【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电信号的输入、输出设备领域，具体涉及一种具有自动回中功能的摇杆装置。
技术介绍
1、控制摇杆是非常重要的一类输入、输出设备，被广泛应用于游戏手柄、操纵杆，无人机手柄等一些电子设备的控制终端。如今市面上的游戏手柄，无人机手柄等控制摇杆，通常基于碳膜电位器结构或者霍尔传感器是实现。
2、基于碳膜电位器的摇杆，通过碳膜传感器上导电膜与不同电阻区域的接触来实现对摇杆位移的识别。当摇杆移动时，导电膜会在不同的电阻区域内滑动，导致电阻值的相应变化。将这些电阻值的变动进而转换成电信号用作输出控制信号。
3、基于霍尔传感器的摇杆（以下简称霍尔摇杆）主要基于霍尔效应（当电流通过磁场中的导体时，会在导体中产生一个电压差，这种现象称为霍尔电压或霍尔效应电压）。霍尔摇杆的结构通常包括摇杆杆体、霍尔元件、磁体和电路板等部分。在摇杆杆体中，通常包括一个带有霍尔元件的旋转轴和一个磁铁。当旋转轴旋转时，磁铁也随之移动，从而改变了霍尔元件周围的磁场强度，导致霍尔元件产生的电压变化；将所述霍尔元件的产生的电压信号转换成电信号输出为控制信号输出。
4、基于碳膜电位器的摇杆虽然具有结构简单、成本低等特点，但因为接触金属直接在碳膜上频繁滑动，所以同时存在着寿命短、容易漂移、检测精度损耗的问题。霍尔摇杆则是通过内部磁传感器测量磁场变化以获取摇杆的运动状态。虽然一定程度上解决了漂移、检测精度损耗的问题，但其内部结构仍是以万向轴和弹簧为核心的力反馈结构，不仅结构相对复杂，而且容易导致弹簧金属疲劳，发生摇杆无法准确回中、寿命大打折扣
技术实现思路
1、为了解决现有摇杆装置存在的上述缺点，在提高摇杆装置检测精度和使用寿命的同时，使摇杆装置能够准确回中，本专利技术结提供一种、结构简单、工作可靠，具有自动回中功能的摇杆装置。
2、本专利技术提供的技术方案实现为：一种具有自动回中功能的摇杆装置。所述摇杆装置，包括：具有圆形孔径的环形磁铁，固定件，与摇杆固定连接的环内磁体，以及磁传感器芯片。
3、其中，所述环形磁铁为厚度充磁，其n-s极连线垂直于所述圆形孔径的圆形截面。所述固定件采用非磁性材料制作，与所述环形磁铁在所述圆形截面的垂线方向上层叠设置，并固定所述环形磁铁。
4、所述环内磁体的n-s极的形状完全对称，由所述固定件支撑、设置在所述环形磁铁的圆形孔径中心；并且当所述摇杆处于已旋转回中状态时，所述环内磁体的n-s极连线垂直于所述圆形孔径的圆形截面。
5、所述磁传感器芯片用于检测摇杆的旋转角度，其位置在垂直于所述圆形孔径的圆形截面的方向上、位于所述环内磁体下方。
6、进一步地，所述环内磁体为球形磁铁，或以球形非磁性材料包裹的圆柱形磁铁或方形磁铁。
7、进一步地，所述固定件包括第一构件和第二构件；所述第一构件与所述第二构件通过第二构件局部开中空槽的方式相互套设；所述环形磁铁固定的第一构件上，在所述环形磁铁外环侧面对应的第二构件上增设外层磁铁；所述外层磁铁随着摇杆被按压、由所述第二构件带动相对于第一构件进行下滑；所述摇杆未被按压时，所述外层磁铁的n极与所述环形磁铁的s极位置正对，所述外层磁铁的s极与所述环形磁铁的n极位置正对；所述摇杆被按压时，所述外层磁铁与所述环形磁铁之间仅有一对同名磁极位置正对。在所述摇杆被按压时，通过外层磁铁与环形磁铁n、s极相对位置的改变，由外层磁铁与环形磁铁产生磁力推动两者的相对位置回复到摇杆未被按压前的状态，进而借由固定件的传动作用推动摇杆实现摇杆的按压回中。
8、相应地，所述摇杆装置，还包括：在所述外层磁铁的外部、独立于所述外层磁铁固定设置所述第一构件上的按压传感器；所述按压传感器为磁传感器，用于通过检测所述外层磁铁的移动，对摇杆的按压状态进行检测。
9、优选地，所述磁传感器芯片基于xmr磁阻单元或者霍尔传感器实现；其中，所述xmr包括tmr，amr，gmr。
10、本专利技术提供的摇杆装置通过调节固定连接摇杆的磁铁的大小以及磁环的尺寸，能够方便地调节操控手感。相对于现有的摇杆装置，本专利技术提供的摇杆装置不仅较高的检测精度和工作寿命，而且在未采用弹簧、碳膜结构的基础上，采用较为简单的结构、较低的成本，可靠地实现了摇杆的自动回中、按压回中以及按压检测，同时不存在金属疲劳导致的问题。
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1.一种具有自动回中功能的摇杆装置，其特征在于，所述摇杆装置，包括：具有圆形孔径的环形磁铁，固定件，与摇杆固定连接的环内磁体，以及磁传感器芯片；
2.如权利要求1所述的摇杆装置，其特征在于，所述环内磁体为球形磁铁。
3.如权利要求1所述的摇杆装置，其特征在于，所述环内磁体为以球形非磁性材料包裹的圆柱形磁铁或方形磁铁。
4.如权利要求1-3中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述固定件包括：第一构件和第二构件；所述第一构件、所述第二构件通过第二构件局部开中空槽的方式相互套设；所述环形磁铁固定的第一构件上，在所述环形磁铁外环侧面对应的第二构件上增设外层磁铁；所述外层磁铁随着摇杆被按压、由所述第二构件带动相对于第一构件进行下滑；所述摇杆未被按压时，所述外层磁铁的N极与所述环形磁铁的S极位置正对，所述外层磁铁的S极与所述环形磁铁的N极位置正对；所述摇杆被按压时，所述外层磁铁与所述环形磁铁之间仅有一对同名磁极位置正对。
5.如权利要求4所述的摇杆装置，其特征在于，所述摇杆装置，还包括：在所述外层磁铁的外部、独立于所述外层磁铁固定设置所述第一构
6.如权利要求1所述的摇杆装置，其特征在于，所述磁传感器芯片基于XMR磁阻单元或者霍尔传感器实现；其中，所述XMR包括TMR，AMR，GMR。
...【技术特征摘要】
1.一种具有自动回中功能的摇杆装置，其特征在于，所述摇杆装置，包括：具有圆形孔径的环形磁铁，固定件，与摇杆固定连接的环内磁体，以及磁传感器芯片；
2.如权利要求1所述的摇杆装置，其特征在于，所述环内磁体为球形磁铁。
3.如权利要求1所述的摇杆装置，其特征在于，所述环内磁体为以球形非磁性材料包裹的圆柱形磁铁或方形磁铁。
4.如权利要求1-3中任一项所述的摇杆装置，其特征在于，所述固定件包括：第一构件和第二构件；所述第一构件、所述第二构件通过第二构件局部开中空槽的方式相互套设；所述环形磁铁固定的第一构件上，在所述环形磁铁外环侧面对应的第二构件上增设外层磁铁；所述外层磁铁随着摇杆被按压、由...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昊晨，李俊勇，周益钱，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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