CN111351998A - 一种马达极性确定方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种马达极性确定方法、装置、存储介质及设备。本发明提供的方法包括：按照第一接入方法连接马达，并输入第一激励信号以驱动马达振动，采集马达在第一接入方法下的第一振动信号并获取第一振动信号与刹车段对应的第一加速度，按照与第一接入方法下马达的极性相反的第二接入方法连接马达，输入第一激励信号以驱动马达振动，采集马达在第二接入方法下的第二振动信号并获取第二振动信号与刹车段对应的第二加速度，比较第一振动信号刹车段的第一加速度与第二振动信号对应于刹车段的第二加速度，根据比较结果确定马达的极性；本发明提供的马达极性确定方法可以使得马达振动量拖尾振荡满足预计要求，可以实现预计的效果。

Description

一种马达极性确定方法、装置、存储介质及设备

【技术领域】

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种马达极性确定方法、装置、存储介质及设备。

【背景技术】

现有技术的智能手机、平板电脑等便携设备越来越成为人们生活中不可或缺的一部分。而且随着社会的进步，人们对电子产品的智能化、多样化的要求也越来越高，需要更加丰富的人体感知和人机交互体验。触感是人体感知中重要的一部分，因而触觉反馈技术扮演着越来越重要的作用。其中，线性谐振激励器(Linear Resonance Actuator，LRA)(俗称马达)在触觉反馈系统中扮演着重要的地位。对于马达控制而言，单纯的线性系统控制是比较容易的，它可以通过类似传递函数的形式进行；但是由于受到磁路、结构和工艺等方面的影响，激励器或多或少会呈现出一定的非线性，这使得在效果信号上需要根据参数曲线的非线性进行特殊设计。通常而言，对于马达参数的非线性特性，都会定义成基于位移的曲线；如果以零位移为对称轴，该曲线很有可能是非对称形式。这就使得马达在不同的接入方法下会产生具有一定差异的性能，当接入方法的方向与马达极性方向不相符时，会导致马达的振动量达不到预计的效果。

因此，有必要提供一种马达极性确定方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种马达极性确定方法、装置、存储介质及设备，用以解决现有技术中马达接入方向与预计方向不符时导致马达振动量达不到预计的效果的技术问题。

本发明的技术方案如下：

本发明一方面提供一种马达极性确定方法，方法包括：

按照第一接入方法连接所述马达，并输入第一激励信号以驱动所述马达振动，所述第一激励信号包括驱动所述马达起振的加速段、用于实现马达振动效果的恒定段信号和用于以低频方式减小马达振动量的刹车段；

采集所述马达在所述第一接入方法下的第一振动信号并获取所述第一振动信号与所述刹车段对应的第一加速度；

按照与所述第一接入方法下所述马达的极性相反的第二接入方法连接所述马达，输入所述第一激励信号以驱动所述马达振动；

采集所述马达在所述第二接入方法下的第二振动信号并获取所述第二振动信号与所述刹车段对应的第二加速度；

比较所述第一振动信号所述刹车段的第一加速度与所述第二振动信号对应于所述刹车段的第二加速度，根据比较结果确定所述马达的极性。

进一步地，所述根据比较结果确定所述马达的极性，包括：

当所述第一加速度小于所述第二加速度时，确定所述马达的极性与所述第一接入方法对应；

当所述第一加速度大于所述第二加速度时，确定所述马达的极性与所述第二接入方法对应。

进一步地，所述激励信号为持续时长小于50ms的非周期信号。

进一步地，所述第一加速度及所述第二加速度均由加速度计测量并提取。

进一步地，所述第一加速度及所述第二加速度均由红外光位移测量装置测量并提取。

进一步地，所述方法还包括：

在马达按照第一接入方法连接时，采集卡将所述第一激励信号进行数模转换后传递给所述马达，以驱动所述马达振动；

接收所述采集卡采集到的第一加速度，所述第一加速度由所述加速度计采集并发送给所述采集卡；

在马达按照第二接入方法连接时，向所述采集卡发送第一激励信号，所述采集卡将所述第一激励信号进行数模转换后发送给所述马达，以驱动所述马达振动；

接收所述采集卡采集到的第二加速度，所述第二加速度由所述加速度计采集并发送给所述采集卡。

本发明第二方面提供一种马达极性确定装置，所述装置包括：

加速度获取模块，用于获取马达按照第一接入方法接入时在激励信号刹车段的第一加速度以及按照第二接入方法接入时在所述激励信号刹车段的第二加速度；所述第一接入方法及所述第二接入方法为马达接入电子装置时相反的接入方法；

对比模块，用于对所述第一加速度及所述第二加速度进行比较，得到比较结果；

马达极性确定模块，用于根据所述比较结果确定马达极性。

本发明第三方面提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面所述的马达极性确定方法中的各步骤。

本发明第四方面提供一种马达极性确定设备，所述设备包括：

采集卡，与采集卡电连接的处理器及加速度计，与所述加速度计电连接的工装，所述工装用于放置待确定接入方法的马达；

所述处理器用于实现第一方面所述的马达极性确定方法中的各步骤。

进一步地，所述设备还包括：

第一放大器，所述第一放大器与所述采集卡以及马达电连接，所述第一放大器用于将采集卡发送的激励信号进行放大后传输至马达以激励马达振动；

第二放大器，所述第二放大器与所述加速度计以及所述采集卡电连接，所述第二放大器用于将所述加速度计采集的加速度信号放大后传输给所述采集卡。

进一步地，所述设备还包括：

缓冲件，所述缓冲件置于所述工装的底部，所述缓冲件用于避免外部环境对工装加速度测量结果的影响。

本发明的有益效果在于：按照第一接入方法连接马达，并输入第一激励信号以驱动马达振动，采集马达在第一接入方法下的第一振动信号并获取第一振动信号与刹车段对应的第一加速度，按照与第一接入方法下马达的极性相反的第二接入方法连接马达，输入第一激励信号以驱动马达振动，采集马达在第二接入方法下的第二振动信号并获取第二振动信号与刹车段对应的第二加速度，比较第一振动信号刹车段的第一加速度与第二振动信号对应于刹车段的第二加速度，根据比较结果确定马达的极性。在该接入方法下，马达振动量拖尾振荡满足预计要求，马达振动拖尾小，可以实现预计的效果。

【附图说明】

图1为马达通过两种相反的方向接入时其振动量示意图；

图2为本发明提供的马达极性确定方法的流程示意图；

图3为本发明提供的马达极性确定装置的模块示意图；

图4为本发明提供的马达极性确定设备的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

马达作为触觉反馈系统中重要的实现元件，其运动特性的研究也越来越深入，马达的运动模型微分方程可以表示为：

Bl(x)i＝m_ta+R_m(x)v+k_t(x)x

其中，u_e表示马达的驱动电压，R_e表示马达直流阻抗，i表示马达音圈中的电流，Bl(x)表示马达电磁力系数，v表示马达振子的速度，L_e表示马达音圈电感。

m_t表示马达振子质量，a表示马达振子的加速度，R_m(x)表示阻尼器的力阻系数，k_t(x)表示弹簧劲度系数，x表示马达振子的位移。

对于马达运动线性模型，式中的Bl(x)、k_t(x)以及R_m(x)均为常数，对于非线性模型，以上三个参数都表现为位移的曲线。理想情况下，以上参数的非线性会呈现出比较强的对称性，但在实际生产过程中，由于装配工艺和生产过程的公差，可能会使非线性曲线产生一定的非对称性。从而使得马达使用不同的接入方向接入电子装置时，会产生有一定差异的运动特性。如图1所示，为马达通过两种相反的方向接入时其振动量示意图。从图1可知，马达的接入方向不同，其短信号加速度段的振动量差异不大，但其刹车段的影响就比较明显。图中500～1000ms段为短信号加速段，1000ms以后为短信号刹车段。可以理解的是，马达的接入方法仅有两种相反的接入方法，两种接入方法的区别仅为其接入电子装置时的两端相反，定义一种接入方法为第一种接入方法，则第二种接入方法即为与第一种接入方法相反的接入方法。通过图1中对比图可知，第二种接入方法相对于第一种接入方法，其短信号刹车段的振动量更小，拖尾震荡更为轻微。第二种接入方法的马达振动效果符合预期，在实际使用中更能具有“清脆”的体验效果。

为使得马达能够达到预期的效果，需要在接入前确定马达的接入方法。本发明第一方面即提供了一种马达极性确定方法，如图1所示，为本申请提供的马达极性确定方法的流程示意图，方法包括：

步骤201，按照第一接入方法连接马达，并输入第一激励信号以驱动马达振动，第一激励信号包括驱动马达起振的加速段、用于实现马达振动效果的恒定段信号和用于以低频方式减小马达振动量的刹车段；

步骤202，采集马达在第一接入方法下的第一振动信号并获取第一振动信号与刹车段对应的第一加速度；

步骤203，按照与第一接入方法下马达的极性相反的第二接入方法连接马达，输入第一激励信号以驱动马达振动；

步骤204，采集马达在第二接入方法下的第二振动信号并获取第二振动信号与刹车段对应的第二加速度；

步骤205，比较第一振动信号刹车段的第一加速度与第二振动信号对应于刹车段的第二加速度，根据比较结果确定马达的极性。

在本申请实施例中，可以理解的是，马达的接入方法有相反的两种，即上述第一接入方法与第二接入方法是马达接入电子装置时相反的两种接入方法。

当马达按照第一接入方法进行接入时，对马达施加激励信号，马达在激励信号下按照激励信号的指示发生振动，对马达对激励信号的刹车段信号响应的振动加速度进行测量，得到第一加速度。更换马达的接入方法为第二接入方法，对马达施加与上述激励信号相同的激励信号，马达在该相同的激励信号的激励下发生振动，对马达在此激励信号的刹车段信号响应的振动加速度进行测量，得到第二加速度。可以理解的是，这里的第一加速度及第二加速度都不是一个单一的值，而是在激励信号刹车段这段时间马达的振动加速度的连续值。获取上述测量得到的第一加速度及第二加速度。

对于用于激励马达进行振动的激励信号，可以是满足如下条件的短信号：具有足够大的位移水平，即激励信号将马达的位移激励到足够大的水平，在本申请中，可以是将马达的位移激励到马达额定电压稳态的位移水平。以及足够快的刹车时间，即该激励信号需要配置刹车段，让马达振子在短时间内恢复到零位移水平。

对采集到的第一加速度及第二加速度进行比较，可以是对第一加速度及第二加速度在激励信号刹车段每个位置对应的加速度的绝对值进行比较，并得到比较结果。

由于在信号刹车段马达振动量拖尾振荡越小，马达在实际使用中的振动效果越好，具有更好的用户体验。因此按照第一加速度与第二加速度的比较结果确定马达的接入方法。即第一接入方法及第二接入方法中激励信号的刹车段加速度小的接入方法进行接入。在本申请实施例中，马达的极性即为马达的接入方法，马达具有两个相反的极性：第一极性和第二极性。当比较结果判定马达应当以第一接入方法接入时，则确定马达为第一极性；同样的，当比较结果判定马达应当以第二接入方法接入时，则确定马达为第二极性。

本申请提供的马达极性确定方法，方法包括：按照第一接入方法连接马达，并输入第一激励信号以驱动马达振动，采集马达在第一接入方法下的第一振动信号并获取第一振动信号与刹车段对应的第一加速度，按照与第一接入方法下马达的极性相反的第二接入方法连接马达，输入第一激励信号以驱动马达振动，采集马达在第二接入方法下的第二振动信号并获取第二振动信号与刹车段对应的第二加速度，比较第一振动信号刹车段的第一加速度与第二振动信号对应于刹车段的第二加速度，根据比较结果确定马达的极性。在该接入方法下，马达振动量拖尾振荡满足预计要求，马达振动拖尾小，可以实现预计的效果。

进一步地，根据比较结果确定马达的极性，包括：

当第一加速度小于第二加速度时，确定马达的极性与第一接入方法对应；

当第一加速度大于第二加速度时，确定马达的极性与第二接入方法对应。

具体的，在本申请实施例中，如前文所述，马达振子在两种不同的接入方法下，对马达施加相同的激励信号使马达振动，马达振子会产生不同的振动加速度。两种不同的加速度在激励信号刹车段的加速度值有较为明显差异。对激励信号刹车段采集到的两种接入方法下马达的振动加速度大小进行比较，即对第一加速度及第二加速度的大小进行比较，当第一加速度大小小于第二加速度的大小时，即确定马达应当按照第一接入方法进行接入，即确定马达的极性为上述第一极性。如此，则马达在平时使用中被激励信号激励后振动，在激励信号的刹车段能够具有良好的拖尾效果，良好的拖尾效果即马达振动量拖尾振荡满足预计要求，马达振动拖尾小，可以实现预计的效果。当第一加速度的大小大于第二加速度的大小时，则确定马达按照第二接入方法进行接入，即确定马达的极性为第二极性，如此则马达在平时使用中被激励信号激励后振动，在激励信号的刹车段能够具有良好的拖尾效果。

进一步地，激励信号为持续时长小于50ms的非周期信号。

在本申请实施例中，用于激励马达振动的激励信号可以具有足够大的位移水平，即激励信号可以将马达的位移激励到足够大的水平，在本申请中，可以是将马达的位移激励到马达额定电压稳态的位移水平。另外，用于激励马达的激励信号可以是具有足够快的刹车时间，即该激励信号可以是配置刹车段的激励信号，激励信号可以让马达振子在短时间内恢复到零位移水平。此外，用于激励马达振动的激励信号可以是持续时长小于50ms的非周期信号，如此可以进一步提高马达极性确定的效率。

进一步地，第一加速度及第二加速度均由加速度计测量并提取。

在本申请实施例中，对马达的加速度的测量为利用加速度计进行测量。具体的，可以将马达与加速度测量工装进行粘性固定，并将加速度计固定在测量工装上。当对马达施加激励信号后，马达振动会带动测量工装的振动，加速度计通过对工装加速度的测量实现对马达加速度的测量。当马达以第一接入方法接入时，使用加速度计测量马达在激励信号激励下振动过程的第一振动加速度。当马达以第二接入方法接入时，使用加速度计测量马达在激励信号激励下振动过程的第二振动加速度。再根据激励信号的具体信号将激励信号分为加速段及刹车段，确定刹车段的始末位置，并据此从第一振动加速度及第二振动加速度中分别提取出马达在激励信号刹车段的第一加速度及第二加速度。

进一步地，第一加速度及第二加速度均由红外光位移测量装置测量并提取。

在本申请实施例中，马达的加速度测量还可以使用红外光位移测量装置进行测量。通过测量马达的位移，计算可得到更为准确的加速度测量值。通过对马达在两种接入方法接入时，在同一激励信号下振动的振动位移进行测量，可以计算得到两种不同的接入方法对应的马达振动加速度。可以理解的是，马达在激励信号刹车段的加速度的提取步骤与上述使用加速度计测量马达加速度的实施例中步骤相同，此处不再赘述。

进一步地，方法还包括：

在马达按照第一接入方法连接时，采集卡将第一激励信号进行数模转换后传递给马达，以驱动马达振动；

接收采集卡采集到的第一加速度，第一加速度由加速度计采集并发送给采集卡；

在马达按照第二接入方法连接时，向采集卡发送第一激励信号，采集卡将第一激励信号进行数模转换后发送给马达，以驱动马达振动；

接收采集卡采集到的第二加速度，第二加速度由加速度计采集并发送给采集卡。

在本申请实施例中，当马达按照第一接入方式接入时，处理器向采集卡发送第一激励信号，采集卡将该第一激励信号再发送至马达，以驱动马达振动。此外，采集卡还与测量马达加速度的加速度计或红外位移测量装置连接，用于采集马达振动的加速度。采集卡将采集得到的马达加速度再发送至处理器。同样地，当马达按照第二接入方式接入时，处理器向采集卡发送第二激励信号，可以理解的是，该第二激励信号与上述第一激励信号相同。采集卡将该第二激励信号发送至马达以驱动马达振动。另外，采集卡还用于采集马达振动的加速度并将采集到的加速度发送至处理器。处理器可以是个人计算机或其他具有处理计算功能的设备。

本发明第二方面提供了一种马达极性确定装置，如图3所示，为本申请提供的马达极性确定装置的模块示意图，装置包括：

加速度获取模块301，用于获取马达按照第一接入方法接入时在激励信号刹车段的第一加速度以及按照第二接入方法接入时在激励信号刹车段的第二加速度。

对比模块302，用于对第一加速度及第二加速度进行比较，得到比较结果。

马达极性确定模块303，用于根据比较结果确定马达极性。

在本申请实施例中，提供了一种马达极性确定装置，马达极性确定装置包括加速度获取模块301，对比模块302以及马达极性确定模块303。各模块之间相互连接并可以进行数据交换。

加速度获取模块301用于获取马达按照第一接入方法接入时在激励信号刹车段的第一加速度以及按照第二接入方法接入时在激励信号刹车段的第二加速度。具体的，加速度获取模块与采集卡连接，采集卡采集加速度计测量的马达在两种极性状态下在激励信号刹车段的加速度，并将采集到的加速度发送给加速度获取模块301.

对比模块302用于对第一加速度及第二加速度进行比较，得到比较结果。

马达极性确定模块303用于根据对比模块302发送的比较结果确定马达极性。

本发明第三方面提供一种可读存储介质，该存储介质可以是设置于上述个实施例中的电子装置中，该可读存储介质可以是存储器。该存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述实施例中的马达极性确定方法。进一步的，该可存储介质还可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明第四方面提供一种马达极性确定设备，如图4所示，为本申请实施例提供的马达极性检测设备的一种结构示意图，设备包括：

采集卡402，与采集卡电连接的处理器401及加速度计405，与加速度计连接的工装406，工装406用于放置待确定接入方法的马达408；

处理器401用于实现第一方面提供的马达极性确定方法中的各步骤。

在本申请实施例中，本申请提供的马达极性确定设备，具有采集卡402、处理器401、加速度测量工装406以及用于测量加速度的加速度计405。在进行接入方法确定时，将马达408按照两种相反的方法接入并与工装406固定。处理器401通过采集卡402向马达发送激励信号并通过采集卡402与工装406采集马达408的振动加速度。处理器401通过对两种接入方法所采集到的加速度进行比对以确定马达的接入方式。可以理解的是，处理器在执行时，实现第一方面提供的马达极性确定方法中的各步骤。

进一步地，设备还包括：

第一放大器403，第一放大器403与采集卡402以及马达408电连接，第一放大器403用于将采集卡402发送的激励信号进行放大后传输至马达408以激励马达408振动；

第二放大器404，第二放大器404与加速度计405以及采集卡402电连接，第二放大器404用于将加速度计405采集的加速度信号放大后传输给采集卡402。

在本申请实施例提供的马达极性确定设备中，还包括与采集卡402以及马达408电连接的第一放大器403，该第一放大器403用于将采集卡402发送至第一放大器403的激励信号进行放大后发送给马达408。另外，该设备还具有与采集卡402以及加速度计405电连接的第二放大器404，该第二放大器404用于将从加速度计405采集的加速度信号进行方法后传输给采集卡402。该设备具有的第一放大器403以及第二放大器404，将发送的激励信号以及采集的加速度信号进行放大，可以使得马达振动效果更明显以及采集的数据更准确，从而使得确定的结果更为准确。

进一步地，本申请提供的马达极性确定设备还包括缓冲件407，缓冲件置于工装406的底部，缓冲件用于避免外部环境对工装加速度测量结果的影响。

可以理解的是，将工装406置于缓冲件407上，可以降低外在环境的振动影响工装振动的加速度，从而避免外部环境对工装加速度测量结果的影响。

具体地，在进行马达极性确定时，先按第一方法接入马达，处理器401发送的激励信号经过采集卡402以及放大器403放大作用于马达404，以使得马达404振动，加速度计405检测整个过程中马达的加速度并通过放大器403放大再通过采集卡402传输至处理器401。再以与第一接入方法相反的方法接入马达，重复上述操作以得到马达以与第一接入方法相反的方法接入时整个过程的振动加速度。对两种接入方法得到的马达振动加速度在激励信号刹车段的加速度进行比对，得到加速度较小的接入方法为马达的接入方法，即确定马达的极性。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，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，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种马达极性确定方法，其特征在于，所述马达包括两连接端，所述方法包括：

按照第一接入方法连接所述马达，并输入第一激励信号以驱动所述马达振动，所述第一激励信号包括驱动所述马达起振的加速段、用于实现马达振动效果的恒定段信号和用于以低频方式减小马达振动量的刹车段；

采集所述马达在所述第一接入方法下的第一振动信号并获取所述第一振动信号与所述刹车段对应的第一加速度；

按照与所述第一接入方法下所述马达的极性相反的第二接入方法连接所述马达，输入所述第一激励信号以驱动所述马达振动；

采集所述马达在所述第二接入方法下的第二振动信号并获取所述第二振动信号与所述刹车段对应的第二加速度；

比较所述第一振动信号所述刹车段的第一加速度与所述第二振动信号对应于所述刹车段的第二加速度，根据比较结果确定所述马达的极性。

2.根据权利要求1所述的马达极性确定方法，其特征在于，所述根据比较结果确定所述马达的极性，包括：

当所述第一加速度小于所述第二加速度时，确定所述马达的极性与所述第一接入方法对应；

当所述第一加速度大于所述第二加速度时，确定所述马达的极性与所述第二接入方法对应。

3.根据权利要求1或2所述的马达极性确定方法，其特征在于，所述激励信号为持续时长小于50ms的非周期信号。

4.根据权利要求3所述的马达极性确定方法，其特征在于，所述第一加速度及所述第二加速度均由加速度计测量并提取。

5.根据权利要求3所述的马达极性确定方法，其特征在于，所述第一加速度及所述第二加速度均由红外光位移测量装置测量并提取。

6.根据权利要求4所述的马达极性确定方法，其特征在于，包括：

在马达按照第一接入方法连接时，采集卡将所述第一激励信号进行数模转换后传递给所述马达，以驱动所述马达振动；

接收所述采集卡采集到的第一加速度，所述第一加速度由所述加速度计采集并发送给所述采集卡；

在马达按照第二接入方法连接时，向所述采集卡发送第一激励信号，所述采集卡将所述第一激励信号进行数模转换后发送给所述马达，以驱动所述马达振动；

接收所述采集卡采集到的第二加速度，所述第二加速度由所述加速度计采集并发送给所述采集卡。

7.一种马达极性确定装置，其特征在于，所述装置包括：

加速度获取模块，用于获取马达按照第一接入方法接入时在激励信号刹车段的第一加速度以及按照第二接入方法接入时在所述激励信号刹车段的第二加速度；所述第一接入方法及所述第二接入方法为马达接入电子装置时相反的接入方法，所述激励信号包括驱动所述马达起振的加速段、用于实现马达振动效果的恒定段信号和用于以低频方式减小马达振动量的刹车段；

对比模块，用于对所述第一加速度及所述第二加速度进行比较，得到比较结果；

马达极性确定模块，用于根据所述比较结果确定马达的极性。

8.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至6中任意一项所述的马达极性确定方法中的各步骤。

9.一种马达极性确定设备，其特征在于，所述设备包括：

采集卡，与采集卡电连接的处理器及加速度计，与所述加速度计电连接的工装，所述工装用于放置待确定接入方法的马达；

所述处理器用于实现如权利要求1～6中任意一项所述的马达极性确定方法中的各步骤。

10.根据权利要求9所述的马达极性确定设备，其特征在于，所述设备还包括：

第一放大器，所述第一放大器与所述采集卡以及马达电连接，所述第一放大器用于将采集卡发送的激励信号进行放大后传输至马达以激励马达振动；

第二放大器，所述第二放大器与所述加速度计以及所述采集卡电连接，所述第二放大器用于将所述加速度计采集的加速度信号放大后传输给所述采集卡。

11.根据权利要求9或10所述的马达极性确定设备，其特征在于，所述设备还包括：

缓冲件，所述缓冲件置于所述工装的底部，所述缓冲件用于避免外部环境对工装加速度测量结果的影响。

Images