CN111584290A - 一种基于霍尔传感器的两轴操纵杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业控制的人机界面操作设备领域，并具体提供一种基于霍尔传感器的操纵杆，包括壳体和设置在所述壳体内的主轴，所述操纵杆还包括设置在所述壳体与所述主轴之间的弹性轴套，所述主轴的中部为球形结构，所述弹性轴套的中部预设内球面，所述主轴的球形结构嵌入在所述弹性轴套的内球面内，且所述弹性轴套的外部与所述壳体的内部紧贴；本发明通过将弹性轴套设置在所述主轴和壳体之间，以及将定位销穿过所述壳体的定位孔和所述弹性轴套之后嵌入在所述定位槽内，从而有效的防止主轴相对壳体进行旋转错位，便于操纵杆准确自动回中。

Description

一种基于霍尔传感器的两轴操纵杆
技术领域
本发明涉及到工业控制的人机界面操作设备，尤其涉及到一种基于霍尔传感器的两轴操纵杆。
背景技术
在很多的人机界面控制设备中需要在手柄的面板上装多个微形操纵杆，用拇指操作，这就需要小体积的操纵杆，即微型操纵杆主要包括主轴、复位结构、壳体、设置在复位结构下部的霍尔传感器以及PCB电路板，其中，主轴、复位结构、霍尔传感器和PCB电路板从上至下排列设置在所述壳体内，但是现有技术中，操纵杆在使用一段时间之后，主轴相对壳体容易发生旋转错位，从而导致操纵杆无法准确自动回中，操纵杆使用寿命缩短；因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明提供一种基于霍尔传感器的操纵杆,解决的上述问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种基于霍尔传感器的操纵杆，包括壳体和设置在所述壳体内的主轴，所述操纵杆还包括设置在所述壳体与所述主轴之间的弹性轴套，所述主轴的中部为球形结构，所述弹性轴套的中部预设内球面，所述主轴的球形结构嵌入在所述弹性轴套的内球面内，且所述弹性轴套的外部与所述壳体的内部紧贴。
可选地，所述弹性轴套为POM轴套。
可选地，所述操纵杆还包括定位销，所述壳体的侧部设置定位孔，所述主轴的球形结构的外侧设置定位槽，所述定位销穿过所述壳体的定位孔和所述弹性轴套之后嵌入在所述定位槽内。
可选地，所述主轴上位于球形结构的下部为圆柱形结构，所述球形结构的部分结构至所述圆柱形结构的下端之间开设有圆柱形空腔，所述操纵杆还包括滑块复位结构，所述滑块复位结构设置在所述圆柱形空腔内。
可选地，所述滑块复位结构包括弹簧、滑块壳和磁铁，所述滑块壳为上端开口下端为半球形的圆柱形壳体，所述磁铁镶嵌在所述滑块壳内部，所述滑块壳滑动嵌入在所述圆柱形空腔内，所述弹簧的上端和下端分别对应与所述圆柱形空腔内的顶部和所述滑块壳的上端接触。
可选地，所述操纵杆还包括用于配合所述滑块复位结构进行定向旋转的导向回位架。
可选地，所述导向回位架的上部为碗形结构，所述滑块壳的下端在所述导向回位架的碗形结构内定向滑动。
可选地，所述碗形结构的下底部还预设容置凹槽，所述容置凹槽内设置霍尔传感器。
可选地，所述导向回位架的下端与所述壳体的底部之间还安装PCB电路板，所述霍尔传感器设置在所述PCB电路板上。
可选地，所述滑块壳为不锈钢材料制成。
相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明通过将弹性轴套设置在所述主轴和壳体之间，以及将定位销穿过所述壳体的定位孔和所述弹性轴套之后嵌入在所述定位槽内，从而有效的防止主轴相对壳体进行旋转错位，便于操纵杆准确自动回中。
附图说明
为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的操纵杆的立体结构示意图；
图2为本发明的操纵杆的剖面结构示意图；
图3为本发明的主轴与弹性轴套的连接结构示意图；
图4为本发明的主轴的结构示意图；
图5为本发明的操纵杆的爆炸结构示意图；
图6为本发明的滑块壳的结构示意图；
以上图例所示：1、 壳体 ；2、主轴； 21、定位槽；3、弹性轴套 ； 4、定位销 ； 5、弹簧 ；6、滑块壳； 7、磁铁 8、导向回位架 ；9、霍尔传感器 ；10、PCB电路板 ；11、手柄帽 。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
另外，在本发明的实施例中所提到的文中所有的方向或位置关系为基于附图的位置关系，仅为了方便描述本发明和简化描述，而不是暗示或者暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“可拆卸连接”、“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是通过可拆卸的常用机械结构进行活动连接或分体连接，或连接之后不能相对运动;其中 ，嵌入一词，也做广泛理解，即嵌入之后可以相对运动，也可以一起运动均可。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图6所示，本发明的整体结构是：
实施例1，一种基于霍尔传感器9的操纵杆，包括壳体1和设置在所述壳体1内的主轴2，所述操纵杆还包括设置在所述壳体1与所述主轴2之间的弹性轴套3，所述主轴2的中部为球形结构，所述弹性轴套3的中部预设内球面，所述主轴2的球形结构嵌入在所述弹性轴套3的内球面内，且所述弹性轴套3的外部与所述壳体1的内部紧贴。
需要说明的是，如图3所示，且所述壳体1为铝制材料制成的外壳，所述主轴2为不锈钢主轴2，在装配时，通过外力将所述主轴2装配到弹性轴套3内，会使所述弹性轴套3产生一定的变形，即弹性轴套3向两边凸出变形；在将装有所述主轴2的弹性轴套3压入所述壳体1内，从而使弹性轴套3的变形量得以恢复原状。
实施例2，在实施例1的基础上，所述弹性轴套3为POM轴套。
需要说明的是，所述POM轴套热塑性结晶聚合物，且POM材料制成的轴套强度、刚度和弹性度好，且力学性能优异，比强度可达50.5MPa，比刚度可达2650MPa，与金属十分接近，具有一定的弹性，进而可以紧贴套设在所述主轴的外部，防止主轴转动。
实施例3，在实施例1的基础上，所述操纵杆还包括定位销4，所述壳体1的侧部设置定位孔，所述主轴2的球形结构的外侧设置定位槽21，所述定位销4穿过所述壳体1的定位孔和所述弹性轴套3之后嵌入在所述定位槽21内。
需要说明的是，当装有主轴2的弹性轴套3安装在所述壳体1内之后，从所述壳体1的一侧打入定位销4，且所述定位销4穿过所述定位孔和弹性轴套3之后嵌入在所述主轴2的定位槽21内，从而有效的防止所述主轴2转动和固定所述弹性轴套3。
实施例4，在实施例1的基础上，所述主轴2上位于球形结构的下部为圆柱形结构，所述球形结构的部分结构至所述圆柱形结构的下端之间开设有圆柱形空腔，所述操纵杆还包括滑块复位结构，所述滑块复位结构设置在所述圆柱形空腔内。
需要说明的是，所述圆柱形空腔的内表面光滑，内部活动嵌入所述滑块复位结构，且滑块复位结构可在所述圆柱形空腔内上下滑动。
实施例5，在实施例4的基础上，所述滑块复位结构包括弹簧5、滑块壳6和磁铁7，所述滑块壳6为上端开口下端为半球形的圆柱形壳体，所述磁铁7镶嵌在所述滑块壳6内部，所述滑块壳6滑动嵌入在所述圆柱形空腔内，所述弹簧5的上端和下端分别对应与所述圆柱形空腔内的顶部和所述滑块壳6的上端接触。
需要说明的是，在装配时，先将磁铁7嵌入所述滑块壳6内，在将弹簧5放入所述滑块壳6内且位于磁铁7的上部，再将所述滑块壳6滑动嵌入所述圆柱形空腔内；所述磁铁7竖直设置，即磁铁7的N级朝下，S极朝上，且与所述主轴2在同一竖直轴线上；所述弹簧5为压缩弹簧5；所述滑块复位结构可以随着所述主轴2进行运动，形成一个壳移动的空间磁场结构；由于所述滑块壳滑动嵌入在所述圆柱形空腔内， 且磁铁滑动嵌入在所述滑块壳内，因此磁铁为圆柱形结构。
实施例6，在实施例4的基础上，所述操纵杆还包括用于配合所述滑块复位结构进行定向旋转的导向回位架8。
需要说明的是，当人工操作主轴2时，所述主轴2的摆动带动滑块复位结构进行摆动，进而使滑块复位结构在所述导向回位架8内进行滑动。
实施例7，在实施例6的基础上，所述导向回位架8的上部为碗形结构，所述滑块壳6的下端在所述导向回位架8的碗形结构内定向滑动。
需要说明的是，导向回位架8中碗形结构内的最下端中部为操纵杆的中位，当滑块壳6处于中位时，主轴2也回到中位，这时主轴2与所述滑块壳6处于同一竖直轴线上，所述导向回位架8的上表面开设有便于X轴定向滑槽和Y轴定向滑槽，即当操作主轴2时，主动的摆动带动滑块复位结构中的滑块壳6的下端在导向回位架8内的X轴定向滑槽或Y轴定向滑槽内进行滑道，防止所述滑块壳6跑偏；其中，X轴定向滑槽的与主轴2的X向摆动方向相同，Y轴定向滑槽的与主轴2的Y向摆动方向相同。
实施例8，在实施例7的基础上，所述碗形结构的下底部还预设容置凹槽，所述容置凹槽内设置霍尔传感器9，所述霍尔传感器9用于检测所述滑块复位结构中滑块壳6的空间位置。
实施例9，在实施例8的基础上，所述导向回位架8的下端与所述壳体1的底部之间还安装PCB电路板10，所述霍尔传感器9设置在所述PCB电路板10上。
需要说明的是，霍尔传感器9与所述PCB电路板10电性连接，由于滑块壳6内装有磁铁7，其磁场透过滑块壳6，这时霍尔传感器9与所述PCB电路板10配合可以检测到滑块壳6内磁铁7的空间位置，为现有技术，可参照公开号为CN207096943U的发明专利，再此不做详细赘述。
实施例10，在实施例5的基础上，所述滑块壳6为不锈钢材料制成。
在上述实施例中，为了便于人工操作主轴2，在主轴2的上端安装有手柄帽11，其中，手柄帽11与所述主轴2的连接方式可以为插接、套接、螺纹连接等，主要能够实现将手柄套快速固定安装在所述主轴2上的连接方式均适用于本技术方案。
工作原理：
首先将将操纵杆的结构组装完成；在使用时，人工拨动主轴向X轴方向摆动，这时设置在主轴中圆柱形空腔内的滑块复位结构也随之进行摆动，即当操纵杆的滑块壳离开中位时，即滑块壳的下端在导向回位架的碗形结构内进行摆动，所述弹簧处于压缩状态；当人工的拇指离开操作杆的手柄套时，滑块壳在弹簧的恢复力作用下在导向回位架内向中间位置滑动，进而使主轴结构回到中位，实现操纵杆的弹性自动回中功能。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于霍尔传感器的操纵杆，包括壳体和设置在所述壳体内的主轴，其特征在于，所述操纵杆还包括设置在所述壳体与所述主轴之间的弹性轴套，所述主轴的中部为球形结构，所述弹性轴套的中部预设内球面，所述主轴的球形结构嵌入在所述弹性轴套的内球面内，且所述弹性轴套的外部与所述壳体的内部紧贴。
2.根据权利要求1中所述的基于霍尔传感器的操纵杆，其特征在于，所述弹性轴套为POM轴套。
3.根据权利要求1中所述的基于霍尔传感器的操纵杆，其特征在于，所述操纵杆还包括定位销，所述壳体的侧部设置定位孔，所述主轴的球形结构的外侧设置定位槽，所述定位销穿过所述壳体的定位孔和所述弹性轴套之后嵌入在所述定位槽内。
4.根据权利要求1中所述的基于霍尔传感器的操纵杆，其特征在于，所述主轴上位于球形结构的下部为圆柱形结构，所述球形结构的部分结构至所述圆柱形结构的下端之间开设有圆柱形空腔，所述操纵杆还包括滑块复位结构，所述滑块复位结构设置在所述圆柱形空腔内。
5.根据权利要求4中所述的基于霍尔传感器的操纵杆，其特征在于，所述滑块复位结构包括弹簧、滑块壳和磁铁，所述滑块壳为上端开口下端为半球形的圆柱形壳体，所述磁铁镶嵌在所述滑块壳内部，所述滑块壳滑动嵌入在所述圆柱形空腔内，所述弹簧的上端和下端分别对应与所述圆柱形空腔内的顶部和所述滑块壳的上端接触。
6.根据权利要求4中所述的基于霍尔传感器的操纵杆，其特征在于，所述操纵杆还包括用于配合所述滑块复位结构进行定向旋转的导向回位架。
7.根据权利要求6中所述的基于霍尔传感器的两轴操纵杆，其特征在于，所述导向回位架的上部为碗形结构，所述滑块壳的下端在所述导向回位架的碗形结构内定向滑动。
8.根据权利要求7中所述的基于霍尔传感器的两轴操纵杆，其特征在于，所述碗形结构的下底部还预设容置凹槽，所述容置凹槽内设置霍尔传感器。
9.根据权利要求8中所述的基于霍尔传感器的两轴操纵杆，其特征在于，所述导向回位架的下端与所述壳体的底部之间还安装PCB电路板，所述霍尔传感器设置在所述PCB电路板上。
10.根据权利要求5中所述的基于霍尔传感器的两轴操纵杆，其特征在于，所述滑块壳为不锈钢材料制成。
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