一种基于线性马达的单向单向振动系统、装置及方法与流程

本发明涉及马达振动技术领域，特别是涉及一种基于线性马达的单向单向振动系统、装置及方法。

背景技术：

线性马达在很多领域都有应用，请参照图1，图1为线性马达的结构示意图，线性马达包括用于连接同性磁铁的磁轭、用于当振子运动到两端，由于振子的压缩产生回复力的弹片、用于在线圈的磁场作用下进行运动的磁铁、用于在通上交流电后产生方向变化的磁场，以推动磁铁运动的线圈及起保护、屏蔽等作用的外壳。当在线圈中通过交流电后，由于电流极性的改变，会造成线圈产生方向变化的磁场，磁场变化的频率和电流极性变化频率一致，这样就会产生方向变化的力，反复推动磁铁左右振动，实现马达的线性振动效果。

目前市场上的马达振动效果比较单一简单，以传统的对称振动效果应用居多，这样在一定程度上限制了马达的应用领域。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于线性马达的单向振动系统，实现了多个线性马达的振动效果合成后能够等效为单向振动，增大了应用领域；本发明的另一目的是提供一种装置及基于线性马达的单向振动方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于线性马达的单向振动系统，包括：

多个线性马达，其中，任意两个线性马达的共振频率均相差整数倍；

控制芯片，用于根据第一用户指令输出与各个所述线性马达一一对应的驱动信号，其中，每个驱动信号的频率在以与其对应的线性马达的共振频率为基准的预设范围内，且任意两个驱动信号均存在相位可调的相位角；

与各个线性马达一一对应的驱动电路，用于对所述驱动信号进行驱动放大，并将驱动放大后的驱动信号发送至相应的线性马达，以控制相应的线性马达，进而得到单向振动效果。

优选地，所述线性马达的个数为两个，分别为第一线性马达和第二线性马达，则两个驱动信号分别对应为第一驱动信号和第二驱动信号，两个驱动电路分别对应为第一驱动电路和第二驱动电路。

优选地，所述控制芯片还用于通过根据第二用户指令调整所述第一驱动信号和/或第二驱动信号的占空比以调整所述单向振动效果。

优选地，所述第一驱动电路还用于根据第三用户指令调整信号放大率以调整所述单向振动效果。

优选地，所述第二驱动电路还用于根据第四用户指令调整信号放大率以调整所述单向振动效果。

优选地，所述第一线性马达的振动方向和所述第二线性马达的振动方向在一条直线上。

优选地，所述第一线性马达的振动方向和所述第二线性马达的振动方向平行。

优选地，所述第一驱动电路包括第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻、第四限流电阻、第一滤波电容、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第三NPN型三极管和第一PNP型三极管，其中：

所述第一限流电阻的第一端作为所述第一驱动电路的输入端，所述第一限流电阻的第二端分别与所述第一NPN型三极管的基极及所述第二NPN型三极管的基极连接，所述第一NPN型三极管的发射极和所述第二NPN型三极管的发射极均接地，所述第一NPN型三极管的集电极分别与所述第二限流电阻的第一端及所述第三限流电阻的第一端连接，所述第三限流电阻的第二端与第一PNP型三极管的基极连接，所述第二限流电阻的第二端与所述第一PNP型三极管的发射极连接，其公共端接第一电压，所述第一PNP型三极管的基极还通过所述第一滤波电容分别与所述第三NPN型三极管的基极、所述第二NPN型三极管的集电极及所述第四限流电阻的第一端连接，所述第四限流电阻的第二端接第二电压，所述第一PNP型三极管的集电极与所述第三NPN型三极管的集电极连接，其公共端作为所述第一驱动电路的输出端，所述第一驱动电路的发射极接地。

优选地，所述第二驱动电路包括第五限流电阻、第六限流电阻、第七限流电阻、第八限流电阻、第二滤波电容、第四NPN型三极管、第五NPN型三极管、第六NPN型三极管和第二PNP型三极管，其中：

所述第五限流电阻的第一端作为所述第二驱动电路的输入端，所述第五限流电阻的第二端分别与所述第四NPN型三极管的基极及所述第五NPN型三极管的基极连接，所述第四NPN型三极管的发射极和所述第五NPN型三极管的发射极均接地，所述第四NPN型三极管的集电极分别与所述第六限流电阻的第一端及所述第七限流电阻的第一端连接，所述第七限流电阻的第二端与第二PNP型三极管的基极连接，所述第六限流电阻的第二端与所述第二PNP型三极管的发射极连接，其公共端接第三电压，所述第二PNP型三极管的基极还通过所述第二滤波电容分别与所述第六NPN型三极管的基极、所述第五NPN型三极管的集电极及所述第八限流电阻的第一端连接，所述第八限流电阻的第二端接第四电压，所述第二PNP型三极管的集电极与所述第六NPN型三极管的集电极连接，其公共端作为所述第二驱动电路的输出端，所述第二驱动电路的发射极接地。

优选地，所述控制芯片为型号为stm32f103zet6的控制芯片。

优选地，所述驱动信号为PWM信号。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种装置，包括如上所述的基于线性马达的单向振动系统。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于线性马达的单向振动方法，应用于单向振动系统，所述单向振动系统包括多个线性马达，其中，任意两个线性马达的共振频率均相差整数倍；该方法包括：

控制芯片根据第一用户指令输出与各个所述线性马达一一对应的驱动信号，其中，每个驱动信号的频率在以与其对应的线性马达的共振频率为基准的预设范围内，且任意两个驱动信号均存在相位可调的相位角；

与各个线性马达一一对应的驱动电路对所述驱动信号进行驱动放大，并将驱动放大后的驱动信号发送至相应的线性马达，以控制相应的线性马达，进而得到单向振动效果。

本发明提供了一种基于线性马达的单向振动系统、装置及方法，包括多个线性马达，其中，任意两个线性马达的共振频率均相差整数倍；控制芯片，用于根据第一用户指令输出与各个线性马达一一对应的驱动信号，其中，每个驱动信号的频率在以与其对应的线性马达的共振频率为基准的预设范围内，且任意两个驱动信号均存在相位可调的相位角；与各个线性马达一一对应的驱动电路，用于对驱动信号进行驱动放大，并将驱动放大后的驱动信号发送至相应的线性马达，以控制相应的线性马达，进而得到单向振动效果。

可见，本发明提供的多个线性马达中的任意两个线性马达的共振频率相差整数倍，且采用频率在以与其对应的线性马达的共振频率为基准的预设范围内的驱动信号来控制对应线性马达，从而实现多个线性马达的振动效果合成后能够等效为单向振动，增大了应用领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为线性马达的结构示意图；

图2为本发明提供的一种基于线性马达的单向振动系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种基于线性马达的单向振动系统中的两个线性马达的振动效果仿真图；

图4为本发明提供的另一种基于线性马达的单向振动系统的结构示意图；

图5为本发明提供的一种第一驱动电路的结构示意图；

图6为本发明提供的一种基于线性马达的单向振动方法的过程的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于线性马达的单向振动系统，实现了多个线性马达的振动效果合成后能够等效为单向振动，增大了应用领域；本发明的另一核心是提供一种装置及基于线性马达的单向振动方法。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图2，图2为本发明提供的一种基于线性马达的单向振动系统的结构示意图，该系统包括：

多个线性马达3，其中，任意两个线性马达3的共振频率均相差整数倍；

具体地，为了实现多个线性马达3的振动在合成后能够达到单向振动的效果，这里要求多个线性马达3中的任意两个线性马达3的共振频率相差整数倍，例如可以为2倍。当然，这里对于整数倍及多个线性马达3的具体共振频率的数值不做特别的限定，根据实际情况来定。

控制芯片1，用于根据第一用户指令输出与各个线性马达3一一对应的驱动信号，其中，每个驱动信号的频率在以与其对应的线性马达3的共振频率为基准的预设范围内，且任意两个驱动信号均存在相位可调的相位角；

具体地，控制芯片1可以根据第一用户指令通过其定时器功能输出多个驱动信号至相应的线性马达3，这里的驱动信号与线性马达3之间是一一对应的关系。另外，要求这里的驱动信号的频率在以与其对应的线性马达3的共振频率为基准的预设范围内，作为一种优选地情况，驱动信号的频率和与其对应的线性马达3的共振频率相等，此时效果最好。当然，如果不等时接近共振频率也可以。本发明对于预设范围的上限值和下限值的具体数值不做特别的限定，能实现本发明的目的即可。

与各个线性马达3一一对应的驱动电路2，用于对驱动信号进行驱动放大，并将驱动放大后的驱动信号发送至相应的线性马达3，以控制相应的线性马达3，进而得到单向振动效果。

因为控制芯片1的驱动能力有限，电流输出很小，不能直接控制线性马达3，因此，控制芯片1需要将驱动信号传输至对应的驱动电路2，驱动电路2将驱动信号放大后再传送至对应的线性马达3。

下面以线性马达3为两个，分别为第一线性马达和第二线性马达、驱动信号为PWM信号为例对本发明提供的基于线性马达的单向振动系统的工作原理作介绍：

请参照图3，图3为本发明提供的一种基于线性马达的单向振动系统中的两个线性马达的振动效果仿真图。

当线性马达3在PWM信号下驱动时，线性马达3的振动效果如图3中任意一条虚线所示，是上下对称的振动波形。该种情况下的线性马达3在振动时，用户不会感受到方向振动。但是，如果用两个频率相差整数倍的线性马达3，在驱动时将两路PWM信号的相位相差某个固定值，第一线性马达对应虚线a，第二线性马达对应虚线b，此时将第一线性马达和第二线性马达的振动波形合成后的震动效果如图3中的实现所示，可见，线性马达3在一个方向的振动力度明显小于另一个方向，也即，在一个方向上，线性马达3的振感较弱，在另一个方向上，线性马达3的振感较强。调节振感的幅值，继续降低较弱方向上的振感，直至用户感受到单一方向的振动效果。

在实际应用中，具体调整到什么程度根据实际应用场景及用户来定，本发明在此不做特别的限定。

另外，对于包括多个线性马达3的单向振动系统的工作原理是一样的，本发明在此不再赘述。

本发明提供了一种基于线性马达的单向振动系统，包括多个线性马达，其中，任意两个线性马达的共振频率均相差整数倍；控制芯片，用于根据第一用户指令输出与各个线性马达一一对应的驱动信号，其中，每个驱动信号的频率在以与其对应的线性马达的共振频率为基准的预设范围内，且任意两个驱动信号均存在相位可调的相位角；与各个线性马达一一对应的驱动电路，用于对驱动信号进行驱动放大，并将驱动放大后的驱动信号发送至相应的线性马达，以控制相应的线性马达，进而得到单向振动效果。

可见，本发明提供的多个线性马达中的任意两个线性马达的共振频率相差整数倍，且采用频率在以与其对应的线性马达的共振频率为基准的预设范围内的驱动信号来控制对应线性马达，从而实现多个线性马达的振动效果合成后能够等效为单向振动，增大了应用领域。

实施例二

请参照图4，图4为本发明提供的另一种基于线性马达的单向振动系统的结构示意图。

该系统在上述实施例的基础上：

作为优选地，线性马达的个数为两个，分别为第一线性马达31和第二线性马达32，则两个驱动信号分别对应为第一驱动信号和第二驱动信号，两个驱动电路分别对应为第一驱动电路21和第二驱动电路22。

当然，这里的线性马达的个数还可以为其他数量，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

作为优选地，驱动信号为PWM信号。

当然，这里的驱动信号除了可以为PWM信号，还可以为正弦波，三角波等交流波形，具体使用哪种根据实际情况来定。

作为优选地，控制芯片1还用于通过根据第二用户指令调整第一驱动信号和/或第二驱动信号的占空比以调整单向振动效果。

在不同的应用场景中，对于单向振动的振动效果要求也不同，在对单向振动的效果进行调节时，用户可以通过控制芯片1调整第一驱动信号和/或第二驱动信号的占空比来进行调整。

作为优选地，第一驱动电路21还用于根据第三用户指令调整信号放大率以调整单向振动效果。

作为优选地，第二驱动电路22还用于根据第四用户指令调整信号放大率以调整单向振动效果。

在对线性马达的单向振动的效果进行调节时，还可以对第一驱动电路21和/或第二驱动电路22的信号放大率来调整。

当然，这里还可以同时通过控制芯片1、第一驱动电路21及第二驱动电路22来进行单向振动效果的调整。本发明对于具体选用哪种方式来进行调整不做特别的限定，根据实际情况来定。

作为优选地，第一线性马达31的振动方向和第二线性马达32的振动方向在一条直线上。

作为优选地，第一线性马达31的振动方向和第二线性马达32的振动方向平行。

在实际应用中，第一线性马达31和第二线性马达32是贴合在物体(例如手机)上的，为了保证单向振动的效果，最好遵循第一线性马达31的振动方向和第二线性马达325的振动方向的原则来设置第一线性马达31和第二线性马达32的方向。

作为优选地，第一驱动电路21包括第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、第三限流电阻R3、第四限流电阻R4、第一滤波电容C、第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三NPN型三极管Q3和第一PNP型三极管Q4，其中：

第一限流电阻R1的第一端作为第一驱动电路21的输入端，第一限流电阻R1的第二端分别与第一NPN型三极管Q1的基极及第二NPN型三极管Q2的基极连接，第一NPN型三极管Q1的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极均接地，第一NPN型三极管Q1的集电极分别与第二限流电阻R2的第一端及第三限流电阻R3的第一端连接，第三限流电阻R3的第二端与第一PNP型三极管Q4的基极连接，第二限流电阻R2的第二端与第一PNP型三极管Q4的发射极连接，其公共端接第一电压，第一PNP型三极管Q4的基极还通过第一滤波电容C分别与第三NPN型三极管Q3的基极、第二NPN型三极管Q2的集电极及第四限流电阻R4的第一端连接，第四限流电阻R4的第二端接第二电压，第一PNP型三极管Q4的集电极与第三NPN型三极管Q3的集电极连接，其公共端作为第一驱动电路21的输出端，第一驱动电路21的发射极接地。

具体地，请参照图5，图5为本发明提供的一种第一驱动电路21的结构示意图，这里的第二限流电阻R2、第三限流电阻R3、第四限流电阻R4、第一滤波电容C、第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三NPN型三极管Q3和第一PNP型三极管Q4可以等效为一个三极管，第一驱动信号用来控制该等效三极管的开和管，第一电压用来提供电压。

与上述提到的第一驱动电路21还用于根据第三用户指令调整信号放大率以调整单向振动效果相适应，可以在第一电压与第一PNP型三极管Q4的发射极之间设置滑动变阻器，当需要通过第一驱动电路21来调节线性马达的单向振动效果时，可以调节滑动电阻器，进而调整第一PNP型三极管Q4的集电极的电压，进而调整输出至第一线性马达31的驱动信号的大小，最终实现对第一线性马达31的振动幅值的调整。

作为优选地，第二驱动电路22包括第五限流电阻、第六限流电阻、第七限流电阻、第八限流电阻、第二滤波电容、第四NPN型三极管、第五NPN型三极管、第六NPN型三极管和第二PNP型三极管，其中：

第五限流电阻的第一端作为第二驱动电路22的输入端，第五限流电阻的第二端分别与第四NPN型三极管的基极及第五NPN型三极管的基极连接，第四NPN型三极管的发射极和第五NPN型三极管的发射极均接地，第四NPN型三极管的集电极分别与第六限流电阻的第一端及第七限流电阻的第一端连接，第七限流电阻的第二端与第二PNP型三极管的基极连接，第六限流电阻的第二端与第二PNP型三极管的发射极连接，其公共端接第三电压，第二PNP型三极管的基极还通过第二滤波电容分别与第六NPN型三极管的基极、第五NPN型三极管的集电极及第八限流电阻的第一端连接，第八限流电阻的第二端接第四电压，第二PNP型三极管的集电极与第六NPN型三极管的集电极连接，其公共端作为第二驱动电路22的输出端，第二驱动电路22的发射极接地。

这里的第二驱动电路22的工作原理与上述第一驱动电路21的工作原理相同，本发明在此不再赘述，请参照上述第一驱动电路21的介绍。

作为优选地，控制芯片1为型号为stm32f103zet6的控制芯片1。

当然，这里的控制芯片1还可以为stm32系统单片机中其他型号的单片机或者为其他系列的单片机，本发明在此不做特别的限定，能实现本发明的目的即可。

本发明还提供了一种装置，包括如上的基于线性马达的单向振动系统。

对于本发明提供的装置中的单向振动系统的介绍请参照上述系统实施例，本发明在此不再赘述。

另外，这里的装置可以为手机、平板电脑等设备，本发明在此不做特别的限定，根据实际情况来定。

具体地，在实际应用中，可以预先设定马达单方向振动代表的含义，当它向某个方向振动时，代表某个信号，这样，就可以通过触觉完成信息采集，进而使得用户通过对线性马达单方向的振动方向的分析来获取相应的信息。

简单举例说明，可以在手机的地图软件中添加单向振动效果，该单向振动效果的方向表示向左转还是向右转，例如，以用户使用手机时的手机屏幕为基准，第一线性马达设置在手机的左边，第二线性马达设置在手机的右边，用户设定好目的地移动过程中，将手机拿在手里，手机中的传感器采集相应信息，并将采集到的信息传送至控制芯片，控制芯片在分析得到是向左转还是向右转后相应的控制单向振动方向，使得用户在转弯的地方可以根据感觉到的手机的左边振动还是右边振动可以直接转弯，不用再查看地图。

与上述系统实施例相适应地，本发明还提供了一种基于线性马达的单向振动方法，请参照图6，图6为本发明提供的一种基于线性马达的单向振动方法的过程的流程图，应用于单向振动系统，单向振动系统包括多个线性马达，其中，任意两个线性马达的共振频率均相差整数倍；该方法包括：

步骤S11：控制芯片根据第一用户指令输出与各个线性马达一一对应的驱动信号，其中，每个驱动信号的频率在以与其对应的线性马达的共振频率为基准的预设范围内，且任意两个驱动信号均存在相位可调的相位角；

步骤S12：与各个线性马达一一对应的驱动电路对驱动信号进行驱动放大，并将驱动放大后的驱动信号发送至相应的线性马达，以控制相应的线性马达，进而得到单向振动效果。

对于本发明提供的一种基于线性马达的单向振动方法的介绍请参照上述系统实施例，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。