CN110165861A - 脉冲激励线性谐振传动器 - Google Patents

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CN110165861A CN201910283074.3A CN201910283074A CN110165861A CN 110165861 A CN110165861 A CN 110165861A CN 201910283074 A CN201910283074 A CN 201910283074A CN 110165861 A CN110165861 A CN 110165861A
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李鑫
徐铁军
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Ant Man (suzhou) Machinery Technology Co Ltd
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    • H02K1/34—Reciprocating, oscillating or vibrating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K33/12—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems

Abstract

本发明脉冲激励线性谐振传动器,包括对应设置的一组固定永磁体、移动质量块、一组驱动线圈以及运动导轨；一组固定永磁体根据摆放方向的不同，可分为N极磁铁与S极磁铁，固定在运动导轨的两端；移动质量块于运动导轨的约束下进行固定方向来的回振动；驱动线圈利用激励信号与一组固定永磁体配合进行动态的改变磁场的分布大小。

Description

脉冲激励线性谐振传动器
技术领域
本发明涉及动力驱动部件，具体的，其展示一种脉冲激励线性谐振传动器。
背景技术
线性谐振传动器(LRA)是在单个轴上产生振荡力的振动电机，与直流偏心旋转马达(ERM)不同。传统线性谐振传动器依靠交变电压来驱动，压靠与弹簧连接的移动质量，当可移动的质量块在弹簧的共振频率下被驱动时，整个传动器将以可感知的力振动。
触觉体验技术最早是基于偏心旋转马达技术实现。随着新一代智能电子设备朝着轻薄方向发展，传统偏心旋转马达本身结构的限制已经无法适应时代的潮流，于是线性谐振传动器就应运而生。线性谐振传动器结构简单、体积轻薄、定位更精准、灵敏度高、随动性好。目前，线性谐振传动器已经广泛应用到智能手机、游戏体感与机器人交互等使用场景。
统线性谐振传动器存着相关技术缺陷。触觉反馈要求振动根据需要骤起骤停。传统线性谐振传动器想要实现快速制动就必须准确确定弹簧本身的共振频率来让其实现快速制动，让用户更好地感受到振动的停止。此外，传统线性谐振传动器必须在系统固有频率范围内工作。如果驱动频率不在共振频率范围内，振动的效率和性能会极大降低。然而在实际制造过程中，传统线性谐振传动器的共振频率需要随着应用的范围的变化而改变。然而，传统线性谐振传动器的共振频率很容易发生漂移，造成漂移的原因包括制造容差、温度变化、机械安装、摆放位置、弹簧振动位移、弹簧疲劳损耗等等。
上述所说的传统线性谐振传动器主要的缺陷究其根本在于弹簧，但目前多数相关专利主要集中于LRA的相关应用。例如：意美森公司提出具有增加LRA 带宽的触觉系统，旨在提供一套将LRA运用在智能交互场景中的解决方法(见专利申请号：201710802686X)；上海艾为电子技术股份有限公司提供了一种LRA 马达驱动芯片的控制方法，从而实现各种不同应用场景的触觉体验(见专利申请号：2017114704028)。
因此，有必要提供一种脉冲激励线性谐振传动器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种脉冲激励线性谐振传动器，其采用脉冲信号替代外置弹簧进行驱动，保证新型线性谐振动器的快速响应。
技术方案如下：
一种脉冲激励线性谐振传动器,包括对应设置的一组固定永磁体、移动质量块、一组驱动线圈以及运动导轨；
一组固定永磁体根据摆放方向的不同，可分为N极磁铁与S极磁铁，固定在运动导轨的两端；
移动质量块于运动导轨的约束下进行固定方向来的回振动；
驱动线圈利用激励信号与一组固定永磁体配合进行动态的改变磁场的分布大小。
进一步的，运动导轨为轨道式或圆柱式，主要用于约束移动质量块的移动方向。
进一步的，固定永磁体采用钕铁硼、钐钴、铝镍钴、铁氧体等永磁材料，采用定向磁化技术制备获得。
进一步的，一组固定永磁体的磁场方向相同。
进一步的，移动质量块的材质与固定永磁体相同。
进一步的，移动质量块磁场方向与一组固定永磁体的磁场方向相反。
进一步的，两个驱动线圈分别固定于运动导轨的两端，与固定永磁体相邻。
进一步的，运动导轨采用非导磁材料构成。
进一步的，导轨的截面形状决定线性谐振传动器的形状，导轨的截面形状为U型或圆柱型。
进一步的，还包括机械外壳，机械外壳非导磁材料构成且进行隔磁处理。
与现有技术相比，本发明整体结构紧凑，在参数优化设计工作的前提下，通过施加不同时序的脉冲激励信号，可实现任意频段的振动，从而更好的适应智能交互体验的各种场景，实现更加丰富的振动策略，进而提升产品的综合竞争力。
附图说明
图1为轨道型脉冲激励线性谐振传动器装置结构示意图；
图2为轨道型脉冲激励线性谐振传动器内部结构示意图；
图3为轨道型脉冲激励线性谐振传动器内部侧面结构示意图；
图4为轨道型脉冲激励线性谐振传动器装置向左移动原理示意图；
图5为轨道型脉冲激励线性谐振传动器装置向右移动原理示意图；
图6为圆柱型脉冲激励线性谐振传动器装置结构示意图；
图7为圆柱型脉冲激励线性谐振传动器装置内部结构示意图。
具体实施方式
现有的线性谐振传动器一般含有弹簧结构，每次振动频率只能集中于在共振频率附近的窄带频段。如果驱动频率不在共振频率范围内，振动的效率和性能会极大降低。本发明专利去除弹簧装置，直接采用全电驱动。新型的脉冲激励线性谐振传动器可以实现任意频率下的快速振动。
实施例1：
本实施例展示一种轨道型脉冲激励线性谐振传动器，其整体结构如图1所示，内部结构如图2所示。
其中1为1号驱动线圈1，2为S极固定永磁体，3为移动质量块，4为N 极固定永磁体，5为2号驱动线圈，6为运动导轨，7为机械外壳。
1号驱动线圈1与S极固定永磁体2组成一组磁场调节组，位于运动导轨6 的一侧。同理，2号驱动线圈5与N极固定永磁体4组成另一组磁场调节组，位于运动导轨6的另一侧。1号驱动线圈1与2号驱动线圈5的匝数与尺寸大小由前期参数设计确定。固定永磁体2与4采用高磁性的钕铁硼等永磁材料，使用定向充磁技术进行充磁。移动质量块3可设计为方形或者圆柱形。实际安装时，移动质量块3磁场方向与固定永磁体2和4的磁场方向相反。运动导轨6与机械外壳7采用非导磁材料设计。
轨道型脉冲激励线性谐振传动器内部侧面结构图如图3所示。轨道型脉冲激励线性谐振传动器向左移动的原理如图4所示。假设位于运动轨道6两端的固定永磁体所产生的磁场强度相同，在无外力作用时，移动质量块将处于装置的正中间。
当移动质量块向左移动时，需要对2号驱动线圈5施加脉冲激励信号，使其产生的磁场N极向左，S极向右，目的是为了削弱N极固定永磁体4处的磁场强度，即磁力线向外左侧扩张。于此同时，需要对1号驱动线圈1施加反向脉冲激励信号(所谓反向指的是输入激励信号的幅值反向)，使其产生的磁场N极向右，S极向左，目的是为了增强S极固定永磁体2处的磁场强度，即磁力线向右外侧扩张。由于左侧的磁场强度减弱，右侧的磁场强度增强，在电磁力的驱动下，移动质量块3向左移动。
同理，轨道型脉冲激励线性谐振传动器向右移动的原理如图5所示。当移动质量块3向右移动时，需要对2号驱动线圈5施加脉冲激励信号，使其产生的磁场N极向右，S极向左，目的是为了增强N极固定永磁体4处的磁场强度，即磁力线由外左侧向内收缩。于此同时，需要对1号驱动线圈1施加反向脉冲激励信号(所谓反向指的是输入激励信号的幅值反向)，使其产生的磁场N极向左，S极向右，目的是为了削弱S极固定永磁体2处的磁场强度，即磁力线由右外侧向内收缩。由于左侧的磁场强度增强，右侧的磁场强度减弱，在电磁力的驱动下，移动质量3块向右移动。
由上述原理可知，只要控制好1号驱动线圈1与2号驱动线圈5的脉冲激励信号，便可实现移动质量块3沿着运动轨道6的快速振动。相比于传统的线性谐振传动器，新型脉冲激励型线性谐振传动器省去了弹簧装置，使装置可以轻松工作与不同频率，实现不同振动方式。
实施例2:
本实施例展示一种圆柱型脉冲激励线性谐振传动器，其整体结构如图6所示，内部结构如图7所示。其中1为1号驱动线圈，2为S极固定永磁体，3为移动质量块，4为N极固定永磁体，5为2号驱动线圈，6为运动导轨棒，7为机械外壳。
圆柱型线性谐振传动器相比于方形线性谐振传动器更为直观，方便制造。从使用场景而言，由于圆柱型线性谐振传动器直接采用一根运动导轨棒6直接约束移动块的运动方向，更适合体感手柄等需要经常需要全方位、高强度振动的场合。圆柱型线性谐振传动器具体振动的原理与方形线性谐振传动器一致，这里不再赘述。
与现有技术相比，实施例1和实施例2所展示的技术方案，整体结构紧凑，在参数优化设计工作的前提下，通过施加不同时序的脉冲激励信号，可实现任意频段的振动，从而更好的适应智能交互体验的各种场景，实现更加丰富的振动策略，进而提升产品的综合竞争力。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：包括对应设置的一组固定永磁体、移动质量块、一组驱动线圈以及运动导轨；
一组固定永磁体根据摆放方向的不同，可分为N极磁铁与S极磁铁，固定在运动导轨的两端；
移动质量块于运动导轨的约束下进行固定方向来的回振动；
驱动线圈利用激励信号与一组固定永磁体配合进行动态的改变磁场的分布大小。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：运动导轨为轨道式或圆柱式，主要用于约束移动质量块的移动方向。
3.根据权利要求2所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：固定永磁体采用钕铁硼、钐钴、铝镍钴、铁氧体等永磁材料，采用定向磁化技术制备获得。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：一组固定永磁体的磁场方向相同。
5.根据权利要求4所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：移动质量块的材质与固定永磁体相同。
6.根据权利要求5所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：移动质量块磁场方向与一组固定永磁体的磁场方向相反。
7.根据权利要求6所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：两个驱动线圈分别固定于运动导轨的两端，与固定永磁体相邻。
8.根据权利要求7所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：运动导轨采用非导磁材料构成。
9.根据权利要求8所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：导轨的截面形状决定线性谐振传动器的形状，导轨的截面形状为U型或圆柱型。
10.根据权利要求9所述的一种脉冲激励线性谐振传动器,其特征在于：还包括机械外壳，机械外壳非导磁材料构成且进行隔磁处理。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201766481U (zh) * 2010-08-09 2011-03-16 友泰讯科(北京)科技有限公司 微型振动器、便携式电子设备与电动按摩工具
CN201965247U (zh) * 2010-10-15 2011-09-07 中国石油化工股份有限公司 一种具有磁悬浮结构的低频振动台
CN103140190A (zh) * 2010-09-29 2013-06-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于电动牙刷的利用磁性作用的谐振致动器
CN207490730U (zh) * 2017-12-11 2018-06-12 王梓力 一种用于扑翼飞行器的谐振电机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201766481U (zh) * 2010-08-09 2011-03-16 友泰讯科(北京)科技有限公司 微型振动器、便携式电子设备与电动按摩工具
CN103140190A (zh) * 2010-09-29 2013-06-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于电动牙刷的利用磁性作用的谐振致动器
CN201965247U (zh) * 2010-10-15 2011-09-07 中国石油化工股份有限公司 一种具有磁悬浮结构的低频振动台
CN207490730U (zh) * 2017-12-11 2018-06-12 王梓力 一种用于扑翼飞行器的谐振电机

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