[发明专利]非接触式霍尔效应操纵杆

说明书

操纵杆可包括具有轴线的摇杆、操纵部分和在其上安装有磁体的感测端。操纵杆还可包括移动机构，该移动机构被配置成允许摇杆的操纵部分相对于摇杆的轴线在三个维度上移动。操纵部分的移动导致磁体的相应移动，该移动可通过相对于磁体定位的磁传感器以非接触方式来感测。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月28日提交的，名称为“NON-CONTACT HALL-EFFECTJOYSTICK”的美国临时申请62/636,822的优先权，其全部公开内容通过引用明确地合并于此。

技术领域

本申请涉及诸如操纵杆这样的控制装置。

背景技术

在许多控制应用中，诸如操纵杆这样的装置可允许用户的控制移动转换为控制信号。然后可利用这样的控制信号来产生与控制移动相对应的效果。这样的控制应用的示例可包括与游戏、机器控制、车辆控制等相关的用户输入。

发明内容

在一些实施方式中，本申请涉及一种操纵杆装置，其包括：壳体，该壳体限定具有底板的内部空间；枢转盖，其具有开口并且定位在壳体的内部空间上方；以及弹簧，其具有定位在底板上的第一端部并被配置为在第二端向枢转盖提供弹力。操纵杆装置还包括滚珠-摇杆(ball-shaft)组件，该滚珠-摇杆组件具有带有第一部分、第二部分和第三部分的滚珠。第一部分附接到摇杆，使得滚珠的第一部分延伸出枢转盖，滚珠的第二部分可移动地接合枢转盖，并且第三部分接收弹力，从而通过枢转盖和弹簧捕获滚珠，同时允许摇杆的移动。操纵杆装置还包括磁体，该磁体至少部分地定位在滚珠的第三部分中，以便在摇杆移动时与滚珠一起移动。操纵杆装置还包括相对于磁体定位的传感器，该传感器被配置成感测与摇杆的移动相关联的磁体的移动。

在一些实施例中，操纵杆装置可进一步包括覆盖壳体的至少一部分的盖结构。在一些实施例中，盖结构和枢转盖可形成为单件。

在一些实施例中，滚珠的至少第二部分可具有球形形状。枢转盖的开口可具有圆形形状，并且滚珠的第三部分可限定凹部，该凹部尺寸设置成接收磁体。

在一些实施例中，操纵杆装置可进一步包括具有第一侧面和第二侧面的弹簧支架，其中第一侧面被配置成接合磁体和滚珠的第三部分中的一个或两个，以及第二侧面，其被配置成捕获弹簧的第二端，使得由弹簧提供的力通过弹簧支架传递到滚珠。在一些实施例中，磁体可具有盘形形状，并且滚珠的第三部分的凹部可具有深度尺寸，使得磁体和滚珠的第三部分都接合弹簧支架的第一侧面。在一些实施例中，弹簧可以是螺旋弹簧。在一些实施例中，弹簧支架的第二侧面可包括凹槽，该凹槽尺寸被确定为捕获弹簧的第二端。

在一些实施例中，操纵杆装置可进一步包括圆顶结构，该圆顶结构被实现在弹簧支架和壳体的底板之间，并且被配置成当将摇杆朝着壳体的底板推动时变形并提供咔嗒(click)声和/或感觉。弹簧支架可包括在其第二侧面上实现的凸块结构，以促使圆顶结构的变形。

在一些实施例中，传感器可至少部分地嵌入壳体的底板中。摇杆的移动可在具有一个或多个与X方向、Y方向和Z方向平行的分量的方向上，其中Z方向与摇杆的纵向轴线平行，并且X、Y和Z方向相对于彼此正交。

在一些实施例中，摇杆的移动可包括摇杆围绕摇杆的纵向轴线的旋转。磁体可被配置为径向磁化的盘形磁体。

在一些实施例中，传感器可包括被布置为感测磁体的移动的多个霍尔效应感测元件。磁体和传感器可处于非接触式布置。传感器可被实现为使得弹簧位于传感器和磁体之间。