CN104460702A - 拇指力控二维坐标跟踪定位组件 - Google Patents

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Abstract

拇指力控二维坐标跟踪定位组件，涉及运动载体目标跟踪定位操控部件。为了解决传统的目标跟踪操控部件的体积大、瞬态响应特性较差、耐用性差等问题。拇指力控二维坐标跟踪定位组件包括中心组件和外壳；所述的中心组件包括敏感梁、多个微型半导体应变计和转接板；所述的敏感梁一端设有法兰，法兰上设有通过孔；微型半导体应变计均匀固定在敏感梁的外壁上；所述的中心组件还包括至少一个漆包线、两个绝缘垫和补偿板；转接板和补偿板分别设置在法兰上下两侧，二者分别利用绝缘垫与法兰隔离；漆包线穿过通过孔，贯穿转接板、两个绝缘垫和补偿板，对转接板、两个绝缘垫和补偿板进行固定，转接板和补偿板通过漆包线进行导通。本发明适用于运动载体目标跟踪定位。

Description

拇指力控二维坐标跟踪定位组件
技术领域
本发明涉及运动载体目标跟踪定位操控部件。
背景技术
拇指力控二维坐标跟踪定位组件是人手拇指力控的执行器件与微型敏感元件一体化的小型组件，具有在人手力控目标跟踪光标的移动速度时，将施加操控部件的拇指力实时转化成电信号并输出到外信号处理单元的功能。
传统的目标跟踪操控部件采用单一机械传动装置或电位器方式和技术，这类结构的构造结构成本低，但存在体积大、控制精度低、跟随响应慢、人机同步程度低、可靠性差等局限性。传统的二维力传感器开关组件设置有微型半导体应变计，传统的微型半导体应变计体积大于0.6mm×6mm，传统的微型半导体应变计的电阻条呈直线型，这使得组件体积较大；并且电阻条的两条引线从两端引出不但占用较大的空间，而且需要转接固定，连接不可靠，严重影响了组件的可靠性及寿命。
拇指力敏开关组件在大型机械控制、跟踪定位等领域的广泛应用，验证人手拇指操控的执行器件与微型敏感元件一体化的操纵部件的功能和性能优势，不仅克服传统产品的缺陷，而且使经典技术大幅度小型化和精细化，同时明显地强化和优化人机之间功能转换的效率和效果。
发明内容
本发明为了解决传统的目标跟踪操控部件的体积大、瞬态响应特性较差、耐用性差等问题。进而提出了一种拇指力控二维坐标跟踪定位组件。
所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件包括中心组件和外壳；所述的中心组件包括敏感梁、多个微型半导体应变计和转接板；所述的敏感梁一端设有法兰，法兰上设有通过孔；微型半导体应变计均匀固定在敏感梁的外壁上；所述的中心组件还包括至少一个漆包线、两个绝缘垫和补偿板；转接板和补偿板分别设置在法兰上下两侧，二者分别利用绝缘垫与法兰隔离；漆包线穿过通过孔，贯穿转接板、两个绝缘垫和补偿板，对转接板、两个绝缘垫和补偿板进行固定，转接板和补偿板通过漆包线进行导通。
拇指力控二维坐标跟踪定位组件还包括防尘帽、键帽、外壳；外壳由上端外壳和底座组成，所述的上端外壳和底座以螺纹的形式连接在一起，或者上端外壳和底座设置嵌合结构，使二者嵌合在一起；上端外壳顶部中心处设有限位孔；敏感梁穿过限位孔，键帽设置在敏感梁远离法兰的一端，即设置在敏感梁的尖端部位；防尘帽安装在限位孔处，位于在上端外壳与敏感梁之间。
所述的上端外壳靠近底座的一端设有定位凸起，法兰边缘设有定位缺口，定位凸起卡在定位缺口内，实现敏感梁和上端外壳相对固定。
所述的敏感梁根部上设置四个均布平面；所述的微型半导体应变计设置为四片，以玻璃粉烧结的方式均匀固定在敏感梁四个均布的平面上。
所述的微型半导体应变计尺寸为0.6mm×2mm；所述的微型半导体应变计的电阻条在应变计平面呈π型，用于连接电阻条的两条引线从电阻条的π型的两脚引出，即从一个方向引出。
所述的四片微型半导体应变计的每片都设有一个并联补偿电阻，同一方向上的两片微型半导体应变计组成一个半桥电路，用于调整零点输出；四片微型半导体应变计组成两个半桥电路；通过对两组半桥的输出测量便得到受力状态。
所述的限位孔在敏感梁超载量为20％～30％时，对敏感梁限位保护。
所述的敏感梁为由恒弹合金为材料制成的敏感梁。
本发明具有以下优点：
本发明的拇指力控二维坐标跟踪定位组件设有的漆包线贯穿转接板和补偿板，对转接板和补偿板进行固定并导通，可以使电子元件空间排列，从而减小了开关组件的体积。而且本发明设有的绝缘垫降低了转接板和补偿板元器件之间的干扰，提高了开关组件控制精度，并且提高了开关组件的可靠性和耐用性。
本发明的拇指力控二维坐标跟踪定位组件结构简单、防尘性好，可靠性高。
本发明的拇指力控二维坐标跟踪定位组件在敏感梁根部曲面上加工四个平面，即方便微型半导体应变计的安装又提高了敏感梁的灵敏度，提高了开关组件的控制精度。
本发明的拇指力控二维坐标跟踪定位组件设有的微型半导体应变计十分微小，很大程度上减小开关组件体积，并且微型半导体应变计的电阻条为π型，电阻条两端的两条引线从下方引出、不用从上下两个方向引出，在减少敏感梁长度的同时减少了电阻条的纵向的长度、节省了引线的空间，而且有利于其它组件的设置，进一步减小了开关组件的体积，并且引线从一端引出，距离转接板近，引线中间不需转接固定，连接可靠，进一步提高了产品的可靠性及寿命。
本发明设有的限位孔对敏感梁满载位移设计了限位保护结构，在超载量为20％～30％时对敏感梁限位，提高了开关组件的可靠性。
拇指力控二维坐标跟踪定位组件的敏感梁为由恒弹合金为材料制成的敏感梁，提高了敏感梁的灵敏度和开关组件的控制精度，同时提高了开关组件的耐用性和可靠性。
本发明的拇指力控二维坐标跟踪定位组件采用应变电测技术对拇指力的状态进行测量，具有较好的瞬态响应特性和耐用性；与现有的技术相比，本发明的瞬态响应特性提高约10％，耐用寿命达20000次，体积减小了20％以上。
附图说明
图1拇指力控二维坐标跟踪定位组件结构图；
图2中心组件结构图；
图3敏感梁结构图；
图4法兰结构图；
图5半桥电路示意图；
图6微型半导体应变计示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件包括中心组件1和外壳2；所述的中心组件1包括敏感梁1-1、多个微型半导体应变计1-2和转接板1-4；所述的敏感梁1-1一端设有法兰1-11，法兰1-11上设有通过孔1-111；微型半导体应变计1-2均匀固定在敏感梁1-1的外壁上；所述的中心组件1还包括至少一个漆包线1-3、两个绝缘垫1-5和补偿板1-6；转接板1-4和补偿板1-6分别设置在法兰1-11上下两侧，二者分别利用绝缘垫1-5与法兰1-11隔离；漆包线1-3穿过通过孔1-111，贯穿转接板1-4、两个绝缘垫1-5和补偿板1-6，对转接板1-4、两个绝缘垫1-5和补偿板1-6进行固定，转接板1-4和补偿板1-6通过漆包线1-3进行导通。
具体实施方式二：结合图1本实施方式拇指力控二维坐标跟踪定位组件还包括防尘帽4、键帽3、外壳2；外壳2由上端外壳2-1和底座2-2组成，所述的上端外壳2-1和底座2-2以螺纹的形式连接在一起，或者上端外壳2-1和底座2-2设置嵌合结构，使二者嵌合在一起；上端外壳2-1顶部中心处设有限位孔2-11；敏感梁1-1穿过限位孔2-11，键帽3设置在敏感梁1-1远离法兰1-11的一端，即设置在敏感梁1-1的尖端部位；防尘帽4安装在限位孔2-11处，位于在上端外壳2-1与敏感梁1-1之间，底座2-2底部用树脂胶封装。
其它步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述的上端外壳2-1靠近底座2-2的一端设有定位凸起2-12，法兰1-11边缘设有定位缺口1-112，定位凸起2-12卡在定位缺口1-112内，实现敏感梁1-1和上端外壳2-1相对固定。
其它步骤和参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述的敏感梁1-1根部上设置四个均布平面1-12；所述的微型半导体应变计1-2设置为四片，以玻璃粉烧结的方式均匀固定在敏感梁1-1四个均布的平面上。
其它步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述的微型半导体应变计1-2尺寸为0.6mm×2mm；所述的微型半导体应变计1-2的电阻条在应变计平面呈π型，用于连接电阻条的两条引线从电阻条的π型的两脚引出，即从一个方向引出。
其它步骤和参数与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图5说明本实施方式，本实施方式所述的四片微型半导体应变计1-2的每片都设有一个并联补偿电阻，同一方向上的两片微型半导体应变计1-2组成一个半桥电路，用于调整零点输出；四片微型半导体应变计1-2组成两个半桥电路；通过对两组半桥的输出测量便得到受力状态。
其它步骤和参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式所述的限位孔2-11在敏感梁1-1超载量为20％～30％时，对敏感梁1-1限位保护。
其它步骤和参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式所述的敏感梁1-1为由恒弹合金为材料制成的敏感梁。其它步骤和参数与具体实施方式七相同。

Claims (8)

1.拇指力控二维坐标跟踪定位组件，所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件包括中心组件(1)和外壳(2)；所述的中心组件(1)包括敏感梁(1-1)、多个微型半导体应变计(1-2)和转接板(1-4)；所述的敏感梁(1-1)一端设有法兰(1-11)，法兰(1-11)上设有通过孔(1-111)；微型半导体应变计(1-2)均匀固定在敏感梁(1-1)的外壁上；其特征在于：所述的中心组件(1)还包括至少一个漆包线(1-3)、两个绝缘垫(1-5)和补偿板(1-6)；转接板(1-4)和补偿板(1-6)分别设置在法兰(1-11)上下两侧，二者分别利用绝缘垫(1-5)与法兰(1-11)隔离；漆包线(1-3)穿过通过孔(1-111)，贯穿转接板(1-4)、两个绝缘垫(1-5)和补偿板(1-6)，对转接板(1-4)、两个绝缘垫(1-5)和补偿板(1-6)进行固定，转接板(1-4)和补偿板(1-6)通过漆包线(1-3)进行导通。
2.根据权利要求1所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件，其特征在于：拇指力控二维坐标跟踪定位组件还包括防尘帽(4)、键帽(3)、外壳(2)；外壳(2)由上端外壳(2-1)和底座(2-2)组成，所述的上端外壳(2-1)和底座(2-2)以螺纹的形式连接在一起，或者上端外壳(2-1)和底座(2-2)设置嵌合结构，使二者嵌合在一起；上端外壳(2-1)顶部中心处设有限位孔(2-11)；敏感梁(1-1)穿过限位孔(2-11)，键帽(3)设置在敏感梁(1-1)远离法兰(1-11)的一端，即设置在敏感梁(1-1)的尖端部位；防尘帽(4)安装在限位孔(2-11)处，位于在上端外壳(2-1)与敏感梁(1-1)之间。
3.根据权利要求2所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件，其特征在于：所述的上端外壳(2-1)靠近底座(2-2)的一端设有定位凸起(2-12)，法兰(1-11)边缘设有定位缺口(1-112)，定位凸起(2-12)卡在定位缺口(1-112)内，实现敏感梁(1-1)和上端外壳(2-1)相对固定。
4.根据权利要求1、2或3所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件，其特征在于：所述的敏感梁(1-1)根部上设置四个均布平面(1-12)；所述的微型半导体应变计(1-2)设置为四片，以玻璃粉烧结的方式均匀固定在敏感梁(1-1)四个均布的平面上。
5.根据权利要求4所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件，其特征在于：所述的微型半导体应变计(1-2)尺寸为0.6mm×2mm；所述的微型半导体应变计(1-2)的电阻条在应变计平面呈π型，用于连接电阻条的两条引线从电阻条的π型的两脚引出。
6.根据权利要求5所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件，其特征在于：所述的四片微型半导体应变计(1-2)的每片都设有一个并联补偿电阻，同一方向上的两片微型半导体应变计(1-2)组成一个半桥电路；四片微型半导体应变计(1-2)组成两个半桥电路。
7.根据权利要求6所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件，其特征在于：所述的限位孔(2-11)在敏感梁(1-1)超载量为20％～30％时，对敏感梁(1-1)限位保护。
8.根据权利要求7所述的拇指力控二维坐标跟踪定位组件，其特征在于：所述的敏感梁(1-1)为由恒弹合金为材料制成的敏感梁。
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