CN113103880A - 一种多位控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多位控制器，其包括外壳，所述外壳内滑动连接有能够水平运动的活动板及与活动板的前、后、左、右四个方向一一对应、且沿靠近或远离活动板方向运动的四件滑块，所述滑块与外壳之间设有限位装置及复位装置，所述四件滑块上安装有极性相对的第一磁体及第二磁体，所述外壳内安装有位于第一磁体与第二磁体之间的霍尔传感器；其中，位于活动板前方的霍尔传感器电连接有第一前输出线及第二前输出线，位于活动板左方的霍尔传感器电连接有左输出线，位于活动板右方的霍尔传感器电连接有右输出线，位于活动板后方的霍尔传感器电连接有第一后输出线及第二后输出线。方便驾驶员单手操控电动履带式工程机械等设备，提高工作效率。

Description

一种多位控制器

技术领域

本发明涉及一种多位控制器。

背景技术

现有的一些工业或工程设备，需要同时控制两件电动机，如电动履带式工程机械，电动履带式工程机械具有控制左侧履带的左电动机及控制右侧履带的右电动机，通常，左电动机及右电动机各自单独采用操纵杆进行操作，即第一件操纵杆控制左电动机，第二件操纵杆控制右电动机，当需要前进或后退时，需要驾驶员双手同时推动或拉动两件操纵杆，当需要转向时，需要驾驶员双手协作，控制两件操纵杆。

上述技术方案具有以下缺点：当需要额外操作挖斗等工作装置时，只能使履带停止，不能同时进行行进作业和工程作业，操作复杂，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是，针对以上问题提供一种多位控制器，方便驾驶员单手操控如电动履带式工程机械等设备。

为达到上述目的，本发明公开了一种多位控制器，其包括外壳，所述外壳内滑动连接有能够水平运动的活动板及与活动板的前、后、左、右四个方向一一对应、且沿靠近或远离活动板方向运动的四件滑块，所述滑块与外壳之间设有限位装置及复位装置，所述四件滑块上安装有极性相对的第一磁体及第二磁体，所述外壳内安装有位于第一磁体与第二磁体之间的霍尔传感器；其中，位于活动板前方的霍尔传感器电连接有第一前输出线及第二前输出线，位于活动板左方的霍尔传感器电连接有左输出线，位于活动板右方的霍尔传感器电连接有右输出线，位于活动板后方的霍尔传感器电连接有第一后输出线及第二后输出线。当活动板位于正前方时，前方的霍尔传感器通过第一前输出线及第二前输出线输出信号；当活动板位于左方时，左方的霍尔传感器通过左输出线输出信号；当活动板位于左前方时，前方的霍尔传感器通过第一前输出线及第二前输出线输出信号，左方的霍尔传感器通过左输出线输出信号；当活动板位于右方时，右方的霍尔传感器通过右输出线输出信号；当活动板位于右前方时，前方的霍尔传感器通过第一前输出线及第二前输出线输出信号，右方的霍尔传感器通过右输出线输出信号；当活动板位于正后方时，后方的霍尔传感器通过第一后输出线及第二后输出线输出信号。

选优的，所述位于活动板前方的霍尔传感器电连接有一件放大电路，此放大电路电连接有前进控制器，所述第一前输出线及第二前输出线与前进控制器电连接；所述位于活动板左方的霍尔传感器电连接有一件放大电路，此放大电路电连接有左转控制器，所述左输出线与左转控制器电连接；所述位于活动板右方的霍尔传感器电连接有一件放大电路，此放大电路电连接有右转控制器，所述右输出线与右转控制器电连接；所述位于活动板后方的霍尔传感器电连接有一件放大电路，此放大电路电连接有后退控制器，所述第一后输出线及第二后输出线与后退控制器电连接。以本发明应用在电动履带式工程机械上为例进行说明，工程机械具有控制左侧履带的左电动机及控制右侧履带的右电动机，左电动机连接有左电动机正转电路及左电动机反转电路，右电动机连接有右电动机正转电路及右电动机反转电路，左电动机正转电路、左电动机反转电路、右电动机正转电路及右电动机反转电路均采用现有技术，在此不再赘述。

使用时，第一前输出线及左输出线与右电动机正转电路相连接，第二前输出线及右输出线与左电动机正转电路相连接，第一后输出线与右电动机反转电路相连接，第二后输出线与左电动机反转电路相连接。

当活动板位于正前方时，右电动机正转电路通电，左电动机正转电路通电，此时，右电动机启动，左电动机启动，车辆向前方行驶。

当活动板位于左方时，右电动机正转电路通电，左电动机正转电路不通电，此时，右电动机启动，左电动机不启动，车辆原地左转。

当活动板位于左前方时，右电动机正转电路通电，左电动机正转电路通电，右电动机正转电路接收到两个电流，此时，右电动机启动，左电动机启动，右电动机转速大于左电动机转速，车辆向左方行驶。

当活动板位于右方时，右电动机正转电路不通电，左电动机正转电路通电，此时，右电动机不启动，左电动机启动，车辆原地右转。

当活动板位于右前方时，右电动机正转电路通电，左电动机正转电路通电，左电动机正转电路接收到两个电流，此时，右电动机启动，左电动机启动，左电动机转速大于右电动机转速，车辆向右方行驶。

当活动板位于正后方时，右电动机反转电路通电，左电动机反转电路通电，此时，右电动机反向启动，左电动机反向启动，车辆向后方行驶。

当活动板回到初始位置时，右电动机不启动，左电动机不启动，车辆失去动力。

选优的，所述放大电路包括TL071放大器，所述TL071放大器的负极通过一件51K电阻与霍尔传感器电连接，所述TL071放大器的负极通过一件2M电阻与所述TL071放大器的输出端电连接，所述TL071放大器的正极通过一件51K电阻与霍尔传感器电连接，所述TL071放大器的正极通过一件2M电阻接地。霍尔传感器输出的信号经过放大电路的放大，更方便使用。

选优的，所述外壳内开设有容活动板运动的活动板活动腔及容滑块活动的滑块活动腔，所述滑块内端的宽度小于其外端的宽度，所述限位装置包括滑块活动腔与活动板活动腔连通处，此连通处的宽度小于滑块外端的宽度；所述复位装置包括设置于滑块外端与外壳之间的弹簧。初始位置时，活动板位于中间位置，四件滑块端部均与活动板侧部相抵。此处以活动板向前运动为例进行说明，当活动板向前运动时，活动板推动前方的滑块向外侧运动，此时，后方的滑块在限位装置作用下保持原位置，不会伸出滑块活动腔，当活动板回到原位置时，前方的滑块在复位装置作用下回到原位置。

选优的，所述滑块外端开设有用于容纳弹簧内端的内弹簧槽，所述外壳开设有用于容纳弹簧外端的外弹簧槽。弹簧内端位于内弹簧槽内，弹簧外端位于外弹簧槽内，结构紧凑。

选优的，所述外壳侧部以可拆卸的连接有用于封堵滑块活动腔的侧板，所述外弹簧槽位于侧板上。使用时，拆下侧板方便安装滑块及弹簧，有利于制造或维护。

选优的，所述滑块下部开设有霍尔传感器避让槽，所述霍尔传感器伸入霍尔传感器避让槽内部，所述第一磁体位于霍尔传感器内侧方向，第二磁体位于霍尔传感器外侧方向。当滑块位于初始位置时，霍尔传感器位于第一磁体与第二磁体正中间，此时，霍尔传感器的输出电压为零，当滑块运动时，霍尔传感器的输出电压随滑块位移量逐渐增大。

选优的，所述外壳底部通过万向铰链连接有摇杆，所述摇杆上套接有上球头，所述活动板上安装有与上球头相配合的上球窝。使用时，拨动摇杆，摇杆倾斜，带动上球头推动上球窝及活动板运动，摇杆倾斜时，摇杆与上球头之间产生滑动，保证上球头水平运动。

选优的，所述万向铰链包括下球窝，所述摇杆下端连接有与下球窝相配合的下球头。使用时，拨动摇杆，摇杆可以实现多个方向的摆动。

选优的，所述外壳上部开设有容摇杆通过的前活动槽及后活动槽，所述前活动槽的形状为半圆形，所述后活动槽的形状为长条形。前活动槽及后活动槽限制摇杆的位置，进而限制活动板的活动范围，避免误操作。

综上所述，本发明的有益效果在于：当活动板位于正前方时，前方的霍尔传感器通过第一前输出线及第二前输出线输出信号；当活动板位于左方时，左方的霍尔传感器通过左输出线输出信号；当活动板位于左前方时，前方的霍尔传感器通过第一前输出线及第二前输出线输出信号，左方的霍尔传感器通过左输出线输出信号；当活动板位于右方时，右方的霍尔传感器通过右输出线输出信号；当活动板位于右前方时，前方的霍尔传感器通过第一前输出线及第二前输出线输出信号，右方的霍尔传感器通过右输出线输出信号；当活动板位于正后方时，后方的霍尔传感器通过第一后输出线及第二后输出线输出信号。方便驾驶员单手操控电动履带式工程机械等设备，操作简单方便，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明一种多位控制器的结构示意图；

图2是图1中截面A-A的结构示意图；

图3是图2中局部B的结构示意图；

图4是图2中截面C-C的结构示意图；

图5是图1中截面A-A的使用状态结构示意图；

图6是图5中局部D的结构示意图；

图7是本发明一种多位控制器中的电路结构示意图；

图8是本发明一种多位控制器中放大电路的结构示意图。

图中：1、外壳；2、手柄；3、前活动槽；4、后活动槽；5、左输出线；6、右输出线；7、第一前输出线；8、第二前输出线；9、第一后输出线；10、第二后输出线；11、摇杆；12、上球头；13、上球窝；14、下球头；15、下球窝；16、活动板；17、滑块；18、滑块活动腔；19、弹簧；20、侧板；21、霍尔传感器；22、第一磁体；23、第二磁体；24、霍尔传感器避让槽；25、螺钉；26、外弹簧槽；27、内弹簧槽；28、放大电路；29、前进控制器；30、左转控制器；31、右转控制器；32、后退控制器；33、右电动机正转电路；34、左电动机正转电路；35、右电动机反转电路；36、左电动机反转电路；37、活动板活动腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1到8所示，一种多位控制器，包括由绝缘材料制成的外壳1，外壳1内滑动连接有能够水平运动的活动板16，具体的，活动板16的形状为正方形，外壳1内开设有容活动板16运动的活动板活动腔37，活动板活动腔37的截面形状为正方形，使用时，活动板16能够在活动板活动腔37内向前、后、左、右四个方向运动。

外壳1底部通过万向铰链连接有摇杆11，摇杆11上端连接有呈球形的手柄2，摇杆11上套接有上球头12，活动板16上安装有与上球头12相配合的上球窝13。使用时，拨动摇杆11，摇杆11倾斜，带动上球头12推动上球窝13及活动板16运动，摇杆11倾斜时，摇杆11与上球头12之间产生滑动，保证上球头12水平运动。

万向铰链包括下球窝15，摇杆11下端连接有与下球窝15相配合的下球头14。使用时，拨动摇杆11，摇杆11可以实现多个方向的摆动。

外壳1内还滑动连接有与活动板16的前、后、左、右四个方向一一对应、且沿靠近或远离活动板16方向运动的四件滑块17，所述滑块17与外壳1之间设有限位装置及复位装置，具体的，滑块17的形状为凸字形，滑块17内端的宽度小于其外端的宽度，即滑块17靠近活动板16一端的宽度小于其远离活动板16一端的宽度。外壳1内开设有容滑块17活动的滑块活动腔18，滑块活动腔18与活动板活动腔37相连通，所述限位装置包括滑块活动腔18与活动板活动腔37连通处，此连通处的宽度小于滑块17外端的宽度。使用时，滑块17能够在滑块活动腔18内向靠近或远离活动板16两个方向运动。所述复位装置包括设置于滑块17外端与外壳1之间的弹簧19。初始位置时，活动板16位于中间位置，四件滑块17端部均与活动板16侧部相抵。此处以活动板16向前运动为例进行说明，当活动板16向前运动时，活动板16推动前方的滑块17向外侧运动，此时，后方的滑块17在限位装置作用下保持原位置，不会伸出滑块活动腔18，当活动板16回到原位置时，前方的滑块17在复位装置作用下回到原位置。

具体的，滑块17外端开设有用于容纳弹簧19内端的内弹簧槽27，外壳1开设有用于容纳弹簧19外端的外弹簧槽26。弹簧19内端位于内弹簧槽27内，弹簧19外端位于外弹簧槽26内，结构紧凑。

外壳1侧部以螺钉25等可拆卸的连接有用于封堵滑块活动腔18的侧板20，外弹簧槽26位于侧板20上。使用时，拆下侧板20方便安装滑块17及弹簧19，有利于制造或维护。

四件滑块17上安装有极性相对的第一磁体22及第二磁体23，外壳1内安装有位于第一磁体22与第二磁体23之间的霍尔传感器21，选优的，滑块17下部开设有霍尔传感器避让槽24，霍尔传感器21伸入霍尔传感器避让槽24内部，第一磁体22位于霍尔传感器21内侧方向，第二磁体23位于霍尔传感器21外侧方向，第一磁体22及第二磁体23的N级朝向霍尔传感器21。

当滑块17位于初始位置时，霍尔传感器21位于第一磁体22与第二磁体23正中间，此时，霍尔传感器21的输出电压为零，当滑块17运动时，霍尔传感器21的输出电压随滑块17位移量逐渐增大。

其中，位于活动板16前方的霍尔传感器21电连接有第一前输出线7及第二前输出线8，位于活动板16左方的霍尔传感器21电连接有左输出线5，位于活动板16右方的霍尔传感器21电连接有右输出线6，位于活动板16后方的霍尔传感器21电连接有第一后输出线9及第二后输出线10。

当活动板16位于正前方时，前方的霍尔传感器21通过第一前输出线7及第二前输出线8输出信号；当活动板16位于左方时，左方的霍尔传感器21通过左输出线5输出信号；当活动板16位于左前方时，前方的霍尔传感器21通过第一前输出线7及第二前输出线8输出信号，左方的霍尔传感器21通过左输出线5输出信号；当活动板16位于右方时，右方的霍尔传感器21通过右输出线6输出信号；当活动板16位于右前方时，前方的霍尔传感器21通过第一前输出线7及第二前输出线8输出信号，右方的霍尔传感器21通过右输出线6输出信号；当活动板16位于正后方时，后方的霍尔传感器21通过第一后输出线9及第二后输出线10输出信号。

外壳1上部开设有容摇杆11通过的前活动槽3及后活动槽4，前活动槽3的形状为半圆形，后活动槽4的形状为长条形。前活动槽3及后活动槽4限制摇杆11的位置，进而限制活动板16的活动范围，避免误操作。

位于活动板16前方的霍尔传感器21电连接有一件放大电路28，此放大电路28电连接有前进控制器29，第一前输出线7及第二前输出线8与前进控制器29电连接；位于活动板16左方的霍尔传感器21电连接有一件放大电路28，此放大电路28电连接有左转控制器30，左输出线5与左转控制器29电连接；位于活动板16右方的霍尔传感器21电连接有一件放大电路28，此放大电路28电连接有右转控制器31，右输出线6与右转控制器31电连接；位于活动板16后方的霍尔传感器21电连接有一件放大电路28，此放大电路28电连接有后退控制器32，第一后输出线9及第二后输出线10与后退控制器32电连接。

前进控制器29、左转控制器30、右转控制器31及后退控制器32的作用是接收到的信号越强，则输出控制电动机的信号越强，电动机的转速越高，上述均控制器采用现有技术，在此不再赘述。

放大电路28包括TL071放大器，TL071放大器的负极通过一件51KΩ电阻与霍尔传感器21电连接，TL071放大器的负极通过一件2MΩ电阻与TL071放大器的输出端电连接，TL071放大器的正极通过一件51KΩ电阻与霍尔传感器21电连接，TL071放大器的正极通过一件2MΩ电阻接地。霍尔传感器21输出的信号经过放大电路28的放大，更方便使用。

以本发明应用在电动履带式工程机械上为例进行说明，工程机械具有控制左侧履带的左电动机及控制右侧履带的右电动机，左电动机连接有左电动机正转电路34及左电动机反转电路36，右电动机连接有右电动机正转电路33及右电动机反转电路35，左电动机正转电路34、左电动机反转电路36、右电动机正转电路33及右电动机反转电路35均采用现有技术，在此不再赘述。

使用时，第一前输出线7及左输出线5与右电动机正转电路33相连接，第二前输出线8及右输出线6与左电动机正转电路34相连接，第一后输出线9与右电动机反转电路35相连接，第二后输出线9与左电动机反转电路36相连接。

当活动板16位于正前方时，右电动机正转电路33通电，左电动机正转电路34通电，此时，右电动机启动，左电动机启动，车辆向前方行驶。

当活动板16位于左方时，右电动机正转电路33通电，左电动机正转电路34不通电，此时，右电动机启动，左电动机不启动，车辆原地左转。

当活动板16位于左前方时，右电动机正转电路33通电，左电动机正转电路34通电，右电动机正转电路33接收到两个电流，此时，右电动机启动，左电动机启动，右电动机转速大于左电动机转速，车辆向左方行驶。

当活动板16位于右方时，右电动机正转电路33不通电，左电动机正转电路34通电，此时，右电动机不启动，左电动机启动，车辆原地右转。

当活动板16位于右前方时，右电动机正转电路33通电，左电动机正转电路34通电，左电动机正转电路34接收到两个电流，此时，右电动机启动，左电动机启动，左电动机转速大于右电动机转速，车辆向右方行驶。

当活动板16位于正后方时，右电动机反转电路35通电，左电动机反转电路36通电，此时，右电动机反向启动，左电动机反向启动，车辆向后方行驶。

当活动板16回到初始位置时，右电动机不启动，左电动机不启动，车辆失去动力。

方便驾驶员单手操控电动履带式工程机械，操作简单方便，提高工作效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多位控制器，包括外壳（1），其特征在于, 所述外壳（1）内滑动连接有能够水平运动的活动板（16）及与活动板（16）的前、后、左、右四个方向一一对应、且沿靠近或远离活动板（16）方向运动的四件滑块（17），所述滑块（17）与外壳（1）之间设有限位装置及复位装置，所述四件滑块（17）上安装有极性相对的第一磁体（22）及第二磁体（23），所述外壳（1）内安装有位于第一磁体（22）与第二磁体（23）之间的霍尔传感器（21）；其中，位于活动板（16）前方的霍尔传感器（21）电连接有第一前输出线（7）及第二前输出线（8），位于活动板（16）左方的霍尔传感器（21）电连接有左输出线（5），位于活动板（16）右方的霍尔传感器（21）电连接有右输出线（6），位于活动板（16）后方的霍尔传感器（21）电连接有第一后输出线（9）及第二后输出线（10）。

2.如权利要求1所述的多位控制器，其特征在于，所述位于活动板（16）前方的霍尔传感器（21）电连接有一件放大电路（28），此放大电路（28）电连接有前进控制器（29），所述第一前输出线（7）及第二前输出线（8）与前进控制器（29）电连接；

所述位于活动板（16）左方的霍尔传感器（21）电连接有一件放大电路（28），此放大电路（28）电连接有左转控制器（30），所述左输出线（5）与左转控制器（29）电连接；

所述位于活动板（16）右方的霍尔传感器（21）电连接有一件放大电路（28），此放大电路（28）电连接有右转控制器（31），所述右输出线（6）与右转控制器（31）电连接；

所述位于活动板（16）后方的霍尔传感器（21）电连接有一件放大电路（28），此放大电路（28）电连接有后退控制器（32），所述第一后输出线（9）及第二后输出线（10）与后退控制器（32）电连接。

3.如权利要求2所述的多位控制器，其特征在于，所述放大电路（28）包括TL071放大器，所述TL071放大器的负极通过一件51K电阻与霍尔传感器（21）电连接，所述TL071放大器的负极通过一件2M电阻与所述TL071放大器的输出端电连接，所述TL071放大器的正极通过一件51K电阻与霍尔传感器（21）电连接，所述TL071放大器的正极通过一件2M电阻接地。

4.如权利要求1到3任一项所述的多位控制器，其特征在于，所述外壳（1）内开设有容活动板（16）运动的活动板活动腔（37）及容滑块（17）活动的滑块活动腔（18），所述滑块（17）内端的宽度小于其外端的宽度，所述限位装置包括滑块活动腔（18）与活动板活动腔（37）连通处，此连通处的宽度小于滑块（17）外端的宽度；所述复位装置包括设置于滑块（17）外端与外壳（1）之间的弹簧（19）。

5.如权利要求4所述的多位控制器，其特征在于，所述滑块（17）外端开设有用于容纳弹簧（19）内端的内弹簧槽（27），所述外壳（1）开设有用于容纳弹簧（19）外端的外弹簧槽（26）。

6.如权利要求5所述的多位控制器，其特征在于，所述外壳（1）侧部以可拆卸的连接有用于封堵滑块活动腔（18）的侧板（20），所述外弹簧槽（26）位于侧板（20）上。

7.如权利要求1到3任一项所述的多位控制器，其特征在于，所述滑块（17）下部开设有霍尔传感器避让槽（24），所述霍尔传感器（21）伸入霍尔传感器避让槽（24）内部，所述第一磁体（22）位于霍尔传感器（21）内侧方向，第二磁体（23）位于霍尔传感器（21）外侧方向。

8.如权利要求1到3任一项所述的多位控制器，其特征在于，所述外壳（1）底部通过万向铰链连接有摇杆（11），所述摇杆（11）上套接有上球头（12），所述活动板（16）上安装有与上球头（12）相配合的上球窝（13）。

9.如权利要求8所述的多位控制器，其特征在于，所述万向铰链包括下球窝（15），所述摇杆（11）下端连接有与下球窝（15）相配合的下球头（14）。

10.如权利要求8所述的多位控制器，其特征在于，所述外壳（1）上部开设有容摇杆（11）通过的前活动槽（3）及后活动槽（4），所述前活动槽（3）的形状为半圆形，所述后活动槽（4）的形状为长条形。

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