CN109361289A - 一种超薄型双频双向微型线性振动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超薄型双频双向微型线性振动器，包括：支撑体、柔性线路板、线圈、配重块、磁体、导磁板、复合弹片、缓冲体、盖。本发明采用复合弹片结构，同时具有2个固有振荡频率，2个振动方向，可提供高频和低频触觉反馈。当采用高频和低频混合驱动时，可获另外的触觉反馈体验。通过调整高频与低频的混合比例，可获得多样化的触觉反馈，给用户提供更多的体验。本发明采用扁平式布局，可获得较低的高度及较小的体积，以满足超薄型手持设备的需求。

Description

一种超薄型双频双向微型线性振动器

技术领域

本发明涉及振动器领域，尤指一种通过振子与支撑体构成具有2个固有振荡频率及2个振动方向的微型线性振动器。

背景技术

传统的用于触觉反馈的微型振动器大都采用直流马达带动偏心轮旋转产生的振动来实现；由于直流马达采用电刷换向，其寿命受电刷的限制，很难突破200小时。

然而，虽现今已有微型无刷马达振动器可解决寿命的问题，但由于启动时间偏长响应速度偏慢，且存在反馈延迟的现象，故其应用受到限制。

目前利用线性马达原理研制的线性振动器大多采用单一频率工作，单一频率的触觉反馈模式已不能满足多样化触觉反馈的需求。也出现少数线性振动器采用高、低频工作，但体积太大，尤其是高度偏高，无法用于手机、平板电脑等超薄型设备。

发明内容

本发明的目的针对现有技术中的缺陷，为此提供一种超薄型双频双向微型线性振动器，该超薄型双频双向微型线性振动器解决了手机、平板电脑等超薄型设备对多样化触觉反馈的需求问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超薄型双频双向微型线性振动器，其特征在于，包括：支撑体、柔性线路板、线圈、配重块、磁体、导磁板、复合弹片、缓冲体、盖；

所述柔性线路板粘贴在所述支撑体上，所述线圈的一端固定在所述柔性线路板上，构成所述振动器的定子；

所述磁体固定在所述配重块中间的孔内，所述导磁板贴合在所述配重块端面，所述复合弹片的一端插入所述导磁板弯折部位与所述配重块侧面形成间隙中，经铆接或激光焊接后，所述磁体、所述配重块、所述导磁板、所述复合弹片固定在一起，构成所述振动器的振子。

所述振子中的磁体与所述定子中的线圈正对设置，所述磁体与所述线圈间保留一定间隙；所述复合弹片的另一端紧靠所述支撑体侧面立柱，通过激光焊接固定，构成双频双向成振动体；

所述磁体为扁平状正方体，一面与所述导磁板贴合，另一面与所述线圈正对设置，所述磁体的磁场N区和S区沿对角线分割，所述线圈处在所述磁体与支撑体的气隙磁场中。

进一步地，所述复合弹片一端固定于所述配重块两侧，另一端固定于所述支撑体侧面立柱上，采用中心对称式分布，所述复合弹分为宽度不同的2个变形区，宽的部分为高频谐振区，窄的部分为低频谐振区。

进一步地，所述线圈设置在所述定子上，线圈的线头焊接在所述柔性线路板上，所述柔性线路板包括电流变换电路，所述电流变换电路用于输出设定频率的脉动直流电。

进一步地，所述高频谐振频率设定为270Hz～330Hz，所述低频谐振频率设定为120Hz～180Hz。

进一步地，所述振动器还包括所述盖和所述缓冲体，所述缓冲体粘接在所述盖的内侧；所述盖和所述支撑体焊接后形成空间可容纳所述振动体。

有益效果：本发明采用谐振原理，当线圈中驱动电流的频率与振子固有频率一致时，可以实现振动器的快速启动，从而获取较快的响应速度，降低响应延迟时间。

本发明采用复合式弹片结构，一个弹片同时具备低频和高频两个谐振频率，低频和高频公共同一个振子，简化了产品结构，减少了产品的体积。

本发明整体采用扁平式结构，使产品的高度降低，能满足手机、平板电脑等超薄型手持设备对多样化触觉反馈的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种超薄型双频双向微型线性振动器的立体图；

图2为本发明实施例提供的一种超薄型双频双向微型线性振动器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种超薄型双频双向微型线性振动器的结构爆炸图；

图4为本发明实施例提供的一种超薄型双频双向微型线性振动器的定子示意图；

图5为本发明实施例提供的一种超薄型双频双向微型线性振动器的振子示意图；

图6为本发明实施例提供的一种超薄型双频双向微型线性振动器的振动体示意图；

图7为本发明实施例提供的一种超薄型双频双向微型线性振动器的振动原理示意图；

相关原件符号说明

11支撑体、12柔性线路板、13线圈、21配重块、22磁体、23导磁板、24复合弹片、41盖、42缓冲体

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例双频双向微型线性振动器中，高频和低频是相对而言的，通过改变弹片的宽度或材料厚度，可以获得多种不同的频率范围。同时还包括改变所述磁体的磁场分割线的角度，可实现低频和高频振动量大小的分配。为简化说明，后续各实施例中采用图2的结构进行说明。

参见图1至图7，本发明实施例提供一种超薄型双频双向微型线性振动器，其包括：支撑体11、柔性线路板12、线圈13、配重块21、磁体22、导磁板23、、盖41、缓冲体42。为便于描述，还包括以上零件的组件：定子10、振子20、振动体30。为便于描述，还包含复合弹片24的低频共振区24a、高频共振区24b。

如图4所示，柔性线路板12粘贴在支撑体11上，线圈13的一端固定在柔性线路板12上，线圈13的线头焊接在柔性线路板12上，通过柔性线路板12的内部布线供电，以上构成振动器的定子10。

如图5所示，磁体22固定在配重块21的中间的孔内，导磁板23贴合在配重块21的端面，复合弹片24的一端插入导磁板23弯折部位与配重块21侧面形成间隙中，经铆接或激光焊接后固定。2个复合弹片24呈中心对称，以上构成振子20。

如图6所示，振子20上的磁体22与定子10上的线圈13正对,2者间保留一定的间隙，振子20上的复合弹片24的一端与定子10上的支撑体侧面立柱紧贴，经激光焊接后连接固定，以上构成双频双向振动体40。

如图7所示，复合弹片24分为宽度不同的两个弹性变形区，窄的部分为低频谐振区24a，宽的部分为高频谐振区24b。线圈13与磁体22正对，磁体22为正方体，磁场的N区和S区沿对角线斜向分割。线圈13处于磁体22与支撑体11的气隙磁场中，在通电时产生电磁力,磁体22受到一个与磁场分割线垂直的电磁力F。参照图7的坐标系统，电磁力F分别在X轴Y轴方向产生两个分量FX及FY。分量FX带动振子20产生X方向的运动，同时复合弹片24的低频谐振区24a发生弯曲变形；分量FY带动振子20产生Y方向的运动，同时复合弹片24的高频谐振区24b发生弯曲变形。

当采用低频电流驱动时，在分量FX的作用下，复合弹片24的低频谐振区24a带动振子20在X方向产生谐振，低频谐振区24a实现动能和弹性势能的同步转换，交替往复在X方向对外表现为低频振感。此时分量FY由于不在复合弹片24高频谐振区24b的谐振点上，对外不会表现为明显的振感。

当采用高频电流驱动时，在分量FY的作用下，复合弹片24的高频谐振区24b带动振子20在Y方向产生谐振，高频谐振区24b实现动能和弹性势能的同步转换，交替往复在Y方向对外表现为高频振感。此时分量FX由于不在复合弹片24低频谐振区24a的谐振点上，对外不会表现为明显的振感。

当采用低频与高频电流混合驱动时，高频成分产生的分量FY带动振子20产生谐振，低频成分产生的分量FX带动振子20产生谐振，对外表现出的振感介于高频与低频之间。通过改变低频与高频的混合比例，可以获得多种不同的振感。

导磁块23与支撑体11采用高导磁材料，使磁力在磁体22与支撑体11之间形成闭合回路，避免磁力泄露，提高磁体22与支撑体11之间气隙的磁感应强度，最终提高线圈13通电时产生的电磁力，从而提高电能与机械振动能的转化效率。

需要说明的是，盖41和支撑体11焊接后形成空腔，可将振动体容纳其中，起到防水、防尘、防碰撞的保护作用，提高振动器工作可靠性。

需要说明的是，在柔性线路板12设置有电气连线，也可以将驱动电路设置其上。可以采用芯片、分离元件等实现，在此不作限定。

需要说明的是，线圈13固定在柔性线路板12上的方式可以为焊接、铆接、粘贴或者绑定。在一实施例中，线圈13焊接在柔性线路板12上，同时采用UV胶固定。

在一实施例中，缓冲体42粘贴在盖41内侧，与弹片24侧面正对，4个缓冲体42对称使用。通过缓冲体41能够均衡振子所产生的振动力，避免振动力过大情形发生，保护弹片不被损伤。

在一实施例中，配重块21可采用多片叠合而成，便于调整重量。本实施例中通过设置配重块21的重量来改变振子20的重量，可以获得不同的振动加速度(振动量)。当振子的重量较重时，所产生的振动力相对较大，若振子重量较轻时，产生的振动力则会相对较小。这样可以使振动器具有更宽的选择性，满足不同的触觉反馈需求，扩展使用范围。

在本实施例中，大部分连接采用激光焊接，当然还可以采用一体成型、铆接等方式，在此不作限定。

具体实施过程中,线圈13既可通单向矩形波脉冲直流电，也可通双向正负矩形波脉冲电流，还可以通正弦波交流电流。其中，线圈13通双向矩形波正负脉冲电流电时，则会比线圈13通单向矩形波脉冲直流电时可获得更强的振感。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种超薄型双频双向微型线性振动器，其特征在于，包括：支撑体、柔性线路板、线圈、配重块、磁体、导磁板、复合弹片、缓冲体、盖；

所述柔性线路板粘贴在所述支撑体上，所述线圈的一端固定在所述柔性线路板上，构成所述振动器的定子；

所述磁体固定在所述配重块中间的孔内，所述导磁板贴合在所述配重块端面，所述复合弹片的一端插入所述导磁板弯折部位与所述配重块侧面形成间隙中，经铆接或激光焊接后，所述磁体、所述配重块、所述导磁板、所述复合弹片固定在一起，构成所述振动器的振子。

所述振子中的磁体与所述定子中的线圈正对设置，所述磁体与所述线圈间保留一定间隙；所述复合弹片的另一端紧靠所述支撑体侧面立柱，通过激光焊接固定，构成双频双向成振动体；

所述磁体为扁平状正方体，一面与所述导磁板贴合，另一面与所述线圈正对设置，所述磁体的磁场N区和S区沿对角线分割，所述线圈处在所述磁体与支撑体的气隙磁场中。

2.根据权利要求1所述的双频双向微型线性振动器，其特征在于，所述复合弹片一端固定于所述配重块两侧，另一端固定于所述支撑体侧面立柱上，采用中心对称式分布，所述复合弹分为宽度不同的2个变形区，宽的部分为高频谐振区，窄的部分为低频谐振区。

3.根据权利要求1所述的双频双向微型线性振动器，其特征在于，所述线圈设置在所述定子上，线圈的线头焊接在所述柔性线路板上，所述柔性线路板包括电流变换电路，所述电流变换电路用于输出设定频率的脉动直流电。

4.根据权利要求1所述的双频双向微型线性振动器，其特征在于，所述高频谐振频率设定为270Hz～330Hz，所述低频谐振频率设定为120Hz～180Hz。

5.根据权利要求1所述的双频双向微型线性振动器，其特征在于，所述振动器还包括所述盖和所述缓冲体，所述缓冲体粘接在所述盖的内侧；所述盖和所述支撑体焊接后形成空间可容纳所述振动体。