專利名稱：高精度的三維搖桿的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種搖桿，特別涉及一種高精度的三維搖桿。
背景技術：
隨著工業自動化和人工智能技術的高度發展，人們站在終端輸入設備面前 即可控制自動化的設備實現其目的，己成為現實，搖桿作為一種終端設備，通 過手指運動就可以操縱手柄輸出線性控制信號，結合控制電路來驅動步進或伺 服電機，因其人性化的設計、細膩的控制反應，深受使用者的喜愛。利用搖桿來控制設備已成為當代自動化領域的一種發展趨勢，然而一般現有的搖桿只能提供二維的控制量，如中國專利96249825. 4中所述的高靈敏及 精確性的搖桿，只能提供二個方向的控制量，已無法滿足科技發展對搖桿控制 量多元化的要求。例如在道路監控系統中，中央控制室要拍攝在道路上行駛 的違章車輛，必須要通過操縱搖桿來控制攝像機上下左右動作及鏡頭全景、特 寫的調整，才能完整、清楚的拍攝下車輛當時的位置和車牌號碼。但現有的搖 桿只能提供二維的控制量，雖然能捕捉到車輛的位置，因無法調整鏡頭，拍攝 的圖像往往不是太小就是不全，無法滿足實際使用要求。實用新型內容本實用新型為克服上述的不足之處，目的在于提供一種高精度的三維搖桿， 通過在搖桿手柄內增設第三方向動作裝置，通過開關量增加搖桿控制信號的數 量，實現三維控制量，同時第三方向動作裝置又與原有的二維方向動作裝置巧 秒地設置為一體，既不增加體積，又實現了三維控制，而且這種第三方向動作 裝置裝配容易，結構牢固，性能穩定，控制靈敏，精度高。 本實用:新型是通過以下技術方案達到上述目的髙精度的三維搖桿，包括底座，穿設在底座上的連桿，與連桿活動相連的設置在底座內的第一方向動作 裝置、第二方向動作裝置，設置在底座外部分別與第一方向動作裝置、第二方 向動作裝置相連的電位器，設在連桿的另一端的搖桿手柄，在所述的搖桿手柄、 內設有第三方向動作裝置，所述的第三方向動作裝置包括復位裝置、轉軸、霍爾傳感器電路板；所述的霍爾傳感器電路板與穿設在搖桿手柄下蓋中的連桿固 定連接，霍爾傳感器設在電路板上，所述的轉軸與霍爾傳感器電路板轉動連接， 霍爾傳感器與轉軸內設有的磁鋼對應設置，轉軸與搖桿手柄上蓋周向固定，復位裝置套設在轉軸上，復位裝置彈簧的一端扣接在轉軸上，隨著轉軸旋轉，另 一端相對于轉軸固定，利用彈簧伸縮性使搖桿手柄上蓋相對于連桿自動復位。作為優選，在所述的搖桿手柄內還設有連接件、轉盤、電路板上蓋、電路 板下蓋，所述的電路板上蓋、復位裝置、轉盤依次套設在轉軸上，所述的電路 板上蓋與電路板下蓋固定連接，霍爾傳感器電路板設在電路板下蓋內，電路板 上蓋用于將復位裝置軸向固定在轉盤之下，轉軸與轉盤固定連接，轉盤與連接 件固定連接。作為優選，所述的復位裝置包括一對相互對稱的彈簧定位片、彈簧，在所 述的彈簧定位片上端設有朝外開口的卡溝，彈簧套設在卡溝上，連接件上設有 的凸起卡設在一對彈簧定位片之間，用于帶動彈簧定位片的轉動，電位器上蓋 的邊緣處設有的定位塊卡設在一對彈簧定位片套設有彈簧的一端，搖桿手柄上 蓋通過連接件蓋設在其上，所述的搖桿手柄上蓋與搖桿手柄下蓋固定連接。作為優選，所述的搖桿手柄上蓋上設有兩個對稱的通孔，在搖桿手柄下蓋
上^通孔對應的位置設有兩個帶蠊紋的孔，搖桿手柄上蓋與搖桿手柄下蓋通過 螺釘穿過通孔與孔蠊紋連接。作為優選，所述的連接件為一圓柱體，尺寸與手柄上蓋相匹配，在中心周 邊設有兩個通孔。作為優選，所述的轉盤為一圓柱體，圓柱體上方與連接件的通孔相對應的 位置設有蠊紋孔，轉盤下部中空的圓柱體與一對彈簧定位片中心的通孔相匹配。作為優選，所述的轉軸的主體為一階梯狀的圓柱體，在階梯狀的圓柱體的 上端設有-插銷，插銷與轉盤上設有的通孔相匹配，在所述的第二階的圓柱休 內設有磁鋼。作為優選，所述的高精度的三維搖桿還包括中心自動復位裝置，所述的中 心自動復位裝置包括壓簧、圓形定位塊、設置在底座上的圓錐面，所述的圓形 定位塊套設在連桿上，圓形定位塊與底座上的圓錐面相契合，壓簧設在定位塊 與搖桿手柄下蓋之間。作為優選，在所述的中心自動復位裝置外還設一護罩，所述的護罩套設在 連桿上。本技術方案中提到的設置在底座內的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置在背景技術中所提及的中國專利96249825.4中已有詳細的描述，在此不重復 描述。本實用新型的有益效果本實用新型的技術方案在既不增加搖桿的休積的 情況下，實現了三維控制，而且這種第三方向動作裝置裝配容易，結構牢固， 性能穩定，控制靈敏，精度高，并且可廣泛應用于城市安防、道路監控、工廠 自動化、電力、金融、儀表、化工、冶金、醫療成像、航空、軍事、船舶、運 輸、建筑等機電設備上。
圖1是本實用新型實施例1中的髙精度的三維搖桿的立體示意圖；圖2是本實用新型實施例1中的高精度的三維搖桿的立體分解圖；圖3是圖2中復位裝置的放大圖；圖4是圖3復位裝置受力時的示意圖；圖5是本實用新型實施例2中的高精度的三維搖桿搖動時的示意圖；圖6是本實用新型實施例2中的高精度的三維搖桿自動復位時的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型作進一步闡述實施例l:如圖l、 2、 3、 4所示，高精度的三維搖桿，包括底座l，穿設 在底座上的連桿10，與連桿10活動相連的設置在底座內的第一方向動作裝置、 第二方向動作裝置，設置在底座外部分別與第一方向動作裝置、第二方向動作 裝置相連的電位器15 (設置在底座內的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置 在背景技術中所提及的中國專利96249825. 4中已有詳細的描述，在此不重復 描述。)，設在連桿的另一端的搖桿手柄l、 9，在所述的搖桿手柄l、 9內設有第 三方向動作裝置，所述的第三方向動作裝置包括連接件2、轉盤3、復位裝置4、 電路板上蓋5、電路板下蓋8、轉軸6、霍爾傳感器電路板7;所述的復位裝置包括一對相互對稱的彈簧定位片401、 402、彈簧403，在 所述的彈簧定位片401、 402上端設有朝外開口的卡溝，彈簧403套設在卡溝上; 一對彈簧定位片中心的通孔404與轉盤下部中空的圓柱體304相匹配；所述的搖桿手柄上蓋上設有兩個對稱的通孔IOI、 102，在搖桿手柄下蓋上與 通孔對應的位置設有兩個帶蠊紋的孔卯l、 903，搖桿手柄上蓋與搖桿手柄下蓋
通過螺釘穿過通孔101、 102與孔卯1、 903螺紋連接，在搖桿手柄上、下蓋上 設有多條凸棱103、卯2，用于增加摩擦，便于旋轉；所述的連接件2為一圓柱體，尺寸與手柄上蓋相匹配，在中心通孔202的 周邊設有兩個通孔201、 205，在連接件的邊緣上設有的凸起206，在圓柱體的 下部設一圓形的凹部；所述的轉盤為一圓柱體，圓柱體與連接件2的圓形的凹部的尺寸相匹配， 圓柱體上方與連接件的通孔201、 205相對應的位置設有螺紋孔301、 303;所述的轉軸的主體為一階梯狀的圓柱體，在階梯狀的圓柱體的上端設有一 插銷601，插銷601與轉盤3上設有的通孔302相匹配，第一階圓柱體602的尺 寸與電路板上蓋5上的通孔502的尺寸匹配，在所述的第二階的圓柱體603內 設有磁鋼604;所述的電路板上、下蓋為一對相互契合的中空圓柱體，所述的電路板上蓋5 上設有凸耳501、 504與電路板下蓋8上設有的凸耳801、 802通過螺釘固定連 接，在電位器上蓋的邊緣處設有的定位塊卡503;電路板7設在電路板下蓋8內，電路板下蓋8固定在穿設在搖桿手柄下蓋9 中的連桿10上，霍爾傳感器701、 702設在電路板7上，霍爾傳感器701、 702 與轉軸6內設有的磁鋼604對應設置；所述的電路板上蓋5、復位裝置4、轉盤 3依次套設在轉軸6上，電路板上蓋5用于將復位裝置4軸向固定在轉盤3之下， 轉軸6通過頂部的插銷601與插入轉盤3上的孔302從而固定連接，轉盤3與 連接件2通過蠊釘固定連接；連接件上設有的凸起206卡設在一對彈簧定位片 401、 402之間，用于帶動彈簧定位片的轉動，電位器上蓋的邊緣處設有的定位 塊卡503設在一對彈簧定位片套設有彈簧的一端，搖桿手柄上蓋1通過連接件2
上凹槽203、 204蓋設在其上，所述的搖桿手柄上蓋1與搖桿手柄下蓋9固定連 接。工作過程使用時，搖擺搖桿手柄帶動連桿運動，從而帶動設置在底座內 的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置動作，可實現上下左右兩個方向上控 制，如旋轉搖桿手柄，可通過連接件帶動轉盤旋轉，從而帶動轉軸旋轉，轉軸 內的磁鋼也跟隨一起轉，當磁鋼與設置在電路板上的霍爾傳感器對應時，霍爾 傳感器將感應信號傳遞到控制器，產生一個開關量，從而實現了第三維的控制; 在連接件帶動轉盤時，連接件上卡設在一對彈簧定位片之間的凸起同時帶動彈 簧定位片轉動，拉伸彈簧，此時電位器上蓋的邊緣處設有的定位塊卡起到一個 定位作用，在不施加外力時彈簧收縮時自動復位。實施例2:如圖5、 6所示，本實施例與實施例1的不同之外在于，高精度 的三維搖桿還包括有一個中心自動復位裝置，包括壓簧12、圓形定位塊13、設 置在底座上的圓錐面14，所述的定位塊套設在連桿10上，壓簧12設在定位塊 與搖桿手柄下蓋之間，在所述的中心自動復位裝置外還設一護罩12。搖桿受力時，移動后狀態如圖5所示，連桿移動，帶動圓形定位塊運動， 壓簧受力收縮，當外力消失時，壓簧自然伸張，推動圓形定位塊向下運動，因 圓形定位塊與底座上的圓錐面相契合關系，圓形定位塊帶動連桿自動復位，如 圖6所示。因設計出來的圓錐面與圓形定位塊自然的匹配關系，使連桿7中心 復位十分準確，設計構思非常巧妙，而且這種結構非常簡單，但效果相當好， 應用到搖桿的復位上，還未曾見到過。以上的所述乃是本實用新型的具體實施例及所運用的技術原理，若依本實 用新型的構想所作的改變，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋 的精神時，仍應屬本實用新型的保護范圍。
權利要求1、高精度的三維搖桿，包括底座(11)，穿設在底座上的連桿(10)，與連桿(10)活動相連的設置在底座內的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置，設置在底座外部分別與第一方向動作裝置、第二方向動作裝置相連的電位器(15)，設在連桿的另一端的搖桿手柄(1)、(9)，其特征在于在所述的搖桿手柄(1)、(9)內設有第三方向動作裝置，所述的第三方向動作裝置包括復位裝置(4)、轉軸(6)、霍爾傳感器電路板(7)；所述的霍爾傳感器電路板(7)與穿設在搖桿手柄下蓋(9)中的連桿(10)固定連接，霍爾傳感器(701)、(702)設在電路板(7)上，所述的轉軸(6)與霍爾傳感器電路板(7)轉動連接，霍爾傳感器(701)、(702)與轉軸(6)內設有的磁鋼(604)對應設置，轉軸(6)與搖桿手柄上蓋(1)周向固定，復位裝置(4)套設在轉軸(6)上，復位裝置(4)彈簧的一端扣接在轉軸(6)上，隨著轉軸旋轉，另一端相對于轉軸(6)固定，利用彈簧伸縮性使搖桿手柄上蓋(1)相對于連桿(10)自動復位。
2、 根據權利要求1所述的高精度的三維搖桿，其特征在于在所述的搖桿手 柄(1)內還設有連接件(2)、轉盤(3)、電路板上蓋(5)、電路板下蓋(8)， 所述的電路板上蓋(5)、復位裝置(4)、轉盤(3)依次套設在轉軸(6)上， 所述的電路板上蓋(5)與電路板下蓋(8)固定連接，霍爾傳感器電路板(7) 設在電路板下蓋(8)內，電路板上蓋(5)用于將復位裝置(4)軸向固定在轉 盤(3)之下，轉軸(6)與轉盤(3)固定連接，轉盤(3)與連接件(2)固定 連接。
3、 根據板利要求2所述的髙精度的三維搖桿，其特征在于所述的復位裝置(4) 包括一對相互對稱的彈簧定位片(401)、 (402)、彈簧(403)，在所述的彈簧定 位片(401)、 (402)上端設有朝外開口的卡溝，彈簧(403)套設在卡溝上，連接件上設有的凸起(206)卡設在一對彈簧定位片(401)、 (402)之間，用于帶 動彈簧定位片的轉動，電位器上蓋的邊緣處設有的定位塊卡(503)設在-對彈 簧定位片套設有彈簧的一端，搖桿手柄上蓋(1)通過連接件(2)蓋設在其上， 所述的搖桿手柄上蓋(1)與搖桿手柄下蓋(9)固定連接。
4、 根據權利要求3所述的高精度的三維搖桿，其特征在于所述的搖桿手柄 上蓋上設有兩個對稱的通孔(101)、 (102),在搖桿手柄下蓋上與通孔對應的位 置設有兩個帶螺紋的孔(卯l)、(卯3)，搖桿手柄上蓋與搖桿手柄f蓋通過蟝釘 穿過通孔(101)、 (102)與孔(卯l)、 (903)螺紋連接。
5、 根據權利要求4所述的高精度的三維搖桿，其特征在于所述的連接件(2) 為一圓柱體，尺寸與手柄上蓋相匹配，在中心周邊設有兩個通孔(201)、 (205)。
6、 根據權利要求5所述的高精度的三維搖桿，其特征在于所述的轉盤為一 圓柱體，圓柱體上方與連接件的通孔(201)、 (205)相對應的位置設有螺紋孔(301)、 (303)，轉盤下部中空的圓柱體(304)與一對彈簧定位片中心的通孔 (404)相匹配。
7、 根據權利要求6所述的高精度的三維搖桿，其特征在于所述的轉軸的主體 為一階梯狀的圓柱體，在階梯狀的圓柱體的上端設有一插銷(601)，插銷(601) 與轉盤(3)上設有的通孔(302)相匹配，在所述的第二階的圓柱體(603)內 設有磁鋼(604)。
8、 根據權利要求1-7任一權利要求所述的高精度的三維搖桿，其特征在于還 包括中心自動復位裝置，所述的中心自動復位裝置包括壓簧(12)、圓形定位塊(13)、設置在底座上的圓錐面(14)，所述的圓形定位塊套設在連桿(10)」二， 圓形定位塊與底座上的圃錐面(14)相契合，壓簧(12)設在定位塊與搖桿手 柄下蓋之間。
9、 根據權利要求8所述的髙精度的三維搖桿，其特征在于在所述的中心自動 復位裝置外還設一護罩(12)，所述的護罩(12)套設在連桿(10)上。
專利摘要本實用新型涉及一種高精度的三維搖桿，包括底座，穿設在底座上的連桿，與連桿活動相連的設置在底座內的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置，設置在底座外部分別與第一方向動作裝置、第二方向動作裝置相連的電位器，設在連桿的另一端的搖桿手柄，在所述的搖桿手柄內設有第三方向動作裝置，所述的第三方向動作裝置包括復位裝置、轉軸、霍爾傳感器電路板；本實用新型的有益效果本實用新型的技術方案在既不增加搖桿的體積的情況下，實現了三維控制，而且這種第三方向動作裝置裝配容易，結構牢固，性能穩定，控制靈敏，精度高，并且可廣泛應用于城市安防、道路監控、工廠自動化、電力、金融、儀表、化工、冶金、醫療成像等機電設備上。
文檔編號G05G1/04GK201035441SQ20072010829
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月19日 優先權日2007年4月19日
發明者潘民強, 王偉平 申請人:浙江紅蘋果電子有限公司