CN115738234A - 一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制器技术领域，具体是一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，包括基座、摇杆和旋钮组件，摇杆和基座上分别设有相配合的球面锥体和球面凹槽，基座内还设有感应开关，旋钮组件包括旋钮以及转轴，转轴的下端设有磁体，摇杆上设有安装筒，安装筒内设有霍尔感应电路板，旋钮套在安装筒上，磁体和霍尔感应电路板相对设置，摇杆能相对基座朝不同方向摇动进而通过感应开关产生不同的第一感应信号，且能在第一弹簧的作用下复位，旋钮能相对安装筒转动进而通过霍尔感应电路板产生第二感应信号，且能在弹性定位组件的作用下自动定位，旋钮能相对安装筒上下滑动进而通过霍尔感应电路板产生第三感应信号，且能在第二弹簧的作用下自动复位。

Description

一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器

技术领域

本发明涉及控制器技术领域，具体是一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器。

背景技术

摇杆的作用是通过摇杆的方向输出控制设备中的动作，目前在游艺设备、工业机器人等领域，摇杆控制器是一个非常重要的部件，它是通过模拟再现的操作方式来实现对工业机器人或者其它运动部件进行运动方向、动作的控制。由于现有的游艺设备、工业机器人的运动方向、动作设计越来越复杂，因此对摇杆控制器提出了更高的要求，而传统的摇杆控制器，通常只能根据摇杆的摇动方向输出不同的控制信号，已经难以满足多功能的要求，因此急需一种能够输出多种控制信号的摇杆控制器。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的任务是提供一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，能够输出多种控制信号以实现多种控制功能。

本发明任务通过下列技术方案来实现：

一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，包括基座、摇杆和旋钮组件，包括基座、摇杆和旋钮组件，摇杆插入基座内，基座内设有至少一个感应开关，且摇杆和基座分别设有相配合的球面锥体和球面凹槽以使摇杆能够相对基座朝向不同方向摇动并通过感应开关产生不同的第一感应信号，摇杆和基座之间还设有第一弹簧以使摇杆能自动复位至竖直状态；旋钮组件包括固定连接的旋钮转轴，转轴的下端设有磁体，摇杆上端固定设有安装筒，安装筒内设有霍尔感应电路板，旋钮活动套在安装筒外且转轴插入安装筒内，磁体和霍尔感应电路板上下相对设置，旋钮组件能够相对安装筒转动进而通过霍尔感应电路板产生第二感应信号，且旋钮组件和安装筒之间还设有至少一个弹性定位组件，旋钮组件还能够相对安装筒上下滑动进而通过霍尔感应电路板产生第三感应信号，且转轴组件和安装筒之间还设有第二弹簧以使旋钮组件能够在上下方向自动复位至初始状态。

作为优选的技术方案，所述球面锥体和球面凹槽的侧壁对应设有至少一组竖向的限位块和限位槽，限位块置于限位槽内且限位块的宽度小于限位槽的宽度。

作为优选的技术方案，所述限位块为梯形结构，限位块上部的宽度大于下部的宽度。

作为优选的技术方案，所述感应开关为微动开关，数量为四个，四个微动开关的触发弹片分别置于所述摇杆的前、后、左、右四个方向，当摇杆朝向前、后、左、右方向正向移动能够触发对应微动开关的触发弹片，从而能分别产生前、后、左、右方向正向移动的第一感应信号，当摇杆斜向移动时，能同时触发对应的相邻两个微动开关的触发弹片，从而能产生斜向移动的第一感应信号。

作为优选的技术方案，所述摇杆的下端设有弹簧座，所述第一弹簧套在摇杆外且上下两端分别抵顶所述基座的上盖和弹簧座，摇杆相对基座摇动时通过弹簧座碰触所述微动开关的触发弹片；摇杆为中空结构从而能够供所述霍尔感应电路板的电线从中穿过并从摇杆下端穿出。

作为优选的技术方案，所述安装筒的上端设有至少一个定位槽，所述弹性定位组件包括设于定位槽内的第三弹簧以及定位件，定位件在第三弹簧的作用下弹性抵接所述旋钮。

作为优选的技术方案，所述旋钮的内腔顶壁设有环槽，环槽的槽底设有若干个凹位且均匀间隔分布，所述定位件在所述第三弹簧的作用下向上弹性抵顶环槽的槽底，从而能够利用槽底的各个凹位对旋钮产生定位作用。

作为优选的技术方案，所述定位件为倒T形结构，所述安装筒上端设有可拆卸的环形压板，环形压板上设有对应各个所述定位槽的插孔，定位件的下端位于对应定位槽内，上端穿过环形压板上的对应插孔并向上伸出，所述第三弹簧的上下两端分别抵顶定位件的下端和定位槽的槽底。

作为优选的技术方案，所述转轴通过上轴承、下轴承与所述安装筒进行转动连接，安装筒内位于上轴承、下轴承之间设有凸肩，所述第二弹簧包括上弹性垫片和下弹性垫片，上弹性垫片弹性抵接于凸肩的上端与上轴承之间，下弹性垫片弹性抵接于凸肩的下端与下轴承之间，从而使转轴向上移动或向下移动后均能够在第二弹簧的弹力作用下在竖直方向自动复位至初始位置。

作为优选的技术方案，所述第一弹簧对所述摇杆施加的拉力产生的摩擦阻尼大于所述弹性定位组件对所述旋钮组件施加的摩擦阻尼，从而使旋转旋钮时，旋钮能够相对所述摇杆转动，而摇杆不会相对所述基座转动；第一弹簧对摇杆施加的向下方向的弹力，大于所述第二弹簧对旋钮组件施加的向下方向的弹力，从而使得向上提拉旋钮时，旋钮组件能够相对所述安装筒向上移动，而摇杆不会相对基座向上移动。

和现有技术相比，本专利提供的一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，具有以下优点：摇杆能相对基座朝不同方向摇动进而通过感应开关产生不同的第一感应信号，且能在第一弹簧的作用下复位，旋钮能相对安装筒转动进而通过霍尔感应电路板产生第二感应信号，且能在弹性定位组件的作用下自动定位，旋钮能相对安装筒上下滑动进而通过霍尔感应电路板产生第三感应信号，且能在第二弹簧的作用下自动复位，从而使得本专利的摇杆控制器能够通过摇动摇杆、转动旋钮和按压提拉旋钮，分别产生多种不同的控制信号以实现多种控制功能，相当于同时具有摇杆控制器、旋钮控制器和按钮控制器的功能，而且结构设计简单巧妙，操作方便，且操作体验好。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实施例中摇杆控制器的结构示意图；

图2是本实施例中摇杆控制器的剖面结构示意图；

图3是本实施例中摇杆控制器的分解结构示意图；

图4是本实施例中摇杆控制器在另一视角下的结构示意图；

图5是本实施例摇杆控制器中摇杆、球面锥体、基座的分解结构示意图；

图6是本实施例摇杆控制器中球面锥体的结构示意图；

图7是本实施例摇杆控制器中旋钮的剖视图。

其中，1、基座；11、球面凹槽；111、限位槽；112、穿孔；2、摇杆；21、球面锥体；211、限位块；22、弹簧座；3、旋钮组件；31、旋钮；311、环槽；312、凹位；32、转轴；321、上轴承；322、下轴承；323、磁体安装座；33、紧固件；34、顶盖；4、微动开关；41、触发弹片；5、第一弹簧；6、第二弹簧；61、上弹性垫片；62、下弹性垫片；7、安装筒；71、弹性定位组件；711、第三弹簧；712、定位件；72、凸肩；73、定位槽；74、环形凹槽；75、环形压板；76、插孔；8、磁体；9、霍尔感应电路板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处说描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。另外，应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分；“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“若干”、“多个”等类似词语表示两个或两个以上。除非另行指出，“前”、“后”、“下”、“上”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“安装”、“连接”、“枢接”等类似词语应做广义理解，可以直接相连，也可以通过中间元件间接相连。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。

如图1-7所示，本实施例提供了一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，包括基座1、摇杆2和旋钮组件3，摇杆2和基座1分别设有相配合的球面锥体21和球面凹槽11，球面凹槽11底部设有穿孔112，摇杆2通过穿孔112插入基座1内，基座1内设有若干感应开关，摇杆2和基座1通过相配合的球面锥体21和球面凹槽11，使得摇杆2能够相对基座1朝向不同方向摇动并通过感应开关产生不同的第一感应信号，摇杆2和基座1之间还设有第一弹簧5以使摇杆2能自动复位至竖直状态；旋钮组件3包括固定连接的旋钮31转轴32，转轴32的下端通过磁体安装座323固定安装磁体8，摇杆2上端固定设有安装筒7，安装筒7内设有霍尔感应电路板9，旋钮31活动套在安装筒7外且转轴32插入安装筒7内，磁体8和霍尔感应电路板9上下相对设置，旋钮组件3能够相对安装筒7转动进而通过霍尔感应电路板9产生第二感应信号，且旋钮组件3和安装筒7之间还设有若干个弹性定位组件71，旋钮组件3还能够相对安装筒7上下滑动进而通过霍尔感应电路板9产生第三感应信号，且转轴32组件和安装筒7之间还设有第二弹簧6以使旋钮组件3能够在上下方向自动复位至初始状态。

本实施例中，所述感应开关为微动开关4，数量为四个，四个微动开关4的触发弹片41分别置于所述摇杆2的前、后、左、右四个方向。

本实施例中，所述摇杆2的下端设有弹簧座22，所述第一弹簧5套在摇杆2外且上下两端分别抵顶所述基座1的上盖和弹簧座22，摇杆2相对基座1摇动时通过弹簧座22碰触所述微动开关4的触发弹片41；摇杆2为中空结构从而能够供所述霍尔感应电路板9的电线从中穿过并从摇杆2下端穿出。

本实施例中，球面锥体21和弹簧座22均通过相互配合的卡块和卡槽可拆卸固定连接在摇杆2上，摇杆2的上端与固定筒的下端通过螺钉进行固定连接，结构简单，组装方便。在其他实施例中，固定筒也可以为摇杆2的一部分，与摇杆2一体成型。

本实施例提供的一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，摇杆2相对基座1的摇动，是通过球面锥体21和球面凹槽11相互配合来实现，球面锥体21置于球面凹槽11内，配合第一弹簧5的预紧力，从而实现了摇杆2能够在摇动外力作用下相对基座1在360度范围内任意摇动，并能够在撤除摇动外力后自动复位至竖直状态(初始状态)，通过摇杆2下端的弹簧座22触碰不同的微动开关4，从而能够产生不同的第一感应信号，相当于具有摇杆2控制器的功能，具体地，当摇杆2朝向前、后、左、右方向正向移动能够触发对应微动开关4的触发弹片41，从而能分别产生前、后、左、右方向正向移动的第一感应信号，当摇杆2斜向移动时，能同时触发对应的相邻两个微动开关4的触发弹片41，从而能产生斜向移动的第一感应信号。旋钮31套在摇杆2上的固定筒外并能够在旋转外力作用下相对摇杆2进行正转或反转，进而带动转轴32及磁体8相对霍尔感应电路板9相对正转或反转，从而能产生不同的第二感应信号，配合弹性定位组件71的摩擦阻尼，能够在撤除旋转外力后使旋钮31自动定位，防止信号产生误差，相当于具有旋钮31控制器的功能。旋钮31还能够在按压或提拉外力下相对摇杆2上的固定筒上下滑动，进而带动转轴32及磁体8相对霍尔感应电路板9间距变化，从而能产生不同的第三感应信号，配合第二弹簧6的复位作用，能够在撤除按压或提拉外力后自动复位，相当于还具有按钮控制器的功能。可见，本实施例提供的一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，能够通过摇动摇杆2、转动旋钮31和按压提拉旋钮31，分别产生多种不同的控制信号以实现多种控制功能，相当于同时具有摇杆2控制器、旋钮31控制器和按钮控制器的功能，而且结构设计简单巧妙，操作方便，且操作体验好。

作为优选的技术方案，所述球面锥体21和球面凹槽11的侧壁对应设有两组竖向的限位块211和限位槽111，限位块211置于限位槽111内且限位块211的宽度小于限位槽111的宽度。该设计的优点是，通过球面锥体21的限位块211和球面凹槽11的限位槽111相互配合，且限位块211的宽度小于限位槽111的宽度，从而可以在不限制摇杆2朝向任意方向摇动的情况下，可以限制摇杆2绕其轴心周向旋转而导致霍尔感应电路板9的电线缠绕甚至损坏。

作为优选的技术方案，所述限位块211为梯形结构，限位块211上部的宽度大于下部的宽度，摇杆2相对基座1摇动时，限位块211是以其上沿为支点在限位槽111内摇动，限位块211的下端宽度低于上端宽度，能够使得限位块211在限位槽111内的摇动角度更大，从而使得摇杆2的摇动角度范围更大。

作为优选的技术方案，所述安装筒7的上端设有若干个定位槽73，所述弹性定位组件71包括设于定位槽73内的第三弹簧711以及定位件712，定位件712在第三弹簧711的作用下弹性抵接所述旋钮31。该设计的优点是，设置定位槽73能够使得第三弹簧711及定位件712在旋钮31的转动过程中不会左右偏移，导致定位件712掉落，并且第三弹簧711在定位槽73内进行上下方向的弹性压缩和弹性复位，定位槽73对第三弹簧711起到引导和定位的作用。

作为优选的技术方案，所述旋钮31的内腔顶壁设有环槽311，环槽311的槽底设有若干个凹位312且均匀间隔分布(比如凹位的数量可以为8个或12个，凹位可以为直接设置在槽底平面上的圆形凹孔，也可以将槽底设置为凹凸波浪结构/齿圈结构，从而形成若干凹位)，所述定位件712在所述第三弹簧711的作用下向上弹性抵顶环槽311的槽底，从而能够利用槽底的各个凹位312对旋钮31产生定位作用。该设计的优点是，当旋钮31停止转动时，此时定位件712在第三弹簧711的作用下向上弹性抵顶环形槽的槽底中的凹位312，对旋钮31的转动进行定位，当旋钮31转动时，定位件712在第三弹簧711的作用下向上弹性抵顶环槽311的槽底，并从槽底中的凹位312移出，再进入到凹位312，在实现旋转产生信号的同时，通过定位件712与凹位312的配合，增加转动的卡顿感，使得转动的手感更佳。

作为优选的技术方案，所述定位件712为倒T形结构，所述安装筒7上端设有环形凹槽74和可拆卸的环形压板75，环形压板75上设有对应各个所述定位槽73的插孔76，定位件712的下端位于对应定位槽73内，上端穿过环形压板75上的对应插孔76并向上伸出，所述第三弹簧711的上下两端分别抵顶定位件712的下端和定位槽73的槽底。该设计的优点是，利用环形压板75对定位件712进行向上移动到最高点进行限位，防止定位件712在第三弹簧711的弹力作用下过度向上移动并从定位槽73内掉落出来，而将环形压板75设于环形凹槽74内，也能够对环形压板75进行定位，便于环形压板75的安装和拆卸。

作为优选的技术方案，所述转轴32通过上轴承321、下轴承322与所述安装筒7进行转动连接，安装筒7内位于上轴承321、下轴承322之间设有凸肩72，所述第二弹簧6包括上弹性垫片61和下弹性垫片62，上弹性垫片61弹性抵接于凸肩72的上端与上轴承321之间，下弹性垫片62弹性抵接于凸肩72的下端与下轴承322之间，从而使转轴32在向上移动的外力撤除后能够在上弹性垫片61的作用下自动复位至初始位置，在向下移动的外力撤除后能够在下弹性垫片62的作用下自动复位至初始位置，且该结构利用上轴承321、下轴承322作为上弹性垫片61和下弹性垫片62的支撑座，一物多用，结构设计巧妙紧凑。

作为优选的技术方案，所述第一弹簧5对所述摇杆2施加的拉力产生的摩擦阻尼大于所述弹性定位组件71对所述旋钮组件3施加的摩擦阻尼，从而使旋转旋钮31时，旋钮31能够相对所述摇杆2转动，而摇杆2不会相对所述基座1转动；第一弹簧5对摇杆2施加的向下方向的弹力，大于所述第二弹簧6对旋钮组件3施加的向下方向的弹力，从而使得向上提拉旋钮31时，旋钮组件3能够相对所述安装筒7向上移动，而摇杆2不会相对基座1向上移动。

作为优选的实施方式，所述旋钮31与转轴32通过一个由旋钮31顶部向下插入的紧固件33固定连接在一起，所述旋钮组件3还包括顶盖34，顶盖34覆盖在紧固件33外并与旋钮31通过卡扣连接在一起，本实施例中，紧固件33为螺钉，且旋钮31的顶部设有圆形的沉孔，螺钉头部位于沉孔内，沉孔的侧壁和顶盖34的外侧壁通过卡块和卡槽进行可拆卸卡接，从而能将螺钉覆盖，使得旋钮31更加美观，而且顶盖34和旋钮31顶部围合的空间的还可以设置灯源，使得旋钮31的视觉效果和功能更加丰富多样。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的实施方式，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它实施方式。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的实施方式。

Claims (10)

1.一种兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，包括基座、摇杆和旋钮组件，摇杆插入基座内，基座内设有至少一个感应开关，且摇杆和基座分别设有相配合的球面锥体和球面凹槽以使摇杆能够相对基座朝向不同方向摇动并通过感应开关产生不同的第一感应信号，摇杆和基座之间还设有第一弹簧以使摇杆能自动复位至竖直状态；旋钮组件包括固定连接的旋钮转轴，转轴的下端设有磁体，摇杆上端固定设有安装筒，安装筒内设有霍尔感应电路板，旋钮活动套在安装筒外且转轴插入安装筒内，磁体和霍尔感应电路板上下相对设置，旋钮组件能够相对安装筒转动进而通过霍尔感应电路板产生第二感应信号，且旋钮组件和安装筒之间还设有至少一个弹性定位组件，旋钮组件还能够相对安装筒上下滑动进而通过霍尔感应电路板产生第三感应信号，且转轴组件和安装筒之间还设有第二弹簧以使旋钮组件能够在上下方向自动复位至初始状态。

2.根据权利要求1所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述球面锥体和球面凹槽的侧壁对应设有至少一组竖向的限位块和限位槽，限位块置于限位槽内且限位块的宽度小于限位槽的宽度。

3.根据权利要求2所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述限位块为梯形结构，限位块上部的宽度大于下部的宽度。

4.根据权利要求1所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述感应开关为微动开关，数量为四个，四个微动开关的触发弹片分别置于所述摇杆的前、后、左、右四个方向，当摇杆朝向前、后、左、右方向正向移动能够触发对应微动开关的触发弹片，从而能分别产生前、后、左、右方向正向移动的第一感应信号，当摇杆斜向移动时，能同时触发对应的相邻两个微动开关的触发弹片，从而能产生斜向移动的第一感应信号。

5.根据权利要求4所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述摇杆的下端设有弹簧座，所述第一弹簧套在摇杆外且上下两端分别抵顶所述基座的上盖和弹簧座，摇杆相对基座摇动时通过弹簧座碰触所述微动开关的触发弹片；摇杆为中空结构从而能够供所述霍尔感应电路板的电线从中穿过并从摇杆下端穿出。

6.根据权利要求1所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述安装筒的上端设有至少一个定位槽，所述弹性定位组件包括设于定位槽内的第三弹簧以及定位件，定位件在第三弹簧的作用下弹性抵接所述旋钮。

7.根据权利要求6所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述旋钮的内腔顶壁设有环槽，环槽的槽底设有若干个凹位且均匀间隔分布，所述定位件在所述第三弹簧的作用下向上弹性抵顶环槽的槽底，从而能够利用槽底的各个凹位对旋钮产生定位作用。

8.根据权利要求6所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述定位件为倒T形结构，所述安装筒上端设有可拆卸的环形压板，环形压板上设有对应各个所述定位槽的插孔，定位件的下端位于对应定位槽内，上端穿过环形压板上的对应插孔并向上伸出，所述第三弹簧的上下两端分别抵顶定位件的下端和定位槽的槽底。

9.根据权利要求1所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述转轴通过上轴承、下轴承与所述安装筒进行转动连接，安装筒内位于上轴承、下轴承之间设有凸肩，所述第二弹簧包括上弹性垫片和下弹性垫片，上弹性垫片弹性抵接于凸肩的上端与上轴承之间，下弹性垫片弹性抵接于凸肩的下端与下轴承之间，从而使转轴向上移动或向下移动后均能够在第二弹簧的弹力作用下在竖直方向自动复位至初始位置。

10.根据权利要求1所述的兼具旋钮、按钮功能的摇杆控制器，其特征在于，所述第一弹簧对所述摇杆施加的拉力产生的摩擦阻尼大于所述弹性定位组件对所述旋钮组件施加的摩擦阻尼，从而使旋转旋钮时，旋钮能够相对所述摇杆转动，而摇杆不会相对所述基座转动；第一弹簧对摇杆施加的向下方向的弹力，大于所述第二弹簧对旋钮组件施加的向下方向的弹力，从而使得向上提拉旋钮时，旋钮组件能够相对所述安装筒向上移动，而摇杆不会相对基座向上移动。

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