CN112688529B - 一种基于电磁感应的摇杆结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电磁感应的摇杆结构，包括机械部分和电子部分；所述机械部分包括底座；所述底座为半球形壳体，所述底座开口沿径向转动安装有固定轴；所述固定轴中心通过球形铰接方式安装有摇杆；所述摇杆底部朝向所述底座内部，且底面安装有永磁体；所述底座表面均匀安装有若干软磁体，且所述软磁体与所述永磁体极性异面朝向所述底座中心。本发明的有益效果在于，本发明的摇杆结构基于电磁原理，实现摇杆多维度摇摆，可满足日益增加的控制需求，相对基于传统的电机机械控制结构形成的摇杆装置，能够适用于多自由度，控制精度高，摇杆角度多维度的场合，并且在高要求控制摇摆速度，摇摆力矩的情况下，可以大量应用。

Description

一种基于电磁感应的摇杆结构

技术领域

本发明涉及摇杆技术领域，具体为一种基于电磁感应的摇杆结构。

背景技术

现有摇杆技术，多数为基于电机的转子转动的基础之上形成，在电机的转动轴上配套各种动力传输机构，输出动力。一般电机动力机构只可以调节转动方向，即正转和倒转，和转动速度，转动力矩。电机转子是固定的，不能调节转子的移动方向，如果要产生可摇动的摇杆动力机构，必须为转子配套机械动力机构。但是形成的摇杆动力机构复杂，摆动轨迹固定，不灵活，不能随时控制摇杆的摆动方向，摆动力矩，速度。基于电机的动力装置无法应用在高要求的摇杆动力装置中，无法满足高精度，多维度的摇杆控制。

发明内容

1.需要解决的技术问题

本发明需要解决的技术问题在于，提供一种基于电磁感应的摇杆结构，解决现有电机机械控制的摇杆的控制精度较低、自由度较少的问题。

2.技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电磁感应的摇杆结构，包括机械部分和电子部分；所述机械部分包括底座；所述底座为半球形壳体，所述底座开口沿径向转动安装有固定轴；所述固定轴中心通过球形铰接方式安装有摇杆；所述摇杆底部朝向所述底座内部，且底面安装有永磁体；所述底座表面均匀安装有若干软磁体，且所述软磁体与所述永磁体极性异面朝向所述底座中心；所述软磁体外侧缠绕有控制导线；所述电子部分包括控制MCU；所述控制MCU与若干所述电流控制接口电连接，且若干所述电流控制接口与若干所述控制导线经连接导线电连接；所述控制MCU与所述通信接口电连接。

上述的基于电磁感应的摇杆结构，其中，所述摇杆为上小下大的锥形结构，且所述永磁体安装在所述摇杆底面中心。

上述的基于电磁感应的摇杆结构，其中，所述固定轴与摇杆的铰接处位于所述底座的球心位置。

上述的基于电磁感应的摇杆结构，其中，所述控制导线位于所述底座外侧。

上述的基于电磁感应的摇杆结构，其中，所述永磁体朝向所述底座的磁场极性为N极。

3.有益效果

综上所述，本发明的有益效果是：本发明的摇杆结构基于电磁原理，实现摇杆多维度摇摆，可满足日益增加的控制需求，相对基于传统的电机机械控制结构形成的摇杆装置，能够适用于多自由度，控制精度高，摇杆角度多维度的场合，并且在高要求控制摇摆速度，摇摆力矩的情况下，可以大量应用。

附图说明

图1为本发明基于电磁感应的摇杆结构的结构示意图；

图2为本发明基于电磁感应的摇杆结构的机械部分的结构示意图。

图中：1-底座；2-固定轴；3-摇杆；4-软磁体；5-控制导线；6-控制MCU；7-电流控制接口；8-连接导线；9-通信接口；10-铰接处。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见附图1及附图2所示，本发明提供一种技术方案：一种基于电磁感应的摇杆结构，包括机械部分100和电子部分200；所述机械部分100包括底座1；所述底座1为半球形壳体，所述底座1开口沿径向转动安装有固定轴2；所述固定轴2中心通过球形铰接方式安装有摇杆3；所述摇杆3底部朝向所述底座1内部，且底面安装有永磁体；所述底座1表面均匀安装有若干软磁体4，且所述软磁体4与所述永磁体极性异面朝向所述底座1中心；所述软磁体4外侧缠绕有控制导线5；所述电子部分200包括控制MCU 6；所述控制MCU 6与若干所述电流控制接口7电连接，且若干所述电流控制接口7与若干所述控制导线5经连接导线8电连接；所述控制MCU 6与所述通信接口9电连接。

所述摇杆3为上小下大的锥形结构，且所述永磁体安装在所述摇杆3底面中心，上部用于与外部执行件连接，底部用于增加所述永磁体的安装面积，避免所述永磁体的不同极性面均暴露在底座1内。

所述固定轴2与摇杆3的铰接处10位于所述底座1的球心位置，使得所述摇杆3绕所述底座1的中心在所述底座1内转动。

所述控制导线5位于所述底座1外侧，一方面避免控制导线5和连接导线8在所述底座1内侧连接而造成摇杆3的运动空间受阻，另一方面以避免控制导线5和连接导线8产生的磁场，对所述永磁体运动造成影响。

优选的是，所述永磁体朝向所述底座1的磁场极性为N极，当若干所述软磁体4大部分磁极为S极时，而其他位置的所述软磁体4的磁极为N极时，所述摇杆2固定在磁极为S极这个位置，当摇杆2的所述永磁体朝向的所述软磁体4的极性S极按照一定路径变化时，所述摇杆2也会在所述永磁体和软磁体4的相互作用下，按照既定的路径运动实现摇摆。

使用方法：当所述电子部分200的控制MCU 6经所述通信接口9从上位机获得控制信号时，首先计算，然后发出电流方向的控制指令，此时若干所述电流控制接口7通过对应的所述连接导线8输出电流。当所述控制导线5通过电流时，使得对应的所述软磁体4内侧的极性和安装在所述摇杆3底部的所述永磁体极性相异，此时所述摇杆3被驱动并保持在该位置。当各个所述控制导线5上的电流变换方向时，对应的若干所述软磁体4的极性也在变换。在所有所述软磁体4中，和所述永磁体极性相异的所述软磁体4内侧的磁场极性以一定路径运动时，所述摇杆3在永磁体和软磁体4的相互作用下以一定路径摇摆。当所述摇杆3摇摆的时候，所述摇杆3底部永磁体经过软磁体4时，会在环绕软磁体4的所述控制导线5上产生反电势，这样通过电压采样接口，就可以知道所述摇杆3的位置所在，从而可以对所述3摇杆的位置进行更加精准的操作与控制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于电磁感应的摇杆结构，其特征在于：包括机械部分(100)和电子部分(200)；所述机械部分(100)包括底座(1)；所述底座(1)为半球形壳体，所述底座(1)开口沿径向转动安装有固定轴(2)；所述固定轴(2)中心通过球形铰接方式安装有摇杆(3)；所述摇杆(3)底部朝向所述底座(1)内部，且底面安装有永磁体；所述底座(1)表面均匀安装有若干软磁体(4)，且所述软磁体(4)与所述永磁体极性异面朝向所述底座(1)中心；所述软磁体(4)外侧缠绕有控制导线(5)；所述电子部分(200)包括控制MCU(6)；所述控制MCU(6)与若干电流控制接口(7)电连接，且若干电流控制接口(7)与若干所述控制导线(5)经连接导线(8)电连接；所述控制MCU(6)与通信接口(9)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的摇杆结构，其特征在于：所述摇杆(3)为上小下大的锥形结构，且所述永磁体安装在所述摇杆(3)底面中心。

3.根据权利要求2所述的一种基于电磁感应的摇杆结构，其特征在于：所述固定轴(2)与摇杆(3)的铰接处(10)位于所述底座(1)的球心位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的摇杆结构，其特征在于：所述控制导线(5)位于所述底座(1)外侧。

5.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的摇杆结构，其特征在于：所述永磁体朝向所述底座(1)的磁场极性为N极。

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