CN102354252B - 一种操作手柄 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种操作手柄，包括设置在非导磁介质一侧的操作装置、与设置在非导磁介质另一侧的牵引装置；所述操作装置和牵引装置之间至少有一个包含磁性材料，两者之间通过磁力连接；所述操作装置和牵引装置之间至少有一个包括有第一支撑结构，第一支撑结构上固定有第一转轴，第一转轴上安装带有阻力位置的滚轮，该滚轮在一个转动周期内，至少有一个与非导磁介质的接触位置离第一转轴所在的轴线最近。本发明由于选用了带有阻力位置的滚轮，使操作手柄在停止运动时，不仅受到接触面的摩擦力作用，还受到磁力在水平方向的分力的调节，具备自动限位功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种操作手柄，更具体的说，涉及一种通过磁力牵引的操作手柄。
背景技术
传统利用磁力牵引的操作手柄一般在操作装置一侧设置磁块，直接在非导磁介质表面滑动，由于采用滑动的方式摩擦力大，操作力度较大，控制精度也不容易把握，操作很不方便，而且直接在接触面滑动也容易刮花表面。市面上有一种采用普通滚轮的操作手柄，可以直接在接触面滚动，操作方便，但当操作装置上沿接触面方向的动力撤销时，如果操作装置的重力在沿接触面水平方向有分力，那么仅靠圆形滚轮和接触面的摩擦力不足以使操作装置停止运动，需要增加额外的限位机构；即便是操作装置水平放置，轻微的触碰和振动也容易使其滑动，限位效果不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可自动限位功能的操作手柄。
一种操作手柄，包括设置在非导磁介质一侧的操作装置、与设置在非导磁介质另一侧的牵引装置，所述操作装置和牵引装置之间至少有一个包含磁性材料，两者之间通过磁力连接；所述操作装置和牵引装置之间至少有一个包括有第一支撑结构，第一支撑结构上固定有第一转轴，第一转轴上安装带有阻力位置的滚轮，该滚轮在一个转动周期内，至少有一个与非导磁介质的接触位置离第一转轴最近。
优选的，所述滚轮垂直转轴的截面为圆形，所述转轴偏离圆心，只需将转轴偏离圆心即可，这种滚轮的加工最为简单，成本较低。
优选的，所述转轴距离圆心的距离在0.05mm～0.5mm之间，这样可以 在保障可靠限位的同时，取得较好的手感。
优选的，所述转轴距离圆心的距离在0.1mm～0.3mm之间，提供更优选的数值范围，在保障可靠限位的同时，取得更好的手感。
优选的，所述滚轮轮面有一个平面，平面之间通过向外弯曲的弧面连接，滚轮接触面为平面时，轴心距离接触面最近，可以实现自动限位，非阻力位置为弧面，滚动过程比较流畅，手感较好。
优选的，所述滚轮轮面上有一个沿转轴方向的凹槽。凹槽可以节省滚轮的材料。
优选的，所述的操作手柄还包括第二支撑结构，所述第二支撑结构上固定有第二转轴，第二转轴上安装有所述滚轮；所述第一支撑结构和第二支撑结构分别设置在操作装置和牵引装置上，两边都设有所述滚轮，可彻底避免操作手柄刮花非导磁介质表面。
优选的，所述磁性材料设置在第一支撑结构上，可以根据应用场合不同，方便选用适配的磁性材料。
优选的，所述磁性材料设置在第二支撑结构上，可以根据应用场合不同，方便选用适配的磁性材料。
本发明采用带有阻力位置的滚轮，滚轮上与非导磁介质的接触位置离转轴所在的轴线最近的位置处自动形成阻力位置，当滚轮处于该位置时撤销操作手柄上的动力，此时，如果非导磁介质是水平的，当手柄受到轻微的水平推力，导致滚轮阻力位置偏离接触面悬空，此时在垂直与接触面的重力和磁力作用下，会将滚轮拉回阻力位置，使操作手柄保持静止状态；如果非导磁介质是倾斜的，重力在平行非导磁介质表面产生的水平分力驱使滚轮继续转动，但重力在垂直非导磁介质表面产生的压力和磁力叠加，在阻力位置偏离接触面悬空时，会产生跟重力的水平分力方向相反的应力，再加上滚轮和接触面的摩擦力，只要磁力配置得当，就可以维持操作手柄的静止状态；如果非导磁介质是竖直的，此时磁力在在阻力位置偏离接触面悬空时会产生跟操作手柄重力相反的作用力，再加上滚轮和接触面的摩擦力，只要磁力配置得当，就可以维持操作手柄的静止状态。
附图说明
图1是本发明实施例的整体示意图；
图2是本发明滚轮实施例一垂直轴线的剖面图；
图3是本发明滚轮实施例二垂直轴线的剖面图；
图4是本发明滚轮实施例三垂直轴线的剖面图；
图5是本发明滚轮实施例四垂直轴线的剖面图；
图6是本发明滚轮实施例五垂直轴线的剖面图；
其中：1、操作装置；21、第一支撑结构；22、第二支撑结构；3、滚轮；31、第一滚轮；32、第二滚轮；41、第一磁性材料；42、第二磁性材料；5、牵引装置；6、非导磁介质；71、第一转轴；72、第二转轴；9、轴线。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：一种操作手柄，包括操作装置1、与操作装置1对置的牵引装置5，操作装置1和牵引装置5中间隔有非导磁介质6。操作装置和牵引装置之间至少有一个包括有第一支撑21结构，第一支撑结构21上固定有第一转轴71，第一转轴71上安装有第一滚轮31，该第一滚轮31在一个转动周期内，至少有一个与非导磁介质6的接触位置离第一转轴71最近。第一支撑结构21可以是金属壳体、拉手等可以支撑第一滚轮31的其他任何结构形式。所述操作装置1和牵引装置5通过磁力连接，因此两者之间至少有一个设有磁石、磁铁等第一磁性材料41。所述第一磁性材料41可以设置在第一支撑结构21、第一滚轮31中的一个或多个位置。
操作手柄还可以包括第二支撑结构，第二支撑结构22上固定有第二转轴72，第二转轴72上安装有第二滚轮32，该第二滚轮32在一个转动周期内，至少有一个与非导磁介质6的接触位置离第二转轴72最近。第二支撑结构22可以是金属壳体、拉手等可以支撑第二滚轮32的其他任何结构形式。所述操作装置1和牵引装置5通过磁力连接，因此两者之间至少有一个设有磁石、磁铁等第二磁性材料42。所述第二磁性材料42可以设置在第一支撑结构21、第二支撑结构22、第一滚轮31、第二滚轮32中的一 个或多个位置。
如图2～6所示，所述第一滚轮31和第二滚轮32是带有阻力位置的滚轮，滚轮上与非导磁介质6的接触位置离转轴所在的轴线9最近的位置为阻力位置，当滚轮处于该位置时撤销操作手柄上的动力，此时，如果非导磁介质6是水平的，当手柄受到轻微的水平推力，导致滚轮阻力位置偏离接触面悬空，此时在垂直与接触面的重力和磁力作用下，会将滚轮拉回阻力位置，使操作手柄保持静止状态；如果非导磁介质6是倾斜的，重力在平行非导磁介质6表面产生的水平分力驱使滚轮继续转动，但重力在垂直非导磁介质6表面产生的压力和磁力叠加，在阻力位置偏离接触面悬空时，会产生跟重力的水平分力方向相反的应力，再加上滚轮和接触面的摩擦力，只要磁力配置得当，就可以维持操作手柄的静止状态；如果非导磁介质6是竖直的，此时磁力在在阻力位置偏离接触面悬空时会产生跟操作手柄相反的作用力，再加上滚轮和接触面的摩擦力，只要磁力配置得当，就可以维持操作手柄的静止状态。下面结合具体实施例进一步阐述滚轮的结构。
实施例一：如图2所示，所述滚轮垂直轴线9的截面为圆形，所述轴线9偏离圆心，该轴线9与圆心的间距范围在0.05mm～0.5mm之间，优选的，距离在0.1mm～0.3mm之间，在此范围内，可以在保障限位效果的同时，获得较好的手感。当该滚轮转动至轴线9与接触面的最近位置时，操作装置1与牵引装置5之间的距离最近，磁力最强，该位置即为所述的阻力位置。本实施方式只需将轴线9偏离圆心即可，加工最为简单，成本较低。
实施例二：如图3所示，所述滚轮沿垂直轴线9的剖面为椭圆形。根据椭圆的对称特性，轴线9距离接触面的最近位置有两个，当滚轮转动至该位置时，操作装置1与牵引装置5之间的距离最近，磁力最强，所述位置即为阻力位置。由于滚轮在一个滚动周期内有两个阻力位置，控制精度更高。
实施例三：如图4所示，所述滚轮是垂直轴线9的剖面为多边形的多面柱体，轴线9距离多面柱体各平面的垂直距离最小，因此当多面柱体各个平面跟接触面接接触时，操作装置1与牵引装置5之间的距离最近，磁力最强，所述位置即为阻力位置。采用多面柱体可以有多个阻力位置，控 制精度进一步提高；另外，处于阻力位置的滚轮的接触面为平面，摩擦力大，可以降低打滑的可能。
实施例四：如图5所示，所述滚轮轮面至少有一个平面，平面之间通过向外弯曲的弧面连接。轴线9距离平面的垂直距离小于轴线9距离弧面的距离，因此当滚轮各个平面跟接触面接接触时，操作装置1与牵引装置5之间的距离最近，磁力最强，所述位置即为阻力位置。采用该滚轮可以有多个阻力位置，控制精度进一步提高；另外，非阻力位置为弧面，滚动过程比较流畅，手感较好。
实施例五：如图6所示，所述滚轮轮面上至少开有一个沿轴线9方向的凹槽。轴线9与凹槽槽口的垂直距离最小，当滚轮滚动至凹槽槽口作为接触面时，操作装置1与牵引装置5之间的距离最近，磁力最强，所述位置即为阻力位置。采用该滚轮可以有多个阻力位置，控制精度进一步提高；另外，凹槽可以节省滚轮的材料。
滚轮实施方式不局限于上述实施例，只要保证滚轮轮面上有至少一个位置与轴线9的距离最短，都属于本发明的保护范围。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种操作手柄，包括设置在非导磁介质一侧的操作装置、与设置在非导磁介质另一侧的牵引装置，其特征在于，所述操作装置和牵引装置之间至少有一个包含磁性材料，两者之间通过磁力连接；所述操作装置和牵引装置之间至少有一个包括第一支撑结构，第一支撑结构上固定有第一转轴，第一转轴上安装带有阻力位置的滚轮，该滚轮在一个转动周期内，至少有一个与非导磁介质的接触位置离第一转轴最近；
滚轮上与非导磁介质的接触位置离转轴所在的轴线最近的位置处自动形成阻力位置。
2.由权利要求1所述的一种操作手柄，其特征在于，所述滚轮垂直转轴的截面为圆形，所述转轴偏离圆心。
3.由权利要求2所述的一种操作手柄，其特征在于，所述转轴与圆心之间的距离在0.1mm～0.5mm之间。
4.由权利要求2所述的一种操作手柄，其特征在于，所述转轴与圆心之间的距离在0.1mm～0.3mm之间。
5.由权利要求1所述的一种操作手柄，其特征在于，所述滚轮轮面有一个平面，平面之外的轮面为偏离转轴方向的弧面。
6.由权利要求1所述的一种操作手柄，其特征在于，所述滚轮轮面上有一个沿转轴方向的凹槽。
7.由权利要求1～6任一所述的一种操作手柄，其特征在于，还包括第二支撑结构，所述第二支撑结构上固定有第二转轴，第二转轴上安装有滚轮；所述第一支撑结构和第二支撑结构分别设置在操作装置和牵引装置上。
8.由权利要求1～6任一所述的一种操作手柄，其特征在于，所述磁性材料设置在第一支撑结构上。
9.由权利要求7所述的一种操作手柄，其特征在于，所述磁性材料设置在第一支撑结构上。
10.由权利要求7所述的一种操作手柄，其特征在于，所述磁性材料设置在第二支撑结构上。
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