非接触式霍尔效应操纵杆制造技术

操纵杆可包括具有轴线的摇杆、操纵部分和在其上安装有磁体的感测端。操纵杆还可包括移动机构，该移动机构被配置成允许摇杆的操纵部分相对于摇杆的轴线在三个维度上移动。操纵部分的移动导致磁体的相应移动，该移动可通过相对于磁体定位的磁传感器以非接触方式来感测。对于磁体定位的磁传感器以非接触方式来感测。对于磁体定位的磁传感器以非接触方式来感测。

【技术实现步骤摘要】
非接触式霍尔效应操纵杆
[0001]本申请是2019年2月28日提交的题为“非接触式霍尔效应操纵杆”的专利技术专利申请201980028161.2的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2018年2月28日提交的，名称为“NON
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CONTACT HALL
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EFFECT JOYSTICK”的美国临时申请62/636,822的优先权，其全部公开内容通过引用明确地合并于此。


[0004]本申请涉及诸如操纵杆这样的控制装置。

技术介绍

[0005]在许多控制应用中，诸如操纵杆这样的装置可允许用户的控制移动转换为控制信号。然后可利用这样的控制信号来产生与控制移动相对应的效果。这样的控制应用的示例可包括与游戏、机器控制、车辆控制等相关的用户输入。

技术实现思路

[0006]在一些实施方式中，本申请涉及一种操纵杆装置，其包括：壳体，该壳体限定具有底板的内部空间；枢转盖，其具有开口并且定位在壳体的内部空间上方；以及弹簧，其具有定位在底板上的第一端部并被配置为在第二端向枢转盖提供弹力。操纵杆装置还包括滚珠
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摇杆(ball
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shaft)组件，该滚珠
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摇杆组件具有带有第一部分、第二部分和第三部分的滚珠。第一部分附接到摇杆，使得滚珠的第一部分延伸出枢转盖，滚珠的第二部分可移动地接合枢转盖，并且第三部分接收弹力，从而通过枢转盖和弹簧捕获滚珠，同时允许摇杆的移动。操纵杆装置还包括磁体，该磁体至少部分地定位在滚珠的第三部分中，以便在摇杆移动时与滚珠一起移动。操纵杆装置还包括相对于磁体定位的传感器，该传感器被配置成感测与摇杆的移动相关联的磁体的移动。
[0007]在一些实施例中，操纵杆装置可进一步包括覆盖壳体的至少一部分的盖结构。在一些实施例中，盖结构和枢转盖可形成为单件。
[0008]在一些实施例中，滚珠的至少第二部分可具有球形形状。枢转盖的开口可具有圆形形状，并且滚珠的第三部分可限定凹部，该凹部尺寸设置成接收磁体。
[0009]在一些实施例中，操纵杆装置可进一步包括具有第一侧面和第二侧面的弹簧支架，其中第一侧面被配置成接合磁体和滚珠的第三部分中的一个或两个，以及第二侧面，其被配置成捕获弹簧的第二端，使得由弹簧提供的力通过弹簧支架传递到滚珠。在一些实施例中，磁体可具有盘形形状，并且滚珠的第三部分的凹部可具有深度尺寸，使得磁体和滚珠的第三部分都接合弹簧支架的第一侧面。在一些实施例中，弹簧可以是螺旋弹簧。在一些实施例中，弹簧支架的第二侧面可包括凹槽，该凹槽尺寸被确定为捕获弹簧的第二端。
[0010]在一些实施例中，操纵杆装置可进一步包括圆顶结构，该圆顶结构被实现在弹簧
支架和壳体的底板之间，并且被配置成当将摇杆朝着壳体的底板推动时变形并提供咔嗒(click)声和/或感觉。弹簧支架可包括在其第二侧面上实现的凸块结构，以促使圆顶结构的变形。
[0011]在一些实施例中，传感器可至少部分地嵌入壳体的底板中。摇杆的移动可在具有一个或多个与X方向、Y方向和Z方向平行的分量的方向上，其中Z方向与摇杆的纵向轴线平行，并且X、Y和Z方向相对于彼此正交。
[0012]在一些实施例中，摇杆的移动可包括摇杆围绕摇杆的纵向轴线的旋转。磁体可被配置为径向磁化的盘形磁体。
[0013]在一些实施例中，传感器可包括被布置为感测磁体的移动的多个霍尔效应感测元件。磁体和传感器可处于非接触式布置。传感器可被实现为使得弹簧位于传感器和磁体之间。
[0014]在一些实施方式中，本申请涉及一种用户输入系统，其具有操纵杆，该操纵杆包括：壳体，该壳体限定了具有底板的内部空间；枢转盖，该枢转盖具有开口并且定位于壳体的内部空间上方；以及弹簧，其具有位于底板上的第一端，并配置成在第二端向枢转盖提供弹力。操纵杆还包括滚珠
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摇杆组件，该组件具有带有第一部分、第二部分和第三部分的滚珠，其中第一部分附接到摇杆，从而使滚珠的第一部分伸出枢转盖，滚珠的第二部分可移动地接合枢转盖，并且第三部分接收弹力，从而在允许摇杆移动的同时，滚珠被枢转盖和弹簧捕获。操纵杆还包括磁体，其至少部分地定位在滚珠的第三部分中，以便在摇杆移动时与滚珠一起移动；以及传感器，其相对于磁体定位并被配置成感测与摇杆的移动相关联的磁体的移动。用户输入系统还包括电子电路，该电子电路被配置为基于感测到的磁体的移动来生成表示摇杆的移动的输出信号。
[0015]在一些实施方式中，本申请涉及一种控制输入装置，该控制输入装置包括具有轴线的摇杆、操纵部分和感测端。控制输入装置还包括：磁体，其安装在摇杆的感测端上；以及移动机构，其被配置成允许摇杆的操纵部相对于摇杆的轴线在三个维度上移动。操纵部分的移动导致磁体的相应移动。控制输入设备还包括相对于磁体定位的磁传感器，该磁传感器配置成以非接触方式感测磁体的移动。
[0016]在一些实施例中，移动机构可进一步被配置成允许摇杆的操纵部分围绕轴线旋转。
[0017]出于总结本公开的目的，本文已经描述了本专利技术的某些方面、优点和新颖特征。应当理解，根据本专利技术的任何特定实施例，不一定可实现所有这样的优点。因此，本专利技术可以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式实施或实施，而不必实现如本文所教导或建议的其他优点。
附图说明
[0018]图1示出了示例操纵杆装置的透视图。
[0019]图2示出了图1的示例操纵杆装置的剖视图。
[0020]图3示出了类似于图2的示例但不具有圆顶结构的操纵杆装置的侧视截面图。
[0021]图4示出了类似于图2的示例的操纵杆装置的侧视截面图。
[0022]图5示出了示例操纵杆操作，其中，操纵杆摇杆沿X方向被推动。
[0023]图6示出了示例操纵杆操作，其中，沿着Y方向推动图5的操纵杆摇杆。
[0024]图7示出了示例操纵杆操作，其中，沿着Z方向推动图5的操纵杆摇杆。
[0025]图8示出了示例操纵杆操作，其中，图5的操纵杆摇杆围绕Z方向旋转。
[0026]图9示出了在一些实施例中，可利用磁体和传感器来支撑图2
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8的一些或全部控制示例。
[0027]图10示出了图9的示例的磁体/传感器布置的侧视图。
[0028]图11示出了在一些实施例中，图9和10的传感器可以是具有多个霍尔效应感测元件的传感器。
具体实施方式
[0029]本文提供的标题(如果有的话)仅是为了方便起见，并不一定影响所要求保护的专利技术的范围或含义。
[0030]图1示出了操纵杆装置100的透视图，并且图2示出了同一操纵杆装置的剖视图。在一些实施例中，这样的操纵杆可包括附接到滚珠104的摇杆102，使得滚珠104可与摇杆102一起旋转，同时被枢转盖105保持。枢转盖105可限定开口(例如，圆形开口)以适应摇杆/滚珠组件的枢转移动。枢转盖105的内表面通常可与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制输入装置，包括：壳体，其限定了带有底板的内部空间；摇杆，其具有操纵部分和感测端；磁体，其被安装在所述摇杆的所述感测端上使得所述磁体位于所述壳体的所述内部空间中；移动机构，其被配置成允许所述摇杆的所述操纵部分相对于所述壳体移动，所述操纵部分的所述移动导致所述磁体的相应移动；以及磁传感器，其至少部分地嵌入所述壳体的底板中并被配置为感测所述磁体的移动。2.根据权利要求1所述的控制输入装置，其中，所述控制输入装置实现为操纵杆。3.根据权利要求1所述的控制输入装置，其中，所述移动机构包括枢转盖，其具有开口并定位于所述壳体的所述内部空间上方。4.根据权利要求3所述的控制输入装置，其中，所述移动机构还包括实施为朝向所述摇杆的所述感测端的滚珠，所述滚珠包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分附接到所述摇杆，使得所述滚珠的所述第一部分延伸出所述枢转盖，所述滚珠的所述第二部分可移动地接合所述枢转盖，并且所述第三部分接收弹力以保持被所述枢转盖捕获的滚珠，同时允许所述磁体的移动。5.根据权利要求4所述的控制输入装置，其中，所述移动机构还包括弹簧，其具有定位于所述底板上的第一端以及与所述滚珠的所述第三部分接合的第二端以由此对所述滚珠的所述第三部分提供弹力。6.根据权利要求5所述的控制输入装置，其中，所述滚珠的所述第三部分限定凹部，所述凹部的尺寸被设计成容纳所述磁体。7.根据权利要求6所述的控制输入装置，其中，所述移动机构还包括具有第一侧面和第二侧面的弹簧支架，所述第一侧面被配置成与所述磁体和所述滚珠的所述第三部分中的一个或两者接合，所述第二侧面被配置成捕获所述弹簧的所述第二端，使得所述弹簧提供的弹力通过所述弹簧支架被传递到所述滚珠。8.根据权利要求7所述的控制输入装置，其中，所述磁体具有盘形形状，并且所述滚珠的所述第三部分的所述凹部具有深度尺寸，使得所述磁体和所述滚珠的第三部分都与所述弹簧的第一侧面接合。9.根据权利要求7所述的控制输入装置，还包括圆顶结构，该圆顶结构被实现在所述弹簧支...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：伯恩斯公司，
类型：发明
国别省市：