EA043506B1

EA043506B1 - JOYSTICK SINGLE-AXIS PROPORTIONAL

Info

Publication number: EA043506B1
Application number: EA202200123
Authority: EA
Inventors: Иван Александрович Беляев; Иван Александрович Маклаков; Татьяна Анатольевна Беляева
Original assignee: Общество с Ограниченной Ответственностью "МИР"
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2023-05-29

Description

Изобретение относится к устройствам бесконтактного измерения угла наклона рукоятки джойстика и преобразования его в электрический сигнал с использованием магнитоуправляемого сенсора, предназначено для точного пропорционального управления перемещением исполнительных механизмов в машиностроении и используется в составе электронных систем управления, в частности в составе пультов дистанционного управления, стационарных панелей и блоков управления.The invention relates to devices for non-contact measurement of the angle of inclination of a joystick handle and converting it into an electrical signal using a magnetically controlled sensor, intended for precise proportional control of the movement of actuators in mechanical engineering and used as part of electronic control systems, in particular as part of remote controls, stationary panels and control units.

Из предшествующего уровня техники известно устройство направленного ввода, источник информации US 2013147642 А1 (патент US 9946293 В2), 12.12.2011, предназначенное для управления направлением движения физического объекта (например, стрелы крана) или виртуального объекта в графическом пользовательском интерфейсе.From the prior art, a directional input device is known, source of information US 2013147642 A1 (US patent 9946293 B2), 12/12/2011, designed to control the direction of movement of a physical object (for example, a crane boom) or a virtual object in a graphical user interface.

Устройство раскрыто в различных вариантах осуществления, где вариант, наиболее близкий для его упоминания в качестве аналога настоящего изобретения, содержит корпус, удлиненный элемент управления направлением (далее по тексту -рукоятка), один конец которого помещен внутрь корпуса, а второй конец выступает из корпуса и имеет возможность перемещения пользователем, магнит для удерживания рукоятки в одном или нескольких заранее определенных положениях и датчик, прикрепленный к корпусу и используемый для определения изменения положения рукоятки. При этом магнит соединяется с корпусом, а рукоятка включает в себя магнитный элемент, предназначенный для взаимодействия с магнитом и удерживания рукоятки в нейтральном положении покоя. Магнит, соединенный с корпусом, и магнитный элемент в рукоятке могут быть сделаны из любых подходящих материалов, которые притягиваются друг к другу посредством магнитной силы. В первом варианте магнитный элемент в рукоятке может быть сделан из металлического материала, притягиваемого к магниту корпуса, например, это может быть сталь. В другом варианте магнитный элемент в рукоятке может быть магнитом, при этом полюса магнитов разворачиваются таким образом, чтобы они притягивались друг к другу.The device is disclosed in various embodiments, where the embodiment that comes closest to being mentioned as an analogue of the present invention comprises a housing, an elongated directional control element (hereinafter referred to as a handle), one end of which is placed inside the housing, and the second end protrudes from the housing, and has the ability to be moved by the user, a magnet to hold the handle in one or more predetermined positions, and a sensor attached to the body and used to detect changes in the position of the handle. In this case, the magnet is connected to the body, and the handle includes a magnetic element designed to interact with the magnet and hold the handle in a neutral resting position. The magnet connected to the body and the magnetic element in the handle can be made of any suitable materials that are attracted to each other by magnetic force. In the first embodiment, the magnetic element in the handle can be made of a metal material that is attracted to the housing magnet, for example, it can be steel. In another embodiment, the magnetic element in the handle may be a magnet, wherein the poles of the magnets are rotated so that they are attracted to each other.

Магнит удерживается на месте посредством магнитного взаимодействия с поверхностью внутри корпуса, или он может быть соединен с корпусом с помощью любого подходящего механизма.The magnet is held in place by magnetic interaction with a surface within the housing, or it may be coupled to the housing by any suitable mechanism.

Датчик может представлять собой оптический датчик, сконфигурированный для обнаружения изменения положения окаймляющего корпуса, соединенного с рукояткой. В других вариантах конструкции датчик может быть сенсором на эффекте Холла или любым другим подходящим датчиком, который может обнаруживать движение рукоятки.The sensor may be an optical sensor configured to detect a change in the position of the surround housing coupled to the handle. In other embodiments, the sensor may be a Hall effect sensor or any other suitable sensor that can detect movement of the handle.

Магнитная сила между магнитом и магнитным элементом максимальна в нейтральном положении рукоятки. При перемещении пользователем рукоятки, магнитная сила, удерживающая магнитный элемент по отношению к неподвижному магниту, уменьшается по мере того, как пользователь отклоняет рукоятку от нейтрального положения. Когда пользователь отпускает рукоятку, магнитная сила возвращает рукоятку обратно в ее нейтральное положение, тем самым приводя к эффекту обратной пружины по сравнению с пружинно-смещаемыми рукоятками.The magnetic force between the magnet and the magnetic element is maximum in the neutral position of the handle. As the user moves the handle, the magnetic force holding the magnetic element relative to the stationary magnet decreases as the user moves the handle away from the neutral position. When the user releases the handle, a magnetic force returns the handle back to its neutral position, thereby resulting in a springback effect compared to spring-biased handles.

Величина магнитной силы, создаваемой между магнитом и магнитным элементом, определяется площадью поверхности каждого элемента и материалом, из которого изготовлен каждый элемент.The amount of magnetic force generated between a magnet and a magnetic element is determined by the surface area of each element and the material from which each element is made.

Недостатком аналога является то, что для первоначального сдвига рукоятки устройства из нейтрального положения покоя, требуется максимальное усилие, что вызовет резкое, скачкообразное управление рукояткой. Это приведет к низкой точности управления оператором рукояткой в положениях близких к нейтральному, что соответствует управлению при малых скоростях.The disadvantage of the analogue is that for the initial shift of the device handle from the neutral resting position, maximum force is required, which will cause sharp, jerky control of the handle. This will lead to low accuracy of operator control of the handle in positions close to neutral, which corresponds to control at low speeds.

Следующим недостатком аналога является уменьшение прикладываемого усилия к рукоятке при увеличении угла наклона, описанный как эффект обратной пружины. В данной конструкции при некоторых максимальных углах наклона рукоятки возможно, что силы трения конструкции, удерживающие рукоятку, будут больше, чем возвратное сопротивление, вызванное магнитной силой, что приведет к невозврату рукоятки в нейтральное положение при отсутствии воздействия на рукоятку оператором. Конструкция на эффекте обратной пружины не отвечает требованиям безопасности при управлении физическими объектами, такими как кран, буровая машина и т.д.The next disadvantage of the analogue is a decrease in the applied force to the handle with an increase in the angle of inclination, described as the effect of a reverse spring. In this design, at certain maximum handle angles, it is possible that the friction forces of the structure holding the handle will be greater than the return resistance caused by the magnetic force, which will result in the handle not returning to the neutral position when the handle is not acted upon by the operator. The reverse spring effect design does not meet the safety requirements when operating physical objects such as a crane, drilling machine, etc.

Следующим недостатком аналога является наличие дополнительной детали -окаймляющего корпуса, жестко связанного с рукояткой, предназначенного для съема сигнала положения рукоятки оптическим датчиком, что приводит к усложнению конструкции.The next disadvantage of the analogue is the presence of an additional part - an enclosing housing, rigidly connected to the handle, designed to pick up the handle position signal with an optical sensor, which leads to a more complex design.

Следующим недостатком аналога является то, что при возможном использовании сенсора Холла, результирующее магнитное поле образуется двумя деталями: магнитом в корпусе и магнитным элементом в рукоятке, что приводит к усложнению конструкции.The next disadvantage of the analogue is that with the possible use of a Hall sensor, the resulting magnetic field is formed by two parts: a magnet in the housing and a magnetic element in the handle, which leads to a more complicated design.

Следующим недостатком аналога является создание результирующего магнитного поля неподвижным магнитом в корпусе и подвижным магнитным элементом в рукоятке, что приведет к малому диапазону изменения магнитной индукции при наклоне рукоятки в точке измерения сенсором Холла. Малый диапазон изменения магнитной индукции приведет к малому диапазону изменения сигнала на выходе сенсора Холла, что приведет к уменьшению разрешающей способности для пропорционального регулирования рукояткой, а также к большему влиянию изменения температуры окружающей среды на изменение выходного сигнала сенсора Холла, связанного с изменением параметров магнита, магнитного элемента и сенсора Холла в зависимости от температуры.The next disadvantage of the analogue is the creation of a resulting magnetic field by a stationary magnet in the housing and a movable magnetic element in the handle, which will lead to a small range of changes in magnetic induction when the handle is tilted at the measurement point by the Hall sensor. A small range of changes in magnetic induction will lead to a small range of changes in the signal at the output of the Hall sensor, which will lead to a decrease in the resolution for proportional control by the handle, as well as to a greater influence of changes in ambient temperature on the change in the output signal of the Hall sensor associated with changes in the parameters of the magnet, magnetic element and Hall sensor depending on temperature.

Следующим недостатком аналога является то, что для получения требуемой силы возврата рукоят- 1 043506 ки в нейтральное положение при максимальных углах наклона необходимо применение магнита и магнитного элемента с площадью поверхности взаимодействия существенно больше, чем диаметр рукоятки. При наклоне рукоятки осью поворота является точка соприкосновения магнита и магнитного элемента, которая удалена от оси магнита и корпуса. Такая конструкция приводит к увеличению габаритных размеров устройства в крайних положениях рукоятки при максимальном угле наклона от нейтрального положения и нелинейной характеристике выходного сигнала в зависимости от угла наклона рукоятки.The next disadvantage of the analogue is that in order to obtain the required force to return the handle to the neutral position at maximum angles of inclination, it is necessary to use a magnet and a magnetic element with an interaction surface area significantly larger than the diameter of the handle. When the handle is tilted, the axis of rotation is the point of contact between the magnet and the magnetic element, which is distant from the axis of the magnet and the housing. This design leads to an increase in the overall dimensions of the device in the extreme positions of the handle at a maximum angle of inclination from the neutral position and a nonlinear characteristic of the output signal depending on the angle of inclination of the handle.

Из предшествующего уровня техники известен магнитный джойстик, источник информации полезная модель RU 171081 U1, 07.03.2017, предназначенный для дистанционного управления техническими объектами и курсорами дисплеев, содержащий магнитный шар с закрепленным на одном из его магнитных полюсов рычагом, установленный в немагнитном корпусе с возможностью поворота, и два магнитоуправляемых датчика, закрепленных на немагнитном корпусе, магнитный шар опирается на коническую поверхность фаски отверстия в немагнитном корпусе, в котором соосно с этим отверстием закреплен ферромагнитный стержень, при этом большая часть магнитного шара остается вне корпуса. Магнитный шар выполнен из неодимового сплава, а рычаг - из немагнитного материала. Магнитный джойстик имеет диапазон поворота рычага 160° в любой вертикальной плоскости.A magnetic joystick is known from the prior art, source of information utility model RU 171081 U1, 03/07/2017, intended for remote control of technical objects and display cursors, containing a magnetic ball with a lever attached to one of its magnetic poles, installed in a non-magnetic housing with the ability to rotate , and two magnetically controlled sensors mounted on a non-magnetic body, the magnetic ball rests on the conical surface of the chamfer of a hole in the non-magnetic body, in which a ferromagnetic rod is fixed coaxially with this hole, while most of the magnetic ball remains outside the body. The magnetic ball is made of neodymium alloy, and the lever is made of non-magnetic material. The magnetic joystick has a lever rotation range of 160° in any vertical plane.

Недостатком настоящего аналога, как и в случае предыдущего технического решения, является отсутствие в конструкции пружинного элемента, из чего также следует, что для первоначального сдвига рукоятки устройства из нейтрального положения покоя, требуется максимальное усилие, что вызовет резкое, скачкообразное управление рукояткой. Это приведет к низкой точности управления оператором рукояткой в положениях близких к нейтральному.The disadvantage of this analogue, as in the case of the previous technical solution, is the absence of a spring element in the design, from which it also follows that for the initial shift of the device handle from the neutral rest position, maximum force is required, which will cause sharp, jerky control of the handle. This will lead to low accuracy of operator control of the handle in positions close to neutral.

Следующим недостатком аналога в виду отсутствия пружинного элемента, является уменьшаемая величина прикладываемого усилия к рычагу при увеличении угла наклона, после отрыва от нейтрально положения. Таким образом прикладываемое усилие становится минимальным при максимальном угле наклона рычага от нейтрального положения. Такая конструкция не отвечает требованиям безопасности при управлении физическими объектами, такими как кран, буровая машина и т.д.The next disadvantage of the analogue, due to the absence of a spring element, is the reduced amount of force applied to the lever with increasing angle of inclination, after lifting off from the neutral position. Thus, the applied force becomes minimal at the maximum angle of inclination of the lever from the neutral position. This design does not meet the safety requirements when operating physical objects such as a crane, drilling machine, etc.

Следующим недостатком аналога является ненадежность подвижного соединения магнитного шара и немагнитного корпуса, которое обеспечивается исключительно за счет магнитной силы, возникающей между магнитным шаром и ферромагнитным стержнем, закрепленным в корпусе основания соосно магнитному шару. Согласно описанию полезной модели, для удаления магнитного шара с рычагом из немагнитного корпуса достаточно приложить небольшое усилие. Это разъединение может произойти самопроизвольно, что также нарушает требования безопасности.The next disadvantage of the analogue is the unreliability of the movable connection of the magnetic ball and the non-magnetic body, which is ensured solely by the magnetic force arising between the magnetic ball and the ferromagnetic rod fixed in the base body coaxially with the magnetic ball. According to the description of the utility model, to remove a magnetic ball with a lever from a non-magnetic body, it is enough to apply a small force. This disconnection can occur spontaneously, which also violates safety requirements.

Следующим недостатком аналога является сложность изготовления джойстика, так как магнитный шар выполнен из неодимового сплава. По причине хрупкости этого материала, процесс производства магнитного шара сам по себе является достаточно трудоемким, но он дополнительно усложняется необходимостью выполнения в нем отверстия для установки рычага.The next disadvantage of the analogue is the complexity of manufacturing the joystick, since the magnetic ball is made of neodymium alloy. Due to the fragility of this material, the process of producing a magnetic ball in itself is quite labor-intensive, but it is further complicated by the need to make a hole in it to install the lever.

Следующим недостатком аналога является применение детали из неодимового сплава, в частности магнитного шара, в качестве силового элемента, что может влиять на надежность изделия. В числе испытываемых силовых нагрузок, воздействующих на магнитный шар, наиболее значительной является трение между поверхностями магнитного шара и ферромагнитного стержня в течение всего поворота шара (хода рычага), а также между поверхностями магнитного шара и фаски немагнитного корпуса.The next disadvantage of the analogue is the use of a neodymium alloy part, in particular a magnetic ball, as a power element, which can affect the reliability of the product. Among the experienced force loads acting on the magnetic ball, the most significant is the friction between the surfaces of the magnetic ball and the ferromagnetic rod during the entire rotation of the ball (lever stroke), as well as between the surfaces of the magnetic ball and the chamfer of the non-magnetic body.

Следующим недостатком аналога является наличие существенных сил трения между поверхностями магнитного шара и фаски немагнитного корпуса, из-за чего рукоятка, при отсутствии на нее воздействия, не сможет установиться в нейтральное положение. Причем, чем выше магнитная сила, устанавливающая рукоятку в нейтральное положение, тем выше сила притяжения деталей между собой, тем выше сила трения.The next disadvantage of the analogue is the presence of significant frictional forces between the surfaces of the magnetic ball and the chamfer of the non-magnetic body, due to which the handle, in the absence of influence on it, will not be able to establish itself in a neutral position. Moreover, the higher the magnetic force that sets the handle in the neutral position, the higher the force of attraction between the parts, the higher the friction force.

Следующим недостатком аналога является наличие в магнитной системе датчик Холла-магнитный шар дополнительного элемента - ферромагнитного стержня. Такой дополнительный элемент изменяет (искривляет) линии магнитной индукции, что приведет к нелинейной зависимости характеристики выходного сигнала в зависимости от угла наклона рычага.The next disadvantage of the analogue is the presence in the magnetic system of the Hall sensor-magnetic ball of an additional element - a ferromagnetic rod. Such an additional element changes (bends) the lines of magnetic induction, which will lead to a nonlinear dependence of the characteristics of the output signal depending on the angle of inclination of the lever.

Следующим недостатком аналога является поворот магнитного шара относительно датчика Холла на угол, больший 45° относительно вертикали. При угле, большем 45°, характеристика выходного сигнала датчика Холла в зависимости от угла поворота магнитного шара становится нелинейной. При наклоне рычага вдоль оси чувствительности или по диагонали между осями чувствительности на угол больший 45° относительно вертикали, нелинейность характеристики приведет к искажению определения угла наклона рычага вдоль каждой из осей чувствительности.The next disadvantage of the analogue is the rotation of the magnetic ball relative to the Hall sensor at an angle greater than 45° relative to the vertical. At an angle greater than 45°, the characteristic of the output signal of the Hall sensor, depending on the angle of rotation of the magnetic ball, becomes nonlinear. When the lever is tilted along the sensitivity axis or diagonally between the sensitivity axes at an angle greater than 45° relative to the vertical, the nonlinearity of the characteristic will lead to a distortion in determining the angle of inclination of the lever along each of the sensitivity axes.

Следующим недостатком аналога является значительные габаритные и присоединительные размеры джойстика, которые определяются исходя из его конструкции, так как для обеспечения величины магнитной силы, необходимой для удержания магнитного шара в корпусе и его самоустановки совместно с рычагом в исходное положение, требуется достаточный для работоспособности такого изделия диаметр магнитного шара. Прочие элементы расположены в немагнитном корпусе вокруг шара, что также увеличивает габаритные и присоединительные размеры джойстика. Габаритный джойстик не можетThe next disadvantage of the analogue is the significant overall and connecting dimensions of the joystick, which are determined based on its design, since in order to ensure the magnitude of the magnetic force necessary to hold the magnetic ball in the body and self-install it together with the lever in its original position, a diameter sufficient for the operation of such a product is required magnetic ball. Other elements are located in a non-magnetic housing around the ball, which also increases the overall and connecting dimensions of the joystick. The oversized joystick cannot

- 2 043506 применяться в составе устройств управления, например, дистанционных пультов, содержащих на своей приборной панели несколько органов управления.- 2 043506 used as part of control devices, for example, remote controls containing several controls on their dashboard.

Известен джойстик управления, источник информации US 4500867 А, 13.01.1982, предназначенный для применения в таких областях, как точное ручное курсорное управление для CRT-дисплеев, дистанционное управление промышленными роботами, применения в качестве рычагов управления для телевизионных игровых устройств, и так далее, состоящий из немагнитного статора, в сферической полости которого установлена шарообразная головка, выполненная из двух полусферических деталей из немагнитного материала, со встроенным рычагом. Внутри шарообразной головки закреплен двухполюсный кольцевой постоянный магнит с аксиальной намагниченностью. На немагнитном статоре в одной плоскости установлены два магнитоуправляемых элемента. Для фиксации положения шарообразной головки в нижней части статора установлен пружинный элемент в виде корончатой шайбы.A control joystick is known, source of information US 4500867 A, 01/13/1982, intended for use in areas such as precise manual cursor control for CRT displays, remote control of industrial robots, applications as control levers for television gaming devices, and so on. consisting of a non-magnetic stator, in the spherical cavity of which a spherical head is installed, made of two hemispherical parts made of non-magnetic material, with a built-in lever. A two-pole ring permanent magnet with axial magnetization is fixed inside the spherical head. Two magnetically controlled elements are installed on a non-magnetic stator in the same plane. To fix the position of the spherical head, a spring element in the form of a crown washer is installed in the lower part of the stator.

Недостатками технического решения аналога являются сложность конструкции, обусловленная наличием сферических деталей, увеличенные габаритные размеры, а также тот факт, что применение кольцевого постоянного магнита, ось которого совпадает с продольной осью рукоятки, приведет к нелинейной характеристике выходного сигнала датчика Холла в зависимости от угла поворота рычага, а соответственно и к искажению определения угла наклона рычага вдоль каждой из осей чувствительности.The disadvantages of the technical solution of the analogue are the complexity of the design due to the presence of spherical parts, increased overall dimensions, as well as the fact that the use of a ring permanent magnet, the axis of which coincides with the longitudinal axis of the handle, will lead to a nonlinear characteristic of the output signal of the Hall sensor depending on the angle of rotation of the lever , and, accordingly, to a distortion in determining the angle of inclination of the lever along each of the sensitivity axes.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является поворотный переключатель - джойстик, источник информации ЕР 3174081, 31.05.2017, предназначенный для применения в качестве модуля, обеспечивающего управление. Основание переключателя содержит основной корпус, внутри центрального выступа которого вертикально размещена печатная плата. На основном корпусе, с лицевой и тыльной стороны печатной платы, установлены с возможностью вращения первый и второй валы сложной геометрической формы, каждый из которых оснащен по меньшей мере одним пружинным элементом. Первый вал устанавливается на основной корпус посредством подшипника. Каждый вал имеет опорный элемент, выполненный в виде выступа. На основной корпус устанавливается верхний корпус, имеющий боковые вырезы для выступающей части валов, и таким образом, опорные элементы первого и второго валов выступают за пределы основания переключателя и обеспечивают соединение с регулирующим колесом, предназначенным для выполнения ограниченного кругового вращения относительно основания, передавая вращение связанным с ним первому и второму валам, таким образом, первый и второй валы совместно выполняют функцию оси вращения регулирующего колеса. Опорные концы пружин опираются на выступы в первом и втором валах и выступы в верхнем корпусе, тем самым обеспечивая возврат валов в нейтральное положение. Внутри каждого вала установлен двухполюсный постоянный магнит, имеющий форму параллелепипеда. Постоянные магниты, расположенные на оси вращения регулирующего колеса, вращаясь вокруг оси в соединении с валами, воздействуют на магнитоуправляемый сенсор, смонтированный на печатной плате, расположенной между валами, таким образом, чтобы сенсор находился на оси вращения регулирующего колеса и мог считывать поворот полюсов постоянных магнитов. В верхней части регулирующее колесо продолжается полым цилиндрическим выступом, в котором расположена пружина, поджимаемая шариком. При наклоне регулирующего колеса подпружиненный шарик перемещается вдоль поверхности верхнего корпуса, на которой выполнены одно или несколько полусферических углублений, позволяющих осуществлять центрирование переключателя в нейтральном положении, а также выполнить вариант изделия с возможностью шагового переключения. На регулирующем колесе закреплен удерживающий элемент. В сборе регулирующее колесо и удерживающий элемент образуют рукоятку, позволяющую оператору пальцами рук обхватывать ее и управлять переключателем.The closest analogue of the present invention is a rotary switch - joystick, source of information EP 3174081, 05/31/2017, intended for use as a module providing control. The switch base contains a main body, inside the central protrusion of which a printed circuit board is vertically placed. On the main body, on the front and back sides of the printed circuit board, first and second shafts of complex geometric shape are rotatably installed, each of which is equipped with at least one spring element. The first shaft is mounted on the main body by means of a bearing. Each shaft has a support element made in the form of a protrusion. Mounted on the main body is an upper body having side cutouts for the projection of the shafts, and thus the support members of the first and second shafts extend beyond the base of the switch and provide connection with an adjustment wheel designed to perform a limited circular rotation relative to the base, transmitting rotation to the associated the first and second shafts, so that the first and second shafts jointly serve as the axis of rotation of the control wheel. The support ends of the springs rest on lugs in the first and second shafts and lugs in the upper housing, thereby allowing the shafts to return to the neutral position. A two-pole permanent magnet shaped like a parallelepiped is installed inside each shaft. Permanent magnets located on the axis of rotation of the control wheel, rotating around the axis in connection with the shafts, act on a magnetically controlled sensor mounted on a printed circuit board located between the shafts, so that the sensor is located on the axis of rotation of the control wheel and can read the rotation of the poles of the permanent magnets . In the upper part, the control wheel continues with a hollow cylindrical protrusion, in which there is a spring, pressed by a ball. When the adjusting wheel is tilted, the spring-loaded ball moves along the surface of the upper housing, on which one or more hemispherical recesses are made, allowing the switch to be centered in the neutral position, as well as to make a version of the product with the possibility of step-by-step switching. A retaining element is attached to the adjusting wheel. When assembled, the adjustment wheel and retaining element form a handle that allows the operator to wrap his fingers around it and operate the switch.

Недостатком ближайшего аналога является наличие промежуточной детали между рукояткой и постоянным магнитом, и так как крутящий момент передается постоянному магниту от вала, соединенного с поворотной рукояткой, то возникает вероятность образования люфта в соединении между валом и поворотной рукояткой, в том числе за счет износа в процессе эксплуатации, что влияет на точность регулирования выходного сигнала.The disadvantage of the closest analogue is the presence of an intermediate part between the handle and the permanent magnet, and since the torque is transmitted to the permanent magnet from the shaft connected to the rotary handle, there is a possibility of play in the connection between the shaft and the rotary handle, including due to wear in the process operation, which affects the accuracy of output signal regulation.

Следующим недостатком ближайшего аналога является сложность конструкции, обусловленная значительным количеством деталей, в том числе наличием валов сложной геометрической формы, наличием по меньшей мере двух пружин, наличием по меньшей мере двух магнитных элементов, выполнение рукоятки по меньшей мере из двух деталей, наличие шарика с пружиной для фиксации рукоятки в нейтральном положении. Установка по меньшей мере двух пружин в конструкции способствует уменьшению сил трения при повороте рукоятки и объясняется необходимостью защиты регулирующего колеса от заклинивания, которое может возникнуть в связи с разделением узла вращения на два вала, пространство между которыми предназначено для установки печатной платы с целью размещения сенсора на оси вращения регулирующего колеса.The next disadvantage of the closest analogue is the complexity of the design, due to a significant number of parts, including the presence of shafts of complex geometric shapes, the presence of at least two springs, the presence of at least two magnetic elements, the handle being made of at least two parts, the presence of a ball with a spring to fix the handle in the neutral position. The installation of at least two springs in the design helps to reduce the friction forces when turning the handle and is explained by the need to protect the control wheel from jamming, which may occur due to the division of the rotation unit into two shafts, the space between which is intended for installing a printed circuit board in order to place the sensor on axis of rotation of the control wheel.

Следующим недостатком ближайшего аналога является требование высокой точности взаимного расположения постоянных магнитов и магнитоуправляемого сенсора, в частности их размещение на одной оси, так как преобразование углового перемещения регулировочного колеса в электрический сигнал осуществляется за счет отслеживания поворота полюсов постоянных магнитов магнитоуправляемым сенсором. Несоосное расположение постоянных магнитов и магнитоуправляемого сенсора приведет кThe next disadvantage of the closest analogue is the requirement for high accuracy of the relative position of the permanent magnets and the magnetically controlled sensor, in particular their placement on the same axis, since the conversion of the angular movement of the adjustment wheel into an electrical signal is carried out by tracking the rotation of the poles of the permanent magnets by the magnetically controlled sensor. Misalignment of the permanent magnets and the magneto-controlled sensor will result in

- 3 043506 нелинейной характеристике выходного сигнала сенсора в зависимости от угла поворота рукоятки, а соответственно и к искажению определения угла наклона рукоятки.- 3 043506 nonlinear characteristic of the sensor output signal depending on the angle of rotation of the handle, and, accordingly, to a distortion in determining the angle of inclination of the handle.

Следующим недостатком ближайшего аналога является преобразование углового перемещения регулировочного колеса в электрический сигнал за счет отслеживания магнитоуправляемым сенсором поворота полюсов постоянных магнитов, что приводит к уменьшению диапазона изменения выходного сигнала, уменьшению разрешающей способности пропорционального регулирования, увеличению влияния изменения температуры окружающей среды на относительное изменение выходного сигнала магнитоуправляемого сенсора.The next disadvantage of the closest analogue is the conversion of the angular movement of the adjustment wheel into an electrical signal due to the magnetically controlled sensor tracking the rotation of the poles of permanent magnets, which leads to a decrease in the range of change of the output signal, a decrease in the resolution of proportional control, and an increase in the influence of changes in ambient temperature on the relative change in the output signal of the magnetically controlled sensor

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение эксплуатационных свойств одноосевого джойстика путем повышения точности регулирования выходного сигнала.The technical problem to be solved by the present invention is to improve the performance properties of a single-axis joystick by increasing the accuracy of control of the output signal.

Основным техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности регулирования выходного сигнала за счет увеличения диапазона изменения сигнала на выходе магнитоуправляемого сенсора, увеличение разрешающей способности пропорционального регулирования, уменьшение влияния изменения температуры окружающей среды на относительное изменение выходного сигнала магнитоуправляемого сенсора, сохранение точности регулирования в процессе эксплуатации.The main technical result of the claimed invention is to increase the accuracy of regulation of the output signal by increasing the range of signal changes at the output of the magnetically controlled sensor, increasing the resolution of proportional control, reducing the influence of changes in ambient temperature on the relative change in the output signal of the magnetically controlled sensor, and maintaining the accuracy of regulation during operation.

Дополнительным техническим результатом является получение линейной характеристики выходного сигнала магнитоуправляемого сенсора в зависимости от угла поворота рукоятки.An additional technical result is obtaining a linear characteristic of the output signal of the magnetically controlled sensor depending on the angle of rotation of the handle.

Дополнительным техническим результатом является упрощение конструкции.An additional technical result is the simplification of the design.

Для достижения указанного технического результата предлагается джойстик одноосевой пропорциональный, содержащий основание, рукоятку, соединенную с основанием посредством одноосевого цилиндрического шарнира, по меньшей мере один пружинный элемент, на опорные концы которого опираются основание и рукоятка, по меньшей мере один двухполюсный постоянный магнит, по меньшей мере один магнитоуправляемый сенсор, размещенный неподвижно относительно основания в зоне магнитного поля постоянного магнита. Постоянный магнит выполнен в форме объемного кольцевого сектора с постоянным поперечным сечением, с диаметральной намагниченностью вдоль его боковых поверхностей таким образом, что торцевые поверхности являются магнитными полюсами. Постоянный магнит неподвижно связан с рукояткой с возможностью движения, передаваемого от рукоятки, по траектории в виде дуги окружности, центр которой лежит на оси вращения рукоятки, а вогнутая поверхность постоянного магнита обращена к шарниру. Движение постоянного магнита обеспечивает изменение положения магнитоуправляемого сенсора в магнитном поле от одного полюса к другому.To achieve the specified technical result, a single-axis proportional joystick is proposed, containing a base, a handle connected to the base by means of a single-axis cylindrical hinge, at least one spring element, on the supporting ends of which the base and handle rest, at least one bipolar permanent magnet, at least one magnetically controlled sensor placed motionless relative to the base in the magnetic field zone of a permanent magnet. The permanent magnet is made in the form of a volumetric ring sector with a constant cross-section, with diametrical magnetization along its side surfaces in such a way that the end surfaces are magnetic poles. The permanent magnet is fixedly connected to the handle with the possibility of movement transmitted from the handle along a trajectory in the form of a circular arc, the center of which lies on the axis of rotation of the handle, and the concave surface of the permanent magnet faces the hinge. The movement of a permanent magnet ensures a change in the position of the magnetically controlled sensor in a magnetic field from one pole to another.

Джойстик одноосевой пропорциональный является частью комплектации электронного устройства управления (далее по тексту ЭУУ). ЭУУ может представлять собой пульт дистанционного управления исполнительными органами машины, выполненный в виде отдельного переносного блока, содержащего собственную приборную панель с органами управления и индикации, либо ЭУУ может представлять собой стационарную панель управления, выполненную в виде приборной панели кабины машины, на которую установлены органы управления и индикации. Также ЭУУ может быть выполнен в виде шкафа управления, размещенного в составе машины, внутри которого установлена приборная панель с органами управления и индикации. Джойстик одноосевой пропорциональный устанавливают на приборную панель ЭУУ и закрепляют с помощью крепежных изделий, а выход магнитоуправляемого сенсора соединяют с электронной частью ЭУУ.The single-axis proportional joystick is part of the electronic control device (hereinafter referred to as ECU). The control unit can be a remote control panel for the executive bodies of the machine, made in the form of a separate portable unit containing its own instrument panel with controls and indications, or the control panel can be a stationary control panel, made in the form of a machine cab dashboard on which the controls are installed and indications. Also, the control unit can be made in the form of a control cabinet located as part of the machine, inside of which a dashboard with controls and indications is installed. A single-axis proportional joystick is installed on the control panel of the control unit and secured with fasteners, and the output of the magnetically controlled sensor is connected to the electronic part of the control unit.

Магнитоуправляемый сенсор может быть размещен в основании или снаружи джойстика в составе ЭУУ в зоне магнитного поля постоянного магнита.A magnetically controlled sensor can be placed at the base or outside of the joystick as part of the control unit in the magnetic field zone of a permanent magnet.

В случае, если магнитоуправляемый сенсор размещен в основании, то его устанавливают в полость со стороны боковой поверхности или со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита. При этом, при установке джойстика на приборную панель ЭУУ, провода, присоединенные к магнитоуправляемому сенсору, выводят через отверстие в приборной панели ЭУУ и соединяют с электронной частью ЭУУ, где производится последующая обработка сигнала магнитоуправляемого сенсора.If the magnetically controlled sensor is placed in the base, then it is installed in the cavity from the side surface or from the convex surface of the permanent magnet. In this case, when installing the joystick on the control panel of the control unit, the wires connected to the magnetically controlled sensor are led out through a hole in the control panel of the control unit and connected to the electronic part of the control unit, where subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor is carried out.

Если магнитоуправляемый сенсор установлен снаружи джойстика, то его размещают в составе ЭУУ, например, с внутренней стороны приборной панели ЭУУ, выполненной из немагнитного материала, непосредственно под установленным на ней джойстиком со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита. В этом случае магнитоуправляемый сенсор непосредственно соединяют с электронной частью ЭУУ и выполнение отверстия в приборной панели ЭУУ для вывода проводов не требуется.If a magnetically controlled sensor is installed outside the joystick, then it is placed as part of the control unit, for example, on the inside of the control panel of the control unit, made of non-magnetic material, directly under the joystick installed on it from the side of the convex surface of the permanent magnet. In this case, the magnetically controlled sensor is directly connected to the electronic part of the control unit and there is no need to make a hole in the control panel of the control unit to output wires.

Установка магнитоуправляемого сенсора может быть выполнена любым известным способом, например, путем размещения на печатной плате или с помощью фиксирующего вещества, например, клея.Installation of the magnetically controlled sensor can be done in any known way, for example, by placing it on a printed circuit board or using a fixing substance, such as glue.

Магнитоуправляемый сенсор может представлять собой пропорциональный аналоговый или цифровой сенсор Холла, либо аналогичный тип сенсора для пропорционального измерения магнитного поля.The magnetically controlled sensor may be a proportional analog or digital Hall sensor, or a similar type of sensor for proportional magnetic field measurement.

В составе джойстика или ЭУУ может находиться более одного магнитоуправляемого сенсора для взаимодействия с одним постоянным магнитом, что позволит разделить считывание поворота постоянного магнита одним из магнитоуправляемых сенсоров в одном направлении наклона рукоятки и другим сенсором в другом направлении от вертикального положения рукоятки. Такое решение позволяет уменьшить размеры постоянного магнита.A joystick or ECU may contain more than one magnetically controlled sensor to interact with one permanent magnet, which will allow the reading of the rotation of a permanent magnet to be divided by one of the magnetically controlled sensors in one direction of tilt of the handle and another sensor in the other direction from the vertical position of the handle. This solution makes it possible to reduce the size of the permanent magnet.

- 4 043506- 4 043506

В случае необходимости дублирования элементов электроники джойстика, в состав изделия может быть введена дополнительная взаимодействующая пара -магнитоуправляемый сенсор и постоянный магнит, которая будет располагаться с противоположной стороны от рабочей взаимодействующей пары.If it is necessary to duplicate the elements of the joystick electronics, an additional interacting pair can be introduced into the product - a magnetically controlled sensor and a permanent magnet, which will be located on the opposite side of the working interacting pair.

Конструктивное исполнение одноосевого цилиндрического шарнира может быть реализовано любым известным способом, в том числе шарнир может представлять собой штифт или шипы, выполняться отдельной или единой деталью с основанием или с рукояткой.The design of a single-axis cylindrical hinge can be implemented in any known way, including the hinge can be a pin or spikes, made as a separate or single part with a base or with a handle.

Пружинный элемент имеет два опорных конца, и установлен таким образом, чтобы основание и рукоятка опирались на опорные концы для удерживания рукоятки в нейтральном положении и обеспечения возвратного сопротивления. Например, пружинный элемент может быть установлен в основании, в полости его верхней части, или в боковой полости, с выводом опорных концов в рукоятку, либо пружинный элемент может быть расположен в рукоятке, а опорные концы выведены в основание. Заявляемое изобретение поясняется фигурами.The spring element has two support ends, and is mounted so that the base and handle rest on the support ends to hold the handle in a neutral position and provide return resistance. For example, the spring element can be installed in the base, in the cavity of its upper part, or in the side cavity, with the support ends being brought out into the handle, or the spring element can be located in the handle, and the support ends are brought out into the base. The claimed invention is illustrated by figures.

На фиг. 1 изображен общий вид джойстика в ракурсе 3/4, установленного на приборную панель ЭУУ, где ЭУУ представляет собой пульт дистанционного управления исполнительными органами машины и дополнительно содержит джойстики одноосевые и другие органы управления и индикации, гдеIn fig. Figure 1 shows a general view of the joystick in a 3/4 perspective, installed on the dashboard of the control unit, where the control unit is a remote control for the executive bodies of the machine and additionally contains single-axis joysticks and other controls and indications, where

- приборная панель ЭУУ;- EUU dashboard;

- джойстик.- joystick.

На фиг. 2 изображен джойстик с пространственным разделением деталей, гдеIn fig. 2 shows a joystick with spatial separation of parts, where

- основание;- base;

- рукоятка;- handle;

- шарнир;- hinge;

- пружинный элемент;- spring element;

, 9 - опорные концы;, 9 - support ends;

- постоянный магнит;- permanent magnet;

- магнитоуправляемый сенсор;- magnetically controlled sensor;

- полость для размещения пружины.- cavity to accommodate the spring.

На фиг. 3 представлен вид спереди джойстика, содержащий линии сечения разрезов А-А (изображен на фиг. 4) и Б-Б (изображен на фиг. 12). На фиг. 4 представлен разрез джойстика А-А, гдеIn fig. Figure 3 shows a front view of the joystick, containing sectional lines of sections A-A (shown in Fig. 4) and BB (shown in Fig. 12). In fig. Figure 4 shows a cross-section of the joystick A-A, where

- основание;- base;

- рукоятка;- handle;

- шарнир;- hinge;

- пружинный элемент;- spring element;

, 9 - опорные концы;, 9 - support ends;

- полость для размещения пружины;- cavity for placing the spring;

- вырез для размещения опорных концов.- cutout for placing support ends.

На фиг. 5 изображен постоянный магнит, с указанием обозначением его поверхностей, в ракурсе 3/4 и в продольном разрезе джойстика.In fig. 5 shows a permanent magnet, indicating the designation of its surfaces, from a 3/4 perspective and in a longitudinal section of the joystick.

На фиг. 6 представлен продольный разрез джойстика согласно примеру осуществления №1, где (единая нумерация для всех фигур)In fig. Figure 6 shows a longitudinal section of the joystick according to example implementation No. 1, where (single numbering for all figures)

- приборная панель ЭУУ;- EUU dashboard;

- джойстик;- joystick;

- основание;- base;

- рукоятка;- handle;

- шарнир;- hinge;

, 7 - пружинный элемент;, 7 - spring element;

8, 9 - опорные концы;8, 9 - support ends;

10, 11 - постоянный магнит;10, 11 - permanent magnet;

12, 13 - магнитоуправляемый сенсор;12, 13 - magnetically controlled sensor;

14, 15 - полость для размещения пружины;14, 15 - cavity for placing the spring;

16, 17 - вырез для размещения опорных концов;16, 17 - cutout for placing support ends;

18, 19 - полость в рукоятке для установки постоянного магнита;18, 19 - cavity in the handle for installing a permanent magnet;

- печатная плата.- printed circuit board.

На фиг. 7 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №2.In fig. Figure 7 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 2.

На фиг. 8 изображен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №3.In fig. Figure 8 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 3.

На фиг. 9 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №4.In fig. Figure 9 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 4.

На фиг. 10 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №5.In fig. Figure 10 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 5.

На фиг. 11 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №6.In fig. Figure 11 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 6.

- 5 043506- 5 043506

На фиг. 12 представлен разрез Б-Б джойстика (линии сечения разреза указаны на фиг. 3), иллюстрирующий пример осуществления №7.In fig. Figure 12 shows a section B-B of the joystick (sectional lines of the section are indicated in Fig. 3), illustrating embodiment No. 7.

На фиг. 13 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №8.In fig. Figure 13 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 8.

На фиг. 14 представлен продольный разрез джойстика, иллюстрирующий пример осуществления №9.In fig. 14 is a longitudinal section through a joystick illustrating Embodiment No. 9.

На фиг. 15 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №17.In fig. Figure 15 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 17.

На фиг. 16 изображен разрез В-В джойстика (линии сечения разреза указаны на фиг. 14), поясняющий расположение пружинного элемента с боковой стороны основания джойстика.In fig. Figure 16 shows a section B-B of the joystick (the section lines of the section are indicated in Fig. 14), explaining the location of the spring element on the side of the base of the joystick.

На фиг. 17 представлен продольный разрез джойстика согласно примеру осуществления №18.In fig. 17 shows a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 18.

На фиг. 18 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №19.In fig. Figure 18 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 19.

На фиг. 19 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №20.In fig. Figure 19 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 20.

На фиг. 20 представлен продольный разрез джойстика, иллюстрирующий пример осуществления №21.In fig. 20 is a longitudinal sectional view of a joystick illustrating Embodiment No. 21.

На фиг. 21 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №22.In fig. Figure 21 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 22.

На фиг. 22 изображен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №23.In fig. 22 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to example implementation No. 23.

На фиг. 23 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №24.In fig. Figure 23 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 24.

На фиг. 24 представлен продольный разрез джойстика согласно примеру осуществления №25.In fig. 24 shows a longitudinal section of a joystick according to embodiment example No. 25.

На фиг. 25 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №26.In fig. Figure 25 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 26.

На фиг. 26 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №27.In fig. Figure 26 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 27.

На фиг. 27 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №28.In fig. Figure 27 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 28.

На фиг. 28 изображен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №29.In fig. 28 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 29.

На фиг. 29 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №30.In fig. Figure 29 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 30.

На фиг. 30 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №31.In fig. Figure 30 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 31.

На фиг. 31 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №32.In fig. Figure 31 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 32.

На фиг. 32 представлен фрагмент продольного разреза джойстика согласно примеру осуществления №33.In fig. Figure 32 shows a fragment of a longitudinal section of a joystick according to embodiment No. 33.

Пример осуществления №1 (фиг. 6).Example of implementation No. 1 (Fig. 6).

Джойстик 2 одноосевой пропорциональный, неподвижно установленный на приборную панель 1 ЭУУ, содержит основание 3, рукоятку 4, шарнир 5, пружинный элемент 6, представляющий собой пружину кручения, которая кроме создания сопротивления при работе, позволяет обеспечить возврат рукоятки джойстика в нейтральное положение при отсутствии внешнего приложенного усилия, двухполюсный постоянный магнит 10, магнитоуправляемый сенсор 12. Основание 3 и рукоятка 4 выполнены из немагнитного материала и соединены между собой при помощи одноосевого цилиндрического шарнира 5, образованного нижней частью рукоятки 4, верхней частью основания 3 и штифтом, закрепленным между ними и являющимся опорой при вращении рукоятки 4.Joystick 2 is single-axis proportional, fixedly mounted on the control panel 1 of the control unit, contains a base 3, a handle 4, a hinge 5, a spring element 6, which is a torsion spring, which, in addition to creating resistance during operation, allows the joystick handle to return to the neutral position in the absence of external applied force, a two-pole permanent magnet 10, a magnetically controlled sensor 12. The base 3 and the handle 4 are made of non-magnetic material and are connected to each other using a single-axis cylindrical hinge 5 formed by the lower part of the handle 4, the upper part of the base 3 and a pin fixed between them and being support when rotating the handle 4.

Постоянный магнит 10 выполнен в форме объемного кольцевого сектора с постоянным поперечным сечением по всей длине, образованного вогнутой поверхностью, выпуклой поверхностью, двумя боковыми поверхностями и двумя торцевыми поверхностями. Постоянный магнит 10 имеет диаметральную намагниченность вдоль его боковых поверхностей, таким образом, что торцевые поверхности являются магнитными полюсами.The permanent magnet 10 is made in the form of a volumetric ring sector with a constant cross-section along its entire length, formed by a concave surface, a convex surface, two side surfaces and two end surfaces. The permanent magnet 10 has a diametric magnetization along its side surfaces such that the end surfaces are magnetic poles.

Магнитоуправляемый сенсор 12 размещен в основании 3, во внутренней полости, выполненной в боковой стенке основания 3. С боковых сторон основания 3 расположены симметричные полукруглые углубления. Верхняя часть основания 3 выполнена в форме на основе полуцилиндра, вдоль оси которого жестко закреплен штифт шарнира 5, являющийся также центрирующей осью для пружинного элемента 6, установленного в полости 14, которая выполнена в верхней части основания 3. Полость 14 выполнена в виде прямоугольного углубления, дно которого представляет собой вогнутую поверхность. Из полости 14 выступают два опорных конца 8 и 9 пружинного элемента 6.The magnetically controlled sensor 12 is located in the base 3, in the internal cavity made in the side wall of the base 3. There are symmetrical semicircular recesses on the sides of the base 3. The upper part of the base 3 is made in the form of a half-cylinder, along the axis of which the hinge pin 5 is rigidly fixed, which is also the centering axis for the spring element 6 installed in the cavity 14, which is made in the upper part of the base 3. The cavity 14 is made in the form of a rectangular recess, the bottom of which is a concave surface. Two support ends 8 and 9 of the spring element 6 protrude from the cavity 14.

На основание 3, с опорой на штифт шарнира 5 и пружинный элемент 6, установлена рукоятка 4. ВHandle 4 is installed on base 3, supported by hinge pin 5 and spring element 6. B

- 6 043506 нижней части рукоятки 4 сформирована шарнирная вилка, образованная двумя полукруглыми стенками, которые при сборке устанавливаются в боковые углубления основания 3. При этом концы штифта шарнира 5 установлены в ответные гнезда, выполненные с внутренней стороны боковых стенок рукоятки 4, и расположены на оси вращения рукоятки 4.- 6 043506 of the lower part of the handle 4, a hinge fork is formed, formed by two semicircular walls, which, during assembly, are installed in the side recesses of the base 3. In this case, the ends of the hinge pin 5 are installed in mating sockets made on the inside of the side walls of the handle 4, and are located on the axis rotation of the handle 4.

На внутренней вогнутой поверхности нижней части рукоятки 4, расположенной между двумя полукруглыми стенками, выполнен прямоугольный вырез 16, по форме, размерам и расположению соответствующий прямоугольному выходу полости 14. В нейтральном положении рукоятки 4 выход полости 14 и вырез 16 устанавливаются друг над другом. Опорные концы 8 и 9 пружинного элемента 6 опираются на стенки полости 14 и выреза 16.On the inner concave surface of the lower part of the handle 4, located between two semicircular walls, a rectangular cutout 16 is made, the shape, size and location corresponding to the rectangular outlet of the cavity 14. In the neutral position of the handle 4, the outlet of the cavity 14 and the cutout 16 are installed one above the other. The supporting ends 8 and 9 of the spring element 6 rest on the walls of the cavity 14 and the cutout 16.

С внутренней стороны боковой полукруглой стенки рукоятки 4 выполнена полость 18, дно которой имеет форму кольцевого сектора и которая расположена вдоль дуги окружности, центр которой лежит на оси цилиндрического шарнира 5. В полость 18 установлен постоянный магнит 10 любым известным способом, например, с помощью клея. Рукоятка 4, при установке на основание 3, ориентирована таким образом, чтобы ее боковая стенка, содержащая постоянный магнит 10, была установлена на основание 3 со стороны расположения магнитоуправляемого сенсора 12. В связи с этим магнитоуправляемый сенсор 12, установленный в полости основания 3, расположен в зоне магнитного поля с боковой стороны постоянного магнита 10, закрепленного в боковой стенке рукоятки 4.On the inside of the side semicircular wall of the handle 4 there is a cavity 18, the bottom of which has the shape of a ring sector and which is located along a circular arc, the center of which lies on the axis of the cylindrical hinge 5. A permanent magnet 10 is installed in the cavity 18 by any known method, for example, using glue . The handle 4, when installed on the base 3, is oriented so that its side wall, containing a permanent magnet 10, is installed on the base 3 from the side where the magnetically controlled sensor 12 is located. In this regard, the magnetically controlled sensor 12, installed in the cavity of the base 3, is located in the magnetic field zone on the side of the permanent magnet 10, fixed in the side wall of the handle 4.

В приборной панели 1 ЭУУ выполнено отверстие, расположенное непосредственно под основанием 3 джойстика 2, через которое провода, соединенные с магнитоуправляемым сенсором 12, выводят в ЭУУ, где они соединяются с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала с магнитоуправляемого сенсора 12.In the instrument panel 1 of the ECU there is a hole located directly under the base 3 of the joystick 2, through which the wires connected to the magnetically controlled sensor 12 are brought out into the ECU, where they are connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12.

При установке на приборную панель 1 ЭУУ, основание 3 герметизируют любым известным способом, например, путем прокладки резинового уплотнения между основанием 3 и поверхностью приборной панели 1 ЭУУ.When installing the ECU on the dashboard 1, the base 3 is sealed by any known method, for example, by laying a rubber seal between the base 3 and the surface of the ECU dashboard 1.

Пример осуществления №2 (фиг. 7).Example of implementation No. 2 (Fig. 7).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №1, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, смонтирован на печатной плате 20, установленной в нижней части основания 3.The device repeats the design described in embodiment No. 1 (according to the invention), but, unlike the design in embodiment No. 1, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is mounted on a printed circuit board 20 installed in the lower part of the base 3.

Пример осуществления №3 (фиг. 8).Example of implementation No. 3 (Fig. 8).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №1, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10.The device repeats the design described in example implementation No. 1 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 1, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is placed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10.

Пример осуществления №4 (фиг. 9).Implementation example No. 4 (Fig. 9).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №3 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №3, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, установлен на печатной плате 20 со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10.The device repeats the design described in example implementation No. 3 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 3, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is installed on the printed circuit board 20 from the side of the convex surface of the permanent magnet 10.

Устройство согласно примерам осуществления №1-№4 работает следующим образом. При работе, оператор, выполняя операции пропорционального управления исполнительным механизмом, наклоняет рукоятку 4 джойстика 2 в одну сторону, либо в противоположную относительно нейтрального положения, при этом, при изменении угла наклона рукоятки 4, постоянный магнит 10 перемещается по траектории в виде дуги окружности, центр которой лежит на оси вращения рукоятки 4. Движение постоянного магнита 10 осуществляется относительно неподвижного магнитоуправляемого сенсора 12, размещенного в основании 3 в зоне магнитного поля постоянного магнита 10. В нейтральном положении рукоятки 4 постоянный магнит 10 устанавливается по отношению к магнитоуправляемому сенсору 12 нейтральной зоной, в области которой величина магнитной индукции равна нулю.The device according to embodiments No. 1-No. 4 operates as follows. During operation, the operator, performing proportional control operations of the actuator, tilts the handle 4 of the joystick 2 in one direction, or in the opposite direction relative to the neutral position, while, when the angle of inclination of the handle 4 changes, the permanent magnet 10 moves along a trajectory in the form of an arc of a circle, the center which lies on the axis of rotation of the handle 4. The movement of the permanent magnet 10 is carried out relative to the stationary magnetically controlled sensor 12, located at the base 3 in the magnetic field zone of the permanent magnet 10. In the neutral position of the handle 4, the permanent magnet 10 is installed in relation to the magnetically controlled sensor 12 in the neutral zone, in region in which the magnetic induction value is zero.

По отношению к постоянному магниту 10, в течение всего хода рукоятки 4, магнитоуправляемый сенсор 12 меняет свое положение в магнитном поле, удаляясь от одного полюса и одновременно приближаясь к противоположному полюсу, в связи с чем происходит изменение выходного сигнала магнитоуправляемого сенсора 12, который затем обрабатывается ЭУУ.In relation to the permanent magnet 10, during the entire stroke of the handle 4, the magnetically controlled sensor 12 changes its position in the magnetic field, moving away from one pole and at the same time approaching the opposite pole, and therefore the output signal of the magnetically controlled sensor 12 changes, which is then processed EUU.

В нейтральном положении рукоятки 4 выход полости 14 основания 3 и вырез 16 рукоятки 4 устанавливаются друг над другом, при этом опорные концы 8 и 9 опираются на стенки полости 14 и выреза 16.In the neutral position of the handle 4, the outlet of the cavity 14 of the base 3 and the cutout 16 of the handle 4 are installed one above the other, with the support ends 8 and 9 resting on the walls of the cavity 14 and the cutout 16.

При отклонении рукоятки 4 от нейтрального положения, вырез 16 смещается относительно выхода полости 14, нажимая на один из опорных концов пружинного элемента 6. При наклоне рукоятки 4 в другом направлении от нейтрального положения, рукоятка 4 нажимает на другой опорный конец пружинного элемента 6. Таким образом, пружинный элемент 6 обеспечивает упругость узла вращения рукоятки 4, а также возврат в нейтральное положение при отсутствии механического воздействия оператором на рукоятку 4.When the handle 4 is tilted from the neutral position, the cutout 16 moves relative to the outlet of the cavity 14, pressing on one of the support ends of the spring element 6. When the handle 4 is tilted in the other direction from the neutral position, the handle 4 presses on the other support end of the spring element 6. Thus , the spring element 6 ensures the elasticity of the rotation unit of the handle 4, as well as the return to the neutral position in the absence of mechanical impact by the operator on the handle 4.

Конструкция джойстика спроектирована таким образом, что при возникновении износа стенок полости 14 и выреза 16, служащих упором для опорных концов 8, 9 пружинного элемента 6, происходит компенсация возникающего люфта.The design of the joystick is designed in such a way that when wear occurs on the walls of the cavity 14 and the cutout 16, which serve as a stop for the supporting ends 8, 9 of the spring element 6, the resulting play is compensated.

- 7 043506- 7 043506

Пример осуществления №5 (фиг. 10).Example implementation No. 5 (Fig. 10).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №1, магнитоуправляемый сенсор 12 размещен вне джойстика, в составе ЭУУ, и закреплен с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ любым известным способом, например, с помощью клея. При этом магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Провода, связанные с магнитоуправляемым сенсором 12, непосредственно соединены с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.The device repeats the design described in example implementation No. 1 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 1, the magnetically controlled sensor 12 is located outside the joystick, as part of the control unit, and is fixed on the inside of the control panel 1 of the control unit in any known way , for example, using glue. In this case, the magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10. The wires connected to the magnetically controlled sensor 12 are directly connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12.

При установке на приборную панель 1 ЭУУ, джойстик 2 не требует герметизации, так как не содержит электронных элементов.When installed on the dashboard 1 of the control unit, joystick 2 does not require sealing, since it does not contain electronic elements.

Пример осуществления №6 (фиг. 11).Implementation example No. 6 (Fig. 11).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №5 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №5, магнитоуправляемый сенсор 12, входящий в состав ЭУУ, смонтирован на печатной плате 20, установленной с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ, и, аналогично примеру осуществления №5 (по изобретению), магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Печатная плата 20 с магнитоуправляемым сенсором 12, соединена с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12, либо печатная плата 20 является продолжением электронной платы ЭУУ которая выполняет обработку сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.The device repeats the design described in example implementation No. 5 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 5, the magnetically controlled sensor 12, which is part of the ECU, is mounted on a printed circuit board 20 installed on the inside of the instrument panel 1 of the ECU , and, similar to example implementation No. 5 (according to the invention), a magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of a permanent magnet 10. A printed circuit board 20 with a magnetically controlled sensor 12 is connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12, or a printed circuit board 20 is a continuation of the electronic control board that processes the signal from the magnetically controlled sensor 12.

При установке на приборную панель ЭУУ 1, джойстик 2 не требует герметизации, так как не содержит электронных элементов.When installed on the dashboard of ECU 1, joystick 2 does not require sealing, since it does not contain electronic elements.

Устройство согласно примерам осуществления №5, №6 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №1-№4 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №1-№4, движение постоянного магнита 10 осуществляется относительно неподвижного магнитоуправляемого сенсора 12, размещенного снаружи джойстика в составе ЭУУ, со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10, в зоне его магнитного поля.The device according to embodiments No. 5, No. 6 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the dynamic description for examples No. 1-No. 4 (according to the invention), but, unlike the dynamic description for implementation examples No. 1-No. 4, the movement of the permanent magnet 10 is carried out relative to a stationary magnetically controlled sensor 12 located outside joystick as part of the ECU, from the side of the convex surface of the permanent magnet 10, in the zone of its magnetic field.

Пример осуществления №7 (фиг. 12).Example implementation No. 7 (Fig. 12).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №1, джойстик одноосевой пропорциональный дополнительно содержит магнитоуправляемый сенсор 13. При этом магнитоуправляемые сенсоры 12, 13 установлены в основании 3, вдоль одной из поверхностей (боковой или выпуклой) постоянного магнита 10 и расположены симметрично с двух сторон от нейтральной зоны постоянного магнита 10.The device repeats the design described in example implementation No. 1 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 1, the single-axis proportional joystick additionally contains a magnetically controlled sensor 13. In this case, magnetically controlled sensors 12, 13 are installed in the base 3, along one from the surfaces (lateral or convex) of the permanent magnet 10 and are located symmetrically on both sides of the neutral zone of the permanent magnet 10.

Устройство согласно примеру осуществления №7 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №1-№4 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №1-№4, движение постоянного магнита 10 осуществляется относительно двух неподвижных магнитоуправляемых сенсоров 12 и 13, размещенных в основании 3. При наклоне рукоятки 4 в одну сторону от нейтрального положения и обратно до нейтрально положения, контроль перемещения постоянного магнита 10 осуществляется одним из магнитоуправляемых сенсоров 12 или 13, и соответственно, при наклоне рукоятки 4 в противоположную сторону и обратно до нейтрально положения, перемещение постоянного магнита 10 отслеживается другим магнитоуправляемым сенсором.The device according to embodiment No. 7 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the dynamic description for examples No. 1-No. 4 (according to the invention), but, unlike the dynamic description for implementation examples No. 1-No. 4, the movement of the permanent magnet 10 is carried out relative to two fixed magnetically controlled sensors 12 and 13 , located in the base 3. When the handle 4 is tilted in one direction from the neutral position and back to the neutral position, the movement of the permanent magnet 10 is controlled by one of the magnetically controlled sensors 12 or 13, and, accordingly, when the handle 4 is tilted in the opposite direction and back to the neutral position position, the movement of the permanent magnet 10 is monitored by another magnetically controlled sensor.

Пример осуществления №8 (фиг. 13).Example of implementation No. 8 (Fig. 13).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №1 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №1, джойстик 2 одноосевой пропорциональный содержит дополнительную взаимодействующую пару - магнитоуправляемый сенсор и постоянный магнит. Второй магнитоуправляемый сенсор 13, размещен в основании 3, с противоположной от стороны расположения магнитоуправляемого сенсора 12. Второй постоянный магнит 11 установлен в полость 19 рукоятки 4, выполненную с внутренней стороны противоположной боковой полукруглой стенки рукоятки 4.The device repeats the design described in example implementation No. 1 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 1, the single-axis proportional joystick 2 contains an additional interacting pair - a magnetically controlled sensor and a permanent magnet. The second magnetically controlled sensor 13 is located in the base 3, on the opposite side from the location of the magnetically controlled sensor 12. The second permanent magnet 11 is installed in the cavity 19 of the handle 4, made on the inside of the opposite side semicircular wall of the handle 4.

Устройство согласно примеру осуществления №8 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №1-№4 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №1-№4, в случае отказа магнитоуправляемого сенсора 12, ЭУУ обработает сигнал от магнитоуправляемого сенсора 13, который составляет дублирующую пару с постоянным магнитом 11. Постоянный магнит 11 движется параллельно и одновременно с постоянным магнитом 10, при этом магнитоуправляемый сенсор 13 отслеживает вращение рукоятки 4 аналогично принципу работы, описанному в динамике для примеров №1-№4 (по изобретению).The device according to embodiment example No. 8 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the dynamic description for examples No. 1-No. 4 (according to the invention), but, unlike the dynamic description for implementation examples No. 1-No. 4, in the event of a failure of the magnetically controlled sensor 12, the ECU will process the signal from the magnetically controlled sensor 13, which forms a backup pair with a permanent magnet 11. The permanent magnet 11 moves parallel and simultaneously with the permanent magnet 10, while the magnetically controlled sensor 13 monitors the rotation of the handle 4 similar to the operating principle described in the dynamics for examples No. 1-No. 4 (according to the invention) .

Пример осуществления №9 (фиг. 14, 16).Example of implementation No. 9 (Fig. 14, 16).

Джойстик 2 одноосевой пропорциональный, неподвижно установленный на приборную панель 1 ЭУУ, содержит основание 3, рукоятку 4, шарнир 5, пружинный элемент 6, представляющий собой пружину кручения, двухполюсный постоянный магнит 10, магнитоуправляемый сенсор 12.Joystick 2 is single-axis proportional, fixedly mounted on the control panel 1 of the control unit, contains a base 3, a handle 4, a hinge 5, a spring element 6, which is a torsion spring, a two-pole permanent magnet 10, a magnetically controlled sensor 12.

Основание 3 и рукоятка 4 выполнены из немагнитного материала и соединены между собой при помощи одноосевого цилиндрического шарнира 5, образованного нижней частью рукоятки 4, верхнейThe base 3 and the handle 4 are made of non-magnetic material and are connected to each other using a single-axis cylindrical hinge 5 formed by the lower part of the handle 4, the upper

- 8 043506 частью основания 3 и шипами, выполненными единой деталью с основанием 3 и являющимися опорой при вращении рукоятки 4.- 8 043506 part of the base 3 and spikes, made as a single part with the base 3 and providing support when the handle 4 rotates.

Магнитоуправляемый сенсор 12 размещен в основании 3, во внутренней полости, выполненной в боковой стенке основания 3. С боковых сторон основания 3 расположены симметричные полукруглые углубления. Верхняя часть основания 3 выполнена в форме на основе полуцилиндра, вдоль оси которого, с боковых сторон полуцилиндра расположены шипы, выполняющие функцию шарнира 5. Вокруг одного из шипов шарнира 5 образована полость 14, предназначенная для размещения пружинного элемента 6. В верхней части полости 14 выполнен сквозной вырез для вывода опорных концов пружинного элемента 6. Шип шарнира 5, расположенный в центре полости 14 выполняет также функцию центрирующей оси для пружинного элемента 6.The magnetically controlled sensor 12 is located in the base 3, in an internal cavity made in the side wall of the base 3. On the sides of the base 3 there are symmetrical semicircular recesses. The upper part of the base 3 is made in the form of a half-cylinder, along the axis of which, on the sides of the semi-cylinder, there are spikes that perform the function of a hinge 5. Around one of the spikes of the hinge 5, a cavity 14 is formed, designed to accommodate the spring element 6. In the upper part of the cavity 14 there is a a through cutout for bringing out the supporting ends of the spring element 6. The hinge pin 5, located in the center of the cavity 14, also serves as a centering axis for the spring element 6.

На основание 3, с опорой на шипы шарнира 5 и пружинный элемент 6, установлена рукоятка 4, в нижней части которой сформирована шарнирная вилка, образованная двумя полукруглыми стенками, ограничивающими вогнутую полуцилиндрическую поверхность. С внутренней стороны полукруглых стенок рукоятки 4 выполнены ответные гнезда, в которые при сборке устанавливаются шипы шарнира 5. На вогнутой поверхности нижней части рукоятки 4, выполнен прямоугольный вырез 16, по форме, размерам и расположению соответствующий выходу полости 14 основания 3. В нейтральном положении рукоятки 4 выход полости 14 и вырез 16 устанавливаются друг над другом. Опорные концы 8,9 пружинного элемента 6 опираются на стенки выхода полости 14 и выреза 16 рукоятки 4.On the base 3, supported by the pins of the hinge 5 and the spring element 6, a handle 4 is installed, in the lower part of which a hinged fork is formed, formed by two semicircular walls delimiting a concave semi-cylindrical surface. On the inside of the semicircular walls of the handle 4 there are matching sockets in which, during assembly, the pins of the hinge 5 are installed. On the concave surface of the lower part of the handle 4, a rectangular cutout 16 is made, the shape, size and location corresponding to the exit of the cavity 14 of the base 3. In the neutral position of the handle 4, the outlet of the cavity 14 and the cutout 16 are installed one above the other. The supporting ends 8,9 of the spring element 6 rest on the walls of the exit of the cavity 14 and the cutout 16 of the handle 4.

С внутренней стороны боковой полукруглой стенки рукоятки 4 выполнена полость 18, дно которой имеет форму кольцевого сектора, которая расположена вдоль дуги окружности, центр которой лежит на оси цилиндрического шарнира 5. В полость 18 установлен постоянный магнит 10 любым известным способом, например, с помощью клея. Рукоятка 4, при установке на основание 3, ориентирована таким образом, чтобы ее боковая стенка, содержащая постоянный магнит 10, была установлена на основание 3 со стороны расположения магнитоуправляемого сенсора 12. В связи с чем магнитоуправляемый сенсор 12, установленный в полости основания 3, расположен в зоне магнитного поля с боковой стороны постоянного магнита 10, закрепленного в боковой стенке рукоятки 4.On the inside of the side semicircular wall of the handle 4 there is a cavity 18, the bottom of which has the shape of a ring sector, which is located along a circular arc, the center of which lies on the axis of the cylindrical hinge 5. A permanent magnet 10 is installed in the cavity 18 by any known method, for example, using glue . The handle 4, when installed on the base 3, is oriented so that its side wall, containing a permanent magnet 10, is installed on the base 3 from the side where the magnetically controlled sensor 12 is located. In connection with this, the magnetically controlled sensor 12, installed in the cavity of the base 3, is located in the magnetic field zone on the side of the permanent magnet 10, fixed in the side wall of the handle 4.

Пример осуществления №10 (фиг. 7).Example implementation No. 10 (Fig. 7).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №9 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №9, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, смонтирован на печатной плате 20, установленной в нижней части основания 3.The device repeats the design described in embodiment No. 9 (according to the invention), but, unlike the design in embodiment No. 9, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is mounted on a printed circuit board 20 installed in the lower part of the base 3.

Пример осуществления №11 (фиг. 8).Example implementation No. 11 (Fig. 8).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №9 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №9, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, установлен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10.The device repeats the design described in embodiment No. 9 (according to the invention), but, unlike the design in embodiment No. 9, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is installed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10.

Пример осуществления №12 (фиг. 9).Example implementation No. 12 (Fig. 9).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №11 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №11, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, установлен на печатной плате 20 со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10.The device repeats the design described in embodiment No. 11 (according to the invention), but, unlike the design in embodiment No. 11, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is installed on the printed circuit board 20 from the side of the convex surface of the permanent magnet 10.

Устройство согласно примерам осуществления №9-№12 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №1-№4 (по изобретению).The device according to embodiments No. 9-No. 12 operates as follows. The operating principle of the design repeats the description in dynamics for examples No. 1-No. 4 (according to the invention).

Пример осуществления №13 (фиг. 10).Example implementation No. 13 (Fig. 10).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №9 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №9, магнитоуправляемый сенсор 12 размещен вне джойстика, в составе ЭУУ, и закреплен с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ любым известным способом, например, с помощью клея. При этом магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Провода, связанные с магнитоуправляемым сенсором 12, непосредственно соединены с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.The device repeats the design described in example implementation No. 9 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 9, the magnetically controlled sensor 12 is placed outside the joystick, as part of the control unit, and is fixed on the inside of the control panel 1 of the control unit in any known way , for example, using glue. In this case, the magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10. The wires connected to the magnetically controlled sensor 12 are directly connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12.

При установке на приборную панель 1 ЭУУ, джойстик 2 не требует герметизации, так как не со- 9 043506 держит электронных элементов.When installed on the dashboard 1 of the control unit, joystick 2 does not require sealing, since it does not contain electronic elements.

Пример осуществления №14 (фиг. 11).Example implementation No. 14 (Fig. 11).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №13 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №13, магнитоуправляемый сенсор 12, входящий в состав ЭУУ, смонтирован на печатной плате 20, установленной с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ, и, аналогично примеру осуществления №13 (по изобретению), магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Печатная плата 20 с магнитоуправляемым сенсором 12, соединена с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12, либо печатная плата 20 является продолжением электронной платы ЭУУ, которая выполняет обработку сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.The device repeats the design described in example implementation No. 13 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 13, the magnetically controlled sensor 12, which is part of the ECU, is mounted on a printed circuit board 20 installed on the inside of the instrument panel 1 of the ECU , and, similar to example implementation No. 13 (according to the invention), a magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of a permanent magnet 10. A printed circuit board 20 with a magnetically controlled sensor 12 is connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12, or a printed circuit board 20 is a continuation of the electronic control board, which processes the signal from the magnetically controlled sensor 12.

Устройство согласно примерам осуществления №13, №14 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №5, №6 (по изобретению).The device according to embodiments No. 13, No. 14 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the description in dynamics for examples No. 5, No. 6 (according to the invention).

Пример осуществления №15 (фиг. 12).Example implementation No. 15 (Fig. 12).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №9 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №9, джойстик одноосевой пропорциональный дополнительно содержит магнитоуправляемый сенсор 13. При этом магнитоуправляемые сенсоры 12, 13 установлены в основании, вдоль одной из поверхностей (боковой или выпуклой) постоянного магнита 10 и расположены симметрично с двух сторон от нейтральной зоны постоянного магнита 10.The device repeats the design described in example implementation No. 9 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 9, the single-axis proportional joystick additionally contains a magnetically controlled sensor 13. In this case, magnetically controlled sensors 12, 13 are installed in the base, along one of surfaces (lateral or convex) of the permanent magnet 10 and are located symmetrically on both sides of the neutral zone of the permanent magnet 10.

Устройство согласно примерам осуществления №15 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примера №7 (по изобретению).The device according to embodiment examples No. 15 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the description in dynamics for example No. 7 (according to the invention).

Пример осуществления №16 (фиг. 13).Example implementation No. 16 (Fig. 13).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №9 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №9, джойстик одноосевой пропорциональный содержит дополнительную взаимодействующую пару - магнитоуправляемый сенсор и постоянный магнит. Второй магнитоуправляемый сенсор 13, размещен в основании 3, с противоположной от стороны расположения магнитоуправляемого сенсора 12. Второй постоянный магнит 11 установлен в полость 19 рукоятки 4, выполненную с внутренней стороны противоположной боковой полукруглой стенки рукоятки 4.The device repeats the design described in example implementation No. 9 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 9, the single-axis proportional joystick contains an additional interacting pair - a magnetically controlled sensor and a permanent magnet. The second magnetically controlled sensor 13 is located in the base 3, on the opposite side from the location of the magnetically controlled sensor 12. The second permanent magnet 11 is installed in the cavity 19 of the handle 4, made on the inside of the opposite side semicircular wall of the handle 4.

Устройство согласно примеру осуществления №16 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №8 (по изобретению).The device according to embodiment example No. 16 operates as follows. The operating principle of the design repeats the description in dynamics for examples No. 8 (according to the invention).

Пример осуществления №17 (фиг. 15, 16).Example implementation No. 17 (Fig. 15, 16).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №9 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №9, джойстик 2 дополнительно содержит пружинный элемент 7, представляющий собой пружину кручения. Пружинные элементы 6, 7 установлены в симметрично расположенных полостях 14 и 15, образованных вокруг шипов шарнира 5. Шипы шарнира 5 расположены с боковых сторон основания 3. В верхней части каждой из полостей 14, 15 выполнен сквозной вырез для вывода опорных концов пружинных элементов 6 и 7 соответственно. На вогнутой полуцилиндрической поверхности нижней части рукоятки 4, выполнены прямоугольные вырезы 16, 17, по форме, размерам и расположению соответствующие выходами полостей 14, 15 основания 3. В нейтральном положении рукоятки 4 вырезы 16, 17 устанавливаются над выходами полостей 14, 15 основания 3. Опорные концы пружинного элемента 6 опираются на стенки выхода полости 14 и выреза 16. Опорные концы пружинного элемента 7 опираются на стенки выхода полости 15 и выреза 17 рукоятки 4. Шипы шарнира 5, выполняют также функцию центрирующей оси для пружинных элементов 6 и 7.The device repeats the design described in embodiment No. 9 (according to the invention), but, unlike the design in embodiment No. 9, joystick 2 additionally contains a spring element 7, which is a torsion spring. The spring elements 6, 7 are installed in symmetrically located cavities 14 and 15 formed around the hinge pins 5. The hinge pins 5 are located on the sides of the base 3. In the upper part of each of the cavities 14, 15 there is a through cutout for outputting the supporting ends of the spring elements 6 and 7 respectively. On the concave semi-cylindrical surface of the lower part of the handle 4, rectangular cutouts 16, 17 are made, in shape, size and location corresponding to the exits of the cavities 14, 15 of the base 3. In the neutral position of the handle 4, the cutouts 16, 17 are installed above the exits of the cavities 14, 15 of the base 3. The supporting ends of the spring element 6 rest on the walls of the exit of the cavity 14 and the cutout 16. The supporting ends of the spring element 7 rest on the walls of the exit of the cavity 15 and the cutout 17 of the handle 4. The hinge pins 5 also serve as a centering axis for the spring elements 6 and 7.

Устройство согласно примеру осуществления №17 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №9-№12 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №9-№12, в нейтральном положении рукоятки выход полости 14 и вырез 16 устанавливаются друг над другом, при этом опорные концы пружинного элемента 6 опираются на стенки полости 14 и выреза 16. Одновременно с этим, выход полости 15 и вырез 17 устанавливаются друг над другом, при этом опорные концы пружинного элемента 7 опираются на стенки полости 15 и выреза 17.The device according to embodiment example No. 17 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the description in dynamics for examples No. 9-No. 12 (according to the invention), but, unlike the description in dynamics for examples of implementation No. 9-No. 12, in the neutral position of the handle, the exit of the cavity 14 and the cutout 16 are installed above each other other, while the supporting ends of the spring element 6 rest on the walls of the cavity 14 and the cutout 16. At the same time, the outlet of the cavity 15 and the cutout 17 are installed one above the other, while the supporting ends of the spring element 7 rest on the walls of the cavity 15 and the cutout 17.

При наклоне рукоятки 4 от нейтрального положения, вырез 16 смещается относительно выхода полости 14, нажимая на один из опорных концов пружинного элемента 6, одновременно с этим вырез 17 смещается относительно выхода полости 15, нажимая на один из опорных концов пружинного элемента 7. При наклоне рукоятки 4 в противоположном направлении от нейтрального положения, рукоятка 4 нажимает на другие опорные концы пружинных элементов 6 и 7. Таким образом пружинный элемент 6, совместно с пружинным элементом 7 обеспечивают упругость узла вращения рукоятки 4, а также возврат в нейтральное положение при отсутствии механического воздействия оператором на рукоятку 4.When the handle 4 is tilted from the neutral position, the cutout 16 moves relative to the exit of the cavity 14, pressing on one of the support ends of the spring element 6, at the same time, the cutout 17 moves relative to the exit of the cavity 15, pressing on one of the support ends of the spring element 7. When the handle is tilted 4 in the opposite direction from the neutral position, the handle 4 presses on the other support ends of the spring elements 6 and 7. Thus, the spring element 6, together with the spring element 7, ensures the elasticity of the rotation unit of the handle 4, as well as the return to the neutral position in the absence of mechanical action by the operator on the handle 4.

Пример осуществления №18 (фиг. 17).Example implementation No. 18 (Fig. 17).

Джойстик 2 одноосевой пропорциональный, неподвижно установленный на приборную панель 1 ЭУУ, содержит основание 3, рукоятку 4, шарнир 5, пружинный элемент 6, представляющий собой пружину кручения, двухполюсный постоянный магнит 10, магнитоуправляемый сенсор 12. Основание 3 иJoystick 2 is single-axis proportional, fixedly mounted on the control panel 1 of the control unit, contains a base 3, a handle 4, a hinge 5, a spring element 6, which is a torsion spring, a two-pole permanent magnet 10, a magnetically controlled sensor 12. Base 3 and

- 10 043506 рукоятка 4 выполнены из немагнитного материала и соединены между собой при помощи одноосевого цилиндрического шарнира 5, образованного нижней частью рукоятки 4, верхней частью основания 3 и штифтом, закрепленной между ними и являющимся опорой при вращении рукоятки 4.- 10 043506 handle 4 are made of non-magnetic material and are connected to each other using a single-axis cylindrical hinge 5 formed by the lower part of the handle 4, the upper part of the base 3 and a pin fixed between them and which is a support when the handle 4 rotates.

Магнитоуправляемый сенсор 12 размещен в основании 3, во внутренней полости, выполненной в боковой стенке основания 3.The magnetically controlled sensor 12 is located in the base 3, in the internal cavity made in the side wall of the base 3.

Нижняя часть рукоятки 4 выполнена в форме на основе полуцилиндра, вдоль оси которого жестко закреплен штифт шарнира 5, являющийся также центрирующей осью для пружинного элемента 6, установленного в полости 14, которая выполнена в нижней части рукоятки 4. Полость 14 выполнена в виде прямоугольного углубления, дно которого представляет собой вогнутую поверхность. Из полости 14 выступают два опорных конца 8, 9 пружинного элемента 6.The lower part of the handle 4 is made in the form of a half-cylinder, along the axis of which the hinge pin 5 is rigidly fixed, which is also the centering axis for the spring element 6 installed in the cavity 14, which is made in the lower part of the handle 4. The cavity 14 is made in the form of a rectangular recess, the bottom of which is a concave surface. Two support ends 8, 9 of the spring element 6 protrude from the cavity 14.

В основание 3 установлена рукоятка 4, при этом в верхней части основания 3 сформирована шарнирная вилка, образованная двумя полукруглыми боковыми стенками, содержащими ответные гнезда, предназначенные для установки концов штифта шарнира 5, жестко закрепленного в нижней части рукоятки 4.A handle 4 is installed in the base 3, while in the upper part of the base 3 a hinge fork is formed, formed by two semicircular side walls containing mating sockets intended for installing the ends of the hinge pin 5, rigidly fixed in the lower part of the handle 4.

В основании 3 между двумя полукруглыми стенками расположен прямоугольный вырез 16, по форме, размерам и расположению соответствующий прямоугольному выходу полости 14. В нейтральном положении рукоятки 4 выход полости 14 и вырез 16 устанавливаются друг над другом. Опорные концы пружинного элемента 6 опираются на стенки полости 14 и выреза 16.In the base 3 between two semicircular walls there is a rectangular cutout 16, in shape, size and location corresponding to the rectangular outlet of the cavity 14. In the neutral position of the handle 4, the outlet of the cavity 14 and the cutout 16 are installed one above the other. The supporting ends of the spring element 6 rest on the walls of the cavity 14 and the cutout 16.

С боковой стороны полуцилиндрической поверхности нижней части рукоятки 4 выполнена полость 18, дно которой имеет форму кольцевого сектора и которая расположена вдоль дуги окружности, центр которой лежит на оси цилиндрического шарнира 5. В полость 18 установлен постоянный магнит 10 любым известным способом, например, с помощью клея. Рукоятка 4, при установке на основание 3, ориентирована таким образом, чтобы ее сторона, содержащая постоянный магнит 10, была установлена в основание 3 со стороны расположения магнитоуправляемого сенсора 12. В связи с этим магнитоуправляемый сенсор 12, установленный в полости основания 3, расположен в зоне магнитного поля с боковой стороны постоянного магнита 10.On the side of the semi-cylindrical surface of the lower part of the handle 4 there is a cavity 18, the bottom of which has the shape of a ring sector and which is located along a circular arc, the center of which lies on the axis of the cylindrical hinge 5. A permanent magnet 10 is installed in the cavity 18 by any known method, for example, using glue. The handle 4, when installed on the base 3, is oriented so that its side containing the permanent magnet 10 is installed in the base 3 from the side where the magnetically controlled sensor 12 is located. In this regard, the magnetically controlled sensor 12, installed in the cavity of the base 3, is located in magnetic field zone on the side of the permanent magnet 10.

Пример осуществления №19 (фиг. 18).Implementation example No. 19 (Fig. 18).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №18 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №18, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, с боковой стороны постоянного магнита 10, смонтирован на печатной плате 20, установленной в нижней части основания 3.The device repeats the design described in example implementation No. 18 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 18, a magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, on the side of the permanent magnet 10, is mounted on a printed circuit board 20 installed at the bottom of the base 3.

Пример осуществления №20 (фиг. 19).Implementation example No. 20 (Fig. 19).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №18 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №18, магнитоуправляемый сенсор 12, установленный в полости основания 3, расположен в зоне магнитного поля со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10.The device repeats the design described in example implementation No. 18 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 18, a magnetically controlled sensor 12 installed in the cavity of the base 3 is located in the magnetic field zone from the side of the convex surface of the permanent magnet 10.

Пример осуществления №21 (фиг. 20).Implementation example No. 21 (Fig. 20).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №20 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №20, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10, смонтирован на печатной плате 20, установленной в нижней части основания 3.The device repeats the design described in example implementation No. 20 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 20, a magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, on the side of the convex surface of the permanent magnet 10, is mounted on a printed circuit board 20, installed at the bottom of the base 3.

Устройство согласно примерам осуществления №18-№21 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №1-№4 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №1-№4, при наклоне рукоятки 4 от нейтрального положения, выход полости 14 рукоятки 4 смещается относительно выреза 16 основания 3, нажимая на один из опорных концов пружинного элемента 6. При наклоне рукоятки 4 в другом направлении от нейтрального положения, рукоятка 4 нажимает на другой опорный конец пружинного элемента 6. Таким образом, пружинный элемент 6 обеспечивает упругость узла вращения рукоятки 4, а также возврат в нейтральное положение при отсутствии механического воздействия оператором на рукоятку 4.The device according to embodiments No. 18-No. 21 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the description in dynamics for examples No. 1-No. 4 (according to the invention), but, unlike the description in dynamics for examples of implementation No. 1-No. 4, when the handle 4 is tilted from the neutral position, the cavity 14 of the handle 4 exits moves relative to the cutout 16 of the base 3, pressing on one of the support ends of the spring element 6. When the handle 4 is tilted in the other direction from the neutral position, the handle 4 presses on the other support end of the spring element 6. Thus, the spring element 6 provides elasticity to the handle rotation unit 4, as well as return to the neutral position in the absence of mechanical impact by the operator on handle 4.

Пример осуществления №22 (фиг. 21).Example implementation No. 22 (Fig. 21).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №18 (по изобретению),The device repeats the design described in example implementation No. 18 (according to the invention),

- 11 043506 но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №18, магнитоуправляемый сенсор 12 размещен вне джойстика, в составе ЭУУ, и закреплен с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ любым известным способом, например, с помощью клея. При этом магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Провода, связанные с магнитоуправляемым сенсором 12, непосредственно соединены с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.- 11 043506 but, unlike the design according to example implementation No. 18, the magnetically controlled sensor 12 is placed outside the joystick, as part of the control unit, and is fixed on the inside of the control panel 1 of the control unit in any known way, for example, using glue. In this case, the magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10. The wires connected to the magnetically controlled sensor 12 are directly connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12.

Пример осуществления №23 (фиг. 22).Implementation example No. 23 (Fig. 22).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №22 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №22, магнитоуправляемый сенсор 12, входящий в состав ЭУУ, смонтирован на печатной плате 20, установленной с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ, и, аналогично примеру осуществления №22 (по изобретению), магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Печатная плата 20 с магнитоуправляемым сенсором 12, соединена с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12, либо печатная плата 20 является продолжением электронной платы ЭУУ в которой выполняется обработка сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.The device repeats the design described in example implementation No. 22 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 22, the magnetically controlled sensor 12, which is part of the ECU, is mounted on a printed circuit board 20 installed on the inside of the instrument panel 1 of the ECU , and, similar to example implementation No. 22 (according to the invention), a magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of a permanent magnet 10. A printed circuit board 20 with a magnetically controlled sensor 12 is connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12, or a printed circuit board 20 is a continuation of the electronic control board in which the signal from the magnetically controlled sensor 12 is processed.

Устройство согласно примерам осуществления №22, №23 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №18-№21 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №18-№21, движение постоянного магнита 10 осуществляется относительно неподвижного магнитоуправляемого сенсора 12, размещенного снаружи джойстика в составе ЭУУ, со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10, в зоне его магнитного поля.The device according to embodiments No. 22, No. 23 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the dynamic description for examples No. 18-No. 21 (according to the invention), but, unlike the dynamic description for implementation examples No. 18-No. 21, the movement of the permanent magnet 10 is carried out relative to a stationary magnetically controlled sensor 12 located outside joystick as part of the ECU, from the side of the convex surface of the permanent magnet 10, in the zone of its magnetic field.

Пример осуществления №24 (фиг. 23).Example implementation No. 24 (Fig. 23).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №18 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №18, джойстик одноосевой пропорциональный содержит дополнительную взаимодействующую пару - магнитоуправляемый сенсор и постоянный магнит. Второй магнитоуправляемый сенсор 13, размещен в основании 3, с противоположной от стороны расположения магнитоуправляемого сенсора 12. Второй постоянный магнит 11 установлен в полость 19 рукоятки 4, выполненную с противоположной боковой стороны нижней части рукоятки 4.The device repeats the design described in example implementation No. 18 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 18, the single-axis proportional joystick contains an additional interacting pair - a magnetically controlled sensor and a permanent magnet. The second magnetically controlled sensor 13 is located in the base 3, on the opposite side from the location of the magnetically controlled sensor 12. The second permanent magnet 11 is installed in the cavity 19 of the handle 4, made on the opposite side of the lower part of the handle 4.

Устройство согласно примеру осуществления №24 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №18-№21 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №18-№21, в случае отказа магнитоуправляемого сенсора 12, ЭУУ обработает сигнал от магнитоуправляемого сенсора 13, который составляет дублирующую пару с постоянным магнитом 11. Постоянный магнит 11 движется параллельно и одновременно с постоянным магнитом 10, при этом магнитоуправляемый сенсор 13 отслеживает вращение рукоятки 4 аналогично принципу работы, описанному в динамике для примеров №18-№21 (по изобретению).The device according to embodiment example No. 24 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the dynamic description for examples No. 18-No. 21 (according to the invention), but, unlike the dynamic description for implementation examples No. 18-No. 21, in the event of a failure of the magnetically controlled sensor 12, the ECU will process the signal from the magnetically controlled sensor 13, which forms a backup pair with a permanent magnet 11. The permanent magnet 11 moves parallel and simultaneously with the permanent magnet 10, while the magnetically controlled sensor 13 monitors the rotation of the handle 4 similar to the operating principle described in the dynamics for examples No. 18-No. 21 (according to the invention) .

Пример осуществления №25 (фиг. 24).Example implementation No. 25 (Fig. 24).

Джойстик 2 одноосевой пропорциональный, неподвижно установленный на приборную панель 1 ЭУУ, содержит основание 3, рукоятку 4, шарнир 5, пружинный элемент 6, представляющий собой пружину кручения, двухполюсный постоянный магнит 10, магнитоуправляемый сенсор 12. Основание 3 и рукоятка 4 выполнены из немагнитного материала и соединены между собой при помощи одноосевого цилиндрического шарнира 5, образованного нижней частью рукоятки 4, верхней частью основания 3 и шипами, выполненными с боковых сторон нижней части рукоятки 4.Joystick 2 is single-axis proportional, fixedly mounted on the control panel 1 of the control unit, contains a base 3, a handle 4, a hinge 5, a spring element 6, which is a torsion spring, a two-pole permanent magnet 10, a magnetically controlled sensor 12. The base 3 and handle 4 are made of non-magnetic material and are connected to each other using a single-axis cylindrical hinge 5 formed by the lower part of the handle 4, the upper part of the base 3 and spikes made on the sides of the lower part of the handle 4.

Магнитоуправляемый сенсор 12 размещен в основании 3, в его внутренней полости.The magnetically controlled sensor 12 is located in the base 3, in its internal cavity.

Нижняя часть рукоятки 4 имеет форму на основе полуцилиндра и содержит выемки. С боковых сторон нижней части рукоятки 3 размещены шипы шарнира 5, выполненные единой деталью с рукояткой 4 и расположенные на оси вращения рукоятки 4.The lower part of the handle 4 is shaped based on a half-cylinder and contains recesses. On the sides of the lower part of the handle 3 there are pins of the hinge 5, made of a single part with the handle 4 and located on the axis of rotation of the handle 4.

Пружинный элемент 6 установлен в полость 14, образованную вокруг шипа с боковой стороны нижней части рукоятки 4. В нижней части полость 14 имеет сквозной вырез для вывода опорных концов 8, 9 пружинного элемента 6.The spring element 6 is installed in a cavity 14 formed around the tenon on the side of the lower part of the handle 4. In the lower part, the cavity 14 has a through cutout for outputting the support ends 8, 9 of the spring element 6.

В основание 3 установлена рукоятка 4. В верхней части основания 3 сформирована шарнирная вилка, образованная двумя полукруглыми боковыми стенками, содержащими ответные гнезда, предназначенные для установки шипов шарнира 5.A handle 4 is installed in the base 3. In the upper part of the base 3, a hinge fork is formed, formed by two semicircular side walls containing mating sockets intended for installing the hinge pins 5.

В основании 3 между двумя полукруглыми стенками выполнен прямоугольный вырез 16, по форме,In the base 3 between two semicircular walls there is a rectangular cutout 16, in the shape

- 12 043506 размерам и расположению соответствующий выходу полости 14. В нейтральном положении рукоятки 4 выход полости 14 и вырез 16 устанавливаются друг над другом. Опорные концы 8, 9 пружинного элемента 6 опираются на стенки выхода полости 14 и выреза 16.- 12 043506 dimensions and location corresponding to the outlet of the cavity 14. In the neutral position of the handle 4, the outlet of the cavity 14 and the cutout 16 are installed one above the other. The supporting ends 8, 9 of the spring element 6 rest on the walls of the exit of the cavity 14 and the cutout 16.

С боковой стороны полуцилиндрической части рукоятки 4 выполнена полость 18, дно которой имеет форму кольцевого сектора. Полость 18 расположена вдоль дуги окружности, центр которой лежит на оси цилиндрического шарнира 5. В полость 18 установлен постоянный магнит 10 любым известным способом, например, с помощью клея. Рукоятка 4, при установке в основание 3, ориентирована таким образом, чтобы магнитоуправляемый сенсор 12, расположенный в основании 3 находился в зоне действия постоянного магнита 10.On the side of the semi-cylindrical part of the handle 4 there is a cavity 18, the bottom of which has the shape of a ring sector. The cavity 18 is located along a circular arc, the center of which lies on the axis of the cylindrical hinge 5. A permanent magnet 10 is installed in the cavity 18 by any known method, for example, using glue. The handle 4, when installed in the base 3, is oriented in such a way that the magnetically controlled sensor 12 located in the base 3 is in the range of action of the permanent magnet 10.

В приборной панели 1 ЭУУ выполнено отверстие, расположенное непосредственно под основанием 3 джойстика 2, через которое провода, соединенные с магнитоуправляемым сенсором 12, заводят в ЭУУ, где они соединяются с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала с магнитоуправляемого сенсора 12.In the instrument panel 1 of the ECU there is a hole located directly under the base 3 of the joystick 2, through which the wires connected to the magnetically controlled sensor 12 are brought into the ECU, where they are connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12.

При установке на приборную панель ЭУУ 1, основание 3 джойстика 2 герметизируют любым известным способом, например, путем прокладки резинового уплотнения между основанием 3 и поверхностью приборной панели 1 ЭУУ.When installed on the dashboard of the control unit 1, the base 3 of the joystick 2 is sealed by any known method, for example, by laying a rubber seal between the base 3 and the surface of the control panel 1 of the control unit.

Пример осуществления №26 (фиг. 25).Example implementation No. 26 (Fig. 25).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №25 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №25, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, смонтирован на печатной плате 20, установленной в нижней части основания 3.The device repeats the design described in example implementation No. 25 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 25, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is mounted on a printed circuit board 20 installed in the lower part of the base 3.

Пример осуществления №27 (фиг. 26).Example implementation No. 27 (Fig. 26).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №25 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №25, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, установлен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10.The device repeats the design described in example implementation No. 25 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 25, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is installed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10.

Пример осуществления №28 (фиг. 27).Example implementation No. 28 (Fig. 27).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №27 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №27, магнитоуправляемый сенсор 12, размещенный в основании 3, установлен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10, на печатной плате 20.The device repeats the design described in example implementation No. 27 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 27, the magnetically controlled sensor 12, located in the base 3, is installed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10, on the printed circuit board 20.

Устройство согласно примерам осуществления №25-№28 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №18-№21 (по изобретению).The device according to embodiments No. 25-No. 28 operates as follows. The operating principle of the design repeats the description in dynamics for examples No. 18-No. 21 (according to the invention).

Пример осуществления №29 (фиг. 28).Implementation example No. 29 (Fig. 28).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №25 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №25, джойстик 2 одноосевой пропорциональный дополнительно содержит пружинный элемент 7, представляющий собой пружину кручения. Пружинные элементы 6, установлены в симметрично расположенных полостях 14, 15 выполненных с боковых сторон нижней части рукоятки 4. В нижней части каждой из полостей 14, 15 выполнен сквозной вырез для вывода опорных концов пружинных элементов 6, 7.The device repeats the design described in example implementation No. 25 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 25, the single-axis proportional joystick 2 additionally contains a spring element 7, which is a torsion spring. The spring elements 6 are installed in symmetrically located cavities 14, 15 made on the sides of the lower part of the handle 4. In the lower part of each of the cavities 14, 15 there is a through cutout for outputting the supporting ends of the spring elements 6, 7.

Устройство согласно примеру осуществления №29 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примера №17 (по изобретению), но, в отличие от описания в динамике для примеров осуществления №17, при наклоне рукоятки 4 от нейтрального положения, выход полости 14 смещается относительно выреза 16, нажимая на один из опорных концов пружинного элемента 6. Одновременно с этим выход полости 15 смещается относительно выреза 17, нажимая на один из опорных концов пружинного элемента 7. При наклоне рукоятки 4 в противоположном направлении от нейтрального положения, рукоятка 4 нажимает на другие опорные концы пружинных элементов 6 и 7.The device according to embodiment example No. 29 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the description in dynamics for example No. 17 (according to the invention), but, unlike the description in dynamics for examples of implementation No. 17, when the handle 4 is tilted from the neutral position, the exit of the cavity 14 is shifted relative to the cutout 16, pressing one from the supporting ends of the spring element 6. At the same time, the exit of the cavity 15 is displaced relative to the cutout 17, pressing on one of the supporting ends of the spring element 7. When the handle 4 is tilted in the opposite direction from the neutral position, the handle 4 presses on the other support ends of the spring elements 6 and 7.

Пример осуществления №30 (фиг. 29).Example implementation No. 30 (Fig. 29).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №25 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №25, магнитоуправляемый сенсор 12 размещен вне джойстика, в составе ЭУУ, и закреплен с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ любым известным способом, например, с помощью клея. При этом магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Провода, связанные с магнитоуправляемым сенсором 12, непосредственно соединены с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.The device repeats the design described in example implementation No. 25 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 25, the magnetically controlled sensor 12 is placed outside the joystick, as part of the control unit, and is fixed on the inside of the control panel 1 of the control unit in any known way , for example, using glue. In this case, the magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of the permanent magnet 10. The wires connected to the magnetically controlled sensor 12 are directly connected to the electronic part of the ECU for subsequent processing of the signal from the magnetically controlled sensor 12.

Пример осуществления №31 (фиг. 30).Implementation example No. 31 (Fig. 30).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №30 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №30, магнитоуправляемый сенсор 12, входящий в состав ЭУУ, смонтирован на печатной плате 20, установленной с внутренней стороны приборной панели 1 ЭУУ, и, аналогично примеру осуществления №30 (по изобретению), магнитоуправляемый сенсор 12 размещен со стороны выпуклой поверхности постоянного магнита 10. Печатная плата 20 с магнитоуправляемым сенсором 12, соединена с электронной частью ЭУУ для последующей обработки сигналаThe device repeats the design described in example implementation No. 30 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 30, the magnetically controlled sensor 12, which is part of the ECU, is mounted on a printed circuit board 20 installed on the inside of the instrument panel 1 of the ECU , and, similar to example implementation No. 30 (according to the invention), a magnetically controlled sensor 12 is placed on the side of the convex surface of a permanent magnet 10. A printed circuit board 20 with a magnetically controlled sensor 12 is connected to the electronic part of the ECU for subsequent signal processing

- 13 043506 от магнитоуправляемого сенсора 12, либо печатная плата 20 является продолжением электронной платы- 13 043506 from magnetically controlled sensor 12, or printed circuit board 20 is a continuation of the electronic board

ЭУУ в которой выполняется обработка сигнала от магнитоуправляемого сенсора 12.ECU in which the signal from the magnetically controlled sensor 12 is processed.

Устройство согласно примерам осуществления №30, №31 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №22, №23 (по изобретению).The device according to embodiments No. 30, No. 31 operates as follows. The operating principle of the design repeats the description in dynamics for examples No. 22, No. 23 (according to the invention).

Пример осуществления №32 (фиг. 31).Example implementation No. 32 (Fig. 31).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №25 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №25, джойстик одноосевой пропорциональный содержит дополнительную взаимодействующую пару - магнитоуправляемый сенсор и постоянный магнит. Второй магнитоуправляемый сенсор 13, размещен в основании 3, с противоположной от стороны расположения магнитоуправляемого сенсора 12. Второй постоянный магнит 11 установлен в полость 19 рукоятки 4, выполненную с противоположной стороны полуцилиндрической части рукоятки 4.The device repeats the design described in example implementation No. 25 (according to the invention), but, unlike the design according to example implementation No. 25, the single-axis proportional joystick contains an additional interacting pair - a magnetically controlled sensor and a permanent magnet. The second magnetically controlled sensor 13 is located in the base 3, on the opposite side from the location of the magnetically controlled sensor 12. The second permanent magnet 11 is installed in the cavity 19 of the handle 4, made on the opposite side of the semi-cylindrical part of the handle 4.

Устройство согласно примеру осуществления №32 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примера №25-№28 (по изобретению), но в случае отказа магнитоуправляемого сенсора 12, ЭУУ обработает сигнал от магнитоуправляемого сенсора 13, который составляет дублирующую пару с постоянным магнитом 11. Постоянный магнит 11 движется параллельно и одновременно с постоянным магнитом 10, при этом магнитоуправляемый сенсор 13 отслеживает вращение рукоятки 4 аналогично принципу работы, описанному в динамике для примеров №1-№4 (по изобретению).The device according to embodiment example No. 32 operates as follows. The principle of operation of the design repeats the description in dynamics for example No. 25-No. 28 (according to the invention), but in the event of a failure of the magnetically controlled sensor 12, the ECU will process the signal from the magnetically controlled sensor 13, which forms a backup pair with the permanent magnet 11. The permanent magnet 11 moves in parallel and simultaneously with the permanent magnet 10, while the magnetically controlled sensor 13 monitors the rotation of the handle 4 similar to the operating principle described in the dynamics for examples No. 1-No. 4 (according to the invention).

Пример осуществления №33 (фиг. 32).Implementation example No. 33 (Fig. 32).

Устройство повторяет конструкцию, описанную в примере осуществления №25 (по изобретению), но, в отличие от конструкции по примеру осуществления №25, шипы шарнира 5, расположены с внутренней стороны полукруглых стенок верхней части основания 3 и выполнены единой деталью с основанием 3, а с боковых сторон нижней полуцилиндрической части рукоятки 4 расположены гнезда для установки шипов шарнира 5.The device repeats the design described in example implementation No. 25 (according to the invention), but, in contrast to the design according to example implementation No. 25, the hinge pins 5 are located on the inside of the semicircular walls of the upper part of the base 3 and are made of a single part with the base 3, and On the sides of the lower semi-cylindrical part of the handle 4 there are sockets for installing hinge pins 5.

Устройство согласно примеру осуществления №33 работает следующим образом. Принцип работы конструкции, повторяет описание в динамике для примеров №25-№28 (по изобретению).The device according to embodiment example No. 33 operates as follows. The operating principle of the design repeats the description in dynamics for examples No. 25-No. 28 (according to the invention).

Сопоставительный анализ с ближайшим аналогом показывает, что заявляемое устройство отличается от прототипа следующим.A comparative analysis with the closest analogue shows that the claimed device differs from the prototype in the following ways.

1. Постоянный магнит установлен непосредственно в рукоятку, без дополнительной промежуточной детали, испытывающей нагрузку. Это исключает возникновение люфта между рукояткой и постоянным магнитом и способствует сохранению точности выходного сигнала в процессе эксплуатации джойстика.1. The permanent magnet is installed directly into the handle, without any additional intermediate part under load. This eliminates the occurrence of play between the handle and the permanent magnet and helps maintain the accuracy of the output signal during operation of the joystick.

2. Постоянный магнит выполнен в форме объемного кольцевого сектора с постоянным поперечным сечением, с диаметральной намагниченностью вдоль его боковых поверхностей таким образом, что торцевые поверхности являются магнитными полюсами.2. The permanent magnet is made in the form of a volumetric ring sector with a constant cross-section, with diametrical magnetization along its side surfaces in such a way that the end surfaces are magnetic poles.

3. В конструкции джойстика постоянный магнит смещен от оси вращения рукоятки, что обеспечивает возможность движения постоянного магнита, передаваемого от рукоятки, по траектории в виде дуги окружности. Форма магнита и соответствующая ей траектория движения соотносятся с поступательным движением развернутого (имеющего форму параллелепипеда) магнита, относительно неподвижного сенсора. В том и в другом случаях обеспечивается широкий диапазон изменения и линейность сигнала на выходе магнитоуправляемого сенсора, но, при этом, вариант постоянного магнита в форме кольцевого сектора, по сравнению с развернутым магнитом, обеспечивает конструкции значительное сокращение габаритных размеров. Описанное решение позволяет получить линейность зависимости электрического сигнала на выходе сенсора от угла наклона рукоятки, пропорциональность управления и необходимую точность определения угла наклона рукоятки.3. In the joystick design, the permanent magnet is offset from the axis of rotation of the handle, which allows the permanent magnet transmitted from the handle to move along a trajectory in the form of a circular arc. The shape of the magnet and the corresponding trajectory of movement correspond to the translational movement of the deployed (parallelepiped-shaped) magnet relative to the stationary sensor. In both cases, a wide range of variation and linearity of the signal at the output of the magnetically controlled sensor is ensured, but at the same time, the version of a permanent magnet in the form of a ring sector, compared to an unfolded magnet, provides the design with a significant reduction in overall dimensions. The described solution allows us to obtain the linearity of the dependence of the electrical signal at the sensor output on the angle of inclination of the handle, proportionality of control and the necessary accuracy in determining the angle of inclination of the handle.

4. Перемещение магнитоуправляемого сенсора по отношению к постоянному магниту от полюса к полюсу по дуге окружности позволяет обеспечить максимальный диапазон линейной характеристики изменения сигнала на выходе магнитоуправляемого сенсора в диапазоне углов наклона рукоятки джойстика.4. The movement of the magnetically controlled sensor in relation to the permanent magnet from pole to pole in a circular arc allows for the maximum range of the linear characteristic of the signal change at the output of the magnetically controlled sensor in the range of angles of inclination of the joystick handle.

5. Не требуется высокой точности взаимного расположения постоянного магнита и магнитоуправляемого сенсора, так как отсутствует необходимость размещения их на одной оси.5. High precision of the relative position of the permanent magnet and the magnetically controlled sensor is not required, since there is no need to place them on the same axis.

6. Для обеспечения работоспособности и надежности предлагаемой конструкции джойстика достаточно одного пружинного элемента.6. To ensure the functionality and reliability of the proposed joystick design, one spring element is sufficient.

Сопоставительный анализ с приведенными аналогами выявляет следующие улучшения эксплуатационных свойств предлагаемого технического решения.A comparative analysis with the above analogues reveals the following improvements in the operational properties of the proposed technical solution.

1. Наличие пружинного элемента обеспечивает безопасность работы устройства.1. The presence of a spring element ensures the safe operation of the device.

В машинах, например, в кране, принято, что максимальному углу наклона рукоятки соответствует максимальная скорость выполнения операции исполнительным механизмом, а минимальному углу - минимальная скорость. Также из опыта эксплуатации машин известно, что точное и плавное управление выполнением операции требуется на малых скоростях исполнительных механизмов и абсолютно не-In machines, for example, in a crane, it is accepted that the maximum angle of inclination of the handle corresponds to the maximum speed of the operation performed by the actuator, and the minimum angle corresponds to the minimum speed. It is also known from the experience of operating machines that precise and smooth control of the operation is required at low speeds of the actuators and absolutely

Claims

effective at high speeds. It is known from practical experience that the accuracy of the operator’s hand movements is greater with light loads. Therefore, as the speed of the operation increases, the return resistance of the handle should also increase, and also at handle positions corresponding to low speeds there should be a minimum return resistance and no abrupt change in the return resistance.

In the claimed design, as the angle of inclination of the handle increases relative to the neutral position, the return resistance of the handle increases due to the spring. At small angles of inclination of the handle relative to the neutral position, the return resistance is minimal, which allows smooth and precise control of the handle.

In the claimed design, the return resistance of the handle is maximum in the extreme positions of the handle relative to neutral.

Thus, the claimed design will reliably ensure the return of the handle to the neutral position in the absence of operator influence on it, which meets the safety requirements for controls of physical objects, for example, a crane.

2. The presence of a cylindrical hinge ensures a reliable connection between the handle and the joystick base and prevents spontaneous disconnection of the handle rotation unit.

3. The shape of the permanent magnet, its location in the structure with the ability to move along a trajectory in the form of a circular arc relative to a stationary magnetically controlled sensor provide a maximum range of signal changes at the output of the magnetically controlled sensor, which ensures an increase in the resolution of proportional control and a reduction in the influence of changes in ambient temperature on the relative change output signal of the magnetically controlled sensor.

4. The absence of permanent magnets in the design, used as power elements that experience loads, including friction, increases operational reliability.

5. The absence of an intermediate part experiencing load between the handle and the permanent magnet helps maintain the accuracy of the output signal during operation of the joystick.

6. Simplification of the design of the claimed device is achieved due to the fact that a permanent magnet is installed in the handle and there are no additional intermediate parts between the base and the handle, except for the cylindrical hinge; there is no intermediate part between the handle and the magnet, and to ensure the operability and reliability of the proposed device, the use of one spring element is sufficient.

The above allows us to conclude that the claimed set of features characterizes a new technical solution, previously unknown and not clearly derived from the state of the art, and can be used in industry to achieve the stated technical result, and therefore, the claimed invention meets the criteria of novelty and inventiveness level, industrial applicability.

CLAIM

1. Single-axis proportional joystick, containing a base, a handle connected to the base with the possibility of rotational movement, at least one bipolar permanent magnet, at least one magnetically controlled sensor placed motionless relative to the base in the magnetic field zone of the permanent magnet, at least one spring an element characterized in that the handle is connected to the base by means of a uniaxial cylindrical hinge, and the base and the handle rest on the support ends of at least one spring element, while the permanent magnet is made in the form of a volumetric ring sector with a constant cross section, with diametric magnetization along it side surfaces in such a way that the end surfaces are magnetic poles, while the permanent magnet is fixedly connected to the handle with the possibility of movement transmitted from the handle along a path in the form of a circular arc, the center of which lies on the axis of rotation of the handle, and its concave surface faces the hinge , while the movement of the permanent magnet ensures a change in the position of the magnetically controlled sensor in the magnetic field from one pole to the other.

2. Single-axis proportional joystick according to claim 1, characterized in that the magnetically controlled sensor is located at the base.

3. Single-axis proportional joystick according to claims 1, 2, characterized in that the magnetically controlled sensor is located in the cavity of the base from the side surface of the permanent magnet.

4. Single-axis proportional joystick according to claims 1, 2, characterized in that the magnetically controlled sensor is placed in the base cavity on the side of the convex surface of the permanent magnet.

5. Single-axis proportional joystick according to claim 1, characterized in that the magnetically controlled sensor is located outside the joystick as part of the electronic control device on which the joystick is installed, on the side of the convex surface of the permanent magnet.

-