[實用新型]一種基于慣性測量的操縱桿

有效

• 申請號: 201420131889.2
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN203733076U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王祥雒;楊春蕾;劉中華;安洛生;匡春臨
• 申請（專利權）人: 洛陽師范學院
• 主分類號: G06F3/0346
• 分類號: G06F3/0346
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

【技術領域】

本實用新型涉及一種操縱桿，具體涉及一種基于慣性測量的操縱桿。

【背景技術】

已知的，操縱桿“又稱控制手柄”作為一種常用人機交互接口，其可以將手柄在三維空間不同方向上的旋轉動作轉化為二維比例電信號輸出，從而實現對受控對象的運動或姿態控制，由于其良好的人機工程學特性，被廣泛應用于重型機械、雷達和導航系統、機器人、測量系統等領域的遠程無線電控制等；目前，操縱桿按照工作原理的不同可分為三類：電位器類操縱桿、光電類操縱桿和霍爾效應類感應型操縱桿，其中電位器類操縱桿的核心器件是電位器，靠電刷在電阻體上的滑動取得與電刷位移成比例的電壓輸出，以此測量各軸的位移量，作為一種接觸式機電元件，電位器具有易磨損，壽命短、體積大等缺點；光電類操縱桿利用光電編碼器對各軸旋轉運動進行編碼和輸出，盡管該型操縱桿具有成本低、壽命長等優點，但是其體積較大，集成度較低；霍爾效應類感應型操縱桿通過霍爾傳感器感應磁場方向和強度的變化，將手柄位移量轉化為霍爾電壓信號輸出，霍爾效應操縱桿屬于非接觸式設備，具有無磨損，壽命長等優點，但此類設備需要使用永磁元件、輸出信號需模數轉換處理，外圍電路較復雜，設備體積和安裝深度等指標難以得到提高等。

【發明內容】

為克服背景技術中存在的不足，本實用新型提供了一種基于慣性測量的操縱桿，本實用新型通過在基座內分別設置X軸轉塊和Y軸轉塊用于實現手柄的空間旋轉功能，在Y軸轉塊上安裝有電路板，電路板上的三軸加速度傳感器位于X軸轉塊和Y軸轉塊的幾何中心位置，即手柄的旋轉中心處用于慣性測量，射頻SoC用于姿態解算，旋轉位移計算、編碼和射頻傳輸，進而實現手柄搖動操作對受控對象的運動和姿態控制，本實用新型具有體積小、控制精度高，使用無磨損的特點。

為實現如上所述的發明目的，本實用新型采用如下所述的技術方案：

一種基于慣性測量的操縱桿，包括手柄、上蓋板、X軸轉塊、三軸加速度傳感器、射頻SOC、Y軸轉塊、基座和電路板，所述基座的底面上設有復位裝置，所述復位裝置的上端固定在Y軸轉塊下底面的中部，所述Y軸轉塊的上底面上設有電路板，所述電路板上分別設有射頻SOC和三軸加速度傳感器，在Y軸轉塊兩相對邊的外側面上分別設有轉軸A，所述兩轉軸A的外端分別活動設置在X軸轉塊的兩相對邊的側邊上，所述X軸轉塊的另外兩相對邊的外側面上分別設有轉軸B，所述兩轉軸B的外端分別活動設置在基座的側邊上，在Y軸轉塊的上面設有過渡板，所述過渡板的上端連接手柄，所述手柄通過上蓋板活動設置在基座上形成所述的基于慣性測量的操縱桿。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述三軸加速度傳感器設置在Y軸轉塊和X軸轉塊的幾何中心位置。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述復位裝置為復位彈簧或橡膠棒。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述X軸轉塊為方框形結構，在X軸轉塊的兩相對邊側面的中部分別設有轉軸安裝孔，在X軸轉塊的另外兩相對邊外側面的中部分別設有轉軸B。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述X軸轉塊的替換結構為X軸轉塊包括轉塊A和轉塊B，所述轉塊A為“［”形結構，在轉塊A開口邊兩側面的外側分別設有向外延伸的固定邊A，在所述兩固定邊A的側面上分別設有通孔，所述轉塊B為“［”形結構，在轉塊B開口邊兩側面的外側分別設有向外延伸的固定邊B，在所述固定邊B的外端的中部分別設有轉軸B，在固定邊B的的側面上分別設有絲孔，在轉塊A和轉塊B的底邊的中部分別設有轉軸安裝孔。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述手柄上設有電源開關，所述電源開關連接電路板。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述上蓋板的中部設有手柄安裝孔。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述手柄的下端設有半球形連接件，在手柄的中部設有內孔，所述內孔連接過渡板。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述基座的前側面的中部設有轉軸固定孔，在基座的后側面設有后蓋板，所述后蓋板的中部設有與基座前側面相對應的轉軸固定孔，在基座的上端設有上蓋板。

所述的基于慣性測量的操縱桿，所述電路板14上設有晶振和電源插頭，所述電源插頭通過線路連接電源，所述電源設置在過渡板內或設置在基座的外部。

采用如上所述的技術方案，本實用新型具有如下所述的優越性：