利用两个光学传感器产生向量信号输出的计算机操纵杆制造技术

一种计算机操纵杆，利用两个光学传感器产生向量信号输出，包括：壳体；操纵杆机构，包括两个相互垂直的转轴、控制杆、传动机构，控制杆连接于传动机构，当控制杆摇动时，两个转轴被传动机构带动以反映控制杆的位移；两个光学传感器，用于探测转轴的转动并产生位移信号；和控制电路，包括存储器，和处理器，其电连接于两个光学传感器，用于根据产生的位移信号更改位置坐标以实时显示控制杆的目前位置，并产生向量信号输出。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计算机操纵杆，尤其是指一种利用两个光学传感器来产生向量信号输出的计算机操纵杆。计算机操纵杆是一种二维(two-dimentional)位移控制系统，它利用一支垂直设立的控制杆来持续产生许多二维的向量信号，这些向量信号表示控制杆目前的倾斜方向以及倾斜角度。计算机操纵杆产生的向量信号与计算机鼠标器产生的位移信号不同，当鼠标器被朝向某一方向移动时，它所产生的位移信号用于表示位移的方向和位移量。当鼠标器停止移动时，它所产生的位移信号不具有任何位移量，但是当计算机操纵杆停止移动时，它所产生的向量信号仍会持续反映它目前所在的倾斜方向以及倾斜角度。许多机械式的计算机操纵杆都利用一支垂直设立的控制杆通过传动机构来带动两个转轴，然后再用由两个可变电阻制成的位置传感器来检测两个转轴的角度，由这两个所测得的角度就可以知道控制杆目前的倾斜方向以及倾斜角度，并产生相应的向量信号。可变电阻经过校正处理后，可以很精确地将控制杆的机械位移转换成相应的向量信号。然而在测量控制杆的移动时，可变电阻的表面会产生机械性磨擦，这种机械性磨擦经过长时间累积后会降低可变电阻的品质，甚至造成损坏。此外，多数计算机操纵杆都是用于计算机游戏中，而通常的计算机游戏使用者在使用计算机操纵杆时都会发生施力过大的情况，这种使用方式使得可变电阻表面的机械磨擦效应更加严重，因此更加速缩短了计算机操纵杆的寿命。因此，本专利技术的目的在于提供一种利用光学传感器来取代传统可变电阻的计算机操纵杆，以解决前述可变电阻因机械磨擦而产生的问题。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供一种计算机操纵杆，包括一壳体，其上端设有一开口；一操纵杆机构，其包括两个相互垂直的转轴，其设于该壳体内，一控制杆，它设于所述壳体上端的所述开口内，和一传动机构，它设于所述控制杆下端，用于带动所述两个转轴；两个光学传感器，其分别设置于所述壳体内位于所述两个转轴的一侧，用于探测所述两个转轴的转动，并产生相应的位移信号；和一控制电路，其包括一存储器，用于储存一位置坐标，以显示控制杆在两个垂直方向上的目前位置，和一处理器，其电连接于两个光学传感器，用于根据由两个光学传感器产生的位移信号来更改位置坐标，以使其实时显示控制杆的目前位置，并根据位置坐标来产生一向量信号输出。本专利技术的计算机操纵杆的优点在于，能够解决传统操纵杆因使用可变电阻所带来的问题，并且为使用者提供一种低价格及高精度的计算机操纵杆。以下将结合附图详细说明本专利技术，附图中附图说明图1为本专利技术计算机操纵杆的外视图；图2为图1所示计算机操纵杆沿切线2-2的剖面图；图3为图2中控制杆下端的半球体以及设置于其下方的两个转轴的仰视图；图4为本专利技术计算机操纵杆中光学传感器与控制电路装置电连接的电路框图。参照图1，图1为本专利技术计算机操纵杆10的外视图。计算机操纵杆10包括用于容纳所有电子及机械零件的外壳12；用于校正控制杆14的位置坐标的校正钮15；和设置于外壳12上端开口16中的控制杆14。控制杆14能够在角度18°内自由摇动。参照图2及图3。图2是计算机操纵杆10沿切线2-2的剖面图，其表示计算机操纵杆10的机械结构。图3为图2中控制杆14下端的传动机构24以及设置于其下方的两个转轴38、40的仰视图。计算机操纵杆10包括外壳12，其上端设有开口16；操纵杆机构20，其包括两个相互垂直的转轴38、40，它们设置于壳体12内，用于测量控制杆14在两个相互垂直方向X及Y上的移动量，控制杆14设置于壳体12上端开口16内，并且半球体形状的传动机构24设置于控制杆14下端，用于带动两个转轴38、40；两个光学传感器42、44，它们分别设置于壳体12内位于两个转轴38、40一侧，用于探测两个转轴38、40的转轴，并产生相应的位移信号；控制电路48，其包括存储器50，用于储存一位置坐标(X,Y)，以显示控制杆14在两个垂直方向X及Y的目前位置，以及处理器54，它与两个光学传感器42、44电连接，用于根据由两个光学传感器42、44产生的位移信号来更改存储器50内的位置坐标，以使其实时显示控制杆14的目前位置，并依据该位置坐标来产生一向量信号并经由输出端52输出到计算机(未示出)；和校正钮15，用于校正控制杆14的位置坐标。控制杆14的中间部位包括球状握轴22，它以一种可前后左右摇动的方式设置于外壳12上端的开口16；半球体形状的传动机构24，它设置于控制杆14的底端，并与两个相互垂直的转轴38、40相接触。当控制杆14被摇动时，传动机构24同时带动两个转轴38、40，此时两个光学传感器42、44分别产生相应的位移信号。通过这些位移信号，处理器54实时算出两个转轴38、40的转动方向以及转动角度，即ΔX和ΔY，并将其累计到存储器50内的位置坐标(X,Y)，以使其实时显示控制杆14的目前位置。同时，处理器54也持续地根据该位置坐标来产生一向量信号并经由输出端52输出。为了能正确产生用于显示控制杆14目前位置的向量信号，处理器54必需持续地将由两个光学传感器42、44产生的位移信号累计至储存于存储器50内的位置坐标内。如果在这种累计过程中出现错误的信号或状况，这些错误有可能会造成累计错误。在这种情况下储存于存储器50内的位置坐标必须校正，否则有可能使处理器54产生错误的向量信号。此外，在开始使用计算机操纵杆10时，计算机操纵杆10也需要能设定控制杆14的起始坐标以使处理器54能开始正确累计控制杆14的目前位置。校正控制杆14的位置坐标(X,Y)的方式有很多种，校正钮15即是用于校正控制杆14的位置坐标的。校正钮15的使用方式非常简单，按动校正钮15便可使处理器54将位置坐标(X,Y)归零。因此当控制杆14处于无使用者的外力干预的状态时，使用者可以利用校正钮15来将位置座标(X,Y)归零。校正钮15也可以配合其它预定位置来使用，例如计算机操纵杆10的厂商可以将某一个预定位置的位置坐标储存于存储器50内，并要求使用者在校正位置坐标(X,Y)时需将控制杆14移至该预定位置，然后再按动校正钮15以使处理器54能将位置坐标(X,Y)设定为该预定位置的位置坐标。按动校正钮15所产生的信号也可以由一个计算机来发出，也就是说，使用者可以由一个与计算机操纵杆10的输出端52相连的计算机来发出校正信号以使处理器54将位置坐标(X,Y)适当校正。如果利用这种方式，计算机操纵杆10的校正钮15就可以省去不用，从而节省成本。上述的方式需要使用者将控制杆14置于一预定位置，然后再利用计算机操纵杆10的校正钮15或与其相连的计算机来校正控制杆14的位置坐标(X,Y)，因此很不方便。图4表示一种可自动校正控制杆14的位置坐标(X,Y)的设计。参照图4，图4为本专利技术另一计算机操纵杆60，它与计算机操纵杆10的不同之处在于，计算机操纵杆60使用位置探测器62而不是校正钮15，位置探测器62用于探测控制杆14的位置并自动校正控制杆14的位置坐标(X,Y)。计算机操纵杆60的电路结构与图3所示的计算机操纵杆10的电路结构相似，不同之处仅在于校正钮15由位置探测器62取代。位置探测器62设于控制杆14的下方，其包括反光片64，它设置于半球体形状的传动机构24的底端，用于反射光线；发光二极管66，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机操纵杆，包括：一壳体，其上端设有一开口；一操纵杆机构，其包括：两个相互垂直的转轴，其设于该壳体内；一控制杆，它设于所述壳体上端的所述开口内；和一传动机构，它设于所述控制杆下端，用于带动所述两个转轴；两个光学传感器，其分 别设置于所述壳体内位于所述两个转轴的一侧，用于探测所述两个转轴的转动，并产生相应的位移信号；和一控制电路，其包括：一存储器，用于储存一位置坐标，以显示所述控制杆在所述两个垂直方向上的目前位置；和一处理器，其电连接于所述两个光学传感器，用 于根据由所述两个光学传感器产生的位移信号来更改所述位置坐标，以使其实时显示所述控制杆的目前位置，并根据所述位置坐标来产生一向量信号输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书铭，
申请(专利权)人：致伸实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]