CN108448858B - 一种高灵敏高振感的微振动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高灵敏高振感的微振动器，它包括线圈、永磁体、振动体、外壳、弹性装置和电路基板，线圈包括上线圈和下线圈，上线圈固定在外壳顶端内侧，下线圈固定在与上线圈相对的外壳底端内侧，永磁体悬空置于上线圈和下线圈之间，通过上线圈和下线圈配合产生的磁场驱动永磁体带动振动体进行振动。本发明的实质性效果是：通过上线圈和下线圈配合产生的磁场减少了微振动器达到设定振感的时间，使得响应时间减少、微振动器更加灵敏并且振感更强，通过使用开口部设有弹簧的U字形簧片作为弹性装置使得微振动器的振感更强并延长了微振动器的使用寿命，通过调节两个线圈上的加载电流使得微振动器的振动模式更加丰富，进而提高用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及使用电磁工作的微振动器，尤其涉及一种高灵敏高振感的微振动器。
背景技术
微振动器作为一种微型电机，主要用于手机、电动玩具等小型电子产品上，特别是智能手机上的手游等娱乐都需要振动来提高游戏的体验感，但是传统的扁平电机由于电刷的磨损，使用的寿命较短，同时达到一定的振感时需要的时间也比较长，振感也不强。虽然智能手机的体积越来越大，但安装微振动器的空间却越来越小。传统的微振动器已经无法满足客户的需求，因此需要设计一种高灵敏高振感的微振动器来满足市场的需求。
中国专利授权公告号CN 202889418 U，授权公告日2013年04月17日，公开了一种手机振动器，包括硅胶外壳、定子、转轴、转子座、轴承、转子线圈、电枢、磁钢、偏心轮一和偏心轮二，所述定子安装在硅胶外壳内部，所述转子座设置在硅胶外壳内部右端，所述转轴一端安装在转子座上，另一端安装在轴承上，所述磁钢安装在转轴中间部位，所述偏心轮一和偏心轮二安装在转轴上，且分别处于磁钢的左、右两侧，所述转子线圈固定在转子座上，所述电枢安装在转子座右端，由于偏心轮安装在壳体内部，旋转时不会对手机内的其它部件和线路发生碰撞，保证了振动装置的可靠性，减低了构件装配的复杂性。但是，上述专利中提及的使用偏心轮的手机振动器仍然没有解决微振动器振动使用寿命短、响应时间较长以及振感弱的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何解决微振动器振动使用寿命短、响应时间较长以及振感弱的问题。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种高灵敏高振感的微振动器，包括线圈、永磁体、振动体、外壳、弹性装置和电路基板，线圈固定在外壳内侧，永磁体、振动体、弹性装置和电路基板均位于外壳内，振动体通过弹性装置固定在外壳上，永磁体固定在振动体上，电路基板为线圈施加电气信号，通电后的线圈通过磁力驱动永磁体带动振动体进行振动，所述线圈包括上线圈和下线圈，所述上线圈固定在外壳顶端内侧，所述下线圈固定在与上线圈相对的外壳底端内侧，所述永磁体悬空置于上线圈和下线圈之间，通过上线圈和下线圈配合产生的磁场驱动永磁体带动振动体进行振动，进而减少了微振动器的振动响应时间。通过控制上线圈和下线圈的通电电流，使得两个线圈产生相反的磁极，进而增大对永磁体的磁力，减少了微振动器达到设定振感的时间，使得响应时间减少、微振动器更加灵敏并且振感更强。
作为优选，所述外壳包括下托架和机壳，所述电路基板为FPC，所述下托架为圆形平板，所述机壳为下端开口的圆筒状结构，机壳下端开口边缘处设有一段缺口，该缺口用于FPC穿入外壳内，所述FPC进入外壳后分为两段，一段FPC粘贴在下托架上为下线圈供电，另一段FPC粘贴在机壳上端内侧壁上为上线圈供电。通过使用FPC作为电路基板减少了微振动器的体积，有利于微振动器集成到智能手机内。
作为优选，所述弹性装置包括至少两个弹簧片，所述弹簧片以永磁体中心呈对称分布，弹簧片一端固定在振动体下端，另一端固定在下托架上。弹簧片的使用使得弹性装置能提供更大的恢复力，使得微振动器的振感更强。
作为优选，所述弹性装置包括四个弹簧片，弹簧片所在位置的连线呈正方形，所述弹簧片为U字形簧片，所述U字形簧片的开口处设有连接在开口两侧的弹簧，该弹簧为U字形簧片提供额外恢复力，进而延长U字形簧片的使用寿命。
作为优选，所述永磁体为圆柱形磁钢，所述振动体包括固定套和质量块，所述质量块通过固定套固定在磁钢外侧，所述质量块为圆环状钨合金，所述固定套为圆环状构建，固定套的内环半径与磁钢半径相同，固定套内环和磁钢胶合，固定套的外环半径与质量块内环半径相同，固定套外环和质量块内环胶合。
作为优选，所述微振动器通过以下方法来调节微振动器振动体的振动幅度：
当微振动器需要最大振幅的振动时，在两个线圈上分别加载振幅相同、初相位相同而振幅相反的电流信号，即在一个线圈上加载
的电信号，使得该线圈磁极与永磁体对应磁极相反，在另外一个线圈上加载
的电信号，使得该线圈磁极与永磁体对应磁极相同，此时，振动体能在最短的时间内到达最大振幅；
当微振动器需要较弱振幅的振动时，在两个线圈上分别加载振幅相同并且具有初相位差的电流信号，即在一个线圈上加载
的电信号，在另外一个线圈上加载
的电信号，通过调节
与
的差值来调节振动体的振幅；
当微振动器需要停止振动时，在上线圈和下线圈上同时输入正弦曲线的电流信号
由于两个线圈发出同等强度的磁场，振动体将剩余的动能消耗在克服磁场力做功，因此会较快停止振动。通过分别调节两个线圈上的加载电流使得微振动器的振动模式更加丰富，进而提高用户体验。
作为优选，该微振动器通过手机音乐来改变振动频率和幅度的方法为：设定线圈上输入的初始电信号为
通过处理器将音乐进行分段并识别每一段音乐的感情色彩特征，在激昂、欢快、热烈的感情色彩音乐段时增加振动圆频率ω和振幅A0，在抒情、悲怆、思恋的感情色彩音乐段时降低圆频率ω和振幅A0，从而进一步增加用户体验。
本发明的实质性效果是：通过上线圈和下线圈配合产生的磁场减少了微振动器达到设定振感的时间，使得响应时间减少、微振动器更加灵敏并且振感更强，通过使用开口部设有弹簧的U字形簧片作为弹性装置使得微振动器的振感更强并延长了微振动器的使用寿命，通过调节两个线圈上的加载电流使得微振动器的振动模式更加丰富，进而提高用户体验。
附图说明
图1为本发明一种高灵敏高振感的微振动器的侧视结构剖面图。
图2为本发明一种高灵敏高振感的微振动器的爆炸图。
图中：1、下托架，2、机壳，3、FPC，4、上线圈，5、下线圈，6、弹簧片，7、永磁体，8、固定套，9、质量块。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：
通常来说，使用电磁工作的微振动器包括线圈、永磁体、振动体、外壳、弹性装置和电路基板，线圈固定在外壳内侧，永磁体、振动体、弹性装置和电路基板均位于外壳内，振动体通过弹性装置固定在外壳上，永磁体固定在振动体上，电路基板为线圈施加电气信号，通电后的线圈通过磁力驱动永磁体带动振动体进行振动。
图1为该高灵敏高振感的微振动器的侧视结构剖面图，图2为该微振动器的爆炸图，如图所示，该微振动器包括下托架1、机壳2、FPC、上线圈4、下线圈5、弹簧片6、永磁体7、固定套8和质量块9，下托架1和机壳2构成了微振动器的外壳。FPC为柔性电路板的简称FPC，是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，通过使用FPC作为电路基板减少了微振动器的体积，有利于微振动器集成到智能手机内。下托架1为圆形平板，机壳2为下端开口的圆筒状结构，机壳2下端开口边缘处设有一段缺口，该缺口用于FPC穿入外壳内。弹簧片6为U字形簧片，U字形簧片的开口处设有连接在开口两侧的弹簧，该弹簧为U字形簧片提供额外恢复力，进而延长U字形簧片的使用寿命，U字形簧片作为弹性装置使得微振动器的振感更强并延长了微振动器的使用寿命。
上线圈4固定在外壳顶端内侧，下线圈5固定在与上线圈4相对的外壳底端内侧，永磁体7悬空置于上线圈4和下线圈5之间，通过上线圈4和下线圈5配合产生的磁场驱动永磁体7带动振动体进行振动，进而减少了微振动器的振动响应时间。如图2所示，FPC通过机壳2下端开口边缘处的缺口进入外壳内部，FPC进入外壳后分为两段，一段FPC粘贴在下托架1上为下线圈5供电，另一段FPC粘贴在机壳2上端内侧壁上为上线圈4供电，对两个线圈施加例如2V-5V AC频率180-300Hz(频率和电压都可根据不同的要求进行调整)的电流，当上线圈4形成吸力时，下线圈5形成斥力，使永磁体7朝上运动，永磁体7通过固定套8带动质量块9向上运动；当电流方向变后，当上线圈4形成斥力时，下线圈5形成吸力，使永磁体7朝下运动，永磁体7通过固定套8带动质量块9向下运动，通过不断的上下运动形成加速度，从而产生振动。上线圈4和下线圈5产生的磁场叠加增强，使得磁场对永磁体7的磁力增强，进而振动体迅速振动，减少了微振动器达到设定振感的时间，使得响应时间减少、微振动器更加灵敏并且振感更强。进一步的，通过控制上、下线圈5的两个通电电流，能够使得微振动器的振动模式更加丰富，比如通过音乐来调节微振动器振动的幅度和频率，进而增强用户对于手游的体验。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (5)
1.一种高灵敏高振感的微振动器，包括线圈、永磁体、振动体、外壳、弹性装置和电路基板，线圈固定在外壳内侧，永磁体、振动体、弹性装置和电路基板均位于外壳内，振动体通过弹性装置固定在外壳上，永磁体固定在振动体上，电路基板为线圈施加电气信号，通电后的线圈通过磁力驱动永磁体带动振动体进行振动，其特征在于，所述线圈包括上线圈和下线圈，所述上线圈固定在外壳顶端内侧，所述下线圈固定在与上线圈相对的外壳底端内侧，所述永磁体悬空置于上线圈和下线圈之间，通过上线圈和下线圈配合产生的磁场驱动永磁体带动振动体进行振动，进而减少了微振动器的振动响应时间；所述永磁体为圆柱形磁钢，所述振动体包括固定套和质量块，所述质量块通过固定套固定在磁钢外侧，所述质量块为圆环状钨合金，所述固定套为圆环状构建，固定套的内环半径与磁钢半径相同，固定套内环和磁钢胶合，固定套的外环半径与质量块内环半径相同，固定套外环和质量块内环胶合；所述微振动器通过以下方法来调节微振动器振动体的振动幅度：
当微振动器需要最大振幅的振动时，在两个线圈上分别加载振幅相同、初相位相同而振幅相反的电流信号，即在一个线圈上加载
的电信号，使得该线圈磁极与永磁体对应磁极相反，在另外一个线圈上加载
的电信号，使得该线圈磁极与永磁体对应磁极相同，此时，振动体能在最短的时间内到达最大振幅；
当微振动器需要较弱振幅的振动时，在两个线圈上分别加载振幅相同并且具有初相位差的电流信号，即在一个线圈上加载
的电信号，在另外一个线圈上加载的电信号，通过调节与的差值来调节振动体的振幅；
当微振动器需要停止振动时，在上线圈和下线圈上同时输入正弦曲线的电流信号，由于两个线圈发出同等强度的磁场，振动体将剩余的动能消耗在克服磁场力做功，因此会较快停止振动。
2.根据权利要求1所述的一种高灵敏高振感的微振动器，其特征在于，所述外壳包括下托架和机壳，所述电路基板为FPC，所述下托架为圆形平板，所述机壳为下端开口的圆筒状结构，机壳下端开口边缘处设有一段缺口，该缺口用于FPC穿入外壳内，所述FPC进入外壳后分为两段，一段FPC粘贴在下托架上为下线圈供电，另一段FPC粘贴在机壳上端内侧壁上为上线圈供电。
3.根据权利要求2所述的一种高灵敏高振感的微振动器，其特征在于，所述弹性装置包括至少两个弹簧片，所述弹簧片以永磁体中心呈对称分布，弹簧片一端固定在振动体下端，另一端固定在下托架上。
4.根据权利要求2或3所述的一种高灵敏高振感的微振动器，其特征在于，所述弹性装置包括四个弹簧片，弹簧片所在位置的连线呈正方形，所述弹簧片为U字形簧片，所述U字形簧片的开口处设有连接在开口两侧的弹簧，该弹簧为U字形簧片提供额外恢复力，进而延长U字形簧片的使用寿命。
5.根据权利要求1所述的一种高灵敏高振感的微振动器，其特征在于，该微振动器通过手机音乐来改变振动频率和幅度的方法为：设定线圈上输入的初始电信号为
，通过处理器将音乐进行分段并识别每一段音乐的感情色彩特征，在激昂、欢快、热烈的感情色彩音乐段时增加振动圆频率和振幅，在抒情、悲怆、思恋的感情色彩音乐段时降低圆频率和振幅
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