[发明专利]高检测精度的3D旋转输入装置

说明书

技术领域

本发明涉及旋转输入装置技术领域，特别涉及一种高检测精度的3D旋转输入装置。

背景技术

3D旋转输入装置即通常所说的摇杆开关，主要应用于游戏手柄等电子产品上，其一般包括可以进行倾倒操作的摇杆并根据操作者对摇杆的倾倒操作输出相应信号。

如公开号为CN1885464A的专利文件所公开的，目前3D旋转输入装置一般包括供操作的摇杆、根据摇杆的倾倒操作转动的摇臂（包括两个相互垂直设置的摇臂）和检测摇臂转动量的检测装置，检测装置会根据摇臂的转动量输出相应的输出信号，同时，在摇臂的下方还设置有复位机构以保证摇杆和摇臂能够自动复位。目前，输入装置里的两个摇臂（定义为上摇臂和下摇臂）与同一复位机构连接，而且复位机构基本都设置在下摇臂下方，当操作者倾倒操作摇杆时会导致上摇臂或者下摇臂转动，而无论上摇臂转动还是下摇臂转动，复位机构都会产生形变，从而能够在操作者撤去外力时使上摇臂和下摇臂复位，进而使摇杆复位。这种结构虽然简单，但是通过实践后发现其存在以下问题：

(1)、由于复位机构对上摇臂和下摇臂均具有一定的支撑、平衡作用，当上摇臂转动使得复位机构发生形变时，复位机构对下摇臂的支撑作用会受到一定影响，从而导致下摇臂容易由于外部震动等原因发生细微的转动，在检测灵敏度越来越高的产品中，这种细微的转动也会被检测到并导致最终检测结果无法准确的反应操作者的倾倒操作情况，同理，当下摇臂被转动时也存在相同的问题。

（2）由于上摇臂和下摇臂与同一复位机构连接，因此上摇臂和下摇臂转动时受到的阻力是一致的（与复位机构的弹性系数相关），因此用户对摇杆进行倾倒操作时，其受到的阻力仅与倾倒的幅度有关，与倾倒的方向无关，然而，根据人体工学,人的大拇指在转动（倾倒操作）该产品的摇杆時,不同方向的阻力应当是不一致才比较好,因为人的大拇指在顺手指方向时比较好用力,而明显的，目前的 3D旋转输入装置无法实现不同方向阻力不同的效果。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够避免由于复位机构的形变导致摇臂转动而产生误差，和/或能够满足人体工学要求的3D旋转输入装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种高检测精度的3D旋转输入装置，包括：

壳体：顶面设置有开口；

摇杆：设置于所述壳体中并部分从所述开口突出，能够进行倾倒操作；

摇臂组件：包括相互相交设置于壳体内的上摇臂和下摇臂，所述摇杆穿过所述上摇臂和所述下摇臂，所述上摇臂和下摇臂分别跟随所述摇杆的倾倒操作而转动；

转动检测组件：包括检测上摇臂转动动作的第一检测组件和检测下摇臂转动动作的第二检测组件；

复位机构：使所述摇杆恢复至倾倒操作前的初始状态；

所述复位机构包括相互独立的上摇臂弹性机构和下摇臂弹性机构，所述上摇臂弹性机构与上摇臂端部连接并在上摇臂转动时弹性形变，所述下摇臂弹性机构与下摇臂端部连接并在下摇臂转动时弹性形变。

其中，所述上摇臂弹性机构的弹性系数和下摇臂弹性机构的弹性系数不相同。

其中，所述上摇臂弹性机构包括分别连接于上摇臂两端的两组相对独立的弹性组件，和/或所述下摇臂弹性机构包括分别连接于下摇臂两端的两组相对独立的弹性组件。

其中，所述连接于上摇臂两端的两组弹性组件的弹性系数不同和/或所述连接于下摇臂两端的两组弹性组件的弹性系数不同。

其中，所述上摇臂的两端分别设置有上摇臂复位块，所述下摇臂的两端分别设置有下摇臂复位块，所述上摇臂复位块和下摇臂复位块均连接有所述的弹性组件。

其中，所述弹性组件包括贴合于所述上摇臂复位块或下摇臂复位块的弹簧承载片，所述弹簧承载片的下方设置有螺旋弹簧。

其中，所述弹簧承载片包括贴合所述上摇臂复位块或下摇臂复位块的底部的承载本体，与承载本体连接并贴合上摇臂复位块或者下摇臂复位块两侧延展设置的两个延展脚片，，与延展脚片的上端连接并沿水平方向向两侧延展的弹簧翼片，所述螺旋弹簧设置于所述弹簧翼片下方。

其中，所述螺旋弹簧一端抵接与所述弹簧翼片，另一端抵接与所述壳体的底面，所述壳体的底面由导电材料制成并设置有能够导电的弹性脚片。

其中，所述壳体顶面环所述开口设置有锥台状凸起。

其中，所述壳体包括面壳、与面壳相对配置的底壳以及配置于面壳和底壳之间的中间壳，所述中间壳和面壳配合形成容置空间以容置摇杆、摇臂组件和复位机构。