固有平衡的控制杆的制作方法

本申请要求2015年8月18日提交的美国专利申请号14/829,376的优先权，所述专利申请的全部内容通过引用结合于本文中。

技术领域

该说明书涉及机械输入控制件，且更具体地涉及飞机飞行控制件。

背景技术：

操纵杆输入装置已被用于从飞机控制到视频游戏输入的广泛多种应用中。可提供操纵杆以供应与单个旋转轴线或多个轴线有关的方向输入信息。更加复杂的操纵杆仪器也可提供海量数据。

在操作中，操作者将手动地使操纵杆相对于其旋转轴线中的一个或多个移位，以便向其他装备发布方向命令。操纵杆内的传感器将感测操纵杆的角位移并且相应地产生输入信号，所述输入信号可被传输到待控制的装备。这些传感器和它们所产生的信号可电子地、液压地或以其他方式操作。

在许多应用中，期望操纵杆在其已被操作者释放之后返回到中心或中立位置。许多操纵杆被设计成围绕两个垂直轴线移位，使得可遍及360度检测方向信息。因此，为了使操纵杆返回到一个或两个轴线上的中心位置，某些设计已包括弹簧以相对于每个轴线提供定心力。虽然这些机构能够提供期望的定心功能，但是这些返回机构也趋向于增加操纵杆的设计的重量、复杂性和成本，并且导致操纵杆质量不平衡且因此更加易受加速作用的影响，例如，以抵抗由于重力（g力）引起的杆的运动。

技术实现要素：

大体上，本文献描述机械输入控制件，且更具体地，描述飞机飞行控制件。

例如，在第一方面中，控制设备包括：第一安装构件；细长构件，其包括第一细长部分、第二细长部分、以及在第一细长部分与第二细长部分之间的第一轴线构件，其将细长构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第一轴线；以及第一反馈组件，其被支撑在第二细长部分上，其中围绕第一轴线构件，第二细长部分和第一反馈组件的质量基本上抵消第一细长部分的质量。

在第二方面中，根据方面1，控制设备进一步包括轨道，所述轨道被配置为围绕第一轴线限定的弧部，其中，第一反馈组件提供第一接口装置，所述第一接口装置被配置成响应于第二细长部分部分地围绕第一轴线的运动而沿轨道行进。

在第三方面中，根据方面2，轨道包括一组齿轮齿，并且第一接口装置包括齿轮，所述齿轮被配置成接合齿轮齿，使得所述齿轮响应于沿轨道行进而旋转。

在第四方面中，根据方面3，齿轮限定相对于第一轴线径向的第二轴线，齿轮齿布置成相对于第一轴线是径向的，并且齿轮接合垂直于第一轴线的齿轮齿。

在第五方面中，根据方面3或4，齿轮限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿沿内表面平行于第一轴线布置。

在第六方面中，根据方面3至5中的任一项，齿轮限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿沿外表面平行于第一轴线布置。

在第七方面中，根据方面2至6中的任一项，反馈组件包括马达，所述马达被配置成驱动第一接口装置以修改致动器沿轨道的行进，从而修改第二细长部分部分地围绕第一轴线的运动。

在第八方面中，根据方面2至8中的任一项，第一接口装置包括传感器，所述传感器被配置成响应于第一接口装置沿轨道的运动来提供反馈。

在第九方面中，根据方面1至8中的任一项，上细长部分进一步包括一个或多个用户控制件。

在第十方面中，根据方面1至9中的任一项，控制设备进一步包括：第二安装构件；在第一安装构件与第二安装构件之间的第二轴线构件，其将第二安装构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第三轴线，所述第三轴线垂直于第一轴线并与其相交；以及第二反馈组件，其包括第二接口装置和以下各者中的至少一者：(1)马达，其被配置成驱动第二接口装置以修改致动器的行进，从而修改第二细长部分部分地围绕第三轴线的运动；以及(2)传感器，其被配置成响应于第二细长部分部分地围绕第三轴线的运动来提供反馈。

在第十一方面中，一种致动控制设备的方法包括：提供控制设备，所述控制设备包括：第一安装构件；细长构件，其包括第一细长部分、第二细长部分、以及在第一细长部分与第二细长部分之间的第一轴线构件，其将细长构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第一轴线；以及第一反馈组件，其被支撑在第二细长部分上，其中围绕轴线构件，第二细长部分和反馈组件的质量基本上抵消第一细长部分的质量；通过第一马达促使第一接口装置的行进；修改第二细长部分的运动；以及通过第二细长部分的运动来修改围绕第一轴线产生的第一扭矩。

在第十二方面中，根据方面11，控制设备进一步包括轨道，所述轨道被配置为围绕第一轴线限定的弧部，第一反馈组件提供第一接口装置和马达，所述马达被配置成促使接口沿轨道的行进，并且修改第二细长部分沿轨道的运动进一步包括通过第一接口装置修改第二细长部分沿轨道的运动。

在第十三方面中，根据方面11或12，所述方法进一步包括：使细长构件经受加速力，其中，第二细长部分和第一反馈组件的质量的加速基本上产生围绕第一轴线构件的扭矩，所述扭矩抵消通过第一细长部分的质量的加速产生的围绕第一轴线构件的扭矩。

在第十四方面中，根据方面12或13，轨道包括一组齿轮齿，并且第一接口装置包括齿轮，所述齿轮被配置成接合齿轮齿，使得所述齿轮响应于马达的旋转而沿轨道行进。

在第十五方面中，根据方面14，齿轮限定相对于第一轴线径向的第二轴线，齿轮齿布置成相对于第一轴线是径向的，并且齿轮接合垂直于第一轴线的齿轮齿。

在第十六方面中，根据方面14，齿轮限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿沿内表面平行于第一轴线布置。

在第十七方面中，根据方面14，齿轮限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿沿外表面平行于第一轴线布置。

在第十八方面中，根据方面11至17中的任一项，控制设备进一步包括：第二安装构件；在第一安装构件与第二安装构件之间的第二轴线构件，其将第二安装构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第三轴线，所述第三轴线垂直于第一轴线并与其相交；以及第二反馈组件，其包括第二接口装置和第二马达，所述第二马达被配置成驱动第二接口装置以修改致动器的行进，从而修改第二细长部分部分地围绕第三轴线的运动，其中，所述方法进一步包括：通过第二马达促使第二接口装置的行进；通过第二接口装置修改第二细长部分围绕第三轴线的运动；以及修改围绕第三轴线产生的第二扭矩。

在第十九方面中，一种致动控制设备的方法包括：提供控制设备，所述控制设备包括：第一安装构件；细长构件，其包括第一细长部分、第二细长部分、以及在第一细长部分与第二细长部分之间的第一轴线构件，其将细长构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第一轴线；以及第一反馈组件，其被支撑在第二细长部分上，其中围绕轴线构件，第二细长部分和反馈组件的质量基本上抵消第一细长部分的质量；感测(1)第二细长部分沿轨道的第一运动和(2)围绕第一轴线产生的第一扭矩中的至少一者；以及提供描述所述运动和第一扭矩中的至少一者的信息。

在第二十方面中，根据方面19，控制设备进一步包括轨道，所述轨道被配置为围绕轴线限定的弧部，第一反馈组件提供第一接口装置和第一传感器，感测(1)第二细长部分的第一运动和(2)围绕第一轴线产生的第一扭矩中的至少一者进一步包括通过第一传感器感测(1)第二细长部分沿轨道的第一运动和(2)围绕第一轴线产生的第一扭矩中的至少一者，并且提供描述所述运动和第一扭矩中的至少一者的信息进一步包括通过第一接口装置提供描述所述运动和第一扭矩中的至少一者的信息。

在第二十一方面中，根据方面19或20，所述方法进一步包括使细长构件经受加速力，其中，第二细长部分和第一反馈组件的质量的加速基本上产生围绕第一轴线构件的扭矩，所述扭矩抵消通过第一细长部分的质量的加速产生的围绕第一轴线构件的扭矩。

在第二十二方面中，根据方面20或21，轨道包括一组齿轮齿，并且第一接口装置包括齿轮，所述齿轮被配置成接合齿轮齿，使得当所述齿轮响应于第一细长构件的用户运动而沿轨道行进时，所述齿轮使传感器旋转。

在第二十三方面中，根据方面19至22中的任一项，控制设备进一步包括：第二安装构件；在第一安装构件与第二安装构件之间的第二轴线构件，其将第二安装构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第三轴线，所述第三轴线垂直于第一轴线并与其相交；以及第二反馈组件，其包括第二接口装置和第二传感器，其中，所述方法进一步包括：通过第二传感器感测(1)第二细长部分围绕第三轴线的第二运动和(2)围绕第三轴线产生的第二扭矩中的至少一者；以及通过第二传感器提供描述第二运动和第二扭矩中的至少一者的信息。

在第二十四方面中，控制设备包括：第一安装构件；细长构件，其具有第一细长部分、第二细长部分、在第一细长部分与第二细长部分之间的第一轴线构件，其将细长构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第一轴线；轨道，其被配置为围绕第一轴线限定的弧部；以及第一反馈组件，其被支撑在第二细长部分上并且提供第一接口装置，所述第一接口装置被配置成响应于第二细长部分部分地围绕第一轴线的运动而沿轨道行进，其中围绕第一轴线构件，第二细长部分和第一反馈组件的质量基本上抵消第一细长部分的质量。

各种实施例能够包括以下特征中的一些、全部或不包括以下特征。轨道能够包括一组齿轮齿，并且第一接口装置能够包括齿轮，所述齿轮被配置成接合齿轮齿，使得所述齿轮响应于沿轨道的行进而旋转。齿轮能够限定相对于第一轴线径向的第二轴线，齿轮齿能够布置成相对于第一轴线是径向的，并且齿轮能够接合垂直于第一轴线的齿轮齿。齿轮能够限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道能够具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿能够沿内表面平行于第一轴线布置。齿轮能够限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道能够具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿能够沿外表面平行于第一轴线布置。反馈组件能够包括马达，所述马达被配置成驱动第一接口装置以修改致动器沿轨道的行进，从而修改第二细长部分部分地围绕第一轴线的运动。第一接口装置能够包括传感器，所述传感器被配置成响应于第一接口装置沿轨道的运动来提供反馈。上细长部分能够包括一个或多个用户控制件。控制设备能够包括：第二安装构件；在第一安装构件与第二安装构件之间的第二轴线构件，其将第二安装构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第三轴线，所述第三轴线垂直于第一轴线并与其相交；以及第二反馈组件，其具有第二接口装置和以下各者中的至少一者：(1)马达，其被配置成驱动第二接口装置以修改致动器的行进，从而修改第二细长部分部分地围绕第三轴线的运动；以及(2)传感器，其被配置成响应于第二细长部分部分地围绕第三轴线的运动来提供反馈。

在第二十五方面中，一种致动控制设备的方法包括提供控制设备，所述控制设备具有第一安装构件；细长构件，其具有第一细长部分、第二细长部分、在第一细长部分与第二细长部分之间的第一轴线构件，其将细长构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第一轴线；轨道，其被配置为围绕第一轴线限定的弧部；以及第一反馈组件，其被支撑在第二细长部分上，以及提供第一接口装置和马达，所述马达被配置成促使接口沿轨道行进。围绕轴线构件，第二细长部分和反馈组件的质量基本上抵消第一细长部分的质量。所述方法还包括：通过第一马达促使第一接口装置的行进；通过第一接口装置修改第二细长部分沿轨道的运动；以及通过第二细长部分沿轨道的运动来修改围绕第一轴线产生的第一扭矩。

各种实施方式能够包括以下特征中的一些、全部或不包括以下特征。所述方法能够包括：使细长构件经受加速力，其中，第二细长部分和第一反馈组件的质量的加速基本上产生围绕第一轴线构件的扭矩，所述扭矩抵消通过第一细长部分的质量的加速产生的围绕第一轴线构件的扭矩。轨道能够包括一组齿轮齿，并且第一接口装置能够包括齿轮，所述齿轮被配置成接合齿轮齿，使得所述齿轮响应于马达的旋转而沿轨道行进。齿轮能够限定相对于第一轴线径向的第二轴线，齿轮齿能够布置成相对于第一轴线是径向的，并且齿轮能够接合垂直于第一轴线的齿轮齿。齿轮能够限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道能够具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿能够沿内表面平行于第一轴线布置。齿轮能够限定平行于第一轴线的第二轴线，轨道能够具有在第一轴线的径向远侧的外表面和在第一轴线的径向近侧的内表面，并且一组齿轮齿能够沿外表面平行于第一轴线布置。控制设备能够包括：第二安装构件；在第一安装构件与第二安装构件之间的第二轴线构件，其将第二安装构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第三轴线，所述第三轴线垂直于第一轴线并与其相交；以及第二反馈组件，其包括第二接口装置和第二马达，所述第二马达被配置成驱动第二接口装置以修改致动器的行进，从而修改第二细长部分部分地围绕第三轴线的运动，其中，所述方法能够包括：通过第二马达促使第二接口装置行进；通过第二接口装置修改第二细长部分围绕第三轴线的运动；以及修改围绕第三轴线产生的第二扭矩。

在第二十四方面中，一种致动控制设备的方法包括提供控制设备，所述控制设备具有：第一安装构件；细长构件，其具有第一细长部分、第二细长部分、在第一细长部分与第二细长部分之间的第一轴线构件，其将细长构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第一轴线；轨道，其被配置为围绕第一轴线限定的弧部；以及第一反馈组件，其被支撑在第二细长部分上并且提供第一接口装置和第一传感器。围绕轴线构件，第二细长部分和反馈组件的质量基本上抵消第一细长部分的质量。所述方法还包括：通过第一传感器感测(1)第二细长部分沿轨道的第一运动和(2)围绕第一轴线产生的第一扭矩中的至少一者；以及通过第一接口装置提供描述所述运动和第一扭矩中的至少一者的信息。

各种实施方式能够包括以下特征中的一些、全部或不包括以下特征。所述方法能够包括：使细长构件经受加速力，其中，第二细长部分和第一反馈组件的质量的加速基本上产生围绕第一轴线构件的扭矩，所述扭矩抵消通过第一细长部分的质量的加速产生的围绕第一轴线构件的扭矩。轨道能够包括一组齿轮齿，并且第一接口装置能够包括齿轮，所述齿轮被配置成接合齿轮齿，使得当所述齿轮响应于第一细长构件的用户运动而沿轨道行进时，所述齿轮使传感器旋转。控制设备能够包括：第二安装构件；在第一安装构件与第二安装构件之间的第二轴线构件，其将第二安装构件枢转地安装到第一安装构件并且限定第三轴线，所述第三轴线垂直于第一轴线并与其相交；以及第二反馈组件，其包括第二接口装置和第二传感器，其中，所述方法能够包括：通过第二传感器感测(1)第二细长部分围绕第三轴线的第二运动和(2)围绕第三轴线产生的第二扭矩中的至少一者；以及通过第二传感器提供描述第二运动和第二扭矩中的至少一者的信息。

本文描述的设备可提供以下优点中的一者或多者。第一，控制设备能够提供具有自动定心能力的控制杆。第二，控制设备能够围绕轴线是基本上质量平衡的。第三，控制设备能够对加速力是基本上中立的。第四，能够以减小的尺寸（例如，包封件）、重量、成本和/或零件计数来建构控制设备。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。其他特征和优点将自描述和附图以及自权利要求显而易见。

附图说明

图1到图3是示例主动控制杆的平面图。

图4和图5是示例反馈组件的平面图和侧视图。

图6是另一个示例反馈组件的平面图。

图7是示例双轴线控制杆的透视图。

图8是另一个示例双轴线控制杆的透视图。

具体实施方式

本文献描述用于接受操作者输入的机械装置，诸如由飞机飞行员使用的飞行控制杆或侧杆。一般来说，飞机或其他机器可设置“操纵杆”型侧杆用户控制件，并且操作者可操纵该杆以控制机器。例如，操作者可推动、拉动、左右移动或以其他方式操纵控制杆以使机器转向。一般来说，一些实施方式可受益于在移位之后自动返回到默认位置的控制杆构型或克服重力或其他加速力（例如，g力）而基本上维持默认位置的控制杆构型。

重量、成本和尺寸是通常可影响对控制杆机构（特别是用于飞机应用中）的选择的其他考虑因素。然而，重量、成本和/或尺寸考虑因素的问题可与包括自动定心特征（其会增加控制杆设计的复杂性）背道而驰，并且可能仍并未提供针对g力的上述实质中立性。

本文献描述一种控制杆设计，所述控制杆设计围绕其轴线基本上是质量平衡的，以向加速下的运动提供增加的阻力。一般来说，在平衡控制杆的轴线位置的每个控制件上所包括的质量的量的设计中，通过将用于提供自动定心和其他功能的机械部件并入到控制杆自身的可运动机构中来实现控制杆的平衡性质。在一些实施方式中，通过将此类机构的质量并入到控制杆的平衡中，控制杆能够在不使用额外的配重的情况下提供针对加速的增加的中立性，由此提供增加的中立性而基本上不增加重量。

图1是示例主动控制杆100的平面图。在一些实施例中，能够将主动控制杆100提供为杠杆控制装置的侧杆、中心杆、控制柱、控制轭或任何其他适当的调适件。在所说明的示例中，主动控制杆100被示为处于基本上居中或默认位置中。

主动控制杆100包括：上细长部分102a，其在壳体101的基板114上面延伸；以及下细长部分102b，其在基板114下面延伸。在一些实施例中，壳体101能够是安装支架或其他安装构件，例如用于将主动控制杆100附接到飞机或其他机器的机身、控制台或其他部分。上细长部分102a和下细长部分102b是旋转构件103的两个相对的径向区段，所述旋转构件围绕定位在基板114附近并且限定x-轴线119的轴118旋转。上细长部分102a的角位移导致下细长部分102b中发生类似的角位移。

上细长构件102a包括握把组件116。握把组件116径向地延伸远离轴118。在使用中，用户操纵握把组件116以使示例主动控制杆100围绕x-轴线119旋转。在一些实施例中，握把组件116可被形成为供由用户操纵。例如，握把组件116可被确定大小并成波状外形以适合飞行员或其他机器操作者的手。

就示例主动控制杆100而言，轨道108由壳体101支撑。轨道108被配置为围绕x-轴线119被至少部分地限定的弧部。下细长部分102b包括反馈组件106和接口装置104。接口装置104被配置成响应于下细长部分102b部分地围绕轴118的运动而沿轨道108行进。

接口装置104被配置为从反馈组件106平行于下细长部分102b延伸的正齿轮。在这个构型中，接口装置104限定轴线，其在下细长部分102b运动时保持相对于x-轴线119是基本上径向的。接口装置104包括一组径向齿轮齿105，这些径向齿轮齿具有延伸正齿轮的轴向长度的面。

轨道108包括一组齿轮齿109。齿轮齿109布置在轨道108上，使得每个齿的面被定向成相对于x-轴线119是基本上径向的。径向齿轮齿105与齿轮齿109啮合地接合。在一些实施方式中，能够使接口装置104旋转，以促使下细长部分102b沿轨道108的运动并促使旋转构件103围绕轴118枢转（例如，力反馈）。在一些实施方式中，接口装置104能够被保持旋转地固定以响应于作用在上细长部分102a上的外力（例如，位置保持、离合作用），抵抗下细长部分102b沿轨道108的运动并抵抗旋转构件103围绕轴118的枢转运动。例如，反馈组件106可包括马达和/或离合器，所述马达和/或离合器被配置成使接口装置104可控地旋转和/或防止接口装置104旋转，以及将力反馈提供到握把116处的用户之手。

在一些实施方式中，接口装置104能够响应于旋转构件103围绕轴118枢转而旋转，从而导致下细长部分102b沿轨道108的运动（例如，位置感测）。例如，反馈组件106可包括配置成测量接口装置104的旋转的旋转编码器或其他传感器并且在用户在握把116处促使运动时将位置反馈提供到控制器或其他接收装置。

就示例主动控制杆100而言，上细长部分102a和下细长部分102b被形成为使得上细长部分102a的质量和下细长部分102b的质量跨越轴118基本上是平衡的。在一些实施方式中，上细长部分102a的质量可等于下细长部分102b的质量，其中它们相应的质量围绕x-轴线119基本上对称分布。在一些实施方式中，上细长部分102a的质量可等于或不等于下细长部分102b的质量，其中它们相应的质量围绕x-轴线119基本上不对称分布。例如，上细长部分102a可包括定位成产生相对长的杠杆臂（例如，部件与支点之间的距离）的相对轻量级部件，并且下细长部分102b可包括定位成产生相对更短的杠杆臂的相对更重的部件。因而，不相等的质量和/或不相等的杠杆长度可被组合，以基本上平衡主动控制杆100围绕x-轴线119的分布。

图2是示例主动控制杆200的平面图。在一些实施例中，能够将主动控制杆200提供为杠杆控制装置的侧杆、中心杆、控制柱、控制轭或任何其他适当的调适件。在所说明的示例中，主动控制杆200被示为处于基本上居中或默认位置中。主动控制杆200包括：上细长部分202a，其在壳体201的基板214上面延伸；以及下细长部分202b，其在基板214下面延伸。上细长部分202a和下细长部分202b是旋转构件203的两个相对的径向区段，所述旋转构件围绕定位在基板214附近并且限定x-轴线219的轴218旋转。上细长部分202a的角位移导致下细长部分202b中发生类似的角位移。

上细长构件202a包括握把组件216。握把组件216径向地延伸远离轴218。在使用中，用户操纵握把组件216以使示例主动控制杆200围绕x-轴线219旋转。在一些实施例中，握把组件216可被形成为供由用户操纵。例如，握把组件216可被确定大小并成波状外形以适合飞行员或其他机器操作者的手。

就示例主动控制杆200而言，轨道208由壳体201支撑。轨道208被配置为围绕x-轴线219被至少部分地限定的弧部。下细长部分202b包括反馈组件206和接口装置204。接口装置204被配置成响应于下细长部分202b部分地围绕轴218的运动而沿轨道208行进。

接口装置204被配置为从反馈组件206垂直于下细长部分202b延伸的正齿轮。在这个构型中，接口装置204限定轴线，其在下细长部分202b运动时保持基本上平行于x-轴线219。接口装置204包括一组径向齿轮齿205，这些齿轮齿具有延伸正齿轮的轴向长度的面。

轨道208包括一组齿轮齿209。齿轮齿209布置在轨道208的内表面210上，所述内表面在轴218的径向近侧并且与径向外表面211相对。每个齿的面被定向成基本上平行于x-轴线219，并且从内表面径向地朝向轴218延伸。径向齿轮齿205与齿轮齿209啮合地接合。在一些实施方式中，能够使接口装置204旋转，以促使下细长部分202b沿轨道208的运动并促使旋转构件203围绕轴218枢转（例如，力反馈）。在一些实施方式中，接口装置204能够保持旋转地固定以响应于作用在上细长部分202a上的外力（例如，位置保持、离合作用），抵抗下细长部分202b沿轨道208的运动并抵抗旋转构件203围绕轴218的枢转运动。例如，反馈组件206可包括马达和/或离合器，所述马达和/或离合器被配置成使接口装置204可控地旋转和/或防止接口装置204旋转，以及将力反馈提供到握把216处的用户之手。

在一些实施方式中，能够响应于旋转构件203围绕轴218枢转而使接口装置204旋转，从而导致下细长部分202b沿轨道208的运动（例如，位置感测）。例如，反馈组件206可包括配置成测量接口装置204的旋转的旋转编码器或其他传感器并且在用户在握把216处促使运动时将位置反馈提供到控制器或其他接收装置。

就示例主动控制杆200而言，上细长部分202a和下细长部分202b被形成为使得上细长部分202a的质量和下细长部分202b的质量跨越轴218基本上是平衡的。在一些实施方式中，上细长部分202a的质量可等于下细长部分202b的质量，其中它们相应的质量围绕x-轴线219基本上对称分布。在一些实施方式中，上细长部分202a的质量可等于或不等于下细长部分202b的质量，其中它们相应的质量围绕x-轴线219基本上不对称分布。例如，上细长部分202a可包括定位成产生相对长的杠杆臂（例如，部件与支点之间的距离）的相对轻量级部件，并且下细长部分202b可包括定位成产生相对更短的杠杆臂的相对更重的部件。因而，不相等的质量和/或不相等的杠杆长度可被组合，以基本上平衡主动控制杆200围绕x-轴线219的分布。

在一些实施例中，接口装置204和轨道208可被配置成摩擦地接合（例如，直接接触而无齿轮）。例如，接口装置204可以是具有用橡胶处理的外表面的轮子，并且轨道208可以通常是光滑的，但具有足够的粗糙度以与轮子接合，从而允许轮子沿轨道208滚动以驱动旋转构件203的运动，或允许旋转构件203的运动以在轮子沿轨道208滚动时驱动其旋转。

图3是示例主动控制杆300的平面图。在一些实施例中，能够将主动控制杆300提供为杠杆控制装置的侧杆、中心杆、控制柱、控制轭或任何其他适当的调适件。在所说明的示例中，主动控制杆300被示为处于基本上居中或默认位置中。主动控制杆300包括：上细长部分302a，其在壳体301的基板314上面延伸；以及下细长部分302b，其在基板314下面延伸。上细长部分302a和下细长部分302b是旋转构件303的两个相对的径向区段，所述旋转构件围绕定位在基板314附近并且限定x-轴线319的轴318旋转。上细长部分302a的角位移导致下细长部分302b中发生类似的角位移。

上细长构件302a包括握把组件316。握把组件316径向地延伸远离轴318。在使用中，用户操纵握把组件316以导致示例主动控制杆300围绕x-轴线319旋转。在一些实施例中，握把组件316可被形成为供由用户操纵。例如，握把组件316可被确定大小并成波状外形以适合飞行员或其他机器操作者的手。

就示例主动控制杆300而言，轨道308由壳体301支撑。轨道308被配置为围绕x-轴线319被至少部分地限定的弧部。下细长部分302b包括反馈组件306和接口装置304。接口装置304被配置成响应于下细长部分302b部分地围绕轴318的运动而沿轨道308行进。

接口装置304被配置为从反馈组件306垂直于下细长部分302b延伸的正齿轮。在这个构型中，接口装置304限定轴线，其在下细长部分302b运动时保持基本上平行于x-轴线319。接口装置304包括一组齿轮齿305，这些齿轮齿具有延伸正齿轮的轴向长度的面。

轨道308包括一组齿轮齿309。齿轮齿309布置在轨道308的外表面311上，所述外表面在轴318的径向远侧并且与径向外表面310相对。每个齿的面被定向成基本上平行于x-轴线319，并且从内表面径向地朝向轴318延伸。径向齿轮齿305与齿轮齿309啮合地接合。在一些实施方式中，能够使接口装置304旋转，以促使下细长部分302b沿轨道308的运动并促使旋转构件303围绕轴318枢转（例如，力反馈）。在一些实施方式中，接口装置304能够保持旋转地固定以响应于作用在上细长部分302a上的外力（例如，位置保持、离合作用），抵抗下细长部分302b沿轨道308的运动并抵抗旋转构件303围绕轴318的枢转运动。例如，反馈组件306可包括马达和/或离合器，所述马达和/或离合器被配置成使接口装置304可控地旋转和/或防止接口装置304旋转，以及将力反馈提供到握把316处的用户之手。

在一些实施方式中，能够响应于旋转构件303围绕轴318枢转而使接口装置304旋转，从而导致下细长部分302b沿轨道308的运动（例如，位置感测）。例如，反馈组件306可包括配置成测量接口装置304的旋转的旋转编码器或其他传感器并且在用户在握把316处促使运动时将位置反馈提供到控制器或其他接收装置。

就示例主动控制杆300而言，上细长部分302a和下细长部分302b被形成为使得上细长部分302a的质量和下细长部分302b的质量跨越轴318基本上是平衡的。在一些实施方式中，上细长部分302a的质量可等于下细长部分302b的质量，其中它们相应的质量围绕x-轴线319基本上对称分布。在一些实施方式中，上细长部分302a的质量可等于或不等于下细长部分302b的质量，其中它们相应的质量围绕x-轴线319基本上不对称分布。例如，上细长部分302a可包括定位成产生相对长的杠杆臂（例如，部件与支点之间的距离）的相对轻量级部件，并且下细长部分302b可包括定位成产生相对更短的杠杆臂的相对更重的部件。因而，不相等的质量和/或不相等的杠杆长度可被组合，以基本上平衡主动控制杆300围绕x-轴线319的分布。

在一些实施例中，可颠倒接口装置304和轨道308的安装位置。例如，接口装置304可由壳体301支撑，并且轨道308可由下细长部分302b支撑并与其一起运动。

在一些实施例中，接口装置304和轨道308可被配置成摩擦地接合（例如，直接接触而无齿轮）。例如，接口装置304可以是具有用橡胶处理的外表面的轮子，并且轨道308可以通常是光滑的，但具有足够的粗糙度以与轮子接合，从而允许轮子沿轨道308滚动以驱动旋转构件303的运动，或允许旋转构件303的运动以在轮子沿轨道308滚动时驱动其旋转。

图4和图5是示例反馈组件400的平面图和侧视图。在一些实施例中，能够将反馈组件400用作示例主动控制杆100、200和300的反馈组件106、206和306。

反馈组件400包括接口装置404。接口装置404被配置为从反馈组件400平行于下细长部分402b延伸的直齿锥齿轮。在这个构型中，接口装置404限定相对于下细长部分402b的旋转轴线（例如，x-轴线119）保持基本上径向的轴线。接口装置404包括一组齿轮齿405，这些齿轮齿具有基本上直的且基本上平行于直齿锥齿轮的锥体的母线（generator）延伸的面。

齿轮齿405与轨道408接口接合。在一些实施例中，轨道408能够由壳体支撑。例如，能够使用轨道408来代替支撑在示例主动控制杆100的壳体101上的轨道108。轨道408被配置为围绕下细长部分402b的轴线被至少部分地限定的弧部。轨道408包括一组齿轮齿409。齿轮齿409布置在轨道408上，使得每个齿的面被定向成相对于下细长部分402b的轴线处于在0度与90度之间的角度处。径向齿轮齿405与齿轮齿409啮合地接合。在一些实施例中，轨道408可以是直齿锥齿轮的子区段，所述直齿锥齿轮被配置成与接口装置404的直齿锥齿轮构型配合地接口接合。

接口装置404被配置成响应于下细长部分402b部分地围绕下细长部分402b的轴的运动而沿轨道408行进。在一些实施方式中，能够使接口装置404旋转，以促使下细长部分402b沿轨道408的运动并促使旋转构件（例如，旋转构件103）的枢转运动。例如，可驱动接口装置404以将力反馈提供到操作者。在一些实施方式中，接口装置404能够保持旋转地固定以响应于作用在上细长部分（例如，上细长部分102a）上的外力，抵抗下细长部分402b沿轨道408的运动并抵抗旋转构件的枢转运动。例如，可防止接口装置404旋转，以便为主动控制杆（诸如，示例主动控制杆100）提供位置保持或离合行为。例如，反馈组件106可包括马达和/或离合器，所述马达和/或离合器被配置成使接口装置104可控地旋转和/或防止接口装置104旋转，以及将力反馈提供到握把116处的用户之手。

在一些实施方式中，能够响应于旋转构件103围绕轴118枢转而使接口装置104旋转，从而导致下细长部分102b沿轨道108的运动（例如，位置感测）。例如，反馈组件106可包括配置成测量接口装置104的旋转的旋转编码器或其他传感器并且在用户在握把116处促使运动时将位置反馈提供到控制器或其他接收装置。

图6是另一个示例反馈组件600的平面图。在一些实施例中，能够将反馈组件600用作示例主动控制杆100、200和300的反馈组件106、206和306。

反馈组件600包括接口装置604。接口装置604被配置为从反馈组件600平行于下细长部分602b延伸的弧齿锥齿轮。在这个构型中，接口装置604限定相对于下细长部分602b的旋转轴线（例如，x-轴线119）保持基本上径向的轴线。接口装置604包括一组齿轮齿605，这些齿轮齿相对于弧齿锥齿轮的锥体的母线弯曲。

齿轮齿605与轨道608接口接合。在一些实施例中，轨道608能够由壳体支撑。例如，能够使用轨道608来代替支撑在示例主动控制杆100的壳体101上的轨道108。轨道608被配置为围绕下细长部分602b的轴线被至少部分地限定的弧部。轨道608包括一组齿轮齿609。齿轮齿609布置在轨道608上，使得每个齿的面被定向成相对于下细长部分602b的轴线处于在0度与90度之间的角度处。径向齿轮齿605与齿轮齿609啮合地接合。在一些实施例中，轨道608可以是弧齿锥齿轮的子区段，所述弧齿锥齿轮被配置成与接口装置604的直齿锥齿轮构型配合地接口接合。在一些实施例中，接口装置604和轨道608可被配置成接口接合为零度锥齿轮、准双曲面锥齿轮、等径伞齿轮或为任何其他合适形式的齿轮。

图7是示例双轴线主动控制杆700的透视图。在一些实施例中，能够将主动控制杆700提供为杠杆控制装置的侧杆、中心杆、控制柱、控制轭或任何其他适当的调适件。在所说明的示例中，双轴线主动控制杆700被示为处于基本上居中或默认位置中。双轴线主动控制杆700包括单轴线主动控制杆组件701，所述单轴线主动控制杆组件具有：上细长部分702a，其在基板714和内壳体707的轴718上面延伸；以及下细长部分702b，其在轴718下面延伸。上细长部分702a和下细长部分702b是旋转构件703的两个相对的径向区段，所述旋转构件围绕轴718旋转并且限定x-轴线719。上细长部分702a的角位移导致下细长部分702b中发生类似的角位移。

上细长构件702a包括握把组件716。握把组件716径向地延伸远离轴718。在一些实施例中，握把组件716可被形成为供由用户操纵。例如，握把组件716可被确定大小并成波状外形以适合飞行员或其他机器操作者的手。

就示例双轴线主动控制杆700而言，轨道708由内壳体707支撑。轨道708被配置为围绕x-轴线719被至少部分地限定的弧部。下细长部分702b包括反馈组件706和接口装置704。接口装置704被配置成响应于下细长部分702b部分地围绕轴718的运动而沿轨道708行进。

旋转构件703围绕x-轴线719是基本上质量平衡的。在一些实施例中，示例单轴线主动控制杆701能够是示例主动控制杆100、示例主动控制杆200或示例主动控制杆300。一般来说，双轴线控制杆700延长了主动控制杆100、200和300的设计，以提供运动的第二轴线（y-轴线）同时保持围绕两个轴线是基本上质量平衡的。

内壳体707也被配置为用于附接到外壳体750的安装支架。内壳体707通过限定y-轴线754的轴752枢转地连接到外壳体750。y-轴线754基本上垂直于x-轴线719并在原点756处与x-轴线719相交。在一些实施例中，外壳体750被配置为安装支架或其他安装构件，例如用于将示例双轴线主动控制杆700附接到飞机或其他机器的机身、控制台或其他部分。

就示例双轴线主动控制杆700而言，轨道768由外壳体750支撑。轨道768被配置为围绕y-轴线754被至少部分地限定的弧部。内壳体707支撑反馈组件766和接口装置764。接口装置764被配置成响应于下细长部分702b部分地围绕轴752的运动而沿轨道768行进。在一些实施例中，轨道768可由内壳体707支撑，并且反馈组件766能够由外壳体750支撑。

接口装置764被配置为从反馈组件766基本上平行于轴752延伸的正齿轮。在这个构型中，接口装置764限定在下细长部分702b运动时保持基本上平行于y-轴线754的轴线。接口装置764包括一组径向齿轮齿765，这些径向齿轮齿具有延伸正齿轮的轴向长度的面。

轨道768包括一组齿轮齿769。齿轮齿769布置在轨道768上，使得每个齿的面被定向成相对于y-轴线754是基本上径向的。径向齿轮齿765与齿轮齿769啮合地接合。在一些实施方式中，能够使接口装置766旋转，以促使内壳体707沿轨道7688的运动并促使旋转构件703围绕轴752枢转（例如，力反馈）。在一些实施方式中，接口装置766能够保持旋转地固定以响应于作用在上细长部分702a上的外力（例如，位置保持、离合作用），抵抗内壳体707沿轨道768的运动并抵抗旋转构件103围绕轴752的枢转运动。例如，反馈组件766可包括马达和/或离合器，所述马达和/或离合器配置成使接口装置764可控地旋转和/或防止接口装置764的旋转，以及将力反馈提供到握把716处的用户之手。

就示例双轴线主动控制杆700而言，上细长部分702a和下细长部分702b被配置成使得上细长部分702a的质量和下细长部分702b的质量跨越轴718是基本上平衡的。内壳体707和单轴线控制杆701被配置成跨越轴752是基本上平衡的。在一些实施方式中，内壳体707和单轴线控制杆701的质量可围绕原点756基本上对称分布。在一些实施方式中，内壳体707和单轴线控制杆701的质量可跨越原点756相等或不相等地分布，其中它们相应的质量围绕原点756基本上不对称分布。例如，内壳体707的在原点756上面的部分可包括定位成产生相对长的杠杆臂（例如，部件与支点之间的距离）的相对轻量级部件，并且内壳体707的在原点756下面的部分可包括定位成产生相对更短的杠杆臂的相对更重的部件。因而，不相等的质量和/或不相等的杠杆长度可被组合，以基本上平衡双轴线主动控制杆700围绕x-轴线719与y-轴线754两者的分布。

图8是另一个示例双轴线主动控制杆800的透视图。在一些实施例中，能够将双轴线主动控制杆800提供为杠杆控制装置的侧杆、中心杆、控制柱、控制轭或任何其他适当的调适件。在所说明的示例中，双轴线主动控制杆800被示为处于基本上居中或默认位置中。双轴线主动控制杆800包括单轴线主动控制杆组件801。一般来说，双轴线控制杆800是呈替代构型的具有反馈组件706和轨道708的示例双轴线控制杆700。

单轴线控制杆组件701围绕限定x-轴线819的轴818是基本上质量平衡的。单轴线控制杆组件801包括内壳体807，所述内壳体支撑轨道868并且通过限定y-轴线854的轴852枢转地联接到外壳体850。y-轴线854基本上垂直于x-轴线819并在原点856处与x-轴线819相交。在一些实施例中，外壳体850被配置为安装支架或其他安装构件，例如用于将示例双轴线主动控制杆800附接到飞机或其他机器的机身、控制台或其他部分。

在一些实施例中，轨道868能够是被修改的轨道768以安装在内壳体807上而非外壳体750上，并且在y-轴线854下面而非在y-轴线754上面。外壳体850支撑反馈组件866。在一些实施例中，反馈组件866能够是被修改的反馈组件766以由外壳体850而非内壳体707支撑，并且在y-轴线854下面而非在y-轴线754上面。

内壳体807和单轴线控制杆801被配置成跨越轴852是基本上平衡的。在一些实施方式中，内壳体807和单轴线控制杆801的质量可围绕原点856基本上对称分布。在一些实施方式中，内壳体807和单轴线控制杆801的质量可跨越原点856相等或不相等地分布，其中它们相应的质量围绕原点856基本上不对称分布。例如，内壳体807的在原点856上面的部分可包括定位成产生相对长的杠杆臂（例如，部件与支点之间的距离）的相对轻量级部件，并且内壳体807的在原点856下面的部分可包括定位成产生相对更短的杠杆臂的相对更重的部件。因而，不相等的质量和/或不相等的杠杆长度可被组合，以基本上平衡双轴线主动控制杆800围绕x-轴线819与y-轴线854两者的分布。

虽然上文已详细描述了少数实施方式，但是其他修改是可能的。例如，附图中描绘的逻辑流不需要所示的特定次序或顺序次序以实现期望的结果。另外，可提供其他步骤，或可从所描述的流中取消多个步骤，并且可将其他部件添加到所描述的系统或从所描述的系统移除其他部件。因此，其他实施方式在以下权利要求的范围内。