本发明涉及交互设备,具体为一种用于触觉反馈的线性马达。
背景技术:
1、随着虚拟现实的技术发展,振动作为系统多元反馈的一种,越来越受厂商的重视。如应用在手机的线性马达,通过特定的振动方式模拟出实体按键的触感。
2、线性马达类似于打桩机,它由定子和动子构成,定子由线圈和fpc构成,动子由质量块和磁铁构成,通电的线圈产生磁场,驱动动子沿固定方向往复运动产生振感,运动的频率取决于驱动信号频率。
3、驱动信号电流方向改变时,定子线圈内的电流也发生改变,线圈的磁场方向发生改变,驱动动子的运动方向发生改变。但由于感抗的作用,会阻碍磁场的变化,因此,一些线性马达在连续的振动时会表现无力,特别在低强度高频振动时,感抗的影响较大,而较低的电压克服感抗的能力也较弱,会进一步拖累线性马达的表现。
4、其次,随着应用场景的丰富,对线性马达的要求也越来越高。动子被磁力驱动,磁力的大小决定了动子的运动速度,而动子的行程不变,即动子运动一次的时长受磁力大小的限制,即,当马达低强度振动时线圈产生的磁场较弱,动子运动较慢,完成一次行程的耗时较长,使得频率难以提高,即现有的线性马达难以实现低强度的高频振动。
技术实现思路
1、针对上述背景技术的不足,本发明提供了一种用于触觉反馈的线性马达的技术方案,质量块往复的频率和撞击时的力度分别控制,对质量块始终施加较大的电压,撞击力量更加可控,利于输出任意强度的振动,其次,振动频率和振动强度分别由两组控制器提供的电流控制,利于实现低强度下的高频振动,解决了背景技术提出的问题。
2、本发明提供如下技术方案:一种用于触觉反馈的线性马达,包括壳体,所述壳体内活动连接有质量块,所述质量块的中部设有永磁体,所述壳体对应于永磁体的位置设有线圈,述壳体的两端均固定连接有碰撞块,其特征在于:
3、所述质量块对应于移动方向的两端均通过弹簧活动连接有限位块,所述限位块与壳体活动连接,所述壳体上设有对限位块进行导向的导向槽,所述导向槽的侧壁设有能够阻拦限位块移动的阻拦楔块,所述阻拦楔块朝向限位块的一侧设有斜面,所述限位块通过斜面对阻拦楔块施加压力,所述阻拦楔块在受压大于设定压力时缩回,不再对限位块进行阻拦,所述阻拦楔块连接有调节结构,所述调节结构能够调整设定压力,设定压力为阻拦楔块缩回所需要的最小压力。
4、优选的,所述质量块、限位块沿着运动方向的长度与自然状态下弹簧的长度之和小于两个碰撞块之间的间隙,所述限位块和导向槽之间设有缓冲弹簧。
5、优选的,所述限位块沿着移动方向上的长度满足所述阻拦楔块的端部始终与限位块侧壁接触。
6、优选的,所述缓冲弹簧自然状态下与阻拦楔块之间留有间隙,所述缓冲弹簧的弹性刚度小于弹簧的弹性刚度。
7、优选的,所述调节结构包括设于导向槽侧壁的液腔,所述液腔内填充有磁流变液,所述液腔中设有将液腔分成两段的磁性通道,所述磁性通道上设有电磁铁,所述液腔的一端通过活塞与阻拦楔块活动连接,所述液腔的另一端通过预紧弹簧连接有柱塞。
8、优选的,还包括控制器一,所述控制器一用于输出需要强度的电信号,两侧的所述磁性通道均连接有按压开关,且两侧的所述磁性通道和按压开关作为整体相互并联,所述按压开关在质量块朝其运动时连通,所述按压开关在远离质量块时断开。
9、优选的,两侧的所述按压开关之间连接有连接框,所述连接框与碰撞块活动连接,所述连接框的长度小于两个碰撞块之间的间隙使按压开关的一侧较碰撞块凸出,所述质量块碰撞连接框时带动碰撞侧的按压开关断开,另一侧的按压开关连通,所述连接框的凸出部与碰撞块齐平时按压开关断开。
10、本发明具备以下有益效果:
11、1、该用于触觉反馈的线性马达,质量块往复的频率和撞击时的力度分别控制,对质量块始终施加较大的电压,通过较大的电流,一方面,较大电压克服感抗的能力较强,受其影响较小,另一方面,撞击力量更加可控,利于输出任意强度的振动。
12、2、该用于触觉反馈的线性马达,振动频率和振动强度分别由两组控制器提供的电流控制,二者互不影响,在低强度振动时,线圈仍然保持较大的电流通过,保证动子有较高的移动速度,实现低强度下的高频振动。
1.一种用于触觉反馈的线性马达,包括壳体(1),所述壳体(1)内活动连接有质量块(2),所述质量块(2)的中部设有永磁体(3),所述壳体(1)对应于永磁体(3)的位置设有线圈(4),述壳体(1)的两端均固定连接有碰撞块(5),其特征在于:
2.根据权利要求1所述的一种用于触觉反馈的线性马达,其特征在于:所述质量块(2)、限位块(7)沿着运动方向的长度与自然状态下弹簧(6)的长度之和小于两个碰撞块(5)之间的间隙,所述限位块(7)和导向槽(8)之间设有缓冲弹簧(9)。
3.根据权利要求2所述的一种用于触觉反馈的线性马达,其特征在于:所述限位块(7)沿着移动方向上的长度满足所述阻拦楔块(10)的端部始终与限位块(7)侧壁接触。
4.根据权利要求3所述的一种用于触觉反馈的线性马达,其特征在于:所述缓冲弹簧(9)自然状态下与阻拦楔块(10)之间留有间隙,所述缓冲弹簧(9)的弹性刚度小于弹簧(6)的弹性刚度。
5.根据权利要求1所述的一种用于触觉反馈的线性马达,其特征在于:所述调节结构包括设于导向槽(8)侧壁的液腔(11),所述液腔(11)内填充有磁流变液,所述液腔(11)中设有将液腔(11)分成两段的磁性通道(12),所述磁性通道(12)上设有电磁铁,所述液腔(11)的一端通过活塞与阻拦楔块(10)活动连接,所述液腔(11)的另一端通过预紧弹簧(13)连接有柱塞(14)。
6.根据权利要求5所述的一种用于触觉反馈的线性马达,其特征在于:还包括控制器一,所述控制器一用于输出需要强度的电信号,两侧的所述磁性通道(12)均连接有按压开关(16),且两侧的所述磁性通道(12)和按压开关(16)作为整体相互并联,所述按压开关(16)在质量块(2)朝其运动时连通,所述按压开关(16)在远离质量块(2)时断开。
7.根据权利要求6所述的一种用于触觉反馈的线性马达,其特征在于:两侧的所述按压开关(16)之间连接有连接框(15),所述连接框(15)与碰撞块(5)活动连接,所述连接框(15)的长度小于两个碰撞块(5)之间的间隙使按压开关(16)的一侧较碰撞块(5)凸出,所述质量块(2)碰撞连接框(15)时带动碰撞侧的按压开关(16)断开,另一侧的按压开关(16)连通,所述连接框(15)的凸出部与碰撞块(5)齐平时按压开关(16)断开。