CN117499620A - 马达测试系统和马达测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种马达测试系统和马达测试方法。该系统包括摄像头模组、反光组件、测距装置和数据处理装置,摄像头模组包括马达和镜头,反光组件固定于摄像头模组上,马达能够按照第一激励频率范围在垂直于镜头的光轴方向的目标方向振动,目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向;在马达按照第一激励频率范围在目标方向振动时,测距装置用于根据发射的第一激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第一位移数据,第一位移数据包括马达在目标方向的位移;数据处理装置用于根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。该系统可以避免马达在其他模态振型下和电子设备发生共振。
Description
技术领域
本申请涉及测试技术领域,更具体地,涉及一种马达测试系统和马达测试方法。
背景技术
电子设备的摄像头模组中设置有带动镜头运动的马达,以提高电子设备拍照和录像的质量。例如,以电子设备为手机为例,手机的摄像头模组中的马达可以但不限于是音圈马达(Voice Coil Motor,VCM)。摄像头模组中的马达在某个模态振型下的固有频率(即马达的动子在某个模态振型下的固有频率)和电子设备的机身马达的工作频率相同时,会激发马达的动子和电子设备产生共振,这种共振现象会引发马达的动子撞击马达的定子并产生共振异响,导致用户体验差。为了避免电子设备和摄像头模组中的马达发生共振,在设计电子设备前需要评估摄像头模组中的马达的固有频率,以避免设计的电子设备的机身马达的工作频率和马达的固有频率相同。
相关技术中,仅能获得马达在某一个模态振型下的固有频率(即马达在镜头的光轴方向振动时具有的模态振型下的固有频率),能够避免在该模态振型下的马达和电子设备发生共振。但是马达运动时还会具有其他模态振型,因此,马达在其他模态振型下工作时与电子设备仍然存在上述共振问题,导致用户体验差。
因此,如何避免马达在其他模态振型下和电子设备发生共振成为亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种马达测试系统和马达测试方法,该测试系统可以避免马达在其他模态振型下和电子设备发生共振。
第一方面,提供一种马达测试系统,包括摄像头模组、反光组件、测距装置和数据处理装置,摄像头模组包括马达和镜头,反光组件固定于摄像头模组上,其中,马达能够按照第一激励频率范围在目标方向振动,目标方向垂直于镜头的光轴方向,目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向;以及,在马达按照第一激励频率范围在目标方向振动时,测距装置用于根据从测距装置发射的第一激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第一位移数据,其中,第一位移数据包括马达在目标方向的位移;数据处理装置用于根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定第一动力特性参数,其中,第一动力特性参数包括马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率,第一模态振型是马达在第一方向发生振动时的模态振型,第二模态振型是马达在第二方向发生振动时的模态振型。
第一激励频率范围是马达受到的外界的激励频率。第一激励频率范围可以是一个预设的激励频率范围,该一个预设的激励频率范围可以根据人工经验或者实验经验进行设置。例如,第一激励频率范围可以但不限于是0-500Hz或者0-600Hz等。
马达能够按照第一激励频率范围在目标方向振动,可以是在马达所处的摄像头模组受到第一激励频率范围的振动的情况下,带动马达按照第一激励频率范围在目标方向振动。
反光组件(例如,反光膜或反光板等)固定于摄像头模组上。例如,反光组件可以固定于镜头的镜筒上。在反光组件固定于镜头上的情况下,镜头的位移可以理解为是马达的位移。
在上述技术方案中,在摄像头模组受到外界激励的情况下,位于摄像头模组中的马达能够按照外界激励频率(即第一激励频率范围)在垂直于镜头的光轴方向的两个方向(即第一方向和第二方向)振动,因此,测距装置能够得到马达在垂直于镜头的光轴方向的两个方向振动的位移数据(即第一位移数据)。此后,数据处理装置能够根据马达受到的外界的激励频率和马达在垂直于镜头的光轴方向的两个方向的位移数据,得到马达在这两个方向发生振动时的模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下的固有频率。也就是说,本申请提供的马达测试系统能够获得马达在除去镜头的光轴方向以外的方向发生振动时的模态振型下的固有频率。综上,本申请提供的马达测试系统能够避免马达在其他模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下和电子设备发生共振。
在一种可能的实现方式中,测试系统还包括振动台,振动台上固定有摄像头模组,以及,在振动台的振动方向垂直于光轴方向的情况下,振动台按照第一激励频率范围在振动方向振动时能够带动马达按照第一激励频率范围在目标方向振动,其中,振动方向平行于第一方向和第二方向中的一个方向。
例如,摄像头模组通过粘接或胶接的方式固定于振动台的振膜上。
在上述技术方案中,摄像头模组通过非连接线的方式固定于振动台上,振动台为摄像头模组提供沿振动方向振动的第一激励频率范围,避免传统技术中,摄像头模组需要通过多条连接线与提供激励信号的信号源连接,这样,可以简化测试系统结构,有利于提高马达测试系统的测试效率。
在另一种可能的实现方式中,测试系统还包括连接组件,其中,摄像头模组通过连接组件固定于振动台上。
摄像头模组通过连接组件固定于振动台上,即连接组件分别与摄像头模组和振动台连接。
在上述技术方案中,通过连接组件可以将摄像头模组固定在振动台上,以实现马达能够按照第一激励频率范围在目标方向振动的目的。另外,通过连接组件可以将摄像头模组牢固的固定在振动台上,这样,可以避免振动过程中由于摄像头模组和振动台之间存在松动导致测距装置得到的第一位移数据不准确的问题,从而有利于提高得到的马达在其他模态振型下的固有频率的精度。
在另一种可能的实现方式中,连接组件具有一端开口的空腔,连接组件中与空腔的底壁相对的底面与摄像头模组连接,连接组件中与空腔的侧壁相对的侧面与振动台连接。
在另一种可能的实现方式中,空腔为矩形的金属空腔。
在上述技术方案中,连接组件为具有一端开口的矩形的金属空腔,即该连接组件是一个刚性的小质量的金属外壳,这样,可以确保金属外壳的固有频率能够避开振动台的激励频率从而避免在测试时金属外壳发生共振,同时由于矩形外壳质量较小,对振动台的自身的质量分布影响较小,从而对振动台的输入和输出一致性影响不大。
在另一种可能的实现方式中,连接组件形成为L型结构,L型结构包括两个板,一个板与振动台连接,另一个板与摄像头模组连接。
在另一种可能的实现方式中,在第一方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达按照第一激励频率范围在第一方向平动产生的位移,以及马达按照第一激励频率范围在第二方向转动产生的位移;在第二方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达按照第一激励频率范围在第二方向平动产生的位移,以及马达按照第一激励频率范围在第一方向转动产生的位移。
在另一种可能的实现方式中,在振动方向平行于光轴方向的情况下,振动台按照第二激励频率范围在振动方向振动时能够带动马达按照第二激励频率范围在光轴方向振动;在马达按照第二激励频率范围在光轴方向振动时,测距装置还用于根据从测距装置发射的第二激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第二位移数据,其中,第二位移数据包括马达按照第二激励频率范围在光轴方向平动产生的位移;数据处理装置还用于根据第二激励频率范围和第二位移数据,确定第二动力特性参数,其中,第二动力特性参数包括马达在第三模态振型下的固有频率,第三模态振型是马达在光轴方向发生振动时的模态振型。
第二激励频率范围是马达受到的外界的激励频率。第二激励频率范围和第一激励频率范围可以相同或不同,对此不做具体限定。
马达能够按照第二激励频率范围在目标方向振动,可以是在马达所处的摄像头模组受到第二激励频率范围的振动的情况下,带动马达按照第二激励频率范围在光轴方向振动。
第三模态振型是马达在光轴方向发生振动时的模态振型,即第一模态振型是马达受到外界施加的第二激励频率范围后在光轴方向发生振动时具有的模态振型。
反光组件固定于摄像头模组上。例如,反光组件可以固定于镜头的镜片上。在反光组件固定于镜头上的情况下,镜头的位移可以理解为是马达的位移。
在上述技术方案中,在马达测试系统能够获取马达在垂直于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下的固有频率的基础上,该马达测试系统还能够获取马达在平行于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即第三模态振型)下的固有频率。也就是说,本申请提供的马达测试系统能够获得马达在镜头的光轴方向发生振动时的模态振型下的固有频率和马达在垂直于镜头的光轴方向发生振动时的模态振型下的固有频率。综上,本申请提供的马达测试系统能够避免马达在多个模态振型(即第一模态振型、第二模态振型和第三模态振型)下和电子设备发生共振。
在另一种可能的实现方式中,测试系统还包括信号发生器,其中,信号发生器用于:在振动方向垂直于光轴方向的情况下,向振动台提供第一激励信号,以带动振动台在振动方向按照第一激励频率范围振动。
例如,第一激励信号可以是正弦波信号或余弦波信号。
在另一种可能的实现方式中,数据处理装置还用于:根据第一激励频率范围和第一位移数据,得到第一响应曲线,其中,第一响应曲线的横坐标包括第一激励频率范围中的每个激励频率,第一响应曲线的纵坐标包括对第一位移数据进行频域变换后得到的位移,或者纵坐标的取值包括对第一加速度数据进行频域变换后得到的加速度,第一加速度数据是对第一位移数据求二阶导数得到的;对第一响应曲线处理,得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。
在另一种可能的实现方式中,第一响应曲线中的第一峰值对应的横坐标为马达在第一模态振型下的第一共振频率,第一响应曲线中的第二峰值对应的横坐标为马达在第二模态振型下的第二共振频率,以及,数据处理装置还用于:根据第一响应曲线,得到第一模态振型对应的第一共振参数和第二模态振型对应的第二共振参数,其中,第一共振参数包括第一共振频率和第一共振频率对应的两个半功率点的频率,第一共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第一峰值的预设倍数,第二共振参数包括第二共振频率和第二共振频率对应的两个半功率点的频率,第二共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第二峰值的预设倍数;根据第一共振参数和第二共振参数中的每个共振参数,得到马达在对应的模态振型下的阻尼比;根据马达在对应的模态振型下的共振频率和马达在对应的模态振型下的阻尼比,以得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。
应理解,第一共振频率是马达在第一方向振动时该马达发生共振的频率,第二共振频率是马达在第二方向振动时该马达发生共振的频率。
可选的,马达在平行于振动方向振动的最大振幅大于马达在垂直于振动方向振动的最大振幅,因此,在上述第一方向平行于振动方向时,第一峰值大于第二峰值;在上述第二方向平行于振动方向时,第一峰值小于第二峰值。
在另一种可能的实现方式中,反光组件固定于镜头上。
例如,在镜头的光轴方向平行于振动台的振动方向时,反光组件固定于镜头的镜片上。例如,在镜头的光轴方向垂直于振动台的振动方向时,反光组件固定于镜头的镜筒上。例如,在摄像头模组中的马达未被外壳包裹的情况下,反光组件还可以固定于马达上。
在另一种可能的实现方式中,摄像头模组还包括壳体,其中,壳体内设有马达,马达内设有镜头,镜头漏于壳体之外,第一方向为壳体的第一边的延伸方向,第二方向为壳体的第二边的延伸方向,第一边的延伸方向垂直于第二边的延伸方向。
第二方面,提供一种马达测试方法,应用于马达测试系统,马达测试系统包括摄像头模组、反光组件、测距装置和数据处理装置,摄像头模组包括马达和镜头,反光组件固定于摄像头模组上,其中,马达能够按照第一激励频率范围在目标方向振动,目标方向垂直于镜头的光轴方向,目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向,以及,在马达按照第一激励频率范围在目标方向振动时,测距装置根据从测距装置发射的第一激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第一位移数据,其中,第一位移数据包括马达在目标方向的位移;数据处理装置根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定第一动力特性参数,其中,第一动力特性参数包括马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率,第一模态振型是马达在第一方向发生振动时的模态振型,第二模态振型是马达在第二方向发生振动时的模态振型。
在上述技术方案中,在摄像头模组受到外界的激励的情况下,位于摄像头模组中的马达能够按照外界的激励频率(即第一激励频率范围)在垂直于镜头的光轴方向的两个方向(即第一方向和第二方向)振动,因此,测距装置能够得到马达在垂直于镜头的光轴方向的两个方向振动的位移数据(即第一位移数据)。此后,数据处理装置能够根据马达受到的外界的激励频率和马达在垂直于镜头的光轴方向的两个方向的位移数据,得到马达在这两个方向发生振动时的模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下的固有频率。也就是说,本申请提供的马达测试系统能够获得马达在除去镜头的光轴方向以外的方向发生振动时的模态振型下的固有频率。综上,本申请提供的马达测试系统能够避免马达在其他模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下和电子设备发生共振。
在一种可能的实现方式中,测试系统还包括振动台,振动台上固定有摄像头模组,振动台的振动方向垂直于光轴方向,以及,在第一方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达按照第一激励频率范围在第一方向平动产生的位移,以及马达按照第一激励频率范围在第二方向转动产生的位移;在第二方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达按照第一激励频率范围在第二方向平动产生的位移,以及马达按照第一激励频率范围在第一方向转动产生的位移。
在另一种可能的实现方式中,方法还包括:在马达按照第二激励频率范围在光轴方向振动时,测距装置根据从测距装置发射的第二激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第二位移数据,其中,第二位移数据包括马达按照第二激励频率范围在光轴方向平动产生的位移;数据处理装置根据第二激励频率范围和第二位移数据,确定第二动力特性参数,其中,第二动力特性参数包括马达在第三模态振型下的固有频率,第三模态振型是马达在光轴方向发生振动时的模态振型。
在上述技术方案中,在马达测试系统能够获取马达在垂直于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下的固有频率的基础上,该马达测试系统还能够获取马达在平行于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即第三模态振型)下的固有频率。也就是说,本申请提供的马达测试系统能够获得马达在镜头的光轴方向发生振动时的模态振型下的固有频率和马达在垂直于镜头的光轴方向发生振动时的模态振型下的固有频率。综上,本申请提供的马达测试系统能够避免马达在多个模态振型(即第一模态振型、第二模态振型和第三模态振型)下和电子设备发生共振。
在另一种可能的实现方式中,数据处理装置根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定第一动力特性参数,包括:数据处理装置根据第一激励频率范围和第一位移数据,得到第一响应曲线,其中,第一响应曲线的横坐标包括第一激励频率范围中的每个激励频率,第一响应曲线的纵坐标包括对第一位移数据进行频域变换后得到的位移,或者纵坐标的取值包括对第一加速度数据进行频域变换后得到的加速度,第一加速度数据是对第一位移数据求二阶导数得到的;数据处理装置对第一响应曲线处理,得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。
在另一种可能的实现方式中,第一响应曲线中的第一峰值对应的横坐标为马达在第一模态振型下的第一共振频率,第一响应曲线中的第二峰值对应的横坐标为马达在第二模态振型下的第二共振频率,以及,数据处理装置对第一响应曲线处理,得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率,包括:数据处理装置根据第一响应曲线,得到第一模态振型对应的第一共振参数和第二模态振型对应的第二共振参数,其中,第一共振参数包括第一共振频率和第一共振频率对应的两个半功率点的频率,第一共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第一峰值的预设倍数,第二共振参数包括第二共振频率和第二共振频率对应的两个半功率点的频率,第二共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第二峰值的预设倍数;数据处理装置根据第一共振参数和第二共振参数中的每个共振参数,得到马达在对应的模态振型下的阻尼比;数据处理装置根据马达在对应的模态振型下的共振频率和马达在对应的模态振型下的阻尼比,以得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。
在另一种可能的实现方式中,反光组件固定于镜头上。
例如,在镜头的光轴方向平行于振动台的振动方向时,反光组件固定于镜头的镜片上。例如,在镜头的光轴方向垂直于振动台的振动方向时,反光组件固定于镜头的镜筒上。例如,在摄像头模组中的马达未被外壳包裹的情况下,反光组件还可以固定于马达上。
在另一种可能的实现方式中,摄像头模组还包括壳体,其中,壳体内设有马达,马达内设有镜头,镜头漏于壳体之外,第一方向为壳体的第一边的延伸方向,第二方向为壳体的第二边的延伸方向,第一边的延伸方向垂直于第二边的延伸方向。
附图说明
图1是相关技术中提供的一种马达测试系统的示意图。
图2是适用于本申请实施例提供的马达测试方法的一种摄像头模组的示意图。
图3是本申请实施例提供的一种马达测试系统的示意图。
图4是本申请实施例提供的一种振动台的示意图。
图5是本申请实施例提供的另一种马达测试系统的示意图。
图6是本申请实施例提供的一种连接组件的示意图。
图7是本申请实施例提供的又一种马达测试系统的示意图。
图8是本申请实施例提供的一种响应曲线的示意图。
图9是本申请实施例提供的另一种响应曲线的示意图。
图10是本申请实施例提供的又一种响应曲线的示意图。
图11是本申请实施例提供的又一种马达测试系统的示意图。
图12是本申请实施例提供的一种连接组件和摄像头模组连接的示意图。
图13是本申请实施例提供的又一种马达测试系统的示意图。
图14是本申请实施例提供的一种马达测试方法的示意图。
图15是本申请实施例提供的一种马达测试方法的示意图。
图16是本申请实施例提供的一种马达测试方法的示意图。
图17是上述图16提供的马达测试方法中涉及的马达模型的示意图。
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。
下面,对本申请提供的技术方案进行详细介绍。
为了便于理解,首先对本申请实施例涉及的专业术语进行介绍。
1,固有频率
固有频率又称为自振频率。固有频率是指弹性体或弹性系统自身固有的振动频率。固有频率是弹性体或弹性系统的固有属性,即固有频率的数值只与刚度和质量有关,固有频率的数值与初始条件和所受外力的大小无关。对于多质点体系,忽略阻尼影响吋,固有频率与自身质量及其分布(刚度)、边界支承条件以及振动形式(称为“振型”)有关。
2,共振频率
共振频率是指一个系统或结构在特定的频率下发生大幅度自然振动的频率。当外部激励的频率等于该系统或结构的固有频率时,就会发生共振现象,这时系统或结构会出现较大的振幅。一个系统或结构可以有多个共振频率,但其中每个共振频率都对应着系统或结构的某一种固有振动模式。共振产生时的外界激励的频率是共振频率。
3,振动
振动是指物体在平衡位置附近所做的一种特殊形式的往复运动。
相关技术中,用于评估摄像头模组中的马达在某一个模态振型下的固有频率的测试系统如图1所示,该测试系统包括摄像头模组100、激励信号110和激光测距仪120,激励信号110和摄像头模组100之间通过多条导线连接,摄像头模组100中的镜头101的镜片上(例如,镜片的光轴中心处)固定有反光膜130。
在图1示出的测试系统中,激励信号110施加给摄像头模组100的激励信号(例如正弦波信号)使得摄像头模组100中马达在平行于镜头的光轴方向振动(即图1示出的箭头),由于激光测距仪120设置在垂直于摄像头模组100上方,故激光测距仪120仅能够测得摄像头模组100中的马达沿平行于镜头的光轴方向振动的位移。因此,基于图1示出的测试系统,仅能获得摄像头模组100中马达在镜头的光轴方向受到外界激励时的频率响应,进一步,根据该频率响应仅能得到摄像头模组100中的马达在平行于镜头的光轴方向振动时的固有频率(即马达的第一阶固有频率),能够避免在该模态振型下的马达和电子设备发生共振。但是马达运动时还会具有其他模态振型,因此,马达在其他模态振型下工作时与电子设备仍然存在上述共振问题,导致用户体验差。
为了解决上述问题,本申请提供了一种马达测试系统和马达测试方法。本申请公开的马达测试系统,包括摄像头模组、反光组件、测距装置和数据处理装置,摄像头模组包括马达和镜头,反光组件固定于摄像头模组上,马达能够按照第一激励频率范围在垂直于镜头的光轴方向的目标方向振动,目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向;在马达按照第一激励频率范围在目标方向振动时,测距装置用于根据发射的第一激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第一位移数据,第一位移数据包括马达在目标方向的位移;数据处理装置用于根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。上述马达测试系统能够获取马达在垂直于镜头的光轴方向(即第一方向和第二方向)振动时具有的模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下的固有频率,从而能够避免马达在其他模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下和电子设备发生共振。
在本申请实施例中,涉及摄像头模组、第一方向、第二方向和摄像头模组中的镜头的光轴方向。下面,结合图2对适用于本申请实施例的摄像头模组的结构、第一方向、第二方向和镜头的光轴方向进行介绍。
示例性的,如图2中的(1)示出的摄像头模组210的结构,该摄像头模组210包括镜头2100、壳体2110、音圈马达2120、滤光片(Infrared Ray Cut-off filter, IR Filter)2130、图像传感器2140和印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)2150。
镜头2100包括如图2中的(2)示出的镜片2101和镜筒2102。镜片2101用于汇聚光线,使景物的光线可以聚集到感光元件上。镜筒2102用于支撑保护镜头2100。
壳体2110内设有马达2120和镜头2100,镜头2100漏于壳体2110之外。例如,图2中的(2)示出了图2中的(1)的壳体2110、音圈马达2120和镜头2100组装后的示意图。
音圈马达2120主要用于产生振动,使物体产生旋转或线性运动。
滤光片2130用于滤光,其中,滤光片2130位于音圈马达2120和图像传感器2140之间。
图像传感器2140用于将光信号转换为电信号,其中,图像传感器2140固定于印刷电路板2150上。
印刷电路板2150用于传输图像传感器2140的光电信号。例如,印刷电路板2150可以但不限于是柔性印制电路板(FlexiblePrinted Circuit Board, FPCB),FPCB具有轻、薄、短和小的特点,已经广泛地应用于智能手机中。
应理解,上述图2以摄像头模组210中的马达为音圈马达为例,介绍了摄像头模组的结构,即图2示出的摄像头模组210的结构并不对本申请实施例适用的摄像头模组构成任何限定。可选的,适用于本申请实施例的摄像头模组中的马达还可以是其他类型的马达,例如,其他类型的马达可以是滚珠马达等非弹簧类型的马达等。可选的,上述摄像头模组210还可以不包括壳体2110。
在本申请实施例中,定义摄像头模组中壳体的一边的延伸方向为第一方向,摄像头模组中壳体的另一边的延伸方向为第二方向,摄像头模组中镜头的光轴方向、第一方向和第二方向两两相互垂直。
示例性的,如图2中的(2)所示,镜头的光轴方向、第二方向和第一方向两两垂直,其中,第一方向为摄像头模组210的壳体2110的一边的延伸方向,第二方向为摄像头模组210的壳体2110的另一边的延伸方向。可以理解的是,壳体2110的一边的延伸方向也是摄像头模组中FPCB的延伸方向,壳体2110的另一边的延伸方向也是垂直于FPCB的延伸方向的方向。
可选的,图2中的(2)示出的第一方向和第二方向的位置还可以互换。这种实现方式中,壳体2110的一边的延伸方向也是垂直于摄像头模组中FPCB的延伸方向的方向,壳体2110的另一边的延伸方向也是FPCB的延伸方向。
下面,结合图3至图13对本申请实施例提供的马达测试系统进行详细介绍。
图3是本申请实施例提供的一种马达测试系统的示意图。示例性的,如图3所示,本申请实施例提供的马达测试系统包括摄像头模组210、反光组件220、测距装置230和数据处理装置240。
摄像头模组210包括镜头2100和设于壳体2110内的马达2120,壳体2110内还设有镜头2100,镜头2100漏于壳体2110之外。例如,摄像头模组210中镜头2100、壳体2110和马达2120的位置关系可以参见图2中的(1)和图3所示。应理解,图3示出的摄像头模组210中的马达2120位于图3示出的摄像头模组210中的壳体2110内,即图3中并未标注出马达2120。
马达2120能够按照第一激励频率范围在目标方向振动,目标方向垂直于镜头2100的光轴方向,目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向。也就是说,在摄像头模组210受到外界的第一激励频率的情况下,使得位于摄像头模组210内的马达2120能够按照第一激励频率范围在目标方向振动。
第一激励频率范围是马达2120受到的外界的激励频率。第一激励频率范围可以是一个预设的激励频率范围,该一个预设的激励频率范围可以根据人工经验或者实验经验进行设置。例如,可以根据对摄像头模组中的马达的仿真模型的模态分析结果,确定第一激励频率范围。例如,第一激励频率范围可以但不限于是0-500赫兹(Hz)或者0-600Hz等。
基于上述图3示出的马达测试系统,即在摄像头模组210包括壳体2110的情况下,第一方向可以为壳体2110的第一边的延伸方向,第二方向可以为壳体2110的第二边的延伸方向,第一边的延伸方向垂直于第二边的延伸方向。
例如,参见图3示出的第一方向和第二方向,是以图2示出的壳体2110的相互垂直的两个边的延伸方向确定的。可选的,图3示出的第一方向和第二方向的位置还可以互换。
对摄像头模组210的结构和位于摄像头模组210内的马达2120的类型均不作具体限定,可以根据实际情况进行设置。
例如,上述摄像头模组210中还可以不包括壳体2110,这种实现方式中,马达2120直接漏在外面。例如,上述摄像头模组210还可以包括以下一种或多种组件:滤光片2130、图像传感器2140或者PCB 2150。例如,位于摄像头模组210内的马达2120可以是弹簧式的音圈马达,或者是非弹簧式的滚珠马达等。
在本申请实施例中,在马达2120设置于壳体2110内的情况下,由于镜头2100的部分结构和马达2120固定连接(即镜头2100的该部分结构设置于马达2120内),镜头2100的另一部分结构(即镜筒和镜片)漏于壳体2110之外,所以,测距装置230可以通过测量镜头2100的另一部分结构的位移,以获得马达2120的位移。基于此,在图3示出的马达测试系统中,反光组件220具体可以固定在摄像头模组210中的镜头2100的镜筒(即漏于壳体2110之外)上,这样,测距装置230的激光探头中心发射的激光束(例如,第一激光束)能够垂直照射至反光组件220上,从而可以保证反光组件220的位移如实地反馈了摄像头模组210的镜头2100的实际位移。
应理解,上述镜头2100的部分结构设置于马达2120内,镜头2100的另一部分结构漏于马达2120之外,镜头2100和马达2120之间固定连接,即在本申请实施例中摄像头模组210中的镜头2100的实际位移等于摄像头模组210中的马达2120的实际位移。也就是说,在本申请实施例中,在马达2120设置于壳体2110内的情况下,可以通过测量镜头2100的位移,以获得马达2120的位移。
可选的,在另一些实现方式中,在摄像头模组210中不包括壳体2110的情况下,反光组件220可以直接固定于马达2120上,以使得测距装置230的激光探头中心发射的激光束(例如,第一激光束)能够垂直照射至反光组件220上,以获得马达2120的实际位移。
反光组件220可以是反光膜或者是反光板等,在本申请实施例中对此不作具体限定,可以根据实际情况进行选取。
基于上述图3示出的马达测试系统,在摄像头模组210受到外界的激励频率的情况下,会带动马达2120按照第一激励频率范围在目标方向振动。进一步,在马达2120按照第一激励频率范围在目标方向振动时,测距装置230用于根据从测距装置230发射的第一激光束照射至反光组件220后反射的回波信号得到第一位移数据,其中,第一位移数据包括马达2120在目标方向的位移。
上述测距装置230发送的激光束需要垂直照射至固定于摄像头模组210中的反光组件220上,这样,可以保证测距装置230根据发射的激光束垂直照射至反光组件220后反射的回波信号得到第一位移数据。
对测距装置230用于根据从测距装置230发射的第一激光束照射至反光组件220后反射的回波信号得到第一位移数据的方法不作具体限定。例如,测距装置230可以利用三角波分析法或回波分析法对回波信号处理,以得到第一位移数据。
示例性的,测距装置230发射的第一激光束垂直照射至固定于摄像头模组210中的镜头2100上,第一激光束的数量为多个激光束,且测量装置230发射的多个激光束依次包括时刻1发射的激光束1、时刻2发射的激光束2和时刻3发射的激光束3。测量装置230根据时刻1发射的激光束1和回波信号1确定反光组件220与测距装置230之间的距离为距离1。测量装置230根据时刻2发射的激光束2和回波信号2确定反光组件220与测距装置230之间的距离为距离2。测量装置230根据时刻3发射的激光束3和回波信号3确定反光组件220与测距装置230之间的距离为距离3,距离3大于距离2,距离2大于距离1。因此,反光组件220在测距装置230发送第一激光束的时间段内,反光组件220发生的位移包括距离2与距离1的差值,以及距离3和距离2的差值。
可选的,在上述图3示出的马达测试系统的基础上,进一步,该马达测试系统还包括振动台250,振动台250上固定有摄像头模组210。
对振动台250的形式和结构不作具体限定,可以根据实际情况进行选取。
例如,振动台250可以但不限于是图4示出的圆柱形振动台250,振动台250上有振膜251,振膜251能够将电信号转化成机械振动,为固定于振膜251上的物体提供振动激励。
例如,振动台250可以是长方形或正方形的振动台250。
在上述马达测试系统包括振动台250时,在振动台250的振动方向垂直于光轴方向的情况下,振动台250按照第一激励频率范围在振动方向振动时能够带动马达2120按照第一激励频率范围在目标方向振动,其中,振动方向平行于第一方向和第二方向中的一个方向。
上述振动台250的振动方向为振动台250的轴心方向。
例如,图5示出的包括振动台250的马达测试系统,应理解,图5中的(1)和图5中的(2)并未示出振动台250的振膜251。
上述图5示出的振动台250的振动方向是振动台250的轴心方向,振动方向平行于第一方向和第二方向中的一个方向,第一方向和第二方向是相互垂直的方向。也就是说,振动方向平行于第一方向和第二方向中的一个方向,且振动方向垂直于第一方向和第二方向中的另一个方向。
在一些实现方式中,在第一方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达2120按照第一激励频率范围在第一方向平动产生的位移,以及马达2120按照第一激励频率范围在第二方向转动产生的位移。
例如,图5中的(1)示出的包括振动台250的马达测试系统,左上角的坐标系中示出的第二方向和振动方向平行,第一方向和振动方向垂直,摄像头模组210在第二方向平动,摄像头模组210在第一方向转动。
在另一些实现方式中,在第二方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达2120按照第一激励频率范围在第二方向平动产生的位移,以及马达2120按照第一激励频率范围在第一方向转动产生的位移。
例如,图5中的(2)示出的包括振动台250的马达测试系统,左上角的坐标系中示出的第一方向和振动方向平行,第二方向和振动方向垂直,摄像头模组210在第一方向平动,摄像头模组210在第二方向转动。
对摄像头模组210固定在振动台250上的固定方式不作具体限定。
在一些实现方式中,摄像头模组210直接固定在振动台250上,例如,振动台250的振膜251。
可选的,若固定在振动台250上摄像头模组210的侧面是凹凸不平的,为避免该摄像头模组210的侧面和振动台250之间存在粘接不牢固的问题,在将该摄像头模组210的侧面固定至振动台250之前,还可以利用填充材料对该摄像头模组210的侧面进行填充,使得填充后的该摄像头模组210的侧面是不是凹凸不平的(即该侧面是一个平面),此后,将该填充后的该摄像头模组210的侧面通过粘接或胶粘的方式直接固定到振动台250上。
在另一些实现方式中,在上述图3示出的包括振动台250的马达测试系统的基础上,进一步,该马达测试系统还包括连接组件270,其中,摄像头模组210通过连接组件270固定于振动台250上,即连接组件270分别与摄像头模组210和振动台250连接。
对连接组件270的结构和材质不作具体限定,可以根据实际情况进行设置。
在一些实现方式中,连接组件270具有一端开口的空腔,连接组件270中与空腔的底壁相对的底面与摄像头模组210连接,连接组件270中与空腔的侧壁相对的侧面与振动台250连接。
可选的,上述具有一端开口的空腔可以为矩形的金属空腔。
示例性的,图6示出了上述连接组件270的一种具体示例,应理解,图6中的(1)和图6中的(2)是以不同视角示出了同一连接组件270。图6中的(1)示出的连接组件270包括空腔270a、空腔的底壁272和空腔的侧壁273,图6中的(2)示出的连接组件270包括的空腔的底壁272相对的底面271。应理解,空腔的侧壁273相对的侧面并未在图6中示出。
上述测试系统中,连接组件270为具有一端开口的矩形的金属空腔,即该连接组件270是一个刚性的小质量的金属外壳,这样,可以确保金属外壳的固有频率能够避开振动台250的激励频率从而避免在测试时金属外壳发生共振,同时由于矩形外壳质量较小,对振动台250的自身的质量分布影响较小,从而对振动台250的输入和输出一致性影响不大。
在另一些实现方式中,连接组件270形成为L型结构,该L型结构包括两个板,一个板与振动台250固定连接,另一个板与摄像头模组210固定连接。
示例性的,图7是本申请实施例提供的又一种马达测试系统的示意图。在上述图5示出的包括振动台250的马达测试系统的基础上,进一步,该马达测试系统还包括具有一端开口的矩形的金属空腔(即上述连接组件270的一个示例),具有一端开口的矩形的金属空腔将振动台250和摄像头模组210进行连接。
可选的,上述图3示出的马达测试系统还可以包括信号发生器,其中,信号发生器用于:在振动方向垂直于光轴方向的情况下,向振动台250提供第一激励信号,以带动振动台250在振动方向按照第一激励频率范围振动。
例如,第一激励信号可以是正弦波信号或余弦波信号等。
例如,图5示出的马达测试系统中用虚线示出的信号发生器260和振动台250之间可以通过导线连接。
在本申请实施例中,基于上述图3示出的马达测试系统,数据处理装置240用于根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定第一动力特性参数,其中,第一动力特性参数包括马达2120在第一模态振型下的固有频率和马达2120在第二模态振型下的固有频率,第一模态振型是马达2120在第一方向发生振动时的模态振型,第二模态振型是马达2120在第二方向发生振动时的模态振型。
第一模态振型是马达2120在第一方向发生振动时的模态振型,即第一模态振型是马达2120受到外界施加的第一激励频率范围后在第一方向发生振动时具有的模态振型。
第二模态振型是马达2120在第二方向发生振动时的模态振型,即第二模态振型是马达2120受到外界施加的第二激励频率范围后在第二方向发生振动时具有的模态振型。
上述图3示出的马达测试系统中,马达2120受到外界激励后,该马达2120能够在垂直于镜头2100的光轴方向的方向(即第一方向和第二方向)振动,这样,测距装置230能够获得马达2120在垂直于镜头2100的光轴方向的方向振动的位移(即第一位移数据)。
可选的,上述数据处理装置240还用于:根据第一激励频率范围和第一位移数据,得到第一响应曲线,其中,第一响应曲线的横坐标包括第一激励频率范围中的每个激励频率,第一响应曲线的纵坐标包括对第一位移数据进行频域变换后得到的位移,或者纵坐标的取值包括对第一加速度数据进行频域变换后得到的加速度,第一加速度数据是对第一位移数据求二阶导数得到的;对第一响应曲线处理,得到马达2120在第一模态振型下的固有频率和马达2120在第二模态振型下的固有频率。
例如,图8中的(1)示出了第一激励频率范围对应的时域信号(即上文中的第一激励信号),图8中的(2)示出了图8中的(1)的频域信号。
在上述第一响应曲线的纵坐标包括对第一位移数据进行频域变换后得到的位移的情况下,第一响应曲线是位移-频率响应曲线。
例如,图8中的(3)示出了第一响应曲线为位移-频率响应曲线的时域变化情况,图8中的(3)示出了图8中的(4)示出的频域信号。
在上述第一响应曲线的纵坐标包括对第一加速度数据进行频域变换后得到的加速度的情况下,第一响应曲线是加速度-频率响应曲线。
例如,图8中的(5)示出了第一响应曲线为加速度-频率响应曲线的时域变化情况,图8中的(6)示出了图8中的(5)的频域信号。
在本申请实施例中,数据处理装置240根据第一响应曲线,得到马达2120在第一模态振型下的固有频率和马达2120在第二模态振型下的固有频率的确定方法,与马达2120是否为阻尼系统有关。应理解,在马达2120为无阻尼系统的情况下,马达2120发生共振时马达2120的共振频率就是马达2120的固有频率。在马达2120为有阻尼系统的情况下,可以根据马达2120发生共振时马达2120的共振频率和马达2120的阻尼比确定马达2120的固有频率。
示例性的,下面以马达2120是有阻尼系统为例,介绍数据处理装置240根据第一响应曲线,得到马达2120在第一模态振型下的固有频率和马达2120在第二模态振型下的固有频率的方法。
在一些实现方式中,上述第一响应曲线中的第一峰值对应的横坐标为马达2120在第一模态振型下的第一共振频率,第一响应曲线中的第二峰值对应的横坐标为马达2120在第二模态振型下的第二共振频率,以及,数据处理装置240还用于:根据第一响应曲线,得到第一模态振型对应的第一共振参数和第二模态振型对应的第二共振参数,其中,第一共振参数包括第一共振频率和第一共振频率对应的两个半功率点的频率,第一共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第一峰值的预设倍数,第二共振参数包括第二共振频率和第二共振频率对应的两个半功率点的频率,第二共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第二峰值的预设倍数;根据第一共振参数和第二共振参数中的每个共振参数,得到马达2120在对应的模态振型下的阻尼比;根据马达2120在对应的模态振型下的共振频率和马达2120在对应的模态振型下的阻尼比,以得到马达2120在第一模态振型下的固有频率和马达2120在第二模态振型下的固有频率。
上述数据处理装置240根据第一响应曲线确定马达2120在某个模态振型下的阻尼比的方法是半功率带宽法。
在一些实现方式中,马达2120在平行于振动方向振动的最大振幅大于马达2120在垂直于振动方向振动的最大振幅,因此,在上述第一方向平行于振动方向时,第一峰值大于第二峰值;在上述第二方向平行于振动方向时,第一峰值小于第二峰值。
例如,上述第一响应曲线可以是图9中的(2)示出的响应曲线,或者上述第一响应曲线可以是图9中的(3)示出的响应曲线。
示例性的,以图9中的(2)示出的响应曲线为例,在第二方向平行于振动方向的情况下,共振峰值点1的纵坐标可以是第一峰值的一个示例,共振峰值点1的横坐标可以是第一共振频率的一个示例,共振峰值点2的纵坐标可以是第二峰值的一个示例,共振峰值点2的横坐标可以是第二共振频率的一个示例。
可选的,上述预设倍数可以是倍(约等于0.707倍)。
示例性的,图10示出的响应曲线包括上述第一响应曲线中的第一共振参数。参见图10,A点的横坐标为第一共振频率(即),A点的纵坐标为上述第一峰值,B点是第一共振频率对应的一个半功率点,B点的横坐标(即/>)为第一共振频率对应的一个半功率点,C点的横坐标(即/>)为第一共振频率对应的另一个半功率点。A点的纵坐标是B点的纵坐标的0.707倍,A点的纵坐标是C点的纵坐标的0.707倍。
上述数据处理装置240根据第一共振参数和第二共振参数中的每个共振参数,得到马达2120在对应的模态振型下的阻尼比,包括:数据处理装置240根据第一共振参数,得到马达2120在第一模态振型下的阻尼比;以及,数据处理装置240根据第二共振参数,得到马达2120在第二模态振型下的阻尼比。
马达2120在对应的模态振型下的阻尼比可以通过以下数学公式计算得到:
(1)
在上述公式(1)中,表示阻尼比,又称为阻尼系数。/>表示共振区两个端点(端点2和端点1)所给出的带宽,/>表示半功率点对应的一个激励频率,/>表示半功率点对应的另一个激励频率。
马达2120在对应的模态振型下的固有频率可以通过以下数学公式计算得到:
(2)
在上述公式(2)中,表示马达2120的固有频率,/>表示马达2120的共振频率,/>表示马达2120的阻尼比。
上文中,结合图3至图10介绍的本申请实施例提供的马达测试系统中,镜头2100的光轴方向和振动台250的振动方向相互垂直,这种实现方式中,在振动台250振动的情况下能够带动马达2120在垂直于镜头2100的光轴方向的方向(即第一方向和第二方向)振动,以能够获得马达2120在垂直于镜头2100的光轴方向的方向振动时具有的模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下的固有频率。综上,本申请上文提供的马达测试系统能够避免马达在多个模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下和电子设备发生共振。
下面,结合图11介绍本申请实施例提供的另一种马达测试系统,在该另一种马达测试系统中,在振动台250振动的情况下能够带动马达2120在平行与镜头2100的光轴方向振动,以能够获得马达2120在平行于镜头2100的光轴方向振动时具有的模态振型(即下文中的第三模态振型)下的固有频率。
图11是本申请实施例提供的另一种马达测试系统的示意图。在上述图5示出的马达测试系统的基础上,进一步,图11中的(1)示出的马达测试系统中的镜头2100的光轴方向平行于振动台250的振动方向。在上述图7示出的马达测试系统的基础上,进一步,图11中的(2)示出的马达测试系统中的镜头2100的光轴方向平行于振动台250的振动方向。应理解,图11中的(1)和图11中的(2)的区别在于,图11中(1)示出的摄像头模组210直接固定于振动台250上,图11中(2)示出的摄像头模组210通过连接组件270固定于振动台250上。
如图11示出的马达测试系统,在振动台250的振动方向平行于镜头2100的光轴方向的情况下,振动台250按照第二激励频率范围在振动方向振动时能够带动马达2120按照第二激励频率范围在光轴方向振动;在马达2120按照第二激励频率范围在光轴方向振动时,测距装置230还用于根据从测距装置230发射的第二激光束照射至反光组件220后反射的回波信号得到第二位移数据,其中,第二位移数据包括马达2120按照第二激励频率范围在光轴方向平动产生的位移。
第二激励频率范围是马达2120受到的外界的激励频率。第二激励频率范围可以是一个预设的激励频率范围,该一个预设的激励频率范围可以根据人工经验或者实验经验进行设置。例如,第二激励频率范围可以但不限于是0-500Hz或者0-600Hz等。对第二激励频率范围和上文图3示出的马达测试系统中的第一激励频率范围不作具体限定,例如,第二激励频率范围和第一激励频率范围相同或不同。
上述测距装置230发送的激光束需要垂直照射至固定于摄像头模组210中的反光组件220上,这样,可以保证测距装置230根据发射的激光束垂直照射至反光组件220后反射的回波信号得到第二位移数据。
对测距装置230用于根据从测距装置230发射的第二激光束照射至反光组件220后反射的回波信号得到第二位移数据的方法不作具体限定。例如,测距装置230可以利用三角波分析法或回波分析法对回波信号处理,以得到第二位移数据。
上述图11示出的马达测试系统中的信号发生器260用于:在振动方向垂直于光轴方向的情况下,向振动台250提供第二激励信号,以带动振动台250在振动方向按照第二激励频率范围振动。
例如,第二激励信号可以是正弦波信号或余弦波信号等。
基于图11示出的马达测试系统,数据处理装置240还用于根据第二激励频率范围和第二位移数据,确定第二动力特性参数,其中,第二动力特性参数包括马达2120在第三模态振型下的固有频率,第三模态振型是马达2120在光轴方向发生振动时的模态振型。
第三模态振型是马达2120在光轴方向发生振动时的模态振型,即第一模态振型是马达2120受到外界施加的第二激励频率范围后在光轴方向发生振动时具有的模态振型。
上述数据处理装置240还用于根据第二激励频率范围和第二位移数据确定第二动力特性参数,包括:数据处理装置240还用于根据第二激励频率范围和第二位移数据,得到第二响应曲线,其中,第二响应曲线的横坐标包括第二激励频率范围中的每个激励频率,第二响应曲线的纵坐标包括对第二位移数据进行频域变换后得到的位移,或者纵坐标的取值包括对第二加速度数据进行频域变换后得到的加速度,第二加速度数据是对第二位移数据求二阶导数得到的;数据处理装置240还用于对第二响应曲线处理,得到马达2120在第三模态振型下的固有频率。
在上述数据处理装置240还用于对第二响应曲线处理,得到马达2120在第三模态振型下的固有频率的步骤中,第二响应曲线中的第三峰值对应的横坐标为马达2120在第三模态振型下的第三共振频率,以及,数据处理装置240还用于:根据第二响应曲线,得到第三模态振型对应的第三共振参数,其中,第三共振参数包括第三共振频率和第三共振频率对应的两个半功率点的频率,第三共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第三峰值的预设倍数;根据第三共振参数,得到马达2120在第三模态振型下的阻尼比;根据马达2120在第三模态振型下的共振频率和马达2120在第三模态振型下的阻尼比,得到马达2120在第三模态振型下的固有频率。
应理解,第三共振频率是马达2120在光轴方向振动时该马达2120发生共振时的频率。
上述数据处理装置240根据第二激励频率范围和第二位移数据确定第二动力特性参数的原理,与上文中数据处理装置240根据第一激励频率范围和第一位移数据确定第一动力特性参数的原理相同,此处未详细赘述的内容可以参见上文中数据处理装置240确定第一动力特性参数的相关描述。
在本申请实施例提供的马达测试系统中,镜头2100的光轴方向和振动台250的振动方向相互平行,这种实现方式中,在振动台250振动的情况下能够带动马达2120在平行于镜头2100的光轴方向的方向振动,这样,能够获得马达2120在平行于镜头2100的光轴方向振动时具有的第三模态振型下的固有频率。综上,本申请上文提供的马达测试系统能够避免马达在第三模态振型下和电子设备发生共振。
图12是本申请实施例提供的一种连接组件和摄像头模组之间的固定方式的示意图。
参见图12所示,在图12示出的连接组件270和摄像头模组210固定于上文描述的振动台250上的情况下,还可以实现摄像头模组210中的镜头2100朝下(即相对振动台250)时的受迫振动测试。应理解,在受迫振动测试中,无需在摄像头模组210上固定反光组件220。
图13是本申请实施例提供的另一种马达测试系统的示意图。在上述图3示出的马达2120测试系统的基础上,进一步,该马达测试系统还包括振动台250、显示器290、数据采集卡291、功率放大器292、加速度293和显示器294。
如图13所示,显示器290、数据采集卡291、功率放大器292和加速度计293用于生成激励信号(例如,上文中的第一激励信号或第二激励信号等),以使得功率放大器292将生成的激励信号提供给振动台250。应理解,上述图13示出的反光组件220、摄像头模组210和振动台250之间的连接方式可以参见上文中图5、图7或图11示出的马达测试系统中描述的反光组件220、摄像头模组210和振动台250之间的连接方式,此处未详细赘述的内容可以参见上文中的相关描述。
显示器290用于设置提供给振动台250的激励电压。例如,用户可以通过显示器290提供的界面设置提供给振动台250的激励电压。
数据采集卡291用于采集加速度计293获取振动台250振动的加速度的反馈信息,并将该反馈信息发送给显示器290;数据采集卡291还用于采集显示器290中设置的提供给振动台250的激励电压,对该激励电压(即模拟信号)进行模数转换(Analog to DigitalConversion, ADC)得到对应的数字信号,并将得到的数字信号发送给功率放大器292。
功率放大器292用于对数据采集卡291发送的数字信号进行放大处理,并将放大后的数字信号施加给振动台250,以使得振动台250按照显示器290中设置的激励电压进行振动。
加速度计293粘接或胶粘固定在振动台250的振膜251上(图13并未示出该粘接或胶粘情况),将振动台250振动的加速度实时反馈给显示器290,此后,显示器290还可以根据加速度计293的反馈信息(即振动台250振动的加速度)调整一个合理的输入电压并设置扫频频率范围,然后对振动台250进行激振。
振动台250、摄像头模组210、反光组件220、测距装置230的作用可以参见上文中的相关描述,此处不再详细赘述。
数据处理装置240包括集成处理器241和频率分析仪242。
集成处理器241用于对时域数据进行频域变换,以得到频域变换后的结果。
例如,集成处理器241用于对从测距装置230获取的摄像头模组210的镜头2100的位移随时间变化的时域曲线进行频域变换(例如,傅里叶变换处理),以得到镜头2100的位移-频率响应变化曲线。
例如,集成处理器241用于对获取的随时间变化的激励信号(例如,上文中的第一激励信号或第二激励信号)进行频域变换(例如,傅里叶变换处理),以得到激励信号的幅值-频率响应变化曲线,其中,激励信号的幅值-频率响应变化曲线中的频率范围是马达2120受到的外界激励的频率范围(例如,上文中的第一激励频率范围或第二激励频率范围)。
频率分析仪242用于对从集成处理器241获取的马达2120的位移-频率响应变化曲线(例如,上文中的第一位移数据)和马达2120受到的激励信号的幅值-频率响应变化曲线(例如,上文中的第一激励频率范围)进行处理,以得到马达2120的位移随激励频率变化的曲线(例如,上文中的第一响应曲线)。
可选的,数据处理装置240还可以包括数据处理单元243(图13中并未示出),数据处理单元243用于对频率分析仪242输出的响应曲线处理,得到马达2120在其他模态振型下的固有频率。
显示器294用于从数据处理装置240处获取马达2120的位移随激励频率变化的曲线,以及将该曲线显示在显示器294提供的可视化界面上,或者将马达2120的位移随激励频率变化的曲线对应的数据以表格的形式输出显示在显示器294提供的可视化界面上。
应理解,上述图13示出的测试系统仅为示意,并不对本申请实施例提供的马达2120测试方法所适用的测试系统的构成任何限定。例如,上述图13示出的测试系统还可以不包括功率放大器292或加速度计293等。
下面,结合图14至图17介绍本申请提供的马达测试方法,该马达测试方法应用于上述图3示出的马达测试系统,关于该马达测试系统可以参见上文中的相关描述,此处不再详细赘述。
图14是本申请实施例提供的一种马达测试方法的示意图。示例性的,如图14所示,该马达测试方法包括S1410和S1420。下面,对S1410和S1420进行介绍。
S1410,在马达按照第一激励频率范围在目标方向振动时,测距装置根据从测距装置发射的第一激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第一位移数据,其中,第一位移数据包括马达在目标方向的位移。
S1420,数据处理装置根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定第一动力特性参数,其中,第一动力特性参数包括马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率,第一模态振型是马达在第一方向发生振动时的模态振型,第二模态振型是马达在第二方向发生振动时的模态振型。
本申请实施例提供的马达测试方法,应用于马达测试系统,马达测试系统包括摄像头模组、反光组件、测距装置和数据处理装置,摄像头模组包括马达和镜头,反光组件固定于摄像头模组上,其中,马达能够按照第一激励频率范围在目标方向振动,目标方向垂直于镜头的光轴方向,目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向。
例如,上述图14提供的马达测试方法可以应用于图3示出的马达测试系统。
可选的,上述测试系统还包括振动台,振动台上固定有摄像头模组,振动台的振动方向垂直于光轴方向,以及,在第一方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达按照第一激励频率范围在第一方向平动产生的位移,以及马达按照第一激励频率范围在第二方向转动产生的位移;在第二方向平行于振动方向的情况下,第一位移数据包括马达按照第一激励频率范围在第二方向平动产生的位移,以及马达按照第一激励频率范围在第一方向转动产生的位移。
例如,上述图14提供的马达测试方法可以应用于图5或图7示出的马达测试系统。
可选的,上述马达测试方法还包括:在马达按照第二激励频率范围在光轴方向振动时,测距装置根据从测距装置发射的第二激光束照射至反光组件后反射的回波信号得到第二位移数据,其中,第二位移数据包括马达按照第二激励频率范围在光轴方向平动产生的位移;数据处理装置根据第二激励频率范围和第二位移数据,确定第二动力特性参数,其中,第二动力特性参数包括马达在第三模态振型下的固有频率,第三模态振型是马达在光轴方向发生振动时的模态振型。
例如,上述图14提供的马达测试方法可以应用于图11示出的马达测试系统。
可选的,数据处理装置根据第一激励频率范围和第一位移数据,确定第一动力特性参数,包括:数据处理装置根据第一激励频率范围和第一位移数据,得到第一响应曲线,其中,第一响应曲线的横坐标包括第一激励频率范围中的每个激励频率,第一响应曲线的纵坐标包括对第一位移数据进行频域变换后得到的位移,或者纵坐标的取值包括对第一加速度数据进行频域变换后得到的加速度,第一加速度数据是对第一位移数据求二阶导数得到的;数据处理装置对第一响应曲线处理,得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。
可选的,第一响应曲线中的第一峰值对应的横坐标为马达在第一模态振型下的第一共振频率,第一响应曲线中的第二峰值对应的横坐标为马达在第二模态振型下的第二共振频率,以及,数据处理装置对第一响应曲线处理,得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率,包括:数据处理装置根据第一响应曲线,得到第一模态振型对应的第一共振参数和第二模态振型对应的第二共振参数,其中,第一共振参数包括第一共振频率和第一共振频率对应的两个半功率点的频率,第一共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第一峰值的预设倍数,第二共振参数包括第二共振频率和第二共振频率对应的两个半功率点的频率,第二共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是第二峰值的预设倍数;数据处理装置根据第一共振参数和第二共振参数中的每个共振参数,得到马达在对应的模态振型下的阻尼比;数据处理装置根据马达在对应的模态振型下的共振频率和马达在对应的模态振型下的阻尼比,以得到马达在第一模态振型下的固有频率和马达在第二模态振型下的固有频率。
需说明的是,上述S1410和S1420中未详细介绍的内容可以参见上文中对马达测试系统进行介绍的相关内容,此处不再详细赘述。
应理解,上述图14示出的马达测试方法仅为示意,不对本申请实施例提供的马达测试方法构成任何限定。
在本申请实施例中,一方面,在摄像头模组受到外界激励的情况下,位于摄像头模组中的马达能够按照外界激励频率(即第一激励频率范围)在垂直于镜头的光轴方向的两个方向(即第一方向和第二方向)振动,因此,测距装置能够得到马达在垂直于镜头的光轴方向的两个方向振动的位移数据(即第一位移数据)。此后,数据处理装置能够根据马达受到的外界的激励频率和马达在垂直于镜头的光轴方向的两个方向的位移数据,得到马达在这两个方向发生振动时的模态振型(即第一模态振型和第二模态振型)下的固有频率。另一方面,在摄像头模组受到外界激励的情况下,位于摄像头模组中的马达能够按照外界激励频率(即第二激励频率范围)在平行于镜头的光轴方向振动,因此,测距装置能够得到马达在平行于镜头的光轴方向的两个方向振动的位移数据(即第二位移数据)。此后,数据处理装置能够根据马达受到的外界的激励频率和马达在平行于镜头的光轴方向的位移数据,得到马达在光轴方向发生振动时的模态振型(即第三模态振型)下的固有频率。综上,本申请提供的马达测试方法能够避免马达在多个模态振型(即第一模态振型、第二模态振型和第三模态振型)下和电子设备发生共振,从而能够避免马达在该多个模态振型下和电子设备发生共振。
图15是本申请实施例提供的一种马达测试方法的示意图。示例性的,如图15所示,图15示出的马达测试方法包括S1510至S1570。下面,对S1510至S1570进行介绍。
S1510,在第一扫频振动试验中,测距装置获取第一位移时域幅值,其中,第一扫频振动试验中摄像头模组中镜头的光轴方向和振动台的振动方向平行,镜头的光轴方向、第一方向和第二方向两两垂直,反光膜固定到镜头的光轴中心。
例如,上述第一扫频振动试验的马达测试系统可以是上述图11中的(1)或者图11中的(2)示出的马达测试系统,上文中对图11进行了详细介绍,此处不再详细赘述。
在上述第一扫频振动试验中,摄像头模组中的马达会沿着镜头的光轴方向进行平动,摄像头模组中的马达沿着镜头的光轴方向进行平动的位移变化情况和摄像头模组中的镜头沿着镜头的光轴方向进行平动的位移变化情况相同。
S1520,数据处理装置对第一位移时域幅值响应进行傅里叶变换得到第一位移频域幅值响应,并根据第一振动频率范围和第一位移频域幅值响应,得到第一频率响应曲线(即上文图3示出的马达测试系统中第二响应曲线的一个示例)。
上述S1520步骤中,第一频率响应曲线包括马达在模态振型1(即上文图3示出的马达测试系统中第三模态振型的一个示例)下的固有频率,其中,模态振型1是马达在光轴方向振动时具有的模态振型。应理解,第一频率响应曲线的横坐标表示振动频率,第一频率响应曲线的纵坐标表示位移的频域幅值。
执行上述S1520步骤后,得到的第一频率响应曲线可以参见图9中的(1)示出的频率响应曲线。参见图9中的(1),该曲线包括一个共振峰值点(108.22Hz,0.00069g),该一个共振峰值点的峰值为0.00069g,该一个共振峰值点的是马达为一个模态振型时的共振峰值点。
S1530,在第二扫频振动试验中,测距装置获取第二位移时域幅值,其中,第二扫频振动试验中镜头的光轴方向和振动台的振动方向垂直,振动方向和第二方向平行,振动方向和第一方向垂直,反光膜固定到镜头的镜筒上。
例如,上述第二扫频振动试验的马达测试系统可以是上述图5中的(1)或者图7中的(1)示出的马达测试系统,上文中对图5和图7进行了详细介绍,此处不再详细赘述。
在上述第二扫频振动试验中,摄像头模组中的马达会沿着第二方向进行平动和沿着第一方向转动,摄像头模组中的马达沿着第二方向进行平动的位移变化情况和摄像头模组中的镜头沿着第二方向进行平动的位移变化情况相同,摄像头模组中的马达沿着第一方向进行转动的位移变化情况和摄像头模组中的镜头沿着第一方向进行转动的位移变化情况相同。
S1540,数据处理装置对第二位移数据进行傅里叶变换得到第二位移频域幅值响应,并根据第二振动频率范围和第二位移频域幅值响应,得到第二频率响应曲线(即上文图3示出的马达测试系统中第一响应曲线的一个示例)。
上述S1540步骤中,第二频率响应曲线包括马达在模态振型2(即上文图3示出的马达测试系统中第一模态振型的一个示例)下的固有频率和马达在模态振型3(即上文图3示出的马达测试系统中第二模态振型的一个示例)下的固有频率,其中,模态振型2是马达在第一方向振动时具有的模态振型,模态振型3是马达在第二方向振动时具有的模态振型,第一方向平行于振动方向,第二方向垂直于振动方向。应理解,第二频率响应曲线的横坐标表示振动频率,第二频率响应曲线的纵坐标表示位移的频域幅值。
执行上述S1540步骤后,得到的第二频率响应曲线可以参见图9中的(2)示出的频率响应曲线。参见图9中的(2),该曲线包括两个共振峰值点,即共振峰值点1和共振峰值点2。共振峰值点1(186.98Hz,0.0005g)是马达为一个模态振型时的共振峰值点,即共振峰值点1的峰值为0.0005g,共振峰值点1的峰值对应的横坐标为186.98Hz。共振峰值点2(399.76Hz,0.0034g)是马达为另一个模态振型时的共振峰值点,共振峰值点2的峰值为0.0034g,共振峰值点2的峰值对应的横坐标为399.76Hz。
S1550,在第三扫频振动试验中,测距装置获取第三位移时域幅值,其中,第三扫频振动试验中镜头的光轴方向和振动台的振动方向垂直,振动方向和第一方向平行,振动方向和第二方向垂直,反光膜固定到镜头的镜筒上。
例如,上述第二扫频振动试验的马达测试系统可以是上述图5中的(2)或者图7中的(2)示出的马达测试系统,上文中对图5和图7进行了详细介绍,此处不再详细赘述。
在上述第三扫频振动试验中,摄像头模组中的马达会沿着第一方向进行平动和沿着第二方向转动,摄像头模组中的马达沿着第一方向进行平动的位移变化情况和摄像头模组中的镜头沿着第一方向进行平动的位移变化情况相同,摄像头模组中的马达沿着第二方向进行转动的位移变化情况和摄像头模组中的镜头沿着第二方向进行转动的位移变化情况相同。
S1560,数据处理装置对第三位移数据进行傅里叶变换得到第三位移频域幅值响应,并根据第三振动频率范围和第三位移频域幅值响应,得到第三频率响应曲线(即上文图3示出的马达测试系统中第一响应曲线的一个示例)。
上述S1560步骤中,第三频率响应曲线包括马达在模态振型4(即上文图3示出的马达测试系统中第一模态振型的另一个示例)下的固有频率和马达在模态振型5(即上文图3示出的马达测试系统中第二模态振型的另一个示例)下的固有频率,其中,模态振型4是马达在第一方向振动时具有的模态振型,模态振型5是马达在第二方向振动时具有的模态振型,第一方向垂直于振动方向,第二方向平行于振动方向。应理解,第三频率响应曲线的横坐标表示振动频率,第三频率响应曲线的纵坐标表示位移的频域幅值。
数据处理装置执行上述S1560步骤后,得到的第三频率响应曲线可以参见图9中的(3)示出的频率响应曲线。参见图9中的(3),该曲线包括两个共振峰值点,即共振峰值点#1和共振峰值点#2。共振峰值点#1(193.62Hz,0.0006g)是马达为一个模态振型时的共振峰值点,共振峰值点#1的峰值为0.0006g,共振峰值点#1的峰值对应的横坐标为193.62Hz。共振峰值点#2(416.94Hz,0.00098g)是马达为另一个模态振型时的共振峰值点,共振峰值点#2的峰值为0.00098g,共振峰值点#2的峰值对应的横坐标为416.94Hz。
S1570,数据处理装置利用半功率带宽法分别对第一频率响应曲线、第二频率响应曲线和第三频率响应曲线进行处理,得到马达的第N阶的共振频率、第N阶的固有频率和第N阶的阻尼比,N=1,2,3,4,5。
在本申请实施例中,示例性的,数据处理装置执行上述S1570,包括以下步骤:数据处理装置利用半功率带宽法针对每条频率响应曲线可以得到对应的共振频率,数据处理装置分别对上述3条曲线进行处理,可以得到马达在5个模态振型下的5个共振频率。此后,数据处理装置可以根据上文中的公式(1)和(2)求得马达在对应模态振型下的阻尼比和马达在对应模态振型下的固有频率。最后,对马达在5个模态振型下的5个固有频率从小到大进行排序,即将5个固有频率中的最小的固有频率是马达的第一阶固有频率,即该最小的固有频率对应的模态振型为马达的第一阶模态振型,将5个固有频率中的次小的固有频率是马达的第二阶固有频率,即该次小的固有频率对应的模态振型为马达的第二阶模态振型,以此类推,将5个固有频率中的最大的固有频率是马达的第五阶固有频率,即该最大的固有频率对应的模态振型为马达的第五阶模态振型。
应理解,上述图15示出的马达测试方法仅为示意,并不对本申请实施例提供的马达测试方法构成任何限定。
在本申请实施例中,能够获取马达在垂直于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即模态振型2、模态振型3、模态振型4和模态振型5)下的固有频率,以及该马达测试系统还能够获取马达在平行于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即模态振型1)下的固有频率。综上,本申请提供的马达测试系统能够避免马达在多阶模态振型(即模态振型1、模态振型2、模态振型3、模态振型4和模态振型5)下和电子设备发生共振。
图16是本申请实施例提供的另一种马达测试方法的示意图。示例性的,如图16所示,图16示出的马达测试方法包括S1610至S1660。下面,对S1610至S1660进行介绍。
S1610,对建立好的马达模型进行模态分析,得到仿真的马达的N个模态振型,N=1,2,3,4,5。
执行上述S1610步骤,即对马达进行有限元建模得到马达模型,然后对马达模型进行模态分析,得到仿真的马达的N个模态振型,其中,该N个模态振型包括上述图15提供的马达测试方法中的模态振型1、模态振型2、模态振型3、模态振型4和模态振型5。
图17示出有执行上述1610步骤后建立得到的马达的5个模态振型的示意图,即上述S1610步骤中的马达的5个模态振型包括图17中示出的马达的第一阶模态振型、第二阶模态振型、第三阶模态振型、第四阶模态振型和第五阶模态振型。应理解,图17示出的坐标系中的z轴为镜头2100的光轴方向,y轴为第二方向,且x轴为第一方向,或者y轴为第一方向,且x轴为第二方向。
S1620,对仿真的马达的N个模态振型进行分析,得到仿真的马达在N阶模态振型下的N个固有频率。
应理解,在上述S1620中,对仿真的马达的N个模态振型进行分析后,会得到马达的N个固有频率(即马达在每个模态振型下的固有频率)。此后,根据从小到大的顺序对马达的N个固有频率进行排序,将N个固有频率中最小的固有频率确定为马达的第一阶固有频率,将N个固有频率中次小的固有频率确定为马达的第二阶固有频率,以此类推,将N个固有频率中最大的固有频率确定为马达的第五阶固有频率。
示例性的,图17中还示出有仿真的马达在N阶模态振型下的N个固有频率依次为:120.49Hz、211.37Hz、237.06Hz、423.22Hz和480.53Hz,即马达的第一阶固有频率为120.49Hz,马达的第二阶固有频率为211.37Hz,马达的第三阶固有频率为237.06Hz,马达的第四阶固有频率为423.22Hz,马达的第五阶固有频率为480.53Hz。
上述S1610和上述S1620是马达测试的仿真流程,上述S1610和S1620可以基于有限元仿真软件实现,对上述仿真建模过程和模态分析过程不作具体限定。
下面,结合S1630至S1650介绍本申请实施例中涉及的马达测试试验流程。
S1630,根据仿真流程中得到的马达的N个模态振型,设计马达测试系统对应的多次扫频振动试验。
上述S1630中的多次扫频振动试验包括上述图15提供的马达测试方法中的第一扫频振动试验、第二扫频振动试验和第三扫频振动试验,其中,第一扫频振动试验对应的马达的模态振型可以是上述图17示出的仿真的马达的第一阶模态振型(即上述图15中的模态振型1的一个示例),第二扫频振动试验对应的马达的模态振型包括上述图17示出的仿真的马达的第二阶模态振型(即上述图15中的模态振型2的一个示例)和仿真的马达的第四阶模态振型(即上述图15中的模态振型4的一个示例),第三扫频振动试验对应的马达的模态振型包括上述图17示出的仿真的马达的第三阶模态振型(即上述图15中的模态振型5的一个示例)和仿真的马达的第五阶模态振型(即上述图15中的模态振型3的一个示例)。
上述第一扫频振动试验、第二扫频振动试验和第三扫频振动试验对应的马达测试系统中的相关描述可以参见上文中的图15提供的马达测试方法,此处不再详细赘述。
S1640,对马达测试系统分别执行多次扫频振动试验,以得到多个频率响应曲线。
上述S1640步骤中的多个频率响应曲线包括上述图15示出的方法中的第一频率响应曲线、第二频率响应曲线和第三频率响应曲线。
执行上述S1640步骤,可以包括上述图15示出的方法中的S1510至S1560步骤,此处未详细赘述的内容可以参见上文中S1510至S1560步骤的相关内容。
S1650,对多个频率响应曲线进行处理,得到试验的马达在N阶模态振型下的N个阻尼比和试验的马达在N阶模态振型下的N个固有频率。
上述S1650步骤中,多个频率响应曲线对应马达的N阶模态振型,其中,每个频率响应曲线是对应的马达的模态振型下得到的结果。
执行上述S1650步骤,即对多个频率响应曲线进行处理,得到试验的马达在N阶模态振型下的N个阻尼比和试验的马达在N阶模态振型下的N个固有频率,包括:对多个频率响应曲线进行处理,得到试验的马达的N个固有频率,以及试验的马达的N个固有频率对应的试验的马达的N个阻尼比;对试验的马达的N个固有频率从小到大进行排序,将N个固有频率中的最小的固有频率确定为试验的马达在第一阶模态振型下的固有频率(即马达的第一阶固有频率),将N个固有频率中次小的固有频率确定为试验的马达在第二阶模态振型下的固有频率(即马达的第二阶固有频率),依次类推,将N个固有频率中最大的固有频率确定为试验的马达在第五阶模态振型下的固有频率(即马达的第五阶固有频率);将与试验的马达在第N阶模态振型下的固有频率对应的试验的马达的阻尼比,确定为试验的马达在第N阶模态振型下的阻尼比,其中,N=1,2,3,4,5。
上述S1650步骤中对每个频率响应曲线处理,确定马达在对应模态振型下的阻尼比和固有频率的方法,分别与上文图3示出的马达测试系统中描述的根据第一响应曲线确定马达在对应模态振型下的阻尼比和固有频率的方法相同,此处未详细赘述的内容可以参见上文图3中的相关描述。
执行上述S1610至S1650步骤后,得到仿真的马达在N阶模态振型下的N个阻尼比和仿真的马达在N阶模态振型下的N个固有频率,以及试验的马达在N阶模态振型下的N个阻尼比和试验的马达在N阶模态振型下的N个固有频率。接下来,可以对仿真结果和试验结果进行一致性比较。
S1660,对仿真的马达在N阶模态振型下的N个固有频率和试验的马达在N阶模态振型下的N个固有频率进行一致性比较。
执行上述S1660步骤,示例性的,包括:根据仿真的马达在N阶模态振型下的N个固有频率和试验的马达在N阶模态振型下的N个阻尼,得到N阶固有频率的差值,其中,每阶固有频率的差值是仿真的马达在第N阶模态振型下的固有频率和试验的马达在第N阶模态振型下的固有频率之间的差值,N=1,2,3,4,5;在根据N阶固有频率的差值中的每阶固有频率的差值未超过预设差值的情况下,确定仿真结果和试验结果具有一致性;在根据N阶固有频率的差值中存在一阶固有频率的差值超过预设差值的情况下,确定仿真结果和试验结果不具有一致性。
可选的,还可以将上述试验的马达在N阶模态振型下的N个固有频率和基于其他方法得到的马达在N阶模态振型下的N个固有频率进行一致性比较。
可选的,在执行上述S1660后,若仿真结果和试验结果之间的差异超过预设差异,则还可以根据试验结果对上述S1610中描述的建立好的马达模型进行优化(例如,修改建立好的马达模型的边界条件等参数),以使得基于优化后的仿真马达模型得到的仿真结果和试验结果之间的差异小于预设差异。
应理解,上述图16示出的马达测试方法仅为示意,并不对本申请实施例提供的马达测试方法构成任何限定。例如,还可以不执行上述S1660描述的步骤。例如,还可以不执行上述S1610、1620和S1660描述的步骤。
在本申请实施例中,首先对建立好的马达模型进行模态分析,以得到模态分析结果。然后,基于模态分析结果中的马达的多个模态振型,确定扫频振动试验,即基于理论分析结果指导试验,这样,有利于提高试验效率。此后,根据执行前述步骤中确定好的扫频振动试验,可以获取马达在垂直于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即模态振型2、模态振型3、模态振型4和模态振型5)下的固有频率,以及获取马达在平行于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型(即模态振型1)下的固有频率。最后,还可以对模态分析结果中的仿真得到的马达在多个模态振型下的固有频率和试验得到的马达在多个模态振型下的特性参数进行一致性比较,在确定仿真结果和试验结果差距较大的情况下,还可以根据试验结果对仿真模型进行纠正。基于上述马达测试方法得到的马达在垂直于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型下的固有频率,以及得到的马达在平行于镜头的光轴方向振动时具有的模态振型下的固有频率,从而该马达测试方法能够避免马达在多个模态振型(即模态振型1、模态振型2、模态振型3、模态振型4和模态振型5)下和电子设备发生共振。
本申请还提供了一种马达测试装置,该马达测试装置用于实现本申请中任一方法实施例所述的马达测试方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品被处理器执行时实现本申请中任一方法实施例所述的马达测试方法。
该计算机程序产品可以存储在存储器中,例如是程序,程序经过预处理、编译、汇编和链接等处理过程最终被转换为能够被处理器执行的可执行目标文件。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被计算机执行时实现本申请中任一方法实施例所述的马达测试方法。该计算机程序可以是高级语言程序,也可以是可执行目标程序。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),可以表示:a, b, c, a-b, a-c, b-c, 或a-b-c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的;例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式;例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种马达测试系统,其特征在于,包括摄像头模组、反光组件、测距装置和数据处理装置,所述摄像头模组包括马达和镜头,所述反光组件固定于所述摄像头模组上,其中,所述马达能够按照第一激励频率范围在目标方向振动,所述目标方向垂直于所述镜头的光轴方向,所述目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向;以及,
在所述马达按照所述第一激励频率范围在所述目标方向振动时,所述测距装置用于根据从所述测距装置发射的第一激光束照射至所述反光组件后反射的回波信号得到第一位移数据,其中,所述第一位移数据包括所述马达在所述目标方向的位移;
所述数据处理装置用于根据所述第一激励频率范围和所述第一位移数据,确定第一动力特性参数,其中,所述第一动力特性参数包括所述马达在第一模态振型下的固有频率和所述马达在第二模态振型下的固有频率,所述第一模态振型是所述马达在所述第一方向发生振动时的模态振型,所述第二模态振型是所述马达在所述第二方向发生振动时的模态振型。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述测试系统还包括振动台,所述振动台上固定有所述摄像头模组,以及,
在所述振动台的振动方向垂直于所述光轴方向的情况下,所述振动台按照所述第一激励频率范围在所述振动方向振动时能够带动所述马达按照所述第一激励频率范围在所述目标方向振动,其中,所述振动方向平行于所述第一方向和所述第二方向中的一个方向。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述测试系统还包括连接组件,其中,所述摄像头模组通过所述连接组件固定于所述振动台上。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述连接组件具有一端开口的空腔,所述连接组件中与所述空腔的底壁相对的底面与所述摄像头模组连接,所述连接组件中与所述空腔的侧壁相对的侧面与所述振动台连接。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述空腔为矩形的金属空腔。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统,其特征在于,
在所述第一方向平行于所述振动方向的情况下,所述第一位移数据包括所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第一方向平动产生的位移,以及所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第二方向转动产生的位移;
在所述第二方向平行于所述振动方向的情况下,所述第一位移数据包括所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第二方向平动产生的位移,以及所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第一方向转动产生的位移。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的系统,其特征在于,
在所述振动方向平行于所述光轴方向的情况下,所述振动台按照第二激励频率范围在所述振动方向振动时能够带动所述马达按照所述第二激励频率范围在所述光轴方向振动;
在所述马达按照所述第二激励频率范围在所述光轴方向振动时,所述测距装置还用于根据从所述测距装置发射的第二激光束照射至所述反光组件后反射的回波信号得到第二位移数据,其中,所述第二位移数据包括所述马达按照所述第二激励频率范围在所述光轴方向平动产生的位移;
所述数据处理装置还用于根据所述第二激励频率范围和所述第二位移数据,确定第二动力特性参数,其中,所述第二动力特性参数包括所述马达在第三模态振型下的固有频率,所述第三模态振型是所述马达在所述光轴方向发生振动时的模态振型。
8.根据权利要求2至5中任一项所述的系统,其特征在于,所述测试系统还包括信号发生器,其中,所述信号发生器用于:
在所述振动方向垂直于所述光轴方向的情况下,向所述振动台提供第一激励信号,以带动所述振动台在所述振动方向按照所述第一激励频率范围振动。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其特征在于,所述数据处理装置还用于:
根据所述第一激励频率范围和所述第一位移数据,得到第一响应曲线,其中,所述第一响应曲线的横坐标包括所述第一激励频率范围中的每个激励频率,所述第一响应曲线的纵坐标包括对所述第一位移数据进行频域变换后得到的位移,或者所述纵坐标的取值包括对第一加速度数据进行频域变换后得到的加速度,所述第一加速度数据是对所述第一位移数据求二阶导数得到的;
对所述第一响应曲线处理,得到所述马达在所述第一模态振型下的固有频率和所述马达在所述第二模态振型下的固有频率。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述第一响应曲线中的第一峰值对应的横坐标为所述马达在所述第一模态振型下的第一共振频率,所述第一响应曲线中的第二峰值对应的横坐标为所述马达在所述第二模态振型下的第二共振频率,以及,
所述数据处理装置还用于:
根据所述第一响应曲线,得到所述第一模态振型对应的第一共振参数和所述第二模态振型对应的第二共振参数,其中,所述第一共振参数包括所述第一共振频率和所述第一共振频率对应的两个半功率点的频率,所述第一共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是所述第一峰值的预设倍数,所述第二共振参数包括所述第二共振频率和所述第二共振频率对应的两个半功率点的频率,所述第二共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是所述第二峰值的所述预设倍数;
根据所述第一共振参数和所述第二共振参数中的每个共振参数,得到所述马达在对应的模态振型下的阻尼比;
根据所述马达在对应的模态振型下的共振频率和所述马达在对应的模态振型下的阻尼比,以得到所述马达在所述第一模态振型下的固有频率和所述马达在所述第二模态振型下的固有频率。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其特征在于,反光组件固定于所述镜头上。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的系统,其特征在于,所述摄像头模组还包括壳体,其中,所述壳体内设有所述马达,所述马达内设有所述镜头,所述镜头漏于所述壳体之外,所述第一方向为所述壳体的第一边的延伸方向,所述第二方向为所述壳体的第二边的延伸方向,所述第一边的延伸方向垂直于所述第二边的延伸方向。
13.一种马达测试方法,其特征在于,应用于马达测试系统,所述马达测试系统包括摄像头模组、反光组件、测距装置和数据处理装置,所述摄像头模组包括马达和镜头,所述反光组件固定于所述摄像头模组上,其中,所述马达能够按照第一激励频率范围在目标方向振动,所述目标方向垂直于所述镜头的光轴方向,所述目标方向包括互相垂直的第一方向和第二方向,以及,
在所述马达按照所述第一激励频率范围在所述目标方向振动时,所述测距装置根据从所述测距装置发射的第一激光束照射至所述反光组件后反射的回波信号得到第一位移数据,其中,所述第一位移数据包括所述马达在所述目标方向的位移;
所述数据处理装置根据所述第一激励频率范围和所述第一位移数据,确定第一动力特性参数,其中,所述第一动力特性参数包括所述马达在第一模态振型下的固有频率和所述马达在第二模态振型下的固有频率,所述第一模态振型是所述马达在所述第一方向发生振动时的模态振型,所述第二模态振型是所述马达在所述第二方向发生振动时的模态振型。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述测试系统还包括振动台,所述振动台上固定有所述摄像头模组,所述振动台的振动方向垂直于所述光轴方向,以及,
在所述第一方向平行于所述振动方向的情况下,所述第一位移数据包括所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第一方向平动产生的位移,以及所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第二方向转动产生的位移;
在所述第二方向平行于所述振动方向的情况下,所述第一位移数据包括所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第二方向平动产生的位移,以及所述马达按照所述第一激励频率范围在所述第一方向转动产生的位移。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述马达按照第二激励频率范围在所述光轴方向振动时,所述测距装置根据从所述测距装置发射的第二激光束照射至所述反光组件后反射的回波信号得到第二位移数据,其中,所述第二位移数据包括所述马达按照所述第二激励频率范围在所述光轴方向平动产生的位移;
所述数据处理装置根据所述第二激励频率范围和所述第二位移数据,确定第二动力特性参数,其中,所述第二动力特性参数包括所述马达在第三模态振型下的固有频率,所述第三模态振型是所述马达在所述光轴方向发生振动时的模态振型。
16.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于,所述数据处理装置根据所述第一激励频率范围和所述第一位移数据,确定第一动力特性参数,包括:
所述数据处理装置根据所述第一激励频率范围和所述第一位移数据,得到第一响应曲线,其中,所述第一响应曲线的横坐标包括所述第一激励频率范围中的每个激励频率,所述第一响应曲线的纵坐标包括对所述第一位移数据进行频域变换后得到的位移,或者所述纵坐标的取值包括对第一加速度数据进行频域变换后得到的加速度,所述第一加速度数据是对所述第一位移数据求二阶导数得到的;
所述数据处理装置对所述第一响应曲线处理,得到所述马达在所述第一模态振型下的固有频率和所述马达在所述第二模态振型下的固有频率。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述第一响应曲线中的第一峰值对应的横坐标为所述马达在所述第一模态振型下的第一共振频率,所述第一响应曲线中的第二峰值对应的横坐标为所述马达在所述第二模态振型下的第二共振频率,以及,
所述数据处理装置对所述第一响应曲线处理,得到所述马达在所述第一模态振型下的固有频率和所述马达在所述第二模态振型下的固有频率,包括:
所述数据处理装置根据所述第一响应曲线,得到所述第一模态振型对应的第一共振参数和所述第二模态振型对应的第二共振参数,其中,所述第一共振参数包括所述第一共振频率和所述第一共振频率对应的两个半功率点的频率,所述第一共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是所述第一峰值的预设倍数,所述第二共振参数包括所述第二共振频率和所述第二共振频率对应的两个半功率点的频率,所述第二共振频率对应的每个半功率点的纵坐标是所述第二峰值的所述预设倍数;
所述数据处理装置根据所述第一共振参数和所述第二共振参数中的每个共振参数,得到所述马达在对应的模态振型下的阻尼比;
所述数据处理装置根据所述马达在对应的模态振型下的共振频率和所述马达在对应的模态振型下的阻尼比,以得到所述马达在所述第一模态振型下的固有频率和所述马达在所述第二模态振型下的固有频率。
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