一种摇杆机构、摇杆机构的组装方法及游戏手柄

技术领域

本发明涉及摇杆机构技术领域，尤其涉及一种摇杆机构、摇杆机构的组装方法及游戏手柄。

背景技术

摇杆机构主要应用在游戏手柄领域，通过操作游戏手柄上的摇杆，来实现前进、后退等游戏操作功能，为提高玩家的游戏体验，当前手柄摇杆通常都设计为当玩家在不对摇杆施加作用力的时候，摇杆将会自动复位至居中位置，现有的摇杆机构具有结构复杂的问题，由于其内部结构零件较多，因此导致摇杆机构组装过程费时又费力，而且，在组装不便的情况下，现有摇杆机构内部结构配合的精度还极高，组装完成后较大可能出现摇杆恢复不到位的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摇杆机构、摇杆机构的组装方法及游戏手柄，主要解决现有的摇杆机构由于结构复杂而导致组装不便以及组装后摇杆易出现不能复位的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种摇杆机构，包括安装座、磁铁及摇杆构件；

所述磁铁设置于所述安装座上，所述摇杆构件限位于所述安装座上并相对于所述安装座向外伸出，且所述摇杆构件能够相对于所述安装座按照预设路径活动，所述摇杆构件与所述磁铁之间具有相互作用力，所述相互作用力为相互吸引力或者相互排斥力，且所述摇杆构件在沿所述预设路径活动的所有位置中，当所述摇杆构件位于初始位置时所述相互作用力最大，以使所述摇杆构件在活动时受所述磁铁的作用力而具有自动复位至所述初始位置的运动趋势。

在其中一个技术方案中，所述摇杆构件包括相连的摇杆主体和磁体；

所述摇杆主体限位于所述安装座上并相对于所述安装座向外伸出，所述摇杆主体能够相对于所述安装座按照预设路径活动，所述磁体跟随所述摇杆主体作同步运动，所述磁体与所述磁铁之间具有所述相互作用力，所述相互作用力为相互吸引力，所述磁体与所述磁铁相互球面接触。

在其中一个技术方案中，所述磁铁上设置有弧形凹槽，所述磁体的表面设置有球面，所述磁体上的所述球面与所述弧形凹槽的槽壁相互抵接，当所述摇杆主体处于非初始位置时，所述磁体受所述弧形凹槽的槽壁所提供的磁力而使所述摇杆主体具有自动复位至所述初始位置的运动趋势。

在其中一个技术方案中，所述摇杆构件还包括弹性件，所述摇杆构件内设置有限位槽，所述弹性件收容于所述限位槽内并分别对所述摇杆主体和所述磁体施加弹力，所述摇杆主体受所述弹力而抵接于所述安装座上，所述磁体从所述限位槽向外伸出且受所述弹力而使所述球面抵接于所述弧形凹槽的槽壁上。

在其中一个技术方案中，所述摇杆构件还包括壳体，所述壳体内设置有所述限位槽，所述壳体、所述弹性件及所述磁体共同组成一个整体的球头柱塞的至少部分，所述壳体和所述摇杆主体固定连接。

在其中一个技术方案中，所述磁体的外形为球体，所述球头柱塞还包括调整垫，所述调整垫也收容于所述限位槽内，所述弹性件隔着所述调整垫对所述磁体施加弹力。

在其中一个技术方案中，所述安装座包括基座、第一转动件和第二转动件；

所述第一转动件与所述基座沿第一旋转方向转动连接，所述第二转动件与所述基座沿第二旋转方向转动连接，所述第一旋转方向和所述第二旋转方向不相同；

所述摇杆主体与所述第一转动件沿所述第二旋转方向转动连接，或者，所述摇杆主体与所述第二转动件沿所述第一旋转方向转动连接；

所述第一转动件上开设有贯穿的第一限位孔，所述第二转动件上开设有贯穿的第二限位孔，所述第一限位孔沿所述第二旋转方向延伸，所述第二限位孔沿所述第一旋转方向延伸，所述摇杆主体分别穿过所述第一限位孔和所述第二限位孔后向外伸出，所述预设路径包括在所述第一限位孔内以及在所述第二限位孔内移动；

所述第一转动件相对于所述基座旋转的第一转轴、所述第二转动件相对于所述基座旋转的第二转轴均经过所述磁体的重心。

在其中一个技术方案中，所述基座包括相连的上壳和下壳，所述上壳设置有敞开的安装槽，所述下壳遮盖所述安装槽的槽口；

所述摇杆主体的一部分、所述磁铁、所述第一转动件、所述第二转动件及所述球头柱塞均收容于所述安装槽内，所述上壳设置有贯穿至所述安装槽内的开口，所述摇杆主体从所述开口向外伸出；

所述磁铁固定于所述下壳的内壁，所述第一转动件、所述第二转动件分别与所述下壳转动连接。

本申请还提供了一种摇杆机构的组装方法，其采用了上述所述的摇杆机构，所述摇杆机构的组装方法包括以下步骤；

将所述球头柱塞和摇杆主体固定相连，将磁铁固定在下壳的内壁，将所述第一转动件和所述第二转动件都安装在所述上壳的安装槽内，将所述摇杆主体穿过所述第一限位孔、所述第二限位孔和所述开口后使所述摇杆主体向外伸出，然后将带有所述磁铁的所述下壳和所述上壳连接起来，使所述下壳遮盖所述安装槽的槽口，并使所述球头柱塞上的磁体与所述磁铁上的弧形凹槽抵接，且使所述球头柱塞内的所述弹性件处于压缩状态。

本申请还提供了一种游戏手柄，其包括上述任一项技术方案所述的摇杆机构。

与现有技术相比，本发明提供的摇杆机构至少具有以下的有益效果：

本方案通过磁铁和摇杆构件之间的相互作用力(即磁力)来实现摇杆构件自动复位至居中的初始位置，与传统利用弹簧来驱动摇杆构件复位的结构相比，本方案采用磁力复位的结构更加简单，从而可以简化摇杆机构的装配难度，提高摇杆机构的装配效率，而且，当摇杆构件相对于安装座活动时，本方案将摇杆构件在初始位置时受到的磁力设计为最大，从而提高摇杆构件能够在磁力的作用下自动复位到初始位置的可靠性和稳定性，解决现有摇杆构件在组装完成后较易出现不能复位的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例一中提供的摇杆机构的结构示意图；

图2为图1所示的摇杆机构在结构分解图；

图3为图1所示的摇杆机构的俯视图；

图4为图3中A-A处的剖视图；

图5为图3中B-B处的剖视图；

图6为图5中C处的局部放大图。

其中，图中各附图标记：

1、安装座；11、基座；111、上壳；1111、安装槽；1112、开口；112、下壳；12、第一转动件；121、第一限位孔；13、第二转动件；131、第二限位孔；

2、磁铁；21、弧形凹槽；

3、摇杆构件；30、球头柱塞；31、摇杆主体；32、磁体；321、球面；33、弹性件；34、限位槽；35、壳体；36、调整垫。

具体实施方式

为了使本申请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，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例一

请一并参阅图1至图6，本实施例提供了一种摇杆机构，包括安装座1、磁铁2和摇杆构件3。其中，磁铁2固定在安装座1上，而摇杆构件3限位在安装座1内并相对于安装座1向外伸出，使得玩家可以操作摇杆构件3相对于安装座1沿着预设路径活动，以实现摇杆构件3能够前进、后退、向左或者向右等基本功能。而且，摇杆构件3和磁铁之间2具有相互作用力(即磁力)，此相互作用力可以是相互排斥的磁力，相互作用力还可以是相互吸引的磁力，当摇杆构件3在沿预设路径活动的所有位置中，当摇杆构件3位于初始位置时的相互作用力设计为最大，使摇杆构件3在活动时受磁铁2的作用力而具有自动复位至初始位置的运动趋势。

本方案通过磁铁2和摇杆构件3之间的相互作用力(即磁力)来实现摇杆构件3自动复位至居中的初始位置，与传统利用弹簧来驱动摇杆构件3复位的结构相比，本方案采用磁力复位的结构更加简单，从而可以简化摇杆机构的装配难度，提高摇杆机构的装配效率，而且，当摇杆构件3相对于安装座1活动时，本方案将摇杆构件在初始位置时受到的磁力设计为最大，从而提高摇杆构件3能够在磁力的作用下自动复位到初始位置的可靠性和稳定性，解决现有摇杆构件3在组装完成后较易出现不能复位的问题。

于本实施例中，摇杆构件3包括相连的摇杆主体31和磁体32，摇杆主体31负责限位在安装座1上并相对于安装座1向外伸出，使用时，玩家可以操作摇杆主体31沿着预设路径在安装座1上活动，此时磁体32将跟随着摇杆主体31作同步运动，而磁体32和上述磁铁2之间具有上述的相互作用力，此相互作用力具体为互相吸引的磁力，即，磁铁2正对磁体32的磁性和磁体32正对磁铁2的磁性互相相反，而且，磁铁2和磁体32互相球面接触，以使摇杆构件3能够以一端可以作万向转动的方式相对于安装座1作摇摆移动，避免摇杆构件3整体相对于安装座1作平移的问题发生，提高摇杆构件3作前进、后退、向左或向右等操作的舒适度。

于本实施例中，磁铁2上设置有弧形凹槽21，磁体32的表面设置有球面321，磁体32上的球面321抵接在弧形凹槽21的槽壁上，当摇杆主体31处在非初始位置时，磁体32受到弧形凹槽21的槽壁所提供的磁力而使得摇杆主体31具有自动复位至初始位置的运动趋势，由此可见，本方案只需在磁铁2上设置弧形凹槽21，即可确保摇杆主体31能够自动复位的可靠性，磁铁2的结构极其简单，同时，在此结构设计下，磁体32的外形可以直接设计为球体。

于其他实施例，磁体32上也可以设置上述的弧形凹槽21，但相应地，磁铁2上需要设置上述的球面321。

于本实施例中，摇杆构件3还包括弹性件33，摇杆构件3内设置有限位槽34，弹性件33收容在此限位槽34内，弹性件33优选为弹簧，弹性件33分别对摇杆主体31和磁体32施加弹力，摇杆主体31受到弹性件33的弹力而抵接在安装座上1，磁体32从限位槽34向外伸出，磁体32受到弹性件33的弹力而使得磁体32上的球面321抵接在弧形凹槽21的槽壁上。通过设置弹性件33，使得玩家不但能够操控摇杆主体31向前、向后、向左或向右摆动外，玩家还能操控摇杆主体31下压，换而言之，使本方案的摇杆机构不但具有控制前进、后退、向左、向右等基本功能外，还便于具有按键的功能，一方面能够能够减少游戏手柄上需要设置按键的数量，以简化游戏手柄的结构并降低游戏手柄的制造成本，而且还能提高玩家的操控体验。

于本实施例中，摇杆机构3还包括壳体35，壳体35、弹性件33和磁体32共同组成了一个整体的球头柱塞30的至少部分，上述的限位槽34设计在壳体35内，目前现有技术可以直接采购到此球头柱塞30。安装时，壳体35需要和摇杆主体31固定连接，壳体35和摇杆主体31固定的方式可以是粘胶或者用螺丝固定。

于本实施例中，基于磁体32的外形为球体且球头柱塞30内设置有弹性件33的结构设计下，本实施例的球头柱塞30还包括调整垫36，调整垫36也收容在上述的限位槽34内，上述弹性件33隔着调整垫36对磁体32施加弹力。通过设置调整垫36，使得当对摇杆主体31作摇摆时，磁体32能够跟随着摇杆主体31作同步摇摆的可靠性，避免出现摇杆主体31作摇摆时磁体32原地不动的现象，从而确保当摇杆主体31处于非初始位置时磁体32能够带动摇杆主体31自动复位的可靠性。

于本实施例中，安装座1具体包括基座11、第一转动件12和第二转动件13，其中，第一转动件12和基座11沿着第一旋转方向(即X方向)转动连接，第二转动件13和基座11沿着第二旋转方向(即Y方向)转动连接，第一旋转方向和第二旋转方向不相同，本实施例优选地第一旋转方向和第二旋转方向设计为互相垂直。具体的，第一转动件12上开设有贯穿的第一限位孔121，第二转动件13上开设有贯穿的第二限位孔131，摇杆主体31分别穿过第一限位孔121和第二限位孔131后向外伸出，且摇杆主体31与第一转动件12沿Y方向转动连接，或者，摇杆主体31与第二转动件13沿X方向转动连接，第一限位孔121沿Y方向延伸，第二限位孔131沿X方向延伸，通过如此设计，使摇杆主体31能够作前后摇摆或者左右摇摆，其中第一限位孔121能够限制摇杆主体31前后摇摆的最大角度，第二限位孔131能够限制摇杆主体31左右摇摆的最大角度。

基于采用第一转动件12和第二转动件13的结构设计，本实施例将第一转动件12相对于基座11旋转的第一转轴、将第二转动件13相对于基座11旋转的第二转轴都设计为需要经过上述磁体32的重心，从而提高当摇杆主体31处于非初始位置时磁铁2能够通过作用在磁体32上的吸引力而驱使摇杆主体31自动复位的可靠性。于本实施例中，由于磁体32的外形是球体，因此，磁体32的重心相当于自身的球心。

于本实施例中，基座11具体包括相连的上壳111和下壳112，上壳111设置有敞开的安装槽1111，当下壳112和上壳111连接后，下壳112遮盖安装槽1111的槽口，上述摇杆主体31的一部分、磁铁2、第一转动件12、第二转动件13和球头柱塞30都收容在此安装槽1111内。此外，上壳111还设置有一个贯通到安装槽1111内的开口1112，摇杆主体31从此开口1112向外伸出，以使用户能够操控摇杆主体31摇摆。更具体的，上述的磁铁2固定在下壳112的内壁上，上述的第一转动件12和上壳111在X方向上转动连接，上述的第二转动件13和上壳111在Y方向上转动连接。

本实施例的摇杆机构可以采用如下的组装方法：

提前准备好球头柱塞30、上壳111、下壳112、第一转动件12、第二转动件13和摇杆主体31，组装时，将球头柱塞30和摇杆主体31固定相连(连接方式可以是螺丝或者粘胶)，然后将磁铁2预先固定在下壳112的内壁，接着将第一转动件12和第二转动件13都安装在上壳111的安装槽1111内，使第一转动件12和第二转动件13分别和上壳111转动连接，紧接着将固定有球头柱塞30的摇杆主体31依次穿过第一限位孔121、第二限位孔131和上壳111的开口1112后使摇杆主体31向外伸出，最后将带有磁铁2的下壳112和上壳111连接起来，此时即为组装完成，此时下壳112将遮盖安装槽1111的槽口，而且此时球头柱塞30上的磁体32与磁铁2上的弧形凹槽21互相抵接，并且此时球头柱塞30内的弹性件33处于压缩状态。

有上段可见，当采用了本方案的摇杆机构后，摇杆机构在实现前后左右的摇摆、自动居中复位以及具有按键的功能下，摇杆机构的组装方法极其简单，从而大幅提高摇杆机构的组装效率，而且本方案的摇杆机构的部件较少，具有结构简单和成本较低的优势，组装过程中各部件不需要求极高的精度，组装完成后，摇杆主体31自动复位到初始位置的可靠性和稳定性也很高，从而降低摇杆机构的损坏概率，延长摇杆机构的使用寿命，进而提升游戏玩家的使用体验。

实施例二

本实施例提供了一种游戏手柄，该游戏手柄采用了实施例一所述的摇杆机构，该游戏手柄包括电路板，游戏手柄可以在基座11的内部或者外部设置分别和电路板电连接的第一传感器、第二传感器和第三传感器，由第一传感器采集第一转动件12的转动信息，由第二传感器采集第二转动件13的转动信息，由第三传感器采集摇杆主体31压缩弹性件33的下压信息，从而使得游戏手柄能够识别玩家操控摇杆主体31向前、向后、向左、向右以及对摇杆主体31按压的操作信息，以便于控制系统能够根据游戏手柄所采集的用户操作信息去控制外部显示器显示出对应的画面。其中，第一传感器、第二传感器可以是霍尔传感器，第三传感器可以是机械式的微动开关。

由于本实施例的游戏手柄采用了实施例一中的摇杆机构，因此该游戏手柄同样具有结构简单、成本较低、便于组装以及摇杆主体31自动复位的可靠性和稳定性都较高的优点。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，仅具体描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式，均应包含在本发明的保护范围之内。