用于控制屏幕上光标移动的跟踪球制造技术

本发明专利技术提出了一种装置（２０），其包括外壳和两个编码轴杆（３２Ｌ，３２Ｔ），利用一跟踪球（３０）驱使该编码轴杆转动，依赖于每根编码轴杆的转动，使活动编码件（４４Ｌ，４４Ｔ）转动，该活动编码件属于一控制信号发生器的部件，其特征在于，该控制信号发生器包括：活动接触杆（７０Ｌ，７０Ｔ），其在静止状态下垂直取向，且其下端段（７８Ｌ，７８Ｔ）容纳在两个固定且相对的接线片（Ｐ５Ｌ－Ｐ６Ｌ，Ｐ５Ｔ－Ｐ６Ｔ）之间，该活动接触杆被可倾转地安装；以及小齿轮（４４Ｌ，４４Ｔ），该小齿轮的转动依赖于编码轴杆，活动接触杆（７０Ｌ，７０Ｔ）的上端段（６８Ｌ，６８Ｔ）容纳在该小齿轮的两个连续齿（４５Ｌ，４５Ｔ）之间，由此使该杆倾转，以在下端段与两固定接线片中的一个之间建立电接触。（*该技术在2022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通常称之为“跟踪球”的控制装置，或者一种跟踪球式用户输入装置，在该装置内，一球体部分地穿过外壳的一个孔。因此，本专利技术涉及这样一种控制装置，其包括一外壳，该外壳内设置有两个相互垂直的旋转编码轴杆，利用可转动地安装在外壳内的一跟踪球驱使每根编码轴杆朝向两个方向转动，依赖于每根编码轴杆的转动，使一活动编码件转动，该活动编码件属于一控制信号发生器的一个部件，特别地，该控制信号发生器用于在电子装置的屏幕上移动光标。
技术介绍
人们已知，大量这种类型装置的具体实施例应用于控制所谓手提式计算机的光标。利用球体来驱动轴杆的设计是各式各样的，具体地有利用摩擦的设计或者利用磁耦合的设计。EP-A-1073004公开了一种例子。同时，人们为每个信号发生器也提出了各式各样的设计，例如接触刷编码轮式、光电式或电磁式。可依据所需要的精确度、可靠度、集成度、以及具有相应控制装置的电子装置的功能，在各种驱动方式和各种信号发生器的设计中进行选择。装置在备用状态或静止状态的耗电量也是做出选择的一个重要参数，在光电编码系统的情况下，耗电量可能相当大。在适应尺寸限定的某种电子装置时，该控制装置的整体尺寸以及电连接的可能性是决定因素。人们要求控制装置能在屏幕上和/或在滚动菜单上移动光标，也称之为“导航”。这种要求对于“手提式计算机”类装置相当重要，类似于使用手提式计算机的方式，该控制装置用以从屏幕上提供的选择项中调用更多的功能和服务。此外，人们还希望能使用至少一个输入按钮，使用者通过操纵球体而压下该输入按钮以做出一项选择，该选择项对应于屏幕上光标所到达的位置。此外，屏幕尺寸计划增大大约40至80mm，因而必须采用相当有效的导航系统，使光标能朝向所有方向、不仅是传统的两垂直交叉方向精确移动。例如，文件US-A-5901222(LUCENT TECHNOLOGIES)说明了这种要求，该文件提出了一种便携式人机通信装置，该装置的使用者界面仅由一个或多个屏幕以及一个单独的“跟踪球”式装置组成，在没有任何键盘和其它任何开关控制按钮的情况下，可推动或下压该跟踪球，以自菜单上输入光标的位置或做出一个选择。文件DE-A-4107085也提出了一种控制装置，该控制装置与一下部输入开关连接，使用者通过压下球体并经由一垫片(bead)而作用于该输入开关，其中，该垫片插入在球体与开关的触发件之间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种以上所述“跟踪球”式控制装置的改进设计，该装置的尺寸相当小且成本低，同时该装置具有人机交互性和可靠性，易于将其集成为便携式人机通信装置，特别地还考虑到其各个电输出端的连接。为此，本专利技术提出了这样一种装置，其特征在于，控制信号发生器包括活动接触杆，当该活动接触杆弹性回复至其静止状态时，该活动接触杆基本上沿垂直方向，该杆的下端段容纳在两个垂直取向、固定且相对的接线片之间，并与两接线片相隔一定间隙，将活动接触杆安装成可绕一水平轴倾转，该水平轴平行于相应编码轴杆的轴；以及小齿轮，该小齿轮的转动依赖于相应的编码轴杆，在静止状态下，活动接触杆的上端段容纳在该小齿轮的两个连续齿之间，由此当驱使相应的编码轴杆转动时，就使得接触杆顺时针或逆时针转动，从而在下端段与两固定接线片之一之间建立电连接，并且当相应编码轴杆的转角超过一特定角度时，上端段自动地移离由该两连续齿所限定的空间。依照本专利技术的其它特征-转轴垂直位于活动接触杆的下端段和上端段之间；-活动接触杆的转动依赖于一扭转弹簧一端的最后一匝，该扭转弹簧由金属丝制成并具有一水平轴，扭转弹簧的圆筒状主体容纳在外壳内，扭转弹簧的另一端被可转动地锁定；-下端段是活动接触杆的下部自由端段；-上端段是一180°弯曲段，该弯曲段使活动接触杆与弹簧的最后一匝连接；-弯曲段位于一个垂直平面内，该垂直平面平行于弹簧的轴，并基本上与该弹簧主体的外表面相切；-弹簧的水平轴相对于相应编码轴杆的轴横向偏置；-接触杆与弹簧制成一体；-外壳包括一朝向顶端垂直敞开的下部，该下部的底部内设置有固定接线片，该下部具有朝向顶端敞开的凹进，该凹进用于容纳每根编码轴杆的跨段，以将编码轴杆可转动地安装在外壳内，该下部还具有整体形状呈半圆柱形的凹进，该凹进用于容纳每个弹簧的圆柱状主体；-该装置还包括一电开关，该电开关特别地用于输入该光标在该屏幕上的位置，电开关包括至少两个设置在外壳底部内的固定接线片以及一个形状通常为拱形的触发件，在施加给球体的垂直方向负载的作用下，该触发件自静止状态发生弹性变型，以在两固定接线片之间建立电连接；-触发件包括一中央部分，该中央部分限定了一个形式为内凹球状盖的凹穴，该凹穴直接接收跟踪球的一部分；-电开关的固定接线片以及信号发生器的固定接线片为位于一扁平电缆一端的上表面上的导电接线片，该扁平电缆位于外壳下部的底部内；-弹簧为一种螺旋弹簧，该螺旋弹簧的第一匝经由一连接段垂直向下延伸，扁平电缆的上表面包括一额外的固定接线片，该固定接线片与连接段电接触；-跟踪球的转动中心位于这样一个水平面的下方，编码轴杆的轴位于该水平面内；-利用球体的摩擦来驱使每根编码轴杆转动；-在静止状态下，触发件向上弹性推动跟踪球，使跟踪球与编码轴杆接触，并使跟踪球向上支承在相对于跟踪球中心偏置的一实体拱基(solid abutment)上；-设置有用于照射跟踪球的装置；-所述照射装置包括设置在装置主体内的至少一个光源，用于直接或间接地照射跟踪球表面；-外壳包括一朝向顶端垂直敞开的下部，该下部的底部内设置有固定接线片，同时该下部的底部内设置有至少一个光源；-所述触发件包括几个径向分支，所述光源设置在两个相邻的所述径向分支之间；-所述照射装置包括至少一个彩色发光二极管；-该装置还包括用于擦拭跟踪球表面的装置；-所述擦拭装置包括一擦拭垫圈，该擦拭垫圈位于装置上部的一个凹穴内，且该擦拭垫圈永久地与跟踪球表面相协作；-所述擦拭装置是可更换的装置；-跟踪球的外表面由这样一种材料制成，该材料的表面张力小于一预定值；-该表面张力小于32毫牛顿/米(32mN/m)。附图的简要说明参照附图阅读了以下详细说明后，本专利技术的其它特征和优点将变得明显，其中-附图说明图1是四分之三前右外侧的俯视透视图，其表示依照本专利技术且带有连接“花线”的控制装置；-图2是图1所示装置中各个部件在放大比例下的分解透视图；-图3是图2所示各种部件的横剖面示意图；-图4是图1至3所示装置中外壳下部在放大比例下的俯视图；-图5至8A以及图9是穿过图4中垂直剖面5-5至9-9的依照本专利技术该装置的剖视图，其中所示接触杆位于它们稳定的垂直静止位置；-图8B和8C为类似于图8A的示图，但接触杆位于两个相对的接触位置；-图10是外壳下部的四分之三后右侧在放大比例下的俯视透视图；-图11是形成盖的外壳上部在放大比例下自下往上看的透视图；-图12是沿图10中箭头F12方向的示意图；-图13是从另一个角度看且在放大比例下的透视图，其表示了纵向编码轴杆与相应活动接触杆之间的布置和相互关系；-图14是横置弹簧在放大比例下的透视图；-图15是输入开关的触发件在放大比例下的透视俯视图；-图16是类似于图4的俯视图，其中，除跟踪球之外的全部组件都安装在外壳下部内的适当位置上；-图17是放大比例下的俯视图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置（２０），包括外壳（２２，２４，２６），所述外壳内设置有两个相互垂直的旋转编码轴杆（３２Ｌ，３２Ｔ），利用可转动地安装在所述外壳内的跟踪球（３０）驱使所述每根编码轴杆朝向两个方向转动，依赖于所述每根编码轴杆的转动，使活动编码件（４４Ｌ，４４Ｔ）转动，所述活动编码件属于一控制信号发生器的部件，特别地，所述控制信号发生器用于在电子装置的屏幕上移动光标，其特征在于，所述控制信号发生器包括：活动接触杆（７０Ｌ，７０Ｔ），当所述活动接触杆弹性回复至其静止状态 时，所述活动接触杆处于基本上垂直方向（Ｖ），所述杆的下端段（７８Ｌ，７８Ｔ）容纳在两个垂直取向、固定且相对的接线片（Ｐ５Ｌ－Ｐ６Ｌ，Ｐ５Ｔ－Ｐ６Ｔ）之间，并与所述两接线片相隔一定间隙，所述活动接触杆安装成可绕水平轴（５２Ｌ，５２Ｔ）全面地倾转，所述水平轴平行于相应编码轴杆（３２Ｌ，３２Ｔ）的轴（４０Ｌ，４０Ｔ）；以及小齿轮（４４Ｌ，４４Ｔ），所述小齿轮的转动依赖于相应的编码轴杆，在所述静止状态下，所述活动接触杆（７０Ｌ，７０Ｔ）的上端段（６８Ｌ，６８Ｔ）容纳在所述小齿 轮的两个连续齿（４５Ｌ，４５Ｔ）之间，由此当驱使相应的编码轴杆（３２Ｌ，３２Ｔ）转动时，就使得所述接触杆（７０Ｌ，７０Ｔ）顺时针或逆时针倾转，从而在所述下端段（７８Ｌ，７８Ｔ）与两固定接线片（Ｐ５Ｌ－Ｐ６Ｌ，Ｐ５Ｔ－Ｐ６Ｔ）中的一个之间建立电接触，并且当相应编码轴杆（３２Ｌ，３２Ｔ）的转角超过一特定角度时，所述上端段（６８Ｌ，６８Ｔ）自动地移离由所述两连续齿（４５Ｌ，４５Ｔ）所限定的空间。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫弗布里考德，戴维费拉顿，
申请(专利权)人：ITT制造企业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]