万向摇杆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种万向摇杆，包括框架、X轴连杆、Y轴连杆、手柄、X轴电位器和Y轴电位器，手柄沿长条通孔运动或沿Y轴连杆转动时，X轴连杆和Y轴连杆发生转动，X轴电位器与Y轴电位器输出运动信号，从而实现360°方向上运动信号输出。上述万向摇杆的X轴连杆和Y轴连杆的运动带动X轴电位器和Y轴电位器输出运动信号，相对于现有的摇杆，其受粉尘的影响小，可靠性高，更合适在粉尘较多的环境中使用。
【专利说明】
万向摇杆
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种控制装置，尤其涉及一种方向控制装置。
【背景技术】
[0002]摇杆(操作杆)具备一个手持部，在使用者带动手持部运动时，摇杆将手持部的运动转换为电信号并输入至操作对象中，从而实现对操作对象运动方向的控制。
[0003]现有的摇杆的工作原理为:手持部的运动带动导电胶触及集成电路上的各个触点，从而输出不同的电信号。然而，在粉尘较多的环境中，常常因为粉尘导致集成电路短路，摇杆无法正常工作。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种万向摇杆，以改善上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案实现:
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供了一种万向摇杆，包括:
[0007]框架，框架具备相对的第一板件和第二板件，相对的第三板件和第四板件；
[0008]X轴连杆，X轴连杆的两端分别转动地固定在第一板件和第二板件上，X轴连杆上沿其轴线开设有长条通孔；
[0009]Y轴连杆，Y轴连杆垂直的横跨X轴连杆并位于X轴连杆下方，Y轴连杆的两端分别转动地固定在第三板件和第四板件上；
[0010]手柄，手柄穿过长条通孔与Y轴连杆可转动地连接，手柄的转动轴线与X轴连杆的轴线平行；
[0011]X轴电位器，X轴电位器固定在第一板件上，X轴电位器与X轴连杆的一端连接；
[0012]Y轴电位器，Y轴电位器固定在第三板件上，Y轴电位器与Y轴连杆的一端连接。
[0013]工作原理如下:
[0014]手柄沿长条通孔运动时，X轴连杆不动，手柄带动Y轴连杆转动，Y轴连杆带动Y轴电位器输出Y轴运动信号。手柄沿Y轴连杆转动时，Y轴连杆不动，手柄通过长条通孔的两侧带动X轴连杆转动，X轴连杆带动X轴电位器输出X轴运动信号。手柄也可以同时既沿长条通孔运动也沿Y轴连杆转动，此时X轴连杆和Y轴连杆均发生转动，X轴电位器与Y轴电位器同时输出运动信号，从而实现360°方向上运动信号输出。
[0015]上述万向摇杆的X轴连杆和Y轴连杆的运动带动X轴电位器和Y轴电位器输出运动信号，相对于现有的摇杆，其受粉尘的影响小，可靠性高，更合适在粉尘较多的环境中使用。
[0016]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式:
[0017]手柄与长条通孔的两侧接触。
[0018]手柄与长条通孔的两侧接触，使得手柄一旦沿Y轴连杆转动，就会带动X轴连杆转动，提高了操作感受，有利于使用者进行精确控制。
[0019]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式:
[0020]Y轴连杆上设置有与X轴连杆平行的转轴，手柄的一端套设在转轴上，手柄通过转轴与Y轴连杆可转动地连接。
[0021]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式:
[0022]X轴连杆的一端连接有X轴齿轮，X轴电位器为齿轮电位器，X轴连杆通过X轴齿轮与X轴电位器嗤合；
[0023]Y轴连杆的一端连接有Y轴齿轮，Y轴电位器为齿轮电位器，Y轴连杆通过Y轴齿轮与Y轴电位器嗤合。
[0024]齿轮传动可靠性高，对使用环境的要求低，进一步提高了万向摇杆的工作可靠性。
[0025]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式:
[0026]X轴齿轮为扇形齿轮；
[0027]Y轴齿轮为扇形齿轮。
[0028]X轴连杆和Y轴连杆的转动角度均小于180°，采用扇形齿轮，不但满足了控制要求，而且降低了万向摇杆的重量、体积和成本。
[0029]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式:
[0030]还包括与X轴连杆连接的X轴弹性复位装置，以及与Y轴连杆连接的Y轴弹性复位装置。
[0031 ]在手柄不受外力时，X轴弹性复位装置和Y轴弹性复位装置使X轴连杆和Y轴连杆返回零位，实现了自动复位的功能。
[0032]结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式:
[0033]X轴弹性复位装置为扭簧，X轴弹性复位装置套设于X轴连杆的另一端，X轴弹性复位装置的一端与X轴连杆连接，X轴弹性复位装置的另一端与第二板件连接；
[0034]Y轴弹性复位装置为扭簧，Y轴弹性复位装置套设于Y轴连杆的另一端，Y轴弹性复位装置的一端与Y轴连杆连接，Y轴弹性复位装置的另一端与第四板件连接。
[0035]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式:
[0036]还包括X轴档位齿轮、X轴摆臂、X轴摆臂轴和第一弹性件；
[0037]X轴档位齿轮与X轴连杆的另一端连接，X轴摆臂轴与X轴连杆平行，X轴摆臂轴固定在第二板件上，X轴摆臂可转动地固定在X轴摆臂轴上，X轴摆臂具备能够进入X轴档位齿轮上两齿之间空间的X轴限位部，第一弹性件作用于X轴摆臂并使X轴限位部贴在X轴档位齿轮的齿面上；
[0038]万向摇杆还包括Y轴档位齿轮、Y轴摆臂、Y轴摆臂轴和第二弹性件；
[0039]Y轴档位齿轮与Y轴连杆的另一端连接，Y轴摆臂轴与Y轴连杆平行，Y轴摆臂轴固定在第四板件上，Y轴摆臂可转动地固定在Y轴摆臂轴上，Y轴摆臂具备能够进入Y轴档位齿轮上两齿之间空间的Y轴限位部，第二弹性件作用于Y轴摆臂并使Y轴限位部贴在Y轴档位齿轮的齿面上。
[0040]在一些使用场合，人们希望万向摇杆的每一次运动能够输出一个固定的信号值，这要求X轴连杆和Y轴连杆能够转动固定的角度。而人手动推动手柄时，难以保证X轴连杆和Y轴连杆转动固定的角度。为此，设置了 X轴档位齿轮、X轴摆臂、Y轴档位齿轮和Y轴摆臂。在X轴连杆转动时，X轴档位齿轮随之转动，X轴摆臂上的X轴限位部从X轴档位齿轮上两齿之间空间运动至相邻的两齿之间的空间，此时产生的力反馈和阻力传递至使用者，如此即可让使用者明确的获知X轴连杆已经转动的固定的角度，从而实现固定的信号值的输出。Y轴连杆同理。
[0041]结合第一方面的第七种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式:
[0042]第一弹性件为扭簧，第一弹性件套设于X轴摆臂轴上，第一弹性件的一端与第二板件连接，第一弹性件的另一端与X轴摆臂连接；
[0043]第二弹性件为扭簧，第二弹性件套设于Y轴摆臂轴上，第二弹性件的一端与第四板件连接，第二弹性件的另一端与Y轴摆臂连接。
[0044]结合第一方面的第七种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式:
[0045]X轴档位齿轮为扇形齿轮；
[0046]Y轴档位齿轮为扇形齿轮。
[0047]X轴连杆和Y轴连杆的转动角度均小于180°，采用扇形齿轮，不但满足了控制要求，而且降低了万向摇杆的重量、体积和成本。
[0048]本实用新型的技术方案至少具有如下优点和有益效果:
[0049]1.万向摇杆的X轴连杆和Y轴连杆的运动带动X轴电位器和Y轴电位器输出运动信号，相对于现有的摇杆，其受粉尘的影响小，可靠性高，更合适在粉尘较多的环境中使用。
[0050]2.手柄与长条通孔的两侧接触，使得手柄一旦沿Y轴连杆转动，就会带动X轴连杆转动，提高了操作感受，有利于使用者进行精确控制。
[0051]3.采用齿轮传动，其可靠性高，对使用环境的要求低，进一步提高了万向摇杆的工作可靠性。
[0052]4.X轴连杆和Y轴连杆的转动角度均小于180°，X轴齿轮和Y轴齿轮采用扇形齿轮，不但满足了控制要求，而且降低了万向摇杆的重量、体积和成本。
[0053]5.在手柄不受外力时，X轴弹性复位装置和Y轴弹性复位装置使X轴连杆和Y轴连杆返回零位，实现了自动复位的功能。
[0054]6.X轴连杆和Y轴连杆能够一次转动固定的角度，从而实现固定的信号值的输出。
[0055]7.X轴连杆和Y轴连杆的转动角度均小于180°，X轴档位齿轮和Y轴档位齿轮采用扇形齿轮，不但满足了控制要求，而且降低了万向摇杆的重量、体积和成本。
【附图说明】
[0056]为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施方式，不应被看作是对本实用新型范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。
[0057]图1为本实用新型实施例中万向摇杆的俯视图；
[0058]图2为本实用新型实施例中万向摇杆的主视图；
[0059]图3为本实用新型实施例中万向摇杆的后视图；
[0060]图4为本实用新型实施例中万向摇杆的左视图；
[0061]图5为本实用新型实施例中万向摇杆的右视图；
[0062]其中，附图标记对应的零部件名称如下:
[0063]100-万向摇杆，110-框架，111-第一板件，112-第二板件，113-第三板件，114-第四板件，120-X轴连杆，121-X轴电位器，122-长条通孔，123-X轴齿轮，124-X轴弹性复位装置，125-X轴档位齿轮，126-X轴摆臂，127-X轴摆臂轴，128-第一弹性件，129-X轴限位部，130-Y轴连杆，131-Y轴电位器，132-Y轴齿轮，133-Y轴弹性复位装置，134-Y轴档位齿轮，135-Y轴摆臂，136-Y轴摆臂轴，137-第二弹性件，138-Y轴限位部，140-手柄。
【具体实施方式】
[0064]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0065]因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的部分实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0066]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0067]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0068]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0069]实施例1:
[0070]摇杆(操作杆)具备一个手持部，在使用者带动手持部运动时，摇杆将手持部的运动转换为电信号并输入至操作对象中，从而实现对操作对象运动方向的控制。
[0071]现有的摇杆的工作原理为:手持部的运动带动导电胶触及集成电路上的各个触点，从而输出不同的电信号。然而，在粉尘较多的环境中，常常因为粉尘导致集成电路短路，摇杆无法正常工作。
[0072 ]为此，如图1所示，本实施例提供一种万向摇杆100。
[0073 ] 万向摇杆100包括矩形的框架110，框架110包括第一板件111、第二板件112、第三板件113和第四板件114，第一板件111、第三板件113、第二板件112和第四板件114依次首尾相连。第一板件111和第二板件112相对，第三板件113与第四板件114相对。
[0074]如图1和图3所示，X轴连杆120的两端分别贯穿第一板件111和第二板件112，并转动地固定在第一板件111和第二板件112上。X轴电位器121固定在第一板件111的外表面并与X轴连杆120的一端连接。
[0075]如图1和图4所示，Y轴连杆130的两端分别贯穿第三板件113和第四板件114，并转动地固定在第三板件113和第四板件114上。Y轴电位器131固定在第三板件113的外表面并与Y轴连杆130的一端连接。Y轴连杆130垂直的横跨X轴连杆120并位于X轴连杆120下方。
[0076]如图1所示，X轴连杆120上沿其轴线开设有长条通孔122，手柄140穿过长条通孔与Y轴连杆130可转动地连接，手柄140的转动轴线与X轴连杆120的轴线平行。具体的，Y轴连杆130上设置有与X轴连杆120平行的转轴，手柄140的一端套设在转轴上，手柄140通过转轴与Y轴连杆130可转动地连接。
[0077]手柄140沿长条通孔122运动时，X轴连杆120不动，手柄140带动Y轴连杆130转动，Y轴连杆130带动Y轴电位器131输出Y轴运动信号。手柄140沿Y轴连杆130转动时，Y轴连杆130不动，手柄140通过长条通孔122的两侧带动X轴连杆120转动，X轴连杆120带动X轴电位器121输出X轴运动信号。手柄140也可以同时既沿长条通孔122运动也沿Y轴连杆130转动，此时X轴连杆120和Y轴连杆130均发生转动，X轴电位器121与Y轴电位器131同时输出运动信号，从而实现360°方向上运动信号输出。
[0078]上述万向摇杆的X轴连杆120和Y轴连杆130的运动带动X轴电位器121和Y轴电位器131输出运动信号，相对于现有的摇杆，其受粉尘的影响小，可靠性高，更合适在粉尘较多的环境中使用。
[0079]为了提高操作感受，同时便于使用者进行精确控制，在本实施例中，手柄140与长条通孔122的两侧接触，使手柄140—旦沿Y轴连杆130转动，就会带动X轴连杆120转动。
[0080]为了进一步提高了万向摇杆100的工作可靠性，在本实施例中，采用齿轮传动驱动X轴电位器121和Y轴电位器131。具体的，如图3和图4所示，X轴连杆120的一端连接有X轴齿轮123，X轴电位器121选用齿轮电位器，X轴连杆120通过X轴齿轮123与X轴电位器121啮合。Y轴连杆130的一端连接有Y轴齿轮132，Y轴电位器131选用齿轮电位器，Y轴连杆130通过Y轴齿轮132与Y轴电位器131啮合。齿轮传动可靠性高，对使用环境的要求低，进一步提高了万向摇杆的工作可靠性。
[0081]由于X轴连杆120和Y轴连杆130的转动角度均小于180°，如图3和图4所示，X轴齿轮123和Y轴齿轮132均选用扇形齿轮，在满足了控制要求的前提下，降低万向摇杆100的重量、体积和成本。
[0082]如图1所示，还可以设置与X轴连杆120连接的X轴弹性复位装置124，以及与Y轴连杆130连接的Y轴弹性复位装置133。如此，在手柄140不受外力时，X轴弹性复位装置124和Y轴弹性复位装置133使X轴连杆120和Y轴连杆130返回零位，实现了自动复位的功能。具体的，X轴弹性复位装置124选用扭簧，X轴弹性复位装置124套设于X轴连杆120的另一端，X轴弹性复位装置124的一端与X轴连杆120连接，X轴弹性复位装置124的另一端与第二板件112的内表面连接。Y轴弹性复位装置133选用扭簧，Y轴弹性复位装置133套设于Y轴连杆130的另一端，Y轴弹性复位装置133的一端与Y轴连杆130连接，Y轴弹性复位装置133的另一端与第四板件114的内表面连接。
[0083]实施例2:
[0084]本实施例在实施例1的万向摇杆100的基础上作了进一步改进。
[0085]在一些使用场合，人们希望万向摇杆100的每一次运动能够输出一个固定的信号值，这要求X轴连杆120和Y轴连杆130能够转动固定的角度。而人手动推动手柄140时，难以保证X轴连杆120和Y轴连杆130转动固定的角度。为此，作出下面的改进。
[0086]如图2所示，增设X轴档位齿轮125、X轴摆臂126、X轴摆臂轴127和第一弹性件128。
[0087]X轴档位齿轮125位于第二板件112的外表面并与X轴连杆120的另一端连接，X轴摆臂轴127与X轴连杆120平行，X轴摆臂轴127垂直的固定在第二板件112的外表面上，X轴摆臂126可转动地固定在X轴摆臂轴127上，X轴摆臂126具备能够进入X轴档位齿轮125上两齿之间空间的X轴限位部129，第一弹性件128作用于X轴摆臂126并使X轴限位部129贴在X轴档位齿轮125的齿面上。
[0088]如图5所示，增设Y轴档位齿轮134、Y轴摆臂135、Y轴摆臂轴136和第二弹性件137。
[0089]Y轴档位齿轮134位于第四板件114的外表面并与Y轴连杆130的另一端连接，Y轴摆臂轴136与Y轴连杆130平行，Y轴摆臂轴136垂直的固定在第四板件114的外表面上，Y轴摆臂135可转动地固定在Y轴摆臂轴136上，Y轴摆臂135具备能够进入Y轴档位齿轮134上两齿之间空间的Y轴限位部138，第二弹性件137作用于Y轴摆臂135并使Y轴限位部138贴在Y轴档位齿轮134的齿面上。
[0090]在X轴连杆120转动时，X轴档位齿轮125随之转动，X轴摆臂126上的X轴限位部129从X轴档位齿轮125上两齿之间空间运动至相邻的两齿之间的空间，此时产生的力反馈和阻力传递至使用者，如此即可让使用者明确的获知X轴连杆120已经转动的固定的角度，从而实现固定的信号值的输出。Y轴连杆130同理。
[0091]具体的，第一弹性件128选用扭簧，第一弹性件128套设于X轴摆臂轴127上，第一弹性件128的一端与第二板件112的外表面连接，第一弹性件128的另一端与X轴摆臂126连接；
[0092]第二弹性件137选用扭簧，第二弹性件137套设于Y轴摆臂轴136上，第二弹性件137的一端与第四板件114的外表面连接，第二弹性件137的另一端与Y轴摆臂135连接。
[0093]由于X轴连杆120和Y轴连杆130的转动角度均小于180°，Χ轴档位齿轮125和Y轴档位齿轮134采用扇形齿轮，在满足了控制要求的前提下，降低了万向摇杆100的重量、体积和成本。
[0094]以上所述仅为本实用新型的部分实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.万向摇杆，其特征在于，包括: 框架，所述框架具备相对的第一板件和第二板件，相对的第三板件和第四板件； X轴连杆，所述X轴连杆的两端分别转动地固定在所述第一板件和所述第二板件上，所述X轴连杆上沿其轴线开设有长条通孔； Y轴连杆，所述Y轴连杆垂直的横跨所述X轴连杆并位于所述X轴连杆下方，所述Y轴连杆的两端分别转动地固定在所述第三板件和所述第四板件上； 手柄，所述手柄穿过所述长条通孔与所述Y轴连杆可转动地连接，所述手柄的转动轴线与所述X轴连杆的轴线平行； X轴电位器，所述X轴电位器固定在所述第一板件上，所述X轴电位器与所述X轴连杆的一端连接； Y轴电位器，所述Y轴电位器固定在所述第三板件上，所述Y轴电位器与所述Y轴连杆的一端连接。2.根据权利要求1所述的万向摇杆，其特征在于: 所述手柄与所述长条通孔的两侧接触。3.根据权利要求1所述的万向摇杆，其特征在于: 所述Y轴连杆上设置有与所述X轴连杆平行的转轴，所述手柄的一端套设在所述转轴上，所述手柄通过所述转轴与所述Y轴连杆可转动地连接。4.根据权利要求1所述的万向摇杆，其特征在于: 所述X轴连杆的一端连接有X轴齿轮，所述X轴电位器为齿轮电位器，所述X轴连杆通过所述X轴齿轮与所述X轴电位器啮合； 所述Y轴连杆的一端连接有Y轴齿轮，所述Y轴电位器为齿轮电位器，所述Y轴连杆通过所述Y轴齿轮与所述Y轴电位器啮合。5.根据权利要求4所述的万向摇杆，其特征在于: 所述X轴齿轮为扇形齿轮； 所述Y轴齿轮为扇形齿轮。6.根据权利要求1所述的万向摇杆，其特征在于: 还包括与所述X轴连杆连接的X轴弹性复位装置，以及与所述Y轴连杆连接的Y轴弹性复位装置。7.根据权利要求6所述的万向摇杆，其特征在于: 所述X轴弹性复位装置为扭簧，所述X轴弹性复位装置套设于所述X轴连杆的另一端，所述X轴弹性复位装置的一端与所述X轴连杆连接，所述X轴弹性复位装置的另一端与所述第二板件连接； 所述Y轴弹性复位装置为扭簧，所述Y轴弹性复位装置套设于所述Y轴连杆的另一端，所述Y轴弹性复位装置的一端与所述Y轴连杆连接，所述Y轴弹性复位装置的另一端与所述第四板件连接。8.根据权利要求1所述的万向摇杆，其特征在于: 还包括X轴档位齿轮、X轴摆臂、X轴摆臂轴和第一弹性件； 所述X轴档位齿轮与所述X轴连杆的另一端连接，所述X轴摆臂轴与所述X轴连杆平行，所述X轴摆臂轴固定在所述第二板件上，所述X轴摆臂可转动地固定在所述X轴摆臂轴上，所述X轴摆臂具备能够进入所述X轴档位齿轮上两齿之间空间的X轴限位部，所述第一弹性件作用于所述X轴摆臂并使所述X轴限位部贴在所述X轴档位齿轮的齿面上； 所述万向摇杆还包括Y轴档位齿轮、Y轴摆臂、Y轴摆臂轴和第二弹性件； 所述Y轴档位齿轮与所述Y轴连杆的另一端连接，所述Y轴摆臂轴与所述Y轴连杆平行，所述Y轴摆臂轴固定在所述第四板件上，所述Y轴摆臂可转动地固定在所述Y轴摆臂轴上，所述Y轴摆臂具备能够进入所述Y轴档位齿轮上两齿之间空间的Y轴限位部，所述第二弹性件作用于所述Y轴摆臂并使所述Y轴限位部贴在所述Y轴档位齿轮的齿面上。9.根据权利要求8所述的万向摇杆，其特征在于: 所述第一弹性件为扭簧，所述第一弹性件套设于所述X轴摆臂轴上，所述第一弹性件的一端与所述第二板件连接，所述第一弹性件的另一端与所述X轴摆臂连接； 所述第二弹性件为扭簧，所述第二弹性件套设于所述Y轴摆臂轴上，所述第二弹性件的一端与所述第四板件连接，所述第二弹性件的另一端与所述Y轴摆臂连接。10.根据权利要求8所述的万向摇杆，其特征在于: 所述X轴档位齿轮为扇形齿轮； 所述Y轴档位齿轮为扇形齿轮。
【文档编号】F16H55/17GK205507608SQ201620132872
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】张俊, 宁东阳, 杨兴强, 胡代均, 赵阳, 周康军
【申请人】欧姆(重庆)电子技术有限公司