本发明专利技术公开了一种摇杆及其校准方法，包括基座、法兰座、摇杆球、摇杆、弹簧和具有霍尔元件的电路板；基座和法兰座可拆卸连接，将所述摇杆球定位安装在基座和法兰座形成的球形腔体中；摇杆球内装有磁性部件，具有霍尔元件的电路板设于摇杆球下方，和摇杆球内的磁性部件非接触式对置；摇杆的一端穿过法兰座和基座，与摇杆球相连，并带动摇杆球在球形腔体内转动，在摇杆球的带动下，磁性部件相对霍尔元件作弧线圆周运动，霍尔元件根据磁性部件的相对运动采集输出模拟信号，从而控制电机的转速。本发明专利技术结构紧凑，简化了生产过程中标定和测试的流程、并有效提高了操纵手感，能够将控制电路板和控制算法集成在摇杆内部，能够实现摇杆控制设备的小型化。控制设备的小型化。控制设备的小型化。
【技术实现步骤摘要】
一种二维霍尔摇杆装置及校准方法
[0001]本专利技术涉及摇杆自动控制，尤其涉及一种二维霍尔摇杆装置，同时还涉及摇杆的校准方法。
技术介绍
[0002]轮椅的乘坐使用，主要是提供于腿脚不便的残障人士，当前的轮椅结构中，除了一般用于手动推动的简易轮椅以外，还有一种具有动力装置配以摇杆装置加以控制的设计，依靠摇杆装置操作动力装置进行运动，使动力装置的电机可以正传或反转，以及用摇杆装置操控轮椅相连的控制器以控制电机，从而能够操作轮椅前进、后退、左转或右转动作。
[0003]霍尔摇杆通过内部磁传感器测量磁场变化以获取摇杆的运动状态。传感器、磁性部件一旦选定，摇杆的量程和精度也即确定；而采用可编程的霍尔传感器则需要复杂繁琐的校定、编程工作，给生产带来更高的成本和更复杂的工艺流程。
[0004]在电控操作系统中，一般多采用摇杆来控制电动轮椅的移动方向及移动速度等。基于霍尔效应的二维霍尔摇杆操作方便，线性度好，工作稳定性高，逐渐成为电动车轮椅手柄摇杆中的主流设备。电动轮椅一般采用双电机驱动两轮随动的结构方式，而搭配相匹配的稳定可靠的控制器就变成了产品成功的重要因素了。现有的控制摇杆其内部各部件的布局较为松散，导致其整体体积较大。同时市面上的摇杆，输出大多是以模拟量的形式，无内部MCU和陀螺仪，无法将控制算法进行集成。
技术实现思路
[0005]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种操作方便、线性度好、工作稳定性高的二维霍尔摇杆装置，本专利技术的另一目的是提供一种摇杆装置的校准方法。
[0006]技术方案：本专利技术的所述的一种摇杆装置，包括基座、法兰座、摇杆球、摇杆、弹簧和具有霍尔元件的电路板；所述基座内包括一半球形腔体I，所述法兰座内包括一与半球形腔体I尺寸适配的半球形腔体II，基座和法兰座可拆卸连接，将所述摇杆球定位安装在半球形腔体I和半球形腔体II形成的球形腔体中；所述摇杆球内装有磁性部件，所述具有霍尔元件的电路板设于摇杆球下方，和摇杆球内的磁性部件非接触式对置；所述摇杆的一端穿过法兰座和基座，与摇杆球相连，并带动摇杆球在球形腔体内转动，在摇杆球的带动下，磁性部件相对霍尔元件作弧线圆周运动，霍尔元件根据磁性部件的相对运动采集输出模拟信号，从而控制受控器件的转速。
[0007]进一步的，所述具有霍尔元件的电路板包括微处理器、磁传感器模块、姿态传感器模块和通信模块；；所述微处理器接收磁传感器模块的磁力信号、姿态传感器模块检测到的姿态信号，通信模块将算法反馈的各种数据及信号发送至系统总线，并将控制信号发送至受控器件。
[0008]进一步的，在基座和法兰座之间，设有定位环；所述定位环两端伸出的定位柱一侧
与法兰座的凹槽I相连，并抵住摇杆球两端，另一侧与基座的凹槽II相连。所述凹槽I和凹槽II优选为环形槽。
[0009]进一步的，还包括限位套和限位挡圈；所述限位套安装在摇杆下端，并与法兰座相抵，所述限位挡圈安装在摇杆上端。摇杆上还套设有弹簧，所述弹簧的一端与摇杆上端的限位挡圈相抵，另一端套装在限位套上，并与限位套相抵。
[0010]进一步的，所述法兰座的下端设有若干围绕所述半球形腔体I分布的卡勾，所述基座上设有若干和所述卡勾适配的卡槽，法兰座通过所述卡勾和基座卡接固定。
[0011]进一步的，所述法兰座和基座之间通过定位结构加固连接，所述定位结构包括基座上的定位柱和法兰座上面的定位孔，所述定位柱和定位孔过盈配合。
[0012]进一步的，还包括底座；所述基座一侧伸出四支连接柱，所述连接柱上开设有螺纹孔并通过螺栓与电路板及底座连接固定。
[0013]一种基于所述二维霍尔摇杆装置的摇杆校准方法，包括如下步骤：
[0014](1)采用编程夹具将摇杆摆动至各个限制位置，标定摇杆的量程、幅值、线性度；
[0015](2)借助测试装置，将摇杆摆动至预设的摆角及摆幅，记录输出值并与理想值比较，批量测试后，根据测试结果筛选出不合格情况信息；所述不合格情况包括测试装置测试摇杆时预设摆角位置处的电压幅值超出理想范围，则该摇杆被测试装置判定为不合格品，对不合格品进行重新标定处理亦或者更换相应的故障零部件使摇杆达到符合测试要求的合格状态。
[0016]和现有技术相比，本专利技术具有如下显著效果：
[0017]1、结构简单紧凑，安装维修方便，操作感流畅，能够实现摇杆控制设备的小型化。
[0018]2、集成MCU和陀螺仪传感器，输出报警信息及修正摇杆输出以提升控制性能。
[0019]3、借助配套标定夹具、配套测试工装简化了生产过程中标定和测试的流程。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的结构立体图；
[0021]图2是图1的A-A剖视图；
[0022]图3是图1的B-B剖视图；
[0023]图4是图1的立体图；
[0024]图5是图4的爆炸图；
[0025]图6是图4中法兰座的立体图；
[0026]图7是图4中基座的立体图；
[0027]图8是图4中定位环的立体图；
[0028]图9为本专利技术控制系统框图；
[0029]图10为本专利技术输出的信号示意图；
[0030]图11为本专利技术标定装置示意图；
[0031]图12为本专利技术测试装置示意图；(a)为摇杆处于释放状态(自然状态)，(b)为摇杆处于测试状态。
具体实施方式
[0032]下面结合实施例和附图对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。
[0033]一种摇杆装置，包括基座1、法兰座2、摇杆3、底座4、弹簧5、摇杆球6、定位环7和具有霍尔元件的电路板(PCB)11，法兰座2内包括一半球形腔体I，基座1内包括一半球形腔体II，带有磁性部件(可选为磁铁或者其他金属)的摇杆球6位于半球形腔体I和半球形腔体II适配形成的球形腔体2-1内，法兰座2上具有定位孔2-4，基座1上具有定位柱I1-4，摇杆3的一端穿过法兰座2和基座1与摇杆球6相连，并能够带动摇杆球6在球形腔体2-1内转动，限位套10套装在摇杆3上，并与法兰座2相抵，弹簧5套装在摇杆3上，且一端与摇杆3上端的限位挡圈9相抵，另一端套装在限位套10上，并与限位套相抵，弹簧5起到对摇杆3的定位、及复位作用。限位挡圈9卡装在摇杆3上，定位环7两端伸出的定位柱II 7-1一侧与法兰座2的环形凹槽I 2-3安装，并抵住摇杆球6两端凹槽III 6-1，另一侧与基座1的环形凹槽II 1-3安装。
[0034]参见图1、2、4、5、6，摇杆3上装有限位挡圈9，弹簧5的一端与限位挡圈9相抵，另一端套装在限位套10上，并与限位套10相抵；这样就能使弹簧5的一端抵住限位挡圈9，且另一端也抵住限位套10，就能使弹簧5在不受外力的情况下将摇杆3定位与法兰座2端面垂直，弹簧5主要起复位作用，使摇杆3复位，并最大可能保持弹簧的软度，达到操纵的最佳体验。
[0035]参见图4、6、7、8，法兰座2上的一端具有卡勾2-5及螺纹孔2-2，基座1的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二维霍尔摇杆装置，其特征在于：包括基座、法兰座、摇杆球、摇杆、弹簧和具有霍尔元件的电路板；所述基座内包括一半球形腔体I，所述法兰座内包括一与半球形腔体I尺寸适配的半球形腔体II，基座和法兰座可拆卸连接，将所述摇杆球定位安装在半球形腔体I和半球形腔体II形成的球形腔体中；所述摇杆球内装有磁性部件，所述具有霍尔元件的电路板设于摇杆球下方，和摇杆球内的磁性部件非接触式对置；所述摇杆的一端穿过法兰座和基座，与摇杆球相连，并带动摇杆球在球形腔体内转动，在摇杆球的带动下，磁性部件相对霍尔元件作弧线圆周运动，霍尔元件根据磁性部件的相对运动采集输出模拟信号，从而控制受控器件的转速。2.根据权利要求1所述的二维霍尔摇杆装置，其特征在于：所述具有霍尔元件的电路板包括微处理器、磁传感器模块、姿态传感器模块和通信模块；所述微处理器接收磁传感器模块的磁力信号、姿态传感器模块检测到的姿态信号，通信模块将算法反馈的各种数据及信号发送至系统总线，并将控制信号发送至受控器件。3.根据权利要求1所述的二维霍尔摇杆装置，其特征在于：在基座和法兰座之间，设有定位环；所述定位环两端伸出的定位柱一侧与法兰座的凹槽I相连，并抵住摇杆球两端，另一侧与基座的凹槽II相连。4.根据权利要求3所述的二维霍尔摇杆装置，其特征在于：所述凹槽I和凹槽II为环形槽。5.根据权利要求1所述的二维霍尔摇杆装置，其特征在于：还包括限位套和限位挡圈；所述限位...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄达城，张苏园，张轶，费凯成，罗浩珏，
申请(专利权)人：南京康尼智控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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