[实用新型]压力反馈混合传动装置

说明书

本实用新型涉及计算机外围设备，特别是涉及用于计算机外围设备的机械连接结构，例如用于压力反馈的控制。

当今计算机控制装置的一种发展趋势是在计算机控制装置中包含压力反馈。在计算机控制装置中加入压力反馈为软件设计者改善用户的计算机仿真提供了一种附加的传感输入或接口。例如，压力反馈完全可以用在模拟驾驶中。在真实驾车过程中，使用者或驾驶员对路上的一块冰或转弯时的动力损失最先是通过方向盘感觉到的。当模拟驾车通过粗糙地形时，通过方向盘控制器改变传递给驾驶员的转向阻力的大小或方向盘的振动，可提供给驾驶员以相似的感觉。

然而，压力反馈的质量对能否改进整个模拟的体验起着重要作用。在模拟驾驶时，如果在提供一个逼真的阻力变化时响应延迟或失败，压力反馈就不能使模拟有所改进。压力反馈的质量很大方面取决于用来连接压力反馈的动力源和用户接口(例如方向盘或操纵杆)之间的机械联接的质量。大多数的压力反馈装置需要某种传动装置来获得必须的机械增益，即将一个小动力源，例如直流电动机的力放大成为使用者可感觉的较大的力。最好是在系统频率响应最大时使机械增益增加。理想的情况是这些传动装置可使压力反馈系统的响应迅速、平稳，并不溢出或跳动。遗憾的是，在许多已知的、传动系统仅使用齿轮的反馈系统中，齿轮齿间隙会产生严重的溢出，这会降低频率响应而且会降低压力反馈质量。在频率响应较高的情况下，齿轮齿间隙将导致轮齿之间相互跳动，以致不能将运动真实地传递给用户接口。

为了提高仅使用齿轮的压力反馈系统的质量，高端计算机控制装置在其压力反馈传输装置中使用了缆线传动装置。在一典型缆线系统中，一个两级缆线传动装置使用钢缆缠绕不同尺寸的滑轮来产生需要的传动比，从而达到期望的机械增益并使频率响应损失最小。通过充分消除动力轮和最终驱动轮之间的间隙，从而可以获得这种改进的性能。然而，纯缆线传动装置存在的问题是其两级所需成本，复杂性和强度均较高。缆线传动装置的第一减速级需消耗较多的装配时间并必须使用昂贵的小直径的挠性缆线来抵抗传动所产生的力。每级传动均要使用较长的缆线，因为每根缆线可能要缠绕每个滑轮若干次。

根据以上所述，需要提供一种减少成本、提高可靠性的同时改善系统性能的压力反馈驱动装置或传动装置。改进的压力反馈传动装置最好是可容易地与现有的计算机控制系统相配合。另外，改进的压力反馈传动装置最好可以提供改进的频率响应性能以及超越仅用齿轮的传动装置的性能。

本实用新型提供一种压力反馈混合传动装置，该装置第一传动级采用齿轮传动系统，另一传动级采用缆线传动系统。优选的是，来自马达的第一减速传动是齿轮传动，导向用户接口的第二减速传动是缆线传动。该混合传动装置的优点是降低了成本，易于组装，并具有较高的可靠性，而且与仅用齿轮传动的系统相比提高了频率响应。更好但并不必要的是，用一齿轮系统取代了成本高、最复杂的那一级(即第一级缆线传动)。更具优点的是，本实用新型使用的混合传动装置的成本仅为昂贵的缆线系统的极小部分，但其产生的压力反馈的效果与缆线传动的效果大体相当。

在混合传动中第一级使用齿轮传动提供的频率响应接近缆线传动。最好是传动装置的第一级使用齿轮系统，以使与齿轮齿间隙相关的部分尽可能远离使用者，减小齿间隙对使用者的感觉和系统频率响应产生的影响。这是可以达到的，因为第一减速传动级齿间隙表现为方向盘的一个角度非常小的位移。这一不可预见的优点可使设计者将齿轮系统的低成本和可靠性以及缆线系统的高逼真度结合在一起。在混合传动装置中使用齿轮同样可减少缆线系统的装配时间。

在本实用新型的另一实施例中，第一传动级可采用不同型号的齿轮来减小齿轮系统产生的负面影响，例如系统工作时产生的齿间隙和噪声。齿轮可用聚氨酯等类的材料制成，以降低齿轮噪声。同样采用螺旋齿轮也可用来提高传动装置中齿轮系统的整体工作性能。

参照以下说明及附图，本实用新型的实质和优点将变得更加明了。

图1所示为本实用新型的压力反馈混合传动系统的一个优选

实施例。

图2至3所示为可用于本实用新型的齿轮的透视图。

图4所示为用于本实用新型的压力反馈混合传动装置中的一种操纵杆组件。