一种握杆型多轴操控手柄的制作方法

1.本实用新型涉及操控手柄技术领域，特别涉及一种握杆型多轴操控手柄。


背景技术：

2.工业设备，尤其是有人操控的工业设备，其各项功能的控制通常是借助人的手和脚的动作实现，工业操控手柄是常用的操控工具，其具有摇棒和固定在摇棒上的握杆。
3.使用时，通过握杆控制摇棒的摇动方向和转动角度，进而产生相应的电信号，以用于工业设备的控制。然而由于工业设备的功能复杂程度越来越高，因此需要使摇棒具有更多的转动方向，以便于为摇棒在不同方向上的转动配置不同的电信号，实现工业设备不同的功能效果。
4.然而，为了使摇棒能够在多个方向上转动，现有的工业操控手柄中摇棒的转动结构都做的较为复杂，并且使用寿命不高。
5.另外，现有的握杆，其结构设计也不够合理，其通常是直接在握杆上设置有多个开关，这就导致难以对各个开关的功能效果进行清楚且快速的区分，进而导致操控效率下降，且容易出错。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在工业操控手柄中摇棒的转动结构复杂的问题，本实用新型的目的在于提供一种握杆型多轴操控手柄。
7.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
8.一种握杆型多轴操控手柄，包括握杆和多轴下端；所述多轴下端包括基座、第一转轴、摇棒、滑件和第二转轴；所述第一转轴沿第一方向布置且可转动安装在所述基座上；所述摇棒通过沿第二方向布置的枢轴可转动连接在所述第一转轴上，且所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第二转轴沿所述第二方向布置且可转动连接在所述基座上，所述滑件固定连接在所述第二转轴上，且所述滑件上开设有沿所述第二方向布置的通槽，所述摇棒穿设于所述通槽中；所述第一转轴以及所述第二转轴的端部均安装有磁钢，所述基座上安装有与所述磁钢相对的霍尔传感器；其中，所述握杆固定连接在所述摇棒上。
9.优选的，所述握杆包括握杆本体、开关按键、第一微动开关、扳机件和第二微动开关；所述握杆本体为封闭式壳体结构，且所述握杆本体的底部设置有底孔以安装所述摇棒；所述开关按键安装在所述握杆本体的顶部的安装孔上，所述第一微动开关固定安装在所述握杆本体的内部，且所述第一微动开关与所述开关按键相对以使所述第一微动开关接收所述开关按键的操控；所述扳机件的一端铰接在所述握杆本体的外壁上，所述第二微动开关固定安装在所述握杆本体的内部，且所述握杆本体的外壁上设置有通孔以使所述第二微动开关的动触点露出，且所述动触点直接或者间接地抵触在所述扳机件上，所述握杆本体的外壁上还设置有限位件以限制所述扳机件的另一端远离所述握杆本体。
10.进一步的，还包括导向板，所述导向板固定安装在所述基座上，所述导向板上开设
有导向槽，且所述摇棒穿设于所述导向槽中。
11.进一步的，还包括复位组件，所述复位组件连接在所述基座与所述摇棒之间，以带动所述摇棒复位。
12.优选的，所述复位组件包括
13.弹簧，所述弹簧套设在所述摇棒的侧壁上；
14.弹簧盖板和滑环，所述弹簧盖板固定安装在所述摇棒的侧壁上，所述滑环可滑动的套设在所述摇棒的侧壁上，且所述弹簧盖板和所述滑环分别位于所述弹簧的两侧；
15.复位面，所述复位面设置在所述基座的顶面，所述基座的顶面设置有摇棒穿孔以供所述摇棒穿过，且所述复位面配置为锥形或者喇叭形，所述复位面的大端朝向所述滑环，且所述滑环抵接在所述复位面上。
16.以及限位板，所述限位板固定安装在所述基座的顶面以覆盖所述复位面，所述限位板上设置有镂空孔以使所述摇棒穿过。
17.进一步的，还包括保护套，所述保护套的下端密封连接在所述基座上，所述保护套的上端设置有摇棒孔以使所述摇棒穿过，且所述保护套的上端密封连接在所述握杆上。
18.进一步的，还包括电路板，每个所述霍尔传感器均通过一所述电路板固定安装在所述基座上；所述电路板包括基板和pcb板，所述基板固定安装在所述基座上，所述pcb板固定安装在所述基板上，且所述pcb板与所述基板之间设置有磁屏蔽层。
19.进一步的，还包括转接件，所述转接件固定安装在所述握杆本体内以固定所述摇棒。
20.优选的，所述转接件上设置有孔洞以供所述摇棒穿过，所述转接件上旋拧有锁紧螺钉以锁紧所述摇棒，且所述握杆本体的侧壁上设置有与所述锁紧螺钉相适配的螺钉穿孔。
21.优选的，所述限位件包括一端固定在所述握杆本体的外壁上的杆状本体，所述扳机件上设置有限位孔以使所述杆状本体的自由端穿过，且所述杆状本体的自由端上还设置有限位卡头，所述限位卡头的尺寸大于所述限位孔的尺寸。
22.采用上述技术方案，由于第一转轴、安装在第一转轴上的磁钢的设置，使得摇棒具有第一个转动方向，且第一方向上的转动角度能够被安装在基座上的霍尔传感器检测到并转换为相应的电信号，从而用于设备控制；又由于枢轴、第二转轴、固定在第二转轴上的滑件、固定在第二转轴上的磁钢的设置，使得摇棒具有第二转动方向，且第二方向上的转动角度也能够被安装在基座上的另一霍尔传感器检测到并转换为相应的电信号，以便于作用设备控制，同时，滑件的存在还使得摇棒在第一转动方向和第二转动方向上同时动作时，确保双轴同时工作的同时，降低了多轴下端的结构复杂程度，并配合握杆的设置，使本实用新型提供的手柄能够有效的输入多路电信号。
附图说明
23.图1为本实用新型的结构示意图；
24.图2为本实用新型的右视图；
25.图3为本实用新型的主视图；
26.图4为沿图2中a
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a线的剖视图；
27.图5为沿图3中b
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b线的剖视图。
28.图中:1
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多轴下端、11
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基座、111
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上基座、112
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下基座、12
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第一转轴、13
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摇棒、14
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枢轴、15
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滑件、151
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通槽、16
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第二转轴、17
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磁钢、2
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握杆、21
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握杆本体、211
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半壳体、212
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凸耳、213
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销轴、22
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开关按键、23
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第一微动开关、24
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扳机件、241
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限位孔、25
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第二微动开关、26
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限位件、261
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杆状本体、262
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限位卡头、27
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开关保护套、3
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复位组件、31
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限位板、32
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弹簧、33
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弹簧盖板、34
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滑环、35
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复位面、4
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保护套、5
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导向板、51
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导向槽、6
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电路板、7
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转接件。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本实用新型结构的说明，仅是为了便于描述本实用新型的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.实施例一
32.一种握杆型多轴操控手柄，如图1
‑
5所示，包括多轴下端1以及连接在其上的握杆2，握杆2上布置有开关，以便于产生电信号，同时握杆2还用于对多轴下端1施加操作，从而使多轴下端1也产生用于设备控制的电信号。
33.本实施例中，多轴下端1包括基座11、第一转轴12、摇棒13、枢轴14、滑件15、第二转轴16、磁钢17和霍尔传感器。
34.其中，基座11整体呈周向封闭式的结构，其中部具有一空腔，以便于安装上述的第一转轴12、滑件15和第二转轴16。第一转轴12位于上述的空腔内，第一转轴12的轴线沿第一方向布置，并且第一转轴12的两端分别可转动连接在基座11的两个相对侧壁上。第一转轴12其中一个端部贯穿基座11的侧壁，并且该端部上固定安装有磁钢17，相应的，在该被第一转轴12所贯穿的基座11的侧壁外固定有霍尔传感器（图中未示出），该霍尔传感器正对着磁钢17，以便于在磁钢17随着第一转轴12转动的过程中，能够检测到第一转轴12的转动角度。
35.摇棒13整体呈长条形，其下端伸入至基座11的空腔中，并且摇棒13通过枢轴14可转动连接在第一转轴12上，枢轴14的轴线沿第二方向布置，其中，该第二方向垂直于上述的第一方向，另外，摇棒13垂直于枢轴14，并且摇棒13位于与第一方向和第二方向构成的平面相垂直的面内。可见，由于枢轴14的设置，使得摇棒13能够带动枢轴14在另一个方向上转动，但是，当第一转轴12也同时转动时，枢轴14的轴线会随之摇摆，如果在枢轴14上也固定连接一个磁钢17，则与之对应的霍尔传感器不具有确定的安装位置，因此，本实施例提出滑件15和第二转轴16以解决该问题。
36.第二转轴16也位于基座11的空腔内，第二转轴16的轴线沿第二方向布置，第二转轴16的两端可转动连接在基座11的另外两个相对的侧壁上，同样的，第二转轴16的一个端部贯穿基座11的侧壁，该端部上也固定安装有一个磁钢17，同时，基座11的外侧壁上对应的
安装有霍尔传感器（图中未示出），该霍尔传感器正对着固定在第二转轴16上的磁钢17。滑件15布置在基座11的空腔内，滑件15用于在摇棒13带动枢轴14转动时，将转动角度传递给第二转轴16，并且不影响摇棒13带动第一转轴12转动。本实施例中，设置滑件15固定连接在第二转轴16上，并且在滑件15上开设一个长度方向沿着第二方向延伸的通槽151，摇棒13穿设与通槽151中，并且通槽151的宽度与摇棒13的直径相适配。
37.使用时，通过握杆2带动摇棒13，使摇棒13带动枢轴14转动，摇棒13会同时拨动滑件15，进而带动第二转轴16发生同样幅度的转动，从而通过布置在第二转轴16上的磁钢17，使基座11上对应的霍尔传感器产生电信号；同时，由于通槽151的设置，使得摇棒13在带动第一转轴12发生转动时，摇棒13能够自由的在通槽151内摆动，故而从而通过布置在第一转轴12上的磁钢17，使基座11上对应的霍尔传感器产生另一路电信号。本实施例提出的多轴下端1结构设计简单且合理，通过能够同时起作用的第一转轴12和第二转轴16的设置，从而能够使握杆2具有更大的动作范围。
38.在另一优选实施例中，为了降低多轴下端1的结构体积，设置第一转轴12与第二转轴16位于同一平面内，同时，设置滑件15呈凹状，从而绕过第一转轴12，例如滑件15呈弧形或者半圆形，并且可以理解的是，此时第二转轴16被分割为两段，且分别连接在滑件15的两端，另外，设置滑件15与第二转轴16被分割的两段呈一体成型构造。
39.在另一优选实施例中，设置第一转轴12包括直径较大的轴体以及设置在轴体的两端且直径较小的轴颈，两个轴颈分别可转动连接在基座11的两个相对侧壁上，而轴体上则沿轴向开设有摇摆孔，上述的摇棒13穿设于该摇摆孔中。另外，轴体的侧壁上开设有与摇摆孔连通的枢轴孔，枢轴14安装在该枢轴孔内，从而使枢轴14的一端伸入到摇摆孔中，并与摇棒13相连接。进一步的，枢轴14固定在一安装板上，该安装板通过螺钉固定在轴体的侧壁上，即，枢轴14相对第一转轴12不动，摇棒13围绕枢轴14转动；另外，枢轴14对称地布置有两个。
40.在另一优选实施例中，为了便于拆卸和安装上述的第一转轴12、第二转轴16，设置基座11包括沿第三方向分割且可拆卸连接（例如通过螺钉或者螺栓连接）的上基座111和下基座112，其中，第三方向同时垂直于上述的第一方向和第二方向，并且可以理解的是，条状的摇棒13整体上即沿着第三方向设置。上基座111和下基座112相结合的表面均设置有多个半轴孔，半轴孔包括有与第一转轴12适配的第一半轴孔，以及与第二转轴16适配的第二半轴孔，上基座111上的第一半轴孔与下基座112上的第一半轴孔对接后构成用于安装第一转轴12的第一轴孔，而上基座111上的第二半轴孔与下基座112上的第二半轴孔对接后构成用于安装第二转轴16的第二轴孔。
41.实施例二
42.在上述本实施例的基础上，如图1
‑
5所示，本实施例设置握杆2包括握杆本体21、开关按键22、第一微动开关23、扳机件24和第二微动开关25。
43.其中，握杆本体21为封闭式壳体结构，整体呈管状，并且具有一定的弯曲弧度，从而方便手部握持。同时，握杆本体21的底部设置有底孔以安装上述的摇棒13，可以理解的是，握杆本体21也是使其轴向方向沿着上述的第三方向布置的。握杆本体21的顶部设置有安装孔，而开关按键22则固定在该安装孔中，第一微动开关23固定安装（例如通过螺钉固定）在握杆本体21的内部，且第一微动开关23与开关按键22相对，以使第一微动开关23接收
开关按键22的操控。可以理解的是，第一微动开关23具有动触点，该动触点与开关按键22相对，因此通过开关按键22的动作，向第一微动开关23的动触点施加驱动力，使第一微动开关23产生电信号，以便于工业设备执行相应的动作。
44.第二微动开关25也固定安装（例如通过螺钉固定）在握杆本体21的内部，第二微动开关25也包括一个动触点，并且握杆本体21的外壁上设置有通孔，从而使第二微动开关25的动触点露出；而扳机件24整体呈条状，并沿着握杆本体21的轴向方向布置，扳机件24的一端（下端）铰接在握杆本体21的外壁上，并且，第二微动开关25的动触点直接或者间接地抵触在扳机件24上，从而使按压扳机件24即可向第二微动开关25进行操作；同时，在握杆本体21的外壁上还设置有限位件26，以限制扳机件24的另一端（上端）远离握杆本体21，即，通过限位件26将扳机件24的运动限制在一定的范围内。
45.本实施例中，限位件26包括一端固定在握杆本体21的外壁上的杆状本体261，并且限位件26一体成型在握杆本体21上，而扳机件24上则设置有限位孔241以使杆状本体261的自由端从其中穿过，同时，在杆状本体261的自由端上还设置有限位卡头262，该限位卡头262的尺寸大于限位孔241的尺寸，以使扳机件24的只能够沿着杆状本体261活动，同时，该限位卡头262一体成型在限位件26上。或者，在一个实施例中，还可以将限位件26配置为固定在握杆本体21的外壁上的环状构件，而扳机件24则穿设在其中即可。
46.本实施例中，握杆本体21的外侧壁上对称地设置有两个凸耳212，扳机件24则位于两个凸耳212之间，且凸耳212以及扳机件24上均设置有销轴孔，销轴孔上穿设有销轴213，从而使扳机件24相对握杆本体21可转动。例如，销轴213的一端设置有螺纹，而在其中一个凸耳212的销轴孔上设置有螺纹孔，以便于固定销轴213，而扳机件24上的销轴孔与销轴213间隙配合。
47.使用时，不但可以通过握杆2带动摇棒13运动的方式产生电信号，还可以通过握杆2上配置的开关按键22以及扳机件24分别操作第一微动开关23和第二微动开关25，从而也产生可用于设备控制的电信号，进一步提高手柄的多功能特点。
48.譬如在一个优选实施例中，将开关按键22配置为两个且并列布置，即为左开关按键和右开关按键，相应的，第一微动开关23并列地设置有两个，且两个第一微动开关23分别与左开关按键和右开关按键相对。如此设置，使得操作开关按键22的左侧和右侧，分别能够产生一个电信号，从而分别使工业设备保持两个状态，例如开机状态和关机状态。
49.在另一个优选实施例中，握杆2还包括开关保护套27，开关保护套27由弹性防水材料制造，橡胶或者硅胶均可，开关保护套27套设在握把本体1的顶部，从而覆盖开关按键22，对其形成保护。
50.实施例三
51.在上述实施例的基础上，设置本实用新型提出的握杆型多轴操控手柄还包括复位组件3。如图4及图5所示，复位组件3连接在基座11与摇棒13之间，复位组件3用以带动摇棒13在相对基座11发生转动后复位。复位组件3设置在基座11的上方，并具体设置复位组件3包括限位板31、弹簧32、弹簧盖板33、滑环34以及复位面35。
52.其中，弹簧32套设在摇棒3的侧壁上，弹簧盖板33则固定安装在摇棒3的侧壁上，滑环34则可滑动的套设在摇棒3的侧壁上，且弹簧盖板33和滑环34分别位于弹簧32的两侧。
53.上述的复位面35设置在基座11的顶面，例如上述上基座111的顶面，复位面35配置
为锥形或者喇叭形，并且其大端朝向滑环34（即第三方向上远离基座11的一侧），并且滑环34的底面抵接在复位面35上。而限位板31固定安装在基座11的顶面，限位板31用于覆盖复位面35，并且限位板31上设置有镂空孔以使摇棒3穿过。
54.由于复位面35呈中心凹陷状，因此摇棒13不使用时，在弹簧32的弹力作用下，滑环34被压在复位面35的中心凹陷处，摇棒13的轴线此时经过第一转轴12和第二转轴16的交错点；当摇棒13使用时，无论摇棒13向哪个方向摆动，滑环34都克服弹簧32的弹力而在复位面35上运动，从而使弹簧32存储的弹力增加，故而在摇棒13不操作时，弹簧32迫使滑环34向复位面35的中心凹陷处滑落，实现复位。其中，限位板31用于限制滑环34能够运动的最远距离，避免滑出。
55.在一个优选实施例中，还包括保护套4，保护套4由弹性材料制造，例如橡胶或者硅胶，保护套4整体呈锥形或者宝塔型，保护套4的下端（大端）一侧通过螺钉密封连接在基座11上，并将复位组件3包覆与其内，同时在保护套4的顶端（小端）一侧设置有摇棒孔，以便于摇棒13穿过，并且保护套4的顶端与握杆2的下端密封连接，例如在握杆2的下端设置环形容置槽，以便于收纳保护套4的顶端。例如，保护套4的下端一周被一个环形的压板压覆在基座11上，并且压板通过螺钉固定在基座11上。
56.实施例四
57.在上述实施例的基础上，设置本实用新型提出的握杆型多轴操控手柄还包括导向板5，如图4及图5所示，该导向板5固定安装在基座11上，例如安装在基座11的下部位置，还可以是固定安装在上述的下基座112上，导向板5上开设有导向槽51，且摇棒13穿设于导向槽51中。可以理解的是，通过限制导向槽51的形状，即可限制摇棒13的运动路径和范围，例如，导向槽51呈长条型、十字型或者圆形，在方位布置上，优选长条型的导向槽51平行于第一方向或者第二方向，十字型的导向槽51分别平行于第一方向和第二方向，圆形的导向槽51的中心与第一转轴12和第二转轴16的交错点重合。
58.实施例五
59.在上述实施例的基础上，设置本实用新型提出的握杆型多轴操控手柄还包括电路板6，电路板6固定安装在基座11上，并且每个霍尔传感器均配置有一个电路板6，霍尔传感器通过电路板6固定安装在基座11上。
60.该实施例中，优选电路板6包括基板和pcb板，pcb板设置在基板的侧壁上，并且pcb板与基板之间设置有磁屏蔽层，基座则通过螺钉固定在基座11上，并且pcb板朝向基座11的一侧。
61.如此设置，一方面由于电路板6的设置，使得霍尔传感器便于安装和固定，同时还便于电信号的传输；另一方面由于pcb板与基板之间磁屏蔽层的设置，使得磁钢7的磁性在一定程度上被阻挡，不会向外释放并影响到其他部件。
62.实施例六
63.在上述实施例的基础上，设置本实用新型提出的握杆型多轴操控手柄还配置转接件7，如图4及图5所示，该转接件7固定安装在握把本体21内，转接件7用于固定13摇棒。
64.例如，转接件7上设置有孔洞以供摇棒穿过，并且转接件7上旋拧有锁紧螺钉（图中未示出）以锁紧摇棒，而握把本体1的侧壁上则设置有与该锁紧螺钉相适配的螺钉穿孔，使用时，将摇棒从握把本体21的底孔穿入，并继续穿入到转接件7中，再将锁紧螺钉旋拧，使锁
紧螺钉顶紧摇棒即可。
65.再例如，在转接件7上设置螺纹孔，相应的需要在摇棒13上设置螺纹，从而在摇棒13从握把本体21的底孔穿入后，通过螺纹连接的方式固定。
66.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。