NL8602697A - Joystick. - Google Patents

Joystick. Download PDF

Info

Publication number
NL8602697A
NL8602697A NL8602697A NL8602697A NL8602697A NL 8602697 A NL8602697 A NL 8602697A NL 8602697 A NL8602697 A NL 8602697A NL 8602697 A NL8602697 A NL 8602697A NL 8602697 A NL8602697 A NL 8602697A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
substrate
control
coil
measuring unit
unit according
Prior art date
Application number
NL8602697A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Huka Bv Developments
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huka Bv Developments filed Critical Huka Bv Developments
Priority to NL8602697A priority Critical patent/NL8602697A/nl
Priority to AT87202051T priority patent/ATE62344T1/de
Priority to US07/113,245 priority patent/US4879556A/en
Priority to EP87202051A priority patent/EP0266829B1/en
Priority to DE8787202051T priority patent/DE3769081D1/de
Priority to JP62271565A priority patent/JP2840241B2/ja
Publication of NL8602697A publication Critical patent/NL8602697A/nl

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2073—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of a single coil with respect to two or more coils
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04703—Mounting of controlling member
    • G05G2009/04707—Mounting of controlling member with ball joint
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/0474—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks characterised by means converting mechanical movement into electric signals
    • G05G2009/04755—Magnetic sensor, e.g. hall generator, pick-up coil
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04777—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks with additional push or pull action on the handle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012—Multiple controlled elements
    • Y10T74/20201—Control moves in two planes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Dry Shavers And Clippers (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Description

s f N.0. 33551 1 - * *
Joystick.
De uitvinding heeft betrekking op een stuur- of meeteenheid van het joysticktype voorzien van een zendspoel voor het opwekken van een elektromagnetisch veld, een aantal ontvangstspoelen die ruimtelijk rond de zendspoel zijn gepositioneerd en een stuur- of meetstang die onder-5 worpen is aan veerkrachten waarmee de stuur- of meetstang in een neutrale stand wordt gehouden.
Een dergelijke stuureenheid is bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0.041.281. Bij deze bekende stuureenheid zijn alle spoelen uitgevoerd als draadgewonden spoelen met ijzerkern. De ontvangst- of detec-10 torspoelen zijn voorzien van een vaste ijzerkern en de metalen stuurstang doet dienst als ijzerkern voor de zendspoel. De zendspoel is gepositioneerd op een vaste plaats zodanig dat in de ruststand de stuurstang zich in het midden van de zendspoel bevindt en eveneens centraal tussen de vier ontvangstspoelen waarvan de ijzerkernen gericht zijn 15 naar de stuurstang. Wordt de stuurknuppel naar een van de ontvangstspoelen toe bewogen dan zal de luchtspleet in de fluxweg naar deze ont-vangstspoel kleiner worden terwijl de luchtspleet in de fluxweg naar de tegenover liggende ontvangstspoel groter wordt. Deze fluxveranderingen kunnen worden gedetecteerd door verandering van de signalen in de ont-20 vangstspoelen en daaruit kunnen conclusies worden getrokken omtrent de richting waarin de stuurstang is bewogen.
Een nadeel van deze bekende stuureenheid is het feit dat alle spoelen zijn gerealiseerd in de vorm van draadgewonden spoelen met ijzerkern. Dergelijke spoelen moeten worden vervaardigd met speciale 25 spoelwikkelmachines en afzonderlijk een voor een in de behuizing van de stuureenheid worden gemonteerd. Dergelijke spoelen vormen derhalve in de stuureenheid als geheel relatief dure componenten. Bovendien zijn dergelijke spoelen in feite geheel ongeschikt voor massafabrikage hetgeen ook geldt voor de konstruktie van de bekende joystick als geheel.
30 Een verder nadeel is het feit dat het gebruik van ijzerkernen of kernen van een ander geschikt magnetisch materiaal beperkingen oplegt aan de frequentie, waarop de zendspoel oscilleert resp. waarop de ontvangstspoelen detecteren. Een verder nadeel van ijzerkernen of in het algemeen kernen uit ferromagnetische materialen is het feit dat de re-35 latie tussen de veldsterkte en de inductie (de B-H-curve) niet lineair is waardoor beperkingen worden opgelegd aan de signaalgrootte. De genoemde niet-lineaire B-H relatie vormt een bron van onnauwkeurigheden omdat deze relatie afhankelijk is van diverse factoren (tijd, tempera- 8602697 % * 2 +t tuur, hysteresis-effect, remanentie). Ook op langere termijn kan deze niet lineaire curve aanleiding zijn tot verloop van de signaaloverdracht leidend tot een onnauwkeurige signaaldetectie.
Een verder nadeel is dat deze bekende joystick in principe slechts 5 twee vrijheidsgraden kent voor de beweging van de stuurstang, althans twee vrijheidsgraden waarvan de beweging kan worden gedetecteerd, namelijk een rotatie rond de x^-as en een rotatie rond de y-as, waarbij het denkbeeldige XY-vlak loopt door het draaipunt van de stuurstang en loodrecht staat op de stuurstang in de rusttoestand ervan. In veel ge-10 vallen zal er behoefte bestaan aan meer vrijheidsgraden om corresponderend daarmee een groter aantal verschillende signalen te kunnen genereren. In andere gevallen wil men de meeteenheid geschikt maken voor het meten van de restfunctie van gehandicapte gebruikers. Daarbij is het belangrijk ook andere rotatie- of translatiebewegingen dan de gebruike-15 lijke x- en y-rotatie met de joystick te meten.
De uitvinding heeft nu ten doel deze nadelen althans ten dele te elimineren dan wel te verminderen.
Aan deze doelstelling wordt bij een stuureenheid van in de aanhef genoemde soort voldaan doordat de zendspoel of zendspoelen is resp.
20 zijn gerealiseerd door middel van elektrisch geleidende banen op een substraat, of door middel van het geleidende substraat zelf, welk subr-straat met de stuurknuppel is verbonden dan wel er deel van uitmaakt.
Door de zendspoel op deze wijze te realiseren wordt de fabrikage van de zendspoelen aanzienlijk vereenvoudigd en aangepast aan de metho-25 den die algemeen worden toegepast in de massafabrikage.
Een verdere vereenvoudiging en standaardisatie in het vervaardi-gingsproces kan worden bereikt doordat ook de ontvangstspoelen zijn gerealiseerd door middel van elektrisch geleidende banen op een tweede substraat of door geleidende delen van het tweede substraat, welk twee-30 de substraat zich bevindt op een vaste ruimtelijke positie. Doordat in deze uitvoeringsvorm alle spoelen zijn gerealiseerd als printspoelen of als geleidende substraatdelen zonder kern van ferromagnetisch materiaal worden er weinig belemmeringen meer gesteld aan de keuze van de frequentie waarop de spoelen moeten zenden resp. ontvangen. Tevens bestaat 35 er geen gevaar meer dat bij grotere signaalsterkten een magnetische verzadigingstoestand wordt bereikt en dat de relatieve permeabiliteit (pr) door verandering (enz.) van het magnetische materiaal verandert.
Uitgebreidere detectiemogelijkheden kunnen worden verkregen met 40 behulp van een uitvoeringsvorm van de stuur- of meeteenheid volgens de 8602687 * 3 uitvinding waarin een verder aantal ontvangstspoelen is gerealiseerd door middel van elektrisch geleidende banen op een derde substraat of door geleidende delen van bet derde substraat, welk derde substraat zich bevindt op een vaste ruimtelijke positie.
5 In deze en verdere uitvoeringsvormen met twee of drie substraten, waarvan er tenminste een vast gepositioneerd is en tenminste een is verbonden met de stuurstang dan wel deel uitmaakt van de stuurstang staan de diverse substraten in de ruststand van de stuurstang bij voorkeur evenwijdig aan elkaar met een vooraf bepaalde onderlinge tussenaf-10 stand.
Voor het opwekken van bet elektromagnetische veld moet de zend-spoel verbonden worden met een oscillatorschakeling die op zich weer energie betrekt uit een geschikte voedingsspanningsbron. Alhoewel het denkbaar zou zijn om een oscillatorschakeling met een kleine batterij 15 aan te brengen op het eerste substraat (en eventueel derde substraat) kleven er, zoals duidelijk zal zijn, aan deze oplossing vanwege de aanwezigheid van de batterij grote bezwaren. Het verdient dan ook de voorkeur dat de energie voor het opwekken van het elektromagnetische veld wordt geleverd door een oscillatorschakeling die aangebracht is op het 20 eerste substraat en met de zendspoel of zendspoelen is verbonden via geleiders op het substraat, en met de vast opgestelde voedingsbron is verbonden via flexibele geleiders tussen het substraat en de vast opgestelde voedingsbron.
Indien het gebruik van een flexibele verbinding tussen het beweeg-25 bare substraat en de vast opgestelde voedingsbron stuit op bezwaren dan kunnen deze bezwaren worden opgeheven doordat de energie voor het opwekken van het elektromagnetische veld wordt geleverd door een oscillatorschakeling die aangebracht is op het tweede of derde substraat en via een transformatorschakeling bestaande uit een primaire spoel op het 30 tweede of derde substraat en een secundaire spoel op het eerste substraat is gekoppeld met de zendspoel(en) of het eerste substraat.
Een zeer eenvoudige uitvoering van het eerste substraat (een indien van toepassing het derde substraat) draagt het kenmerk dat de secundaire spoel, dé zendspoelen en de daartussen verlopende geleiders 35 zijn gerealiseerd met behulp van een uit elektrisch geleidend niet fer-romagnetisch materiaal bestaand eerste resp. derde substraat waarin ter plaatse van de spoelen openingen zijn aangebracht waarvan de vorm en afmetingen corresponderend met de vorm en afmetingen van de te realiseren respectievelijke spoel, waarbij de openingen waarmee de zendspoelen 40 zijn gerealiseerd via sleuven in verbinding staan met de opening, waar- 8602697 « 4 mee de secundaire transformatorspoel is gerealiseerd.
Het vervaardigingsproces van het eerste (en eventueel derde) substraat is daarbij gereduceerd tot een eenvoudige stansbewerking.
Om een althans bij benadering lineaire variatie in het signaal te 5 verkrijgen in het bijzonder bij rotatie van het eerste substraat rond de hartlijn van de stuurstang (rotatie in het x-y vlak) is bij voorkeur elke zendspoel verdeeld in een met het aantal ontvangstspoelen overeenstemmend aantal spoelsectiés, die elk samenwerken met een ontvangst-spoel, waarbij elke spoelsectie bestaat uit een traject dat in de rust-10 toestand van de eenheid parallel loopt aan een deel van de ermee samenwerkende ontvangstspoel alsmede geleiderbanen waarmee de trajecten met elkaar zijn gekoppeld.
Het nadeel van het beperkte aantal vrijheidsgraden kan op een aantal manieren worden opgeheven. Een in dit verband voorgestelde uitvoe— 15 ringsvorm voorzien van een eerste substraat met zendspoel(en) en een tweede vast gepositioneerd substraat met ontvangstspoelen, draagt het kenmerk dat de veerkrachten waarmee de stuur- en meetstang in de neutrale stand wordt gehouden worden opgewekt door trekveren die aangebracht zijn tussen aangrijppunten op het eerste substraat en bevesti-20 gingspunten aan het frame of de behuizing van de stuur- of meeteenheid.
Het gebruik van een aantal, bij voorkeur althans in de rusttoestand in een vlak werkende trekveren heeft het voordeel dat rotaties rond elk van de x, y en z assen mogelijk zijn, dat de stuurstang evenwijdig aan zichzelf in elk van de asrichting verplaatst kan worden terwijl ook ge- 25 combineerde translatie/rotatiebewegingen uitgevoerd kunnen worden.
Een andere met het oog op de uitbreiding van een aantal vrijheidsgraden voorgestelde uitvoeringsvorm heeft het kenmerk dat de veerkrachten waarmee de stuur- of meetstang in de neutrale stand worden gehouden worden opgewekt door een cilindrische schroefveer waarvan een uiteinde 30 bevestigd is aan het ondereinde van de stuur- of meetstang en waarvan het andere uiteinde op een vaste positie gemonteerd is aan het frame of de behuizing van de stuur- of meeteenheid zodanig dat de hartlijn van deze cilindrische schroefveer samenvalt met de hartlijn van de stuur-of meetstang in de rusttoestand daarvan.
35 Ook bij deze uitvoeringsvorm is een rotatie rond de x en y as en
V
een translatiebweging in Z-richting mogelijk terwijl afhankelijk van de veereigenschappen ook een rotatie rond de z-as en is wellicht beperkte mate ook translatiebweging in x- en y-richting mogelijk zijn. Tegenover de wellicht enigszins beperkte bewegingsmogelijkheid staat echter een 40 zeer eenvoudige constructie.
860 2 6S 7 ·* 5
De uitvinding wordt in het volgende toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren.
Figuur 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van een joystick volgens de uitvinding.
5 De figuren 2a, 2b en 2c illustreren de diverse bewegingsmogelijk heden van de joystick uit figuur 1.
Figuur 3 toont een tweede uitvoeringsvorm van een joystick volgens de uitvinding.
Figuur 4 toont een derde uitvoeringsvorm van een joystick volgens 10 de uitvinding.
Figuur 5 toont een patroon van geleiderbanen voor het realiseren van de zendspoel op de beweegbare printplaat en de ontvangstspoelen op de vaste printplaat.
Figuur 6 toont een andere manier om de beweegbare substraten 15 op te hangen.
Figuur 7 toont een patroon van geleiderbanen waarbij tevens extra spoelen voor energie-overdracht zijn gecreëerd.
Figuur 8 toont een andere uitvoering van het eerste substraat vervaardigd uit massief plaatmateriaal, alsmede een mogelijk bijbehorende 20 tweede substraat.
Figuur 9 toont een doorsnede door het eerste substraat van figuur 8 met aangehechte stuur- en meetstang.
Figuur 10 toont een uitvoeringsvorm van het eerste en tweede substraat bestemd voor gebruik met een fasegevoelige ontvangstdëtectie-25 schakeling.
Figuur 11 toont een mogelijke oscillatorschakeling voor toepassing bij het voorbeeld van figuur 10.
Figuur 12 toont een mogelijke ontvangstdetectieschakeling voor toepassing bij de componenten uit de figuren 10 en 11.
30 Figuur 13 toont een gewijzigd deel van de ontvangstschakeling uit figuur 12.
Figuur 14 toont een ander gewijzigd deel van de ontvangstschakeling uit figuur 12.
Figuur 15 illustreert een mogelijk spoelgeleiderpatroon behorend 35 bij toepassing van de schakeling volgens figuur 14.
Figuur 1 toont zeer schematisch een stuureenheid die opgebouwd is in overeenstemming met de hoofdgedachte van de uitvinding. De stuureenheid is voorzien van twee substraten in de vorm van printplaten 1 en 2.
De bovenste printplaat 1 is door middel van de veren 3, 4, 5 en 6 ve-40 rend opgehangen boven de printplaat 2, die op een vaste plaats is gepo- 8602697 m 6 sitioneerd. De bovenste printplaat 1 is op niet nader getoonde wijze verbonden met de stuur- of meetstang 7. De printplaat 1 is verder voorzien van een slechts schematisch aangegeven zendspoel 8 terwijl de onderste printplaat 2 voorzien is van vier ontvangstspoelen, die in de 5 figuur slechts gedeeltelijk zichtbaar zijn en waarvan er in de figuur slechts een met 9 is aangeduid. Het zal duidelijk zijn dat een uitwendig frame bijvoorbeeld in de vorm van een bakje of doosje kan worden toegepast om enerzijds de printplaat 2 op een vaste plaats te monteren en anderzijds de andere uiteinden van de veren 3, 4, 5 en 6 te bevesti-10 gen. Hiervoor zijn echter talloze mogelijkheden denkbaar. Om bovendien de tekening zo eenvoudig en duidelijk mogelijk te houden is dit frame in de tekening niet nader aangegeven.
Alhoewel in het volgende gesproken zal worden over een stuurstang hetgeen impliceert dat de gehele eenheid bestemd is om als stuureenheid 15 te worden gebruikt, zal het duidelijk zijn dat ook gebruik als meeteenheid mogelijk is in welk geval de benaming meetstang voor hetzelfde onderdeel kan worden gebruikt.
Op nog nader te beschrijven wijze is de zendspoel 8 verbonden met een oscillatorschakeling zodanig dat met behulp van deze zendspoel 8 20 een elektromagnetisch veld wordt opgewekt. De aanwezigheid van dit veld kan gedetecteerd worden met de ontvangstspoelen 9 die daartoe zijn verbonden met geschikte detectieschakelingen zoals eveneens nog nader zal worden beschreven. In het volgende wordt kortweg gesproken over de linker, rechter, voorste en achterste ontvangstspoel, waarbij ten aanzien 25 van deze termen wordt gerefereerd aan de situatie van figuur 1.
In figuur 1 zijn bovendien de richtingen van een orthogonaal assenstelsel aangegeven aan de hand waarvan de verplaatsings- resp. bewegingsmogelijkheden van de stuurstang 7 en daarmee van de bovenste printplaat 1 ten opzichte van de onderste printplaat 2 zullen worden 30 verklaard.
In de rusttoestand wordt door de zendspoel 8 een elektromagnetisch veld opgewekt dat in elk van de ontvangstspoelen 9 een identiek signaal oplevert omdat de onderling identieke ontvangstspoelen zich allemaal op dezelfde afstand van de zendspoel en in onderling identieke posities 35 bevinden.
Wordt de knop van de stuurstang 7 verplaatst in de X-richting, met andere woorden kantelt de printplaat 1 vanwege de invloed van de op-hangveren rond de Y-as ten opzichte van de met een stippellijn aangegeven rustpositie, zoals schematisch is aangegeven in figuur 2a, dan zal 40 als uitgegaan wordt van eert zendspoel die een constant elektromagne- 860 2 69 7 * 7 * tisch veld opwekt, het detectiesignaal in de linker ontvangstspoel in figuur 2a sterker worden en het detectiesignaal in de rechter ontvangstspoel zwakker worden, terwijl verder het signaal in de voorste en achterste spoel niet of nauwelijks zal veranderen.
5 Wordt de stuurknuppel 7 verplaatst in de Y-richting, met andere woorden kantelt de printplaat 1 rond de X-as, dan zal op soortgelijke wijze het signaal in de voorste (of achterste) ontvangstspoel sterker worden en het signaal in de achterste (of voorste) ontvangstspoel zal zwakker worden terwijl de signalen in de linker en rechter ontvangst-10 spoelen in hoofdzaak gelijk zullen blijven.
Zowel bij een kanteling rond de Y-as als ook bij een kanteling rond de X-as zorgen de vier veren 3, 4, 5 en 6 ervoor dat het eigenlijke kantelpunt althans bij benadering niet wordt verplaatst uit de rust-•t positie.
15 Dankzij de ophanging van de bovenste printplaat 1 door middel van de vier veren op de schematisch in figuur 1 getoonde wijze is het tevens mogelijk om de stuurstang 7 in de Z-richting op en neer te bewegen zoals schematisch is aangegeven in figuur 2b. Bij een opwaartse verplaatsing van de stuurstang 7 vanaf de met een stippellijn aangegeven 20 rustpositie zal de afstand tussen de beide printplaten 1 en 2 toenemen waardoor het signaal in alle ontvangstspoelen 9 evenredig in sterkte zal verminderen. Bij een neerwaartse verplaatsing van de stuurknuppel 7 ten opzichte van de rustpositie zal de afstand tussen de beide printplaten 1 en 2 afnemen zodat het signaal in alle ontvangstspoelen 9 25 evenredig in sterkte zal toenemen.
De ophanging van de bovenste printplaat 1 door middel van een aantal veren maakt tevens een rotatie van de stuurstang 7 rond zijn eigen hartlijn mogelijk zoals schematisch is weergegeven in figuur 2c. In deze figuur is de bovenste printplaat 1 verdraaid over een hoek 0 ten op-30 zichte van de met een stippellijn weergegeven rusttoestand. Om deze verdraaiing te kunnen detecteren moet de zendspoel zodanig worden uit- I.
gevoerd dat deze verdraaiing een verandering teweeg brengt in de door tenminste een van de ontvangstspoelen omvatte flux van het uitgezonden elektromagnetische veld. Uitvoeringsvoorbeelden van een dergelijke 35 zendspoel zullen in het volgende nog worden besproken. Bij een juiste uitvoering van de zendspoel zal door verdraaiing het signaal in tenminste een van de ontvangstspoelen in detecteerbare zin variëren.
Dankzij de realisatie van de joystick met behulp van printplaten waarvan er een verend is opgehangen ten opzichte van de ander verkrijgt 40 de joystick een groot aantal vrijheidsgraden. De joystick kan rotaties 8602697 8 uitvoeren rond elk van de drie assen en bovendien een translatiebewe-ging langs de Z-as uitvoeren. In principe is het bovendien mogelijk om translatiebewegingen uit te voeren langs de X-as en langs de Y-as, maar omdat de gebruiker zijn kracht op de stuurstang uitoefent excentrisch 5 ten opzichte van het krachtenmiddelpunt van de door de ophangveren 3, 4, 5 en 6 uitgeoefende krachten zal de gebruiker moeite moeten doen om een zuivere translatiebweging te realiseren. Ónmogelijk is dit echter zeker niet en een dergelijke translatiebeweging valt verder, zeker in combinatie met andere bewegingen, binnen de gebruiksmogelijkheden van 10 de joystick volgens de uitvinding.
In veel gevallen zal de joystick zodanig worden gebruikt dat een gecombineerde beweging wordt uitgevoerd, bijvoorbeeld een rotatie om de X-as gecombineerd met een translatie in Z-richting. In dat geval zullen de door de ontvangstspoelen afgegeven signalen afhankelijk zijn van de 15 uiteindelijk bereikte stand van de eerste printplaat ten opzichte van de tweede printplaat. Het is mogelijk om de door de ontvangstspoelen geleverde signalen toe te voeren aan een computer en daarin op grond van de ontvangen signalen te bepalen welke beweging er met de stuur-knuppel is uitgevoerd. Tevens is het mogelijk om een elektronische 20 schakeling dusdanig uit te voeren dat deze een of meer uitgangssignalen afgeeft waarmee op correcte wijze de uitgevoerde beweging van de stuur-knuppel wordt geïdentificeerd. Het is echter ook mogelijk om op relatief eenvoudige wijze door toevoeging van een derde printplaat de benodigde elektronica of de benodigde computercapaciteit aanzienlijk te 25 verminderen dan wel nagenoeg geheel te elimineren.
Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm van de stuureenheid volgens de uitvinding voorzien van drie printplaten 11, 12 en 13. De stuurknuppel 14 is zowel verbonden met de bovenste printplaat 11 als met de onderste printplaat 13. In het centrale gedeelte van de middelste printplaat 12 30 is een opening aangebracht van voldoende afmetingen om de stuurknuppel ongehinderd te kunnen bewegen. De bovenste printplaat 11 is door middel van de vier veren 15, 16, 17 en 18 verend opgehangen. Ook de onderste printplaat 13 is door middel van vier veren 19, 20 (niet zichtbaar), 21 en 22 verend opgehangen. Het zal duidelijk zijn dat in plaats van deze 35 acht afzonderlijke veren ook gecombineerde verende ophangelementen kunnen worden toegepast, hetgeen nog nader zal worden besproken.
De bovenste printplaat 11 bevat een zendspoel 23 en ook de onderste printplaat 13 bevat een zendspoel 24. De middelste printplaat 12 bevat vier ontvangstspoelen 25, die niet allemaal zichtbaar zijn en 40 waarvan er slechts een als zodanig is aangeduid.
8602697 9
De beide zendspoelen 23 en 24 kunnen zodanig worden gevoed dat door deze zendspoelen tegengesteld gerichte velden worden opgewekt. Het resultaat daarvan is dat in de rusttoestand van de configuratie in geen van de ontvangstspoelen een signaal wordt opgewekt. Een rotatie van de 5 stuurstang rond de Y-as op een wijze soortgelijk aan de rotatie die geïllustreerd is in figuur 2a resulteert in een signaal van de ene polariteit in de linker ontvangstspoel en een signaal van tegengestelde polariteit in de rechter ontvangstspoel terwijl in principe de voorste en achterste ontvangstspoel geen signaal zullen leveren. Wordt de stuur-10 stang rond de Y-as in de andere richting verdraaid dan zullen weer de linker en de rechter ontvangstspoel een signaal leveren maar nu van tegengestelde polariteit afgeven. Een soortgelijke combinatie van signalen wordt verkregen bij rotatie rond de X-as.
Een translatiebeweging in de Z-richting bijvoorbeeld opwaarts zal 15 in alle vier de ontvangstspoelen resulteren in een signaal van de ene polariteit terwijl een translatiebeweging in de Z-richting neerwaarts in alle spoelen zal resulteren in signalen van de andere polariteit.
Indien gewenst kan in de opening in de middelste vast gepositioneerde plaat 12 een geleidingsmechanisme aangebracht worden voor het 20 geleiden van de stuur- of meetstang 14. Een voorbeeld van een dergelijk mechanisme is geïllustreerd in figuur 3a en bestaat uit een kogelvormig lichaam 26 dat gevat is in een ringvormig lager 27 waarvan de binnenwand zodanig aangepast is aan de bolvorm van het lichaam 26 dat de kogel 26 het lager 27 niet kan verlaten. Door de kogel 26 is een boring 25 aangebracht waarin de stuur- of meetstang verloopt. De kogel 26 is beweegbaar gelagerd in het lager 27 en laat daarmee rotatiebweging in x-en y-richting toe. De stang 14 kan glijden door de passage in de kogel 26 zodat ook een Z-translatie mogelijk is. De andere bewegingsmogelijkheden zijn met een dergelijk mechanisme beperkt. Daar tegenover staat 30 echter de gedefinieerde wijze van bewegen van de onderste en bovenste plaat 11 en 13 ten opzichte van de middelste plaat 12.
Figuur 4 toont een andere configuratie waarin eveneens drie print-platen worden toegepast, te weten de printplaten 31, 32 en 33. In dit geval zijn de bovenste en onderste printplaat 31 resp. 33 op een vaste 35 positie opgesteld en is de middelste printplaat 32 verbonden met de stuurstang 34. Om de stuurstang 34 de nodige bewegingsvrijheid te verschaffen is in het centrale deel van de bovenste printplaat 31 een opening van voldoende afmetingen aangebracht. De middelste printplaat 32 is via vier veren 35, 36 (niet zichtbaar), 37, 38 verend opgehangen. De 40 middelste printplaat 32 is voorzien van een zendspoel en de beide bo- 8602697 10 venste en onderste printplaten 31 resp. 33 zijn elk voorzien van vier ontvangstspoelen. Ook zonder een gedetailleerde beschrijving zal duidelijk zijn dat uit de signalen van de in het totaal acht ontvangstspoelen voldoende gegevens afgeleid kunnen worden om een eenduidige conclu-5 sie te kunnen trekken omtrent de beweging die met de stuurstang 34 is uitgevoerd.
In het bovenstaande is in het algemeen gesproken over zendspoelen en ontvangstspoelen zonder dat nader ingegaan is op de vorm van deze spoelen. In principe is het mogelijk om de zendspoel uit te voeren als 10 een serieschakeling van vier afzonderlijke spoelen die gepositioneerd zijn direct boven de afzonderlijke ontvangstspoelen op de vast opgestelde andere printplaat. Daarmee worden als het ware vier transformatoren gerealiseerd waarvan de primaire wikkeling in serie geschakeld zijn.
15 Figuur 5 toont aan de rechter zijde een printplaat 42 met daarop vier paar ontvangstspoelen 43a, 43b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b in bovenaanzicht. In figuur 5 is aan de linker zijde de printplaat 41 getoond in bovenaanzicht met daarop een zendspoel 47. De ontvangstspoelen 43a, ...46b zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld althans bij benadering 20 uitgevoerd als rechthoekige spoelen. Het aantal windingen kan natuurlijk afhankelijk van de ruimte en afhankelijk van de gewenste veldsterkte door de ontwerper vrij worden gekozen. Ook de vorm van de spoelen is niet beperkt tot een rechthoekige vorm.
De zendspoel 47 is bij voorkeur uitgevoerd in de vorm van een 25 kruis waarbij het grootste deel van het geleiderpatroon van elk van de armen van dit kruis zich in de gebruikstoestand bevindt direct boven de corresponderende delen van telkens een paar ontvangstspoelen. Met een dergelijke niet rotatiesymmetrische uitvoering van de zendspoel is het mogelijk om naast rotaties rond de X- en de Y-as en een translatiebewe-30 ging in de Z-richting ook een rotatie rond de Z-as op eenduidige wijze te detecteren. Bij rotatie rond de Z-as bijvoorbeeld met de klokwijzer-richting mee zal de flux in alle spoelen 43a, 44a, 45a en 46a afnemen evenredig aan de mate van verdraaiing terwijl de flux in de spoelen 43b, 44b, 45b en 46b nauwelijks of niet zal veranderen. Bij een rotatie 35 rond de Z-as tegen de klokwijzerrichting in zal juist tegengesteld de omvatte flux door de spoelen 43a, 44a, 45a en 46a niet of nauwelijks veranderen terwijl de omvatte flux door de spoelen 43b, 44b, 45b en 46b zal afnemen afhankelijk van de mate van verdraaiing. Bij een transla-tiebweging in de Z-richting zal de flux door alle spoelen 43a ... 46b 40 op gelijke wijze toenemen of afnemen afhankelijk van de richting van de 860 2 69 7 11 tiebeweging.
Ook translatiebwegingen in de X- en Y-richting zijn met een dergelijke uitvoering van de spoelen goed te detecteren. Bij een translatie in de X-richting, bijvoorbeeld naar links in figuur 5 zal de flux door 5 de spoelen 43a en 43b afnemen evenals de flux door de spoelen 45a en 45b. De flux door de spoelen 44a en 46b zal niet of nauwelijks veranderen terwijl de flux door de spoelen 44b en 46a zal afnemen. Een soortgelijke redenering kan worden toegepast bij een translatiebeweging in de X-richting naar rechts en bij de beide mogelijke translatiebewegin-10 gen in de Y-richting.
Tot nu toe is er vanuit gegaan dat de beweegbare printplaat wordt opgehangen door middel van vier trekveren die bevestigd zijn aan vier hoekpunten van de printplaat. Het zal duidelijk zijn dat dit natuurlijk slechts een van de vele mogelijke oplossingen is om de verende ophan-15 ging van de printplaat te realiseren.
Wordt gebruik gemaakt van vier trekveren, zoals in figuur 1 aartge-geven met 3, 4, 5 en 6, die allemaal dezelfde treksterkte hebben en die zodanig zijn gepositioneerd dat de richting van de erdoor uitgeoefende kracht loopt door het aangrijppunt van de stuurstang 7 op de printplaat 20 1, dan zal een rotatie rond de X-as even gemakkelijk uitgevoerd kunnen worden als een rotatie om de Y-as.
Door echter de richting van de veren anders te kiezen kan de rotatie rond een van deze assen gemakkelijker zijn dan de rotatie rond de respectievelijke andere as. Ook een variatie in treksterkte heeft in-25 vloed op het bewegingsgedrag van de stuurstang. Door een juiste keuze van de werkingsrichting, het aangrijppunt en de treksterkte van elk van de trekveren kan derhalve invloed uitgeoefend worden op de bewegingen die met de stuurstang worden uitgevoerd.
In het geval er twee bewegende printplaten in de configuratie aan-30 wezig zijn zoals het geval is in het uitvoeringsvoorbeeld dat geïllustreerd is in figuur 3 bestaat bovendien de mogelijkheid om van de daar getoonde acht veren er een aantal weg te laten met als consequentie dat bewegingen in bepaalde richtingen worden vergemakkelijkt en in andere richtingen worden bemoeilijkt. Het zal duidelijk zijn dat het weglaten 35 van bijvoorbeeld de veren 15 en 17 alsmede 20 en 22 in figuur 3 een ander stuurgedrag van de stuurstang oplevert dan het geval waarin alle veren aanwezig zijn.
Een andere mogelijkheid om het beweegbare substraat (of de beweegbare substraten) verend op te hangen is schematisch geïllustreerd in 40 figuur 6. De beweegbare printplaat 60 met de daarmee verbonden stuur- 8602697 12 stang 61 is gemonteerd op het boveneind van een schroefveer 62, waarvan het ondereind vast gemonteerd is aan een deel 63 van de behuizing of het frame van de meet- of stuureenheid. Dit laat zowel rotatie- als translatiebewegingen toe waarbij afhankelijk van de dimensies en eigen-5 schappen van de veer bepaalde bewegingen gemakkelijker en andere moei-lijker uitgevoerd kunnen worden.
De oscillatorschakeling voor het bekrachtigen van de zendspoel wordt bij voorkeur aangebracht Op de printplaat waarop ook de zendspoel is gerealiseerd. In het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 1 wordt derhal-10 ve de oscillatorschakeling bij voorkeur aangebracht op de printplaat 1 en via daartoe geschikte geleidende banen met de zendspoel 8 verbonden. In het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 3 kunnen bijvoorbeeld twee afzonderlijke eventueel gesynchroniseerde oscillatorschakelingen aanwezig zijn, een op de printplaat 11 verbonden met de spoel 23 en een op de 15 printplaat 13 verbonden met de spoel 24. Daarmee wordt een vaste configuratie van de zender als geheel bereikt en worden alle eventuele bewegende delen die invloed kunnen uitoefenen op de zendfrequentie geëlimineerd. De oscillatorschakeling op zichzelf zal gevoed moeten worden via een afzonderlijke meeraderige kabel die verbonden is met een op een 20 vaste positie opgestelde voedingsspanningsbron (bijvoorbeeld een batterij). Deze verbindingskabel kan echter van een zeer flexibel type zijn dat in de praktijk geen merkbare invloed uitoefent op het bewegingsge-drag van de stuurstang.
Mocht echter om welke reden dan ook de aanwezigheid van een derge-25 lijke verbindingskabel tussen de beweegbare printplaat of printplaten en een vaste positie binnen het frame van de stuureenheid op bezwaren stuiten dan is het ook mogelijk om de overdracht van voedingsenergie naar de oscillatoreenheid, via hoogfrequente energie van een vast opgestelde oscillatoreenheid naar de zendspoel op draadloze weg te realise-30 ren. Een voorbeeld van een beweegbare printplaat 51 met een zendspoel 57 en een bijbehorende vaste printplaat 52 met de ontvangstspoelen 53, 54, 55 en 56 is schematisch geïllustreerd in figuur 7. De zend- en ontvangstspoelen zijn in dit geval gerealiseerd door middel van één enkele winding. Op de vaste printplaat 52 bevindt zich nog een verdere spoel 35 58 die in de gebruikstoestand in verbinding staat met een oscillator schakeling die op de printplaat 52 zelf gemonteerd kan zijn dan wel ergens anders binnen de omhulling van de stuureenheid gepositioneerd kan zijn. De spoel 58, die beschouwd kan worden als de primaire spoel van een transformator, werkt in de gebruikstoestand samen met de spoel 59 40 die aangebracht is op de beweegbare printplaat 51 en die beschouwd kan 8602697 13 worden als de secundaire spoel van de transformator. Deze spoel 59 is verbonden met de oscillatorschakeling die symbolisch is voorgesteld door een geïntegreerde schakeling 60 aangebracht op de printplaat 51. De uitgang van de oscillatorschakeling is op zijn beurt verbonden met 5 de zendspoel 57» Via de spoelen 58 en 59 wordt hoogfrequente voedings-energie overgedragen naar de oscillatorschakeling 60. De hoogfrequente energie wordt gelijk gericht en de resulterende gelijkspanning wordt gebruikt voor het voeden van de oscillatorschakeling 60. Bij voorkeur, alhoewel niet noodzakelijk, wordt voor de energie-overdracht van de 10 vaste printplaat naar de beweegbare printplaat gebruik gemaakt van een frequentie die verschilt van de door de zendspoel 57 uitgezonden frequentie die wordt gebruikt voor het detecteren van de stand van de stuurstang.
Het is ook mogelijk om de oscillatorschakeling aan te brengen op 15 de vaste printplaat 52 en de hoogfrequente energie via de transformator 58/59 over te dragen naar de zendspoel 57, die in dat geval vast met de transformatorspoel 59 is gekoppeld, met dezelfde frequentie als de frequentie van het door de zendspoel 57 opgewekte elektromagnetische veld. De configuratie van de printplaat 51 kan in dat geval sterk vereenvou-20 digd worden zoals geïllustreerd is in figuur 8.
Figuur 8 toont rechts een substraat 70 dat in dit geval niet uit gevoerd is als printplaat maar als een massief metalen substraat bijvoorbeeld van aluminium. In dit substraat zijn vijf ronde openingen aangebracht, te weten een centraal gelegen opening 75 en vier daar om-25 heen liggende openingen 71, 72, 73 en 74. Deze laatstgenoemde openingen zijn via relatief smalle sleuven 76, 77, 78 en 79 verbonden met de centrale opening 75. Het zal duidelijk zijn dat deze plaat 70 in één enkele stansbewerking uit plaatmateriaal kan worden vervaardigd.
De stuurstang 80 kan bijvoorbeeld uitgevoerd zijn als getoond is 30 in figuur 9. De stuurstang 80, die bijvoorbeeld vervaardigd is uit een geschikte kunststof, is voorzien van een relatief brede voet 75. De rand van deze voet is met behulp van een geschikte lijm vastgehecht aan de plaat 70.
Zowel in figuur 8 als in figuur 9 zijn kleine gaten 81 aangegeven 35 bestemd voor het inhaken van de trekveren waarmee de plaat 70 verend wordt opgehangen op afstand van het vast gepositioneerde substraat 82 dat links in figuur 8 is getoond. Dit substraat kan weer op gebruikelijke wijze uitgevoerd zijn als printplaat, voorzien van een aantal ringvormige geleiders 83, 84, 85 en 86 die dienst doen als ontvangst-40 spoelen en een ringvormige geleider 87 die dienst doet als primaire 8602697 *
Jf 14 transformatorspoel. De geïntegreerde schakeling 88 symboliseert de ont-vangstschakeling die op niet nader aangegeven wijze gekoppeld is met de ontvangstspoelen en de geïntegreerde schakeling 89 symboliseert de os-cillatorschakeling die op niet nader aangegeven wijde gekoppeld is met 5 de primaire transformatorspoel.
De primaire transformatorspoel 87 werkt samen met de secundaire, als opening in de plaat 70 uitgevoerde transformatorspoel 75. Aangezien de plaat 70 zelf geen elektromagnetisch veld kan doorlaten zal de gehele flux door de opening 75 lopen. Omdat de aaneen gesloten combinatie 10 van gaten en sleuven in de plaat 70 als het ware een kortgesloten winding vormt bestaande uit het materiaal van de eigenlijke plaat 70, moet de som van de velden door de vijf gaten 71 tot en met 75 nul zijn omdat door de kortgesloten winding een tegenveld opgewekt zal worden dat het veld, opgewekt door de spoel 87, zal tegenwerken. Dat houdt in dat door 15 elk van de vier gaten 71 tot en met 74 een flux zal lopen in een richting tegengesteld aan de fluxrichting door de centrale opening 75, waarbij de totale flux door de centrale opening 75 zich in vieren verdeelt en terugloopt door de vier openingen 71 tot en met 74.
In deze uitvoeringsvorm zijn derhalve de zendspoel(en), de secun-20 daire transformatorspoel en het substraat geïntegreerd in één enkele plaat van een geschikt materiaal, dat met een eenvoudige machinale bewerking in zijn uiteindelijke vorm gebracht kan worden. Verder kunnen alle benodigde elektronische schakelingen (de zendoscillator, de ont-vangstschakeling, eventuele verdere signaalverwerkingsschakelingen en 25 zonodig ook de voedingseenheid) en de daartussen benodigde verbindingen op de vaste printplaat ondergebracht worden. Dat houdt in dat deze component op eenvoudige wijze binnen betsaande productieprocessen kan worden vervaardigd, hetgeen bijdraagt aan een relatief lage kostprijs van de stuur- of meeteenheid.
30 In het volgende zal aan de hand van de figuren 10 tot en met 12 een uitvoeringsvoorbeeld van de zendschakeling en van de ontvangst/de-tectieschakeling worden besproken. In deze figuren zijn voor gelijke onderdelen dezelfde referentiecijfers gebruikt.
In figuur 10 is links het eerste substraat 90 met de zendspoel 91 35 en een verdere spoel 92 getoond en rechts is het tweede substraat 98 getoond met de ontvangstspoelen 93 tot en met 97.
Figuur 11 toont de schakeling van een op zichzelf bekende drie-punts-oscillatorschakeling bestaande uit de transistor T, de condensatoren , C2, de weerstand R en de zendspoel 91 alsmede een met 8602697 * 15 met deze zendspoel 91 gekoppelde tweede spoel 92.
In de figuren 10 en 11 is met behulp van het kader 93 de oscillatorschakeling met uitzondering van de spoelen als éên geheel aangegeven. Voor de werking van de oscillatorschakeling wordt verwezen 5 naar de literatuur, bijvoorbeeld Elektronica Vademecum, Kluwer, blz.
F5.4, F2.1.
De oscillatorschakeling wordt via de aansluiting a en f voorzien van voedingsspanningen +V en -V. De aansluiting d moet met aardniveau worden verbonden. De spoel 92 levert via de aansluitingen c, d en e 10 twee in tegenfase verkerende signalen aan de respectievelijke aansluitingen c', d* en e’ van de in figuur 12 geïllustreerde ontvangerschakeling.
Het zal duidelijk zijn dat in deze uitvoeringsvorm een flexibele vijfdraads verbinding aanwezig moet zijn tussen het substraat 90 en de 15 ontvangstschakeling/voedingséenheid om enerzijds voedingsspanningen toe te voeren aan de oscillatorschakeling en anderzijds de genoemde in tegenfase verkerende referentiesignalen van de spoel 92 te ontvangen.
In figuur 12 is het principeschema aangegeven van een ontvangst-schakeling. De ontvangstschakeling is voorzien van drie operationee 20 versterkers Ax, Ay en Az resp. bestemd voor het leveren van signalen behorend bij een rotatie rond de X-as, een rotatie rond de Y-as en een verplaatsing in Z-richting. De in figuur 10 aangegeven spoelen 94 en 96 zijn onderling in serie via een weerstand Rl aangesloten op de ene ingang van de versterker Ax. De spoelen 93 en 95 zijn onderling 25 in serie via een weerstand Rj aangesloten op een ingang van de versterker Ay. De centraal op het substraat 98 geplaatste spoel 97 is via een weerstand verbonden met een ingang van de versterker Az.
Elk van de genoemde versterkers is voorzien van een op zichzelf bekend circuit met de weerstanden R^, R2 en de condensator C bestemd voor 30 het bepalen van de versterkingsfactor van elke versterkertrap, te weten de factor R2/R1· Bovendien is de genoemde ingang van de versterker Az via een weerstand R3 verbonden met een van de voedingsspannings-aansluitingen.
De van de spoel 92 afkomstige onderling in tegenfase verkerende 35 signalen worden via de aansluitingen c’ en e* toegevoerd aan een eerste diodepaar D]_, D2, aan een tweede diodepaar D3, D4 en aan een derde diodepaar D5, Dg. Deze in tegenfase verkerende signalen zorgen ervoor dat de helft van de tijd de diodes voor de X-richting in geleiding zijn en de andere helft van de tijd de diodes voor de Y-rich-40 ting in geleiding zijn. Indien de diodes in geleiding zijn dan wordt 8602697 ζ 16 het bijbehorende paar in serie geschakelde detectiespoelen 94, 96 of 93, 95 via het bijbehorende diodepaar en via de spoel 92 laagohmig aan massa geschakeld. Op de andere zijde van het spoelenpaar staat dan een gelijkspanningscomponent die evenredig is met de via de betreffende 5 spoelen ontvangen wisselspanning. De grootte van deze wisselspanning is de som van de wisselspanning in de beide spoelen. Wordt nu van elk paar spoelen een spoel in tegengestelde zin gewikkeld dan is de genoemde som van de spanningen dus eigelijk het verschil van de spanningen. Dat houdt in dat in de rusttoestand, indien beide spoelen van elk paar een-10 zelfde signaal zullen ontvangen, er geen spanning verschijnt op de ingang van de betreffende operationele versterker Ax of Ay. het zal duidelijk zijn dat een rotatie in de ene richting een positieve gelijkspanning en een rotatie in de andere richting een negatieve gelijkspanning op de ingang van de respectievelijke operationele versterker Ax 15 of Ay zal opleveren. Deze gelijkspanningscomponent wordt door de ver-sterkertrap versterkt met een factor R2/R1· De spanning wordt in de versterkertrappen bovendien gefilterd door de aanwezigheid van de condensator C waarvan de waarde tezamen met de waarde van de weerstanden R2 en R-l zodanig wordt gekozen dat de frequentiegevoeligheid van 20 elke trap wordt beperkt tot het gewenste gebied. Wordt de eenheid gebruikt als stuureenheid, die bediend moet worden door een menselijke operateur, dan kan bijvoorbeeld een beperking tot +10 Hz worden toegepast. Bij gebruik als meeteenheid daarentegen kan het vaak nodig zijn om rekening te houden met hogere frequenties.
25 Het signaal voor detectie van verplaatsingen in de Z-richting wordt ontvangen door de spoel 97. Omdat de Z-translatie geen nulpunt heeft is een weerstand R3 nodig waarmee van het signaal een bepaalde gelijkstroom wordt afgetrokken. Met behulp van de weerstand R3 kan derhalve het nulpunt worden ingesteld. Zou gebruik worden gemaakt van 30 een uitvoeringsvorm met twee ontvangende substraten elk aan een andere zijde van het zendende substraat 90 dan kan met behulp van de dan aanwezige twee spoelen 97 eenzelfde serieschakeling worden gerealiseerd als in figuur 12 voor de X- en Y-richting is aangegeven. In dat geval is de toepassing van de weerstand R3 niet nodig.
35 Een geschikte geïntegreerde schakeling die voorzien is van vier operationele versterkers in êên enkele behuizing is bijvoorbeeld de LM348. Tezamen met een relatief klein aantal verdere componenten die gemakkelijk op het substraat 98 ondergebracht kunnen worden kan derhalve een complete ontvangst/detectieschakeling worden gerealiseerd die 40 aan de uitgangen X-uit, Y-uit en Z-uit de gewenste uitgangssignalen le- 8602657 17 & vert.
Een verbetering in het functioneren van de schakeling kan worden bereikt door het toevoegen van een passief filter tussen de in serie geschakelde spoelen en de ingang van de bijbehorende operationele ver— 5 sterkertrap. Een dergelijke configuratie is alleen voor de X-verster-kertrap Ax aangegeven in figuur 13. Een soortgelijke schakeling kan worden gebruikt voor de Y-trap Ay en voor de Z-trap Az. Zoals blijkt uit figuur 13 is in de verbinding tussen de spoel 96 en de ingang van de operationele versterker Ax een laagdoorlatend filter aan-10 gebracht bestaande uit de weerstand R4 en de condensator C3. De verder aanwezige weerstand R5 doet dienst als laagohmige afsluitimpe-dantie.
In de schakelingen volgens de figuren 12 en 13 wordt gebruik gemaakt van enkelzijdige gelijkrichting met behulp van de diodeparen Dl, 15 D2 enz. Het is echter ook mogelijk om gebruik te maken van dubbelzijdige gelijkrichting zoals geïllustreerd is in het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 14. In figuur 14 is alleen de schakeling voor de X-richting weergegeven. Het zal duidelijk zijn dat een soortgelijke schakeling kan worden gebruikt voor de Y-richting. In de schakeling van figuur 14 20 wordt gebruik gemaakt van vier spoelen 94, 96, 96' en 94'. Figuur 15 toont een mogelijk geleiderpatroon op een substraat 98' voor het realiseren van deze spoelen. In principe wordt gebruik gemaakt van dezelfde configuratie als geïllustreerd is in figuur 10 aan de rechter zijde.
Het verschil is dat elke spoel opgebouwd is uit twee windingen, een aan 25 de bovenzijde van het substraat en een aan de onderzijde van het substraat, waarbij beide spoelen in serie zijn geschakeld. In figuur 15 is alleen de spoel 96 getoond bestaande uit een wikkeling 961 * aan de bovenzijde van het substraat 98’ en een wikkeling 96' aan de onderzijde van het substraat. Beide spoelen zijn via een doorvoerverbinding door 30 het substraat in serie met elkaar geschakeld. Een dergelijke seriescha-keling van een wikkeling of deel daarvan aan de bovenzijde van het substraat met een wikkeling of deel daarvan aan de onderzijde van het substraat kan natuurlijk ook toegepast worden indien de spoelen uitgevoerd zijn als geïllustreerd is in figuur 5, rechter zijde, om daarmee het 35 aantal detectiemogelijkheden te vergroten. De configuratie rond de operationele versterker Ax wordt verder weer bekend verondersteld. Met deze bekende schakeling is een dubbelzijdig gelijkrichtende fasegevoe-lige detectortrap gerealiseerd.
Wordt, zoals in figuur 15 is aangegeven ook de doorverbinding tus-40 sen de bovenste spoel 96" om de onderste spoel 96' voorzien van een 8602697 f 18 afzonderlijke aansluiting dan ontstaat, zeker bij een dun substraat 98, een configuratie van twee identieke spoelen die exact gelijke signalen zullen afgeven en derhalve zeer geschikt zijn öm te worden gebruikt in een schakeling als geïllustreerd in figuur 14. Door deze identieke 5 spoelen toe te passen kunnen de afregelmogelijkheden in de detectie-schakeling sterk vereenvoudigd worden.
Het zal duidelijk zijn dat in het bovenstaande slechts enkele uit-voeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn weergegeven. De bescher-mingsomvang van de bijgaande conclusies is echter niet tot deze uitvoe-10 ringsvoorbeelden beperkt.
8602697

Claims (29)

1. Stuur- of meeteenheid van het joysticktype voorzien van een zendspoel voor het opwekken van een elektromagnetisch veld, een aantal ontvangstspoelen die ruimtelijk rond de zendspoel zijn gepositioneerd 5 en een stuur- of meetstang die onderworpen is aan veerkrachten waarmee de stuur- of meetstang in een neutrale stand wordt gehouden, met het kenmerk, dat de zendspoel of zendspoelen is resp. zijn gerealiseerd door middel van elektrisch geleidende hanen op een substraat, of door middel van het geleidende substraat zelf, welk substraat met de stuur- 10 knuppel is verbonden dan wel er deel van uitmaakt.
2. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ontvangstspoelen zijn gerealiseerd door middel van elektrisch geleidende banen op een tweede substraat of door geleidende delen van het tweede substraat, welk tweede substraat zich bevindt op een vaste ruimr- 15 telijke positie.
3. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een verder aantal ontvangstspoelen is gerealiseerd door middel van elektrisch geleidende banen op een derde substraat of door geleidende delen van het derde substraat, welk derde substraat 20 zich bevindt op een vaste ruimtelijke positie.
4. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vormgeving en positionering van de zend-spoel(en) en van elk van de ontvangstspoelen zodanig is dat de signalen die bij beweging van de zendspoel(en) door een ontvangstspoel worden 25 ontvangen slechts afhankelijk zijn van een gering aantal vrijheidsgraden van de zendspoelbeweging.
5. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat het tweede substraat in de neutrale stand van de stuur- of meetstang evenwijdig aan het eerste substraat op een vooraf bepaalde 30 afstand daarvan is gepositioneerd.
6. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat het derde substraat in de neutrale stand van de stuur- of meetstang evenwijdig aan het eerste substraat op vooraf bepaalde afstand daarvan is gepositioneerd.
7. Stuur- of meeteenheid volgens een der conclusies 3 tot en met 6, met het kenmerk, dat het tweede substraat zich bevindt aan de ene kant van het eerste substraat en het derde substraat zich bevindt aan de andere kant van het eerste substraat, waarbij tenminste of het tweede of het derde substraat voorzien is van een opening voor het doorla- 40 ten van de stuur- of meetstang. 8602697 *
8. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een tweede zendspoel is gerealiseerd door middel van elektrisch geleidende banen op een derde substraat of door geleidende delen van het ^ derde substraat, welk derde substraat met de stuurknuppel is verbonden 5 dan wel er deel van uitmaakt.
9. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het eerste substraat zich bevindt aan de ene kant van het tweede substraat en het derde substraat zich bevindt aan de andere kant van het tweede substraat, waarbij het tweede substraat voorzien is van een ope- 10 ning voor het doorlaten van de stuur- of meetstang.
10. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat in de opening van het tweede substraat stuurstanggeleidingsmiddelen zijn aangebracht voor het zodanig geleiden van de stuur- of meetstang dat deze onder alle omstandigheden door een ten opzichte van het tweede 15 substraat vast punt verloopt.
11. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de stuurstanggeleidingsmiddelen zijn uitgevoerd als een bolvormig lichaam voorzien van een door het middelpunt ervan lopende boring waarvan de diameter overeenstemt met de buitendiameter van de stuurstang, 20 welk bolvormig lichaam verdraaibaar ingeklemd wordt door een aan het tweede substraat bevestigde ringvormige houder waarvan de vorm van de binnenwand aangepast is aan de bolvorm van het lichaam.
12. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de energie voor het opwekken van het elektromagne- 25 tische veld wordt geleverd door een oscillatorschakeling die aangebracht is op het eerste substraat en met de zendspoel of zendspoelen is verbonden via geleiders op het substraat, en met de vast opgestelde voedingsbron is verbonden via flexibele geleiders tussen het substraat en de vast opgestelde voedingsbron.
13. Stuur- of meeteenheid volgens een der conclusies 1 tot en met 7, met het kenmerk, dat de energie voor het opwekken van het elektromagnetische veld wordt geleverd door een oscillatorschakeling die aangebracht is op het tweede of derde substraat en via een transformator-schakeling bestaande uit een primaire spoel op het tweede of derde sub- 35 straat en een secundaire spoel op het eerste substraat is gekoppeld met de zendspoel(en) of het eerste substraat.
14. Stuur- of meeteenheid volgens een der conclusies 8 tot en met 11, met het kenmerk, dat de energie voor het opwekken van het elektromagnetische veld wordt geleverd door een oscillatorschakeling die aan- 40 gebracht is op het tweede substraat en via een transformatorschakeling, 8602697 bestaande uit een primaire spoel op het tweede substraat en secundaire spoelen op het eerste en derde substraat is gekoppeld met de zendspo.e-len op het eerste en derde substraat·
15. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 13 of 14, met het 5 kenmerk, dat het eerste substraat alsmede, indien hierop tenminste een zendspoel aanwezig is, ook het derde substraat voorzien is van een uit êên enkele winding bestaande secundaire transformatorspoel en een aantal, elk uit êên enkele winding bestaande zendspoelen die gepositioneerd zijn rond de secundaire transformatorspoel en daarmee via gelei-10 ders zijn verbonden.
16. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de secundaire spoel, de zendspoelen en de daartussen verlopende geleiders zijn gerealiseerd met behulp van een uit elektrisch geleidend niet ferromagnetisch materiaal materiaal bestaand eerste resp. derde 15 substraat waarin ter plaatse van de spoelen openingen zijn aangebracht waarvan de vorm en afmetingen corresponderen met de vorm en afmetingen van de te realiseren respectievelijke spoel, waarbij de openingen waarmee de zendspoelen zijn gerealiseerd via sleuven in verbinding staan met de opening, waarmee de secundaire transformatorspoel is gereali-20 seerd.
17. Stuur- of meeteenheid volgens een der conclusies 13, 14 of 15, met het kenmerk, dat tussen de secundaire transformatorspoel en de zendspoel(en) op een betreffend substraat een frequentie-omvormschake-ling is aangebracht voor het omvormen van de frequentie waarmee de 25 energie via de secundaire transformatorspoel wordt ontvangen in de frequentie van het uit te zenden elektromagnetische veld.
18. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de genoemde frequentie-omvormschakeling wordt gevoed met een deel van de, via de secundaire transformatorspoel ontvangen energie.
19. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zendspoel(en) verdeeld is (zijn) in een met het aantal ontvangstspoelen overeenstemmend aantal spoelsecties, die elk samenwerken met een ontvangstspoel.
20. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 19, met het kenmerk, 35 dat elke spoelsectie bestaat uit een traject dat in de rusttoestand van de eenheid parallel loopt aan een deel van de ermee samenwerkende ontvangstspoel alsmede geleiderbanen waarmee de trajecten met elkaar zijn gekoppeld.
21. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 19 of 20, met het 40 kenmerk, dat de vorm van de zendspoel overeenstemt met de omtrek van 8602697 * ,\ een kruis waarbij de rechthoekig gevormde benen de trajecten vormen die samenwerken met eveneens rechthoekig gevormde ontvangstspoelen.
22. Stuur- of meeteenheid volgens een der conclusies 13 tot en met 21, met het kenmerk, dat de primaire en secundaire spoel van de trans- 5 formatorschakeling cirkelvormig uitgevoerd zijn concentrisch rond de stuur- of meetstang in de rusttoestand van de stang.
23. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies, voorzien van een eerste substraat met zendspoel(en) en een tweede vast gepositioneerd substraat met ontvangstspoelen, met het kenmerk, dat de 10 veerkrachten waarmee de stuur- of meetstang in de neutrale stand wordt gehouden worden opgewekt door trekveren die aangebracht zijn tussen aangrijppunten op het eerste substraat en bevestigingspunten aan het frame of de behuizing van de stuur- of meeteenheid.
24. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 23, met het kenmerk, 15 dat vier trekveren aanwezig zijn aangrijpend op de hoekpunten van een rechthoekig uitgevoerd eerste substraat.
25. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat het eerste substraat vierkant is, de sterkte van de veren onderling gelijk is en de trekrichting van de trekveren verloopt door het verbin- 20 dingspunt van de stuur- of meetstang met het eerste substraat.
26. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies, voorzien van een eerste en derde substraat met zendspoelen en een tweede vast gepositioneerd substraat met ontvangstspoelen, met het kenmerk, dat de veerkrachten waarmee de stuur- of meetstang in de neutrale stand 25 wordt gehouden worden opgewekt door trekveren die aangebracht zijn tussen aangrijppunten op het eerste of derde substraat en bevestigingspunten aan het frame of de behuizing van de stuur- of meeteenheid.
27. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat een deel van de trekveren aangrijpt op het eerste substraat en een 30 deel van de trekveren aangrijpt op het derde substraat.
28. Stuur- of meeteenheid volgens conclusie 27, met het kenmerk, dat twee trekveren van gelijke sterkte aangrijpen op het eerste substraat, zodanig dat de trekrichting van beide veren verloopt door het verbindingspunt van de stuur- of meetstang met het eerste substraat en 35 dat twee trekveren van gelijke sterkte aangrijpen op het derde substraat zodanig dat de trekrichting van beide veren verloopt door het verbindingspunt van de stuur- of meetstang met het derde substraat.
29. Stuur- of meeteenheid volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 22, met het kenmerk, dat de veerkrachten waarmee de stuur- 40 of meetstang in de neutrale stand worden gehouden worden opgewekt door 8602697 $ een cilindrische schroefveer waarvan een uiteinde bevestigd is aan het ondereinde van de stuur- of meetstang en waarvan het andere uiteinde op een vaste positie gemonteerd is aan het frame of de behuizing van de stuur- of meeteenheid zodanig dat de hartlijn van deze cilindrische 5 schroefveer samenvalt met de hartlijn van de stuur- of meètstang in de rusttoestand daarvan. ********** 8602697
NL8602697A 1986-10-27 1986-10-27 Joystick. NL8602697A (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8602697A NL8602697A (nl) 1986-10-27 1986-10-27 Joystick.
AT87202051T ATE62344T1 (de) 1986-10-27 1987-10-26 Steuerknueppel.
US07/113,245 US4879556A (en) 1986-10-27 1987-10-26 Joystick control unit using multiple substrates
EP87202051A EP0266829B1 (en) 1986-10-27 1987-10-26 Joystick
DE8787202051T DE3769081D1 (de) 1986-10-27 1987-10-26 Steuerknueppel.
JP62271565A JP2840241B2 (ja) 1986-10-27 1987-10-27 操縦桿

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8602697A NL8602697A (nl) 1986-10-27 1986-10-27 Joystick.
NL8602697 1986-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8602697A true NL8602697A (nl) 1988-05-16

Family

ID=19848729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8602697A NL8602697A (nl) 1986-10-27 1986-10-27 Joystick.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4879556A (nl)
EP (1) EP0266829B1 (nl)
JP (1) JP2840241B2 (nl)
AT (1) ATE62344T1 (nl)
DE (1) DE3769081D1 (nl)
NL (1) NL8602697A (nl)

Families Citing this family (136)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5095302A (en) * 1989-06-19 1992-03-10 International Business Machines Corporation Three dimensional mouse via finger ring or cavity
US5457368A (en) * 1993-03-09 1995-10-10 University Of Utah Research Foundation Mechanical/electrical displacement transducer
EP0422589A1 (de) * 1989-10-12 1991-04-17 Maurer Instruments Ltd Positionier- und Zielverfolgungsvorrichtung
US5631861A (en) 1990-02-02 1997-05-20 Virtual Technologies, Inc. Force feedback and texture simulating interface device
US5283555A (en) * 1990-04-04 1994-02-01 Pandigital Corp. Dimensional continuous motion controller
US4994669A (en) * 1990-07-29 1991-02-19 Stern Michael A Opto-electrical joystick switch having a resilient, rigidly mounted central shaft
WO1992007350A1 (en) * 1990-10-15 1992-04-30 National Biomedical Research Foundation Three-dimensional cursor control device
US5146566A (en) * 1991-05-29 1992-09-08 Ibm Corporation Input/output system for computer user interface using magnetic levitation
US5400054A (en) * 1991-07-12 1995-03-21 Dorst; Gary L. Manually operable device for indicating position on a display screen
JP3206937B2 (ja) * 1991-07-31 2001-09-10 株式会社ニデック 眼科装置用ジョイスティック機構
US5214428A (en) * 1991-09-18 1993-05-25 Gregory Allen Data input grid for computer
US5889670A (en) 1991-10-24 1999-03-30 Immersion Corporation Method and apparatus for tactilely responsive user interface
US5228356A (en) * 1991-11-25 1993-07-20 Chuang Keh Shih K Variable effort joystick
WO1995002860A1 (en) * 1991-11-25 1995-01-26 Chuang Keh Shih Variable effort joystick
US6222525B1 (en) 1992-03-05 2001-04-24 Brad A. Armstrong Image controllers with sheet connected sensors
US6906700B1 (en) 1992-03-05 2005-06-14 Anascape 3D controller with vibration
JP3237927B2 (ja) * 1992-04-30 2001-12-10 株式会社ニデック 眼科装置のジョイスティック機構
US5508719A (en) * 1992-05-01 1996-04-16 Ast Research, Inc. Pressure-actuated pointing device
US5293158A (en) * 1992-05-05 1994-03-08 Alps Electric Co., Ltd. X-Y direction input device
US6100875A (en) * 1992-09-03 2000-08-08 Ast Research, Inc. Keyboard pointing device
US5790108A (en) 1992-10-23 1998-08-04 University Of British Columbia Controller
JP2916842B2 (ja) * 1992-11-11 1999-07-05 アルプス電気株式会社 画面表示制御装置
US5335142A (en) * 1992-12-21 1994-08-02 Ast Research, Inc. Portable computer display tilt/swivel mechanism
US5355148A (en) * 1993-01-14 1994-10-11 Ast Research, Inc. Fingerpoint mouse
US5388990A (en) * 1993-04-23 1995-02-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Virtual reality flight control display with six-degree-of-freedom controller and spherical orientation overlay
US5731804A (en) 1995-01-18 1998-03-24 Immersion Human Interface Corp. Method and apparatus for providing high bandwidth, low noise mechanical I/O for computer systems
US5734373A (en) 1993-07-16 1998-03-31 Immersion Human Interface Corporation Method and apparatus for controlling force feedback interface systems utilizing a host computer
US5805140A (en) * 1993-07-16 1998-09-08 Immersion Corporation High bandwidth force feedback interface using voice coils and flexures
US5721566A (en) 1995-01-18 1998-02-24 Immersion Human Interface Corp. Method and apparatus for providing damping force feedback
CA2167304C (en) * 1993-07-16 1998-04-21 Louis B. Rosenberg Multi degree of freedom human-computer interface with tracking and forcefeedback
US6437771B1 (en) 1995-01-18 2002-08-20 Immersion Corporation Force feedback device including flexure member between actuator and user object
US5767839A (en) * 1995-01-18 1998-06-16 Immersion Human Interface Corporation Method and apparatus for providing passive force feedback to human-computer interface systems
US5724264A (en) * 1993-07-16 1998-03-03 Immersion Human Interface Corp. Method and apparatus for tracking the position and orientation of a stylus and for digitizing a 3-D object
US5739811A (en) 1993-07-16 1998-04-14 Immersion Human Interface Corporation Method and apparatus for controlling human-computer interface systems providing force feedback
WO1995008167A1 (en) * 1993-09-13 1995-03-23 Asher David J Joystick with membrane sensor
US5625576A (en) 1993-10-01 1997-04-29 Massachusetts Institute Of Technology Force reflecting haptic interface
US5467108A (en) * 1994-02-15 1995-11-14 Lexmark International, Inc. Adjustable pointing stick assembly
JPH07281823A (ja) * 1994-04-15 1995-10-27 Hosiden Corp 座標入力装置
US5623582A (en) 1994-07-14 1997-04-22 Immersion Human Interface Corporation Computer interface or control input device for laparoscopic surgical instrument and other elongated mechanical objects
US5821920A (en) 1994-07-14 1998-10-13 Immersion Human Interface Corporation Control input device for interfacing an elongated flexible object with a computer system
US5642469A (en) 1994-11-03 1997-06-24 University Of Washington Direct-drive manipulator for pen-based force display
US5696535A (en) * 1994-11-17 1997-12-09 International Business Machines Corporation Graphics display pointer with integrated selection
US5576704A (en) * 1994-12-01 1996-11-19 Caterpillar Inc. Capacitive joystick apparatus
US5943233A (en) 1994-12-26 1999-08-24 Sharp Kabushiki Kaisha Input device for a computer and the like and input processing method
US6400352B1 (en) 1995-01-18 2002-06-04 Immersion Corporation Mechanical and force transmission for force feedback devices
US6850222B1 (en) 1995-01-18 2005-02-01 Immersion Corporation Passive force feedback for computer interface devices
FR2730329B1 (fr) * 1995-02-06 1997-03-21 Sextant Avionique Dispositif de commande utilisable pour la designation et le deplacement d'un objet sur un ecran
EP0818021B1 (en) * 1995-03-28 1998-12-16 Penny & Giles Controls Ltd. Inductive joystick and signal processing circuit therefor
US5539478A (en) * 1995-05-31 1996-07-23 International Business Machines Corporation Video receiver display and three axis remote control
US5691898A (en) * 1995-09-27 1997-11-25 Immersion Human Interface Corp. Safe and low cost computer peripherals with force feedback for consumer applications
US6166723A (en) 1995-11-17 2000-12-26 Immersion Corporation Mouse interface device providing force feedback
US7113166B1 (en) 1995-06-09 2006-09-26 Immersion Corporation Force feedback devices using fluid braking
US5687080A (en) * 1995-06-20 1997-11-11 Ziba Design, Inc. Multiple axis data input apparatus and method
US5598090A (en) * 1995-07-31 1997-01-28 Caterpillar Inc. Inductive joystick apparatus
US6697748B1 (en) 1995-08-07 2004-02-24 Immersion Corporation Digitizing system and rotary table for determining 3-D geometry of an object
US5959613A (en) 1995-12-01 1999-09-28 Immersion Corporation Method and apparatus for shaping force signals for a force feedback device
US6025832A (en) * 1995-09-29 2000-02-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Signal generating apparatus, signal inputting apparatus and force-electricity transducing apparatus
US5825308A (en) 1996-11-26 1998-10-20 Immersion Human Interface Corporation Force feedback interface having isotonic and isometric functionality
US6639581B1 (en) 1995-11-17 2003-10-28 Immersion Corporation Flexure mechanism for interface device
US6704001B1 (en) 1995-11-17 2004-03-09 Immersion Corporation Force feedback device including actuator with moving magnet
JP2939795B2 (ja) * 1995-11-24 1999-08-25 株式会社ナナオ ビデオモニタの調整システム
JPH09161617A (ja) * 1995-11-30 1997-06-20 Sega Enterp Ltd スイッチ装置
EP0864145A4 (en) 1995-11-30 1998-12-16 Virtual Technologies Inc TACTILE FEEDBACK FOR HUMAN / MACHINE INTERFACE
US7027032B2 (en) 1995-12-01 2006-04-11 Immersion Corporation Designing force sensations for force feedback computer applications
US6219032B1 (en) 1995-12-01 2001-04-17 Immersion Corporation Method for providing force feedback to a user of an interface device based on interactions of a controlled cursor with graphical elements in a graphical user interface
US6028593A (en) * 1995-12-01 2000-02-22 Immersion Corporation Method and apparatus for providing simulated physical interactions within computer generated environments
US8508469B1 (en) 1995-12-01 2013-08-13 Immersion Corporation Networked applications including haptic feedback
US6147674A (en) 1995-12-01 2000-11-14 Immersion Corporation Method and apparatus for designing force sensations in force feedback computer applications
US5956484A (en) * 1995-12-13 1999-09-21 Immersion Corporation Method and apparatus for providing force feedback over a computer network
US6078308A (en) 1995-12-13 2000-06-20 Immersion Corporation Graphical click surfaces for force feedback applications to provide user selection using cursor interaction with a trigger position within a boundary of a graphical object
US6161126A (en) * 1995-12-13 2000-12-12 Immersion Corporation Implementing force feedback over the World Wide Web and other computer networks
US6859819B1 (en) 1995-12-13 2005-02-22 Immersion Corporation Force feedback enabled over a computer network
US5684512A (en) * 1996-05-20 1997-11-04 Schoch; Paul T. Ergonomic apparatus for controlling video or computer equipment
US5767840A (en) * 1996-06-28 1998-06-16 International Business Machines Corporation Six-degrees-of-freedom movement sensor having strain gauge mechanical supports
US8674932B2 (en) * 1996-07-05 2014-03-18 Anascape, Ltd. Image controller
US6125385A (en) * 1996-08-01 2000-09-26 Immersion Corporation Force feedback implementation in web pages
US5990869A (en) * 1996-08-20 1999-11-23 Alliance Technologies Corp. Force feedback mouse
US6024576A (en) 1996-09-06 2000-02-15 Immersion Corporation Hemispherical, high bandwidth mechanical interface for computer systems
US7489309B2 (en) 1996-11-26 2009-02-10 Immersion Corporation Control knob with multiple degrees of freedom and force feedback
US6686911B1 (en) 1996-11-26 2004-02-03 Immersion Corporation Control knob with control modes and force feedback
GB2321108A (en) * 1997-01-08 1998-07-15 David Alan Woodfield Input device for inputting positional information
TW445426B (en) * 1997-05-10 2001-07-11 Acer Peripherals Inc Capacitance sensing type pointing device
US5912659A (en) * 1997-09-03 1999-06-15 International Business Machines Corporation Graphics display pointer with integrated selection
US6252582B1 (en) * 1998-08-11 2001-06-26 Varatouch Technology Incorporated Ergonomic pointing device
US5911627A (en) 1997-10-23 1999-06-15 Logitech, Inc. Electromagnetic joystick using varying overlap of coils and conductive elements
US6211861B1 (en) 1998-06-23 2001-04-03 Immersion Corporation Tactile mouse device
JP2000047811A (ja) * 1998-07-27 2000-02-18 Alps Electric Co Ltd 入力装置
US6181327B1 (en) * 1998-08-04 2001-01-30 Primax Electronics Ltd Computer joystick
US6246391B1 (en) * 1998-12-01 2001-06-12 Lucent Technologies Inc. Three-dimensional tactile feedback computer input device
US6501458B2 (en) 1999-06-30 2002-12-31 Caterpillar Inc Magnetically coupled input device
US6982696B1 (en) 1999-07-01 2006-01-03 Immersion Corporation Moving magnet actuator for providing haptic feedback
US6480183B1 (en) * 1999-07-23 2002-11-12 Logitech Europe S.A. Digital joystick using capacitive sensor
JP2001092592A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Sony Corp 入力装置、情報処理装置
US7602376B1 (en) 2000-02-22 2009-10-13 P.I. Engineering, Inc. Moving dielectric, capacitive position sensor configurations
DE10012436A1 (de) * 2000-03-15 2001-10-11 Volkswagen Ag Stellelement
US6854554B2 (en) * 2000-12-15 2005-02-15 Clark Equipment Company Joystick steering on power machine with filtered steering input
US6445311B1 (en) * 2000-12-21 2002-09-03 G. Burnell Hohl Inductive joystick
US6724198B2 (en) 2000-12-21 2004-04-20 G. Burnell Hohl Inductive sensory apparatus
IL143255A (en) 2001-05-20 2015-09-24 Simbionix Ltd Endoscopic ultrasonography simulation
DE10211392B4 (de) * 2002-03-15 2011-03-24 Paragon Ag Bedienungsvorrichtung sowie Verfahren zur Erfassung der Schaltposition eines Schalthebels einer Bedienvorrichtung
US7474296B2 (en) * 2002-04-12 2009-01-06 Obermeyer Henry K Multi-axis joystick and transducer means therefore
US6748604B2 (en) * 2002-05-30 2004-06-15 Finger Fitting Products, Inc. Glove massager
US20040130525A1 (en) * 2002-11-19 2004-07-08 Suchocki Edward J. Dynamic touch screen amusement game controller
EP1422492A1 (en) * 2002-11-22 2004-05-26 Mecos Traxler AG Device for contact-less measurement of distances in multiple directions
US6831542B2 (en) * 2003-02-26 2004-12-14 International Business Machines Corporation Micro-electromechanical inductive switch
US7850456B2 (en) 2003-07-15 2010-12-14 Simbionix Ltd. Surgical simulation device, system and method
US7400317B2 (en) * 2003-08-29 2008-07-15 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Finger navigation system using captive surface
US7411576B2 (en) 2003-10-30 2008-08-12 Sensable Technologies, Inc. Force reflecting haptic interface
US7557796B2 (en) 2004-12-22 2009-07-07 Delphi Technologies, Inc. Joystick sensor with two-dimensional image sensing
US20060170654A1 (en) 2005-02-02 2006-08-03 Delphi Technologies, Inc. No tilt joystick with CCD sensing
JP4546894B2 (ja) * 2005-08-04 2010-09-22 富士通コンポーネント株式会社 触覚情報提示用アクチュエータ
US20070035516A1 (en) * 2005-08-09 2007-02-15 Delphi Technologies, Inc. Joystick sensor with light detection
US20070091065A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Misek Brian J Self-aligning pointing device having ESD protection
US8500451B2 (en) 2007-01-16 2013-08-06 Simbionix Ltd. Preoperative surgical simulation
US8543338B2 (en) 2007-01-16 2013-09-24 Simbionix Ltd. System and method for performing computerized simulations for image-guided procedures using a patient specific model
DE102007011064A1 (de) * 2007-03-07 2008-09-11 Paragon Ag Bedienvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Ausgangssignalen derselben
US20090295724A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Wen-Feng Cheng Adjustable torque joystick
US9870021B2 (en) 2009-04-15 2018-01-16 SeeScan, Inc. Magnetic manual user interface devices
AT11896U1 (de) 2010-04-08 2011-06-15 Palfinger Ag Kontaktloses elektrisches steuergerät
EP2572259A4 (en) 2010-05-18 2014-10-15 Seescan Inc USER INTERFACE DEVICES, APPARATUS AND METHODS
EP3179330B1 (en) 2010-08-20 2020-03-18 SeeScan, Inc. Magnetic sensing user interface device
WO2012051357A1 (en) 2010-10-12 2012-04-19 Mark Olsson Magnetic thumbstick user interface devices
WO2012064785A1 (en) 2010-11-08 2012-05-18 Mark Olsson Slim profile magnetic user interface devices
TW201222332A (en) * 2010-11-17 2012-06-01 Kye Systems Corp Three-dimension control devices of computer input devices
EP2671129B1 (en) 2010-12-02 2016-03-09 SeeScan, Inc. Magnetically sensed user interface apparatus and devices
US8576170B2 (en) 2011-01-10 2013-11-05 International Business Machines Corporation Joystick type computer input device with mouse
RU2455678C1 (ru) * 2011-01-13 2012-07-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" Способ коммутации электрических цепей и многофункциональный переключатель для его осуществления
US9678577B1 (en) 2011-08-20 2017-06-13 SeeScan, Inc. Magnetic sensing user interface device methods and apparatus using electromagnets and associated magnetic sensors
DE102011082142A1 (de) * 2011-09-05 2013-03-07 Continental Automotive Gmbh Bedieneinrichtung
EP2997453B1 (en) 2013-05-17 2020-10-21 SeeScan, Inc. User interface devices
DE102016206482B4 (de) 2016-04-18 2018-03-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Touchsensor
DE102016206782A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Messanordnung zur kontaktlosen Messung einer Relativbewegung oder einer Relativposition und Verfahren
FR3071076B1 (fr) * 2017-09-13 2022-07-08 Zodiac Aero Electric Dispositif de commande pour interface homme-machine a elements electro-actifs
JP7281690B2 (ja) * 2018-09-20 2023-05-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 位置検出装置
EP3918440A4 (en) * 2019-01-31 2022-03-02 Razer (Asia-Pacific) Pte. Ltd. INDUCTIVE HANDLE
WO2023157299A1 (ja) * 2022-02-21 2023-08-24 任天堂株式会社 入力装置およびコントローラ

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3350956A (en) * 1965-07-06 1967-11-07 Gen Dynamics Corp Six-degree of freedom integrated controller
US3373957A (en) * 1966-03-28 1968-03-19 Budde Wolfgang Remote vehicle control
US3394611A (en) * 1966-04-25 1968-07-30 Bell Telephone Labor Inc Output control device with adjustable self-returning null
FR2086527A5 (nl) * 1970-04-01 1971-12-31 Clausin Pierre
US3707093A (en) * 1970-09-10 1972-12-26 Marotta Scientific Controls Multi-power control system with single control stick
NL8002727A (nl) * 1980-05-12 1981-12-16 Applied Electronics Bv Kontaktloze, elektrische besturingshandel.
US4425511A (en) * 1981-02-09 1984-01-10 Amnon Brosh Planar coil apparatus employing a stationary and a movable board
US4685678A (en) * 1982-08-13 1987-08-11 Bally Manufacturing Corporation Position transducer system for a joystick
GB2127134A (en) * 1982-08-13 1984-04-04 Bally Mfg Corp Interactive joystick
US4584577A (en) * 1982-10-20 1986-04-22 Brookes & Gatehouse Limited Angular position sensor
US4639667A (en) * 1983-05-23 1987-01-27 Andresen Herman J Contactless controllers sensing displacement along two orthogonal directions by the overlap of a magnet and saturable cores
GB8322640D0 (en) * 1983-08-23 1983-09-28 Burgess Micro Switch Co Ltd Manuallyoperable control mechanism
DE3405688A1 (de) * 1984-02-17 1985-08-22 Paul 4992 Espelkamp Gauselmann Vorrichtung mit einem schwenkbaren steuerknueppel, insbesondere fuer bildschirm-spielgeraete
NL8401391A (nl) * 1984-05-02 1985-12-02 Inductive Control Syst Kontaktloze elektrische besturingsinrichting.
US4584443A (en) * 1984-05-14 1986-04-22 Honeywell Inc. Captive digit input device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2840241B2 (ja) 1998-12-24
DE3769081D1 (de) 1991-05-08
EP0266829A1 (en) 1988-05-11
EP0266829B1 (en) 1991-04-03
US4879556A (en) 1989-11-07
ATE62344T1 (de) 1991-04-15
JPS63170726A (ja) 1988-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8602697A (nl) Joystick.
US4639667A (en) Contactless controllers sensing displacement along two orthogonal directions by the overlap of a magnet and saturable cores
US4733214A (en) Multi-directional controller having resiliently biased cam and cam follower for tactile feedback
CN101238353B (zh) 对用于介入设备定位的传感器进行磁跟踪的系统和方法
CA1311273C (en) Direct current position measuring device
JP3907210B2 (ja) 電場および／または磁場を測定するフィールドセンサーと装置およびその方法
EP0799445B1 (en) Input apparatus for a data processing system
DE102010031142A1 (de) Erfassung eines metallischen oder magnetischen Objekts
JP2005517937A (ja) 磁界センサ
JPH0563087B2 (nl)
JP3403730B2 (ja) 磁気軸受の調整器
CN106353556B (zh) 电流传感器及电流感应方法
CN114264859A (zh) 一种电流传感器
GB2232490A (en) Torque measuring arrangements
EP1040357A1 (en) Acceleration sensor
US7106052B2 (en) Inductive proximity switch with differential coil arrangement
US7898250B2 (en) Coupled fluxgate magnetometers for DC and time-varying target magnetic field detection
JP2012112842A (ja) 電流センサ
GB2117154A (en) Hand-written character recognition device
US6191698B1 (en) Magnetic testing apparatus
NL7908848A (nl) Inrichting voor het bepalen van de positie van een beweegbaar orgaan ten opzichte van een vast ondersteuningsorgaan.
US9151639B2 (en) Two-dimensional inductive position sensing system
US9170086B1 (en) Inductive position sensor
JP2000046503A (ja) 変位センサ
US7145319B2 (en) Electrical conductor locating device

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed