电控阻尼反馈装置及游戏机手柄的制作方法

1.本实用新型属于游戏装备技术领域，具体涉及一种电控阻尼反馈装置及游戏机手柄。


背景技术：

2.近年来，相较于外出游玩的局限性，居家游戏活动越来越受到大众的欢迎，因此游戏机的客户群体基数大幅攀升，随之而来的是玩家对于游戏体验的要求也越来越高。
3.目前，传统游戏机操控装置如游戏机手柄、游戏枪扳机等大多都会使用弹簧阻尼和振动回馈功能来提升游戏体验，但是由于采用弹簧提供的阻尼效果缺乏质感，即使配合了相应的振动回馈，也仅仅是分散了玩家对于阻尼反馈的注意力，并不能够使玩家感受到真实的操控阻尼效果，而且这种阻尼方式由于无法调节力度，因此这种仿真体验也逐渐开始无法满足玩家的多样化要求，因此当前亟需开发新品以提升产品市场竞争力。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种电控阻尼反馈装置及游戏机手柄，旨在提高游戏机手柄的阻尼质感，满足阻尼多样化需求，提升游戏体验。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：第一方面，提供一种电控阻尼反馈装置，包括：
6.外壳，外壁设有适于电性连接主机电路的pcb板；
7.操作件，中部与外壳转动连接，操作件的一端位于外壳外部且适于按压操作，另一端伸入外壳内部，且伸入端设有以操作件的转动中心为圆心的扇形齿轮；
8.fpc触点开关，设于外壳上，且与pcb板上的对应电路连接导通，fpc触点开关的触点位于操作件的操作端下方；
9.传动齿轮组，设于外壳内，且输出端与扇形齿轮啮合连接；
10.电机，固定连接于外壳上，且输出端穿入外壳内部并与传动齿轮组的输入端连接，电机与fpc触点开关电性连接；
11.其中，电机用于在操作件的操作端抵压开启fpc触点开关时启动，并在启动状态下通过传动齿轮组向操作件施加反向阻尼力。
12.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，外壳具有适于操作件的中部穿行的避让槽，外壳的外部于避让槽的侧方设有适于连接操作件的固定轴，固定轴上套设有弹性件，弹性件用于弹性推动操作件的操作端朝向远离fpc触点开关的方向摆动。
13.一些实施例中，操作件包括：
14.摆臂，一端转动套接于固定轴上，另一端穿过避让槽并伸入外壳内部，摆臂的伸入端一体成型有扇形齿轮；
15.按键，一端转动套接于固定轴上，另一端延伸至fpc触点开关的正上方，且延伸端与摆臂连接。
16.示例性的，按键的一端间隔设有两个分别适于套接于固定轴上的连接耳，且两个连接耳分别位于摆臂的两侧，其中一个连接耳上一体成型有抵压部，抵压部与fpc触点开关的触点抵接。
17.举例说明，摆臂朝向按键的延伸端的一侧设有限位槽，限位槽与避让槽交叉设置，外壳内部设有限位销，摆臂在弹性件的弹力作用下能够摆动至限位槽的一侧槽壁与限位销抵接的状态，在按压按键至抵压开启fpc触点开关时，限位槽的另一侧槽壁与外壳的外壁抵接。
18.具体的，弹性件为扭簧，扭簧的一端扭臂与外壳连接，另一端扭臂与按键朝向fpc触点开关的壁面抵接。
19.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，传动齿轮组包括：
20.单齿轮，位于外壳内部，且套装于电机的输出端；
21.双齿轮，转动连接于外壳内部，包括直径不同的两个齿轮部，其中，大齿轮部与单齿轮啮合连接，小齿轮部与扇形齿轮啮合连接。
22.一些实施例中，双齿轮具有适于转动连接于外壳的壳壁上的齿轮轴，齿轮轴上套装有电位器式传感器，电位器式传感器与pcb板上的对应电路连接导通。
23.示例性的，外壳为分体式扣合结构。
24.本实用新型提供的电控阻尼反馈装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型电控阻尼反馈装置，按压操作件的操作端能够对fpc触点开关进行抵压，从而使fpc触点开关闭合，进而使电机启动开始通过传动齿轮组向扇形齿轮上传递反向阻尼力，相较于弹簧提供的阻尼质感更佳，而且只需调节电机的输入电压或功率即可调节反向阻尼力的大小，从而调节操作件的按压阻尼力度，满足玩家对于阻尼力的多样化需求，能够提升玩家游戏体验，提高产品市场竞争力。
25.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种游戏机手柄，包括上述电控阻尼反馈装置，具有与上述电控阻尼反馈装置相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例提供的电控阻尼反馈装置(局部剖开)的正视结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例提供的电控阻尼反馈装置(外壳拆开)的立体结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例提供的电控阻尼反馈装置的爆炸结构示意图；
29.图4为本实用新型实施例提供的电控阻尼反馈装置(外壳拆开)在fpc触点开关断开状态的后视结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例提供的电控阻尼反馈装置(外壳拆开)在fpc触点开关闭合状态的后视结构示意图；
31.图6为图1中a处的局部放大结构示意图；
32.图7为本实用新型实施例采用的操作件的立体结构示意图。
33.图中：10、外壳；11、pcb板；12、避让槽；13、固定轴；14、弹性件；15、限位销；20、操作件；201、扇形齿轮；21、摆臂；211、限位槽；22、按键；221、连接耳；2211、抵压部；30、fpc触点
开关；40、传动齿轮组；41、单齿轮；42、双齿轮；50、电机；60、电位器式传感器。
具体实施方式
34.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.需要说明的是，pcb板(printed circuit board，印制电路板)一方面是导通fpc(flexible printed circuit board，柔性印刷电路板)触点开关和电机的集成电路，另一方面是作为与主机电路如游戏机手柄的控制电路进行电连接的过渡元件，已实现通过游戏机手柄能够控制fpc触点开关闭合时输入电机的驱动电压大小，从而实现对于反向阻尼力的大小调节，另外，也可以是通过游戏程序与驱动电压进行关联，以达到在不同的游戏场景下提供不同电压的目的，从而实现游戏过程中手柄的操控阻尼力能够随场景而变化，提高仿真体验，至于游戏机的场景程序与电机驱动电压之间的关联技术为现有技术，在此不再详述，本实用新型仅在于为实现该功能而对游戏机手柄的阻尼机构作出的改进，并不涉及游戏机的程序保护。
36.请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的电控阻尼反馈装置进行说明。所述电控阻尼反馈装置，包括外壳10、操作件20、fpc触点开关30、传动齿轮组40，以及电机50；外壳10的外壁设有适于电性连接主机电路的pcb板11；操作件20的中部与外壳10转动连接，操作件20的一端位于外壳10外部且适于按压操作，另一端伸入外壳10内部，且伸入端设有以操作件20的转动中心为圆心的扇形齿轮201；fpc触点开关30设于外壳10上，且与pcb板11上的对应电路连接导通，fpc触点开关30的触点位于操作件20的操作端下方；传动齿轮组40设于外壳10内，且输出端与扇形齿轮201啮合连接；电机50固定连接于外壳10上，且输出端穿入外壳10内部并与传动齿轮组40的输入端连接，电机50与fpc触点开关30电性连接；其中，电机50用于在操作件20的操作端抵压开启fpc触点开关30时启动，并在启动状态下通过传动齿轮组40向操作件20施加反向阻尼力。
37.本实施例提供的电控阻尼反馈装置的工作原理为：首先应当理解，操作件20的操作端相当于游戏机手柄的按钮或扳机，可结合图4和图5理解，在按压操作件20的过程中，扇形齿轮201绕其转动中心进行逆时针摆动，从而会通过传动齿轮组40带动电机50逆向转动，当操作件20的操作端抵压fpc触点开关30的触点使fpc触点开关30闭合时，电机50得电开始输出转矩，该转矩通过传动齿轮组40向扇形齿轮201提供反向阻尼力，从而使操作件20的按压操作阻尼增大(电机50虽然输出正向转矩，但是仍然为逆向旋转)，当撤销施加在操作件20上的按压力时，电机50的正向转矩通过传动齿轮组40带动扇形齿轮201顺时针转动，从而使操作件20的操作端远离fpc触点开关30，在fpc触点开关30断开后电机50断电停机，由于电机50的驱动电压能够直接影响其输出转矩的大小，因此当输入电机50的驱动电压改变时，按压操作件20的阻尼感也会随之改变，同时操作件20的复位响应速度也能够随之改变。
38.本实施例提供的电控阻尼反馈装置，与现有技术相比，按压操作件20的操作端能够对fpc触点开关30进行抵压，从而使fpc触点开关30闭合，进而使电机50启动开始通过传动齿轮组40向扇形齿轮201上传递反向阻尼力，相较于弹簧提供的阻尼质感更佳，而且只需调节电机50的输入电压或功率即可调节反向阻尼力的大小，从而调节操作件20的按压阻尼
力度，满足玩家对于阻尼力的多样化需求，能够提升玩家游戏体验，提高产品市场竞争力。
39.在一些实施例中，参见图2至图5，外壳10具有适于操作件20的中部穿行的避让槽12，外壳10的外部于避让槽12的侧方设有适于连接操作件20的固定轴13，固定轴13上套设有弹性件14，弹性件14用于弹性推动操作件20的操作端朝向远离fpc触点开关30的方向摆动。
40.通过设置弹性件14能够在按压操作件20的初期(fpc触点开关30未闭合前)对操作件20提供弹性阻尼力，并在fpc触点开关30受压闭合后与电机50逆向转矩配合产生阻尼力，在操作件20的整个按压行程内能够产生力度不同的阻尼效果，从而提高仿真体验，同时还能够在撤销对操作件20的按压力时，利用弹性件14的回弹作用力而辅助操作件20快速复位，并避免在非按压状态下操作件20对fpc触点开关30产生抵压力而导致fpc触点开关30误开，从而提高设备的操作稳定性。
41.作为上述操作件20的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，操作件20包括摆臂21和按键22，其中，摆臂21的一端转动套接于固定轴13上，另一端穿过避让槽12并伸入外壳10内部，摆臂21的伸入端一体成型有扇形齿轮201；按键22的一端转动套接于固定轴13上，另一端延伸至fpc触点开关30的正上方，且延伸端与摆臂21连接。
42.应当说明的是，摆臂21由于需要穿入外壳10内部，因此可优选采用片型结构，具体可以是与扇形齿轮201一体成型，厚度与扇形齿轮201的厚度保持一致即可，而按键22可进行满足人体工学的造型设计，具体形状不做限定，但应当具有与摆臂21远离固定轴13的位置进行连接的部位，在此将操作件20采用摆臂21和按键22组成的分体式结构，能够方便加工和组装，降低制造成本。
43.一些可能的实现方式中，请参阅图5至图7，按键22的一端间隔设有两个分别适于套接于固定轴13上的连接耳221，且两个连接耳221分别位于摆臂21的两侧，其中一个连接耳221上一体成型有抵压部2211，抵压部2211与fpc触点开关30的触点抵接。采用两个连接耳221与连接于摆臂21上的一个点能够对按键22形成三角支撑结构，同时将摆臂21置于两个连接耳221之间，能够保证按键22传递至摆臂21上的按压力均衡，从而提高按压操作稳定性；抵压部2211具体可以是一个凸起的结构，在按键22受压摆动过程中抵压部2211对fpc触点开关30的触点进行抵压，结构紧凑稳定。
44.具体地，本实施例中，参见图3至图5，摆臂21朝向按键22的延伸端的一侧设有限位槽211，限位槽211与避让槽12交叉设置，外壳10内部设有限位销15，摆臂21在弹性件14的弹力作用下能够摆动至限位槽211的一侧槽壁与限位销15抵接的状态，在按压按键22至抵压开启fpc触点开关30时，限位槽211的另一侧槽壁与外壳10的外壁抵接。
45.应当理解，限位槽211与避让槽12交叉设置可以看作是限位槽211的槽口跨过避让槽12的一侧槽壁，也就是说，限位槽211的一侧槽壁位于外壳10之外，另一侧槽壁位于外壳10之内，摆臂21上设置限位槽211的目的在于能够减小避让槽12的尺寸，从而保证外壳10的强度和封闭性，限位槽211的两侧槽壁实际上相当于两个限位部，通过其两个槽壁分别与限位销15和外壳10的外壁的抵接，能够限制摆臂21的摆动极限角度，从而避免按键22按压或回弹过位，提高操作稳定性。
46.可选地，本实施例中弹性件14为扭簧，扭簧的一端扭臂与外壳10连接，另一端扭臂与按键22朝向fpc触点开关30的壁面抵接。采用扭簧既方便安装，节约空间，同时还能够向
按键22直接提供稳定的弹性力，实用性强。
47.一些实施例中，上述传动齿轮组40采用如图3所示结构，传动齿轮组40包括单齿轮41和双齿轮42；单齿轮41位于外壳10内部，且套装于电机50的输出端；双齿轮42转动连接于外壳10内部，包括直径不同的两个齿轮部，其中，大齿轮部与单齿轮41啮合连接，小齿轮部与扇形齿轮201啮合连接。采用传动齿轮组40主要在于对电机50的转矩进行放大，在此单齿轮41、双齿轮42及扇形齿轮201的传动配合相当于两级小带大的齿轮传动形式，从而确保电机50能够提供充足的反向阻尼力，提升按压操作质感。
48.一些可能的实现方式中，请参阅图1及图3，双齿轮42具有适于转动连接于外壳10的壳壁上的齿轮轴，齿轮轴上套装有电位器式传感器60，电位器式传感器60与pcb板11上的对应电路连接导通。
49.电位器式传感器60就是将机械角度或位移通过电位器转换为与之成一定函数关系的电阻或电压输出的传感器，在此通过在齿轮轴上设置电位器式传感器60能够根据双齿轮42的转动角度结合现有技术的算法实现对电机50电压的调整，具体可以是伴随着操作件20的按压程度越大，双齿轮42的转动角度也越大，然后向电机50输入的电压越来小或越来越大，从而可以不依赖于游戏程序与输入电机50的驱动电压之间的关联而实现阻尼调节，在按压过程中能够随着按压程度的改变而感受到不同大小的阻尼力度，调节响应灵敏高效，能够进一步提高仿真体验。
50.需要说明的是，在本实施例中，参见图3，外壳10为分体式扣合结构。既方便加工制作，由方便组装，具体的，在分体式外壳10扣合后可采用胶粘或穿设螺钉旋接的方式对其进行固定，从而提高外壳10的结构可靠性。
51.基于同一发明构思，结合图1至图7，本技术实施例还提供一种游戏机手柄，包括手柄本体，以及设于手柄本体上的上述电控阻尼反馈装置。
52.本实施例提供的游戏机手柄，采用了上述电控阻尼反馈装置，按压操作件20的操作端能够对fpc触点开关30进行抵压，从而使fpc触点开关30开启，进而使电机50启动开始通过传动齿轮组40向扇形齿轮201上传递反向阻尼力，相较于弹簧提供的阻尼质感更佳，而且只需调节电机50的输入电压获功率即可调节反向阻尼力的大小，从而调节操作件20的按压阻尼力度，满足玩家对于阻尼力的多样化需求，能够提升玩家游戏体验，提高产品市场竞争力。
53.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。