CN114123848B - 一种多维立体振动装置的控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多维立体振动装置的控制方法、装置、计算机设备和存储介质,所述方法包括:设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线;基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;对每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;以及基于驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。通过本申请实施例提供的多维立体振动控制方法,以及与该控制方法对应的多维立体振动装置,能够实现三维空间任意轴线方向的振动向量的还原,并且通过实时控制该振动向量的变化,可实现多维立体的振动反馈,提升了振动体验。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,特别涉及一种多维立体振动装置的控制方法和控制装置。
背景技术
线性马达(Linear Resonant Actuator,LRA)凭借其振感强烈、丰富、清脆,能耗低等优点,已经广泛应用于消费电子的各种振动场合,尤其是游戏与AR/VR产品。
单一方向、单一频率的振动丰富性有限,已经不能满足当前消费产品的振动需求。多维立体振动相对于单一轴线的振动,可以提供更加丰富、真实的触觉体验,在游戏、AR/VR等领域有着非常好的应用前景。
然而,当前市场上还未出现能提供多维立体振动的装置及其相关的控制方法,因此,现有技术需要一种能产生多维立体振动的装置及其控制方法。
发明内容
本申请实施例提供了一种多维立体振动装置的控制方法、装置、计算机设备和存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
第一方面,本申请实施例提供了一种多维立体振动装置的控制方法,所述控制方法应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置,所述方法包括:
基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;
设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线;
基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,所述驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;
对每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;
基于所述驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。
在一种可能的实现方式中,所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、所述三维振动装置的所述马达数量为三个时,通过三个不同的功率放大电路驱动对应的马达产生对应的振动。
在一种可能的实现方式中,所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、所述三维振动装置的所述马达数量为三个、通过三个独立的功率放大器分别驱动不同的三个马达、且各个马达之间均没有重合的谐振频率时,将各个马达对应的驱动电压合成为总驱动电压,并基于所述总驱动电压通过同一个功率放大电路驱动各个马达产生对应的振动。
在一种可能的实现方式中,所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、所述三维振动装置的所述马达数量为三个、且三个马达中的任意两个马达之间存在重合的谐振频率,则通过两个不同的功率放大电路分别进行驱动,产生对应的振动。
在一种可能的实现方式中,在所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动之前,所述方法还包括:
为每一个马达配置每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线。
在一种可能的实现方式中,所述马达的振动通过空间振动向量控制,在对所述马达进行编码的步骤之前,所述方法还包括:
根据三维坐标的投影分解模型,将空间振动向量分解为xyz轴的的第一投影向量、第二投影向量和第三投影向量。
在一种可能的实现方式中,在所述基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数之前,所述方法还包括:
基于所述马达数量,为当前多维立体振动装置匹配对应数量的马达。
第二方面,本申请实施例提供了一种多维立体振动装置的控制装置,所述控制装置应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置,所述装置包括:
编号及标识模块,用于基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;
设置模块,用于设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线;
构造模块,用于基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,所述驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;
叠加模块,用于对所述构造模块构造的每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;
控制模块,用于基于所述叠加模块得到的所述驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。
第三方面,本申请实施例提供一种多维立体振动装置,所述振动装置包括:多个马达,每一个马达均具有单一维度的振动,若马达数量是两个时,则由两个马达组合形成二维立体振动装置;若马达数量是三个时,则由三个马达组成三维立体振动装置。
第四方面,本申请实施例提供一种终端设备,所述终端设备包括多维立体振动装置,所述多维立体振动装置配置用于执行上述的控制方法。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
在本申请实施例中,所述控制方法应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置,所述控制方法包括:基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线;基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,所述驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;对每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;以及基于所述驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。采用本申请实施例提供的控制方法,通过本申请实施例提供的多维立体振动控制方法,以及与该控制方法对应的多维立体振动装置,能够实现三维空间任意轴线方向的振动向量的还原,并且通过实时控制该振动向量的变化,可实现多维立体的振动反馈,提升了振动体验。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请实施例提供的一种多维立体振动装置的控制方法的流程示意图;
图2是本申请实施例提供的具体应用场景下的多维立体振动装置中的2LRA粘连示意图,其中,(a)垂直叠放;(b)水平放置;(c)三维坐标轴;
图3是本申请实施例提供的具体应用场景下的多维立体振动装置中的3LRA粘连示意图,其中,(a)3垂直叠放;(b)2垂直叠放,1水平侧放;(c)三维坐标轴;
图4是本申请实施例提供的具体应用场景下的多维立体振动装置中的LRA接触面示意图;
图5中的图5(a)、图5(b)和图5(c)分别给出了本申请实施例提供的具体应用场景下多维立体振动装置中的马达设计为1个、2个和3个谐振频率的加速度频率响应特性曲线示意图;
图6是本申请实施例提供的具体应用场景下的空间振动向量的分解流程1的示意图;
图7是本申请实施例提供的具体应用场景下的空间振动向量的分解流程2的示意图;
图8是本申请实施例提供的具体应用场景下的控制方法所采用的硬件驱动系统的框图;
图9是本申请本申请实施例提供的一种多维立体振动装置的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。
应当明确,所描述的实施例仅仅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它实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细说明本公开的可选实施例。
请参见图1,为本申请实施例提供了一种多维立体振动装置的控制方法的流程示意图。如图1所示,本申请实施例的多维立体振动装置的控制方法可以包括以下步骤:
S101,基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数。
本申请实施例提供的控制方法是基于多维立体振动装置。通过2个或3个线性谐振马达(LRA)相粘连组成多维立体振动装置,通过取消两两接触面来降低多维立体振动装置的体积、重量和成本,提高紧凑性;每个线性谐振马达LRA可以设计为一个或多个谐振频率;各LRA之间的频率响应特性可以一致,也可以不一致;通过对目标空间振动向量的三维坐标分解,得到每个坐标轴上的投影向量,再结合各坐标轴对应的LRA的频率响应特性设计驱动信号。
针对本申请实施例提供的控制方法对应的多维立体振动装置做如下说明:
多维立体振动装置:
1)将2个或3个LRA器件按照不同的轴线方向粘连,如图2所示,对于2个LRA,按照x/y轴线方向粘连,粘连方式可以是垂直叠放,如图2(a)所示;也可以是水平放置,如图2(b)所示;空间三维坐标轴方向如图2(c)所示,其中xy分别为两个LRA的振动轴线方向。
2)将3个LRA器件分别按照x/y/z三个轴线方向粘连,粘连方式可以是三个叠放,如图3(a)所示;或者两个叠放,一个侧放,如图3(b)所示;空间三维坐标轴方向如图3(c)所示。图3仅给出了2种粘连示例,实际粘连方式不限这2种,并且示例中的振动方向轴线也可以互换,例如图3(a)中将LRAy和LRAz的位置互换,其中,xyz分别为3个LRA的振动轴线方向。
3)优化的设计方案,多个马达两两接触的壳体部分可以省去其中的一面壳体,从而降低整体的体积、重量和成本,提升结构紧凑性,如图4所示,定义LRA的上、下、左、右、前、后面分别为a、b、c、d、e、f面,在图4(a)所示的叠放方式中,LRAx的b面和LRAy的a面接触重合,可省去其中之一;LRAy的b面和LRAz的a面接触重合,可省去其中之一。
4)多个马达可以设计为只有一个谐振频率,也可以设计为具有2个或以上的谐振频率,如图5所示,图5(a)、图5(b)和图5(c)分别给出了马达设计为1个、2个和3个谐振频率的加速度频率响应特性曲线。
5)多个马达可以设计为一致的频率响应特性,即多个马达具有相同的谐振频率和谐振频率个数,也可以设计为不一致的频率响应特性,包括但不限于多个马达之间存在谐振频率的差异、谐振频率个数的差异,从而将它们组合在一起时,提升振动的丰富性。例如LRAx、LRAy和LRAz可以均设计为如图5(a)所示的加速度频率响应特性,也可以分别设计为图5(a)、图5(b)和图5(c)所示的加速度频率响应特性。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,对所提多维立体振动装置的控制方法进行描述,若为二维振动装置,则取消z轴马达及其相关控制信号即可。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,对马达进行编号LRAx、LRAy和LRAz,其对应的谐振频率个数分别为l、m、n,即LRAx具有l个谐振频率,分别记为fx1、fx2…fxl;LRAy具有m个谐振频率,分别记为fy1、fy2…fym;LRAz具有n个谐振频率,分别记为fz1、fz2…fzn。
在一种可能的实现方式中,在基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数之前,本申请实施例提供的控制方法还包括以下步骤:
基于马达数量,为当前多维立体振动装置匹配对应数量的马达。
S102,设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,设置3个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线A(t),即LRAx的l个谐振频率对应的电压幅值随时间的变化曲线为Ax1(t)、Ax2(t)…Axl(t);LRAy的m个谐振频率对应的电压幅值随时间的变化曲线为Ay1(t)、Ay2(t)…Aym(t);LRAz的n个谐振频率对应的电压幅值随时间的变化曲线为Az1(t)、Az2(t)…Azn(t)。
S103,基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,结合每个马达的谐振频率构造分别对应3个马达的正弦(或余弦)驱动电压族,即对应马达LRAx的正弦驱动电压族为:ux1(t)=Ax1(t)sin(2πfx1t)、ux2(t)=Ax2(t)sin(2πfx2t)…uxl(t)=Axl(t)sin(2πfxlt);对应马达LRAy的正弦驱动电压族为:uy1(t)=Ay1(t)sin(2πfy1t)、uy2(t)=Ay2(t)sin(2πfy2t)…uym(t)=Aym(t)sin(2πfymt);对应马达LRAz的正弦驱动电压族为:uz1(t)=Az1(t)sin(2πfz1t)、uz2(t)=Az2(t)sin(2πfz2t)…uzn(t)=Azn(t)sin(2πfznt)。
S104,对每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,分别线性叠加每个马达的驱动电压族,得到每个马达的驱动电压,即LRAx的驱动电压为LRAy的驱动电压为LRAz的驱动电压为/>
S105,基于驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,通过3个独立的功率放大电路,分别驱动马达LRAx、LRAy和LRAz产生振动;此外,若3个马达没有重合的谐振频率,则也可以将3个马达的驱动电压合成一个总驱动电压u(t)=ux(t)+uy(t)+uz(t),只采用一个功率放大电路同时驱动3个马达;若3个马达只有其中2个马达出现了一个重合的谐振频率,例如LRAx、LRAy的谐振频率fx1=fy1,而其他谐振频率均不重合,则只需将LRAx和LRAy分开驱动即可,即可以采用2个功率放大电路来驱动,例如:其中1个功率放大电路驱动LRAx,另一个驱动LRAy和LRAz;或者其中1个功率放大电路驱动LRAy,另一个驱动LRAx和LRAz。
在一种可能的实现方式中,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括以下步骤:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、三维振动装置的马达数量为三个时,通过三个不同的功率放大电路驱动对应的马达产生对应的振动。
在一种可能的实现方式中,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括以下步骤:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、三维振动装置的马达数量为三个、通过三个独立的功率放大器分别驱动不同的三个马达、且各个马达之间均没有重合的谐振频率时,将各个马达对应的驱动电压合成为总驱动电压,并基于总驱动电压通过同一个功率放大电路驱动各个马达产生对应的振动。
在一种可能的实现方式中,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括以下步骤:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、三维振动装置的马达数量为三个、且三个马达中的任意两个马达之间存在重合的谐振频率,则通过两个不同的功率放大电路分别进行驱动,产生对应的振动。
在一种可能的实现方式中,在通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动之前,本申请实施例提供的控制方法还包括以下步骤:
为每一个马达配置每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,通过设计3个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线A(t),即设计曲线Ax1(t)、Ax2(t)…Axl(t);Ay1(t)、Ay2(t)…Aym(t);Az1(t)、Az2(t)…Azn(t),可以实现非常丰富的多维立体振动体验。
在一种可能的实现方式中,马达的振动通过空间振动向量控制,在对马达进行编码的步骤之前,本申请实施例提供的控制方法还包括以下步骤:
根据三维坐标的投影分解模型,将空间振动向量分解为xyz轴的的第一投影向量、第二投影向量和第三投影向量。
在本申请实施例中,以三维振动装置为例,根据三维坐标的投影分解法则,三维空间任意轴线方向的振动都可以分解为xyz三轴振动,即空间振动向量a可以分解为xyz轴的投影向量ax、ay和az。具体的分解流程1如图6所示,分解步骤为:
步骤a:先分别计算空间振动向量a在xy轴平面的投影向量axy和空间振动向量a在xz轴平面的投影向量axz,计算公式为:axy=acosγxy,axz=acosγxz,式中,γxy、γxz分别为空间振动向量a与xy轴平面和xz轴平面的夹角;
步骤b:再分别计算投影向量axy和axz在x、y轴和z轴的投影向量ax、ay和az,计算公式为:ax=axycosγx,ay=axycosγy,az=axzcosγz,式中,γx、γy分别为投影向量axy与x轴、y轴的夹角,γz为投影向量axz与z轴的夹角。
此外,空间振动向量a分解到xyz轴的流程还可以是,如图7所示,根据空间振动向量a直接计算其在xyz轴的投影向量ax、ay和az,计算公式为:ax=acosγax,ay=acosγay,az=acosγaz,式中,γax、γay和γaz分别为空间振动向量a与x轴、y轴和z轴的夹角。
获取空间振动向量a在xyz轴的投影向量ax、ay和az之后,再从每个轴线的马达中选择1个或多个谐振频率构造正弦(或余弦)驱动电压,例如分别只选择马达LRAx、LRAy和LRAz的谐振频率fx1、fy1和fz1,构造正弦驱动电压ux(t)=axsin(2πfx1t)、uy(t)=aysin(2πfy1t)和uz(t)=azsin(2πfz1t);此外,当空间振动向量a非恒定,而是随时间变化的向量时,即空间振动向量表示为a(t)时,按照前述的分解步骤,同样,可以获得其在xyz轴随时间变化的投影向量ax(t)、ay(t)和az(t),再采用本步骤的所述方法构造正弦驱动电压ux(t)=ax(t)sin(2πfx1t)、uy(t)=ay(t)sin(2πfy1t)和uz(t)=az(t)sin(2πfz1t)。
获取马达LRAx、LRAy和LRAz的驱动电压后,通过功率放大电路,控制每一个马达产生对应的立体振感。
如下为具体应用场景下的基于多维立体振动装置的控制方法的具体实例,具体如下所述:
实例1:
将z轴马达每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线Az1(t)、Az2(t)…Azn(t)均设置为0;将x轴马达每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线Ax1(t)、Ax2(t)…Axl(t)均设置为sin(2πf1t);将y轴马达每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线Ay1(t)、Ay2(t)…Aym(t)均设置为cos(2πf1t),其中f1为振动轴线水平旋转频率,则可实现装置的振动轴线在xy平面上周期性地从0-90度旋转,提供一种平面旋转的振动体验。
实例2:
维持x/y轴的Ax1(t)、Ax2(t)…Axl(t)和Ay1(t)、Ay2(t)…Aym(t)波形不变,将z轴的Az1(t)、Az2(t)…Azn(t)波形均设置为sin(2πf2t),其中f2为振动轴线垂直摆动频率,则可实现振动轴线在三维立体上周期性的转动,提供一种三维旋转的振动体验。
如图8所示,是本申请实施例提供的具体应用场景下的控制方法所采用的硬件驱动系统的框图。
输入信号1:
该输入信号为用户根据所构造的多维立体振动装置的马达的各谐振频率以及所要实现的立体振动效果,所设计的空间振动向量a(t),或者是马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线Ax1(t)、Ax2(t)…Axl(t);Ay1(t)、Ay2(t)…Aym(t)和Az1(t)、Az2(t)…Azn(t)。
算法处理2:
该算法处理模块对输入信号进行如控制方法步骤1)至步骤9)所述的信号处理,驱动马达产生预期的立体振动反馈。
振动信号3:
该振动信号为算法处理模块对输入信号处理后获得的马达驱动电压信号。
功率放大4:
这里选用的功率放大器,通常是一个对输入信号进行功率匹配的放大器,常见的如A类,B类,AB类,或者D类驱动器,输入信号可以是模拟信号,也可以是一定制式的数字信号。
多维立体振动装置5:
该多维立体振动装置为多个马达采用本设计所述的粘连方式得到的振动装置,每个马达为用于产生触觉振动反馈的线性马达(Linear Resonant Actuator)器件本体。
在本申请实施例中,所述控制方法应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置,所述控制方法包括:基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线;基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;对每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;以及基于驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。采用本申请实施例提供的控制方法,通过本申请实施例提供的多维立体振动控制方法,以及与该控制方法对应的多维立体振动装置,能够实现三维空间任意轴线方向的振动向量的还原,并且通过实时控制该振动向量的变化,可实现多维立体的振动反馈,提升了振动体验。
下述为本发明多维立体振动装置的控制装置实施例,可以用于执行本发明多维立体振动装置的控制方法实施例。对于本发明多维立体振动装置的控制装置实施例中未披露的细节,请参照本发明多维立体振动装置的控制方法实施例。
请参见图9,其示出了本发明一个示例性实施例提供的多维立体振动装置的控制装置的结构示意图。该多维立体振动装置的控制装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为终端的全部或一部分。所述控制装置应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置。该多维立体振动装置的控制装置包括编号及标识模块10、设置模块20、构造模块30、叠加模块40和控制模块50。
具体而言,编号及标识模块10,用于基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;
设置模块20,用于设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线;
构造模块30,用于基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;
叠加模块40,用于对构造模块30构造的每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;
控制模块50,用于基于叠加模块40得到的驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。
可选的,控制模块50具体用于:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、三维振动装置的马达数量为三个时,通过三个不同的功率放大电路驱动对应的马达产生对应的振动。
可选的,控制模块50具体用于:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、三维振动装置的马达数量为三个、通过三个独立的功率放大器分别驱动不同的三个马达、且各个马达之间均没有重合的谐振频率时,将各个马达对应的驱动电压合成为总驱动电压,并基于总驱动电压通过同一个功率放大电路驱动各个马达产生对应的振动。
可选的,控制模块50具体用于:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、三维振动装置的马达数量为三个、且三个马达中的任意两个马达之间存在重合的谐振频率,则通过两个不同的功率放大电路分别进行驱动,产生对应的振动。
可选的,所述装置还包括:
配置模块(在图9中未示出),用于在控制模块50通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动之前,为每一个马达配置每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线。
可选的,所述装置还包括:
分解模块(在图9中未示出),用于在马达的振动通过空间振动向量控制,在对马达进行编码的步骤之前,根据三维坐标的投影分解模型,将空间振动向量分解为xyz轴的的第一投影向量、第二投影向量和第三投影向量。
可选的,所述装置还包括:
匹配模块(在图9中未示出),用于在编号及标识模块10基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数之前,基于马达数量,为当前多维立体振动装置匹配对应数量的马达。
需要说明的是,上述实施例提供的多维立体振动装置的控制装置在执行多维立体振动装置的控制方法时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的多维立体振动装置的控制装置与多维立体振动装置的控制方法实施例属于同一构思,其体现实现过程详见多维立体振动装置的控制方法实施例,这里不再赘述。
在本申请实施例中,所述控制装置应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置,编号及标识模用于基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;设置模块用于设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线;构造模块用于基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;叠加模块用于对构造模块构造的每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;以及控制模块用于基于叠加模块得到的驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。采用本申请实施例提供的控制装置,通过本申请实施例提供的多维立体振动控制装置能够实现三维空间任意轴线方向的振动向量的还原,并且通过实时控制该振动向量的变化,可实现多维立体的振动反馈,提升了振动体验。
在一个实施例中,提出了一种多维立体振动装置,所述振动装置包括:多个马达,每一个马达均具有单一维度的振动,若马达数量是两个时,则由两个马达组合形成二维立体振动装置;若马达数量是三个时,则由三个马达组成三维立体振动装置。
在一个实施例中,提出了一种终端设备,所述终端设备包括多维立体振动装置,所述多维立体振动装置配置用于执行上述的控制方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)等非易失性存储介质,或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,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。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种多维立体振动装置的控制方法,其特征在于,所述控制方法应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置,所述方法包括:
基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;
设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间的变化曲线;
基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,所述驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;其中,所述驱动电压族是指由驱动电压构成的电压集合;
对每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;
基于所述驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、所述三维振动装置的所述马达数量为三个时,通过三个不同的功率放大电路驱动对应的马达产生对应的振动。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、所述三维振动装置的所述马达数量为三个、通过三个独立的功率放大器分别驱动不同的三个马达、且各个马达之间均没有重合的谐振频率时,将各个马达对应的驱动电压合成为总驱动电压,并基于所述总驱动电压通过同一个功率放大电路驱动各个马达产生对应的振动。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动包括:
在当前多维立体振动装置为三维振动装置、所述三维振动装置的所述马达数量为三个、且三个马达中的任意两个马达之间存在重合的谐振频率,则通过两个不同的功率放大电路分别进行驱动,产生对应的振动。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动之前,所述方法还包括:
为每一个马达配置每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述马达的振动通过空间振动向量控制,在对所述马达进行编码的步骤之前,所述方法还包括:
根据三维坐标的投影分解模型,将空间振动向量分解为xyz轴的的第一投影向量、第二投影向量和第三投影向量。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数之前,所述方法还包括:
基于所述马达数量,为当前多维立体振动装置匹配对应数量的马达。
8.一种多维立体振动装置的控制装置,所述控制装置应用于由多个马达组成的多维立体振动装置,所述多维立体振动装置中的每一个马达均具有单一维度的振动,两个马达组合形成二维立体振动装置,三个马达组合形成三维立体振动装置,其特征在于,所述装置包括:
编号及标识模块,用于基于马达数量,对当前多维立体振动装置中的每一个马达依次进行编号,并标识出对应的谐振频率个数;
设置模块,用于设置每一个马达的每个谐振频率的电压幅值随时间变化的变化曲线;
构造模块,用于基于每一个马达的谐振频率构造对应马达的驱动电压族,所述驱动电压族包括正弦驱动电压族和/或余弦驱动电压族;其中,所述驱动电压族是指由驱动电压构成的电压集合;
叠加模块,用于对所述构造模块构造的每个马达的驱动电压族分别进行线性叠加,得到对应的驱动电压;
控制模块,用于基于所述叠加模块得到的所述驱动电压,通过功率放大电路,驱动每一个马达产生对应的振动。
9.一种终端设备,其特征在于,包括多维立体振动装置,所述多维立体振动装置配置用于执行权利要求1-7任一所述的控制方法。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1487659A (zh) * | 2003-07-25 | 2004-04-07 | 清华大学 | 采用复合激励方式的多自由度压电陶瓷棒状微马达 |
JP2004364407A (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多自由度超音波モータの回転位置制御方法及び装置 |
CN108429507A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-21 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 确定线性振动装置谐振频率的方法和装置 |
CN109787508A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-21 | 福建工程学院 | 一种两自由度压电电机及其控制方法 |
CN110096131A (zh) * | 2018-01-29 | 2019-08-06 | 华为技术有限公司 | 触感交互方法、装置、以及触感可穿戴设备 |
CN112217415A (zh) * | 2019-07-09 | 2021-01-12 | 重庆邮电大学 | 一种框架式三自由度压电谐振自致动机构及其激励方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9459632B2 (en) * | 2005-06-27 | 2016-10-04 | Coactive Drive Corporation | Synchronized array of vibration actuators in a network topology |
US9577461B2 (en) * | 2014-04-16 | 2017-02-21 | International Business Machines Corporation | Multi axis vibration unit in device for vectored motion |
CN204947820U (zh) * | 2015-08-18 | 2016-01-06 | 歌尔声学股份有限公司 | 多方向振动马达装置 |
CN106941330A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-11 | 信利光电股份有限公司 | 一种控制马达振动的方法和系统 |
CN209784951U (zh) * | 2019-06-27 | 2019-12-13 | 信利光电股份有限公司 | 一种多方向振动反馈结构 |
CN112865612B (zh) * | 2019-11-27 | 2023-05-16 | 北京小米移动软件有限公司 | 电子设备及其控制方法、装置、可读存储介质 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004364407A (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多自由度超音波モータの回転位置制御方法及び装置 |
CN1487659A (zh) * | 2003-07-25 | 2004-04-07 | 清华大学 | 采用复合激励方式的多自由度压电陶瓷棒状微马达 |
CN108429507A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-21 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 确定线性振动装置谐振频率的方法和装置 |
CN110096131A (zh) * | 2018-01-29 | 2019-08-06 | 华为技术有限公司 | 触感交互方法、装置、以及触感可穿戴设备 |
CN109787508A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-21 | 福建工程学院 | 一种两自由度压电电机及其控制方法 |
CN112217415A (zh) * | 2019-07-09 | 2021-01-12 | 重庆邮电大学 | 一种框架式三自由度压电谐振自致动机构及其激励方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
三维振动测量分析仪器系统;陈耀武, 张卫东;仪器仪表学报(第06期);全文 * |
多维虚拟振动试验系统设计及应用;周成;李家文;李永;唐飞;;火箭推进(第04期);全文 * |
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