CN210583606U

CN210583606U - 基于线性马达的游戏控制器

Info

Publication number: CN210583606U
Application number: CN201920683707.5U
Authority: CN
Inventors: 王荣峰; 马尧; 汪鹏; 姜珂丰
Original assignee: Guangzhou Xiaojikuaipao Network Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Xiaojikuaipao Network Technology Co ltd
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2029-05-14

Abstract

本实用新型提供基于线性马达的游戏控制器，包括控制器、振动模块、输入模块、通信模块、电源，振动模块包括线性马达，电源与控制器、振动模块、通信模块连接，控制器与振动模块、输入模块、通信模块连接，通信模块与智能设备连接。本实用新型通过在游戏控制器中加入线性马达，响应迅速，能实现细腻的振动反馈，能采用专用振动驱动器振动，能够通过输入波形或模拟信号的控制实现真实的触觉反馈，如通过输入音频模拟信号实现音频的振动节凑，使无物理按压行程的平面能实现具有按压的反馈触觉；通过细腻的振动的控制能够给使用者带来更佳的反馈体验。

Description

基于线性马达的游戏控制器

技术领域

本实用新型涉及游戏控制器技术领域，尤其涉及基于线性马达的游戏控制器。

背景技术

目前市面上的游戏控制器的振动马达(EPM)一般采用在马达转子轴安装偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力的方式来实现振动；通常振动马达的启动、停止的响应时间较长，振动的节奏较为粗糙，不能做到很细腻的振感，无法给使用者带来好的反馈体验。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供基于线性马达的游戏控制器，解决了现有游戏控制器的振动马达启动、停止的响应时间较长，振动的节奏较为粗糙，不能做到很细腻的振感，无法给使用者带来好的反馈体验的问题。

本实用新型提供基于线性马达的游戏控制器，包括控制器、振动模块、输入模块、通信模块、电源，所述振动模块包括线性马达，所述电源与所述控制器、所述振动模块、所述通信模块连接，所述控制器与所述振动模块、所述输入模块、所述通信模块连接，所述通信模块与智能设备连接。

进一步地，所述振动模块还包括振动驱动器，所述控制器、所述电源与所述振动驱动器连接，所述振动驱动器与所述线性马达连接。

进一步地，还包括存储器，所述控制器、所述电源与所述存储器连接。

进一步地，还包括振动信号源，所述控制器与所述振动信号源连接，所述振动信号源与所述振动模块连接。

进一步地，所述振动信号源包括数字音频源，所述数字音频源存储于存储器中；还包括数字模拟转换器，所述控制器、所述振动模块与所述数字模拟转换器连接。

进一步地，所述振动信号源还包括音频输入单元，智能设备、所述控制器与所述音频输入单元连接；还包括音频编解码器，所述控制器、所述振动模块与所述音频编解码器连接。

进一步地，还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器与所述音频编解码器连接；所述音频输入单元包括蓝牙音频接收器、3.55MM音频接口、USB数据接口、USB转3.55MM音频接口。

进一步地，所述振动信号源还包括效果库，所述效果库内置于所述振动驱动器或存储器中。

进一步地，所述输入模块包括按键、摇杆、陀螺仪、触摸板；所述电源包括干电池、充电电池、与所述充电电池连接的充电电路；所述通信模块包括蓝牙模块、2.4G模块、有线模块、WIFI模块；还包括显示模块，所述控制器、所述电源与所述显示模块连接。

进一步地，所述显示模块由LED灯、LED显示屏或LCD显示屏组成。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

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

图1为本实用新型的基于线性马达的游戏控制器结构示意图；

图2为本实用新型实施例的基于线性马达的游戏控制器结构示意图一；

图3为本实用新型实施例的基于线性马达的游戏控制器结构示意图二；

图4为本实用新型实施例的基于线性马达的游戏控制器结构示意图三；

图5为本实用新型实施例的基于线性马达的游戏控制器结构示意图四；

图6为本实用新型实施例的控制器电路图一；

图7为本实用新型实施例的振动模块电路图；

图8为本实用新型实施例的控制器电路图二；

图9为本实用新型实施例的音频编解码器电路图；

图10为本实用新型实施例的输入模块电路图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

基于线性马达的游戏控制器，如图1所示，包括控制器、振动模块、输入模块、通信模块、电源，振动模块包括线性马达，电源与控制器、振动模块、通信模块连接，控制器与振动模块、输入模块、通信模块连接，通信模块与智能设备(如手机、平板电脑)连接，实现游戏控制器与智能设备的通信，将游戏控制器作为输入设备，将操作信号提供给智能设备。输入模块用于将人体工学操作转换成具体的操作信号，优选的，输入模块由按键、摇杆、陀螺仪、触摸板中的一项或多项组成，通常可包含电源按键、摇杆、SELECT\START、L1\R1L2\R2、A BX Y、L3\R3等中的一项或多项、电容触摸板。优选的，还包括存储器，控制器、电源与存储器连接，存储器用于存储控制器逻辑运行、通信处理所需要的程序或代码。应当理解的是，上述控制器、通信模块、存储器可集成于片上系统上，控制器通过通信模块与智能设备通信，处理来自智能设备的信号指令或将输入模块的输入信号通过通信模块发送给智能设备，按需要(如来自智能设备的振动指令、游戏控制器内置的振动指令)向振动模块发送振动指令或信号，使其产生对应的振动效果，控制存储器，根据需要从存储器中获取音频数据。如图6所示，A8107M0是集成了蓝牙模块、控制器、存储器的片上系统，与如图10所示的输入模块连接，具体的，A8107M0的37、38、48、36号引脚依次与输入模块的CHARG_IN、CHARG_DONE、AVDD_EN、VBAT_SENSE引脚连接。本实施例中，游戏控制器包括但不限于双手手柄、单手手柄、单边手柄、拉伸手柄、左右分离手柄等包括输入按键、摇杆、陀螺仪传感器中的一种或多种，游戏控制器用于通过人体工学作为智能终端的输入设备。

线性马达可以使用输入模拟信号(如耳机上接入的模拟信号)和波形(如方波、正弦波)振动，也可以采用专用振动驱动器振动。专用的振动驱动，一般支持模拟信号、数字信号(通过I2C\SPI\UART等方式连接)、PWM信号输入方式，优选的，振动模块还包括振动驱动器，控制器、电源与振动驱动器连接，振动驱动器与线性马达连接，振动驱动器将PWM信号、模拟信号、数字信号转换成线性马达的输入信号。本实施例中，振动模块可以由线性马达和振动驱动器组成，也可以只由线性马达组成，或由同时具有线性马达、振动驱动器功能的模块组成。振动模块接收模拟信号输入、数字信号输入、PWM信号输入中的一种或多种，当采用模拟信号输入时，也可以不需要振动驱动器，线性马达通常由脉冲信号或交流信号输入。如图7所示，振动驱动器采用DRV2605，振动驱动器通过电源供电，线性马达的启动和刹车都是由振动驱动器控制，控制器通过I2C总线与振动驱动器进行通信，具体的，振动驱动器的SCL、SDA、EN引脚依次与图6中控制器的28、29、48号引脚连接，控制器通过I2C进行调速与调压功能，或调度、发送驱动波形或振动信号。振动驱动器与线性马达连接，振动驱动器内置升压功能模块和电荷泵驱动功能，实现马达的调速与调压功能。控制器可以根据无线(如蓝牙)或图10中的输入模块接入指令，转化成对应的振动信号，通过振动驱动器生成对应的振动信号，如将振动波形数据存放于控制器的存储器中，当收到按键指令或与设备相连接的上位机发送的指令时，调用相应的振动波形数据给振动驱动器。

在一实施例中，如图2所示，优选的，还包括振动信号源，控制器与振动信号源连接，振动信号源与振动模块连接。控制器对振动信号源进行控制和信号控制。振动信号源是指为振动模块提供振动效果信号的数据源，可以是音频数据、振动效果指令、PWM信号。

当为音频数据时，音频数据须是模拟信号或转换成模拟信号，可以从音频文件转换成模拟信号(DAC)，如图3所示，优选的，振动信号源包括数字音频源，具体为音频文件或音频数据，音频文件或音频数据存储于存储器中，此处的存储器可以是片上系统中集成的存储器(如FLASH存储器)，也可以是单独的存储器，根据需要通过控制器指令调用指定的音频数据，转换成模拟信号，再传输给振动模块进行处理；优选的，还包括数字模拟转换器，控制器、振动模块与数字模拟转换器连接。具体工作原理为：智能设备发送振动指令，振动指令包含音频数据所需的索引或ID号等文件标识，如在游戏的某个场景中，游戏调用或触发振动指令；控制器通过通信模块收到振动指令后，从存储器中根据文件标识取出音频数据，通常此类数据为数字信号，如PCM、WAV格式；通过数字模拟转换器将单音频数据转换成模拟信号(音频信号)；将模拟信号输入到振动模块，由于线性马达可以采用模拟信号直接输入，故线性马达可以根据所输入的模拟信号产生对应的振动效果，也可以通过振动驱动器再输出给线性马达，经由振动驱动器处理后转换成更适合线性马达的信号。

当为音频数据时，音频数据须是模拟信号或转换成模拟信号，也可以是将具体的外部音频信号转换成模拟信号(如从蓝牙输入音频、从音频接口(如3.55mm口)输入音频)。如图4所示，优选的，振动信号源还包括音频输入单元，智能设备、控制器与音频输入单元连接；还包括音频编解码器，控制器、振动模块与音频编解码器连接。如图9所示，音频编解码器采用NAU8822AYG，音频编解码器与主控制器通过I2S、I2C连接，具体的，NAU8822AYG的BCLK、FS、DACIN、ADCOUT引脚与图8中A8107M0的23-20号引脚依次连接，NAU8822AYG的SPI_CLK、MOSI、SPI_CS、MODE引脚与图8中A8107M0的SPI_MISO、SPI_MOSI、SPI_CS、MODE引脚依次连接。主控制器对向音频编解码器发送控制指令，如EQ和滤波是通过I2C或SPI配置的(即图9中的15-18号引脚)，来自主控制器的音频信号(如来自蓝牙模块的音频信号)通过I2S(即图9中的7-10号引脚)向音频编解码器发送，通过音频编解码器进行模拟转数字或数字转换成模拟信号。音频编解码器通过23、25与振动驱动器连接，将音频信号输入到振动驱动器。若来自3.55MM音频接口输入的信号，可通过音频编解码器的3、6号引脚与音频输入源连接(模拟信号)。优选的，还包括数字信号处理器，数字信号处理器与音频编解码器连接；音频输入单元包括蓝牙音频接收器、3.55MM音频接口、USB数据接口、USB转3.55MM音频接口。具体工作原理为：当控制器与智能设备的音频通过蓝牙音频的方式连接时，智能设备输出音频，控制器的蓝牙音频接收器接收音频，蓝牙音频传输协议通常为Apt-X、SBC、AAC、LDAC，故在控制器端收到的是数字信号；当控制器与智能设备的音频通过有线的方式连接时，包括3.55MM音频接口、USB数据接口，通过3.55MM音频接口连接时，输出得到的是音频模拟信号，此时控制器上应有对应的输入接口(如可以用3.55MM音频接口)；当智能设备采用USB数据接口输入音频数据时，控制器作为音频输入设备，应包括对应的USB数据接口与智能设备连接，描述为音频输出设备(如USB声卡)，此时得到的是数字音频信号，也可以采用USB转3.55MM转接线转换成模拟信号。当智能设备播放音频时，音频传输到控制器，因涉及到模拟信号与数字信号之间的转换，以及音效的处理，因此采用音频编解码器(可以处理ADC、DAC及DSP)；若需要对音效进行处理，可以通过数字信号处理器进行滤波、音量控制、高通及陷波、限幅、混音、多段均衡、3D音强等处理；这样可以针对音效处理后做到振动的效果处理；音频编解码器将音频输出为模拟信号，交由振动模块进一步处理和产生振动信号。

当为振动效果指令时，通过数字接口输入(如I2C)，通过振动驱动器提供的数字接口输入波形信号或振动模块内置的效果库(如DRV2605提供了内置效果库)作为输入源。如图5所示，优选的，振动信号源还包括效果库，效果库内置于振动驱动器(如内置于振动驱动器或存储于振动驱动器内部的存储单元)或存储器(如片上系统自带的FLASH存储器)中。具体工作原理为：智能设备发送振动指令，此振动指令包含控制器能够识别的对应的效果库及参数(将效果组织产生的逻辑放在控制器上)或效果库对应的参数，此处的效果库对应的参数包括文件名、编号、索引号、存储位置等，或是此振动指令为具体的效果库及参数(由智能设备直接输出效果和参数)，如在游戏的某个场景中，游戏调用或触发振动指令。控制器将振动指令识别为具体的效果库对应的效果编码(或编号)和参数；当效果库置于振动驱动器中时，控制器将识别出的具体的效果库对应的效果编码和参数发送至振动驱动器进行处理，当效果库存储于存储器中时，控制器将效果波形内容发送至振动驱动器进行处理，振动驱动器生成线性马达所需要的振动信号。

在一实施例中，优选的，电源包括干电池、充电电池、与充电电池连接的充电电路；通信模块包括蓝牙模块、2.4G模块、有线模块、WIFI模块；还包括显示模块，控制器、电源与显示模块连接。优选的，显示模块由LED灯、LED显示屏或LCD显示屏组成，控制器控制显示模块的显示，显示模块用于显示电量、充电状态、通信状态中的一种或多种。如：电池低电量时显示低电量警告，显示当前剩余电量，显示当前的连接状态(已连接、未连接)等。应当理解的是，上述各模块可以由具有相同功能的多功能芯片替代。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims

1.基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：包括控制器、振动模块、输入模块、通信模块、电源，所述振动模块包括线性马达，所述电源与所述控制器、所述振动模块、所述通信模块连接，所述控制器与所述振动模块、所述输入模块、所述通信模块连接，所述通信模块与智能设备连接。

2.如权利要求1所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：所述振动模块还包括振动驱动器，所述控制器、所述电源与所述振动驱动器连接，所述振动驱动器与所述线性马达连接。

3.如权利要求2所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：还包括存储器，所述控制器、所述电源与所述存储器连接。

4.如权利要求2所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：还包括振动信号源，所述控制器与所述振动信号源连接，所述振动信号源与所述振动模块连接。

5.如权利要求4所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：所述振动信号源包括数字音频源，所述数字音频源存储于存储器中；还包括数字模拟转换器，所述控制器、所述振动模块与所述数字模拟转换器连接。

6.如权利要求4所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：所述振动信号源还包括音频输入单元，智能设备、所述控制器与所述音频输入单元连接；还包括音频编解码器，所述控制器、所述振动模块与所述音频编解码器连接。

7.如权利要求6所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器与所述音频编解码器连接；所述音频输入单元包括蓝牙音频接收器、3.55MM音频接口、USB数据接口、USB转3.55MM音频接口。

8.如权利要求4所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：所述振动信号源还包括效果库，所述效果库内置于所述振动驱动器或存储器中。

9.如权利要求1所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：所述输入模块包括按键、摇杆、陀螺仪、触摸板；所述电源包括干电池、充电电池、与所述充电电池连接的充电电路；所述通信模块包括蓝牙模块、2.4G模块、有线模块、WIFI模块；还包括显示模块，所述控制器、所述电源与所述显示模块连接。

10.如权利要求9所述的基于线性马达的游戏控制器，其特征在于：所述显示模块由LED灯、LED显示屏或LCD显示屏组成。