CN113014138A - 振动组件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及本申请提供了一种振动组件及电子设备，所述振动组件包括：壳体；多个质量块，多个所述质量块呈环形的设置在所述壳体内，每个所述质量块上均设置有一个转动机构，所述质量块和所述壳体之间连接有弹性件；多根连杆，所述连杆与所述质量块数量相同，多根所述连杆依次转动连接于将相邻的所述质量块之间；第一转盘，所述第一转盘设置于多个所述质量块的中心位置；驱动件，所述驱动件和所述第一转盘传动连接；所述驱动件驱动所述第一转盘转动时，所述第一转盘依次推动多个所述转动机构向所述壳体的内壁方向运动，多个质量块之间距离改变，所述弹性件产生形变。

Description

振动组件及电子设备

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，尤其涉及一种振动组件及电子设备。

背景技术

振动组件是手机、平板电脑、掌上游戏机等电子设备不可缺少的元器件，振动组件能够为用户提供触觉反馈。随着电子设备市场的竞争加剧，手机厂家对用户触觉体验越来越关注，用户对振动组件的振动反馈效果的要求也越来越高。同级别电子设备的差异较小时，电子设备带给用户的触觉体验往往能够成为用户是否购买该电子设备的关键。

目前电子产品使用的振动提示马达主要为扁平马达、SMT马达，及线性马达，这些马达只能在单方向运动，提供的触感较差，用户使用过程中体验较差，且线性马达会产生磁场对电子设备内部的电子器件产生干扰，造成电子器件的损坏。

因此，有必要对振动组件进行改进，以解决振动组件触觉反馈较差，且会对电子设备内部其他电子元器件造成干扰，而影响用户使用体验的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种振动组件及电子设备，解决振动组件触觉反馈较差，且会对电子设备内部其他电子元器件造成干扰，而影响用户使用体验的问题。

为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请提供了一种振动组件，包括：

多个质量块，多个所述质量块呈环形的设置在所述壳体内，每个所述质量块上均设置有一个转动机构，所述质量块和所述壳体之间连接有弹性件；

多根连杆，所述连杆与所述质量块数量相同，多根所述连杆依次转动连接于将相邻的所述质量块之间；

第一转盘，所述第一转盘设置于多个所述质量块的中心位置；

驱动件，所述驱动件和所述第一转盘传动连接；

所述驱动件驱动所述第一转盘转动时，所述第一转盘依次推动多个所述转动机构向所述壳体的内壁方向运动，多个质量块之间距离改变，所述弹性件产生形变。

第二方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备上设置有上述所述的振动组件。

在本申请实施例中，驱动件带动第一转盘转动，第一转盘推动质量块在壳体内产生位移，质量块带动弹性件产生振动，通过在生产设计时调整质量块的数量以及位置，配合第一转盘的形状，即可实现更加细腻逼真的触觉反馈，同时，振动组件能够不会影响电子设备内部其他电子器件，提高了用户的使用体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中振动组件的结构示意图之一；

图2为图1的侧视图；

图3为本申请实施例中振动组件的结构示意图之二；

图4为图3的侧视图；

图5为本申请实施例中振动组件内部结构示意图之一；

图6为本申请实施例中振动组件内部结构示意图之二；

图7为本申请实施例中压电马达的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、质量块；3、转动机构；31、转轮；32、转轴；4、压电马达；41、压电陶瓷层；42、弹性层；43、第二转盘；44、摩擦层；5、弹性件；6、连杆；7、第一转盘；71、第三安装孔；8、套筒；9、支架。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种振动组件，进行详细地说明。

如图1至图7所示，一种振动组件，包括：

壳体1；

多个质量块2，多个所述质量块2呈环形的设置在所述壳体1内，每个所述质量块2上均设置有一个转动机构3，所述质量块2和所述壳体1之间连接有弹性件5；当质量块2发生位移时，弹性件5产生形变使振动组件能够发出振动。

多根连杆6，所述连杆6与所述质量块2数量相同，多根所述连杆6依次转动连接于将相邻的所述质量块2之间；为了使振动组件的振动方向多元化，通过连杆6将多个质量块2依次连接，当一个质量块2发生位移时，其余质量块2的位置也会相应产生移动，每个质量块2上均连接有一个弹性件5，使振动组件多方向产生振动。

第一转盘7，所述第一转盘7设置于多个所述质量块2的中心位置；第一转盘7的形状可以在生产制作振动组件的过程中进行调整，第一转盘7转动时会与转动机构3发生接触，第一转盘7能够推动转动机构3向壳体1的内壁方向移动，从而带动质量块2的移动，使得振动组件发出声音。同时，在一个质量块2的位置发生改变时，壳体1内通过连杆6依次连接的其余质量块2的位置也会产生改变，使振动组件能够同时产生多个方向的振动，使用户获得更好的使用体验。

驱动件4，所述驱动件4和所述第一转盘7传动连接；驱动件4作为第一转盘7转动的动力输出结构，通过驱动件4可以轻易驱动第一转盘7的转动。

所述驱动件4驱动所述第一转盘7转动时，所述第一转盘7依次推动多个所述转动机构3向所述壳体1的内壁方向运动，多个质量块2之间距离改变，所述弹性件5产生形变。第一转盘7在转动时会与一个或多个转动机构3相接触，通过第一转盘7和转动机构3的配合带动多个质量块2在壳体1内产生位移，从而发出多个方向的振动。

可选地，每个所述质量块2和所述壳体1之间均设置有中空的套筒8，所述套筒8固定于所述壳体1的内壁上，所述弹性件5设置于所述套筒8的内壁和所述质量块2之间，相邻的所述套筒8之间连接有支架9，所述支架9固定于所述套筒8的侧壁上，所述套筒8远离所述壳体1内壁一侧为敞口，所述质量块2通过敞口插至所述套筒8中，所述质量块2能够在所述套筒8中往复运动。由于第一转盘7在转动过程中，多个质量块2均会发生位移，为了避免振动过程中弹性件5对壳体1产生破坏，也为了避免质量块2发生偏移。套筒8固定在壳体1的内壁上，且利用支架9将相邻的套筒8连接，进一步提高了套筒8在壳体1内结构的稳定。即使质量块2在套筒8中出现较大幅度的位移，并通过弹性件5拉扯套筒8，质量块2依然会在对应的套筒8中，避免质量块2在壳体1内产生较大幅度的位移，使振动组件的振动方向能够时刻保持预设方向，使用户获得更好的使用体验。

可选地，所述质量块2、所述连杆6和所述转动机构3数量均为四个，四个所述质量块2两两相对呈十字形设置在所述壳体1内。两两相对设置的质量块2，在产生位移时，结构更加稳定，且振动的方向更加的多样化。若第一转盘7在转动过程中只能同时推动一个质量块2，质量块2依次为第一质量块、第二质量块、第三质量块和第四质量块，第一转盘7推动第一质量块向套筒8内位移过程中，第一质量块连接的弹性件5被压缩，第二质量块、第三质量块和第四质量块分别向套筒8敞口方向位移，同时第二质量块、第三质量块和第四质量块所连接的弹性件5被拉长，从而产生振动。随着第一转盘7的不断转动，振动组件的振动方向也会随之改变，不再是单一方向的振动，用户能够获得更好的振动触感，提高了用户的使用体验。

可选地，所述转动机构3包括转轮31和转轴32，所述连杆6的两端均开设有第一安装孔，所述转轮31上开设有第二安装孔，两根相邻的所述连杆6上的所述第一安装孔和所述第二安装孔同轴设置，所述第二安装孔位于两个所述第一安装孔之间，所述转轴32穿设于所述第二安装孔和两个所述第一安装孔内。转轮31能够以转轴32为轴转动，当第一转盘7与转轮31接触时，转轮31转动减小对第一转盘7转动的摩擦，同时也避免第一转盘7和转动机构3之间出现硬性碰撞，导致第一转盘7或转动机构3的损坏。若第一转盘7同一之间最多只能与一个转轮31相接触，当第一转盘7的端部和第一质量块上的转轮31相贴合时，转轮31转动并将第一质量块向套筒8内部推动挤压弹性件5，同时通过连杆6使得第二质量块、第三质量块和第四质量块均朝着套筒8敞口处位移。通过转轮31的转动既能够实现对质量块2位置的改变，从而对弹性件5进行压缩或拉伸，也能够减小第一转盘7和转动机构3之间的摩擦。

可选地，所述第一转盘7沿第一方向的长度大于所述第一转盘7沿第二方向的长度，沿所述第一方向所述第一转盘7的两端具有外凸的圆弧，沿所述第二方向所述第一转盘7具有内凹的圆弧，所述第一方向和所述第二方向垂直。如壳体1内呈十字形两两相对的设置了四个质量块2，分别为第一质量块、第二质量块、第三质量块和第四质量块，第一转盘7两端外凸的圆弧可以同时与两个转轮31相接触，如第一转盘7的两端能够同时挤压第一质量块和第三质量块，第一质量块和第三质量块被挤压至套筒8内部，第一质量块和第三质量块对应的弹性件5被压缩，此时第二质量块和第四质量块与第一转盘7不发生接触，第二质量块和第四质量块向对应套筒8的敞口方向位移，也就是第二质量块和第四质量块向第一转盘7上内凹的圆弧处位移。通过第一转盘7的转动，振动组件发出的振动方向不断改变，能够给用户更加的使用体验。

具体的，当第一质量块和第三质量块所对应的弹性件5处于被第一转盘7压缩至最短时，第二质量块和第四质量块均至少有部分位于对应的套筒8中。相应的，当第二质量块和第四质量块所对应的弹性件5处于被第一转盘7压缩至最短时，第一质量块和第三质量块均至少有部分位于对应的套筒8中。能够保证质量块2始终至少部分位于套筒8内，避免质量块2的脱落。

可选地，所述驱动件4位压电马达，所述压电马达包括压电陶瓷层41弹性层42和第二转盘43，所述压电陶瓷层41和所述弹性层42呈环形，所述第二转盘43呈圆形，所述第二转盘43和所述压电陶瓷层41相对设置，所述压电陶瓷层41上朝向所述第二转盘43一侧贴合固定有弹性层42，所述第二转盘43和所述第一转盘7传动连接，所述压电陶瓷层41处于通电状态时，所述第二转盘43和所述第一转盘7同步转动；当电子设备发出振动提示需求时，通过对压电陶瓷层41上施加高频电信号，压电陶瓷层41会交替伸缩变形，在一定的频率和电压条件下第二转盘43产生转动。本申请的振动组件中，无需使用磁钢或线圈即可使振动组件产生振动，相应的，振动组件产生的磁场十分微弱，不会对电子设备内其余的电子器件产生干扰，避免了电子设备由于磁场导致的损坏问题，提高了用户的使用体验。压电材料是一种电能与机械能相互转化的材料，即给压电材料施加一个机械应力，将会在材料的表面产生电场，这种现象称为压电材料的正效应；反之将电场加在压电材料上，压电材料也会产生机械变形，这种现象称为压电材料的逆效应。利用压电陶瓷的逆效应，当施加给压电陶瓷层41一个电信号时，压电陶瓷层41会交替伸缩变形，在一定的频率和电压的条件下，压电陶瓷层41带动弹性层42形成沿圆环周向旋转的行波，使弹性层42表面任意一点按照椭圆轨迹的超声波振动。这种振动通过弹性层42和第二转盘43之间的摩擦作用使第二转盘43转动，从而带动传动机构活动，最终使得卷轴和固定轴之间的距离发生改变，从而实现振动组件显示面积的切换。通过改变压电陶瓷层41上电信号的方向，即可改变第二转盘43转动的方向，从而控制振动组件的振动方向，最终使电子设备可以多方向的发生振动。

可选地，所述第一转盘7上开设有第三安装孔71，所述第二转盘43固定于所述第三安装孔71中。第二转盘43固定在第三安装孔71内，能够更好的带动第一转盘7，从而实现第一转盘7和第二转盘43同步转动的效果。

其中，具体的，弹性层42可以选用铜片等能够发生形变的材料，铜片贴在压电陶瓷层41的表面，增大了形变量，同时具有耐磨损，弹性形变传递效果好的优点。

可选地，如图所示，所述压电陶瓷层41上设置有极化区域和未极化区域，所述未极化区域包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域相对设置，所述第一区域上设置有位置传感器，所述第二区域上设置有电路板。在压电马达转动过程中，其中设置于第一区域的位置传感器能够实时监测第二转盘43的转动角度，并通过第二转盘43的转动角度能够确定原本缠绕于卷轴上的柔性屏的第一端的展开宽度，也就是确定此时振动组件的尺寸。可以在电子设备内设置单独的APP或者是其他控制程序，用户可以自主选择屏幕展开的尺寸，为用户提高了更多的选择空间，提高了用户的使用感受。第二区域上的电路板用于连接电子设备的控制系统，以及为压电陶瓷层41进行供电，通过在第二区域内通入高频电流，利用逆压电效应产生千万赫兹的超声波振动，通电后，压电陶瓷层41的振幅约为－微米，一秒伸缩万到十万次，从而实现每秒的行波位移可达数厘米，以实现提高振动组件振动强度和振动频率的效果，使用户能够更清晰的感受到电子设备的振动。

具体的，如图和图所示，由于压电陶瓷层41为圆环状，所以第一区域与第二区域之间具有两部分极化区域，分别是第三区域和第四区域，由第二区域向第一区域的方向，第三区域内的极化状态为“－+－+－+”；由第二区域向第一区域的方向，第四区域内的极化状态为“+－+－+－”；第三区域和第四区域之间的对应区域形成固定的极化方向，此时向第三区域和第四区域内施加一个正向电流，压电陶瓷层41上不同区域发生伸长或收缩形变，并沿第一方向形成行波，从而推动第二转盘43转动；向第三区域和第四区域内施加一个反向电流，压电陶瓷层41上不同区域发生伸长或收缩形变，并沿第二方向形成行波，从而推动第二转盘43转动。最终实现了通过通入正向或反向电流，改变压电陶瓷层41行波方向，从而控制第二转盘43的转动方向，用户可以根据自己的喜好，在电子设备上设置相应的软件，供用户调节电子设备在振动时，振动的方向、振动的频率以及振动的强度。

可选地，如图和图所示，所述第二转盘43上朝向所述弹性层42一固定设置有摩擦层44，所述压电陶瓷层41处于通电状态时，所述弹性层42挤压并推动所述摩擦层44。为了加强弹性层42推动第二转盘43转动时的准确性，在第二转盘43朝向弹性层42的一侧贴合有摩擦层44，摩擦层44的可以选用碳纳米材料。弹性层42在行波过程中与摩擦层44接触，摩擦层44的表面较为粗糙，能够使弹性层42推动第二转盘43时第二转盘43的第二转盘43的受力更加均匀，转动的角度更加精准。

另一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备上设置有上述任一所述的振动组件。当电子设备需要产生振动时，通过控制系统使压电陶瓷层41获得一个正向的高频电信号，压电陶瓷层41交替伸缩变形，弹性体形成沿圆环周向旋转的行波，使弹性层42表面任意一点按照椭圆轨迹的超声波振动，这种振动通过弹性层42和摩擦层44之间的摩擦作用，使摩擦层44带动第二转盘43逆时针旋转运动；第二转盘43带动第一转盘7同步转动，随着第一转盘7的转动，第二转盘43的端部一次和转轮31相接触，使质量块2产生位移，从而改变弹性件5的形态，随着弹性件5形态的不断改变，振动组件能够产生振动，从而使用户感受到电子设备的振动。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种振动组件，其特征在于，包括：

壳体；

多个质量块，多个所述质量块呈环形的设置在所述壳体内，每个所述质量块上均设置有一个转动机构，所述质量块和所述壳体之间连接有弹性件；

多根连杆，所述连杆与所述质量块数量相同，多根所述连杆依次转动连接于将相邻的所述质量块之间；

第一转盘，所述第一转盘设置于多个所述质量块的中心位置；

驱动件，所述驱动件和所述第一转盘传动连接；

所述驱动件驱动所述第一转盘转动时，所述第一转盘依次推动多个所述转动机构向所述壳体的内壁方向运动，多个质量块之间距离改变，所述弹性件产生形变。

2.根据权利要求1所述的振动组件，其特征在于，每个所述质量块和所述壳体之间均设置有中空的套筒，所述套筒固定于所述壳体的内壁上，所述弹性件设置于所述套筒的内壁和所述质量块之间，相邻的所述套筒之间连接有支架，所述支架固定于所述套筒的侧壁上，所述套筒远离所述壳体内壁一侧为敞口，所述质量块通过敞口插至所述套筒中，所述质量块能够在所述套筒中往复运动。

3.根据权利要求1所述的振动组件，其特征在于，所述质量块、所述连杆和所述转动机构数量均为四个，四个所述质量块两两相对呈十字形设置在所述壳体内。

4.根据权利要求1所述的振动组件，其特征在于，所述转动机构包括转轮和转轴，所述连杆的两端均开设有第一安装孔，所述转轮上开设有第二安装孔，两根相邻的所述连杆上的所述第一安装孔和所述第二安装孔同轴设置，所述第二安装孔位于两个所述第一安装孔之间，所述转轴穿设于所述第二安装孔和两个所述第一安装孔内。

5.根据权利要求4所述的振动组件，其特征在于，所述第一转盘沿第一方向的长度大于所述第一转盘沿第二方向的长度，沿所述第一方向所述第一转盘的两端具有外凸的圆弧，沿所述第二方向所述第一转盘具有内凹的圆弧，所述第一方向和所述第二方向垂直。

6.根据权利要求1所述的振动组件，其特征在于，所述驱动件为压电马达，所述压电马达包括压电陶瓷层、弹性层和第二转盘，所述压电陶瓷层和所述弹性层呈环形，所述第二转盘呈圆形，所述第二转盘和所述压电陶瓷层相对设置，所述压电陶瓷层上朝向所述第二转盘一侧贴合固定有弹性层，所述第二转盘和所述第一转盘传动连接，所述压电陶瓷层处于通电状态时，所述第二转盘和所述第一转盘同步转动。

7.根据权利要求6所述的振动组件，其特征在于，所述第一转盘上开设有第三安装孔，所述第二转盘固定于所述第三安装孔中。

8.根据权利要求6所述的振动组件，其特征在于，所述压电陶瓷层上设置有极化区域和未极化区域，所述未极化区域包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域相对设置，所述第一区域上设置有位置传感器，所述第二区域上设置有电路板。

9.根据权利要求6所述的振动组件，其特征在于，所述第二转盘上朝向所述弹性层一固定设置有摩擦层，所述压电陶瓷层处于通电状态时，所述弹性层挤压并推动所述摩擦层。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备上设置有上述权利要求1－9任一所述的振动组件。

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