CN117899448B - 多方向输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制器技术领域，特别公开一种多方向输入装置，该多方向输入装置包括壳体、操作杆、磁性件、电路板、支撑座、复位组件、弹片、按压件以及磁性感应芯片，其中操作杆包括相连接的操作部和摇动部，复位组件包括压板和弹簧，磁性感应芯片包括芯片本体和感应部。其中摇动部、磁性件、按压件、弹片以及感应部的中心均位于同一垂直线上，并且摇动或按压操作杆以带动磁性件沿任意方向相对于感应部运动时，感应部通过感知磁性件的磁力变化，并输出磁场变化信号，以使多方向输入装置能准确的、及时的反馈出操作杆移动的方位和移动量，从而提高了用户的使用体验。

Description

多方向输入装置

技术领域

本发明涉及控制器技术领域，特别涉及一种多方向输入装置。

背景技术

多方向输入装置被广泛的应用在游戏控制领域，多方向输入装置一般包括摇杆、磁性件以及磁性感应芯片，通过摇动摇杆带动磁性件移动，磁性感应芯片通过感知获取到的磁场的变化量，进而得出摇杆移动的方向以及移动量，从而实现游戏中的方位控制的功能。

现有的多方向输入装置的还设置有摇动和按压复位装置，由于摇动和按压复位装置、摇杆、磁性件以及磁性感应芯片这些部件的中心没有在同一垂线上，当摇杆带动磁性件移动时，磁性感应芯片对磁性件的磁场变化感知较为不精准、不及时，影响用户的使用体验。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多方向输入装置，旨在解决现有的多方向输入装置对方位以及移动量的判断较为不灵敏、不及时的问题。

为实现上述目的，本发明提出的多方向输入装置，包括：

壳体，所述壳体形成有上下端均具有开口的空间；

操作杆，所述操作杆具有相连接的操作部和摇动部，所述操作部的中心和所述摇动部的中心位于同一垂直线上，所述操作部穿过所述壳体上端的开口并设于所述壳体外侧，所述摇动部的外表面与所述壳体开口下方的侧壁接触，所述摇动部可摇动的设于所述空间内；

磁性件，所述磁性件设于所述摇动部远离所述操作部的一侧；

电路板，所述电路板盖设于所述壳体下端的开口；

支撑座，所述支撑座设于所述电路板朝向所述空间的一侧；

复位组件，所述复位组件包括设于所述空间内的压板和弹簧，所述压板位于所述摇动部的下面，所述弹簧的一端抵接于所述支撑座，另一端抵接于所述压板，摇动或按压所述操作部，所述摇动部通过所述压板抵压所述弹簧，所述弹簧发生弹性形变，并驱使所述操作杆向中立位置复位；

弹片，所述弹片设于所述支撑座上，所述弹片的形状为中部开孔的伞状；

按压件，所述按压件设于所述弹片上，并位于所述弹片和所述摇动部之间，所述按压件的端部与所述弹片的开口边缘抵接，按压所述操作杆，所述摇动部通过所述按压件抵压所述弹片，所述弹片发生弹性形变，以反馈按压所述操作杆时的手感；

磁性感应芯片，所述磁性感应芯片包括芯片本体和感应部，所述感应部设于所述芯片本体内，所述磁性感应芯片设于所述电路板的表面，所述磁性感应芯片位于所述按压件的下方；

所述摇动部、所述磁性件、所述按压件、所述弹片以及所述感应部的中心均位于同一垂直线上，摇动或竖直按压所述操作杆并带动所述磁性件沿X、Y、Z任意方向相对于所述感应部进行运动，所述感应部感知所述磁性件的磁力变化，并输出磁场变化信号。

在本发明的一实施例中，所述支撑座的中部开设有避让孔，所述磁性感应芯片位于所述避让孔内。

在本发明的一实施例中，所述电路板上设有线路，所述磁性感应芯片设有引脚，所述磁性感应芯片贴合于所述电路板表面，所述线路与所述引脚电连接。

本发明技术方案提出的多方向输入装置，包括壳体、操作杆、磁性件、电路板、支撑座、复位组件、弹片、按压件以及磁性感应芯片，其中壳体形成有上下两端均具有开口的空间，电路板封堵于下端的开口，操作杆中操作部穿过另一端的开口，并设置在壳体外侧，摇动部的外表面与壳体开口下方的侧壁接触，磁性件设置在摇动部朝向电路板的一侧，复位组件、弹片、按压件和磁性感应芯片均设置在空间内。在摇动操作部带动摇动部摇动时，摇动部抵压复位组件，复位组件产生形变，松开操作部后，在复位组件的作用力下，操作杆向中立位置复位。在按压操作部带动摇动部朝向空间内部移动时，摇动部抵压复位组件的同时，还通过按压件抵压弹片，以使弹片发生弹性变形，弹片反馈按压操作杆时的手感。设置在空间内部的磁性感应芯片包括芯片本体和感应部，其中摇动部、磁性件、按压件、弹片以及感应部的中心均位于同一垂直线上，并且摇动或按压操作杆以带动磁性件沿任意方向相对于感应部运动时，感应部通过感知磁性件的磁力变化，并输出磁场变化信号，进而多方向输入装置能准确的、及时的反馈出操作杆移动的方位和移动量，从而提高了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发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要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明多方向输入装置的结构示意图；

图2为图1沿A-A处的剖视图；

图3为本发明多方向输入装置的爆炸图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。全文中出现的“和/或”、“且/或”的含义相同，均表示包括三个并列的方案，以“A且/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种多方向输入装置1。

结合图1-图3所示，在本发明的一实施例中，多方向输入装置1包括壳体10、操作杆20、磁性件30、电路板50、支撑座60、复位组件40、弹片70、按压件80、磁性感应芯片90：壳体10形成有上下端均具有开口11的空间12；操作杆20具有相连接的操作部21和摇动部22，操作部21的中心和摇动部22的中心位于同一垂直线上，操作部21穿过壳体10上端的开口11并设于壳体10外侧，摇动部22的外表面与壳体10开口11下方的侧壁接触，摇动部22可摇动的设于空间12内；磁性件30设于摇动部22远离操作部21的一侧；电路板50盖设于壳体10下端的开口11；支撑座60设于电路板50朝向空间12的一侧；复位组件40包括设于空间12内的压板41和弹簧42，压板41位于摇动部22的下面，弹簧42的一端抵接于支撑座60，另一端抵接于压板41，摇动或按压操作部21，摇动部22通过压板41抵压弹簧42，弹簧42发生弹性形变，并驱使操作杆20向中立位置复位；弹片70设于支撑座60上，弹片70的形状为中部开孔的伞状；按压件80设于弹片70上，并位于弹片70和摇动部22之间，按压件80的端部与弹片70的开口11边缘抵接，按压操作杆20，摇动部22通过按压件80抵压弹片70，弹片70发生弹性形变，以反馈按压操作杆20时的手感；磁性感应芯片90包括芯片本体91和感应部92，感应部92设于芯片本体91内，磁性感应芯片90设于电路板50的表面，磁性感应芯片90位于按压件80的下方；摇动部22、磁性件30、按压件80、弹片70以及感应部92的中心均位于同一垂直线上，摇动或竖直按压操作杆20并带动磁性件30沿X、Y、Z任意方向相对于感应部92进行运动，感应部92感知磁性件30的磁力变化，并输出磁场变化信号。

在本实施例中，在壳体10设有开口11的两端部还设置有上扣板13和下扣板14，其中上扣板13的中部也开设有与开口11相对应的孔，以对操作部21摇动起到避让的作用。上扣板13的两侧弯折并设置有卡槽，壳体10的两侧靠近上端处设置有卡扣，通过卡扣卡接于卡槽内，以使上扣板13扣接于壳体10的上端。下扣板14的两侧弯折并设置有卡槽，壳体10的两侧靠近下端处也设置有卡扣，通过卡扣卡接于卡槽内，以使下扣板14扣接于壳体10的下端，并与电路板50抵接。通过设置上扣板13和下扣板14，进而提高了多方向输入装置1整体的结构稳定性，同时便于壳体10内部各零件的组件和拆卸。

摇动部22的外表面与壳体10开口11下方的的侧壁接触，并且摇动部22可相对于壳体10转动。摇动部22朝向空间12内部的一侧凹陷形成有安装槽，安装槽的形状和尺寸与磁性件30相匹配，磁性件30安装在安装槽内，磁性件30朝向按压件80的一侧与安装槽的槽口平齐。

按压件80间隔设置在摇动部22的下方，按压件80上下两端均凹陷形成有避让槽，其中位于上端的避让槽与磁性件30的位置上下对应，下端的避让槽与磁性感应芯片90上下对应，摇动部22朝向按压件80的一端部分设置在上端的避让槽内，磁性感应芯片90部分设置在下端的避让槽内，通过在按压件80的上下两端开设避让槽，以减小了多方向输入装置1的竖直方向上的结构尺寸。上端的避让槽的槽壁为弧形，并且其横向尺寸从槽底至槽口的方向逐渐增加，摇动部22朝向按压件80的端部边缘也设置有圆倒角，以使其与避让槽相适配。当没有按压操作杆20时，也可将摇动部22部分设置在按压件80上端的避让槽内，并与上端的避让槽间隔设置，进而进一步的缩减了多方向输入装置1竖直方向上的结构尺寸。

为了满足操作杆20被摇动后复位的便利性，在空间12内设置了复位组件40，复位组件40由弹簧42和压板41组成，压板41的中部开有孔，以便于对摇动部22朝向空间12凸出的部分起到避让的作用。弹簧42的两端分别与压板41和支撑座60抵接，压板41在弹簧42的弹力作用下和壳体10上端的内壁抵接，同时摇动部22也抵接于压板41上表面。故而在摇动操作部21或按压操作部21时，均会带动摇动部22抵压在压板41表面，以使弹簧42发生形变，当停止摇动或按压操作部21时，在弹簧42的弹力作用下，以使操作杆20恢复至初始位置。

为了感受操作杆20被按压时反馈的按压手感，本申请在按压件80的下方设置了弹片70，弹片70具有一定的弹性，并且其形状为中部开孔的伞状，因此当按压件80抵接于弹片70的开孔边缘后，弹片70起到了支撑按压件80以及提供按压手感的作用，进而提高了用户的操作体验。可以理解的，操作杆20被按压后的回弹由弹片70以及复位组件40共同完成。回弹的第一阶段由弹片70以及复位组件40中的弹簧42提供回弹时的弹性力，当弹片70回弹至初始状态后，摇动部22与按压件80开始分离，此时回弹进入第二阶段，此阶段由复位组件40中的弹簧42提供回弹时的弹性力，直至复位组件40和操作杆20回弹至初始状态。

为了提高多方向输入装置1对方位以及移动量的判断的精准度和及时性，本申请将摇动部22、磁性件30、按压件80、弹片70以及感应部92的中心设置在同一垂直线上，以使磁性件30产生的磁场能垂直传递至磁性感应芯片90的感应部92，减少了磁感线的传播距离，从而提高了感应部92对磁性件30的磁场变化时感应的精准度和灵敏度。

结合图2和图3所示，在本发明的一实施例中，支撑座60的中部开设有避让孔，磁性感应芯片90位于避让孔内。

在本实施例中，支撑座60的横截面形状为圆形，同时避让孔的形状也为圆形，以便于和弹片70以及按压件80相适配。支撑座60朝向弹片70的一侧环设有一圈台阶，弹片70限位于台阶内，以提高了弹片70形变时的稳定性。电路板50设置有磁性感应芯片90以及电容、电阻等元件，避让孔对这些元件起到了避位作用。同时将磁性感应芯片90设置在避让孔内，进而缩减了磁性件30至磁性感应芯片90之间的距离，从而进一步的提高了多方向输入装置1对方位以及移动量判断的精准度和灵敏度。

结合图3所示，在本发明的一实施例中，电路板50上设有线路51，磁性感应芯片90设有引脚，磁性感应芯片90贴合于电路板50的表面，线路51与引脚电连接。

在本实施例中，电路板50可为刚性电路板50，也可为柔性电路板50，电路板50上开设有多个插孔，插孔用于插设信号输出端子以及信号输入端子，同时插孔内壁电镀有铜，内壁的铜与电路电连接。磁性感应芯片90的引脚可为伸出于芯片外侧的外伸引脚，也可为沉积在芯片表面的金属接触面，磁性感应芯片90通过引脚、线路51、镀铜与信号输出端子和信号输入端子连接，以实现磁感应信号的输入和输出，从而使多方向输入装置1判断出用户操作操作杆20时的移动方向和移动量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种多方向输入装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体形成有上下端均具有开口的空间；

操作杆，所述操作杆具有相连接的操作部和摇动部，所述操作部的中心和所述摇动部的中心位于同一垂直线上，所述操作部穿过所述壳体上端的开口并设于所述壳体外侧，所述摇动部的外表面与所述壳体开口下方的侧壁接触，所述摇动部可摇动的设于所述空间内；

磁性件，所述磁性件设于所述摇动部远离所述操作部的一侧；

电路板，所述电路板盖设于所述壳体下端的开口；

支撑座，所述支撑座设于所述电路板朝向所述空间的一侧；

复位组件，所述复位组件包括设于所述空间内的压板和弹簧，所述压板位于所述摇动部的下面，所述弹簧的一端抵接于所述支撑座，另一端抵接于所述压板，摇动或按压所述操作部，所述摇动部通过所述压板抵压所述弹簧，所述弹簧发生弹性形变，并驱使所述操作杆向中立位置复位；

弹片，所述弹片设于所述支撑座上，所述弹片的形状为中部开孔的伞状；

按压件，所述按压件设于所述弹片上，并位于所述弹片和所述摇动部之间，所述按压件的端部与所述弹片的开口边缘抵接，按压所述操作杆，所述摇动部通过所述按压件抵压所述弹片，所述弹片发生弹性形变，以反馈按压所述操作杆时的手感；

磁性感应芯片，所述磁性感应芯片包括芯片本体和感应部，所述感应部设于所述芯片本体内，所述磁性感应芯片设于所述电路板的表面，所述磁性感应芯片位于所述按压件的下方；

所述支撑座的中部开设有避让孔，所述磁性感应芯片位于所述避让孔内；

所述摇动部朝向所述空间内部的一侧凹陷形成有安装槽，所述安装槽的形状和尺寸与所述磁性件相匹配，所述磁性件安装于所述安装槽内，所述磁性件朝向所述按压件的一侧与所述安装槽的槽口平齐；

所述按压件间隔设于所述摇动部的下方，所述按压件上下两端均凹陷形成有避让槽，其中位于上端的所述避让槽与所述磁性件的位置上下对应，下端的所述避让槽与所述磁性感应芯片上下对应，所述摇动部朝向所述按压件的一端部分设置在上端的所述避让槽内，所述磁性感应芯片部分设置在下端的所述避让槽内；

所述摇动部、所述磁性件、所述按压件、所述弹片以及所述感应部的中心均位于同一垂直线上，摇动或竖直按压所述操作杆并带动所述磁性件沿X、Y、Z任意方向相对于所述感应部进行运动，所述感应部感知所述磁性件的磁力变化，并输出磁场变化信号。

2.如权利要求1所述的多方向输入装置，其特征在于，所述电路板上设有线路，所述磁性感应芯片设有引脚，所述磁性感应芯片贴合于所述电路板表面，所述线路与所述引脚电连接。