WO2023197794A1

WO2023197794A1 - 力反馈装置的校准方法、驱动方法、设备及存储介质

Info

Publication number: WO2023197794A1
Application number: PCT/CN2023/080545
Authority: WO
Inventors: 杨鑫峰; 刘兵; 宋洪磊
Original assignee: 歌尔股份有限公司
Priority date: 2022-04-11
Filing date: 2023-03-09
Publication date: 2023-10-19
Also published as: CN114669043A

Abstract

一种力反馈装置的校准方法、驱动方法、设备及存储介质，所述校准方法包括：在未对力反馈装置通电时，通过调整力动子的行程以及通过测量力反馈装置的对外输出力，测得力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系（S10）；在按照预设驱动方式对力反馈装置驱动时，通过调整动子的行程以及通过测量力反馈装置的对外输出力，测得在预设驱动方式下力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系（S20）；将第一对应关系与第二对应关系输出，以供力控制器根据动子的当前行程、目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式，并按照目标驱动方式驱动（S30）。该方法降低了力反馈装置实际对外输出力与预期输出力之间的差异，提高了力反馈效果。

Description

力反馈装置的校准方法、驱动方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及力反馈技术领域，尤其涉及一种力反馈装置的校准方法、驱动方法、设备及存储介质。

背景技术

力反馈装置能够提供与操作相匹配的力感反馈，给用户带来逼真的使用体验，随着元宇宙概念的兴起，游戏手柄、AR/VR等设备对力反馈的需求也越来越高。基于电磁直驱原理的力反馈装置通过定子端的通电线圈在磁场中受到的电磁力的作用，给动子以相等的反作用力，进而产生对外的输出力，形成力反馈效果；通过控制电流的大小和方向，可以精准地控制电磁力，进而实现不同的力反馈效果。但是在实际过程中，力反馈装置产生的对外输出力往往是反作用力与力反馈装置单体特性引起的对外输出力(例如弹簧力、静态磁场相互作用力等)的叠加，以电磁力作为对外输出力进行控制，将会导致力反馈装置实际对外输出力与预期输出力存在差异的问题，进而导致力反馈效果不佳。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种力反馈装置的校准方法、驱动方法、设备及存储介质，旨在通过将反映力反馈装置单体特性的数据作为控制对外输出力的依据，以降低力反馈装置实际对外输出力与预期输出力之间的差异，提高力反馈效果。

为实现上述目的，本发明提供一种力反馈装置的校准方法，所述力反馈装置为基于电磁直驱原理的力反馈装置，所述方法包括以下步骤：

在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系，其中，所述单体特性力为因所述力反馈装置的单体特性而引起的对外输出力；

在按照预设驱动方式对所述力反馈装置驱动时，通过所述测试工装调整所述动子的行程以及通过所述力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以结合所述第一对应关系测得在所述预设驱动方式下所述力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系；

将所述第一对应关系与所述第二对应关系输出，以供所述力反馈装置的控制器根据所述动子的当前行程、目标输出力、所述第一对应关系和所述第二对应关系确定目标驱动方式，并按照所述目标驱动方式驱动所述力反馈装置。

可选地，所述在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系的步骤包括：

在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装按照正向运动方向调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力的合力与行程之间的第三对应关系；

在未对所述力反馈装置通电时，通过所述测试工装按照反向运动方向调整所述动子的行程以及通过所述力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力的合力与行程之间的第四对应关系；

根据所述第三对应关系和所述第四对应关系计算得到所述力反馈装置的摩擦力与行程之间的第五对应关系以及所述力反馈装置的其他特性力与行程之间的第六对应关系，将所述第五对应关系和所述第六对应关系作为所述第一对应关系；

其中，所述摩擦力是所述单体特性力的一种，所述其它特性力是所述单体特性力中除所述摩擦力外的其他力。

可选地，所述将所述第一对应关系与所述第二对应关系输出的步骤包括：

获取所述力反馈装置的标识信息；

将所述第一对应关系和所述第二对应关系与所述标识信息绑定后上传预设服务器，以供所述力反馈装置的控制器按照所述标识信息从所述预设服务器获取所述第一对应关系和所述第二对应关系。

为实现上述目的，本发明还提供一种力反馈装置的驱动方法，所述力反馈装置为基于电磁直驱原理的力反馈装置，所述方法包括以下步骤：

获取所述力反馈装置中动子的当前行程和所述当前行程对应的目标输出力；

根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式，其中，所述第一对应关系为所述力反馈装置的单体特性力与所述动子的行程之间的对应关系，所述第二对应关系为在预设驱动方式下所述力反馈装置的电磁力与所述动子的行程之间的对应关系，所述单体特性力为因所述力反馈装置的单体特性而引起的对外输出力；

按照所述目标驱动方式驱动所述力反馈装置。

可选地，所述根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式的步骤包括：

根据所述第一对应关系确定所述当前行程对应的当前单体特性力；

根据所述目标输出力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的目标电磁力；

根据所述第二对应关系确定在所述预设驱动方式下所述当前行程对应的第一预估电磁力；

根据所述目标电磁力和所述第一预估电磁力确定目标驱动方式。

可选地，所述根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式的步骤之后，还包括：

根据所述第一预估电磁力和所述目标驱动方式确定在所述目标驱动方式及所述当前行程下所述力反馈装置的第二预估电磁力；

根据所述第二预估电磁力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的预估输出力；

生成表征所述预估输出力和所说当前行程之间对应关系的关系数据，并输出所述关系数据。

可选地，所述根据所述第一对应关系确定所述当前行程对应的当前单体特性力的步骤包括：

根据所述第一对应关系中的第五对应关系确定所述当前行程对应的当前摩擦力；

根据所述第一对应关系中的第六对应关系确定所述当前行程对应的当前其他特性力；

其中，所述第五对应关系为所述力反馈装置的摩擦力与所述动子的行程之间的对应关系，所述第六对应关系为所述力反馈装置的其他特性力与所述动子的行程之间的对应关系，所述摩擦力是所述单体特性力的一种，所述其它特性力是所述单体特性力中除所述摩擦力外的其他力；

所述根据所述目标输出力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的目标电磁力的步骤包括：

当所述动子当前的运动方向是正向运动方向时，将所述目标输出力减去所述当前其他特性力与所述当前摩擦力之和，得到所述力反馈装置的目标电磁力；

当所述动子当前的运动方向是反向运动方向时，将所述目标输出力减去所述当前其他特性力与所述当前摩擦力之差，得到所述力反馈装置的目标电磁力。

可选地，所述预设驱动方式为输出预设占空比的正向电压，所述根据所述目标电磁力和所述第一预估电磁力确定目标驱动方式的步骤包括：

计算所述目标电磁力与所述第一预估电磁力的比值，根据所述比值和所述预设占空比确定目标占空比；

当所述目标占空比大于或等于零时，将输出所述目标占空比的正向电压作为目标驱动方式；

当所述目标占空比小于零时，将输出占空比为所述目标占空比绝对值的反向电压作为目标驱动方式。

可选地，所述获取所述力反馈装置中动子的当前行程和所述当前行程对应的目标输出力的步骤之前，还包括：

获取所述力反馈装置的标识信息；

从预设服务器下载与所述标识信息对应的所述第一对应关系和所述第二对应关系。

为实现上述目的，本发明还提供一种力反馈装置的校准设备，所述力反馈装置的校准设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的力反馈装置的校准程序，所述力反馈装置的校准程序被所述处理器执行时实现如上所述的力反馈装置的校准方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种力反馈装置的驱动设备，所述力反馈装置的驱动设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的力反馈装置的驱动程序，所述力反馈装置的驱动程序被所述处理器执行时实现如上所述的力反馈装置的驱动方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有力反馈装置的校准程序，所述力反馈装置的校准程序被处理器执行时实现如上所述的力反馈装置的校准方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有力反馈装置的驱动程序，所述力反馈装置的驱动程序被处理器执行时实现如上所述的力反馈装置的驱动方法的步骤。

本发明中，通过在未对力反馈装置通电时，通过测试工装调整力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系；在按照预设驱动方式对力反馈装置驱动时，通过测试工装调整动子的行程以及通过力传感器测量力反馈装置的对外输出力，以结合第一对应关系测得在预设驱动方式下力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系；将第一对应关系与第二对应关系输出，以供力反馈装置的控制器根据动子的当前行程、目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式，并按照目标驱动方式驱动力反馈装置。本发明通过对力反馈装置单体进行校准，得到能够反映该力反馈装置单体特性的第一对应关系和第二对应关系，以作为控制器驱动力反馈装置以控制对外输出力的依据，降低了力反馈装置实际对外输出力与预期输出力之间的差异，提高了力反馈效果。

附图说明

图1为本发明力反馈装置的校准方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例涉及的一种力反馈装置的校准流程示意图；

图3为本发明实施例涉及的一种力反馈装置的驱动流程示意图；

图4为本发明实施例涉及的一种力反馈装置的校准与驱动系统架构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明力反馈装置的校准方法第一实施例的流程示意图。

本发明实施例提供了力反馈装置的校准方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。在本实施例中，所述力反馈装置的校准方法可以应用于电脑、智能手机、服务器等设备，在此并不做限制。以下为便于描述，以校准设备为执行主体进行具体实施方式的阐述。在本实施例中，所述力反馈装置的校准方法包括：

步骤S10，在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系，其中，所述单体特性力为因所述力反馈装置的单体特性而引起的对外输出力；

在本实施例中，为解决力反馈装置实际对外输出力与预期输出力存在差异的问题，提出通过对力反馈装置单体进行校准，得到能够反映该力反馈装置单体特性的数据，以作为控制对外输出力的依据，进而降低力反馈装置实际对外输出力与预期输出力之间的差异，提高力反馈效果。

具体地，采用电磁直驱原理的力反馈装置包括动子和定子两部分。其工作原理是定子端的通电线圈在磁场中会受到电磁力的作用，进而给动子以相等的反作用力。动子是可以在一定范围内来回运动(或称为移动)的，在运动过程中，动子会受到除反作用力以外的一些力，且由于生产加工力反馈装置的工艺和不稳定性因素，会导致不同的力反馈装置单体在相同情况下动子受到的这些力的大小也是不同的，这些力与反作用力叠加的合力就是力反馈装置对外的输出力，以下将这些力称为因力反馈装置的单体特性引起的对外的输出力，进一步地简称为单体特性力。单体特性力可能有很多种，例如摩擦力、弹簧力、静态磁场相互作用力(静磁力)。在一实施方式中，动子和定子中至少有一个包含永磁体，至少有一个包含线圈，线圈所在端搭配导磁材料来增强通电后的电磁力；由于线圈需要连接电源通电工作，因此将磁钢和线圈设计在定子端；动子和定子之间通过必要的连接元件进行连接，该连接元件可以是弹簧。

在本实施例中，采用校准设备对力反馈装置进行校准。在具体实施方式中，采用校准设备对力反馈装置进行校准的操作可以在生产线上完成，也可以在其它场景下完成，在此并不做限制。

在确定力反馈装置未被通电的情况下，校准设备通过测试工装调整力反馈装置中动子的行程，并在这个过程中通过力传感器测量力反馈装置的对外输出力。

其中，以下将对力反馈装置进行通电或不通电的操作称为驱动操作，输出不同的电压或电流给力反馈装置属于不同的驱动方式。在校准过程中，对力反馈装置的驱动操作可以由与力反馈装置配套的控制器来执行，也可以由生产线上配备的控制器来执行，在本实施例中并不做限制。校准设备确定力反馈装置以何种驱动方式驱动的方法有很多种，例如由测试人员在校准设备中设置，或由力反馈装置的控制器上报等，在本实施例中并不做限制；例如，在一实施方式中，校准设备可以与力反馈装置的控制器进行连接，向控制器发送指示，以使得控制器对力反馈装置不通电。在一实施方式中，控制器对力反馈装置不通电可以通过向力反馈装置输出占空比为0的电压来实现。

以下采用行程来表示动子在运动过程中所处的位置，具体是采用距离还是百分比来表示以及位置基准的选取在本实施例中并不做限制。例如，在一实施方式中，可以是以动子可运动范围的一端为起点另一端为终端，将动子从起点运动到当前位置所经过的距离占起点到终端全程的占比称为行程。

测试工装可以是能够调整动子行程的装置，在具体实施方式中，通过测试工装对动子的按压程度的控制，可以改变动子的行程。力传感器可以用于模拟用户感受力反馈装置对外的作用力(以下称为对外输出力)，在测试工装调整行程的过程中，力传感器也测得不同行程时力反馈装置的对外输出力，校准设备从测试工装获取行程以及从力传感器获取对外输出力，进而可以得到对外输出力与行程之间的对应关系。在一实施方式中，校准设备可以向测试工装发送指示，以使得测试工装调整动子行程并通过力传感器获取不同行程对应的对外输出力。

需要说明的是，运动过程中动子将会处于不同的位置，在不同位置处，单体特性力是不同的。上述行程调节过程是在力反馈装置未被通电的情况下进行的，力反馈装置没有产生电磁力，动子也没有受到反作用力，所以测得的对外输出力可以认为是力反馈装置的单体特性力。

在具体实施方式中，可以将多种单体特性力作为一个整体考虑，也可以单独考虑；在整体考虑时，校准设备可以根据测得的对外输出力与行程之间的对应关系，得到单体特性力的合力与行程之间的对应关系，将该对应关系称为第一对应关系；在单独考虑时，校准设备可以根据测得的对外输出力与行程之间的对应关系，计算不同单体特性力与行程之间的对应关系，将各对应关系称为第一对应关系。

由于动子的运动方向不同时其受到的摩擦力方向也是不同的，所以摩擦力作为一种单体特性力对力反馈装置的对外输出力可能是贡献作用或削减作用；也即，当摩擦力方向与反作用力方向相同时，摩擦力对对外输出力是贡献作用，对外输出力为摩擦力、反作用力(以下在不考虑方向仅考虑大小时也称为电磁力)和其他单体特性力(以下称为其他特性力)的大小之和；而当摩擦力方向与反作用力方向相反时，摩擦力对对外输出力是削减作用，对外输出力为反作用力和其他单体特性力的大小之和减去摩擦力的大小。基于上述原理，在动子的运动方向不同时，在相同的行程下，单体特性力的合力是不同的。其中，其他特性力是除摩擦力外的其它单体特性力。需要说明的是，在同一行程下运动方向不同时电磁力的大小和方向都是相同的，其他特性力也是同样的。

在一实施方式中，若力反馈装置的动子在运动过程中受到的摩擦力是可以忽略不计的，则可以将单体特性力作为一个整体考虑，在通过测试工装调整动子的行程时，可以按照一个运动方向进行调整，测得动子在以该运动方向运动时，单体特性力的合力与行程之间的对应关系，将该对应关系作为第一对应关系。在另一实施方式中，也可以将摩擦力考虑在内，通过测试工装按照一个运动方向调整动子的行程，测得动子在以该运动方向运动时单体特性力的合力与行程之间的对应关系，以及再通过测试工装按照另一个运动方向调整动子的行程，测得动子在以该另一运动方向运动时单体特性力的合力与行程之间的对应关系，将该两个对应关系作为第一对应关系。在另一实施方式中，在将摩擦力考虑在内时，也可以将单体特性力单独考虑，也即，测得摩擦力(这里指摩擦力的大小)与行程之间的对应关系，以及其他特性力与行程之间的对应关系，将该两个对应关系作为第一对应关系。

步骤S20，在按照预设驱动方式对所述力反馈装置驱动时，通过所述测试工装调整所述动子的行程以及通过所述力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以结合所述第一对应关系测得在所述预设驱动方式下所述力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系；

按照不同的驱动方式驱动力反馈装置时，力反馈装置产生的电磁力的大小是不同的，从而动子受到的反作用力也是不同的，进而力反馈装置的对外输出力也是不同的。在对力反馈装置进行通电的情况下，动子在不同位置处，力反馈装置产生的电磁力的大小也是不同的，从而动子受到的反作用力也是不同的，进而力反馈装置的对外输出力也是不同的。

校准设备可以在确定力反馈装置被按照预设驱动方式进行驱动时，通过测试工装调整动子的行程，并在这个过程中通过力传感器测量力反馈装置的对外输出力，进而可以得到对外输出力与行程之间的对应关系。

其中，预设驱动方式可以是预先定义的一种或多种驱动方式，在本实施例中并不做限制，例如，预设驱动方式可以是输出100％占空比的正向电压。在一实施方式中，校准设备可以与力反馈装置的控制器进行连接，向控制器发送指示，以使得控制器对力反馈装置按照预设驱动方式进行驱动。

需要说明的是，上述行程调节过程是在力反馈装置被按照预设驱动方式进行驱动的情况下进行的，力反馈装置产生与该预设驱动方式相应的电磁力，动子受到相应的反作用力，所以测得的对外输出力可以认为是力反馈装置的单体特性力与在该预设驱动方式下产生的电磁力大小之和。因此基于已经获得的单体特性力与行程之间的第一对应关系，可以通过将在按照预设驱动方式进行驱动下测得的力反馈装置的对外输出力排除掉同一行程时的单体特性力，得到在预设驱动方式下力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系。需要说明的是，当预设驱动方式有多种时，校准设备分别测得每一种预设驱动方式下力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系。

在具体实施方式中，在测得第一对应关系时对单体特性力的考虑方式不同，相应地，在按照预设驱动方式进行驱动下测得的力反馈装置的对外输出力排除掉同一行程下的单体特性力时所采取的排除方式也不同。

在一实施方式中，当将单体特性力作为整体考虑，且对摩擦力忽略不计时，校准设备将按照一个运动方向进行动子行程调整而测得的单体特性力的合力与行程之间的对应关系作为第一对应关系，相应地，校准设备也可以在按照预设驱动方式对力反馈装置进行驱动时，通过测试工装按照该运动方向进行动子行程调整，测得动子在以该运动方向运动时，对外输出力与行程之间的对应关系，将各行程下的对外输出力减去第一对应关系中同一行程对应的单体特性力的合力，即可得到电磁力与行程之间的对应关系，将该对应关系作为第二对应关系。在另一实施方式中，当将单体特性力作为整体考虑，且也将摩擦力考虑在内时，可以按照上述方式在两种运动方向下，分别测得一组电磁力与行程之间的对应关系，再将两组对应关系中同一行程对应的电磁力求平均，即可得到一组电磁力与行程之间的对应关系，将该对应关系作为第二对应关系。在另一实施方式中，当将摩擦力考虑在内，将单体特性力单独考虑时，校准设备测得了摩擦力与行程之间的对应关系，以及其他特性力与行程之间的对应关系，校准设备可以在测得在按照预设驱动方式驱动时一种运动方向下对外输出力与行程之间的对应关系后，按照该运动方向下摩擦力和其他特性力与电磁力之间的叠加方式，将各个对外输出力排除掉同一行程下的摩擦力和其他特性力后得到电磁力，进而得到一组电磁力与行程之间的对应关系，将该对应关系作为第二对应关系。

步骤S30，将所述第一对应关系与所述第二对应关系输出，以供所述力反馈装置的控制器根据所述动子的当前行程、目标输出力、所述第一对应关系和所述第二对应关系确定目标驱动方式，并按照所述目标驱动方式驱动所述力反馈装置。

校准设备在测得第一对应关系和第二对应关系后，可以将第一对应关系和第二对应关系输出。输出的目的是使得力反馈装置的控制器可以获得该第一对应关系和第二对应关系，进而可以根据该第一对应关系和第二对应关系确定对力反馈装置的驱动方式，具体输出方式在本实施例中并不做限制。例如，在一实施方式中，校准设备可以将第一对应关系和第二对应关系输出到存储设备，控制器在需要时从存储设备中获取。

控制器在获取到力反馈装置的第一对应关系和第二对应关系后，可以将第一对应关系和第二对应关系进行保存，在需要对力反馈装置进行驱动时，再获取第一对应关系和第二对应关系使用。

控制器可以根据动子的当前行程、目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定驱动方式(以下称为目标驱动方式)，该目标驱动方式是与目标输出力对应的驱动方式，也即，通过该目标驱动方式驱动力反馈装置的目的是使得力反馈装置的实际对外输出力达到该目标输出力的水平。其中，在具体实施方式中，控制器可以通过霍尔元件或其他位置传感器来检测动子当前的行程。目标输出力是当前行程下所需生产的对外输出力，在具体实施方式中，控制器可以获取不同行程与所需的对外输出力之间的对应关系，根据该对应关系确定当前行程对应的目标输出力；其中，不同行程与所需的对外输出力之间的对应关系可以由控制器从外部获取，例如从上层应用获取，该对应关系可以根据力反馈装置在当前所处应用场景的力反馈效果需求而确定，在本实施例中对该确定方法并不做限制。

在一实施方式中，控制器可以根据当前行程、目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标电磁力，再根据目标电磁力确定目标驱动方式。其中，目标电磁力即为达到该目标输出力所需产生的电磁力的大小。进一步地，在一实施方式中，控制器可以根据第一对应关系确定在当前行程下的单体特性力，进而从目标输出力中排除掉单体特性力，以得到目标电磁力。进一步地，在一实施方式中，控制器可以第二对应关系确定在预设驱动方式下当前行程对应的预估电磁力，根据该预估电磁力和目标电磁力确定目标驱动方式。

进一步地，在一实施方式中，所述步骤S30包括：

步骤S301，获取所述力反馈装置的标识信息；

步骤S302，将所述第一对应关系和所述第二对应关系与所述标识信息绑定后上传预设服务器，以供所述力反馈装置的控制器按照所述标识信息从所述预设服务器获取所述第一对应关系和所述第二对应关系。

在实际应用场景中，力反馈装置与控制器可能是独立设置的，用户在购买力反馈装置和控制器后，将两个装置配对使用，此时，配对使用的控制器需要采用与该力反馈装置对应的第一对应关系和第二对应关系来确定驱动方式，进而根据驱动方式进行驱动。在本实施方式中，为使得在使用阶段控制器能够获取到临时配对的力反馈装置的第一对应关系和第二对应关系，校准设备可以获取力反馈装置的标识信息，将该力反馈装置的第一对应关系和第二对应关系与该标识信息绑定后上传到预设服务器，以使得该力反馈装置的控制器可以按照该标识信息到预设服务器中获取该力反馈装置的第一对应关系和第二对应关系。在具体实施方式中，校准设备可以通过人工录入或扫码枪扫描等方式获取力反馈装置的标识信息，标识信息可以采用图形码、条形码等方式作为载体，标识信息可以是能够唯一标识力反馈装置的信息。

在本实施例中，通过在未对力反馈装置通电时，通过测试工装调整力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系；在按照预设驱动方式对力反馈装置驱动时，通过测试工装调整动子的行程以及通过力传感器测量力反馈装置的对外输出力，以结合第一对应关系测得在预设驱动方式下力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系；将第一对应关系与第二对应关系输出，以供力反馈装置的控制器根据动子的当前行程、目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式，并按照目标驱动方式驱动力反馈装置。通过对力反馈装置单体进行校准，得到能够反映该力反馈装置单体特性的第一对应关系和第二对应关系，以作为控制器驱动力反馈装置以控制对外输出力的依据，降低了力反馈装置实际对外输出力与预期输出力之间的差异，提高了力反馈效果。

进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明力反馈装置的校准方法第二实施例，在本实施例中，所述步骤S10包括：

步骤S101，在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装按照正向运动方向调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力的合力与行程之间的第三对应关系；

在本实施例中，可以将单体特性力单独考虑，并将摩擦力考虑在内。具体地，校准设备可以在确定对力反馈装置未被通电的情况下，通过测试工装按照正向运动方向调整动子的行程，并在这个过程中通过力传感器测量力反馈装置的对外输出力。其中，正向运动方向和反向运动方向是两个相反的方向，在本实施例中，可以将动子来回运动的其中一个方向作为正向，另一个方向作为反向，具体并不做限制。以正向运动方向调整动子的行程是指使得动子按照该正向运动方向来运动。在一实施方式中，校准设备可以向测试工装发送指示，以使得测试工装根据指示按照正向运动方向调整动子行程并通过力传感器获取不同行程对应的对外输出力。

校准装置将获得的动子以正向运动方向运动时对外输出力与行程之间的对应关系，作为动子以正向运动方向运动时单体特性力的合力与行程之间的对应关系(以下称为第三对应关系以示区别)。

步骤S102，在未对所述力反馈装置通电时，通过所述测试工装按照反向运动方向调整所述动子的行程以及通过所述力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力的合力与行程之间的第四对应关系；

校准设备可以在确定对力反馈装置未被通电的情况下，通过测试工装按照反向运动方向调整动子的行程，并在这个过程中通过力传感器测量力反馈装置的对外输出力。在一实施方式中，校准设备可以向测试工装发送指示，以使得测试工装根据指示按照反向运动方向调整动子行程并通过力传感器获取不同行程对应的对外输出力。

校准装置将获得的动子以反向运动方向运动时对外输出力与行程之间的对应关系，作为动子以反向运动方向运动时单体特性力的合力与行程之间的对应关系(以下称为第四对应关系以示区别)。

步骤S103，根据所述第三对应关系和所述第四对应关系计算得到所述力反馈装置的摩擦力与行程之间的第五对应关系以及所述力反馈装置的其他特性力与行程之间的第六对应关系，将所述第五对应关系和所述第六对应关系作为所述第一对应关系；其中，所述摩擦力是所述单体特性力的一种，所述其它特性力是所述单体特性力中除所述摩擦力外的其他力。

校准设备在得到第三对应关系和第四对应关系后，可以根据第三对应关系和第四对应关系计算得到力反馈装置的摩擦力与行程之间的对应关系(以下称为第五对应关系)，以及其他特性力与行程之间的对应关系以下称为第六对应关系)。其中，力反馈装置的摩擦力即动子所受到的摩擦力，第五对应关系中只考虑摩擦力的大小与行程之间的对应关系，不考虑其方向。可以理解的是，在同一行程力反馈装置的摩擦力的大小是相同的，方向是相反的。需要说明的是，第三对应关系和第四对应关系中同一行程对应的单体特性力的合力中其他特性力的部分是大小和方向都相同的，而摩擦力的部分则是大小相同方向相反的，因此可以通过将第三对应关系和第四对应关系中同一行程对应的单体特性力的合力相加的方式获得其他特性力与行程之间的对应关系，可以通过将第三对应关系和第四对应关系中同一行程对应的单体特性力的合力相减的方式获得摩擦力与行程之间的对应关系。

在一实施方式中，当将动子运动时摩擦力方向与反作用力方向相同的方向作为正向运动方向时，可以将第三对应关系和第四对应关系中同一行程对应的单体特性力的合力相加再除以二，得到其他特性力与行程之间的对应关系，可以将第三对应关系中的单体特性力的合力减去第四对应关系中同一行程对应的单体特性力的合力再除以二，得到摩擦力与行程之间的对应关系。

进一步地，基于上述第一和/或第二实施例，提出本发明力反馈装置的驱动方法第三实施例。在本实施例中，所述力反馈装置的驱动方法可以应用于所述力反馈装置的控制器，控制器和力反馈装置可以部署于需要实现力反馈功能的设备中，例如部署于VR/AR设备的游戏手柄中，具体在本实施例中并不做限制。以下为便于描述，以控制器为执行主体进行具体实施方式的阐述。所述力反馈装置的驱动方法包括：

步骤A10，获取所述力反馈装置中动子的当前行程和所述当前行程对应的目标输出力；

步骤A20，根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式，其中，所述第一对应关系为所述力反馈装置的单体特性力与所述动子的行程之间的对应关系，所述第二对应关系为在预设驱动方式下所述力反馈装置的电磁力与所述动子的行程之间的对应关系，所述单体特性力为因所述力反馈装置的单体特性而引起的对外输出力；

步骤A30，按照所述目标驱动方式驱动所述力反馈装置。

本实施例中，步骤A10～A30的具体实施方式，可以参照上述第一实施例中步骤S10～S30的具体实施方式中，在此不再赘述。在具体实施方式中，控制器中可以预置力反馈装置的第一对应关系和第二对应关系，也可以由控制器从服务器或其他存储设备中获取力反馈装置的第一对应关系和第二对应关系。力反馈装置的第一对应关系和第二对应关系的获取方式可以参照上述第一或第二实施例，也可以由测试人员根据测试工装和力传感器测得的数据确定，在此并不做限制。

进一步地，在一实施方式中，所述步骤A10之前，还包括：

步骤A40，获取所述力反馈装置的标识信息；

步骤A50，从预设服务器下载与所述标识信息对应的所述第一对应关系和所述第二对应关系。

步骤A40和A50的具体实施方式可以参照上述第一实施例中步骤S301和S302的具体实施方式中，在此不再赘述。

在本实施例中，获取力反馈装置中动子的当前行程和当前行程对应的目标输出力；根据当前行程、目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式，其中，第一对应关系为力反馈装置的单体特性力与动子的行程之间的对应关系，第二对应关系为在预设驱动方式下力反馈装置的电磁力与动子的行程之间的对应关系，单体特性力为因力反馈装置的单体特性而引起的对外输出力；按照目标驱动方式驱动所述力反馈装置。通过利用反映该力反馈装置单体特性的第一对应关系和第二对应关系作为控制器驱动力反馈装置以控制对外输出力的依据，降低了力反馈装置实际对外输出力与预期输出力之间的差异，提高了力反馈效果。

进一步地，基于上述第三实施例，提出本发明力反馈装置的驱动方法第四实施例，在本实施例中，所述步骤A20包括：

步骤A201，根据所述第一对应关系确定所述当前行程对应的当前单体特性力；

在本实施例中，控制器可以根据第一对应关系确定当前行程对应的单体特性力(以下称为当前单体特性力)，也即，当前单体特性力表征了在当前行程下力反馈装置的单体特性力。在具体实施方式中，当第一对应关系是单体特性力的合力与行程的对应关系时，当前单体特性力是指当前的单体特性力的合力，当第一对应关系包括各种单体特性力分别与行程的对应关系时，当前单体特性力包括当前的各种单体特性力，例如当前的摩擦力和其他特性力。

步骤A202，根据所述目标输出力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的目标电磁力；

控制器根据目标输出力和当前单体特性力可以确定力反馈装置的目标电磁力。具体地，控制器可以将目标输出力排除掉当前单体特性力，进而得到目标电磁力。

其中，在具体实施方式中，根据对单体特性力的考虑方式不同，从目标输出力中排除当前单体特性力的方式也不同。例如，在一实施方式中，当将单体特性力作为整体考虑，且忽略摩擦力时，第一对应关系是单体特性力的合力与行程的对应关系，控制器根据第一对应关系得到的当前单体特性力是单体特性力的合力，控制器可以将目标输出力减去当前单体特性力得到的结果作为目标电磁力。在另一实施方式中，当将单体特性力作为整体考虑，但也将摩擦力考虑在内时，第一对应关系包括在两种运动方向下单体特性力的合力与行程的对应关系，控制器根据第一对应关系得到的当前单体特性力是当前动子的运动方向所对应的单体特性力的合力，控制器将目标输出力减去当前单体特性力得到的结果作为目标电磁力。在另一实施方式中，当将单体特性力单独考虑时，第一对应关系包括摩擦力与行程的对应关系以及其他特性力与行程的对应关系，控制器根据第一对应关系得到的当前单体特性力包括当前摩擦力和当前其他特性力，控制器按照动子当前运动方向下摩擦力、其他特性力和反作用力的叠加方式，从目标输出力中排除当前摩擦力和当前其他特性力得到目标电磁力。

步骤A203，根据所述第二对应关系确定在所述预设驱动方式下所述当前行程对应的第一预估电磁力；

控制器可以根据第二对应关系确定当前行程对应的电磁力(以下称为第一预估电磁力)，第一预估电磁力表征在当前行程下按照预设驱动方式进行驱动时力反馈装置所预计能够产生的电磁力。

步骤A204，根据所述目标电磁力和所述第一预估电磁力确定目标驱动方式。

控制器可以根据目标电磁力和第一预估电磁力确定目标驱动方式。在本实施例中，根据选取的预设驱动方式不同，根据目标电磁力和第一预估电磁力确定目标驱动方式的方法也不同。可以理解的是，在预设驱动方式下力反馈装置预计能够产出第一预估电磁力，根据不同驱动方式下力反馈装置所能够产生的电磁力之间的关系，可以确定一个目标驱动方式，使得按照目标驱动方式进行驱动力反馈装置时，力反馈装置的实际电磁力能够达到与目标电磁力相当的水平。

在一实施方式中，预设驱动方式可以有多种，例如，可以是输出不同占空比的电压的驱动方式，控制器根据不同预设驱动方式对应的第二对应关系，可以得到不同预设驱动方式下的第一预估电磁力，将目标电磁力与各个第一预估电磁力进行比较，可以选取一个与目标电磁力相同或者误差小于一定范围的第一预估电磁力，将该第一预估电磁力对应的预设驱动方式作为目标驱动方式。

进一步地，在一实施方式中，所述步骤A20之后，还包括：

步骤A60，根据所述第一预估电磁力和所述目标驱动方式确定在所述目标驱动方式及所述当前行程下所述力反馈装置的第二预估电磁力；

在本实施方式中，控制器可以根据第一预估电磁力和目标驱动方式确定在目标驱动方式及当前行程下力反馈装置预计能产生的电磁力(以下称为第二预估电磁力)。

可以理解的是，在预设驱动方式下力反馈装置预计能够产出第一预估电磁力，根据不同驱动方式下力反馈装置所能够产生的电磁力之间的关系，可以预计按照目标驱动方式进行驱动力反馈装置时，力反馈装置所能够产生的电磁力。在一实施方式中，当预设驱动方式有多种，控制器选取了与目标电磁力相同或者误差小于一定范围的第一预估电磁力，将该第一预估电磁力对应的预设驱动方式作为目标驱动方式时，可以将该第一预估电磁力作为第二预估电磁力。

步骤A70，根据所述第二预估电磁力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的预估输出力；

控制器可以根据第二预估电磁力和当前单体特性力确定力反馈装置的预估输出力。具体地，控制器可以将第二预估电磁力叠加上当前单体特性力，进而得到预估输出力。其中，叠加方式与对单体特性力的考虑方式、动子运动方向相关，具体可以参照上述将目标输出力排除掉当前单体特性力的逆过程。

步骤A80，生成表征所述预估输出力和所说当前行程之间对应关系的关系数据，并输出所述关系数据。

控制器在得到预估输出力后，可以生成表征预估输出力与当前行程之间的对应关系的关系数据，并将关系数据进行输出。其中，动子的行程在不断的变化，关系数据包括标注不同行程所对应的预估输出力的数据，具体可以是表格形式或曲线图形式等，在本实施例中并不做限制。在具体实施方式中，将关系数据进行输出可以是输出到与控制器连接的显示设备进行显示，也可以是输出到与控制器连接的存储设备进行存储，以便于后续技术人员或用户对关系数据进行分析。

进一步地，在一实施方式中，所述步骤A201包括：

步骤A2011，根据所述第一对应关系中的第五对应关系确定所述当前行程对应的当前摩擦力；

步骤A2012，根据所述第一对应关系中的第六对应关系确定所述当前行程对应的当前其他特性力；其中，所述第五对应关系为所述力反馈装置的摩擦力与所述动子的行程之间的对应关系，所述第六对应关系为所述力反馈装置的其他特性力与所述动子的行程之间的对应关系，所述摩擦力是所述单体特性力的一种，所述其它特性力是所述单体特性力中除所述摩擦力外的其他力；

在本实施例中，第一对应关系可以包括第五对应关系和第六对应关系，也即包括摩擦力与行程之间的对应关系和其他特性力与行程之间的对应关系。控制器可以根据第五对应关系确定当前行程对应的当前摩擦力，以及根据第六对应关系确定当前行程对应的当前其他特性力。

所述步骤A202包括：

步骤A2021，当所述动子当前的运动方向是正向运动方向时，将所述目标输出力减去所述当前其他特性力与所述当前摩擦力之和，得到所述力反馈装置的目标电磁力；

在本实施方式中，可以将动子运动时摩擦力方向与反作用力方向相同的方向作为正向运动方向。控制器可以确定动子当前的运动方向，当当前的运动方向为正向运动方向时，控制器可以计算当前其他特性力与当前摩擦力之和得到当前单体特性力的合力，再采用目标输出力减去该当前单体特性力的合力，得到目标电磁力。其中，在具体实施方式中，控制器可以根据当前行程和上一时刻的行程确定动子的方向。

步骤A2022，当所述动子当前的运动方向是反向运动方向时，将所述目标输出力减去所述当前其他特性力与所述当前摩擦力之差，得到所述力反馈装置的目标电磁力。

当当前的运动方向为正向运动方向时，控制器可以计算当前其他特性力与当前摩擦力之差得到当前单体特性力的合力，再采用目标输出力减去该当前单体特性力的合力，得到目标电磁力。

进一步地，在一实施方式中，当当前的运动方向为静止时，也即当前行程与上一时刻的行程相同时，控制器可以将上一时刻的驱动方式作为目标驱动方式。

进一步地，在一实施方式中，所述预设驱动方式为输出预设占空比的正向电压，所述步骤A204包括：

步骤A2041，计算所述目标电磁力与所述第一预估电磁力的比值，根据所述比值和所述预设占空比确定目标占空比；

在本实施方式中，预设驱动方式可以只有一种，具体为输出预设占空比的正向电压。控制器在得到目标电磁力和第一预估电磁力后，可以计算目标电磁力与第一预估电磁力的比值，再根据该比值和预设占空比确定目标占空比。其中，所述目标占空比表征所述目标电磁力占在所述当前行程下按输出100％占空比的正向电压驱动时所述力反馈装置可输出电磁力的占比。

在一实施方式中，控制器可以将该比值乘以预设占空比再除以100％得到目标占空比。可以理解的是，当预设占空比为100％时，控制器可以直接根据比值得到目标占空比。进一步地，在一实施方式中，当目标输出力使得计算得到的占空比超出驱动电压的占空比范围(-100％-100％)时，可以将占空比控制在该范围内，具体地，控制器可以将该比值乘以预设占空比再除以100％得到一个百分比，若该百分比大于100％，则将100％作为目标占空比，若该百分比小于-100％，则将-100％作为目标占空比，若该百分比不大于100％或不小于-100％，则将该百分比作为目标占空比。

进一步地，在一实施方式中，当当前运动方向为正向运动方向时，可以将上一时刻确定的目标占空比作为当前时刻的目标占空比。

步骤A2042，当所述目标占空比大于或等于零时，将输出所述目标占空比的正向电压作为目标驱动方式；

步骤A2043，当所述目标占空比小于零时，将输出占空比为所述目标占空比绝对值的反向电压作为目标驱动方式。

当目标占空比大于或等于零时，控制器可以将输出目标占空比的正向电压作为目标驱动方式。当目标占空比小于零时，控制器可以将输出目标占空比的反向电压作为目标驱动方式。

可以理解的是，当预设驱动方式为输出预设占空比的反向电压时，目标驱动方式的确定方式与预设驱动方式为输出预设占空比的正向电压时正好相反，在此不做赘述。

进一步地，在一实施方式中，当预设驱动方式为输出预设占空比的正向电压时，计算第二预估电磁力具体可以是将第一预估电磁力乘以目标占空比得到第二预估电磁力。进一步地，在一实施方式中，当当前运动方向为正向运动方向时，可以将上一时刻确定的预估输出力作为当前时刻的预估输出力。

进一步地，在一实施方式中，以一个具体的力反馈装置校准与驱动过程为例进行说明，一种力反馈装置的校准流程如图2所示，控制流程如图3所示，系统框图如图4所示。

如图2所示，本实施方式中，一种力反馈装置的校准方法的具体说明如下：

1)获取第一电磁力Fe1与第一合力Fa1。先通过测试力反馈装置的动子在以正向运动方向运动过程中，力反馈装置在不通电和通最大正向电流下输出力与行程之间的关系数据(关系数据即上述各实施例中的对应关系)，获取第一电磁力Fe1与行程之间的关系数据以及弹簧力Fk、静磁力Fm和正向摩擦力Ff三者合力(第一合力Fa1)与行程之间的关系数据。如图4所示，具体过程是：

1.1)PC向测试工装和控制器发送工作模式1，即测试工装按压力反馈装置的行程S从0％行程逐步正向增大到100％行程；控制器驱动电压占空比为0，不通电控制力反馈装置；

1.2)测试工装通过力传感器检测力反馈装置在全行程S的输出力Fs1(注：Fs1是与行程S相关的一组数据曲线，严格来讲应该表示为Fs1(S)，为表述方便，下文均简化为Fs1，其他力的表示与Fs1均做同样的简化)，该力即为弹簧力Fk、静磁力Fm和正向摩擦力Ff三者合力，即第一合力Fa1，Fa1＝Fs1＝Fk+Fm+Ff；

1.3)PC向测试工装和控制器发送工作模式2，即测试工装按压力反馈装置的行程S从0％行程逐步正向增大到100％行程；控制器驱动电压占空比为100％，通最大正向电流控制力反馈装置；

1.4)测试工装通过力传感器检测力反馈装置在全行程S的输出力Fs2，该力即为第一电磁力Fe1、弹簧力Fk、静磁力Fm和正向摩擦力Ff四者合力，即Fs2＝Fe1+Fk+Fm+Ff；

1.5)根据输出力Fs1和Fs2，计算第一电磁力Fe1，即Fe1＝Fs2–Fs1。

2)获取第二电磁力Fe2与第二合力Fa2。再通过测试动子在反向行程运动过程中，力反馈装置在不通电和通最大正向电流下输出力与行程之间的关系数据，获取第二电磁力Fe2与行程之间的关系数据以及弹簧力Fk、静磁力Fm和反向摩擦力-Ff三者合力(第二合力Fa2)与行程之间的关系数据。如图4所示，具体过程是：

2.1)PC向测试工装和控制器发送工作模式3，即测试工装按压力反馈装置的行程S从100％行程逐步反向减小到0％行程；控制器驱动电压占空比为0，不通电控制力反馈装置；

2.2)测试工装通过力传感器检测力反馈装置在全行程S的输出力Fs3，该力即为弹簧力Fk、静磁力Fm和反向摩擦力-Ff三者合力，即第二合力Fa2，Fa2＝Fs3＝Fk+Fm-Ff；

2.3)PC向测试工装和控制器发送工作模式4，即测试工装按压力反馈装置的行程S从100％行程逐步反向减小到0％行程；控制器驱动电压占空比为100％，通最大正向电流控制力反馈装置；

2.4)测试工装通过力传感器检测力反馈装置在全行程S的输出力Fs4，该力即为第二电磁力Fe2、弹簧力Fk、静磁力Fm和反向摩擦力-Ff四者合力，即Fs4＝Fe2+Fk+Fm-Ff；

2.5)根据输出力Fs3和Fs4，计算第二电磁力Fe2，即Fe2＝Fs4–Fs3。

3)计算第三合力Fa3与摩擦力Ff。根据第一合力Fa1、第二合力Fa2计算得到弹簧力Fk和静磁力Fm二者合力(第三合力Fa3)与行程之间的关系数据、摩擦力Ff与行程之间的关系数据，具体过程是：

3.1)根据第一合力Fa1、第二合力Fa2，计算弹簧力Fk和静磁力Fm二者合力，即第三合力Fa3，即Fa3＝(Fa1+Fa2)/2；

3.2)根据第一合力Fa1、第二合力Fa2，计算摩擦力Ff，即Ff＝(Fa1-Fa2)/2；

4)计算第三电磁力Fe3。根据第一电磁力Fe1、第二电磁力Fe2计算得到第三电磁力Fe3，即Fe3＝(Fe1+Fe2)/2；

5)打包校准数据，绑定单体并上传云服务器存储。如图4所示，将第三电磁力Fe3、第三合力Fa3、摩擦力Ff与行程之间的关系数据打包，作为该力反馈装置单体的校准数据包，与力反馈装置单体的二维码或其他身份标识信息绑定后，上传到云服务器保存。

如图3所示，本实施方式中，一种力反馈装置的驱动方法的具体说明如下：

1)下载校准数据并存储到控制器。实际控制时，控制器先根据当前力反馈装置单体的二维码或其他身份标识信息，从云服务器中下载对应的校准数据包，并存储到控制器中。如图4所示，具体过程是：

1.1)利用扫码枪扫描当前力反馈装置单体的二维码或其他身份标识信息，并传递到控制器；

1.2)控制器将该身份识别信息发送到云服务器；

1.3)云服务器将与该身份识别信息匹配的校准数据发送给控制器；

1.4)控制器下载完校准数据后，将其保存在控制器中。

2)接收目标力Ft(也即上述各实施例中的目标输出力)。如图4所示，控制器接收来自外部输入的目标力Ft与行程之间的关系数据，通常外部输入的目标力Ft上限为力反馈装置的额定输出力FN；又因为力反馈装置输出小于0N的力时体验者与装置的力输出部件将产生分离，不再接触，也即体验者感受不到小于0N的力反馈，并且考虑到控制误差，所以目标力Ft的下限一般为一个大于0N的数值，例如0.2N；

3)检测当前行程S。控制器通过霍尔元件或其他位置传感器持续检测力反馈装置动子的当前行程。如图4所示，控制器通过位置传感器持续检测力反馈装置动子的当前行程S。

4)判断运动方向。控制器根据当前检测的行程Spresent和上次检测的行程Slast，判断力反馈装置当前行程的运动方向。具体为：

4.1)若当前检测的行程Spresent大于上次检测的行程Slast，即Spresent>Slast，则行程S的运动方向为正；

4.2)若当前检测的行程Spresent小于上次检测的行程Slast，即Spresent<Slast，则行程S的运动方向为负；

4.3)若当前检测的行程Spresent等于上次检测的行程Slast，即Spresent＝Slast，则行程S的运动状态为静止。

5)计算第一占空比D1。控制器根据目标力Ft、第三电磁力Fe3、第三合力Fa3、摩擦力Ff与行程之间的关系数据，以及当前行程S、当前行程的运动方向，计算当前行程所需的第一占空比D1。具体为：

5.1)若当前行程的运动方向为正，则第一占空比D1＝[Ft–(Fa3+Ff)]/Fe3；

5.2)若当前行程的运动方向为负，则第一占空比D1＝[Ft–(Fa3-Ff)]/Fe3；

5.3)若当前行程的运动状态为静止，则第一占空比D1维持上次计算值。

6)确定第二占空比D2。控制器对第一占空比D1进行幅值判断，若第一占空D1比大于100％，则将第一占空比D1调整为100％；若第一占空比D1小于-100％，则将第一占空比D1调整为-100％；否则，维持第一占空比D1不变。将调整后的第一占空比D1定义为第二占空比D2。具体为：

6.1)若D1>100％，则D2＝100％；

6.2)若D1<-100％，则D2＝-100％；

6.3)若-100％≤D1≤100％，则D2＝D1。

7)输出PWM斩波电压，驱动力反馈装置。具体是：

7.1)控制器对第二占空比D2进行极性判断，若第二占空比D2大于等于0，即D2≥0，则输出正向电压，幅值为直流电源电压Udc，占空比D为第二占空比D2；

7.2)若第二占空比D2小于0，即D2<0，则输出反向电压，幅值为直流电压电压Udc，占空比D为第二占空比的绝对值|D2|；

7.3)控制器按照上述方式产生PWM斩波电压，控制力反馈装置产生实际的力输出。

8)计算估计输出力Fb并反馈。控制器根据第三电磁力Fe3、第三合力Fa3、摩擦力Ff与行程之间的关系数据，以及第二占空比D2、当前行程的运动方向，计算估计的输出力Fb与行程之间的关系数据，该数据可反馈到屏幕进行绘图显示或批量存储用于后续分析。具体是：

8.1)若当前行程的运动方向为正，则估计输出力Fb＝D2*Fe3+Fa3+Ff；

8.2)若当前行程的运动方向为负，则估计输出力Fb＝D2*Fe3+Fa3-Ff；

8.3)若当前行程的运动状态为静止，则估计输出力Fb维持上次计算值；

将估计的输出力Fb反馈到屏幕进行绘图显示或批量存储用于后续分析。

在一实施例中，本发明力反馈装置的校准设备可以包括：处理器，例如CPU，网络接口，用户接口，存储器，通信总线。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器可选的还可以是独立于前述处理器的存储装置。

作为一种计算机存储介质的存储器中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及力反馈装置的校准程序。操作系统是管理和控制设备硬件和软件资源的程序，支持力反馈装置的校准程序以及其它软件或程序的运行。用户接口主要用于与客户端进行数据通信；网络接口主要用于服务器建立通信连接。处理器可以用于调用存储器中存储的力反馈装置的校准程序，并执行以下操作：

进一步地，所述在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系的操作包括：

进一步地，所述将所述第一对应关系与所述第二对应关系输出的操作包括：

获取所述力反馈装置的标识信息；

在一实施例中，本发明力反馈装置的驱动设备可以包括：处理器，例如CPU，网络接口，用户接口，存储器，通信总线。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器可选的还可以是独立于前述处理器的存储装置。

作为一种计算机存储介质的存储器中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及力反馈装置的驱动程序。操作系统是管理和控制设备硬件和软件资源的程序，支持力反馈装置的驱动程序以及其它软件或程序的运行。用户接口主要用于与客户端进行数据通信；网络接口主要用于服务器建立通信连接。处理器可以用于调用存储器中存储的力反馈装置的驱动程序，并执行以下操作：

按照所述目标驱动方式驱动所述力反馈装置。

进一步地，所述根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式的操作包括：

进一步地，所述根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式的操作之后，处理器还可以用于调用存储器中存储的力反馈装置的驱动程序，执行以下操作：

进一步地，所述根据所述第一对应关系确定所述当前行程对应的当前单体特性力的操作包括：

所述根据所述目标输出力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的目标电磁力的操作包括：

进一步地，所述预设驱动方式为输出预设占空比的正向电压，所述根据所述目标电磁力和所述第一预估电磁力确定目标驱动方式的操作包括：

进一步地，所述获取所述力反馈装置中动子的当前行程和所述当前行程对应的目标输出力的操作之前，处理器还可以用于调用存储器中存储的力反馈装置的驱动程序，执行以下操作：

获取所述力反馈装置的标识信息；

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有力反馈装置的校准程序，所述力反馈装置的校准程序被处理器执行时实现如下所述的力反馈装置的校准方法的步骤。本发明力反馈装置的校准设备和计算机可读存储介质的各实施例，均可参照本发明力反馈装置的校准方法各个实施例，此处不再赘述。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有力反馈装置的驱动程序，所述力反馈装置的驱动程序被处理器执行时实现如下所述的力反馈装置的驱动方法的步骤。本发明力反馈装置的驱动设备和计算机可读存储介质的各实施例，均可参照本发明力反馈装置的驱动方法各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

一种力反馈装置的校准方法，其特征在于，所述力反馈装置为基于电磁直驱原理的力反馈装置，所述方法包括以下步骤：

在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系，其中，所述单体特性力为因所述力反馈装置的单体特性而引起的对外输出力；

在按照预设驱动方式对所述力反馈装置驱动时，通过所述测试工装调整所述动子的行程以及通过所述力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以结合所述第一对应关系测得在所述预设驱动方式下所述力反馈装置的电磁力与行程之间的第二对应关系；

将所述第一对应关系与所述第二对应关系输出，以供所述力反馈装置的控制器根据所述动子的当前行程、目标输出力、所述第一对应关系和所述第二对应关系确定目标驱动方式，并按照所述目标驱动方式驱动所述力反馈装置。
如权利要求1所述的力反馈装置的校准方法，其特征在于，所述在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力与行程之间的第一对应关系的步骤包括：

在未对所述力反馈装置通电时，通过测试工装按照正向运动方向调整所述力反馈装置中动子的行程以及通过力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力的合力与行程之间的第三对应关系；

在未对所述力反馈装置通电时，通过所述测试工装按照反向运动方向调整所述动子的行程以及通过所述力传感器测量所述力反馈装置的对外输出力，以测得所述力反馈装置的单体特性力的合力与行程之间的第四对应关系；

根据所述第三对应关系和所述第四对应关系计算得到所述力反馈装置的摩擦力与行程之间的第五对应关系以及所述力反馈装置的其他特性力与行程之间的第六对应关系，将所述第五对应关系和所述第六对应关系作为所述第一对应关系；

其中，所述摩擦力是所述单体特性力的一种，所述其它特性力是所述单体特性力中除所述摩擦力外的其他力。
如权利要求1或2所述的力反馈装置的校准方法，其特征在于，所述将所述第一对应关系与所述第二对应关系输出的步骤包括：

获取所述力反馈装置的标识信息；

将所述第一对应关系和所述第二对应关系与所述标识信息绑定后上传预设服务器，以供所述力反馈装置的控制器按照所述标识信息从所述预设服务器获取所述第一对应关系和所述第二对应关系。
一种力反馈装置的驱动方法，其特征在于，所述力反馈装置为基于电磁直驱原理的力反馈装置，所述方法包括以下步骤：

获取所述力反馈装置中动子的当前行程和所述当前行程对应的目标输出力；

根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式，其中，所述第一对应关系为所述力反馈装置的单体特性力与所述动子的行程之间的对应关系，所述第二对应关系为在预设驱动方式下所述力反馈装置的电磁力与所述动子的行程之间的对应关系，所述单体特性力为因所述力反馈装置的单体特性而引起的对外输出力；

按照所述目标驱动方式驱动所述力反馈装置。
如权利要求4所述的力反馈装置的驱动方法，其特征在于，所述根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式的步骤包括：

根据所述第一对应关系确定所述当前行程对应的当前单体特性力；

根据所述目标输出力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的目标电磁力；

根据所述第二对应关系确定在所述预设驱动方式下所述当前行程对应的第一预估电磁力；

根据所述目标电磁力和所述第一预估电磁力确定目标驱动方式。
如权利要求5所述的力反馈装置的驱动方法，其特征在于，所述根据所述当前行程、所述目标输出力、第一对应关系和第二对应关系确定目标驱动方式的步骤之后，还包括：

根据所述第一预估电磁力和所述目标驱动方式确定在所述目标驱动方式及所述当前行程下所述力反馈装置的第二预估电磁力；

根据所述第二预估电磁力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的预估输出力；

生成表征所述预估输出力和所说当前行程之间对应关系的关系数据，并输出所述关系数据。
如权利要求5所述的力反馈装置的驱动方法，其特征在于，所述根据所述第一对应关系确定所述当前行程对应的当前单体特性力的步骤包括：

根据所述第一对应关系中的第五对应关系确定所述当前行程对应的当前摩擦力；

根据所述第一对应关系中的第六对应关系确定所述当前行程对应的当前其他特性力；

其中，所述第五对应关系为所述力反馈装置的摩擦力与所述动子的行程之间的对应关系，所述第六对应关系为所述力反馈装置的其他特性力与所述动子的行程之间的对应关系，所述摩擦力是所述单体特性力的一种，所述其它特性力是所述单体特性力中除所述摩擦力外的其他力；

所述根据所述目标输出力和所述当前单体特性力确定所述力反馈装置的目标电磁力的步骤包括：

当所述动子当前的运动方向是正向运动方向时，将所述目标输出力减去所述当前其他特性力与所述当前摩擦力之和，得到所述力反馈装置的目标电磁力；

当所述动子当前的运动方向是反向运动方向时，将所述目标输出力减去所述当前其他特性力与所述当前摩擦力之差，得到所述力反馈装置的目标电磁力。
如权利要求5所述的力反馈装置的驱动方法，其特征在于，所述预设驱动方式为输出预设占空比的正向电压，所述根据所述目标电磁力和所述第一预估电磁力确定目标驱动方式的步骤包括：

计算所述目标电磁力与所述第一预估电磁力的比值，根据所述比值和所述预设占空比确定目标占空比；

当所述目标占空比大于或等于零时，将输出所述目标占空比的正向电压作为目标驱动方式；

当所述目标占空比小于零时，将输出占空比为所述目标占空比绝对值的反向电压作为目标驱动方式。
如权利要求4至8任一项所述的力反馈装置的驱动方法，其特征在于，所述获取所述力反馈装置中动子的当前行程和所述当前行程对应的目标输出力的步骤之前，还包括：

获取所述力反馈装置的标识信息；

从预设服务器下载与所述标识信息对应的所述第一对应关系和所述第二对应关系。
一种力反馈装置的校准设备，其特征在于，所述力反馈装置的校准设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的力反馈装置的校准程序，所述力反馈装置的校准程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的力反馈装置的校准方法的步骤。
一种力反馈装置的驱动设备，其特征在于，所述力反馈装置的驱动设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的力反馈装置的驱动程序，所述力反馈装置的驱动程序被所述处理器执行时实现如权利要求4至9中任一项所述的力反馈装置的驱动方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有力反馈装置的校准程序，所述力反馈装置的校准程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的力反馈装置的校准方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有力反馈装置的驱动程序，所述力反馈装置的驱动程序被处理器执行时实现如权利要求4至9中任一项所述的力反馈装置的驱动方法的步骤。