交叉參考相關的專利申請

本申請要求2015年2月13日提交的第62/116,144號美國臨時專利申請的權(quán)益。

本文件涉及振動發(fā)生設備，尤其是涉及可安裝到各種不同類型的機電裝置和系統(tǒng)，進而產(chǎn)生預定振動響應的振動模塊。

背景技術：

振動誘導電機和機制在許多不同消費電子、玩具及其他設備和系統(tǒng)的應用已達數(shù)年之久。例如，尋呼機、智能機產(chǎn)生的振動信號、振動驅(qū)動電器，例如理發(fā)器、電子牙刷、電子玩具足球游戲及許多其他電器、設備和系統(tǒng)。用于產(chǎn)生振動的最常見的機電系統(tǒng)要屬故意不平衡電機。

附圖1a-b所示為常在各種不同設備中用于產(chǎn)生振動的不平衡電機。如附圖1a所示，一臺小型、相對低功率電機102帶動圓柱形軸104旋轉(zhuǎn)，圓柱形軸上安裝有不對稱的配重106。附圖1b所示為不對稱安裝在軸上的配重，以軸心線的方向向下俯視配重和軸。如附圖1b所示，配重106不平衡地安裝在電機軸104上。附圖2a-b所示為圖1a-b所示不平衡電機產(chǎn)生的振動運動。如附圖2a-b所示，當電機帶動軸以相對高速旋轉(zhuǎn)時，不對稱安裝的配重在垂直于軸心線的軸端產(chǎn)生橢圓振蕩。附圖2a所示為軸旋轉(zhuǎn)時配重和軸相對于固定軸心線的位移，如附圖1b所示，沿軸心線向下俯視配重和軸。在附圖2a中，電機軸的盤形端的周圍有一個小標記202，用于圖示軸的旋轉(zhuǎn)。當軸高速旋轉(zhuǎn)時，配重邊緣的點204會形成橢圓206，軸208的中心會形成更窄、更小的橢圓210。如果軸平衡，則旋轉(zhuǎn)時，軸的中心會保持在圖示中心的某個位置212上，但是，由于軸安裝有不對稱安裝的配重，加上電機、軸及不平衡配重的其他幾何和重量分布特征的共同作用，形成力，在軸相對高速旋轉(zhuǎn)時，此力會帶動軸端沿橢圓路線210移動。附圖2b所示的移動可以用振動長軸線220和短軸線222表示，其中，振動長軸線的方向等于橢圓長軸線的方向，如附圖2a所示，長軸線的長度對應于此方向的振動幅度。在許多沿著預定路線來回振蕩的應用中，設計人員尋求讓長軸線幅度/短軸線幅度比盡量大，以接近線性路線，但是，由于振動是旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的，所以一般無法實現(xiàn)沿著預定路線來回振蕩。在許多情況下，軸中心形成的軌跡線可能接近于圓形。不平衡電機的振動頻率等于電機軸的旋轉(zhuǎn)頻率，因此，受限于電機帶動軸旋轉(zhuǎn)的速度。低速旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的振動較小。

盡管產(chǎn)生振動很有效，但是在各種設備、系統(tǒng)和上述應用中常用的不平衡電機振動產(chǎn)生模塊仍有許多相關問題，如附圖1a所示。電機軸不平衡不僅會產(chǎn)生可用于各種應用的有用振動，而且會在電機內(nèi)產(chǎn)生破壞性不平衡力，加速電機部件的性能老化?；〞r間和精力確保準確平衡電機、車輛和其他類型機械的旋轉(zhuǎn)部件，熟悉汽車、機床及其他此類設備和系統(tǒng)的任何人清楚旋轉(zhuǎn)部件不平衡的后果。那些采用不平衡電機產(chǎn)生振動的許多設備和電器，尤其是手持設備和電器的使用壽命從幾十個小時到幾千個小時不等，達到使用壽命后，隨著電機和其他部件性能的退化，設備產(chǎn)生的振動服務會陡然下降。不平衡電機產(chǎn)生振動運動的效率相對較低。不平衡電機產(chǎn)生一定振動力所消耗的功率大大超出產(chǎn)生上述特定振動力所需的理論最小功率。為此，許多利用不平衡電機產(chǎn)生振動的手持設備在工作過程中會迅速消耗蓄電池。上述沿著預定路線或空間曲線作來回振動運動的不平衡電機一般無法由不平衡電機產(chǎn)生。不平衡電機只在總振動力/頻率空間極有限的部分中產(chǎn)生振動。附圖3圖示了各種不平衡電機的振動力與頻率對照圖。圖表顯示為連續(xù)的假想曲線，當然，實際數(shù)據(jù)是不連續(xù)的。如附圖3所示，對于手持電器所用相對低功率電機，只有以80hz為中心的極小頻率范圍(附圖3中的302)會產(chǎn)生明顯的振動力。而且，振動力相對較小。不平衡電機消耗的大部分能量用于帶動軸和不平衡配重旋轉(zhuǎn)，以及克服電機內(nèi)的摩擦力和慣性力。僅相對少部分消耗能量被轉(zhuǎn)換為所需的振動力。

由于上述探討的常用不平衡電機振動產(chǎn)生模塊的不足，各種不同的基于振動的設備、電器和系統(tǒng)的設計人員、制造商以及最終用戶都在繼續(xù)尋求更有效、性能更佳的振動產(chǎn)生模塊，應用到各種各樣消費電子、設備和系統(tǒng)中。

技術實現(xiàn)要素：

本文件涉及各種類型的振蕩共振模塊(orm)，包括線性共振振動模塊，這些模塊可以應用于各種各樣的電器、設備和系統(tǒng)中，來提供振動力。振動力由配重或構(gòu)件沿某個路線(一般是空間曲線的某一段)來回振蕩而產(chǎn)生?？刂破骺刂埔粋€或多個orm，以根據(jù)指定驅(qū)動振蕩的頻率與時間關系的orm控制曲線或控制模式產(chǎn)生驅(qū)動振蕩。驅(qū)動振蕩反過來引起安裝有一個或多個orm的設備、電器或系統(tǒng)產(chǎn)生所需的振動響應。為實現(xiàn)上述所需的振動響應，可以根據(jù)設備、電器或系統(tǒng)的已知振蕩頻率選擇和縮放控制模式。

附圖說明

附圖1a-b所示為常在各種不同設備中用于產(chǎn)生振動的不平衡電機。

附圖2a-b所示為由附圖1a-b所示的不平衡電機產(chǎn)生的振動運動。

附圖3圖示了各種不平衡電機的振動力與頻率對照圖。

附圖4a-d部分地圖示了本文中“振蕩共振模塊”短語的含義。

附圖5a-g圖示了一種特殊的orm。

附圖6a-b圖示了一個h橋開關，它可以在各種orm中用于改變應用于線圈的電流方向，從而驅(qū)動orm內(nèi)來回振蕩。

附圖7提供了附圖5a-g所示orm的框圖。

附圖8a-c提供了cpu執(zhí)行的、用以控制orm運行的控制程序的控制流程圖。

附圖9圖示了orm和orm控制程序不同實現(xiàn)方法能夠?qū)崿F(xiàn)的頻率與振動力的范圍。

附圖10給出了不平衡電機和orm通過運行可以實現(xiàn)的振幅/頻率空間與該空間中的各個區(qū)域的關系圖。

附圖11-18所示為orm的各種不同可選實施例。

附圖19所示為附圖17所示orm優(yōu)化處理后的實施例。

附圖20所示為第一線圈層。

附圖21所示為第二線圈層。

附圖22a所示為具有兩層線圈層的定子的橫截面。

附圖22b所示為具有四層線圈層的定子的橫截面。

附圖22c所示為具有兩層線圈層的定子的橫截面。

附圖23a圖示了驅(qū)動力垂直于基板表面的電機。

附圖23b圖示了磁電樞處于上升位置的電機。

附圖23c所示為磁電樞處于下降位置的電機。

附圖24a-d提供了與振蕩相關的各種物理和數(shù)學概念的示意圖。

附圖25所示為利用orm產(chǎn)生振動的一般設備、電器或系統(tǒng)的框圖。

附圖26a-b所示為設備或系統(tǒng)內(nèi)的多個共振頻率。

附圖27提供了上述附圖25所討論的含orm的一般設備的示例性共振頻率表。

附圖28a-c圖示了orm控制方案與共振頻率組合，以產(chǎn)生振動響應的方法。

附圖29所示為可通過一般設備內(nèi)的控制邏輯應用到orm的一些控制模式的例子。

附圖30所示為可用于附圖25所示一般設備的示例性振動類型表。

附圖31-36提供相關控制流程圖用于說明上述附圖25所討論的一般設備中用于產(chǎn)生物理設備或系統(tǒng)的振動模式或振動響應的控制邏輯。

附圖37a-d所示為orm的脈沖寬度調(diào)制控制。

附圖38a為從初始時間ti3804到最終結(jié)束時間tf3806內(nèi)涉及到恒壓信號3802的控制模式。

附圖38b所示為orm的實際振動響應。

附圖39所示為附圖38a所示原始控制模式的修改版，修改后，使其在時間間隔ti到tf內(nèi)更接近所需的恒幅振蕩。

附圖40a-40f圖示了各種orm可包含的兩種機械控制功能：移動式機械止動器和機械防誤裝置。

附圖41提供可存儲的示例信息，用以根據(jù)本文件公開的方法和考慮因素，更準確地控制orm。

附圖42所示為上述附圖36所討論的例程“產(chǎn)生振動”的可選實施例。

具體實施方式

本文件涉及各種振蕩共振模塊(orm)，包括線性共振振動模塊(“線性orm”)，這些模塊可以應用于各種不同類型的電器、設備和系統(tǒng)中，來提供振動力。orm通過orm內(nèi)的配重或組件沿空間曲線某一段振蕩，從而產(chǎn)生振動力，而不是不平衡旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，這一點與不平衡電機相同。orm振動誘導運動的振蕩特性有效解決了不平衡電機的許多相關問題。將orm與反饋控制結(jié)合在一起，使orm產(chǎn)生的驅(qū)動頻率接近于使用了orm的設備的共振頻率，最優(yōu)化相對于orm產(chǎn)生的振幅和振動頻率的功耗，并最大化設備的振動能量。orm內(nèi)的振蕩可轉(zhuǎn)化為orm產(chǎn)生的高定向驅(qū)動力，驅(qū)動安裝有orm的電器或設備內(nèi)的振動響應。本文件分三個部分，第一部分介紹各種orm，第二部分討論orm控制器，第三部分介紹本文件涉及的orm控制的準確方法。

orm

附圖4a-d部分地圖示了本文中“振蕩共振模塊”短語的含義。與常用于產(chǎn)生振動驅(qū)動電器中的振動的上述不平衡電機不同，振蕩共振模塊包含配重或質(zhì)量，可沿著某個路線來回振蕩。此路線可以是線性路線、線段，但是一般情況下，可以是空間曲線的任何一段。附圖4a圖示了線性振蕩共振模塊的操作。在第一個圖402中，它標示了時間“0”，線性orm為在時間0(附圖4a中的404)時的情況，其中，質(zhì)量或配重406對中在被兩個止動器410和412限制的線性路線408內(nèi)。當激活線性orm時，配重開始移至左側(cè)，如圖414所示。盤狀質(zhì)量406內(nèi)的小箭頭415指示移動方向。此質(zhì)量繼續(xù)移動，如圖416所示，直到質(zhì)量碰到左側(cè)止動器410，在這一點上，質(zhì)量的行走方向反轉(zhuǎn)，質(zhì)量開始往相反方向回移，如圖418所示。在圖419和420中，在時間間隔4和5期間，質(zhì)量繼續(xù)向右行走。在時間6時，如圖421所示，質(zhì)量碰到右側(cè)止動器404并反轉(zhuǎn)方向，向右回移，如圖422所示。橢圓424表示在線性orm運行期間，此過程無限延續(xù)下去。此質(zhì)量沿線性路線來回振蕩。振蕩周期和最大振幅一般可以由輸入到orm的控制信號進行控制。

附圖4b給出了配重沿圓持續(xù)邏輯運動與配重在線性orm內(nèi)的實際線性運動的映射關系，具體參考附圖4a。在附圖4b中，配重的位置在圓430上。在時間0時，即點432，配重位置(圓430內(nèi)的虛線434和實線436)垂直映射到圓下方所示線性路線440上的中心點438。只要線性orm運行，配重的位置就可以以逆時針方向驗證圓行走，如虛線圓箭頭442所示。在時間1時，即圓430的點444，質(zhì)量的位置通過垂直虛線446映射到線性路線440的點448。在時間2時，即點450，線性路線440上質(zhì)量的位置即點452。在時間3時，即沿圓的點454，質(zhì)量的位置還是點448。因此，當沿圓分布的質(zhì)量位置從點444移到點454，質(zhì)量的移動方向反轉(zhuǎn)，且質(zhì)量繼續(xù)以與原始移動方向相反的方向移動。線性路線440下方的小水平箭頭，即箭頭456所示為每一對相鄰時間點之間的線性orm的質(zhì)量的線性運動。因此，可以使用質(zhì)量繞圓做邏輯旋轉(zhuǎn)描述質(zhì)量在線性orm中的來回振蕩。如果圓的半徑為1，則沿實際行走路線的質(zhì)量在時間t時的位置x可以表示為：

其中，ω是代表質(zhì)量繞圓移動的點的角速度。

附圖4c所示為一般空間曲線段路線。附圖4c所示為在三維卡迪爾坐標系462中的空間曲短線段460。振蕩共振模塊(orm)的配重或質(zhì)量可沿著空間曲線段路線來回振蕩。在附圖4c458的第一個圖中，配重或質(zhì)量沿路線從左移到右，如小曲線箭頭所示，例如曲線箭頭460。如附圖4c中的第二個圖462所示，一旦配重或質(zhì)量到達空間曲線段的左端，會逆轉(zhuǎn)方向并移到左側(cè)。如附圖4c中的第三個圖464所示，一旦配重或質(zhì)量到達空間曲線段的左端，會再次逆轉(zhuǎn)方向并移到右側(cè)。橢圓466表示當orm運行時，繼續(xù)來回振蕩。orm內(nèi)配重的空間曲線段路線由orm的物理實現(xiàn)和運行進行定義。

附圖4d所示為orm的配重或質(zhì)量所振蕩的另外兩個示例路線。第一個路線是一個圓弧470，第二個路線是一個部分橢圓弧形路線472。如上所述，orm還有許多其他不同類型的空間曲線段路線。

附圖5a-g圖示了一種特殊的orm。附圖5a-g均使用相同的圖示約定，下文結(jié)合附圖5a進行討論。orm有一個筒形機匣502，內(nèi)部有一個實心、筒形質(zhì)量504或配重，可以沿著筒形機匣或管502內(nèi)的內(nèi)部空心筒形室506做線性移動。此配重是一塊磁鐵，在所述的實施例中，極性使用“+”和“-”表示，配重504右側(cè)使用“+”號510表示，左側(cè)使用“-”號512表示。筒形室506兩端蓋有兩個磁盤514和516，極性使用“+”號518和“-”號519表示。盤狀磁鐵514和518在磁性的作用下，方向與配重504的磁性取向相反，這樣一來，當配重移到筒形室的最左側(cè)或最右側(cè)時，筒形室左端或右端的其中一個盤狀磁鐵會阻擋配重前進。換言之，盤狀磁鐵的作用非常像彈簧，可方便配重減速和反轉(zhuǎn)配重的運動方向，也可以最小化或防止配重和關閉筒形室的端蓋的機械沖擊力。最后，導電線圈520圍繞在筒形機匣或者管502接近筒形機匣中點的位置。

附圖5b-g所示為附圖5a所示orm的操作。當電流應用到第一個方向522的線圈520時，平行于筒形室軸線的方向上產(chǎn)生對應的磁力524，加速配重504在磁力524方向上的移動。當配重到達位于或接近對應盤狀磁鐵514的點時，如附圖5c所示，在相反方向產(chǎn)生盤狀磁鐵514和配重504,526相互排斥造成的磁力，降低配重的速度，并逆轉(zhuǎn)其方向。當配重逆轉(zhuǎn)方向時，如附圖5d所示，在與線圈520相反的方向530應用電流，在與附圖5b所示磁力方向相反的方向上形成磁力532，加快與附圖5b加速的配重的方向相反的方向上的配重504的運行速度。如附圖5e所示，然后，配重右移，如附圖5f所示，直到配重減速，停止，然后在盤狀磁鐵516的排斥作用下在相反方向加速。然后，在相同方向534上，如附圖5b所示，往線圈520應用電流，加速實心筒形質(zhì)量在與附圖5b同一方向的運動。因此，通過將磁場與變換應用到線圈的電流的方向而產(chǎn)生的快速極性換向相結(jié)合，以及通過配重磁鐵與中空筒形室每一端的盤狀磁鐵之間的排斥力，配重在筒形機匣502內(nèi)來回振蕩，在筒形室的端部傳遞導向力，在到達止動點時逆轉(zhuǎn)方向。

顯然，振動幅度和orm內(nèi)產(chǎn)生的振動力的其他特征與配重振蕩所在的中空筒形室的長度、應用到線圈的電流、配重的質(zhì)量、線圈產(chǎn)生的配重的加速度和整個orm的質(zhì)量有關。所有這些參數(shù)基本上都是orm的設計參數(shù)，因此，orm具有非常大的振幅設計范圍。

實心筒形質(zhì)量的振蕩頻率由應用到線圈的電流方向的變換頻率決定。附圖6a-b圖示了一個h橋開關，它可以在各種orm中用于改變應用于線圈的電流方向，從而驅(qū)動orm內(nèi)來回振蕩。附圖6a-b均使用相同的圖示約定，下文結(jié)合附圖6a進行討論。h橋開關接收定向信號d602和直流(dc)電源604。方向控制信號d602控制四個開關606-609，如附圖6a所示的晶體管。當輸入控制信號d602較高或“1”時，如附圖6a所示，開關608和609合上，開關606和607打開，因此，電流按照曲線箭頭(若曲線箭頭610)所示，向左從電源輸入604流至接地612，通過線圈614。當輸入控制信號d較低或“0”時，如附圖6b所示，通過線圈的電流方向反轉(zhuǎn)。如附圖6a-b所示，h橋開關只是用于快速變換orm線圈內(nèi)電流方向的各種不同電氣和機電開關的其中一個例子。

附圖7提供了附圖5a-g所示orm的框圖。除了附圖5a所示的筒形機匣、線圈和內(nèi)部組件之外，orm還包括電源、用戶界面(一般包括機電按鈕或開關)、h橋開關(上述結(jié)合附圖7a-b討論的開關)、中央處理器(cpu)(一般是一個小型低功率微處理器)和一個或多個機電傳感器。所有這些組件封裝在一起，構(gòu)成基于振動的電器、設備或系統(tǒng)內(nèi)的orm。

如附圖7所示，orm700由cpu微處理器702執(zhí)行的控制程序進行控制。所述微處理器可能包含足夠容量的板載存儲器，可以存儲此控制程序和執(zhí)行此控制程序期間所需的其他數(shù)據(jù)，或者，可以耦合到低功率存儲器芯片704或閃存，用于存儲此控制程序。cpu接收共同構(gòu)成用戶界面的用戶控制706的輸入。這些控制包括各種撥盤、按鈕、開關或其他機電控制設備。例如，用戶控制可能包括一個用于選擇振動強度的撥盤(與應用到線圈的電流相對應)、一個用于選擇其中一種工作模式的開關和一個電源按鈕。用戶控制產(chǎn)生輸入到cpu708-710的信號。電源712根據(jù)需要為用戶控制714、cpu716和可選配的相關存儲器、h橋開關718以及一個或多個傳感器732(如有必要)提供電源。電源應用到各組件的電壓和電流可能因組件的運行特征和要求而異。h橋開關720接收來自cpu的控制信號輸入d722。電源712接收來自cpu的控制輸入724，用于控制饋入h橋開關718的電流，并傳輸?shù)骄€圈726。cpu接收來自一個或多個機電傳感器732的輸入730，機電傳感器產(chǎn)生對應于線性振蕩質(zhì)量734當前產(chǎn)生的振動強度的信號。傳感器可包括一個或多個加速計、壓電器件、壓力感測設備、或其他可產(chǎn)生對應于所需振動力強度的信號的傳感器。

附圖8a-c提供了cpu執(zhí)行的、用以控制orm運行的控制程序的控制流程圖。附圖8a提供高級控制程序的控制流程圖。用戶在步驟802中通過電源按鈕或其他用戶控制調(diào)用接通電源事件，此程序開始執(zhí)行。在步驟802中，各種本地變量設置為默認值，包括以下變量：(1)mode，表示設備的當前工作模式；(2)strength，與當前用戶選擇的操作強度，與應用于線圈的電流相對應的數(shù)值；(3)lvl0，之前感測的振動強度；(4)lvl1，當前感測的振動強度；(6)freq，線圈中電流方向變換的當前頻率；(6)d，h橋開關的控制輸出；和(7)inc，表示頻率當前增加的布爾值。接下來，在步驟804中，控制程序等待下一個事件。剩余步驟表示一個連續(xù)執(zhí)行的閉環(huán)，或者事件處理程序，發(fā)生的每個事件均由控制程序合理處理。在控制程序的某些實施例中，可通過類似中斷的機制啟動這些事件，并堆疊執(zhí)行，而在較為原始的實施例中，可以忽略或放棄時間上重疊的某些事件。在附圖8a-c圖示的實施例中，使用了兩個計時器，一個用于以當前確立的頻率控制應用到線圈的電流方向的變換，另一個用于管理控制程序監(jiān)視當前產(chǎn)生的振動力的監(jiān)視間隔。某些實施例可以簡單地使用計數(shù)閉環(huán)或其他簡單的編程方法來定期執(zhí)行這些任務，而不使用正式的計時器機制。當發(fā)生事件時，控制程序開始執(zhí)行一系列任務，第一個任務就是條件性步驟806指出的任務，即，確定發(fā)生的事件并合理處理該事件。當頻率計時器到期后，如步驟806所確定的，輸出信號d的值在步驟808中翻轉(zhuǎn)，并輸出到h橋開關，頻率計時器復位，以觸發(fā)下一個頻率相關事件。頻率計時器間隔由變量freq的當前值決定。否則，當事件是步驟810確定的監(jiān)視時間到期事件時，則要在步驟812中調(diào)用例程“monitor”。否則，當事件對應于步驟814確定的通過用戶界面更改用戶輸入時，則要在步驟816中調(diào)用例程“control”。否則，當事件為步驟818確定的由于用戶禁用電源按鈕而導致的關機事件時，則控制程序會在步驟820中合理關閉設備電源，并在步驟822終止控制程序。任何可能發(fā)生的其他各種事件由默認事件處理程序824進行處理。這些事件可包括設備運行期間產(chǎn)生的各種錯誤條件。

附圖8b提供了在附圖8a的步驟812中調(diào)用的例程“monitor”的控制流程圖。在步驟830中，例程“monitor”將傳感器輸入轉(zhuǎn)換為表示orm產(chǎn)生的當前振動力的整數(shù)，并將整數(shù)值存儲在變量lvl1中。接下來，在步驟832中，例程“monitor”確定orm當前是否在默認模式下工作。在默認模式下，orm通過以盡可能接近orm共振頻率的頻率，連續(xù)尋求操作orm，使用連續(xù)反饋控制以優(yōu)化orm產(chǎn)生的振動力。此外，更為復雜的工作模式可以由附圖8b中步驟834表示的各種較為復雜的例程進行處理。更為復雜的振動模式可系統(tǒng)和/或定期地改變頻率，或者產(chǎn)生各種復雜、多組分的振動模式，以用于某些應用、電器、設備和系統(tǒng)。這些較為復雜的模式取決于應用，將不會在控制流程圖中詳細介紹。如果工作模式為默認模式，即，控制程序?qū)で髢?yōu)化設備產(chǎn)生的振動力，在步驟836中，例程“monitor”將會確定本地變量inc是否設置為true。如果是這樣，控制程序當前會提高設備工作頻率，以獲取共振頻率。根據(jù)步驟838確定的，當lvl1大于lvl0時，則說明最近已通過提高頻率來增加振動力，因此，在步驟840，例程“monitor”會再次提高頻率，并對應地復位頻率計時器。否則，根據(jù)步驟842確定的，當lvl1小于lvl0時，則控制程序已將頻率提高，超過共振頻率，因此，在步驟844中，控制程序會降低頻率，將變量inc設定為false，并對應地復位頻率計時器。按同樣方法，根據(jù)步驟836確定的，當變量inc的初始設置為false時，且根據(jù)步驟846確定的，當lvl1大于lvl0，在步驟848中，例程“monitor”會減小存儲在變量freq中的值，并復位頻率計時器。否則，根據(jù)步驟860確定的，當lvl1小于lvl0時，則在步驟862中，例程“monitor”會增加存儲在變量freq中的值，將變量inc設置為true，并復位頻率計時器。最后，在步驟864中，lvl1中的值轉(zhuǎn)移到lvl0，并復位監(jiān)視計時器。

附圖8c提供在附圖8a的步驟816中調(diào)用的例程“control”的控制流程圖。用戶控制發(fā)生變更時會調(diào)用此例程。在步驟860中，變量mode和strength設置為當前選擇的模式和振動強度，由用戶界面中控制功能的當前狀態(tài)表示。接下來，在步驟862中，例程“control”計算與當前選擇的、存儲在變量strength中的強度相對應的輸出值p，并將值p輸出到電源，使電源將合適的電流輸出到線圈。最后，在步驟864中，例程“control”計算新監(jiān)視計時器間隔，并據(jù)此復位監(jiān)視計時器。

結(jié)合附圖8a-c描述的控制程序是可執(zhí)行的控制程序的眾多不同實施例的一個例子，它取決于orm的要求、特定orm的參數(shù)和固有特征、接收自特定用戶界面的控制輸入類型、電源性質(zhì)以及orm所實施的工作模式的類型。

附圖9圖示了orm和orm控制程序不同實現(xiàn)方法能夠?qū)崿F(xiàn)的頻率與振動力的范圍。附圖9的軸與附圖3所示圖表的軸相同。但是，與附圖3不同，附圖9包括許多不同曲線，例如曲線902，每條曲線代表可從特定orm實施例獲取的振動力和頻率。這里再次說明一下，orm一般至少有一個共振頻率，這是orm各種成分的幾何和重量特征，每個orm會自然而然地在接近于此共振頻率的頻率下工作，以實現(xiàn)最佳振動力。因此，在所有可能的實施例范圍內(nèi)，即便是頻率和振動力范圍相對較小，例如不平衡電機，orm也可以在大振動頻率范圍內(nèi)得到所需的振動力，在大振動力范圍內(nèi)可以實現(xiàn)所需振動頻率。或許從附圖10中可以很好地看清對比。附圖10給出了不平衡電機和線性orm通過運行可以實現(xiàn)的振幅/頻率空間與該空間中的各個區(qū)域的關系圖?？梢岳貌黄胶怆姍C使振幅/振頻組合大體控制在振幅/振頻空間內(nèi)的交叉影線方形區(qū)域1002以內(nèi)。通過對比，可以設計和實現(xiàn)線性orm，使振幅/振頻組合在曲線1004下方。因此，相比不平衡電機實際獲取的工作頻率，線性orm可以實現(xiàn)高得多的工作頻率，相比手持設備及其他常見設備和系統(tǒng)中使用的相對低功率不平衡電機可以實現(xiàn)的振幅和振動力，線性orm實現(xiàn)的振幅和振動力明顯高得多。而且，當需要較大的振動力時，由于電機內(nèi)會產(chǎn)生破壞力，所以平衡電機一般不切實際或不可行。一般而言，當前可用的振動模塊一般以固定振幅和/或固定頻率工作，相比之下，單一實現(xiàn)的線性orm可以進入大得多的振幅/振頻空間，這些內(nèi)容將在下文詳細介紹。

附圖11-18所示為orm的各種不同可選實施例。附圖11為類似于上述結(jié)合附圖4a討論的orm的示意圖。須注意的是，可以選擇使用機械彈簧取代端部磁鐵1102和1104?？梢允褂脗鹘y(tǒng)的金屬螺旋彈簧或者使用可壓縮耐用材料制成的彈簧，或受壓時可恢復其初始形狀的機械設備。須注意的是，配重和室的橫截面可以是筒形的，如上述附圖5a所示，或者可以是其他形狀，例如矩形或六邊形橫截面。

附圖12所示為類似的實施例，其中活動質(zhì)量1202安裝有控制器和電源。在此實施例中，活動質(zhì)量1202的相對質(zhì)量和orm的其他組件得到優(yōu)化，進而最大化特定功耗水平下產(chǎn)生的振動力。

附圖13所示為可選orm。在此可選實施例中，活動質(zhì)量安裝了額外的線圈1302和1304，機匣的某個固定位置安裝對中磁鐵或線圈1306，這樣一來，當應用到線圈1302和1304的電流方向發(fā)生變化時，會產(chǎn)生振蕩旋轉(zhuǎn)力，導致可移動配重在垂直于筒形室軸線的平面上振蕩，以及在筒形室的方向上呈線性振蕩。

附圖14所示為采用了多個電磁線圈的orm。在附圖14中，兩個線圈1402和1404分別布設在機匣的兩個不同位置上。第一個線圈1402可用于帶動活動質(zhì)量1406呈線性振蕩，而第二個線圈可以激活，以縮短活動質(zhì)量線性振蕩的筒形室的長度，本質(zhì)上作為第二個排斥磁鐵。在orm的此實施例中，活動質(zhì)量可以至少兩個不同振幅呈線性振蕩，具體取決于第二個線圈1404是否激活來排斥活動質(zhì)量。此外，可以利用兩個線圈中更為復雜的電流倒向模式，來產(chǎn)生復雜的活動質(zhì)量多組分振動模式。

當機匣完全封閉時，筒形室內(nèi)的空氣會抑制活動質(zhì)量的振蕩。可通過在活動質(zhì)量側(cè)面布設通道，讓空氣從活動質(zhì)量的一側(cè)流到另一側(cè)，借助活動質(zhì)量的通道、或者在機匣上留一些開孔，讓空氣進出機匣，將此抑制效應降到最低。此外，可以在筒形室內(nèi)采用不同流體或液體，改變當活動質(zhì)量線性振蕩時流體和氣體移位產(chǎn)生的抑制效果。

附圖15所示為本文所述的線性共振振動模塊的可選orm實施例，它依靠柱塞線性振蕩來產(chǎn)生振動。柱塞1502布設在與orm主機匣1504長軸正交的活動式組件軌道上，可滑動，而主機匣內(nèi)包括電源、微控制器和其他控制組件。柱塞周圍圍繞著或包括吸附的驅(qū)動磁鐵1506，并尋求與安裝在機匣內(nèi)的對中磁鐵1508相對齊。往兩個驅(qū)動線圈1512和1514的其中一個應用電流，可強制驅(qū)動磁鐵脫離平衡位置，如附圖15所示。通過快速切換應用至驅(qū)動線圈的電流的方向，微控制器可以控制柱塞，使其上下線性振蕩，如箭頭1520所示。

附圖16所示為本文所述線性共振振動模塊的另一個orm實施例。在本文所述線性共振振動模塊的此實施例中，有一個彈簧狀構(gòu)件1602的一端1604夾在機匣上。驅(qū)動磁鐵1606和1608固定在彈簧狀構(gòu)件1602上，當電流在線圈1610上快速逆向時，會導致彈簧狀構(gòu)件1602以相對較高的頻率振動。

附圖17所示為類似于附圖16所示orm的另一個orm。在此orm中，彈簧構(gòu)件1702延長，提供一個外部按摩臂1704從機匣伸出，以提供一個線性振蕩按摩腳構(gòu)件1706，用于按摩人類皮膚或一些其他基板，具體取決于應用。

附圖18所示為可以加入附圖16和17所示任一個orm的機械振動調(diào)整功能。可以操縱調(diào)整螺釘1802，改變活動式彈簧夾1804的位置，彈簧夾的作用是當作彈簧狀構(gòu)件1806的活動式夾持點。向左移動活動式彈簧夾1804，如附圖18所示，可縮短彈簧狀構(gòu)件的長度，因此，往往會提高特定功耗水平下的共振頻率。相反，向右移動活動式彈簧夾，如附圖18所示，可延長彈簧狀構(gòu)件的長度，進而減小振動頻率。

附圖19所示為附圖17所示orm優(yōu)化處理后的實施例。在此實施例中，按摩腳經(jīng)過增強，包括有彈性鬃毛1902-1906，可以將按摩腳的線性振蕩傳輸?shù)饺祟惼つw或其他基板。彈性鬃毛，或擁有大量彈性鬃毛的墊子或毛刷即便工作功率非常低，也可以將振動傳輸?shù)奖砻妫鴦傂曰蛘呱踔涟肴嵝园茨δ_不能克服摩擦力時，只是簡單地停止移動。

附圖20-23c所示為另外一種不同的orm。此orm的印刷電路板(pcb)內(nèi)有一個電機。此電機內(nèi)的活動和非活動組件通過電磁力實現(xiàn)相互作用，以產(chǎn)生運動。非活動組件包括產(chǎn)生磁場的定子。可以使用一個或多個線圈制成定子。在某些實施例中，使用一個或多個螺旋狀導電線路的組合，制造集成到平面基板的定子。

附圖20所示為第一線圈層。第一個線圈層2000包括一個基板2002和螺旋狀線路2004，該螺旋狀線路以順時針方向從螺旋外側(cè)繞到螺旋內(nèi)側(cè)。螺旋狀線路2004圍繞中心并覆蓋基板2002。在一些實施例中，基板2002是一個印刷電路板。線路的寬度和厚度影響最終線圈的導電性。一般而言，線路越厚越寬，電阻越低，線圈電阻越低，載流容量越高。內(nèi)徑較大的螺旋和圈數(shù)較多的螺旋做成的線圈的電感相應較高。螺旋中心有一個空心的螺旋狀線路2004的電感表示為：

其中：

r是內(nèi)核半徑，單位為英寸；

n是圈數(shù)；和

w是繞圈總寬度，單位為英寸。

最終線圈的電感可以通過改變上述參數(shù)，以及通過選擇內(nèi)核材料進行調(diào)整。

第一連接板2006和第二連接板2008端接在螺旋狀線路2004的兩端。在某些實施例中，第一連接板2006和/或第二連接板2008被安裝到一個或多個導電通孔，將第一線圈層連接到其他線圈層或基板的電路。其他連接板2010、2012、2014和2016可以提供連接點或可以加入連接多層線路的通孔。

附圖20另外圖示了大量電機元件在特定電機實施例中的布置。在螺旋狀線路2004的中心是一個圓孔2018。此圓孔為電樞2020提供空間。此電樞2020可以使用黑色金屬或磁性材料制成，向線圈層應用驅(qū)動電流時，它以基本垂直于基板2002表面的方向移動。對中彈簧2022將電樞2020保持在基板2002上的圓孔2018中，并允許垂直于基板的有限移動。

在某些實施例中，線路和連接板由導電性材料制成，例如，金屬、銅、鋁或?qū)щ姾辖稹５谝痪€圈層2000上的線路和連接板可以使用印刷電路板制造技術進行制造。在某些實施例中，基板2002層壓了鋁箔貼紙。使用一系列技術實現(xiàn)多層線圈的結(jié)構(gòu)，包括多層pcb構(gòu)造；由絕緣層隔離的層壓鋁箔貼紙和雙面pcb構(gòu)造。在某些實施例中，線路和連接板嵌在基板2002上。

附圖21所示為第二線圈層。使用與第一線圈層2000相同的方法構(gòu)建第二線圈層2100。螺旋狀線路2102以順時針方向從起始連接板2104繞到結(jié)束連接板2106。附圖20所示的線圈層在附圖21所示的線圈層上，兩個線圈層相互對齊，這樣一來，附圖20所示的第二連接板2008覆蓋附圖21所示的起始連接板2104，而附圖20所示的連接板2010對齊附圖21所示的結(jié)束連接板2106。pcb通孔形成附圖1所示第二連接板2008與起始連接板2104之間的電氣連接。當附圖20所示的第一線圈層2000與附圖21所示的第二線圈層2100按此方式連接并通電時，會增加這些層的電感。在其中一個工作模式下，從第一連接板2006開始，電流流入附圖20所示的線圈層，順時針繞線圈，進入第二連接板2008，通過通孔進入起始連接板2104，順時針進入結(jié)束連接板2106。增加額外的線圈層可增加最終線圈的總電感。其他連接板2108、2110、2112和2114提供連接點，并為連接到其他線圈層的通孔提供支持。在某些實施例中，可以使用上述類似方法，往線圈加入額外的線圈層。額外的線圈層通過絕緣層隔離，或者放在絕緣基板的對側(cè)。在某些實施例中，多層線圈在電機中用作定子。

附圖22a所示為具有兩層線圈層的定子的橫截面。第一線圈層2202和第二線圈層2204層壓在絕緣平面基板2206上，例如pcb。第一和第二線圈層2202和2204由絕緣層隔離，并通過通孔2208相互電氣連接。定子由第一連接板2210和第二連接板2212驅(qū)動。在某些實施例中，第二連接板2212使用通孔引向pcm的正面。提供一個電樞用開口2214，定子通電后，電樞會垂直于基板表面進行移動。可以使用附圖20和21所示的線圈層構(gòu)建第一和第二線圈層，或者將類似線路布局好，使線圈層繞開口2214作單方向旋轉(zhuǎn)。附圖22a所示實施例可以進一步包括額外的線圈層，層壓在平面基板兩側(cè)。

附圖22b所示為具有四層線圈層的定子的橫截面。第一正面線圈層2250和第二正面線圈層2252層壓在絕緣平面基板2254正面上，例如pcb。第一背面線圈層2256和第二背面線圈層2258層壓在絕緣平面基板2254背面上。第一通孔2260通過電氣的方式將第一正面線圈層2250結(jié)束點連接到第二正面線圈層2252的起始點。第二通孔2262通過電氣的方式將第一背面線圈層2256結(jié)束點連接到第二背面線圈層2258的起始點?；逋?264將第一正面線圈層2250結(jié)束點連接到第一背面線圈層2256的結(jié)束點。當電流進入入口連接板2266，并通過四層線圈層，電流會作單方向旋轉(zhuǎn)，直到電流從出口連接板2268退出。附圖22b所示定子的電感大約是附圖22a所示定子的電感的兩倍。

附圖22c所示為具有兩層線圈層的定子的橫截面。正面線圈層2280和背面線圈層2282層壓在絕緣平面基板2284的對側(cè)上，例如pcb。通孔2288通過電氣的方式將正面線圈層2280連接到背面線圈層2282，形成線圈，以單一方向繞在開口2290上。連接板2292和2294提供電氣觸點，使線圈連接到驅(qū)動電流。

在某些實施例中，組成定子的線圈層不會互連形成單一線圈。例如，基板通孔2264可以忽略，兩個正面線圈層2250和2252的電力驅(qū)動獨立于兩個背面線圈層2256和2258。在其他實施例中，兩個正面線圈層2250和2252相對于兩個背面線圈層2256和2258對繞。在此配置下，兩個正面線圈層在開口2270產(chǎn)生的磁場與兩個背面線圈層產(chǎn)生的磁場相反。

pcb是適合制作本文所述線圈和電機的基板?？梢允褂胮cb工藝制作pcb，其中，印刷銅層被硬心層板隔開，例如使用fr-4玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂。使用聚酰亞胺制成的pcb可以支持較高密度的線圈，且具有較高的機械靈活性。使用陶瓷制成的pcb，例如氧化鋁，具有較高的耐熱性?？梢允褂萌魏芜@些pcb材料制作上述定子。

在某些實施例中，上述線圈層經(jīng)過布置，形成一個或多個線圈，覆蓋pcb的正面和/或背面。線圈形成定子，驅(qū)動電機的電樞。

附圖23a圖示了驅(qū)動力垂直于基板表面的電機。電機2300布設在基板2302上，例如pcb。第一正面線圈層2304和第二正面線圈層2306覆蓋基板2302的正面。第一背面線圈層2308和第二背面線圈層2310覆蓋基板的背面。第一通孔2312通過電氣的方式將第一正面線圈層2304連接到第二正面線圈層2306，形成正面線圈，第二通孔2314通過電氣的方式將第一背面線圈層2308連接到第二背面線圈層2310，形成背面線圈。正面線圈接頭2316和2318提供驅(qū)動正面線圈的電力，背面線圈接頭2320和2322提供驅(qū)動背面線圈的電力。

磁電樞2324有一個北極2326和一個南極2328，它位于基板2302的開孔中，通過正面和背面線圈的中心位置。為了使磁電樞2324振動，要將第一振蕩電流應用到正面線圈接頭2316和2318，第二振蕩電流應用到背面線圈接頭2320和2322。當電機運行時，流過正面線圈的電流和流過背面線圈的電流的流向與旋轉(zhuǎn)方向相反。在某些實施例中，如果線圈是對繞的，這要通過往正面和背面線圈應用相同的振蕩電流來完成。在可選實施例中，如果線圈不是對繞的，第二振蕩電流要偏離第一振蕩電流180度。形成的振蕩磁場同步向北極2326和南極2328提供磁動勢，帶動磁電樞2324以與應用振蕩電流時的頻率成比例的頻率振動。在可選實施例中，第二正面線圈層2306通過第三導電通孔連接到第一背面線圈層2308，形成單驅(qū)動對繞定子，利用單振蕩電流驅(qū)動該定子，帶動電樞作振動運動。

磁電樞由軸向極化磁鐵制成。在一個實施例中，此磁鐵是一個釹級n-42盤形磁。要部分地根據(jù)所需的電機振動剖面來調(diào)整磁鐵的尺寸和形狀。

附圖23b圖示了磁電樞處于上升位置的電機。當?shù)谝或?qū)動電流應用到正面線圈2330時，正面線圈2330會產(chǎn)生向下的磁通量2332。在向下磁通量2332的作用下，北極2336會形成向上垂直力。由于應用了第一驅(qū)動電流，將第二驅(qū)動電流應用到背面線圈2338，然后產(chǎn)生向上磁通量2340。在向上磁通量2340的作用下，磁鐵南極2342會形成向上垂直力。在向上力的作用下，磁電樞2334上移，如附圖23b所示。

附圖23c所示為磁電樞處于下降位置的電機。當?shù)谝缓偷诙?qū)動電流的方向逆轉(zhuǎn)時，北極2360和南極2362的力逆轉(zhuǎn)。當?shù)谝荒孓D(zhuǎn)電流應用到正面線圈2364時，正面線圈2364會產(chǎn)生向上磁通量2366，并在北極2360上形成向下垂直力。當?shù)诙孓D(zhuǎn)電流應用到背面線圈2368時，會產(chǎn)生向下磁通量2370。磁電樞2372的南極2362上形成向下垂直力。在這兩種力的作用下，磁電樞2372下移，如附圖23c所示。

驅(qū)動電流交替，導致磁電樞以所選頻率垂直于基板表面進行振動。在一個實施例中，正面線圈和背面線圈相互對繞。正面和背面線圈通過導電通孔或線連接在一起，并由一個驅(qū)動電流驅(qū)動。此布置方式會導致正面和背面線圈在相反方向產(chǎn)生同時磁通量信號，這反過來會作用在磁電樞的北極和南極，帶動磁電樞振動。

在可選實施例中，采用了額外的線圈層。例如，8層pcb可以擁有四個正面線圈層和四個背面線圈層。四個正面線圈層連接，形成一個正面線圈，四個背面線圈層連接，形成一個背面線圈。在某些實施例中，正面線圈和背面線圈對繞，并由一個驅(qū)動電流驅(qū)動，具體見上文的描述。

接下來，從數(shù)學的角度介紹振蕩、共振和q系數(shù)。附圖24a-d提供了與振蕩相關的各種物理和數(shù)學概念的示意圖。通過考慮簡單、一維彈簧，可以深入了解諧波振蕩器。附圖24a所示為可在x方向伸展的彈簧。在第一圖2402中，所示彈簧是一個平衡、靜止狀態(tài)，彈簧端部的某個點或質(zhì)量2404在位置x＝0上。在第二圖2406中，彈簧沿著x方向向右拉，現(xiàn)在，質(zhì)量2404位于位置x上。眾所周知，伸展的彈簧具有勢能，會造成力fx2408指向相反方向。換言之，彈簧被釋放后，質(zhì)量將會左移，來回振蕩，最終返回圖2402所示的0位置。但是，如果彈簧無摩擦，質(zhì)量將會以類似于附圖4a-b所示線性orm的方式繼續(xù)、無限地來回振蕩。

無摩擦彈簧從數(shù)學角度可以建模為：

fx(x)＝-kx,

其中fx(x)是彈簧形成的力；

x是彈簧端部位置；和

k是力常數(shù)。

力常數(shù)k是彈簧的一個屬性，包括構(gòu)成彈簧彈性、壓縮性和其他物理特征的所有參數(shù)。在較為復雜、現(xiàn)實的情況中，有許多不同的因素會影響諧波振蕩器相關力常數(shù)，包括與物理設備或模塊內(nèi)其他諧波振蕩模式的交互。

附圖24a所示彈簧系統(tǒng)的勢能可建模為：

其中，u(x)是彈簧系統(tǒng)的勢能。

根據(jù)牛頓第二定律，彈簧伸展或壓縮時形成的力的方程可以表示為一個簡單、二階微分方程：

其中m＝振蕩器的質(zhì)量；和

此微分方程可以簡化為：

其中

以一種方式，此簡單、二階微分方程的通解為：

x(t)＝c1e^iωt+c2e^-1ωt.

在此方程中，c1和c2為通過特定彈簧系統(tǒng)初始條件確定的任意常數(shù)。此解可以徹底改為：

x(t)＝b1cos(ωt)+b2sin(ωt),

其中,b1＝c1+c2；和

b2＝i(c1-c2)

此解的最終，或許是最佳形式為：

x(t)＝re[ae^i(ωt-δ)],

其中，ae^-iδ＝b1-ib2＝c.

在此方程中，a是振蕩幅度，ω是振蕩角速度(具體見附圖24b的討論)，δ是初始相位偏移。此最終表達式描述了旋轉(zhuǎn)與線性諧波振蕩的映射關系，具體見附圖4b以及附圖24b的討論，其中，注釋摘自此微分方程的解的最終表達式。

如上所述，無摩擦彈簧從伸展位置釋放后將繼續(xù)無限振蕩。但是，在實際系統(tǒng)中，阻力是不可避免的，例如摩擦力，會抑制振蕩，以至于隨著時間的推移，振蕩幅度會降低，最終停止振蕩。這種較為復雜、更為現(xiàn)實的場景可以通過在二階微分方程加入阻力項進行建模：

其中–bx是阻力；和

按以下方法定義幾種新常數(shù)：

和

并求解上述轉(zhuǎn)換后的二階常微分方程，獲取以下結(jié)果：

x(t)＝ae^-βtcos(ω1t-δ)

其中，β＜ω0；和

如上所述，當阻尼常數(shù)β的值小于固有頻率ω0的值時，系統(tǒng)阻尼不足，振蕩幅度呈非線性下降，如附圖24c所示。當β大于ω0時，系統(tǒng)阻尼過大，在這種情況下，只會發(fā)生單一振蕩，如附圖24d所示。

多數(shù)物理系統(tǒng)受到機械擾動時，會偏離平衡狀態(tài)，以一個或多個固有頻率進行振蕩。在orm中，電機用于持續(xù)擾動系統(tǒng)，以驅(qū)動orm振蕩和產(chǎn)生振動。安裝了orm的設備在orm產(chǎn)生的驅(qū)動振動作用下開始振動。在這種情況下，orm會提供外部驅(qū)動力f(t)，來驅(qū)動安裝有orm的設備的連續(xù)振蕩。可以通過以下方程表示外部力驅(qū)動線性振蕩器：

其中f(t)是外部驅(qū)動力。

定義如下：

數(shù)學模型變?yōu)椋?/p>

此表達式的解為：

x(t)＝acos(ωt-δ)

f(t)＝f0cos(ωt)；

其中，和

在此表達式中，常數(shù)ω是驅(qū)動力的驅(qū)動頻率，略小于固有頻率ω0。從振幅的平方(與振動能量成比例)的表達式可以看出，當此表達式的分母是一個接近于0的值時，此振幅最大?？梢酝ㄟ^改變物理設備，來改變固有頻率ω0，而外部驅(qū)動力頻率保持不變ω，或者通過改變驅(qū)動頻率ω，而固有頻率ω0保持不變來最大化此表達式。當ω0變化，ω保持不變時，當ω0＝ω時，a最大；當ω變化，ω0保持不變時，當時，a最大。這就是“共振”一詞出現(xiàn)的地方。共振頻率指的是幅值a最大時的頻率。由此可以看出，這一般在電機或其他機械力輸入機制的驅(qū)動頻率接近或等于物理系統(tǒng)的固有頻率ω0時出現(xiàn)?？梢允褂霉逃蓄l率和阻尼系數(shù)表示品質(zhì)因數(shù)q，如下：

這是最大值一半時振幅峰值的寬度與固有頻率ω0的比的倒數(shù)。

orm控制器

附圖25所示為利用orm產(chǎn)生振動的一般設備、電器或系統(tǒng)的框圖。振動在人、動物或物體中的應用并不少見，用途也各種各樣，包括臨床治療，此外，它還可以提供觸覺反饋，例如手機振動、振動通知或振動通信。因此，本文介紹各種不同應用中，或者大型設備和系統(tǒng)中所用常見orm設備或系統(tǒng)的特定功能。在附圖25中，設備、電器或系統(tǒng)用外矩形2502表示。此設備包括四個orm2504-2507。orm可以是任何類型，包括上文討論的orm。一般而言，orm將輸入能量(例如電流)轉(zhuǎn)換為機械振動。此設備還包括多個振動傳感器2510-2511。振動傳感器類型多種多樣，包括測量一個、兩個、三個不同正交方向加速度的壓電加速度計。其他類型的傳感器可包括附于活動線圈的薄膜，當薄膜振動時，活動線圈會產(chǎn)生電子信號，這類似于反向揚聲器。除此之外，此設備或系統(tǒng)包含一個控制器2516。此控制器包括orm控制邏輯2418，可以傳輸控制信號，在某些情況下，可以傳輸電氣信號，用于接通orm的電源。當控制器2516是一個處理器或者處理器控制的控制器子系統(tǒng)，orm控制邏輯可以實現(xiàn)為一系列的處理器指令。在許多orm設備和系統(tǒng)中，控制器會訪問某個類型的電子存儲器2520，此存儲器存儲著處理器指令和實現(xiàn)orm控制邏輯2518的其他類型的數(shù)據(jù)。附圖25未顯示各種標配組件和信號線，包括電源和電源傳輸電路、顯示屏、按鈕、其他用戶界面相關組件以及特定設備才有的其他類型的邏輯和邏輯控制組件，例如手機內(nèi)的收發(fā)器和通信子系統(tǒng)。一組雙頭箭頭(例如雙頭箭頭2522)表示除了orm以外，控制器還可以控制設備或系統(tǒng)許多其他組件和功能的事實。

在前面有關振蕩、振動和共振的討論中，給出了一維諧波振蕩的簡易數(shù)學模型。但是，在一般含有orm設備或系統(tǒng)中，可能有多個orm，激活時會產(chǎn)生極其復雜的三維空間振動。各個orm的振動模式可以結(jié)合在一起，產(chǎn)生大量的復雜的空間振動模式。這些振動模式的物理特征可能高度依賴準確的幾何形狀、重量和平衡和機匣的材料類型，以及特定設備或系統(tǒng)的內(nèi)部組件。為此，設備或系統(tǒng)可能有大量不同的固有共振頻率。

附圖26a-b所示為設備或系統(tǒng)內(nèi)的多個共振頻率。附圖26a所示為振動能或振幅的平方與頻率的關系圖。垂直軸表示能量和振動2602，而水平軸表示振動頻率2604。曲線2606顯示大量不同的振動能峰2610-2615。這些頻率軸2604上的峰的高度和位置可能隨著orm組件振動的設備或系統(tǒng)的物理特征的細微變化而出現(xiàn)巨大變化。

附圖26b所示為更為復雜的振動響應圖。在附圖26b所示的圖中，振動響應使用曲面2620表示。測量得到的振幅或振動能在三維卡迪爾坐標系中形成曲面2620，坐標系包括x方向振動頻率軸2522、y方向頻率軸2624和振動能軸2626。獲取振動響應曲面2620的設備或系統(tǒng)包括兩個orm，其中一個產(chǎn)生x方向的振動，另一個產(chǎn)生y方向的振動。兩個orm可以獨立控制，以不同頻率產(chǎn)生相應方向的振動。振動能曲面2620下方的x,y平面2628代表設備或系統(tǒng)內(nèi)兩個orm可能產(chǎn)生的所有可能x方向振動頻率和y方向振動頻率。如附圖26b所示，曲面包括三個局部振動能極大值2630-2632。這三個局部極大值各與x方向頻率和y方向頻率分量2634有關。因此，在附圖26b所示的情況下，就兩個orm工作頻率而言，在設備或系統(tǒng)內(nèi)兩個不同方向產(chǎn)生振動的兩個orm可以產(chǎn)生復雜的振動響應曲面。根據(jù)orm的類型和數(shù)量，在較高維度的頻率空間，振動響應可以是超維度曲面。但是，在所有情況下，就設備或系統(tǒng)驅(qū)動各個orm的頻率而言，設備或系統(tǒng)一般都有一些特征性共振頻率，來表示最大振動能或振幅。一般而言，共振頻率的數(shù)量等于設備、電器或系統(tǒng)中的振動自由度數(shù)量。

通過測量傳感器輸出獲取的設備或系統(tǒng)的振動響應可以用于確定設備或系統(tǒng)的固有共振頻率及制作表格。附圖27提供了上述附圖25所討論的含orm的一般設備的示例性共振頻率表。共振頻率表2702的每一行(例如行2704)表示一般設備的振動響應中的局部極大值或峰值。在附圖27所示的示例表中，每個峰值都具有x2706/y2707和z2708方向的幅值、峰值ω2710表示的振動頻率以及orm控制邏輯2712-2715驅(qū)動的四個orm的頻率。因此，為了在設備任何共振頻率下實現(xiàn)一般設備的最大振動能，要在該共振頻率對應的控制頻率下驅(qū)動orm。

附圖28a-c圖示了orm控制方案與共振頻率組合，以產(chǎn)生振動響應的方法。附圖28a所示為簡單設備的振動響應，設備的振動由單個orm刺激。有一個單一固有頻率ω12802與振動能和頻率的振動頻率圖中的振動能峰值2804相對應。附圖28b所示為orm產(chǎn)生的振蕩頻率與時間關系圖，時間間隔代表orm控制方案。在附圖28b中，垂直軸2810表示orm控制輸入驅(qū)動orm的頻率，而水平軸2812表示時間?？刂魄€2814表示，orm在初始時間周期2816內(nèi)受非線性驅(qū)動，接近安裝有orm的設備的固有頻率ω12818。在時間tf2820的終點上，orm輸入中斷。附圖28c所示為當orm根據(jù)上述附圖28b所示的控制曲線2814運行時，安裝有orm的設備的振動響應曲線。如振動響應曲線2822所示，在啟動控制方案后，發(fā)生可感知的設備振動前，有一個初始時滯2824，即時間ti2826。由于orm受控，接近和等于設備的固有頻率ω1，所以振動能或振幅從此點開始急劇增加。在時間tf2820上，由于orm不再被驅(qū)動，所以，設備的振動能相對急劇下降。但是，振動能不會立即降到0，而是在控制曲線中，orm停止被驅(qū)動后經(jīng)過一小段時間2828。

上述一般設備有一個存儲器，可以存儲orm控制邏輯控制的orm的各種控制方案或控制模式。附圖29所示為可通過一般設備內(nèi)的控制邏輯應用到orm的一些控制模式的例子。示例模式包括線性上升和下降模式2802、指定時期內(nèi)恒定控制2904和振蕩控制2906?？赏ㄟ^模式的時長2908和orm的最大輸入2910將這些模式參數(shù)化。對于某些orm，輸入可以指定為電流或電壓。其他orm可通過數(shù)字控制信號進行控制，其中，數(shù)字編碼命令要傳輸?shù)給rm。控制模式可以從時間和頻率這兩個方面按比例縮放，以得到形式類似、但是最大振幅和時期不同的orm的各種等效振動響應。

一系列可縮放控制模式(如附圖29所示的控制模式)和共振頻率表(如附圖27所示的共振頻率表)可以用于生成不同振動類型的表格，可以根據(jù)縮放控制模式，通過控制設備內(nèi)的orm，生成一般設備的不同振動類型。附圖30所示為可用于附圖25所示一般設備的示例性振動類型表。表的每一行(例如行3004)表示通過控制控制設備內(nèi)的orm可以在一般設備內(nèi)產(chǎn)生的不同振動類型。例如，手機可以使用各種不同的觸覺振動信號來向手機用戶提示許多不同類型的事件。每個不同振動信號對應一個不同振動類型。每個振動類型具有振動類型標識符3006、振動幅度范圍3008、振動基準時長3010以及控制模式和orm3012-3015的模式的縮放參數(shù)等特征。每個振動類型可以在幅度范圍內(nèi)縮放，也可以縮放得到所需時長。

通過使用外部或內(nèi)部傳感器，將包含orm的物理設備或系統(tǒng)的固有共振頻率特征化，可以基于共振頻率和一系列orm控制模式，匯編物理設備或系統(tǒng)的大量不同振動響應。在可選振動控制方法中，可以即時計算不同類型的振動響應，而不是基于一系列控制模式進行制表。但是，在所有情況下，將設備或系統(tǒng)內(nèi)所含orm振動的設備或系統(tǒng)的共振頻率特征化是通過orm控制產(chǎn)生可預測振動響應的一個必要步驟。

附圖31-36提供相關控制流程圖用于說明上述附圖25所討論的一般設備中用于產(chǎn)生物理設備或系統(tǒng)的振動模式或振動響應的控制邏輯。附圖31所示為附圖25所示物理設備內(nèi)控制邏輯的內(nèi)部控制閉環(huán)。在步驟3102中，內(nèi)部控制閉環(huán)等待下一個事件，然后處理發(fā)生的事件。當事件是步驟3104確定的characterize-vibration事件時，會調(diào)用例程characterizevibration來處理步驟3106中的事件。當事件是步驟3108確定的generate-vibration事件時，在步驟3110中會調(diào)用generate-vibration例程，產(chǎn)生振動，以對generate-vibration事件作出響應。當下一個事件是步驟3112確定的user-input事件時，在步驟3114中會調(diào)用process-input例程，來處理來自用戶的輸入。附圖31中使用橢圓3116表示許多其他類型的事件由控制邏輯的內(nèi)部事件閉環(huán)進行處理。處理最近發(fā)生的事件后，正在處理步驟3118確定的最近處理的事件時，如有其他事件排隊等待處理，則在步驟3120中，下一個事件會取消排隊，且控制返回步驟3104。否則，控制會返回步驟3102，使內(nèi)部事件閉環(huán)等待下一個事件發(fā)生。

characterize-vibration事件3104是一個控制邏輯例程、計時器到期處理程序和其他控制邏輯生成的事件，它用于控制一般設備內(nèi)的orm和傳感器執(zhí)行物理設備的振動響應的重新特征化(具體見上文附圖26a-b的討論)，以更新共振頻率表，例如附圖27討論的共振頻率表。在使用振動類型表的設備中，例如附圖30討論的振動類型表，在更新振動類型表之后還會更新共振頻率表。

generate-vibration事件被控制邏輯觸發(fā)，以出于各種不同原因振動一般設備。例如，設備可以振動，對用戶輸入作出響應。再如，當控制邏輯確定發(fā)生任何提示條件時，設備可以振動。再如，可以生成generate-vibration事件，將信息傳達給設備用戶。

附圖32提供附圖31的步驟3106調(diào)用的characterize-vibration事件處理程序的控制流程圖。在步驟3202中，例程調(diào)用子例程sweep，以生成振動響應曲線、曲面或超維度曲面的樣本。在步驟3204中，例程調(diào)用store-vibration-maxima子例程，以確定在步驟3202中采樣的曲線或曲面的共振頻率。最后，在步驟3206中，例程調(diào)用compute-and-store-vibration-type-controls子例程，以基于在步驟3202和3204確定的新共振頻率，更新振動類型表。

附圖33提供附圖32的步驟3202調(diào)用的子例程sweep的控制流程圖。在步驟3302中，子例程sweep初始化存儲振動響應的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如上所述，振動響應可能是采樣曲線、采樣曲面或者采樣超維度曲面。在步驟3304-3306的for-loop中，啟動每個orm的頻率掃描。頻率掃描是一種在驅(qū)動頻率大范圍內(nèi)連續(xù)掃描每個orm的控制模式。每個orm在不同時間間隔內(nèi)重復單一的頻率掃描，這樣一來，在一系列迭代后，可以采集多維度orm驅(qū)動頻率空間。然后，在步驟3308-3312的for-loop中，sweep例程使用傳感器輸出，連續(xù)采集設備產(chǎn)生的振幅或振動能，同時發(fā)生驅(qū)動頻率掃描。當然，采集多維度驅(qū)動頻率空間以得到振動響應曲線、曲面或超曲面有很多方法可供選擇。

附圖34提供附圖32的步驟3204調(diào)用的store-variation-maxima子例程的控制流程圖。在步驟3402中，此例程確定sweep例程產(chǎn)生的振動響應曲線或曲面中的局部極大值。曲線、曲面或超曲面內(nèi)局部極大值的確定具有許多知名的數(shù)學方法。然后，在步驟3404-3406的for-loop中，共振頻率表給出了特征化每個局部極大值的數(shù)據(jù)。

附圖35提供附圖32的步驟3206調(diào)用的compute-and-store-vibration-type-control子例程的控制流程圖。在步驟3503-3509的for-loop中，考慮了每個可能的orm/控制模式/共振頻率三元組。當前考慮的三元組用于在步驟3504中估算最終設備振動的振動模式和強度。在步驟3505中，確定估算振動模式的最近振動類型(如有)。如果找到步驟3506確定的最近振動類型，且如果當前orm/控制模式/共振頻率三元組提供的設備響應比與步驟3507確定的振動類型相關的控制參數(shù)更接近振動類型，則，在步驟3508中，要使用當前考慮的orm/控制模式/共振頻率表示的當前控制參數(shù)更新所找到的振動類型的振動類型表條目。當然，在某些情況下，在合適的時間量內(nèi)，可能要考慮太多可能的orm/控制模式/共振頻率三元組，這種情況下，可以以其他方式使用共振頻率數(shù)據(jù)，為振動類型表中的振動類型找到最佳控制參數(shù)。

附圖36提供附圖31的步驟3110調(diào)用的generate-vibration處理程序的控制流程圖。在步驟3602中，處理程序接收與正在處理的generate-vibration事件相關的振動類型、時長和振幅。在步驟3604中，從振動類型表中選擇合適的orm控制參數(shù)和模式。在步驟3606中，根據(jù)接收的時長和振幅調(diào)整orm控制參數(shù)。在步驟3608中，將根據(jù)接收時長確定振動完成時的停止時間。然后，在步驟3610-3613的for-loop中，generate-vibration處理程序根據(jù)步驟3606中產(chǎn)生的調(diào)整后orm控制參數(shù)連續(xù)調(diào)整每個orm的輸入。

orm的精確和準確控制

本文件介紹安裝有orm的設備、電器或系統(tǒng)的控制邏輯內(nèi)使用的各種方法，用以準確并精確地控制orm，以得到符合所需控制模式的時間相關驅(qū)動振蕩。如上所述，根據(jù)設備、電器或系統(tǒng)的控制模式和共振頻率的準確特征化將控制orm組合在一起，在控制模式所控制的orm的驅(qū)動振蕩作用下，設備、電器或系統(tǒng)可重復產(chǎn)生許多不同類型的振動響應。

許多當前控制模式無法準確再現(xiàn)設備、電器或系統(tǒng)內(nèi)每個orm中的預期驅(qū)動時間相關振蕩，這些內(nèi)容將會在后文詳解。為此，設備、電器或系統(tǒng)的振動響應可能與預期振動響應存在很大差異，更重要的是，由于無法準確、確切地控制orm來產(chǎn)生符合所需控制模式的驅(qū)動振蕩，所以，在不同時間點上，可能無法準確再現(xiàn)設備、電器或系統(tǒng)的振動響應。

第一個更準確地控制orm的方法是使用脈沖寬度調(diào)制控制信號，而不是傳統(tǒng)的等時間間隔控制脈沖。附圖37a-d所示為orm的脈沖寬度調(diào)制控制。附圖37a所示為orm的預期振動響應，它表示會誘發(fā)安裝有orm的設備、電器或系統(tǒng)的至少一部分振動響應的預期時間相關驅(qū)動振蕩。orm的預期振動響應是一個類正弦波3702振動，附圖37a在振幅與時間坐標系3704上所示為此振蕩。附圖37b所示為假想控制模式，嘗試在假想orm中產(chǎn)生上述附圖37a討論的預期驅(qū)動振蕩。恒寬電壓脈沖(例如電壓脈沖3706)輸入到orm，驅(qū)動配重或質(zhì)量沿著振蕩路線前后移動。附圖37b在電壓與時間坐標系3708中所示為這些脈沖。由于恒寬脈沖是預期類正弦波振動響應的粗近似值，所以附圖37b所示控制模式包括一系列正電壓、0電壓和負電壓恒寬脈沖3706及產(chǎn)生振動響應的3710-3713，在附圖37b中疊加在控制脈沖上，作為曲線3716。一般而言，脈沖寬度由振蕩時鐘或基于時鐘的定時信號控制。振動響應曲線3716和附圖37a所示預期驅(qū)動振蕩有很大不同。附圖37c顯示了預期振動響應3702與恒寬電壓脈沖控制3716產(chǎn)生的振動響應的關系圖。事實上，這實際上是一個相對有利的情形，這是因為附圖37b所示正電壓、0電壓和負電壓脈沖的順序的周期接近于預期類正弦波振動響應的周期。否則，實際振動響應將與預期振動響應存在很大差別，通常具有不規(guī)則形狀的波形。

附圖37d所示為orm的脈沖寬度調(diào)制控制。在脈沖寬度調(diào)制控制中，控制器使用可變寬脈沖來控制orm，而不使用恒寬電壓脈沖。而且，可以使用短得多的脈沖來更精確地控制orm的振動響應。本質(zhì)上來說，脈沖寬度調(diào)制允許使用變頻控制信號，而不是恒頻控制信號。由于變頻控制信號包含的信息量可能遠多于恒頻控制信號，所以脈沖寬度調(diào)制控制信號可用于更精確地將orm的振動響應引向所需的波形。如附圖37d所示，為實現(xiàn)orm的類正弦波振動響應，使用了更多的電壓脈沖。例如，在附圖37b所示的恒寬脈沖控制中，正電壓脈沖3706、0電壓脈沖和負電壓脈沖3710用于嘗試接近預期振動響應的第一周期。通過對比，如附圖37d所示，利用四個正電壓脈沖3720-3722和3726及三個負電壓脈沖3723-3725來產(chǎn)生預期振動響應的第一周期。而且，這七個脈沖的脈沖寬度不同，且不規(guī)則間隔分布在時間軸上。

orm傳統(tǒng)控制的另一個問題是，控制模式產(chǎn)生的振動響應通常不同于從控制模式預測或者預期的振動響應。例如，在附圖38a中，所示控制模式涉及到從初始時間ti3804到最終結(jié)束時間tf3806的恒壓信號3802。當然，此控制模式可能對應于在時間間隔ti到tf中的大量正電壓脈沖。orm的振動響應如附圖38b所示。在此圖中，水平時間軸3808重新調(diào)整后顯示更多細節(jié)。附圖38a所示控制模式3802最初可能是為了在時間間隔ti到tf產(chǎn)生恒幅振動的脈沖。但是，如附圖38b所示，orm的實際振動響應(如曲線3810所示)包括一個初始上升間隔3812(這時，振動響應幅度穩(wěn)步增加到所需幅度)、一個中期3814(這時，orm正在以所需振幅振蕩)、一個短期3816(時間間隔ti到tf結(jié)束時，這期間，預測時間tf時的控制模式銳邊時，控制電壓降至0，以至于振動在時間tf時降到較低水平)和一個第四非預期下降間隔3818(通過時間tf，期間，orm繼續(xù)以較低幅度振動)。

附圖39所示為附圖38a所示原始控制模式的修改版，修改后，使其在時間間隔ti到tf內(nèi)更接近所需的恒幅振蕩。第一圖3902顯示了原始控制模式。在第二圖3904中，該原始控制模式經(jīng)過調(diào)整，以產(chǎn)生預期的橫幅振蕩。首先，時間ti前出現(xiàn)大電壓輸入3906，以快速強制orm開始振動。從時間ti到時間tf前的某個時間，提供低電壓輸入3908，以使orm在預期幅度下振蕩。在時間tf前，負電壓控制信號3910輸入到orm，以快速驅(qū)動orm振蕩，偏離時間間隔ti到tf期間的預期驅(qū)動振蕩。然后，線性釋放3912此負電壓控制信號，以在相對短時期內(nèi)停止orm振蕩。如附圖39的圖表3914所示，在時間間隔ti和tf期間，orm的振動響應更接近預期橫幅振動。

可以使用許多不同類型的控制輸入，來形成orm的振動響應。例如，短控制脈沖可以將振動推入不同相位，造成之前確立的振蕩被取消。各種輸入取決于可以傳輸?shù)給rm的控制信號的類型和形式，反過來取決于rom的類型、用于誘發(fā)orm內(nèi)活動質(zhì)量振蕩的驅(qū)動力及接收輸入信號并轉(zhuǎn)換為振蕩的邏輯電路的類型。

因此，除了脈沖寬度調(diào)制之外，可以設計各種不同類型的復雜控制信號，以從上述討論的簡易控制模式實現(xiàn)所需的振動響應，包括附圖38a所示的控制模式3802。為了控制orm提供預期的振動響應，可以更改許多不同的控制信號參數(shù)，包括更改控制信號的電壓，使用脈沖寬度調(diào)制微調(diào)控制信號，產(chǎn)生預期的振動響應，以及調(diào)制控制信號，使其包括預響應和后響應信號，移除振動響應中的非預期上升和下降時期。

除了更改orm的輸入控制之外，還可以設計orm，使其包括各種不同的機械控制裝置，進一步加大orm的振動響應范圍。附圖40a-40f圖示了各種orm可包含的兩種機械控制功能：移動式機械止動器和機械防誤裝置?？梢詫⒌刃У碾姶殴δ芗尤肫渌愋偷膐rm。附圖40a所示為第一種orm。在第一圖4002中，所示orm處于平衡、非振動位置。orm包括一個活動式配重或質(zhì)量4002，通過彈簧4008和4010連接到orm4004和4006的兩端。圖4012顯示通過往振蕩路線向左方向最遠位置應用平移力(例如電磁力)使活動式質(zhì)量4002移動時的orm。在此位置上，彈簧4010受壓，彈簧4008伸展。在這兩種情況下，彈簧都有勢能，會產(chǎn)生力，強制活動式質(zhì)量4002向右返回，直至到達止動器4012。圖4014所示為活動式質(zhì)量在最右側(cè)時的orm。

附圖40b所示為不同類型orm中活動式質(zhì)量的平衡和最大振幅位置。在第一圖4016中，所示orm處于平衡位置。orm有一個弧形振動路線4018，固定在轉(zhuǎn)子4022上的活動式質(zhì)量4020沿此路線振蕩?；顒邮劫|(zhì)量4020通過撓性支承4024固定到轉(zhuǎn)子4022上。圖4026所示為活動式質(zhì)量在最左位置時的orm，圖4028所示為活動式質(zhì)量在最右位置時的orm，這類似于附圖40a所示圖4012和4014中orm所在的位置。

附圖40c所示為上述附圖40a所討論的orm中的活動式機械止動器?；顒邮街箘悠魇褂玫谝粓D4034的功能4030和4032進行描述。當然，描述內(nèi)容沒必要反映停止活動式質(zhì)量在各種不同類型的orm中的運動所需的機械止動器的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)，而是用于說明活動式止動器的定位及其部署。在第二圖4036中，活動式止動器重新定位4038和4040，以限制活動式質(zhì)量4002的行程長度。第二圖4036所示為部署了活動式止動器后活動式質(zhì)量4002的向左運動范圍，圖4042所示為部署了活動式止動器后活動式質(zhì)量的向右運動范圍。附圖40d使用了類似圖例約定來說明活動式止動器在上述附圖40b討論的orm中的部署。使用活動式止動器可以將orm的振動響應改為特定的控制輸入。這可能包括改變振動響應的幅度、振動響應的頻率，以及改變當活動式質(zhì)量撞擊止動器和原始端部止動器4002和4004時活動式質(zhì)量作用在orm的力。一般而言，振動響應改變是orm所用幾何形狀、材料組成和驅(qū)動力的復變函數(shù)。

附圖40e-f所示為將上述附圖40c和40d所討論的活動式止動器用作閂鎖。如附圖40e中的第一圖4048所示，活動式止動器經(jīng)過重新定位4050和4052，更接近于振蕩路線的中心。如圖4054所示，當活動式質(zhì)量4002剛好到達其左側(cè)止動位置時，會部署左側(cè)活動式止動器4056。為此，活動式質(zhì)量停止運動，造成orm產(chǎn)生的驅(qū)動振蕩立即停止，orm的左端止動器4004的最后一次振蕩形成較高的力。圖4058所示為部署后將活動式質(zhì)量4002鎖定在最右側(cè)位置的右側(cè)活動式止動器4052。附圖40f所示為將活動式止動器部署在上述附圖40b所討論的orm，將活動式質(zhì)量鎖定在其左右范圍的類似部署方式。鎖定活動式質(zhì)量可能使得活動式質(zhì)量陷入高勢能狀態(tài)，因此，釋放閂鎖時會立即隨著發(fā)生快速振蕩。鎖定也可能在結(jié)束控制模式執(zhí)行過程時明顯改變振蕩的釋放。

通常，有許多不同類型的閂鎖和可移動的止動件可以用于不同類型的orm。這些可能包括機械鎖閂和可移動止動件、機電閂鎖和可移動止動件、電磁閂鎖和可移動止動件、電光閂鎖和可移動閂鎖以及電光機械閂鎖和可移動止動件。

本文介紹的是利用orm的各種不同類型的可選控制，更準確地產(chǎn)生所需的振動響應。這要用到的orm信息就遠遠不止上述振動響應表提供的信息。附圖41提供可存儲的示例信息，用以根據(jù)本文件公開的方法和考慮因素，更準確地控制orm。這些信息存儲在五個不同表格中。arm表4102存儲設備、電器或系統(tǒng)中每個不同orm的控制信息。這些信息包括orm4104標識符、orm類型4105的指示、可輸入到控制信號4106的最低脈沖寬度的指示、輸入控制信號的最小幅度4107和最大幅度4108的指示、orm4110和4112中是否有可用的機械或電磁閂鎖的指示、orm4114的振動路線長度、活動式止動器的數(shù)量、orm4115的路線區(qū)段、每個活動式止動器4116-4117的定位范圍。

事件類型表4120包括各種不同類型的控制事件。這些可能包括部署閂鎖、移動活動式止動器及輸出各種不同寬度和幅度的控制脈沖。事件表4122包括事件類型和相對時間的有序數(shù)對，每一對代表其中一個可輸入到orm的控制事件。每個控制事件包括事件id4123、事件類型4124和指定控制模式4126內(nèi)發(fā)生該事件的某個時間點的相對時間。表4128包括邏輯控制器用于啟動每一種orm中每一種事件的實際控制動作。對于每一種控制，表格包括事件類型4130的指示、orm類型4131、控制id4132、信號類型4133、信號強度4134和控制邏輯執(zhí)行的用以使orm產(chǎn)生特定事件類型的控制類型4135的任何許多不同的其他特征化。最后，表4140列出所有不同類型的可用于控制orm的控制模式。這些相當于之前討論的控制模式。每個控制模式包括控制模式標識符4142、控制模式中事件數(shù)量的指示4144以及這些事件4146-4149的事件標識符。

附圖42所示為上述附圖36所討論的例程“產(chǎn)生振動”的可選實施例?？蛇x信息包括使用上述附圖37a-41所討論的信息和方法更準確地控制orm。在步驟4202中，例程接收設備、電器或系統(tǒng)預期振動響應的振動類型、時長、幅度和開始時間。然后，在步驟4204-4212的for-loop中，此例程用于控制設備、電器或系統(tǒng)的每個orm。在步驟4205中，從orm的振動類型表選擇控制模式id，并依據(jù)前述振動類型表進行修改，將控制模式表4149中的控制模式標識符包括在內(nèi)。在步驟4206中，從控制模式表中選擇確定的控制模式。在步驟4207-4212的內(nèi)部for-loop中，每個事件均從步驟4206中選擇的控制模式中選擇。對于每個事件，在步驟4208中，從事件控制表中選擇對應的事件控制條目。在步驟4209中，根據(jù)所需的振動響應時長和幅度調(diào)整這些控制。在步驟4210中，也調(diào)整與從事件表選擇的事件相關的時間。在步驟4211中，調(diào)整后的控制和時間加入時序事件列表，產(chǎn)生預期振動響應期間，這些控制命令輸入到orm。在步驟4214中，例程等待到振動響應的預期開始時間。須注意的是，預期開始時間考慮了產(chǎn)生預期振動響應所需的任何預振動響應控制。然后，在步驟4216-4222的while-loop中，例程在預期振動響應期間的時間點內(nèi)執(zhí)行orm控制。在步驟4217-4220的內(nèi)for-loop中，例程在指定發(fā)布此控制序列的時間點啟動每個orm的每個時序事件的控制序列。然后，在步驟4221中，例程等待下一個更新控制時間點。

盡管本發(fā)明只是從特定實施例的角度進行介紹，但是這并不意味著本發(fā)明僅限于這些實施例。本發(fā)明精神內(nèi)的修改對本領域技術人員來說是顯而易見的。例如，可以修改任何設計和實現(xiàn)參數(shù)，來提供上述orm控制邏輯的不同實施例，包括控制邏輯類型，編程語言、處理器控制的控制器、模塊化組織、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)、邏輯電路、處理器類型和許多其他此類設計和實現(xiàn)參數(shù)的選擇?？梢愿淖円栽趏rm中精確地產(chǎn)生所需的振動響應的上述各種類型參數(shù)的值可以由數(shù)學或邏輯表達式產(chǎn)生或者由其他方法實時產(chǎn)生，而不是表驅(qū)動控制。所公開的控制器實施方式可以適應基本上任意數(shù)量的不同類型的控制事件，其包括產(chǎn)生不同類型的振動響應的許多不同類型的輸入信號中的任何一種。附加地，多個orm申請人、裝置或系統(tǒng)中的不同orm可以執(zhí)行不同的控制模式，以極大地擴展由orm控制產(chǎn)生的振動類型的范圍。

上述描述為說明之目的使用了特定的術語來幫助徹底理解本發(fā)明。但是，對于所屬領域的技術人員，這些特定細節(jié)內(nèi)容對于本發(fā)明的實踐明顯不必要。本發(fā)明特定實施例的上述描述僅作說明和描述之用。內(nèi)容并未詳盡，或者不意在將本發(fā)明限制于所公開的精確形式。可在上述言論范圍內(nèi)進行許多修改和改動。所示和所述實施例旨在盡力解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，進而讓所屬領域的其他技術人員能夠盡力利用本發(fā)明和各種實施例，并做各種合適的修改，以滿足預期特定用途的需求。以下權(quán)利要求項及其等價物定義了本發(fā)明的范圍。