CN114061423A - 摇杆电位器模组及其控制方法、摇杆装置及手柄 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种摇杆电位器模组及其控制方法、摇杆装置及手柄，摇杆电位器模组包括磁传感器、磁性机构、推杆、中心轴结构及外壳；推杆连接中心轴结构，磁性机构设置于中心轴结构；推杆及中心轴结构作为外部控制推力输入及联动结构，用以带动设置于中心轴结构的磁性机构旋转或/和平移；磁传感器靠近磁性机构设置，同时保留设定间隔；磁传感器用以检测磁性机构在X轴或/和Y轴方向形成的磁场；磁性机构在运动状态下，磁传感器与磁性机构之间的距离发生变化，磁传感器检测到磁场信号发生变化。本发明提出的摇杆电位器模组、摇杆装置及手柄，可简化摇杆电位器的工艺复杂度，增加摇杆电位器的使用寿命，并能提高位置检测的线性度及检测精度。

Description

摇杆电位器模组及其控制方法、摇杆装置及手柄

技术领域

本发明属于磁传感装置技术领域，涉及一种摇杆，尤其涉及一种摇杆电位器模组及其控制方法、摇杆装置及手柄。

背景技术

2D/3D摇杆电位器模组多使用碳膜电阻和金属弹片来实现摇杆位置检测，但容易受到碳膜材料和金属弹片材料影响，导致输出线性度不足，温漂过大，使用次数增多后碳膜电阻磨损和金属弹片劳损致输出偏移抖动等问题。

传统摇杆电位器模组多使用碳膜电阻和金属弹片来实现摇杆位置检测，但容易受到碳膜材料和金属弹片材料影响。导致输出线性度不足，温漂过大，使用次数增多后碳膜电阻磨损和金属弹片劳损致输出偏移抖动等问题。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的摇杆装置，以便克服现有摇杆装置存在的上述至少部分缺陷。

发明内容

本发明提供一种摇杆电位器模组及其控制方法、摇杆装置及手柄，可增加摇杆电位器的使用寿命，提高位置检测的线性度及检测精度。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种摇杆电位器模组，所述摇杆电位器模组包括：磁传感器、磁性机构、推杆、中心轴结构及外壳；

所述推杆连接所述中心轴结构，所述磁性机构设置于所述中心轴结构；所述推杆及中心轴结构作为外部控制推力输入及联动结构，用以带动设置于中心轴结构的磁性机构旋转或/和平移；

所述磁传感器靠近磁性机构设置，同时保留设定间隔；所述磁传感器用以检测所述磁性机构在X轴方向或/和Y轴方向形成的磁场；

所述磁性机构在运动状态下，所述磁传感器与磁性机构之间的距离发生变化，所述磁传感器检测到磁场信号发生变化。

作为本发明的一种实施方式，所述摇杆电位器模组进一步包括控制电路，所述磁传感器的输出端连接所述控制电路的输入端，所述控制电路根据磁传感器检测到的磁场数据输出与对应磁场数据相应的电压数据。

作为本发明的一种实施方式，所述磁传感器为线性霍尔位置磁传感器。

作为本发明的一种实施方式，所述磁性机构为磁铁。

作为本发明的一种实施方式，所述中心轴结构设有卡槽，所述磁性机构嵌入在中心轴结构的卡槽内。

作为本发明的一种实施方式，所述控制电路设置于柔性电路板FPC或印制电路板PCB。

作为本发明的一种实施方式，所述中心轴结构的旋转轴心在Z轴上，或者与Z轴平行，或者与Z轴垂直。

根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种摇杆装置，包括上述的摇杆电位器模组。

作为本发明的一种实施方式，所述遥杆装置进一步包括：

磁场信号获取模块，连接所述磁传感器，用以获取所述磁传感器感应的磁场信号；

磁场信号动态数据生成模块，连接所述磁场信号获取模块，用以根据设定时间内所述磁场信号获取模块感应的磁场信号，生成磁场信号动态数据；

数据库模块，用以存储磁场信号动态数据与控制信号的关联数据；

磁场信号对比模块，分别连接所述磁场信号动态数据生成模块及数据库模块，用以将所述磁场信号动态数据生成模块实时获取的磁场信号动态数据与所述数据库模块中的数据进行比对，获取数据库模块中与对应磁场信号动态数据相似度最高的数据；

控制信号生成模块，连接所述磁场信号对比模块，用以根据所述磁场信号对比模块的比对结果从所述数据库模块中获取对应的控制信号。

作为本发明的一种实施方式，所述摇杆装置进一步包括通信模块，所述通信模块用以连接服务器或/和设定终端。

根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种手柄，包括上述的摇杆装置。

根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种摇杆电位器模组的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

推杆及中心轴结构作为外部控制推力输入及联动结构，带动设置于中心轴结构的磁性机构旋转或/和平移；

磁传感器靠近磁性机构设置，同时保留设定间隔；磁传感器检测所述磁性机构在X轴方向或/和Y轴方向形成的磁场；

磁性机构在运动状态下，磁传感器与磁性机构之间的距离发生变化，所述磁传感器检测到磁场信号发生变化。

本发明的有益效果在于：本发明提出的摇杆电位器模组、摇杆装置及手柄，可测量X轴/Y轴方向上传感器与模组内的磁铁的相对磁位置，从而得到摇杆电位器的具体位置。本发明不需要碳膜电阻片的制备工艺及弹片的安装，简化了摇杆电位器的工艺复杂度，同时可增加摇杆电位器的使用寿命，并能提高位置检测的线性度及检测精度。

附图说明

图1为本发明一实施例中摇杆电位器模组的结构示意图。

图2为本发明一实施例中摇杆电位器模组的结构示意图。

图3为本发明一实施例中摇杆电位器模组的结构示意图。

图4为本发明一实施例中摇杆装置的部分部件的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。

本发明揭示了一种摇杆电位器模组，图1至图3为本发明一实施例中摇杆电位器模组的结构示意图；请参阅图1至图3，所述摇杆电位器模组包括：磁传感器1、磁性机构2、推杆、中心轴结构3及外壳。所述推杆连接所述中心轴结构3，所述磁性机构2设置于所述中心轴结构3；所述推杆及中心轴结构3作为外部控制推力输入及联动结构，用以带动设置于中心轴结构3的磁性机构2旋转或/和平移。

所述磁传感器1靠近磁性机构2设置，同时保留设定间隔；所述磁传感器1用以检测所述磁性机构2在X轴方向或/和Y轴方向形成的磁场。所述磁性机构2在运动状态下，所述磁传感器1与磁性机构2之间的距离发生变化，所述磁传感器1检测到磁场信号发生变化。

所述摇杆电位器模组还可以包括控制电路4，所述磁传感器1的输出端连接所述控制电路4的输入端，所述控制电路4根据磁传感器1检测到的磁场数据输出与对应磁场数据相应的电压数据。在一实施例中，所述控制电路4设置于柔性电路板FPC(如图1、图2所示)或印制电路板PCB(如图3所示)。所述控制电路4可以包括MCU，MCU通过连接线连接磁传感器1等部件。

在本发明的一实施例中，所述磁传感器1为线性霍尔位置磁传感器；所述磁性机构2为磁铁。所述中心轴结构3设有卡槽，所述磁性机构2嵌入在中心轴结构3的卡槽内。在一实施例中，所述中心轴结构3的旋转轴心在Z轴上，或者与Z轴平行，或者与Z轴垂直。

在本发明的一种使用场景中，所述控制电路4用以获取单位时间内磁场的变化数据(从而获取用户对摇杆的操作速度)；数据库中可以预存单位时间内磁场的变化数据对应的控制命令。将感应到的单位时间内的变化数据与数据库中预设的单位时间内磁场的变化数据进行比对，根据比对结果获取摇杆动作对应的控制命令(从而可以根据用户对摇杆的操作速度生成对应的控制命令)。

本发明还揭示一种摇杆装置，包括上述的摇杆电位器模组。在本发明的一实施例中，所述摇杆装置进一步包括通信模块，所述通信模块用以连接服务器或/和设定终端。

图4为本发明一实施例中摇杆装置的部分部件的组成示意图；请参阅图4，在本发明的一实施例中，所述遥杆装置进一步包括：磁场信号获取模块5、磁场信号动态数据生成模块6、数据库模块7、磁场信号对比模块8及控制信号生成模块9。

所述磁场信号获取模块5连接所述磁传感器1，用以获取所述磁传感器1感应的磁场信号。

所述磁场信号动态数据生成模块6连接所述磁场信号获取模块5，用以根据设定时间内所述磁场信号获取模块5感应的磁场信号，生成磁场信号动态数据。所述磁场信号动态数据包括设定时间内磁场信号的强度变化等信息，针对设定磁性机构与磁传感器的位置关系，磁场信号动态数据对应设定磁性机构与磁传感器的位置变化，从而可以了解对应摇杆的动作。

所述数据库模块7用以存储磁场信号动态数据与控制信号的关联数据。如某种磁场信号动态数据代表向左摇动摇杆，该动作对应一个控制信号；某种磁场信号动态数据代表向下摇动摇杆，该动作对应另一个控制信号。

所述磁场信号对比模块8分别连接所述磁场信号动态数据生成模块6及数据库模块7，用以将所述磁场信号动态数据生成模块6实时获取的磁场信号动态数据与所述数据库模块7中的数据进行比对，获取数据库模块7中与对应磁场信号动态数据相似度最高的数据。

所述控制信号生成模块9连接所述磁场信号对比模块8，用以根据所述磁场信号对比模块8的比对结果从所述数据库模块7中获取对应的控制信号。

本发明进一步揭示一种手柄，包括上述的摇杆装置。所述手柄可以为游戏手柄。

本发明还揭示一种摇杆电位器模组的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

推杆及中心轴结构作为外部控制推力输入及联动结构，带动设置于中心轴结构的磁性机构旋转或/和平移；

磁传感器靠近磁性机构设置，同时保留设定间隔；磁传感器检测所述磁性机构在X轴方向或/和Y轴方向形成的磁场；

磁性机构在运动状态下，磁传感器与磁性机构之间的距离发生变化，所述磁传感器检测到磁场信号发生变化。

在手柄设备中，磁性机构可以将感应的信号变化发送至控制电路，控制电路能根据磁性机构感应的磁场信号的变化判断遥感装置中所述中心轴结构的姿态变化，从而根据其变化输出对应的信号。

在本发明的一种使用场景中，所述控制方法进一步包括：获取单位时间内磁场的变化数据；数据库中预存单位时间内磁场的变化数据对应的控制命令。将感应到的单位时间内的变化数据与数据库中预设的单位时间内磁场的变化数据进行比对，根据比对结果获取摇杆动作对应的控制命令。

综上所述，本发明提出的摇杆电位器模组及其控制方法、摇杆装置及手柄，可测量X轴/Y轴方向上传感器与模组内的磁铁的相对磁位置，从而得到摇杆电位器的具体位置。本发明不需要碳膜电阻片的制备工艺及弹片的安装，简化了摇杆电位器的工艺复杂度，同时可增加摇杆电位器的使用寿命，并能提高位置检测的线性度及检测精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种摇杆电位器模组，其特征在于，所述摇杆电位器模组包括：磁传感器、磁性机构、推杆、中心轴结构及外壳；

所述推杆连接所述中心轴结构，所述磁性机构设置于所述中心轴结构；所述推杆及中心轴结构作为外部控制推力输入及联动结构，用以带动设置于中心轴结构的磁性机构旋转或/和平移；

所述磁传感器靠近磁性机构设置，同时保留设定间隔；所述磁传感器用以检测所述磁性机构在X轴方向或/和Y轴方向形成的磁场；

所述磁性机构在运动状态下，所述磁传感器与磁性机构之间的距离发生变化，所述磁传感器检测到磁场信号发生变化。

2.根据权利要求1所述的摇杆电位器模组，其特征在于：

所述摇杆电位器模组进一步包括控制电路，所述磁传感器的输出端连接所述控制电路的输入端，所述控制电路根据磁传感器检测到的磁场数据输出与对应磁场数据相应的电压数据。

3.根据权利要求1所述的摇杆电位器模组，其特征在于：

所述磁传感器为线性霍尔位置磁传感器；

所述磁性机构为磁铁；

所述控制电路设置于柔性电路板FPC或印制电路板PCB。

4.根据权利要求1所述的摇杆电位器模组，其特征在于：

所述中心轴结构设有卡槽，所述磁性机构嵌入在中心轴结构的卡槽内。

5.根据权利要求1所述的摇杆电位器模组，其特征在于：

所述中心轴结构的旋转轴心在Z轴上，或者与Z轴平行，或者与Z轴垂直。

6.一种摇杆装置，其特征在于：包括权利要求1至5之一所述的摇杆电位器模组。

7.根据权利要求6所述的摇杆装置，其特征在于：

所述遥杆装置进一步包括：

磁场信号获取模块，连接所述磁传感器，用以获取所述磁传感器感应的磁场信号；

磁场信号动态数据生成模块，连接所述磁场信号获取模块，用以根据设定时间内所述磁场信号获取模块感应的磁场信号，生成磁场信号动态数据；

数据库模块，用以存储磁场信号动态数据与控制信号的关联数据；

磁场信号对比模块，分别连接所述磁场信号动态数据生成模块及数据库模块，用以将所述磁场信号动态数据生成模块实时获取的磁场信号动态数据与所述数据库模块中的数据进行比对，获取数据库模块中与对应磁场信号动态数据相似度最高的数据；

控制信号生成模块，连接所述磁场信号对比模块，用以根据所述磁场信号对比模块的比对结果从所述数据库模块中获取对应的控制信号。

8.根据权利要求6所述的摇杆装置，其特征在于：

所述摇杆装置进一步包括通信模块，所述通信模块用以连接服务器或/和设定终端。

9.一种手柄，其特征在于：包括权利要求6至8之一所述的摇杆装置。

10.一种摇杆电位器模组的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：

推杆及中心轴结构作为外部控制推力输入及联动结构，带动设置于中心轴结构的磁性机构旋转或/和平移；

磁传感器靠近磁性机构设置，同时保留设定间隔；磁传感器检测所述磁性机构在X轴方向或/和Y轴方向形成的磁场；

磁性机构在运动状态下，磁传感器与磁性机构之间的距离发生变化，所述磁传感器检测到磁场信号发生变化。

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