复合核心动力装置的制作方法

本技术属于机械操控，涉及一种方向操作装置，特别是涉及一种复合核心动力装置。

背景技术：

1、转向盘即方向盘，是汽车、工程机械、农用车辆等的操纵行驶方向的轮状装置，而飞行设备也采用方向盘进行方向控制操作。由于一些设备的方向盘操作仅仅包括单一方向的操作，还可能包括其他方向的复合操作，因此需要将不同方向的操作组合在一起。

2、现有技术中采用的一种方案是将一个方向的动力源直接安装在另一运动方向的结构上，将动力直接传递给操作部。但是采用这种方式会导致动力源质量通常较大，直接传递到操纵部位会显著增加移动部件的等效惯量。操纵部因此变得迟钝，难以快速定位，尤其在高频往复运动中更为明显；动态响应延迟、操控疲劳、精度损失。

3、另一种方案为通过柔性结构将运动传递到底部，将动力源与操纵部隔离开来，而采用这种方式会使得柔性结构容易产生张力波动，长期使用后易打滑或松脱；摩擦系数大，易产生热量；柔性材料的磨损寿命相对较短及需要定期检查张力、润滑或更换磨损部件；空程误差、摩擦损耗、维护周期短。

4、而且以上两种方式都只能适用于单一使用场景，无法适配多场景使用，如桌面使用时采用直线模式、拟真使用时采用摆动结构搭建，操作时不仅运动惯量较大，而且无法针对不同的操作模式快速切换。并且在动力源处于固定状态的时候，当输出连接杆处于不同轴向位置时很难做到持续传递同轴旋转运动，并与轴向直线运动解耦。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种复合核心动力装置，用于解决现有技术中方向操控时如何实现旋转运动与轴向直线运动解耦的问题。

2、第一方面，本技术提供一种复合核心动力装置，包括：

3、底板；

4、运动基座，活动安装于所述底板；

5、转动基座，转动安装于所述运动基座内部，并跟随所述运动基座同步运动；

6、轴向驱动组件，与所述运动基座连接，以驱动所述运动基座沿着第一方向做直线运动；

7、旋转驱动组件，与所述转动基座连接，以驱动所述转动基座围绕所述第一方向转动；

8、输出连接杆，与所述转动基座固定连接，以跟随所述转动基座同步运动；

9、动力源，安装于所述底板，分别为所述轴向驱动组件和所述旋转驱动组件提供动力；

10、其中，在所述轴向驱动组件驱动所述运动基座沿所述第一方向做直线运动的时候，所述转动基座沿着所述第一方向同步移动。

11、本技术中，通过轴向驱动组件和旋转驱动组件的解耦式模块设计，实现直线运动和旋转运动两种工况的复合运动，整个动力装置空间利用率高，动力模块体积扁平化，优化了设备内部空间布局，便于在狭小空间内安装。

12、在第一方面的一种实现方式中，所述动力源包括第一动力源，所述轴向驱动组件包括：

13、第一带轮，设置于所述底板上方一端；

14、第四带轮，设置于所述底板上方另一端；

15、皮带，通过连接板与所述运动基座固定连接，并套接在所述第一带轮和所述第四带轮之间；

16、滑动机构，安装于所述底板和所述运动基座之间，用于引导所述运动基座沿着所述第一方向进行直线运动；

17、其中，所述第一动力源与所述第四带轮的中心连接，以通过驱动所述第四带轮带动所述皮带转动。

18、在本实施方式中，第一动力源通过第一带轮带动皮带转动，利用皮带的转动带动运动基座沿第一方向进行直线运动，整个直线运动过程中第一动力源保持固定且不跟随移动，使得整个操作设备的重量降低，响应更快，减少迟滞感。

19、在第一方面的一种实现方式中，所述滑动机构包括直线导轨和滑块，所述直线导轨安装在所述底板上方，所述滑块与所述运动基座固定连接，且所述滑块底部设置有与所述直线导轨相匹配的滑槽，所述运动基座在所述皮带的带动下，通过所述滑块沿着所述直线导轨做直线运动。

20、在第一方面的一种实现方式中，所述旋转驱动组件包括：

21、第一支撑板，安装在所述底板表面一端；

22、第一旋转盘，与所述第一支撑板转动连接；

23、第二支撑板，安装在所述底板表面另一端；

24、第二旋转盘，与所述第二支撑板转动连接；

25、减速机构，安装在所述底板上，与所述第二旋转盘固定连接并驱动转动；

26、圆柱导轨，固定连接在所述第一旋转盘和所述第二旋转盘之间；

27、其中，所述输出连接杆贯穿所述第一旋转盘并与所述转动基座固定连接，所述转动基座内部设置有与所述圆柱导轨匹配的直线轴承，以通过所述直线轴承沿着所述圆柱导轨的轴向移动，所述转动基座通过第一轴承转动安装于所述运动基座内部，并围绕所述第一方向转动，以通过所述第一轴承传递直线运动的推拉载荷，并通过所述直线轴承传递旋转运动时的旋转扭矩。

28、在第一方面的一种实现方式中，所述动力源还包括安装在所述底板上的第二动力源，所述减速机构包括：

29、第二带轮，设置在所述第二支撑板远离所述第一支撑板的一侧；

30、第三带轮，与所述第二动力源连接，以在所述第二动力源的驱动下转动；

31、减速同步带，套接在所述第二带轮和所述第三带轮之间，以通过所述第三带轮的转动带动所述第二带轮转动；

32、其中，所述第二旋转盘的中心处设置有插接轴，所述插接轴与所述第二带轮的中心固定连接，以通过所述第二带轮的转动带动所述第二旋转盘转动，且所述第二带轮的直径大于所述第三带轮的直径。

33、在本实施方式中，第二动力源通过第三带轮和减速同步带带动第二带轮转动，而第二带轮中心与第二旋转盘中心处的插接轴固定连接，从而通过第二带轮带动第二旋转盘转动，进而通过第二旋转盘带动转动基座旋转运动，整个旋转过程中第二动力源的质量不跟随移动，使得整个操作设备的重量降低，响应更快，减少迟滞感。

34、在第一方面的一种实现方式中，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘朝外部的一端均安装有第二轴承，所述第一支撑板和所述第二支撑板内部均设置有容纳所述第二轴承的轴承槽，所述第二轴承固定安装在所述轴承槽内部，所述输出连接杆插入所述第一旋转盘外部的所述第二轴承并与所述转动基座固定连接，且所述输出连接杆贯穿所述第一支撑板内的所述轴承槽并悬空设置。

35、在第一方面的一种实现方式中，还包括锁止机构，所述锁止机构设置在所述底板上并与所述运动基座连接，以对所述运动基座和所述转动基座的运动进行约束，所述锁止机构在第一状态下对所述轴向驱动组件进行限位并解开对所述旋转驱动组件的限位，以限制所述输出连接杆在所述第一方向的直线运动并解锁围绕所述第一方向的多圈转动；所述锁止机构在第二状态下对所述旋转驱动组件进行限位并解开对所述轴向驱动组件的限位，以实现所述输出连接杆的直线旋转复合运动。

36、在本实现方式中，利用运动基座的运动带动锁舌运动以推动弹销，同时通过拉销与锁舌孔的配合实现锁舌的锁定和解锁，以实现整个动力装置在第一状态下的多圈转动和在第二状态下的直线旋转复合运动的快速切换，方便适配不同的应用场景。

37、在第一方面的一种实现方式中，所述锁止机构包括：

38、锁舌，固定安装在所述运动基座顶部靠近所述第二支撑板的一侧；

39、弹销，安装在所述第二支撑板内部，并沿着所述第一方向活动朝向所述第二支撑板；

40、拉销，活动插入在所述第二支撑板顶部；

41、锁舌孔，设置在所述锁舌靠近所述拉销的表面一端，并与所述拉销匹配；

42、圆弧形槽口，设置在所述第二旋转盘内部；

43、其中，所述拉销与所述锁舌孔配合以实现所述运动基座在所述第一方向直线运动的锁止和解锁，所述弹销与所述圆弧形槽口配合以限制所述转动基座的旋转角度，以实现多圈旋转状态和限制角度旋转状态的切换。

44、在第一方面的一种实现方式中，所述第二支撑板内部设置有与所述锁舌正相对的开口槽，所述弹销远离所述运动基座的一端上方固定安装有与所述锁舌正对的凸起结构，所述第二支撑板内部设置有与所述凸起结构和所述弹销匹配的通道，所述锁舌插入所述开口槽之后推动所述弹销端部的所述凸起结构沿着所述通道向远离所述运动基座的方向移动，所述弹销远离所述凸起结构的一端插入所述第二支撑板内部并延伸至所述圆弧形槽口内部，且所述弹销外部还套接有弹销弹簧，在所述弹销没有被所述锁舌推动的时候处于所述第二状态，在所述弹销弹簧的作用下，所述弹销固定插入到所述圆弧形槽口内部，且所述拉销在第二方向的投影落在所述锁舌孔的移动路径上，以使得所述锁舌移动至对应位置之后，将所述拉销按下并插入所述锁舌孔内部后固定所述锁舌，以使得所述弹销脱离所述圆弧形槽口后进入第一状态，所述第二方向为与所述锁舌所在平面垂直的方向。

45、在第一方面的一种实现方式中，在所述运动基座推动所述锁舌进入所述开口槽之后，放下所述拉销以使得所述拉销插入所述锁舌孔之后固定所述锁舌，并使得所述弹销脱离所述圆弧形槽口后进入所述第一状态，以限制所述输出连接杆在所述第一方向的直线运动并解锁围绕所述第一方向的多圈转动，而在将所述拉销从所述锁舌孔内拉出并固定之后，在所述弹销弹簧的作用下所述弹销插入所述圆弧形槽口后进入所述第二状态，实现所述输出连接杆的直线旋转复合运动。

46、在第一方面的一种实现方式中，所述圆弧形槽口的圆心角不超过180°，在所述第二状态下，所述输出连接杆的转动角度不超过所述圆弧形槽口的圆心角。

47、如上所述，本技术所述的复合核心动力装置，具有以下有益效果：

48、本技术通过轴向驱动组件和旋转驱动组件的解耦式模块设计，以实现直线运动和旋转运动，并通过锁止机构实现不同运动状态的切换，整个动力装置空间利用率高，动力模块体积扁平化，优化了设备内部空间布局，便于在狭小空间内安装，而且采用锁止机构对不同的运动状态进行切换，利用运动基座的运动带动锁舌运动以推动弹销，同时通过拉销与锁舌孔的配合实现锁舌的锁定和解锁，以实现整个动力装置在第一状态下的多圈转动和在第二状态下的直线旋转复合运动的快速切换。