基于壓電馬達(dá)的觸覺響應(yīng)解決方案

? 使用壓電馬達(dá)實(shí)現(xiàn)觸覺反饋是一種比較有前景的方法，在少數(shù)消費(fèi)類設(shè)備中已經(jīng)使用了多年。 壓電觸覺反饋具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括：響應(yīng)速度快、外觀超薄、功耗低，以及大量可用的壓電馬達(dá)和組裝工藝。

?壓電馬達(dá)特性及比較

??壓電馬達(dá)材料有各種形狀、尺寸、厚度、電壓范圍、力和額定電容，并可加工成特定形狀以滿足特殊應(yīng)用和包裝的需要，可提供單層和多層結(jié)構(gòu)。 多個(gè)壓電馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)烈的觸覺反饋和多種不同的觸感。

??在諧振點(diǎn)或附近運(yùn)行的壓電馬達(dá)應(yīng)用包括：

??振動(dòng)激發(fā)、微型泵、微型雕刻系統(tǒng)、鉆孔/雕刻/解剖/計(jì)量

??在共振點(diǎn)以下工作的應(yīng)用包括：

??觸覺響應(yīng)、圖像穩(wěn)定、自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)、光纖校準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)變形、磨損補(bǔ)償
??壓電馬達(dá)工作原理

??當(dāng)?shù)陀谥C振頻率時(shí)，可以簡(jiǎn)單地用電容器模擬壓電電機(jī)。當(dāng)對(duì)壓電馬達(dá)兩端施加直流電壓時(shí)，不同結(jié)構(gòu)和物理形狀的壓電電機(jī)會(huì)產(chǎn)生不同的變形。

??當(dāng)給壓電馬達(dá)施加電壓時(shí)，電容也會(huì)因距離的變化而變化。壓電馬達(dá)位移與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，電場(chǎng)強(qiáng)度是電壓和距離的函數(shù)。 施加的電壓與壓電電機(jī)產(chǎn)生的力保持合理的比例關(guān)系。

??在大多數(shù)壓電馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，壓電馬達(dá)等效電容的電荷和位移保持近似的比例關(guān)系。如果等效電容沒有漏電流，即使斷開電壓源，位移仍能保持。
??位移和力以及施加的電壓

??該力與施加到壓電馬達(dá)上的電壓成正比。力是影響觸覺響應(yīng)的主要因素，它決定著用戶的感覺，使用多層壓電體可以提高位移量。

??壓電馬達(dá)阻抗和頻率

??壓電馬達(dá)可以工作在諧振頻率，以滿足固定頻率自激振蕩的需要。 然而，用于觸覺反饋的壓電馬達(dá)通常工作在遠(yuǎn)低于諧振頻率的位置。

??對(duì)于音頻應(yīng)用，效率是一個(gè)問題，而觸覺反饋則不同。觸覺反饋的關(guān)鍵問題不是效率，而是人性化。高于幾百M(fèi)Hz的振動(dòng)不僅無法提供良好的觸覺反饋，而且會(huì)消耗不必要的功率。高于幾毫秒的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的觸感，但也會(huì)產(chǎn)生令人不快的咔嗒聲。

??從上面的討論中可以得出很多結(jié)論。顯然，基于多種考慮，單層（非多層）壓電馬達(dá)是目前比較有吸引力的設(shè)計(jì)方案：
成本低，供貨渠道多，量產(chǎn)，定制化設(shè)計(jì)，可安裝在LCD背面或側(cè)面。數(shù)據(jù)顯示，觸覺反饋電路的功耗需要詳細(xì)計(jì)算。波形的幅度、類型和持續(xù)時(shí)間會(huì)影響功耗和觸覺響應(yīng)的大小。