一种快速响应的灵敏型控制手柄的制作方法

本实用新型涉及控制手柄技术领域，具体涉及一种快速响应的灵敏型控制手柄。

背景技术：

运动控制手柄是一种常用的人机接口工具，它广泛应用于工程机械、交通运输工具、医疗设备、测量机、游戏机等设备的运动控制操作。按照使用场合，控制手柄分为工业用手柄、精确控制手柄和游戏手柄。工业用手柄适用于环境比较恶劣，使用频繁的场合，例如叉车、起重机、农业机械、军用机械等应用场合；精确控制手柄适用于转向、定位和速度控制等对控制精度要求比较高的场合，例如显微镜控制、坐标测量设备、相机调节、轮椅、医疗设备等场合；游戏手柄主要是用来进行游戏操作。目前运动控制手柄大多采用位移或角度传感器检测手柄的位移或角度信息实现设备的步进运动，这些方式在多维控制场合中实现起来比较困难，结构复杂，稳定性下降，且不能准确感应操作者对控制手柄施力的大小从而实现不同的操作。

技术实现要素：

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种快速响应的灵敏型控制手柄，能够有效地克服现有技术所存在的难以根据操作者对控制手柄施力的大小准确控制机械微小移动的问题，通过使用压力传感器铺设在压力感应槽内表面来感应任意方向上的压力大小，并通过微处理器快速处理，通过控制器控制机械动力单元的运动，根据施力的大小不同控制不同的运动速度和运动幅度，更加符合人们的操作习惯，且能够监控手柄杆上施力的大小，以免过度操作损坏控制手柄。

技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种快速响应的灵敏型控制手柄，包括手柄杆和控制盒，所述手柄杆上端设置球形手柄、下端设置力传导球；所述控制盒顶面中心处设置压力传感台，所述压力传感台内设置压力感应槽，所述控制盒顶面边缘处周向设置支撑杆；所述力传导球设置在所述压力感应槽内；所述支撑杆上端设置塔形弹簧，所述塔形弹簧上端固定设置在所述手柄杆上；所述压力感应槽内表面设置压力传感器；所述控制盒内设置微处理器和控制器，所述控制盒表面设置报警装置；所述压力传感器通过信号放大电路连接所述微处理器，所述微处理器连接所述控制器，所述控制器通过电子开关连接所述报警装置。

更进一步地，所述塔形弹簧下端为圆环底板，所述圆环底板底面与所述支撑杆顶面固定焊接

更进一步地，所述压力传感器为应变式压力传感器

更进一步地，所述控制器连接相应机器的动力单元。

更进一步地，所述报警装置为声光报警器。

更进一步地，所述控制盒外形为圆柱体，所述支撑杆下端固定焊接在所述控制盒顶面。

更进一步地，所述压力感应槽为上端开口的球形空腔，所述压力感应槽的上端开口处横截面半径小于所述压力感应槽的内径。

更进一步地，所述力传导球半径小于所述压力感应槽的内径且大于所述压力感应槽的开口处横截面半径，所述压力感应槽的开口处横截面半径大于所述手柄杆的横截面半径。

有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：通过使用压力传感器铺设在压力感应槽内表面来感应任意方向上的压力大小，并通过微处理器快速处理，通过控制器控制机械动力单元的运动，根据施力的大小不同控制不同的运动速度和运动幅度，更加符合人们的操作习惯，且能够监控手柄杆上施力的大小，以免过度操作损坏控制手柄。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的力传导球与压力传感台分离的立体结构放大示意图；

图3为本实用新型的电性控制连接示意图；

图中的标号分别代表：1-手柄杆；2-控制盒；3-球形手柄；4-力传导球；5-压力感应槽；6-支撑杆；7-塔形弹簧；8-压力传感器；9-报警装置；10-圆环底板；11-压力传感台。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例

本实施例的一种快速响应的灵敏型控制手柄，包括手柄杆1和控制盒2，手柄杆1上端设置球形手柄3、下端设置力传导球4；控制盒2顶面中心处设置压力传感台11，压力传感台11内设置压力感应槽5，控制盒2顶面边缘处周向设置支撑杆6；力传导球4设置在压力感应槽5内；支撑杆6上端设置塔形弹簧7，塔形弹簧7上端固定设置在手柄杆1上；压力感应槽5内表面设置压力传感器8；控制盒2内设置微处理器和控制器，控制盒2表面设置报警装置9；压力传感器8通过信号放大电路连接微处理器，微处理器连接控制器，控制器通过电子开关连接报警装置9；塔形弹簧7下端为圆环底板10，圆环底板10底面与支撑杆6顶面固定焊接；压力传感器8为应变式压力传感器；控制器连接相应机器的动力单元；报警装置9为声光报警器；控制盒2外形为圆柱体，支撑杆6下端固定焊接在控制盒2顶面；压力感应槽5为上端开口的球形空腔，压力感应槽5的上端开口处横截面半径小于压力感应槽5的内径；力传导球4半径小于压力感应槽5的内径且大于压力感应槽5的开口处横截面半径，压力感应槽5的开口处横截面半径大于手柄杆1的横截面半径。

使用时，通过手握球形手柄3控制手柄杆1移动，手柄杆1移动时塔形弹簧7会对手柄杆1施加一个反作用力，从而推动力传导球4对压力感应槽5内表面的压力传感器8施加压力，压力传感器8将检测到的压力信号和压力值传输给微处理器，微处理器处理数据后通过控制器控制与控制手柄相连的相应的动力单元进行相应的运动工作，不同压力值大小也对应这不同程度、不同幅度或者不同速度的机械运动，压力传感器8的检测信号通过信号放大电路放大后反应给微处理器会更加灵敏。当操作者对球形手柄3施加的作用力过大时，即大于设定的上限值时，微处理器便通过控制器控制报警装置9发出声光报警信号，以免损害控制手柄。根据任意方向上的压力大小控制机械运动程度，根据压力方向信号控制机械运动的方向，符合人们的使用习惯，便于使用。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。