自適應(yīng)控制微型馬達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及消費(fèi)電子技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種應(yīng)用于便攜式消費(fèi)電 子產(chǎn)品自適應(yīng)控制微型馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，便攜式電子產(chǎn)品，如手機(jī)、掌上游戲機(jī)或者掌上多媒體娛樂 設(shè)備等進(jìn)入人們的生活。在這些便攜式電子產(chǎn)品中，一般會用微型振動馬達(dá)來做系統(tǒng)反饋， 例如手機(jī)的來電提示、游戲機(jī)的振動反饋等。然而，隨著電子產(chǎn)品的輕薄化發(fā)展趨勢，其內(nèi) 部的各種元器件也需適應(yīng)這種趨勢，微型線性馬達(dá)也不例外。
[0003] 傳統(tǒng)的微型線性馬達(dá)，一般包括上蓋、和與上蓋形成振動空間的下蓋、在振動空間 內(nèi)做直線往復(fù)振動的振子（包括配重塊和永磁鐵）、連接上蓋并使振子做往復(fù)振動的彈性 支撐件、以及位于振子下方一段距離的電磁鐵（線圈）。
[0004] 在上述這種結(jié)構(gòu)的微型線性馬達(dá)中，主要通過機(jī)械結(jié)構(gòu)的相互配合實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的振 動，具體地，線圈通電后所產(chǎn)生的磁場合振子中的永磁鐵所產(chǎn)生的磁場相互作用，從而推動 馬達(dá)振動。上述這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微型線性馬達(dá)存在以下缺陷：
[0005] 1、由于物料尺寸的波動，以及裝配過程中的不穩(wěn)定因素，將導(dǎo)致馬達(dá)的性能產(chǎn)生 較大的波動；
[0006] 2、傳統(tǒng)的微型線性馬達(dá)的響應(yīng)速度主要取決于瞬時驅(qū)動力和阻尼的大小，驅(qū)動力 大、阻尼小將導(dǎo)致啟動快而剎車慢；驅(qū)動力小、阻尼大則會導(dǎo)致啟動慢而剎車快，兩者無法 兼顧；
[0007] 3、傳統(tǒng)微型線性馬達(dá)在振動過程中的不平衡偏振無法避免，只能通過空間避讓來 解決，但空間避讓必將導(dǎo)致性能下降。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種自適應(yīng)控制微型馬達(dá)，通過將微型 線性馬達(dá)的硬件與控制電路相結(jié)合，并在控制電路上應(yīng)用自適應(yīng)控制算法，以實(shí)時控制振 子的振動狀態(tài)，從而提升馬達(dá)的性能。
[0009] 本實(shí)用新型提供的自適應(yīng)控制微型馬達(dá)，包括驅(qū)動單元和動子，其中，驅(qū)動單元包 括固定的定子和可動的振動塊，通過定子和振動塊的相互作用力而為動子提供往復(fù)運(yùn)動的 驅(qū)動力；動子為受迫振動部分，在驅(qū)動單元的可動的振動塊帶動下做往復(fù)運(yùn)動；此外，還包 括自適應(yīng)控制單元，用于根據(jù)動子的運(yùn)動狀態(tài)反饋信息，通過調(diào)整作用于動子的作用力來 對動子的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時控制。
[0010] 其中，優(yōu)選的方案是，自適應(yīng)控制單元包括控制芯片和磁場力可控單元，其中，控 制芯片用于根據(jù)動子的運(yùn)動狀態(tài)反饋信息對外部輸入信號進(jìn)行調(diào)控，確定輸出給磁場力可 控單元的實(shí)時控制信號；磁場力可控單元用于在控制信號的控制下為動子提供實(shí)時控制的 作用力。
[0011] 其中，優(yōu)選的方案是，控制芯片包括：反饋信號采集單元，用于采集動子反饋的電 壓或電流信號；差異確定單元，用于根據(jù)反饋信號采集單元采集的信號確定調(diào)整動子運(yùn)動 狀態(tài)的誤差信號；自適應(yīng)濾波單元，用于根據(jù)差異確定單元確定的誤差信號對外部輸入信 號進(jìn)行自適應(yīng)濾波；功率放大單元，用于對自適應(yīng)濾波單元濾波后的信號進(jìn)行功率放大，以 輸出實(shí)時控制信號至所述磁場力可控單元。
[0012] 其中，優(yōu)選的方案是，差異確定單元通過提取動子的運(yùn)動狀態(tài)反饋信息中表示動 子當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài)的電流波形，將電流波形與預(yù)設(shè)的正弦波形進(jìn)行比較形成輸出給自適應(yīng)濾 波單元的誤差信號；自適應(yīng)濾波單元根據(jù)誤差信號調(diào)整其濾波參數(shù)，并根據(jù)濾波參數(shù)修正 外部輸入信號。
[0013] 其中，優(yōu)選的方案是，控制芯片為所述自適應(yīng)控制微型馬達(dá)的內(nèi)置電路或外圍電 路。
[0014] 其中，優(yōu)選的方案是，磁場力可控單元包括運(yùn)動部分和用于對運(yùn)動部分施加作用 力的固定部分；其中，運(yùn)動部分與所述動子結(jié)合并與動子一起做往復(fù)運(yùn)動，固定部分相對于 所述定子靜止。
[0015] 其中，優(yōu)選的方案是，運(yùn)動部分為與動子固定結(jié)合的永磁體、電磁鐵或多匝線圈。
[0016] 其中，優(yōu)選的方案是，振動塊包括至少兩塊相鄰接設(shè)置的永磁鐵和設(shè)置在相鄰接 的永磁鐵之間的導(dǎo)磁輒，并且，相鄰接設(shè)置的兩塊永磁鐵的鄰接端極性相同；定子包括線圈 和設(shè)置在線圈中的導(dǎo)磁芯；并且，永磁鐵的充磁方向與線圈的軸線方向垂直。
[0017] 其中，優(yōu)選的方案是，導(dǎo)磁輒與所述導(dǎo)磁芯錯位排列；并且，導(dǎo)磁輒和與導(dǎo)磁輒對 應(yīng)的導(dǎo)磁芯之間水平方向的距離d位于[0. 1mm，0. 3mm]的數(shù)值范圍內(nèi)。
[0018] 其中，優(yōu)選的方案是，定子與振動塊在豎直方向上排布，振動塊的振動方向平行于 定子的安裝平面。
[0019] 上述根據(jù)本實(shí)用新型的自適應(yīng)控制微型馬達(dá)，跳出了現(xiàn)有的固化的永磁鐵和線圈 的馬達(dá)設(shè)計思路，通過增加控制電路，將馬達(dá)硬件與芯片、算法相結(jié)合的方式，實(shí)時調(diào)整馬 達(dá)的振動狀態(tài)，使振子在振動過程中始終受力均衡，從而使馬達(dá)能夠獲得均一平衡的振感。
【附圖說明】
[0020] 通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對本實(shí)用新型的更 全面理解，本實(shí)用新型的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：
[0021] 圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的自適應(yīng)控制微型馬達(dá)的整體爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的自適應(yīng)控制微型馬達(dá)的組合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的自適應(yīng)控制微型馬達(dá)的邏輯結(jié)構(gòu)；
[0024] 圖4為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的自適應(yīng)控制微型馬達(dá)的邏輯結(jié)構(gòu)；
[0025] 圖5為根據(jù)本實(shí)用新型自適應(yīng)控制微型馬達(dá)另一實(shí)施例的原理框圖；
[0026] 圖6為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的調(diào)整非線性運(yùn)動的過程示意圖；
[0027] 圖7為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的自適應(yīng)控制單元的電路結(jié)構(gòu)；
[0028] 圖8a和圖8b分別為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的振動塊和定子組合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖9為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理示意圖；
[0030] 圖10a和圖10b分別為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的振動塊和定子組合結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0031 ] 在所有附圖中相同的標(biāo)號指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實(shí)施例的全面理解，闡 述了許多具體細(xì)節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。 在其它例子中，為了便于描述一個或多個實(shí)施例，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。
[0033] 為了更為清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面首先對本實(shí)用新型中涉及的某 些概念做出說明。
[0034] 動子，指馬達(dá)內(nèi)部的受迫振動部分，也可以稱為"配重塊"或"質(zhì)量塊"，以加強(qiáng)振動 平衡的高質(zhì)量、高密度金屬塊，能夠在驅(qū)動單元和磁場力可控單元的帶動下做往復(fù)運(yùn)動。
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