仿真器官及其控制方法與流程

2023-04-26 21:32:41

本申請涉及一種仿真用品，尤其是一種仿真器官及其控制方法。

背景技術：

目前，在市場上現有的仿真器官一般是採用旋轉電機進行驅動。以仿真男性外生殖器官為例，其抖動，一般是通過偏心振動電機來實現，且用空心杯振動電機的多，只需控制其轉動，其振動頻率與電機的額定轉速相關，變化範圍很小，振動方向不定；且千篇一律，不能根據不同的使用者變化，也不能根據使用者的不同狀態來變化。該類旋轉電機，還有工作電流大和壽命短的缺點，尤其是啟動時和堵轉時工作電流異常大，也影響電池的安全使用和壽命。

技術實現要素：

本申請提供一種新型的仿真器官及其控制方法。

一種仿真器官，包括主體支架、驅動組件以及柔性套，所述柔性套裝套在所述主體支架和驅動組件上；所述驅動組件安裝在主體支架上，所述驅動組件包括：

驅動機構，所述驅動機構具有輸出搖擺運動的擺臂，所述擺臂繞擺臂軸擺動設置，所述擺臂軸為擺臂的支點，安裝在主體支架上；

以及伸縮連杆機構，所述伸縮連杆機構安裝在擺臂上，所述擺臂的擺動驅動伸縮連杆機構伸縮運動；所述伸縮連杆機構包括驅動連杆和至少兩組交叉連杆組，所述交叉連杆組包括兩根連杆，所述兩根連杆呈交叉設置並在交點處鉸接；所述至少兩組交叉連杆組依序在連杆端頭首尾鉸接，位於首位的交叉連杆組中兩根連杆交點的鉸接軸安裝在主體支架上；所述驅動連杆一端鉸接在擺臂上，另一端與位於首位的交叉連杆組中的一根連杆端頭鉸接。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，在首位的交叉連杆組中，未與驅動連杆鉸接的連杆固定在主體支架上。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，在首位的交叉連杆組中，兩根連杆交點的鉸接軸與擺臂軸共軸。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述伸縮連杆機構為兩組，其並列設置在擺臂的兩側，且兩組伸縮連杆機構中並排的兩個連杆之間共軸擺動。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，還包括套環，所述套環套設在伸縮連杆機構的外周上，所述柔性套安裝在套環上。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述套環包括至少兩個半環，所述半環卡接在連杆的端頭鉸接軸上。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述半環上設置有用於容置鉸接軸的容置孔，且在容置孔處設置有對鉸接軸進行軸向限位的限位塊。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述套環上設置有凸起結構和/或凹陷結構，所述柔性套的內壁對應設置有凹陷結構和/或凸起結構進行配合，從而使套環帶動柔性套移動。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述凸起結構具有蘑菇形的第一凸頭，對應的凹陷結構具有對應的第一凹坑。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，還包括連接頭，所述連接頭安裝在最末位的交叉連杆組兩根連杆之間的鉸接軸上，所述連接頭設置有凸起結構和/或凹陷結構，所述柔性套端部的內壁對應設置有凹陷結構和/或凸起結構形成可拆式連接，從而使伸縮連杆機構在伸縮時能夠帶動柔性套端部移動。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述凸起結構具有蘑菇形的第二凸頭，對應的凹陷結構具有蘑菇形的第二凹坑。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述連接頭具有導槽，所述導槽延伸到與最末位的交叉連杆組相鄰的前一個交叉連杆組內，使導槽卡在所述前一個交叉連杆組中兩個連杆之間的鉸接軸上。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述柔性套的內壁設置有凸起，所述凸起位於擺臂的搖擺路徑上，使擺臂在搖擺的過程中撞擊凸起，引起柔性套對應凸起處的振動。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述凸起為柔性的錐形凸起。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述柔性套的圓周方向上設置有凸起結構，用以與器具的頂端一起限定出有效使用長度。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述主體支架遠離伸縮連杆機構的一端設置有向柔性套凸起的限位部，所述柔性套對應的部位也設置有凸起的凸套，所述凸套套在限位部上。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述驅動機構包括輸出擺動運動的擺動電機，所述擺動電機包括控制單元、用於形成磁場的線圈和用於在磁場下擺動的永磁體，所述擺臂與永磁體一體連接，所述線圈產生的交變磁場可驅動永磁體及擺臂實現往復搖擺運動。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述驅動機構還包括信號接收單元、心跳檢測單元和信號發送單元，所述信號接收單元與控制單元連接，所述心跳檢測單元用於檢測遠端控制裝置使用者心跳規律，所述信號發送單元能夠與信號接收單元建立通信連接，將檢測的心跳規律發送至信號接收單元。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，還包括遠端控制裝置，所述遠端控制裝置還包括指令輸入單元，所述心跳檢測單元、信號發送單元和控制鍵單元集成在遠端控制裝置，所述信號發送單元將指令輸入單元信號發送至信號接收單元。

作為所述仿真器官的進一步可選方案，所述控制單元在接收到使用者心跳規律後，控制擺動電機按照使用者心跳規律進行擺動，其中包括使擺動電機的擺動頻率與使用者心跳頻率成倍數關係和/或使擺動電機的擺動頻率呈周期或隨機變化。

一種用於仿真器官的控制方法，包括：

設置和/或接收脈衝參數；

所述控制單元根據所述脈衝參數，輸出由第四交變脈衝和第五交變脈衝構成的複合交變脈衝，以使擺臂以複合擺動模式進行往復擺動；

其中，所述第四交變脈衝的脈衝寬度大於或等於滿幅擺動最小脈衝寬度tb；所述第四交變脈衝的頻率大於0，且小於或等於交變脈衝佔空比為100％時滿幅擺動最小脈衝寬度tb對應的頻率fb，fb＝1/(2*tb)；

所述第五交變脈衝的脈衝寬度小於滿幅擺動最小脈衝寬度tb，且大於或等於起擺最小脈衝寬度td；所述第五交變脈衝的頻率大於0，且小於或等於交變脈衝佔空比為100％時起擺最小脈衝寬度td對應的頻率fd，fd＝1/(2*td)；

所述第四交變脈衝和第五交變脈衝以正負電平在時序上互不交疊的形式構成所述複合交變脈衝。

作為所述控制方法的進一步可選方案，所述複合脈衝是第四交變脈衝的每個正或反脈衝的後沿，跟隨一段第五交變脈衝，直到下一個第四交變脈衝的反向脈衝的前沿結束。

作為所述控制方法的進一步可選方案，所述脈衝參數通過以下方式設置：

檢測和/或接收用戶的心跳頻率信號；

根據所述心跳頻率信號來設置脈衝參數，使得交變脈衝的頻率與心跳頻率成對應關係。

本申請的有益效果是：

本仿真器官包括主體支架、驅動組件以及柔性套。驅動組件包括驅動機構和伸縮連杆機構，該驅動機構具有輸出搖擺運動的擺臂，擺臂繞一支點擺動設置。伸縮連杆機構安裝在擺臂上，擺臂的擺動驅動伸縮連杆機構伸縮運動。其中，伸縮連杆機構包括至少一組交叉連杆組，每組交叉連杆組包括兩根連杆，兩根連杆呈交叉設置並在交點處鉸接。該驅動機構由擺臂輸出搖擺運動，該搖擺運動配合上交叉連杆組可以很好的實現伸縮作用，同時擺臂的搖擺還會帶動伸縮連杆機構在柔性套的徑向產生搖擺，從而給使用者帶來更豐富的體驗。

尤其是還可以設置心跳檢測單元，用於使用者的心跳檢測，並根據心跳控制仿真器官的擺動，真正做到根據不同使用者和使用時的不同階段，自動適應使用者。

本仿真器官結合控制方法的變化，還可以在伸到最長位置或縮至最短位置時產生抖動，給使用者帶來不同的使用體驗。

本仿真器官既可以仿真雄性生殖器官，也可以仿真手指，或其它有伸長彎曲功能的器官。

附圖說明

圖1為本申請仿真器官一種實施例示意圖的剖視圖；

圖2為圖1所示實施例縮回和搖擺狀態示意圖；

圖3為本申請仿真器官一種實施例中伸縮連杆機構的剖視圖；

圖4為圖3所示實施例縮回和搖擺狀態示意圖；

圖5為本申請仿真器官一種實施例中伸縮連杆機構和套環結構示意圖；

圖6為圖5所示實施例部分結構分解示意圖；

圖7為圖5所示實施例中半環與伸縮連杆機構安裝結構局部示意圖；

圖8為本申請仿真器官一種實施例中柔性套的剖視圖；

圖9為本申請仿真器官一種實施例中連接頭示意圖；

圖10為圖9所示實施例伸出和搖擺狀態示意圖；

圖11為本申請仿真器官一種實施例中帶心跳檢測單元的結構示意圖。

圖12為本申請仿真器官另一種實施例中帶遠端控制裝置的結構示意圖；

圖13為本申請仿真器官另一種實施例中帶限位部的結構示意圖；

圖14為本申請一種實施例中擺動電機的控制方法流程圖；

圖15為本申請一種實施例中設置脈衝參數的示意圖；

圖16(a)為一種實施例的心電圖，16(b)、(c)、(d)、(e)則分別為根據圖16(a)所示的心電圖可設置的幾種用於擺動電機的交變脈衝的例子，其中16(b)為一倍心率擺動信號，16(c)為擺動和抖動信號、16(d)為二倍心率擺動信號、16(e)為另一種擺動和抖動信號。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本發明作進一步詳細說明。本申請可以以多種不同的形式來實現，並不限於本實施例所描述的實施方式。提供以下具體實施方式的目的是便於對本申請公開內容更清楚透徹的理解，其中上、下、左、右、前、後等指示方位的字詞僅是針對所示結構在對應附圖中位置而言。

在一些例子中，由於一些實施方式屬於現有或常規技術，因此並沒有描述或沒有詳細的描述。此外，本文中記載的技術特徵、技術方案還可以在一個或多個實施例中以任意合適的方式組合。對於本領域的技術人員來說，易於理解與本文提供的實施例有關的方法的步驟或操作順序還可以改變。附圖和實施例中的任何順序僅僅用於說明用途，並不暗示要求按照一定的順序，除非明確說明要求按照某一順序。

本文中為部件所編序號本身，例如「第一」、「第二」等，僅用於區分所描述的對象，不具有任何順序或技術含義。而本申請所說「連接」、「聯接」，在合理情況下(不構成自相矛盾的情況下)，均包括直接和間接連接(聯接)。

實施例一：

本實施例提供一種仿真器官，其可以逼真的模仿器官，尤其是男性生殖器官的活動。

請參考圖1和2，該仿真器官包括主體支架230、柔性套100以及驅動組件，驅動組件安裝在主體支架上，柔性套100裝套在主體支架和驅動組件上。柔性套100可用橡膠、矽膠等材料製成。

驅動組件能夠發生形狀的變化，實現伸縮，上下擺動，周長變化，甚至搖擺抖動的功能。

該驅動組件包括驅動機構210和伸縮連杆機構220。

該主體支架230起支撐作用，該驅動機構210安裝在主體支架230上，其具有輸出搖擺運動的擺臂211，該擺臂211繞擺臂軸擺動，所述擺臂軸為擺臂的支點，安裝在主體支架上。該擺臂211能夠繞支點完成搖擺運動。驅動機構210可採用搖擺電機或其他能夠輸出搖擺運動的驅動機構。

該主體支架230通常保持不動，主要是伸縮連杆機構220一側產生伸縮和偏移運動。

請參考圖3和4，該伸縮連杆機構220安裝在擺臂211上，擺臂211的擺動驅動伸縮連杆機構220伸縮運動。伸縮連杆機構220包括至少一組交叉連杆組221，每組交叉連杆組221包括兩根連杆，該兩根連杆呈交叉設置並在交點處鉸接；且第一組連杆的交點鉸接軸安裝在主體支架上。為簡化機械結構，第一組連杆的交點鉸接軸與擺臂軸共軸。當然，交叉連杆組221的兩個連杆可以交叉成x形狀，也可以交叉成＞形狀，例如通常位於最末位的交叉連杆組221中的兩個連杆為了便於與柔性套100連接，通常可設置成＞形狀。

其中，本實施例所說的首尾是指以靠近擺臂211的一側為首位，遠離擺臂211的一側為末位。

該驅動機構210由擺臂211輸出搖擺運動，該搖擺運動配合上交叉連杆組221可以很好的實現伸縮作用，同時擺臂211的搖擺還會帶動伸縮連杆機構220在柔性套的徑向產生搖擺，從而給使用者帶來更豐富的體驗。

請參考圖3和4，在一種實施例中，該伸縮連杆機構220還包括驅動連杆222，該交叉連杆組221為至少兩組，該至少兩組交叉連杆組221依序首尾鉸接，位於首位的交叉連杆組221中兩根連杆2211、2212之間的鉸接軸223為擺臂211的支點，驅動連杆222一端鉸接在擺臂211上，另一端與位於首位的交叉連杆組221中的一根連杆2212鉸接。

其中，在首位的交叉連杆組221中，還可將未與驅動連杆222鉸接的連杆2211固定設置安裝在主體支架230上，即連杆2211始終保持在固定位置。使得連杆在伸長過程中，產生上翹和周長的減小的變化。這裡所說連杆2211的固定，可以是該連杆端頭之一的鉸接軸固定，也可以是該連杆被固定，還可以是該連杆2211與下一組交叉連杆鉸接一起的鉸接軸被固定，從而簡化省略該連杆2211。

這樣的設置可以使擺臂211能夠更好地驅動伸縮連杆機構220，使其能夠產生多方向的移動，進而帶動柔性套100產生更豐富的變化，即實現伸縮，上下擺動，周長變化，甚至搖擺抖動的功能。

為了保證伸縮連杆機構220運動的平穩性，請參考圖5和6，可以將伸縮連杆機構220設置為兩組，其並列設置在擺臂211的兩側，由擺臂211同時帶動兩組伸縮連杆機構220。同時，使兩組伸縮連杆機構220中對應並排的連杆都採用同一根旋轉軸，即並排的兩個連杆在連接處都共軸擺動。

另一方面，柔性套100可以直接安裝到主體支架和伸縮連杆機構220上。

或者，還可以包括套環，該套環套設在伸縮連杆機構220的外周上，該柔性套100安裝在套環上。套環可以是一個以上，設置套環可以方便在柔性套100和套環上設計裝配結構，同時有利於使柔性套100保持在一個較硬的圓柱體形狀。

請參考圖5和6，在一種實施例中，套環包括至少兩個半環310、320，該至少兩個半環310、320組合形成一個套環。

該半環310、320卡接在連杆的鉸接軸上。如圖7所示，可以在半環310(或320)上設置有用於容置鉸接軸的容置孔311，且在容置孔311處設置有對鉸接軸進行軸向限位的限位塊312。

此外，還可以在半環上設置限位槽313，連杆的旋轉軸容置在該限位槽313內，以避免半環相對各連杆晃動。

柔性套100可通過可拆卸式結構安裝在套環上，這樣可便於對內部結構的清理或維修；也便於更換相同或不同厚度的柔性套，使得外徑周長不變或變大變小。當然，也可將柔性套100以不可拆卸式固定方式安裝在套環上，形成永久固定。

例如，可以在套環上設置有凸起結構和/或凹陷結構，而柔性套100的內壁對應設置有凹陷結構和/或凸起結構進行配合，通過凸起結構和凹陷結構形成可拆式連接，從而使套環帶動柔性套100移動。

請參考圖5和8，在一種實施例中，該凸起結構具有蘑菇形的第一凸頭110，對應的凹陷結構具有對應的第二凹坑330，第二凹坑330可以是倒錐形的圓孔。

在圖5和8中，第一凸頭110設置在柔性套100的內壁，而第二凹坑330設置在套環的外壁上。

當然，在其他實施例中，第一凸頭110和第二凹坑330的位置也可對調或組合使用。而凸起結構和凹陷結構還可有其他的形狀選擇，這裡就不再一一贅述。

另一方面，為了使柔性套100具有更好的跟隨性，如圖9和10所示，在一種實施例中，還可包括連接頭224，該連接頭224安裝在最末位的交叉連杆組221b兩根連杆之間的鉸接軸225上，可隨伸縮連杆機構220伸縮運動。

該連接頭224設置有凸起結構和/或凹陷結構，柔性套100端部的內壁對應設置有凹陷結構和/或凸起結構形成可拆式連接，以便伸縮連杆機構220在伸縮時能夠帶動柔性套100端部移動。

請繼續參考圖9和10，在一種實施例中，該凸起結構可具有蘑菇形的第二凸頭2241，對應的凹陷結構具有蘑菇形的第二凹坑120。該第二凸頭2241可伸入到蘑菇形的第二凹坑120內形成可拆式緊配合。當然，在其他實施例中，第二凸頭2241和第二凹坑120的位置也可調換或組合使用。而凸起結構和凹陷結構還可有其他的形狀選擇，這裡就不再一一贅述。

進一步地，請繼續參考圖9和10，在一種實施例中，連接頭224具有導槽2242，該導槽2242延伸到與最末位的交叉連杆組221相鄰的前一個交叉連杆組221內，使導槽2242卡在該前一個交叉連杆組221中兩個連杆之間的鉸接軸226上，從而保證連接頭224的移動能夠與伸縮連杆機構220的鉸接軸保持在同一方向上，避免連接頭224在運動過程中發生偏移。

請參考圖8-10，在一種實施例中，該柔性套100的內壁設置有凸起130，該凸起130位於擺臂211至少一側的搖擺路徑上，使擺臂211在搖擺的過程中撞擊凸起130，引起柔性套100的相應位置產生跳動。

該凸起130可設置為柔性的錐形凸起130或其他形狀。該擺臂211撞擊凸起130所產生的振動可在柔性套100外相應位置形成一種快速的跳動，配合上器具的其他運動，使整個器具在運動過程中產生豐富的變化，給使用者帶來多樣的觸感。

進一步地，彈性套的圓周方向上設置有凸起結構，用以與器具的頂端一起限定出有效使用長度，即自凸起結構的凸起位置至器具頂端(伸縮連杆機構220所在一端)為有效使用長度。

請參考圖13，在一種實施例中，主體支架230遠離伸縮連杆機構220的一端設置有向柔性套100外周凸起的限位部231，柔性套100對應的部位也設置有凸起的凸套140，該凸套140套在限位部231上。該限位部231和凸套140在柔性套100的軸向上限定出一個有效使用長度，即自限位部231和凸套140凸起位置至器具頂端(即圖13所示結構的右端)為有效使用長度。

該限位部231和凸套140可以為一個以上，當其數量為多個時，可以均勻或不均勻地排列在柔性套100的圓周方向上。

另外，限位部231和凸套140也可以是一個完整的圓形，在柔性套100的圓周上形成一圈完整的圓形凸起結構。

在其他實施例中，也可以主體支架230不設置限位部231，而直接在柔性套100上設置實心凸起，實心凸起的形狀可以是塊狀，也可以是上述的圓形凸起。其數量可以為一個，也可以為兩個以上。

另一方面，請參考圖11，在一種實施例中，驅動機構210包括輸出擺動運動的擺動電機，該擺動電機包括控制單元212、用於形成磁場的線圈213和用於在磁場下擺動的永磁體214，擺臂211與永磁體214一體連接，線圈213產生的交變磁場可驅動永磁體214及擺臂211實現往復搖擺運動。

該線圈213安裝在一個u型磁軛215上，u型磁扼215安裝在主體支架230上，控制單元212控制線圈213產生交變的磁場。四個永磁體214安裝在第二磁軛216上，第二磁軛216同時與擺臂211連接為一體，擺臂211的支點軸安裝在主體支架230上。四個永磁體214在線圈213磁場的控制下實現往復搖擺運動，進而帶動擺臂211繞支點進行擺動。

採用以上擺動電機的好處在於，u型磁軛的每個支腳對應兩個永磁體，這種永磁體冗餘的設計比同功率的旋轉電機轉矩更大，作用磁通大，驅動功率則相應的減小。該電機直接驅動伸縮連杆機構，不需要凸輪機構或偏心連杆結構，噪音小，壽命長，驅動電流小且穩定，也沒有像旋轉電機那樣的啟動大電流，堵擺時電流變化不大，擺動頻率不隨阻力變化，可用充電電池供電，便於便攜性設計，電池更安全耐用。

而且擺動電機可直接通過輸入的電信號控制擺臂的擺幅和擺頻，可以快速地改變器具的振動頻率，使得器具的振動頻率可以有豐富的變化，這給使用者帶來的觸覺享受與現有器具具有明顯的區別。

該控制單元212同時連接有控制開關2121，來控制擺動電機的工作狀態。除此之外，還連接有充電單元2122、充電電池單元2123和信號指示單元2124，以實現各種基本功能。

進一步地，驅動機構210還可以包括信號接收單元2125、心跳檢測單元410和信號發送單元420，該信號接收單元2125與控制單元212連接，心跳檢測單元410用於檢測使用者心跳規律，信號發送單元420能夠與信號接收單元2125建立通信連接，將檢測的心跳規律發送至信號接收單元2125。

其中，心跳檢測單元410可以採用各種能夠實現心跳檢測的傳感器。心跳檢測單元410檢測的心跳規律可以是心跳頻率或其他對象。

心跳檢測單元410和信號發送單元420可以集成在一個遠端控制裝置400上。此外，遠端控制裝置400還包括指令輸入單元430，該指令輸入單元430與心跳檢測單元410、信號發送單元420一起集成在遠端控制裝置400，信號發送單元將指令輸入單元430信號發送至信號接收單元。該遠端控制裝置400可設置為手環等各種形式，佩戴在人體上能夠檢測到心跳的部位，如手腕，胸口、頸部等。

信號接收單元2125和信號發送單元420之間的通信可以採用無線和/或有線的方式實現。為了提高便利性，優選採用無線的通信方式。

當控制單元212在接收到使用者心跳規律後，控制擺動電機按照使用者心跳規律進行擺動。其中，請參考圖16，控制單元212對擺動電機的調整包括使擺動電機的擺動頻率與使用者心跳頻率成倍數關係和/或使擺動電機的擺動頻率呈周期或隨機變化；並根據需要調整心跳和擺動之間的相位差。

心跳規律信號也可以在遠端控制裝置400中直接處理成擺動電機需要的驅動信號，發送給控制單元212，驅動電機擺動。

該倍數關係既可以是整數倍，也可以是非整數倍。該倍數關係既可以是大於1，也可以是小於或等於1。該倍數關係既可以是從始至終保持同一個倍數，也可能是不同的時間段設置不同的倍數，例如可以採用心跳低倍數頻率和心跳高倍數頻率相結合的波形，驅動電機擺動。

例如，如圖16(a)所示為檢測到的心電圖，可以將擺動電機的擺動頻率設置成如圖16(b)所示的一倍心率擺動頻率的交變脈衝或16(d)所示的兩倍心率擺動頻率的交變脈衝，或者，還可以將擺動電機的擺動頻率設置成如圖16(c)所示的複合交變脈衝，其中圖16(c)的複合交變脈衝由一個一倍心率擺動頻率且脈衝寬度可以使電機做滿幅擺動或次幅擺動的交變脈衝，以及若干個使電機做原位抖動的交變脈衝所構成。該滿幅擺動、次幅擺動和原位抖動將在下文再做具體解釋。

進一步地，控制單元212在具體對該擺動電機進行控制時，其根據設置和/或接收的脈衝參數輸出具有對應脈衝寬度和頻率的交變脈衝，以使擺臂211以該脈衝參數對應的擺動模式進行擺動。其中，擺動模式包括滿幅擺動模式、次幅擺動模式、原位抖動模式和複合擺動模式的至少一種。該複合擺動模式由滿幅擺動模式和原位抖動模式構成；或者，該複合擺動模式由次幅擺動模式和原位抖動模式構成。

滿幅擺動：指的是擺動電機或者說擺臂211以最大擺幅進行往復擺動；例如，圖1中擺臂211為向一個方向擺動到了最大擺幅的位置，圖2中擺臂211為向反方向擺動到了最大擺幅的位置。

次幅擺動：指的是擺動電機或者說擺臂211以小於最大擺幅的幅度進行往復擺動。

以上兩種擺動在負載，電壓和控制脈衝頻率等條件不變時，其擺幅是以中心對稱的。

原位抖動：指的是擺動電機或者說擺臂211在一個穩定的位置處以小的擺幅進行往復擺動。在實際過程中，為了區別原位抖動和次幅擺動，對擺幅中心對稱的小於滿幅的擺動，且推到最大擺幅處能自己回歸中心對稱地擺動，定義其為次幅擺動；對推到最大擺幅處不能自己回歸中心，在原位小幅地擺動，定義其為原位抖動。

對於一個擺動電機，當其應用在一個具體的場合或者被做成一個具體的電器時，就有了對應的滿幅擺動最小脈衝寬度tb及其對應的頻率fb，滿幅擺動最大交變脈衝頻率fa，起擺最小脈衝寬度td及其對應的頻率fd，下面對這幾個參數進行說明。

交變脈衝是由正向脈衝和一個對應的反向脈衝構成，交變脈衝的脈衝寬度指的是其正向脈衝或反向脈衝的寬度。例如，一個交變脈衝，先是一個2ms的正電平，然後接著3ms的零電平，再接著一個2ms的負電平，再接著3ms的零電平，由此構成了一個完整的交變脈衝，交變脈衝的脈衝寬度為其正向脈衝或反向脈衝的寬度，即2ms。

當控制單元212給線圈213一個正向脈衝或反向脈衝使擺臂211可以擺動到最大擺幅位置時，存在一個最小的脈衝寬度，只有交變脈衝中的正向脈衝/反向脈衝的脈衝寬度大於或等於該最小的脈衝寬度時，擺臂211才能夠被驅動到最大擺幅位置，否則的話，擺臂211就不能被驅動到最大擺幅位置，該最小的脈衝寬度就定義其為上述的滿幅擺動最小脈衝寬度tb。滿幅擺動最小脈衝寬度tb對應的頻率fb，指的是交變脈衝佔空比為100％時滿幅擺動且正向脈衝/反向脈衝的脈衝寬度等於滿幅擺動最小脈衝寬度tb的頻率，所以可以計算得到此時交變脈衝的周期為2*tb，因此此時交變脈衝的頻率fb＝1/(2*tb)。

當控制單元212給線圈213一個脈衝寬度大於或等於滿幅擺動最小脈衝寬度tb的交變脈衝時，除了出現擺臂211在做往復擺動時每次都擺動到最大擺幅位置的這種情況，在交變脈衝頻率增加時，還有可能出現另一種情況，即在擺臂211在往最大擺幅位置擺動的過程中，還沒有到達最大擺幅位置，此時反向脈衝就已經到來，使得擺臂211在沒有到達最大擺幅位置就又要開始反向擺動。這時，存在這樣一個交變脈衝的最大頻率，當此時交變脈衝的頻率小於或等於該最大頻率時，擺臂211可以順利往復擺動到最大擺幅位置，當交變脈衝的頻率大於該最大頻率時，則擺臂211不能夠往復擺動到最大擺幅位置，即擺臂還未擺動到最大擺幅位置其就要反向擺動，即以一個小於最大幅擺的幅度進行往復擺動的運動，這樣的一個最大頻率，就定義其為上述的滿幅擺動最大交變脈衝頻率fa。

總結起來，當交變脈衝的脈衝寬度≥滿幅擺動最小脈衝寬度tb時，若0＜交變脈衝的頻率≤滿幅擺動最大交變脈衝頻率fa，則擺臂211以滿幅擺動的形式進行往復擺動；若滿幅擺動最大交變脈衝頻率fa＜交變脈衝的頻率≤頻率fb，則擺臂211以次幅擺動的形式進行往復擺動。在這兩種情況下，由於交變脈衝的脈衝寬度是不變的，所以不論頻率怎麼變，其輸出的力矩是保持穩定的。

當交變脈衝的脈衝寬度＜滿幅擺動最小脈衝寬度tb時，交變脈衝驅動線圈213產生的電磁力不足以帶動擺臂211往復擺動到最大擺幅位置，同時還存在一個使擺臂211能夠擺動的最小脈衝寬度，只有交變脈衝的脈衝寬度大於該能夠擺動的最小脈衝寬度，擺臂211才能夠被驅動擺動起來，否則擺臂211就停在原位，因為交變脈衝驅動線圈213產生的電磁力不足以帶動擺臂211開始擺動，該能夠擺動的最小脈衝寬度就被定義為上述的起擺最小脈衝寬度td；相應地，可以計算得到，交變脈衝佔空比為100％時起擺最小脈衝寬度td對應的頻率fd，fd＝1/(2*td)。

當起擺最小脈衝寬度td＜交變脈衝的脈衝寬度＜滿幅擺動最小脈衝寬度tb，且0＜交變脈衝的頻率≤頻率fd時，擺臂211以一個極小的擺幅在原來停止的位置進行往復擺動，稱其為擺臂以原位抖動的形式進行往復擺動。

因此，用於擺動電機的交變脈衝的規律如下表(1)所示：

表(1)

在此，本申請提出一種用於該仿真器官的擺動電機的控制方法，請參考圖14，該控制方法可以包括步驟s10-s30，下面具體說明。

步驟s10：設置/接收脈衝參數，例如，根據具體應用來設置/接收脈衝參數。設置/接收脈衝參數這一步驟，可以在擺動電機應用確定時就預設好，也可以由用戶進行手動設置或接收檢測信號進行設置(連線或遙控設置，或根據傳感器信號設置)，還可以由擺動電機根據負載自動設置等。在一實施例中，請參照圖15，步驟s10包括步驟s12和步驟s13，在一實施例中，還可以包括步驟s11。

步驟s11：檢測用戶的心跳頻率信號。例如，通過上述的心跳檢測單元410等來檢測用戶的心跳頻率信號。

步驟s12：接收用戶的心跳頻率信號。

步驟s13：根據所述心跳頻率信號來設置脈衝參數，使得交變脈衝的頻率與心跳頻率成對應關係。例如，對應關係可以是成整數倍關係，即交變脈衝的頻率是心跳頻率的整數倍。

本發明可以根據心跳感應信號，讓擺動電機的擺動頻率與心跳頻率成對應關係，並跟隨心跳的變化，這樣能將擺動更好地作用與人體或生物體，或者讓人或生物更好地感覺擺動的作用。

步驟s30：控制單元212根據設置的脈衝參數，輸出具有脈衝參數對應脈衝寬度和頻率的交變脈衝，以使擺臂211以上述脈衝參數對應的擺動模式進行擺動。

在一實施例中，步驟s30中控制單元212輸出第一交變脈衝，以使擺臂211以滿幅擺動模式進行往復擺動；其中,第一交變脈衝的脈衝寬度大於或等於滿幅擺動最小脈衝寬度tb；第一交變脈衝的頻率大於零且小於或等於滿幅擺動最大交變脈衝頻率fa。在一實施例中，控制單元212增加輸出的第一交變脈衝的頻率，以使擺臂211往復擺動的頻率加快，且力矩穩定。

在一實施例中，步驟s30中控制單元212輸出第二交變脈衝，以使擺臂211以次幅擺動模式進行往復擺動；其中，第二交變脈衝的脈衝寬度大於或等於滿幅擺動最小脈衝寬度tb；第二交變脈衝的頻率大於滿幅擺動最大交變脈衝頻率fa，且小於或等於交變脈衝佔空比為100％時滿幅擺動最小脈衝寬度tb對應的頻率fb，fb＝1/(2*tb)。在一實施例中，控制單元212增加輸出的第二交變脈衝的頻率，以使擺臂211擺動的幅度減小，但力矩變化很小，即基本保持穩定。

在一實施例中，步驟s30中當控制單元212在輸出第一交變脈衝或第二交變脈衝時，若擺動電機的供電電壓變小或擺動電機的負載變大時，增加控制單元212輸出的交變脈衝的脈衝寬度，這有利於保持擺動電機的力矩或擺幅的穩定。

在一實施例中，步驟s30中控制單元212輸出第三交變脈衝，以使擺臂211以原位抖動模式進行擺動；其中,第三交變脈衝的脈衝寬度小於滿幅擺動最小脈衝寬度tb，且大於或等於起擺最小脈衝寬度td；第三交變脈衝的頻率大於0，且小於或等於交變脈衝佔空比為100％時起擺最小脈衝寬度td對應的頻率fd，fd＝1/(2*td)。在一實施例中，控制單元212增加輸出的第三交變脈衝的脈衝寬度，以使擺臂211擺動的幅度增大。

在一實施例中，步驟s30中控制單元212輸出由第四交變脈衝和第五交變脈衝構成的複合交變脈衝，以使擺臂以複合擺動模式進行往復擺動；其中，第四交變脈衝的脈衝寬度大於或等於滿幅擺動最小脈衝寬度tb；第五交變脈衝的脈衝寬度小於滿幅擺動最小脈衝寬度tb，且大於或等於起擺最小脈衝寬度td；第五交變脈衝的頻率大於0，且小於或等於交變脈衝佔空比為100％時起擺最小脈衝寬度td對應的頻率fd，fd＝1/(2*td)；第四交變脈衝和第五交變脈衝以正負電平在時序上互不交疊的形式構成上述複合交變脈衝，指的是，第四交變脈衝的正反向脈衝的中間加入第五交變脈衝，第五交變脈衝不與第四交變脈衝的正反向脈衝在時序上有重疊的區域。如圖16(c)(e)所示的複合波形。

在一實施例中，步驟s30中控制單元212輸出複合交變脈衝，如圖16(c)所示的複合波形，其中，第四交變脈衝的每個正或反脈衝的後沿，跟隨一段第五交變脈衝，直到下一個第四交變脈衝的反向脈衝的前沿結束。這樣，既可讓仿真器官產生心跳低倍數頻率的伸縮擺動，同時並在伸縮擺動到前後位置時產生心跳高倍數頻率的抖動，即能在伸到最長位置或縮至最短位置時同時產生抖動。這些動作都是由所述擺動電機實現。

當器具的振動能夠根據使用者心跳而變化時，可以給使用者更為真實的感受，更有效地刺激使用者，帶來完全不同的愉悅心情。真正做到根據不同使用者和使用時的不同階段，自動根據心跳變化適應使用者。

以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。