CN208207556U - 一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，包括主摇杆、防尘罩和基座，主摇杆位于基座上部；主摇杆内部设有包括操纵机构，基座内部设有电子控制单元；主摇杆内部还包括用于检测主摇杆偏转次数的计数装置，计数装置包括倾斜感应组件和计数单元。本实用新型通过重力传感器检测主摇杆的偏转，给微控制器偏转方向信号，微控制器使相应电磁铁断电，滑动件下滑靠近相应的霍尔传感器，霍尔传感器输出一个脉冲信号，此脉冲信号经相应的运算放大器放大后驱动相应的三极管导通，进而将计算器接入回路进行计数，该检测方式简单准确可靠，不受外界环境的影响，使使用者清楚的了解到操纵杆的操作次数，以便及时的维护或更换。

Description

一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆

技术领域

本实用新型涉及到操纵杆技术领域，尤其涉及一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆。

背景技术

多轴霍尔式工业操纵杆，采用仪表面板安装方式，采用不锈钢及铝合金材料，操纵杆的基本原理是将塑料杆的运动转换成计算机能够处理的电子信息。这种基本的设计包括一个安放在带有弹性橡胶外壳的塑料底座上的操纵杆。在底座中操纵杆正下方位置装有一块电路板。电路板由一些“印刷线路”组成，并且这些线路连接到几个接触触点；操纵杆可与计算机通信连接，当计算机检测到特定线路上的电流后，便会了解操纵杆当前所处的位置需要接通相关的电路。向前推操纵杆将会闭合“前进开关”，而向左推则会闭合“左移开关”，依次类推；由于操纵杆可以向左或向右偏转推进，虽然内部设置有弹簧自动回位机构，但是机械类的电气元件是有一定的操作寿命的，当使用次数超过操作寿命时，其操作质量会大打折扣，目前对于操纵杆的操作次数大多是采用计算机内部相应的计量软件来统计的，计算机统计操纵杆的操作次数虽然精准，但是不利于使用者观察，如果相应的计量软件因计算机系统故障，计量操纵杆的操作次数会归零，使使用者不知道操纵杆的操作次数，所以这时急需一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆。

发明内容

本实用新型提供一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆,解决的上述问题。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，包括主摇杆、位于主摇杆外部的防尘罩和基座，主摇杆位于基座上部；主摇杆内部设有包括偏转轴件的操纵机构，基座内部设有具有多个第一霍尔传感器的电子控制单元；主摇杆内部还包括用于检测主摇杆偏转次数的计数装置，所述计数装置包括倾斜感应组件和与倾斜感应组件连接的计数单元。

优选的，所述倾斜感应组件包括平衡板，所述平衡板的中部设有与主摇杆左右偏转方向一致的条形滑槽，所述条形滑槽的左端和右端分别设有第二霍尔传感器和第三霍尔传感器，所述条形滑槽的中心点可拆卸安装一竖向平衡杆，所述竖向平衡杆的顶端设有重力传感器；所述条形滑槽上位于所述竖向平衡杆的左侧和右侧分别设有第一滑动件和第二滑动件，所述平衡板的下部与所述第一滑动件、第二滑动件相对应位置分别可拆卸安装第一电磁铁和第二电磁铁，所述平衡板的下部还设有用于给所述第一电磁铁和第二电磁铁供电的电源模块和微控制器，所述电源模块的第一输出端通过第一电开关与所述第一电磁铁电连接，所述电源模块的第二输出端通过第二电开关与所述第二电磁铁电连接，所述第一电开关、第二电开关和重力传感器均与微控制器电连接。

进一步，所述第一电开关和第二电开关为继电器开关。

进一步，所述滑槽上部靠近所述第二霍尔传感器处设有第一止位块，所述滑槽上部靠近所述第三霍尔传感器处设有第二止位块；所述第一止位块的右侧壁和第二止位块的左侧壁均设有弧形凹陷部，所述弧形凹陷部内壁还设有缓冲垫。

优选的，所述计数单元包括第一运算放大器电路和第二运算放大器电路且两者均与计算器的信号输入端电连接。

进一步，所述第一运算放大电路包括第二霍尔传感器、第一运算放大器，所述第二霍尔传感器的两个电源引脚分别与第一直流电源电连接，所述第二霍尔传感器的信号输出端通过电容C1、电阻R2与第一运算放大器的反向输入端连接，所述电阻R1并联在电容C1的负极与第一直流电源的负极连接，所述第一运算放大器的同相输入端经过电阻R4与第一直流电源的负极连接，所述电阻R3并联在第一运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端的两端，第一运算放大器的输出端经过电阻R5与第一三级管的基极连接，所述第一三级管的发射极与第一直流电源的负极短接并接地，所述第一三级管的集电极与计算器的信号输出端电连接；所述第二运算放大器电路的结构与所述第一运算放大器电路的结构一致。

进一步，所述第一运算放大器和第二运算放大器均为UA741型。

优选的，所述主摇杆的上端还设有主摇杆面板，所述主摇杆面板上设有多个复位按钮，所述主摇杆的背部设有使能开关，所述主摇杆为弧形状，多个所述复位按钮和使能开关均与电子控制单元电连接。

进一步，所述主摇杆面板还设有拇指摇杆，所述拇指摇杆与所述电子控制单元电连接。

优选的，所述基座的底端还设有操纵杆连接器端子排。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型通过重力传感器检测主摇杆的偏转，给微控制器偏转方向信号，随后微控制器使主摇杆倾斜方向对应的第一电磁铁断电，相应的滑动件下滑靠近倾斜方向对应的霍尔传感器，滑动件使霍尔传感器输出一个脉冲信号，此脉冲信号经相应的运算放大器放大后驱动相应的三极管导通，进而将计算器接入回路进行计数，这种检测方式简单准确可靠，并且不会受到外界环境的影响，进而使使用者清楚的了解到操纵杆的操作次数，以便及时的维护或更换；通过设置止位块，可减少滑动件与主摇杆的碰撞，通过设置缓冲垫，进一步减少滑动件与止位块碰撞产生的声音。

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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的整体结构示意图之一；

图2为本实用新型的整体结构示意图之二；

图3为本实用新型的倾斜感应组件结构示意图；

图4为本实用新型的计数单元电气原理图；

以上图例所示：1、主摇杆 2、防尘罩 3、基座 4、主摇杆面板

5、复位按钮 6、使能开关 7、平衡板 8、条形滑槽 9、竖向平衡杆 10、第一滑动件11、第二滑动件 12、第二霍尔传感器 13、第三霍尔传感器 14、第一止位块 15、第二止位块。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型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实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例1是：一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，包括主摇杆1、位于主摇杆1外部的防尘罩2和基座3，主摇杆1位于基座3上部；主摇杆1内部设有包括偏转轴件的操纵机构，基座3内部设有具有多个第一霍尔传感器的电子控制单元；主摇杆1内部还包括用于检测主摇杆1偏转次数的计数装置，所述计数装置包括倾斜感应组件和与倾斜感应组件连接的计数单元。

优选的，如图3所示，所述倾斜感应组件包括平衡板7，所述平衡板7的中部设有与主摇杆1左右偏转方向一致的条形滑槽8，所述条形滑槽8的左端和右端分别设有第二霍尔传感器12和第三霍尔传感器13，所述条形滑槽8的中心点可拆卸安装一竖向平衡杆9，所述竖向平衡杆9的顶端设有重力传感器；所述条形滑槽8上位于所述竖向平衡杆9的左侧和右侧分别设有第一滑动件10和第二滑动件11，所述平衡板7的下部与所述第一滑动件10、第二滑动件11相对应位置分别可拆卸安装第一电磁铁和第二电磁铁，所述平衡板7的下部还设有用于给所述第一电磁铁和第二电磁铁供电的电源模块和微控制器，所述电源模块的第一输出端通过第一电开关与所述第一电磁铁电连接，所述电源模块的第二输出端通过第二电开关与所述第二电磁铁电连接，所述第一电开关、第二电开关和重力传感器均与微控制器电连接。

进一步，所述第一电开关和第二电开关为继电器开关 ，还可为MOS管；进一步，微控制器可以控制第一电开关和第二电开关的通断；第一滑动件10和第二滑动件11可以磁性球体，也可为中部为圆筒两端为半球形的磁性件，当主摇杆1偏转时更利于滑动靠近霍尔传感器。

进一步，所述滑槽上部靠近所述第二霍尔传感器12处设有第一止位块14，所述滑槽上部靠近所述第三霍尔传感器13处设有第二止位块15；所述第一止位块14的右侧壁和第二止位块15的左侧壁均设有弧形凹陷部，所述弧形凹陷部内壁还设有缓冲垫。

优选的，所述计数单元包括第一运算放大器电路和第二运算放大器电路且两者均与计算器的信号输入端电连接。

实施例2，所述主摇杆的上端还设有主摇杆面板4，所述主摇杆面板4上设有多个复位按钮5，所述主摇杆的背部设有使能开关6，所述主摇杆为弧形状，多个所述复位按钮5和使能开关6均与电子控制单元电连接。

实施例3，所述主摇杆面板4还设有拇指摇杆，所述拇指摇杆与所述电子控制单元电连接。

优选的，所述基座的底端还设有操纵杆连接器端子排。

进一步，如图4所示，所述第一运算放大电路包括第二霍尔传感器H2、第一运算放大器1UA741，所述第二霍尔传感器H2的两个电源引脚分别与第一直流电源Vcc1电连接，所述第二霍尔传感器H2的信号输出端通过电容C1、电阻R2与第一运算放大器1UA741的反向输入端连接，所述电阻R1并联在电容C1的负极与第一直流电源Vcc1的负极连接，所述第一运算放大器1UA741的同相输入端经过电阻R4与第一直流电源Vcc1的负极连接，所述电阻R3并联在第一运算放大器1UA741的反向输入端与第一运算放大器1UA741的输出端的两端，第一运算放大器1UA741的输出端经过电阻R5与第一三级管T1的基极连接，所述第一三级管T1的发射极与第一直流电源Vcc1的负极短接并接地，所述第一三级管T1的集电极与计算器J的信号输出端电连接；所述第二运算放大器电路的结构与所述第一运算放大器电路的结构一致。

更进一步，第二运算放大器电路包括第二运算放大器2UA741，第二三级管T2，第三霍尔传感器H3，第二直流电源Vcc2；图中的SN1为磁性第一滑动件，SN2为磁性第二滑动件。

进一步，所述第一运算放大器和第二运算放大器均为UA741型。

实施例4，主摇杆不仅可以沿X轴向左、向右推进偏转，还可以沿Y轴向前或向后推进偏转，对于主摇杆向前或向后操作偏转时，也可通过上述方法检测主摇杆的偏转次数；在平衡板的下部安装前后倾斜感应组件，前后倾斜感应组件包括与该平衡板垂直的固定板，固定端通过连接件水平安装在主摇杆的内部，固定板的前端和后端分别可拆卸安装第四霍尔传感器和第五霍尔传感器，固定板中部水平设置有与条形滑槽垂直的条形凹槽，在条形凹槽的前后两端安装第三止位块和第四止位块，在固定板的中部安装竖向支撑杆，竖向支撑杆的端部固定方向传感器，条形凹槽上竖向支撑杆与第三止位块之间安防第三滑动件，条形凹槽上竖向支撑杆与第四止位块之间安放第四滑动件，所述固定板的下部与所述第三滑动件、第四滑动件相对应位置分别可拆卸安装第三电磁铁和第四电磁铁，所述电源模块的第三输出端通过第三电开关与所述第三电磁铁电连接，所述电源模块的第四输出端通过第四电开关与所述第四电磁铁电连接，第三电开关和第四电开关均与微控制器电连接； 在主摇杆的内部还设有用于检测主摇杆前后倾斜偏转次数的计量单元，计量单元包括第三运算放大器电路和第四运算放大器电路且两者均与计算器的信号输入端电连接，第三运算放大器电路与第一运算放大器电路的结构一致，第四运算放大器电路与第二运算放大器电路的结构一致；无论主摇杆是朝前、后、左、右哪个方位偏转，计数器都可以检测计算出该主摇杆的操作次数，以此记录主摇杆的使用寿命。

正常情况下，主摇杆不工作时处于中间位置，第一电开关和第二电开关均为闭合状态，第一电磁铁和第二电磁铁分别紧紧吸附着第一滑动件和第二滑动件。

工作原理：当计算机通过操纵杆连接器端子排给电子控制单元向左偏转信号时，人工通过按压主摇杆面板上相应的按钮，其操纵机构工作，使主摇杆向左偏转，此时竖向平衡杆上的重力传感器感应到其重心向左偏移，并将此信号传给微控制器，微控制器对此信号进行分析处理，使第一电开关断开，第一电磁铁断电失去磁性，第一滑动件因失去磁性吸附力而沿着滑槽向左滑动至第一止位块的右侧壁处的弧形凹槽内，由于霍尔传感器有较高的灵敏度，感应到其附件的磁场变化，当第一滑动件靠近第二霍尔传感器时，第二霍尔传感器输出一个峰值为20mV的脉冲，此脉冲信号经运算放大器μA741运放放大后驱动三极管2N5812，使之完成导通过程，把计数器回路中完成计数一次；同样当主摇杆向右、向前或向后运动时，其计算器完成计数的工作过程同上。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型通过重力传感器检测主摇杆的偏转，给微控制器偏转方向信号，随后微控制器使主摇杆倾斜方向对应的第一电磁铁断电，相应的滑动件下滑靠近倾斜方向对应的霍尔传感器，滑动件使霍尔传感器输出一个脉冲信号，此脉冲信号经相应的运算放大器放大后驱动相应的三极管导通，进而将计算器接入回路进行计数，这种检测方式简单准确可靠，并且不会受到外界环境的影响，进而使使用者清楚的了解到操纵杆的操作次数，以便及时的维护或更换；通过设置止位块，可减少滑动件与主摇杆的碰撞，通过设置缓冲垫，进一步减少滑动件与止位块碰撞产生的声音。

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，均视为本实用新型说明书记载的范围；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实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：包括主摇杆、位于主摇杆外部的防尘罩和基座，主摇杆位于基座上部；主摇杆内部设有包括偏转轴件的操纵机构，基座内部设有具有多个第一霍尔传感器的电子控制单元；主摇杆内部还包括用于检测主摇杆偏转次数的计数装置，所述计数装置包括倾斜感应组件和与倾斜感应组件连接的计数单元。

2.根据权利要求1中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述倾斜感应组件包括平衡板，所述平衡板的中部设有与主摇杆左右偏转方向一致的条形滑槽，所述条形滑槽的左端和右端分别设有第二霍尔传感器和第三霍尔传感器，所述条形滑槽的中心点可拆卸安装一竖向平衡杆，所述竖向平衡杆的顶端设有重力传感器；所述条形滑槽上位于所述竖向平衡杆的左侧和右侧分别设有第一滑动件和第二滑动件，所述平衡板的下部与所述第一滑动件、第二滑动件相对应位置分别可拆卸安装第一电磁铁和第二电磁铁，所述平衡板的下部还设有用于给所述第一电磁铁和第二电磁铁供电的电源模块和微控制器，所述电源模块的第一输出端通过第一电开关与所述第一电磁铁电连接，所述电源模块的第二输出端通过第二电开关与所述第二电磁铁电连接，所述第一电开关、第二电开关和重力传感器均与微控制器电连接。

3.根据权利要求2中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述第一电开关和第二电开关为继电器开关。

4.根据权利要求2中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述滑槽上部靠近所述第二霍尔传感器处设有第一止位块，所述滑槽上部靠近所述第三霍尔传感器处设有第二止位块；所述第一止位块的右侧壁和第二止位块的左侧壁均设有弧形凹陷部，所述弧形凹陷部内壁还设有缓冲垫。

5.根据权利要求1中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述计数单元包括第一运算放大器电路和第二运算放大器电路且两者均与计算器的信号输入端电连接。

6.根据权利要求5中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述第一运算放大电路包括第二霍尔传感器、第一运算放大器，所述第二霍尔传感器的两个电源引脚分别与第一直流电源电连接，所述第二霍尔传感器的信号输出端通过电容C1、电阻R2与第一运算放大器的反向输入端连接，所述电阻R1并联在电容C1的负极与第一直流电源的负极连接，所述第一运算放大器的同相输入端经过电阻R4与第一直流电源的负极连接，所述电阻R3并联在第一运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端的两端，第一运算放大器的输出端经过电阻R5与第一三级管的基极连接，所述第一三级管的发射极与第一直流电源的负极短接并接地，所述第一三级管的集电极与计算器的信号输出端电连接；所述第二运算放大器电路的结构与所述第一运算放大器电路的结构一致。

7.根据权利要求6中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述第一运算放大器和第二运算放大器均为UA741型。

8.根据权利要求1中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述主摇杆的上端还设有主摇杆面板，所述主摇杆面板上设有多个复位按钮，所述主摇杆的背部设有使能开关，所述主摇杆为弧形状，多个所述复位按钮和使能开关均与电子控制单元电连接。

9.根据权利要求8中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述主摇杆面板还设有拇指摇杆，所述拇指摇杆与所述电子控制单元电连接。

10.根据权利要求1中所述的基于检测偏转动作次数装置的工业操纵杆，其特征在于：所述基座的底端还设有操纵杆连接器端子排。