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CN109756159A - 一种线性马达组振动系统、控制方法及电子设备 - Google Patents

一种线性马达组振动系统、控制方法及电子设备 Download PDF

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CN109756159A CN201910129937.1A CN201910129937A CN109756159A CN 109756159 A CN109756159 A CN 109756159A CN 201910129937 A CN201910129937 A CN 201910129937A CN 109756159 A CN109756159 A CN 109756159A
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李志成
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Abstract

本发明公开了一种线性马达组振动系统，以及其控制方法，振动系统包括驱动电路、控制电路以及线性马达组；控制电路与线性马达组电连接，所述驱动电路与控制芯片电连接；每个驱动电路对应连接一个线性马达，控制电路同时与N个驱动电路电连接；每个驱动电路以对应线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达；根据线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差。本发明公开了一种电子设备。本发明以每个线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，以获取线性马达单体振动幅度的最大化；通过消除不同线性马达到达最大单体振动幅度的相位差，使多个线性马达协同工作振动幅度达到最大。

Description

一种线性马达组振动系统、控制方法及电子设备
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种线性马达组振动系统、控制方法以及一种电子设备。
背景技术
触摸屏是一种实现人机互动的输入设备，其具有直观、简单、快捷等优点。随着手机、家电、车载等终端电子设备产品大屏化的趋势，显示触控模组的尺寸越来越大，重量越来越重。这些产品的显示触控模组一般采用线性马达进行振动驱动。但受限于线性马达的体积和性能限制，单个线性马达很难提供足够的振动量。因此采用多个线性马达共同工作，以获取足够的、均匀的振动量是比较明显的一个趋势。但是不同的线性马达由于不同个体的性能表现差异很大，尤其是不同马达一般具有不同的共振频率，而共振频率的差异会导致多个线性马达协同振动时产生很多问题，严重时甚至会产生振动的衰减。而在工艺上严格控制收严多个线性马达的共振频率范围会导致明显的成本上升。如果所有的线性马达都采用同一个驱动频率进行驱动，驱动频率偏离共振频率较多的马达振动强度会大幅降低。
在使用多个线性马达的情况下，如何保证多个线性马达协同工作并产生最强的振动强度，是本领域技术人员所要解决的问题。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种优化的线性马达组振动系统及其控制方法，使多个线性马达协同工作，既可以保证线性马达单体工作时达到自身的最大振动强度，又可以保证多个线性马达之间协同工作以产生最强的振动强度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种线性马达组振动系统的控制方法，所述振动系统包括驱动电路、控制电路以及线性马达组；所述控制电路与线性马达组电连接，所述驱动电路与控制芯片电连接；所述线性马达组中线性马达的数量N>=2，所述驱动电路的数量与线性马达的数量相同，每个驱动电路对应连接一个线性马达，所述控制电路同时与N个驱动电路电连接；所述控制方法如下：
每个驱动电路以对应线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达；
计算每个单体线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t，第一个线性马达到达最大振动幅度的时间为t1，第N个线性马达到达最大振动幅度的时间为tN；
根据N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差。
本发明通过驱动电路以每个线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，以获取线性马达单体振动幅度的最大化；通过计算多个线性马达分别到达最大振动幅度的时间t，根据N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差，以消除不同线性马达到达最大单体振动幅度的相位差，使多个线性马达更好协同工作，消除相位差的影响取得总体协同工作振动幅度的最大强度。同时能在不增加成本的基础上增加线性马达组的振动强度。
进一步的，N个线性马达的启动顺序的控制方法如下：
比较N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t的大小，使到达最大振动幅度时间短的线性马达后启动，到达最大振动幅度时间长的线性马达先启动。
进一步的，N个线性马达的启动时间差的控制方法如下：
比较启动顺序相邻的两个线性马达到达最大振动幅度的时间tＡ和tＢ的大小，并把到达最大振动幅度的时间较短的相应线性马达的启动时间向后延迟|tＡ-tＢ|。
进一步的，所述每个单体线性马达到达其最大振动幅度的时间t计算方法如下：
第一个线性马达的共振频率为f1，第一个线性马达经过X1个周期后到达最大振动强度；第N个线性马达的共振频率为fN，经过XN个周期后到达最大振动强度；那么t1=（1/ f1）*X1，tN =（1/fN）*XN。
本发明还提供了一种线性马达组振动系统，所述振动系统包括驱动电路、控制电路以及线性马达组；所述控制电路与线性马达组电连接，所述驱动电路与控制芯片电连接；所述线性马达组中线性马达的数量N>=2，所述驱动电路的数量与线性马达的数量相同，每个驱动电路对应连接一个线性马达，所述控制电路同时与N个驱动电路电连接；所述线性马达组的振动系统的控制方法如上所示。
进一步的，所述振动系统包括驱动芯片与控制芯片，所述驱动芯片上设有N个驱动电路，所述控制芯片上设有控制电路，所述控制芯片与线性马达组电连接，所述驱动芯片与控制芯片电连接。
本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括显示模组，所述电子设备还包括如上所述的一种线性马达组振动系统。
进一步的，所述显示模组还包括触摸屏。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
本发明通过驱动电路以每个线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，以获取线性马达单体振动幅度的最大化；通过计算多个线性马达分别到达最大振动幅度的时间t，根据N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差，以消除不同线性马达到达最大单体振动幅度的相位差，使多个线性马达更好协同工作，消除相位差的影响取得总体协同工作振动幅度的最大强度。同时能在不增加成本的基础上增加线性马达组的振动强度。
附图说明
图1为本发明实施例一所述的一种线性马达组振动系统的结构示意图；
图2为线性马达的驱动频率与振动强度的关系示意图；
图3为线性马达Ａ、线性马达Ｂ以不同的驱动频率进行驱动的振动波形图；
图4为线性马达Ａ和线性马达Ｂ同时启动后叠加的波形图与启动时间优化后的波形图。
附图标记：
11-第一个线性马达、12-第二个线性马达、13-第N个线性马达、21-驱动电路一、22-驱动电路二、23-驱动电路N、30-控制电路、XA-线性马达Ａ的振动波形图、XB-线性马达B的振动波形图、XY-线性马达Ａ和线性马达Ｂ同时启动后叠加的波形图、XY’-线性马达Ａ和线性马达Ｂ启动时间优化后的波形图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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
参见图1~图4，本发明实施例提供了一种线性马达组振动系统的控制方法。
如图１所示，线性马达组振动系统包括驱动电路、控制电路30以及线性马达组。振动系统的振动部件为线性马达组，线性马达组包括多个线性马达，线性马达的数量为N，N>=2。线性马达组包括第一个线性马达11、第二个线性马达12．．．第N个线性马达13。控制电路30和驱动电路为控制部分。控制电路30与线性马达组电连接，驱动电路与控制芯片电连接。
驱动电路的数量与线性马达的数量相同，数量也为N，驱动电路包括驱动电路一21、驱动电路二22．．．驱动电路N23。
每个驱动电路对应连接一个线性马达。控制电路30同时与N个驱动电路电连接。
控制方法包括如下步骤：
(1)、使每个驱动电路以其对应连接的线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，使线性马达单体振动幅度达到最大化；
(２)、计算每个单体线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t，例如，第一个线性马达11到达最大振动幅度的时间为t1，第N个线性马达13到达最大振动幅度的时间为tN；
(３)、根据N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差。
本发明通过驱动电路以每个线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，以获取线性马达单体振动幅度的最大化。
线性马达的驱动频率与振动强度的关系如图２所示，做为其中的一个具体的例子，当驱动频率偏移共振频率10Hz时振动强度下降非常大。
所以本方案以单体线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，可以使线性马达单体振动幅度达到最大化。线性马达的振动强度越大，振动幅度也越大。
本发明通过计算多个线性马达分别到达最大振动幅度的时间t，根据N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差，以消除不同线性马达到达最大单体振动幅度的相位差，使多个线性马达更好协同工作，消除相位差的影响取得总体协同工作振动幅度的最大强度。能在不增加成本的基础上增加线性马达组的振动强度。
如果以共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，当多个线性马达共同振动时，由于不同线性马达的驱动频率不一致，所以不同线性马达的振动波形之间存在相位差。两个线性马达的振动幅度的幅值与时间t的关系如图３所示，XA表示线性马达Ａ的振动波形图、XB表示线性马达B的振动波形图。线性马达Ａ、线性马达Ｂ到达最大振动幅值的时间分别为tＡ和tＢ，tＡ和tＢ不同。线性马达Ａ和线性马达Ｂ为N个线性马达中的其中两个。
如果线性马达Ａ、线性马达Ｂ同时启动，线性马达Ａ和线性马达Ｂ同时启动后叠加的振动波形的幅值如图４所示，图4中XY表示线性马达Ａ和线性马达Ｂ同时启动后叠加的波形图，由于相位差的存在无法得到最大的叠加振动强度。本发明实施例的优化后的驱动方案为，首先比较tＡ和tＢ的大小，然后把到达最大振动幅值的时间较短的线性马达的启动时间向后延迟|tＡ-tＢ|，如图４所示，图4中XY’表示线性马达Ａ和线性马达Ｂ启动时间优化后的波形图，优化后的振动波形的幅值有明显提升。
根据以上方法，可以对N个线性马达的启动时间进行控制。其中，步骤３的N个线性马达的启动顺序的控制方法如下：
比较N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t的大小，使到达最大振动幅度时间短的线性马达后启动，到达最大振动幅度时间长的线性马达先启动。
其中，步骤３的N个线性马达的启动时间差的控制方法如下：
比较启动顺序相邻的两个线性马达到达最大振动幅度的时间tＡ和tＢ的大小，并把到达最大振动幅度的时间较短的相应线性马达的启动时间向后延迟|tＡ-tＢ|。
这样的好处是，虽然N个线性马达分别到达最大振动幅度的时间不同，但通过以上控制方法，来控制线性马达分别启动的时间，最终消除N个线性马达的相位差，取得N个线性马达总体协同工作振动幅度的最大强度。
其中，步骤２的每个单体线性马达到达其最大振动幅度的时间t计算方法如下：
假设第一个线性马达11的共振频率为f1，第一个线性马达11经过X1个周期后到达最大振动强度；第N个线性马达13的共振频率为fN，经过XN个周期后到达最大振动强度；那么t1=（1/ f1）* X1，tN =（1/fN）*XN。
实施例二
本实施例提供了一种线性马达组振动系统。振动系统包括驱动电路、控制电路30以及线性马达组。控制电路30与线性马达组电连接，驱动电路与控制芯片电连接。线性马达组中线性马达的数量N>=2，驱动电路的数量与线性马达的数量相同，所述控制电路30同时与N个驱动电路电连接。所述线性马达组的振动系统的控制方法如实施例一中所述。
振动系统包括驱动芯片与控制芯片，驱动芯片上设有N个驱动电路，控制芯片上设有控制电路30。控制芯片与线性马达组电连接，驱动芯片与控制芯片电连接。驱动芯片与控制芯片可以为不同的两个物理芯片。或者还可以将驱动电路与控制电路30集成在同一个芯片上，使驱动芯片与控制芯片为同一个芯片。
实施例三
本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括显示模组，所述电子设备还包括如实施例二所述的一种线性马达组振动系统。线性马达组振动系统的线性马达组一般设置在显示模组背面，例如通过胶粘或者支架固定连接等方式进行连接。 线性马达组在控制电路和驱动电路的工作下进行工作，以使显示模组获得足够的振动量。
具体地，显示模组包括触摸屏与显示屏。 显示模组为本领域现有的显示模组，在此不再一一赘述。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
本发明通过驱动电路以每个线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达，以获取线性马达单体振动幅度的最大化；通过计算多个线性马达分别到达最大振动幅度的时间t，根据N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差，以消除不同线性马达到达最大单体振动幅度的相位差，使多个线性马达更好协同工作，消除相位差的影响取得总体协同工作振动幅度的最大强度。同时能在不增加成本的基础上增加线性马达组的振动强度。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种线性马达组振动系统的控制方法，其特征在于，所述振动系统包括驱动电路、控制电路以及线性马达组；所述控制电路与线性马达组电连接，所述驱动电路与控制芯片电连接；所述线性马达组中线性马达的数量N>=2，所述驱动电路的数量与线性马达的数量相同，每个驱动电路对应连接一个线性马达，所述控制电路同时与N个驱动电路电连接；所述控制方法如下：
每个驱动电路以对应线性马达的共振频率为驱动频率来驱动相应的线性马达；
计算每个单体线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t，第一个线性马达到达最大振动幅度的时间为t1，第N个线性马达到达最大振动幅度的时间为tN；
根据N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t来决定N个线性马达的启动顺序以及启动的时间差。
2.根据权利要求1所述的线性马达组振动系统的控制方法，其特征在于，N个线性马达的启动顺序的控制方法如下：
比较N个线性马达分别到达其最大振动幅度的时间t的大小，使到达最大振动幅度时间短的线性马达后启动，到达最大振动幅度时间长的线性马达先启动。
3.根据权利要求２所述的线性马达组振动系统的控制方法，其特征在于，N个线性马达的启动时间差的控制方法如下：
比较启动顺序相邻的两个线性马达到达最大振动幅度的时间tＡ和tＢ的大小，并把到达最大振动幅度的时间较短的相应线性马达的启动时间向后延迟|tＡ-tＢ|。
4.根据权利要求1所述的线性马达组振动系统的控制方法，其特征在于，所述每个单体线性马达到达其最大振动幅度的时间t计算方法如下：
第一个线性马达的共振频率为f1，第一个线性马达经过X1个周期后到达最大振动强度；第N个线性马达的共振频率为fN，经过XN个周期后到达最大振动强度；那么t1=（1/ f1）* X1，tN =（1/fN）*XN。
5.一种线性马达组振动系统，其特征在于，所述振动系统包括驱动电路、控制电路以及线性马达组；所述控制电路与线性马达组电连接，所述驱动电路与控制芯片电连接；所述线性马达组中线性马达的数量N>=2，所述驱动电路的数量与线性马达的数量相同，每个驱动电路对应连接一个线性马达，所述控制电路同时与N个驱动电路电连接；所述线性马达组振动系统的控制方法如权利要求1~4任一项所示。
6.根据权利要求５所述的线性马达组振动系统，其特征在于，所述振动系统包括驱动芯片与控制芯片，所述驱动芯片上设有N个驱动电路，所述控制芯片上设有控制电路，所述控制芯片与线性马达组电连接，所述驱动芯片与控制芯片电连接。
7.一种电子设备，所述电子设备包括显示模组，其特征在于，所述电子设备还包括如权利要求５所述的一种线性马达组振动系统。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述显示模组还包括触摸屏。
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