CN117013779A - 线性振动马达、线性振动马达的闭环控制方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及马达技术领域，公开了一种线性振动马达、线性振动马达的闭环控制方法及电子设备。上述线性振动马达包括：底板、设置在所述底板正上方的极板以及位于所述极板正上方的振子；所述振子在振动时做远离或接近所述极板的反复运动，以使所述极板产生不同大小的电容，所述电容的大小表征所述振子的运动状态。本申请实施例提供的线性振动马达，可以检测到振子的更多运动状态信息，实现线性振动马达的闭环控制，从而提高用户的振动反馈体验。

Description

线性振动马达、线性振动马达的闭环控制方法及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及马达技术领域，特别涉及一种线性振动马达、线性振动马达的闭环控制方法及电子设备。

背景技术

线性振动马达的主要原理是利用振子在马达内部的振动，带动装有振动马达的整个设备或设备的部分区域产生振动，从而给用户带来更好的使用和反馈体验。

通常情况下，通过线性振动马达的感应电动势的反馈能够检测振子的运动状态，具体实现公式为：Vb＝Ke*Vm，其中，Vb表示线性振动马达所反馈的感应电动势，Ke表示感应电动势和振子速度之间的系数，Vm表示振子的速度。可以看出，这种反馈方式只能检测到振子的运动速度，但是不能得到振子的其他状态信息，例如位置，运动频率，振动幅度等，从而无法根据振子的状态信息对线性振动马达实现闭环控制。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种线性振动马达、线性振动马达的闭环控制方法及电子设备，可以检测到振子的更多运动状态信息，实现线性振动马达的闭环控制，从而提高用户的振动反馈体验。

为解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种线性振动马达，包括：底板、设置在所述底板正上方的极板以及位于所述极板正上方的振子；所述振子在振动时做远离或接近所述极板的反复运动，以使所述极板产生不同大小的电容，所述电容的大小表征所述振子的运动状态。

本申请的实施例还提供了一种线性振动马达的闭环控制方法，应用于上述线性振动马达，所述方法包括：获取线性振动马达的极板产生的电容；根据所述电容的大小，确定所述线性振动马达的振子的运动状态；根据所述运动状态，控制所述振子振动。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括：设备本体以及上述线性振动马达，所述设备本体与所述线性振动马达连接。

本申请的实施例的线性振动马达，包括：底板、设置在底板正上方的极板以及位于极板正上方的振子，振子在振动时做远离或接近极板的反复运动，以使极板产生不同大小的电容，电容的大小表征振子的运动状态，也即在振子运动过程中，和极板之间具有多个不同的距离，形成多个不同大小的电容，则通过检测极板所产生的电容的不同大小能够获得振子当前的运动状态，例如振子的位置、速度和加速度信息等，因此本申请能够检测到振子的更多运动状态信息，实现线性振动马达的闭环控制，从而提高用户的振动反馈体验。

另外，所述振子在垂直振动方向的第一侧和第二侧上分别装设有一个磁铁，所述第一侧和第二侧正对；其中，每一个所述磁铁的外侧正对的方向还设置有一个线圈，所述线圈和所述磁铁用于控制所述振子做所述远离或接近所述极板的反复运动，以在线圈通电时，磁铁上产生洛伦兹力，从而驱动振子运动。

另外，所述振子在垂直振动方向的第三侧和第四侧上分别装设有一个弹片，所述弹片用于连接所述振子和所述线性振动马达的外壳。

另外，所述振子悬浮在所述极板的正上方。

另外，所述极板连接一个检测电路，所述检测电路用于检测所述极板产生的电容的大小。

另外，所述极板包括与所述底板平行且位于所述底板同一侧的第一极板和第二极板，所述电容为所述第一极板和所述第二极板之间的电容，以提升线性振动马达的抗干扰能力。

另外，所述外壳罩设在所述振子的正上方，且与所述底板连接。

另外，所述振子的第一侧和第二侧所在的方向与所述振子的第三侧和第四侧所在的方向相互垂直。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本申请的一个实施例提供的一种线性振动马达的结构示意图一；

图2是根据本申请的一个实施例提供的一种线性振动马达的结构示意图二；

图3是根据本申请的一个实施例提供的一种线性振动马达内部的电场分布示意图一；

图4是根据本申请的一个实施例提供的一种电容大小的变化曲线图一；

图5是根据本申请的一个实施例提供的一种电容大小的变化曲线图二；

图6是根据本申请的一个实施例提供的一种线性振动马达内部的电场分布示意图二；

图7是根据本申请的一个实施例提供的一种电容大小的变化曲线图三；

图8是根据本申请的一个实施例提供的一种线性振动马达的闭环控制方法的具体流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本申请的一个实施例涉及一种线性振动马达，包括：底板、设置在底板正上方的极板以及位于极板正上方的振子，振子在振动时做远离或接近极板的反复运动，以使极板产生不同大小的电容，电容的大小表征振子的运动状态，也即在振子运动过程中，和极板之间具有多个不同的距离，形成多个不同大小的电容，则通过检测极板所产生的电容的不同大小能够获得振子当前的运动状态，例如振子的位置、速度和加速度信息等，因此本申请能够检测到振子的更多运动状态信息，实现线性振动马达的闭环控制，从而提高用户的振动反馈体验。

下面对本实施例的线性振动马达的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施例的线性振动马达的结构如图1所示，具体包括：底板1，设置在底板1的正上方的极板2以及位于极板2的正上方的振子3，其中极板2可以与底板1连接设置。线性振动马达通过振子3来产生振动效果，而振子3在振动时做的是远离或者接近极板2的反复运动，则在振子3做反复运动时，振子3与极板2之间的距离不同，此时极板2与地之间会对应形成不同大小的电容，则可以通过检测极板2与地之间形成的电容大小获取振子3的运动状态，例如根据电容大小获取振子3与极板2之间的距离，确定振子3的当前位置，以及通过一段时间内电容大小的变化情况获取这段时间内振子3的速度与加速度等信息。

在一个例子中，极板2连接有一个检测电路(图中未示出)，检测电路可以具体设置在线性振动马达的外部，以便于获取当前极板2产生的电容的大小。

相较于通过线性振动马达的感应电动势检测振子的运动状态，本实施例能够检测到振子3的更多运动状态信息，从而根据这些运动状态信息对振子3进行控制，以使用户获得更好的振动反馈体验，例如，用户当前线性振动马达的振动过于强烈，则通过本实施例的线性振动马达可以精确检测到当前线性振动马达的振子的运动状态，从而对其进行调整(减小其速度或加速度)，实现对线性振动马达振动效果的调节。

在一些实施例中，如图2所示，振子3在垂直振动方向的第一侧和第二侧上分别装设有一个磁铁(图中未示出)，且第一侧和第二侧正对，其中，每一个磁铁的外侧正对的方向还设置有一个线圈31，线圈31和磁铁用于控制振子3做远离或接近极板2的反复运动。具体地，由于线圈31设置在磁铁的外侧正对的方向，则在两个线圈31通电的时候，对应的磁铁上会产生洛伦兹力，而磁铁设置在振子3上，从而使磁铁驱动振子3运动。需要说明的是，若要使振子3做反复运动，则线圈31上通的电可以为交流电，则交流电的大小和频率决定了振子3的振动幅度和频率。相应地，在根据检测得到的电容大小调节振子3的运动状态时，可以通过改变交流电的大小和频率来实现。

本实施例中同时在振子3的第一侧和第二侧设置一个磁铁，并为每个磁铁对应设置一个线圈31，可以使得振子3在做远离或接近极板2的反复运动(即上下振动)时保持平衡，两个线圈31所通的交流电大小和频率必然是相同的。其他实施例中，也可以仅在振子3的第一侧或者第二侧设置一个磁铁，并为该磁铁对应设置一个线圈31，仅需保证振子3在磁铁的驱动下上下振动即可，可以理解的，也可以在振子3的垂直振动方向的每一侧均装设一个磁铁，并对应设置一个与每个磁铁对应的线圈31。本申请对此不做限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择设置的磁铁以及对应线圈的数量。

在具体实现中，由于振子3做远离或接近极板2的反复运动，振子3的运动能够改变整个线性振动马达内部的电场分布，从而引起极板2产生的电容大小的改变，图3示出了一种线性振动马达内部的电场分布示意图，其中虚线即为线性振动马达的内部电场线，图4示出了一种在振子3做远离或接近极板2的反复运动时，极板2产生的电容大小的变化曲线，其中纵轴表示电容的大小，横轴表示振子3做反复运动的时间。可以理解的是，在振子3做反复运动时，不同时刻振子3所处的位置会发生变化，也就是说，在振子3处于不同位置下，对应的电容的大小是不同的，从而可以根据电容大小获取振子3的运动状态(即振子3的位置、速度、加速度等)。

在其他实施例中，振子3也可以直接外接一个电位，以改变整个线性振动马达内部的电场分布，从而引起极板2产生的电容大小的改变，本实施例的极板2产生的电容大小的变化曲线也可以如图4所示。

在一些实施例中，结合图2和图3，振子3在垂直振动方向的第三侧和第四侧上分别装设有一个弹片32，弹片32用于连接振子3和线性振动马达的外壳4，以将振子3与外壳4固定连接，在振子3振动时，同时可以带动外壳4的振动。其中，另外，在本实施例中，外壳4罩设在振子3的正上方，且与底板1连接。

在一个例子中，振子3的第一侧和第二侧所在的方向与振子3的第三侧和第四侧所在的方向相互垂直，也即弹片32设置的位置与磁铁和线圈31设置的位置不在振子3的同一侧，以避免两者互相影响。在其他例子中，也可以将弹片32设置在磁铁和线圈31设置的一侧，即振子3在垂直振动方向的第一侧和第二侧上出了分别装设有一个磁铁外，还分别装设有一个弹片32。本申请对此不做限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择弹片32的设置位置。

在一些实施例中，上述实施例中的振子3具体为金属导体，电学悬浮在极板2的正上方。在其他实施例中，振子3的材质也可以为塑料，图5示出了在振子3为塑料时，振子3做远离或接近极板2的反复运动时极板2产生的电容大小的变化曲线，其中纵轴表示电容的大小，横轴表示振子3做反复运动的时间。

在一些实施例中，如图6所示，上述实施例中的极板2可以包括与底板1平行且位于底板1同一侧的第一极板21和第二极板22，第一极板21为发射极板，用于向振子3发射信号，第二极板22为接收极板，用于接收振子3返回的信号，则极板2所产生的电容为第一极板21和第二极板22之间产生的电容，本实施例中第一极板21和第二极板22之间产生的电容相较于上述实施例中极板2与地之间的电容相比，抗干扰能力更强。

本实施例中在振子3做远离或接近极板2的反复运动时，整个线性振动马达内部的电场分布的示意图也可以参见图6，其中虚线即为线性振动马达的内部电场线，而在振子3做远离或接近极板2的反复运动时，极板2产生的电容大小的变化曲线可以如图7所示，其中纵轴表示电容的大小，横轴表示振子3做反复运动的时间。

需要说明的是，本实施例中的上述各示例均为方便理解进行的举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

本申请的另一个实施例涉及一种线性振动马达的闭环控制方法，应用于上述任一实施例所述的线性振动马达下面对本实施例的线性振动马达的闭环控制方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须，本实施例的线性振动马达的闭环控制方法的具体流程可以如图8所示，包括：

步骤801，获取线性振动马达的极板产生的电容。

其中，若极板只有一个，极板所产生的电容即为极板与地之间的电容，若极板有两个(即一个发射极板和一个接收极板)，则极板所产生的电容为发射极板和接收极板之间的电容。

步骤802，根据电容的大小，确定线性振动马达的振子的运动状态。

其中，运动状态包括振子的位置、速度以及加速度等。

步骤803，根据运动状态，控制振子振动。

本实施例的线性振动马达的闭环控制方法，根据线性振动马达的极板产生的电容可以检测到振子的更多运动状态信息，从而根据这些运动状态信息对振子进行控制，以使用户获得更好的振动反馈体验，例如，用户当前线性振动马达的振动过于强烈，则通过依据检测到的当前线性振动马达的振子的运动状态对其进行调整(减小其速度或加速度)，实现对线性振动马达振动效果的调节。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

不难发现，本实施例为与上述马达实施例对应的方法实施例，本实施例可以与上述马达实施例互相配合实施。上述实施例中提到的相关技术细节和技术效果在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在上述实施例中。

本申请的另一个实施例涉及一种电子设备，包括设备本体以及上述任一实施例所述的线性振动马达，所述设备本体与所述线性振动马达连接，该电子设备可以为手机，通过设置线性振动马达可以实现手机的振动。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本公开的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开实施例的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本公开实施例的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本公开实施例的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种线性振动马达，其特征在于，包括：底板、设置在所述底板正上方的极板以及位于所述极板正上方的振子；所述振子在振动时做远离或接近所述极板的反复运动，以使所述极板产生不同大小的电容，所述电容的大小表征所述振子的运动状态。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述振子在垂直振动方向的第一侧和第二侧上分别装设有一个磁铁，所述第一侧和第二侧正对；其中，每一个所述磁铁的外侧正对的方向还设置有一个线圈，所述线圈和所述磁铁用于控制所述振子做所述远离或接近所述极板的反复运动。

3.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述振子在垂直振动方向的第三侧和第四侧上分别装设有一个弹片，所述弹片用于连接所述振子和所述线性振动马达的外壳。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，所述振子悬浮在所述极板的正上方。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，所述极板连接一个检测电路，所述检测电路用于检测所述极板产生的电容的大小。

6.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述极板包括与所述底板平行且位于所述底板同一侧的第一极板和第二极板，所述电容为所述第一极板和所述第二极板之间的电容。

7.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，还包括：所述外壳罩设在所述振子的正上方，且与所述底板连接。

8.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，还包括：所述振子的第一侧和第二侧所在的方向与所述振子的第三侧和第四侧所在的方向相互垂直。

9.一种线性振动马达的闭环控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8中任一项所述的线性振动马达，所述方法包括：

获取线性振动马达的极板产生的电容；

根据所述电容的大小，确定所述线性振动马达的振子的运动状态；

根据所述运动状态，控制所述振子振动。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：设备本体以及如权利要求1至8中任一项所述的线性振动马达，所述设备本体与所述线性振动马达连接。