CN111324171A - 脚踏控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种脚踏控制装置,包括一方位基座、一踏板、一感测模块以及一传动机构。踏板连接于方位基座且可相对于方位基座偏摆;感测模块包括一第一感测器及一第二感测器;传动机构连接于踏板及感测模块,且传动机构包括一传动杆及一摆动杆。传动杆连接于踏板;摆动杆连接于传动杆,且摆动杆的延伸方向独立于传动杆的延伸方向。

Description

脚踏控制装置
技术领域
本发明涉及一种脚踏控制装置,且特别是关于一种具有可偏摆至八方位踏板的脚踏控制装置。
背景技术
脚踏控制装置是一种广泛被使用在运输、音乐以及医学领域的装置。在医学领域中,医师可在双手操作手术用具的同时,利用脚踏的方式控制医疗机械手臂或内视镜的位置,提高手术的效率。然而,过往的脚踏控制装置需使用复杂的机构,例如中国台湾专利公告第I555497号揭示一种多方位脚踏控制装置,其中,踏板与感测器采堆迭设置,导致装置的高度提升,不仅不符合人因工程,且使医师踩踏时因脚跟无法着地而感到不适。除此之外,一般的脚踏控制装置仅涵盖前、后、左、右等基本方位,而当控制装置的踏板移动的方位数量增加时,配置的电子元件或薄膜感测元件数量也随之增加,造成装置故障的机率提升。
发明内容
本发明提供一种脚踏控制装置,其踏板可偏摆至多个方位,并凭借简单的传动机构和感测模块测得正确的位置信号。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种脚踏控制装置,其特征在于,包括:
一方位基座;
一踏板,连接于该方位基座且能够相对于该方位基座偏摆;
一感测模块,包括一第一感测器及一第二感测器;以及
一传动机构,连接于该踏板及该感测模块,该传动机构包括:
一传动杆,连接于该踏板;以及
一摆动杆,连接于该传动杆,且该摆动杆的延伸方向独立于该传动杆的延伸方向;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至一第一位置时,该踏板带动该传动杆,使该传动杆移动而触发该第一感测器;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至一第二位置时,该踏板带动该传动杆,使该摆动杆转动而触发该第二感测器;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至一第三位置时,该踏板带动该传动杆,使该传动杆移动而触发该第一感测器,且使该摆动杆转动而触发该第二感测器。
所述的脚踏控制装置,其中:该方位基座具有一第一平面以及一第二平面,该第一平面与该第二平面间夹一角度,且该踏板配置于该第二平面上。
所述的脚踏控制装置,其中:该方向基座上配置有多个凸缘,该踏板能够相对于该方位基座偏摆并抵接于部分的该多个凸缘。
所述的脚踏控制装置,其中:该踏板包括一第一限位件,该第一限位件具有一滑槽,该传动杆的一端可动地限位于该滑槽内。
所述的脚踏控制装置,其中:该滑槽包括两个部分,当该踏板相对于该方位基座偏摆至该第一位置或该第三位置时,该传动杆的该端移动至该两个部分的其中之一。
所述的脚踏控制装置,其中:该感测模块还包括:
一感测基座;以及
一滑轨,其中该第一感测器、该第二感测器以及该滑轨配置在该感测基座上;
其中该传动机构还包括一第一接触件连接于该传动杆以及该滑轨,当该踏板相对于该方位基座偏摆至该第一位置或该第三位置时,该传动杆沿一方向移动并带动该第一接触件,使该第一接触件相对于该滑轨移动并触发该第一感测器。
所述的脚踏控制装置,其中:该感测基座还包括一壁面,该方位基座以及该第一感测器、该第二感测器分别位于该壁面的两侧,且该传动机构还包括:
一第二接触件;以及
一连接件,该连接件连接该摆动杆以及该第二接触件;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至该第二位置或该第三位置时,该摆动杆沿一轴转动并带动该第二接触件触发该第二感测器。
所述的脚踏控制装置,其中:该传动机构还包括一第二限位件,该第二限位件连接于该壁面且具有一沟,该连接件可动地限位于该沟内。
所述的脚踏控制装置,其中:还包括一中心轴以及一连接该踏板以及该方位基座的轴承,且该轴承的中心位于该传动杆的延伸方向上。
所述的脚踏控制装置,其中:还包括多个弹性件连接该方位基座以及该踏板,且该多个弹性件相对于该中心轴对称配置。
综上所述,本发明的脚踏控制装置可凭借传动杆的移动以及摆动杆的转动,将踏板的二维运动分解为两个独立方向的信号,再凭借重迭原理组合出对应的位置信息,有效减少电子元件或感测元件的数量。此外,传动机构本身的构造简单,因此能减少装置占用的体积,让使用者操作时更加舒适便利。
附图说明
图1为本发明的一实施例的脚踏控制装置的立体示意图。
图2为图1的脚踏控制装置的爆炸图。
图3为图2中的传动机构的爆炸图。
图4为图1的脚踏控制装置当踏板未偏摆时的俯视图。
图5为图1的脚踏控制装置当踏板朝感测基座偏摆至一位置时的俯视图。
图6为图1的脚踏控制装置当踏板偏离感测基座至另一位置时的俯视图。
图7为图4的脚踏控制装置沿着X-X截面的剖视图。
图8为图5的脚踏控制装置沿着X-X截面的剖视图。
图9为图6的脚踏控制装置沿着X-X截面的剖视图。
图10为图1的脚踏控制装置当踏板未偏摆时的前视图。
第11图为图1的脚踏控制装置当踏板绕A轴偏摆至一位置时的前视图。
第12图为图1的脚踏控制装置当踏板绕A轴偏摆至另一位置时的前视图。
附图标记说明:100-脚踏控制装置;110-方位基座;112-凸缘;120-踏板;122-第一限位件;130-感测模块;131-第一感测器;131a-第一感测件;131b-第二感测件;132-第二感测器;132a-第三感测件;132b-第四感测件;134-感测基座;135-滑轨;136-壁面;137-挡件;138-弹性件;140-传动机构;141-传动杆;142-限位部;143-弹性件;144-第一接触件;145-摆动杆;146-第二接触件;147-连接件;148-第二限位件;149-限位结构;150-中心轴;152-轴承;160-弹性件;A-轴;C-中心;G-沟;P1-第一平面;P2-第二平面;R1、R2-方向;S-滑槽;X-X-截面;θ-角度。
具体实施方式
图1为本发明的一实施例的脚踏控制装置的立体示意图,图2为图1的脚踏控制装置的爆炸图。请参考图1与图2,本实施例的脚踏控制装置100包括一方位基座110、一踏板120、一感测模块130以及一传动机构140,其中踏板120连接于方位基座110且可相对于方位基座110偏摆,传动机构140连接于踏板120及感测模块130。在的后的叙述中,将由方位基座110朝向感测模块130的方向定义为「前方」,并以此定义出其它如后、左、右、上、下等方位。
具体而言,脚踏控制装置100包括一中心轴150连接踏板120以及方位基座110,其中踏板120适于承载一使用者的脚部,并凭借移动踩踏位置的方式使踏板120相对于方位基座110偏摆。在本实施例中,方位基座110具有一第一平面P1以及一第二平面P2,第一平面P1与第二平面P2间夹一角度θ,其中θ为锐角,且踏板120配置于第二平面P2上。如此,使用者将脚部的前端置于踏板120上方时,脚部后端可自然地接触地面,故能减轻疲劳感。
另一方面,感测模块130包括一第一感测器131、一第二感测器132以及一感测基座134,其中第一感测器131以及第二感测器132配置在感测基座134上。在本实施例中,第一感测器131包括一第一感测件131a以及一第二感测件131b,而第二感测器132包括一第三感测件132a以及第四感测件132b。此外,感测基座134包括一壁面136,而方位基座110以及第一感测器131、第二感测器132分别位于壁面136的两侧。由于感测模块130独立于方位基座110,因此可以降低方位基座110的整体高度,且因为第一感测器131及第二感测器132位于壁面136的前侧,从而能有效地达到防水的效果,避免操作时喷溅出的液体造成第一感测器131或第二感测器132损坏,同时也能对应进行手术时相关设备的灭菌流程。
如图2所示,方位基座110上配置有多个凸缘112,当使用者踩踏踏板120时,踏板120可相对于方位基座110偏摆并抵接于部分的这些凸缘112。具体而言,在本实施例中凸缘112的数量共有八个,当使用者踩踏踏板120时,踏板120可凭借抵接八个凸缘112的其中两个并落在相邻两凸缘112之间的区间当中,进一步地将踏板120的偏摆方位限定在前、后、左、右、左前、右前、左后、右后这八个位置。此外,凸缘112也提供接触时的触感回馈,能让使用者确实感受到踩踏至特定位置。更进一步而言,脚踏控制装置100还包括多个弹性件160连接方位基座110以及踏板120,且这些弹性件160相对于中心轴150对称配置。在本实施例中,弹性件160是弹簧且数量为四个,分别配置在踏板120的前、后、左、右四个方位,能够在踏板120被踩踏且负载移除后,使踏板120回复到未被踩踏前的位置。
图3为图2中的传动机构的爆炸图,请参考图2及图3。本实施例的传动机构140包括一传动杆141以及一摆动杆145,其中传动杆141连接于踏板120,摆动杆145连接于传动杆141,且摆动杆145的延伸方向独立于传动杆141的延伸方向。在本实施例中,传动杆141的一端为一方形杆,而摆动杆145连接传动杆141的部分为一对应的方孔,且摆动杆145与传动杆141相互垂直,因此摆动杆145能在与传动杆141无相对位移的情况下同步转动。详细而言,传动杆141具有至少一限位部142以及至少一弹性件143,在本实施例中分别位于传动杆141一端的两侧,且踏板120包括一第一限位件122,其中第一限位件122具有一滑槽S,而传动杆141的一端通过限位部142可动地限位在滑槽S内。
更进一步来说,本实施例的第一限位件122连接于踏板120的前端,并凭借例如铆钉等锁固件固设于踏板120。此外,感测模块130更包括一滑轨135配置在感测基座134上,此外传动机构140更包括一第一接触件144连接于传动杆141以及滑轨135,其中第一接触件144可在滑轨135上限位地滑移。
另一方面,传动机构140还包括一第二接触件146、一连接件147以及一第二限位件148,其中第二限位件148连接于壁面136。在本实施例中,第二接触件146以及连接件147的数量分别为两个,分别位于摆动杆145的两端,且连接件147连接摆动杆145以及对应的第二接触件146。具体而言,第二限位件148具有一沟G,且连接件147可动地限位于沟G内。当踏板120偏摆时,摆动杆145会以传动杆141的轴心(即轴A)进行转动,此时连接件147可带动第二接触件146于沟G内移动。另外,本实施例的第二限位件148更包括一对沿轴向配置的限位结构149,这对限位结构149间具有一空间,当摆动杆145沿传动杆141的轴A进行轴向平移时,第二接触件146被限位在限位结构149之间的空间中,因此无法随着摆动杆145与连接件147平移。
图4为图1的脚踏控制装置当踏板未偏摆时的俯视图,图5为图1的脚踏控制装置当踏板朝感测基座偏摆至一位置时的俯视图,图6为图1的脚踏控制装置当踏板偏离感测基座至另一位置时的俯视图,请参考图4至图6。在本实施例中,感测基座134上配置有两个挡件137,分别位于第一接触件144的前后两侧,用以限制第一接触件144的位移行程。此外,在第一接触件144与挡件137之间配置有弹性件138,避免第一接触件144在移动过程中撞击挡件137造成损坏,并且当踏板120未承受负载时,可确保第一接触件144保持于原点状态。当踏板120被踩踏而向前偏摆(如图5所示)时,踏板120带动传动杆141,使传动杆141向后移动并带动第一接触件144,使第一接触件144相对于滑轨135朝后方位移而触发第一感测件131a;当踏板120被踩踏而向后偏摆(如图6所示)时,踏板120带动传动杆141,使传动杆141向前移动并带动第一接触件144,使第一接触件144相对于滑轨135朝前方位移而触发第二感测件131b。
为了能更清楚说明踏板120偏摆时传动杆141的作动状态,请参考图7至图9。图7至图9分别为图4至图6的脚踏控制装置沿着X-X截面的剖视图。在本实施例中,脚踏控制装置100包括一连接方位基座110以及中心轴150的轴承152,其中轴承152为一球面轴承,因此可固定于方位基座110的中心部且配合踏板120的转动。另一方面,滑槽S包括上下两部分,当踏板120未被踩踏(如图7所示)时,传动杆141的一端位于滑槽S上下两部分间的中间位置;当踏板120被踩踏而向前偏摆(如图8所示)时,第一限位件122向下位移,使传动杆141限位在滑槽S的一端(即限位部142)移动至滑槽S的上方部分,并使传动杆141带动第一接触件144朝后方移动;当踏板120被踩踏而向后偏摆(如图9所示)时,第一限位件122向上位移,使传动杆141限位在滑槽S的一端(即限位部142)移动至滑槽S的下方部分,并使传动杆141带动第一接触件144朝前方移动。值得一提的是,在整个过程当中,轴承152的中心C维持在传动杆141的延伸方向(即轴A)上,这样的配置可使踏板120的偏摆量不受传动杆141的位移影响,能够更准确地朝各方向偏摆。
图10为图1的脚踏控制装置当踏板未偏摆时的前视图,第11图为图1的脚踏控制装置当踏板绕A轴偏摆至一位置时的前视图,第12图为图1的脚踏控制装置当踏板绕A轴偏摆至另一位置时的前视图,请参考图10至第12图。当踏板120未偏摆(如图10所示)时,摆动杆145维持水平且第二感测器132未被触发;当踏板120如第11图所示沿R1方向顺时针偏摆时,踏板120带动传动杆141,使摆动杆145沿A轴沿顺时针转动并带动第二接触件146触发第三感测件132a;当踏板120如第12图所示沿R2方向逆时针偏摆时,踏板120带动传动杆141,使摆动杆145沿A轴沿逆时针转动并带动第二接触件146触发第四感测件132b。
由于传动杆141在前后方向上的移动以及摆动杆145沿A轴的转动彼此独立,因此第一感测器131以及第二感测器132感测的信号可个别处理并重迭,进可组合出踏板120偏摆的八个方位的位置信息,具体信息请见下表:
表一:位置感测信号与对应方位
Figure BDA0001908836400000071
(+:感测件被触发;-:感测件未被触发。)
综上所述,本发明的脚踏控制装置可凭借传动杆的移动以及摆动杆的转动,将踏板的二维运动分解为两个独立方向的信号,再凭借重迭原理组合出对应的位置信息,有效减少电子元件或感测元件的数量。此外,传动机构本身的构造简单,因此能减少装置占用的体积,让使用者操作时更加舒适便利。
以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可作出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脚踏控制装置,其特征在于,包括:
一方位基座;
一踏板,连接于该方位基座且能够相对于该方位基座偏摆;
一感测模块,包括一第一感测器及一第二感测器;以及
一传动机构,连接于该踏板及该感测模块,该传动机构包括:
一传动杆,连接于该踏板;以及
一摆动杆,连接于该传动杆,且该摆动杆的延伸方向独立于该传动杆的延伸方向;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至一第一位置时,该踏板带动该传动杆,使该传动杆移动而触发该第一感测器;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至一第二位置时,该踏板带动该传动杆,使该摆动杆转动而触发该第二感测器;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至一第三位置时,该踏板带动该传动杆,使该传动杆移动而触发该第一感测器,且使该摆动杆转动而触发该第二感测器。
2.如权利要求1所述的脚踏控制装置,其特征在于:该方位基座具有一第一平面以及一第二平面,该第一平面与该第二平面间夹一角度,且该踏板配置于该第二平面上。
3.如权利要求1所述的脚踏控制装置,其特征在于:该方向基座上配置有多个凸缘,该踏板能够相对于该方位基座偏摆并抵接于部分的该多个凸缘。
4.如权利要求1所述的脚踏控制装置,其特征在于:该踏板包括一第一限位件,该第一限位件具有一滑槽,该传动杆的一端可动地限位于该滑槽内。
5.如权利要求4所述的脚踏控制装置,其特征在于:该滑槽包括两个部分,当该踏板相对于该方位基座偏摆至该第一位置或该第三位置时,该传动杆的该端移动至该两个部分的其中之一。
6.如权利要求1所述的脚踏控制装置,其特征在于:该感测模块还包括:
一感测基座;以及
一滑轨,其中该第一感测器、该第二感测器以及该滑轨配置在该感测基座上;
其中该传动机构还包括一第一接触件连接于该传动杆以及该滑轨,当该踏板相对于该方位基座偏摆至该第一位置或该第三位置时,该传动杆沿一方向移动并带动该第一接触件,使该第一接触件相对于该滑轨移动并触发该第一感测器。
7.如权利要求6所述的脚踏控制装置,其特征在于:该感测基座还包括一壁面,该方位基座以及该第一感测器、该第二感测器分别位于该壁面的两侧,且该传动机构还包括:
一第二接触件;以及
一连接件,该连接件连接该摆动杆以及该第二接触件;
其中当该踏板相对于该方位基座偏摆至该第二位置或该第三位置时,该摆动杆沿一轴转动并带动该第二接触件触发该第二感测器。
8.如权利要求7所述的脚踏控制装置,其特征在于:该传动机构还包括一第二限位件,该第二限位件连接于该壁面且具有一沟,该连接件可动地限位于该沟内。
9.如权利要求1所述的脚踏控制装置,其特征在于:还包括一中心轴以及一连接该踏板以及该方位基座的轴承,且该轴承的中心位于该传动杆的延伸方向上。
10.如权利要求9所述的脚踏控制装置,其特征在于:还包括多个弹性件连接该方位基座以及该踏板,且该多个弹性件相对于该中心轴对称配置。
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