專利名稱：高精度的三維搖桿的制作方法
技術(shù)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(shù)：
隨著工業(yè)自動化和人工智能技術(shù)的高度發(fā)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(xiàn)其目的，己成為現(xiàn)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(jié)合控制電路來驅(qū)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(fā)展趨勢，然而一般現(xiàn)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(fā)展對搖桿控制 量多元化的要求。例如在道路監(jiān)控系統(tǒng)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(diào)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(xiàn)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(diào)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(nèi)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(nèi)增設第三方向動作裝置，通過開關(guān)量增加搖桿控制信號的數(shù) 量，實現(xiàn)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(xiàn)了三維控制，而且這種第三方向動作 裝置裝配容易，結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定，控制靈敏，精度高。 本實用:新型是通過以下技術(shù)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)軸與霍爾傳感器電路板轉(zhuǎn)動連接， 霍爾傳感器與轉(zhuǎn)軸內(nèi)設有的磁鋼對應設置，轉(zhuǎn)軸與搖桿手柄上蓋周向固定，復位裝置套設在轉(zhuǎn)軸上，復位裝置彈簧的一端扣接在轉(zhuǎn)軸上，隨著轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，另 一端相對于轉(zhuǎn)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(yōu)選，在所述的搖桿手柄內(nèi)還設有連接件、轉(zhuǎn)盤、電路板上蓋、電路 板下蓋，所述的電路板上蓋、復位裝置、轉(zhuǎn)盤依次套設在轉(zhuǎn)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(nèi)，電路板 上蓋用于將復位裝置軸向固定在轉(zhuǎn)盤之下，轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)盤固定連接，轉(zhuǎn)盤與連接 件固定連接。作為優(yōu)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(zhuǎn)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(yōu)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(yōu)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(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤上設有的通孔相匹配，在所述的第二階的圓柱休 內(nèi)設有磁鋼。作為優(yōu)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(yōu)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(shù)方案中提到的設置在底座內(nèi)的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置在背景技術(shù)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(shù)方案在既不增加搖桿的休積的 情況下，實現(xiàn)了三維控制，而且這種第三方向動作裝置裝配容易，結(jié)構(gòu)牢固， 性能穩(wěn)定，控制靈敏，精度高，并且可廣泛應用于城市安防、道路監(jiān)控、工廠 自動化、電力、金融、儀表、化工、冶金、醫(yī)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(jié)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(nèi)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(nèi)的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置 在背景技術(shù)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(nèi)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(zhuǎn)盤3、復位裝置4、 電路板上蓋5、電路板下蓋8、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)；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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi) 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(nèi)，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(zhuǎn)軸6內(nèi)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(zhuǎn)盤 3依次套設在轉(zhuǎn)軸6上，電路板上蓋5用于將復位裝置4軸向固定在轉(zhuǎn)盤3之下， 轉(zhuǎn)軸6通過頂部的插銷601與插入轉(zhuǎn)盤3上的孔302從而固定連接，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi) 的第一方向動作裝置、第二方向動作裝置動作，可實現(xiàn)上下左右兩個方向上控 制，如旋轉(zhuǎn)搖桿手柄，可通過連接件帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，從而帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸 內(nèi)的磁鋼也跟隨一起轉(zhuǎn)，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(chǎn)生一個開關(guān)量，從而實現(xiàn)了第三維的控制; 在連接件帶動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(tài)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(guān)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(guān)系，使連桿7中心 復位十分準確，設計構(gòu)思非常巧妙，而且這種結(jié)構(gòu)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(shù)原理，若依本實 用新型的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)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(quán)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)軸(6)與霍爾傳感器電路板(7)轉(zhuǎn)動連接，霍爾傳感器(701)、(702)與轉(zhuǎn)軸(6)內(nèi)設有的磁鋼(604)對應設置，轉(zhuǎn)軸(6)與搖桿手柄上蓋(1)周向固定，復位裝置(4)套設在轉(zhuǎn)軸(6)上，復位裝置(4)彈簧的一端扣接在轉(zhuǎn)軸(6)上，隨著轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，另一端相對于轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)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(nèi)還設有連接件(2)、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤(3)依次套設在轉(zhuǎn)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(nèi)，電路板上蓋(5)用于將復位裝置(4)軸向固定在轉(zhuǎn) 盤(3)之下，轉(zhuǎn)軸(6)與轉(zhuǎn)盤(3)固定連接，轉(zhuǎn)盤(3)與連接件(2)固定 連接。
3、 根據(jù)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(zhuǎn)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求5所述的高精度的三維搖桿，其特征在于所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求6所述的高精度的三維搖桿，其特征在于所述的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi) 設有磁鋼(604)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)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(jù)權(quán)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(shù)方案在既不增加搖桿的體積的情況下，實現(xiàn)了三維控制，而且這種第三方向動作裝置裝配容易，結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定，控制靈敏，精度高，并且可廣泛應用于城市安防、道路監(jiān)控、工廠自動化、電力、金融、儀表、化工、冶金、醫(yī)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(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者潘民強, 王偉平 申請人:浙江紅蘋果電子有限公司