CN219149202U - 一种游戏控制器的摇杆结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种游戏控制器的摇杆结构，包括摇杆组件、壳体和电路板，所述壳体固定设置于所述电路板上，所述摇杆组件与所述壳体可转动连接，所述摇杆组件靠近所述电路板的一端设置有磁铁，所述电路板上设置有3D霍尔传感器，所述3D霍尔传感器位于所述摇杆组件处于归中状态时的中心轴线上，所述3D霍尔传感器与所述磁铁之间设置有间距，所述3D霍尔传感器用于检测所述磁铁的三维坐标。本实用新型技术方案结构可靠简单、节省能耗。

Description

一种游戏控制器的摇杆结构

技术领域

本实用新型涉及游戏控制器领域，尤其涉及一种游戏控制器的摇杆结构。

背景技术

目前市面上的游戏手柄的摇杆结构主要有两种，一种是根据电位器原理工作的，另外一种是根据霍尔原理工作的。

以霍尔式的电磁摇杆为例，在授权公告号为CN207324052U、公开日为2018年05月08日的中国申请专利中，公开了一种游戏手柄磁力摇杆装置，包括固定壳体、摇杆和电路板，所述摇杆的底端设置有一磁铁，所述电路板上设置有霍尔传感器，所述摇杆可转动安装于固定壳体，且该摇杆的底端运动轨迹构成一曲面，所述磁铁位于霍尔传感器的上方，所述霍尔传感器用于将接收到的磁通信号传输至处理器。所述霍尔传感器的数量有四个，所述四个霍尔传感器均匀分布于该电路板上，且所述磁铁位于四个霍尔传感器所形成的圆的中心的正上方。

在上述技术方案中，霍尔摇杆存在以下缺点：第一、由于使用的是线性霍尔传感器，而线性霍尔传感器只能检测一个方向维度，故检测二维平面需要至少两颗线性霍尔传感器组合使用，导致摇杆结构复杂；第二、一颗线性霍尔器件工作电流约5～6mA，当一个摇杆使用两颗以上的线性霍尔器件时，工作电流约在10～12mA以上，这对于使用电池供电的游戏手柄来说，会很明显的降低游戏手柄的续航能力，影响用户的使用体验。

实用新型内容

本实用新型提供一种结构可靠简单、节省能耗的游戏控制器的摇杆结构，是通过以下技术方案来实现的：

一种游戏控制器的摇杆结构，包括摇杆组件、壳体和电路板，所述壳体固定设置于所述电路板上，所述摇杆组件与所述壳体可转动连接，所述摇杆组件靠近所述电路板的一端设置有磁铁，所述电路板上设置有3D霍尔传感器，所述3D霍尔传感器位于所述摇杆组件处于归中状态时的中心轴线上，所述3D霍尔传感器与所述磁铁之间设置有间距，所述3D霍尔传感器用于检测所述磁铁的三维坐标。

可选地，所述游戏控制器的摇杆结构还包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件和所述第二定位件分别与所述壳体可转动连接，所述第一定位件的转动轴线和所述第二定位件的转动轴线水平垂直，所述摇杆组件与所述第一定位件和所述第二定位件分别可滑动连接；所述摇杆组件沿所述第一定位件滑动时，带动所述第二定位件转动，所述摇杆组件沿所述第二定位件滑动时，带动所述第一定位件转动。

可选地，所述第一定位件开设有第一滑槽，所述第一滑槽环绕所述第二定位件的转动轴线延伸设置，所述第二定位件开设有第二滑槽，所述第二滑槽环绕所述第一定位件的转动轴线延伸设置，所述摇杆组件穿设于所述第一滑槽和所述第二滑槽之中。

可选地，所述游戏控制器的摇杆结构还包括第一卡件和第二卡件，所述第一卡件和所述第二卡件分别与所述壳体可拆卸连接，所述第一定位件与所述第一卡件可转动连接，所述第二定位件与所述第二定位件可转动连接。

可选地，所述游戏控制器的摇杆结构还包括按键，所述按键固定设置于所述壳体上，所述摇杆组件朝所述电路板方向施压时，触发所述按键。

可选地，所述按键与所述电路板电性连接。

可选地，所述摇杆组件包括摇杆主体、活动杆和弹性复位件，所述活动杆位于所述摇杆主体靠近所述电路板的一端，所述摇杆主体通过所述弹性复位件与所述活动杆可伸缩连接，所述磁铁固定设置于所述活动杆朝向所述电路板的表面上。

可选地，所述摇杆主体靠近所述电路板的一端开设有空腔，所述摇杆在所述空腔内设置有连接件，所述活动杆的中心开设有连接孔，所述连接件可滑动地插接于所述连接孔中，所述弹性复位件套设于所述连接件上并抵接于所述空腔的顶壁和所述活动杆之间。

可选地，所述游戏控制器的摇杆结构还包括按键固定件，所述按键通过所述按键固定件连接于所述壳体上。

可选地，所述游戏控制器的摇杆结构还包括底板，所述底板盖合设置于所述壳体朝向所述电路板的开口处，所述底板与所述电路板固定连接。

如此设计具有如下优点：

本方案采用电磁感应式游戏控制器的摇杆结构，相较于传统电位器式摇杆，由于没有摇杆与电位器的碳膜或电阻丝之间的摩擦、磨损，不会产生杂波干扰和漂移，使用寿命长。本方案仅需一个3D霍尔传感器与磁铁配合，即可检测出摇杆在X轴、Y轴和Z轴3个方向维度的立体空间坐标，可替代传统多个线性霍尔传感器，能够简化摇杆结构，节省摇杆内部空间；而且，3D霍尔传感器的最大工作电流大约为3mA，能够大大降低工作电流，节省功耗，延长游戏手柄的使用时长，提升用户使用体验。

附图说明

图1是本实用新型游戏控制器的摇杆结构一实施例的整体结构示意图；

图2是图1游戏控制器的摇杆结构的分解结构示意图；

图3是图1游戏控制器的摇杆结构的剖视结构示意图。

图中附图标记含义：1、摇杆组件；11、摇杆主体；111、空腔；112、连接件；12、活动杆；121、连接孔；13、弹性复位件；14、磁铁；2、壳体；21、底板；3、电路板；31、3D霍尔传感器；4、第一定位件；41、第一滑槽；5、第二定位件；51、第二滑槽；6、第一卡件；7、第二卡件；8、按键；9、按键固定件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

如图1至3所示，本实施例提供的游戏控制器的摇杆结构，包括摇杆组件1、壳体2和电路板3，所述壳体2固定设置于所述电路板3上，所述摇杆组件1与所述壳体2可转动连接，所述摇杆组件1靠近所述电路板3的一端设置有磁铁14，所述电路板3上设置有3D霍尔传感器31，所述3D霍尔传感器31位于所述摇杆组件1处于归中状态时的中心轴线上，所述3D霍尔传感器31与所述磁铁14之间设置有间距，所述3D霍尔传感器31用于检测所述磁铁14的三维坐标。

具体地，摇杆组件1与壳体2可转动连接，能够相对壳体2在一定范围空间内自由转动。磁铁14可采用永磁铁14，固定于摇杆组件1上，能够随着摇杆组件1的转动而同步转动。3D霍尔传感器31位于电路板3上，处于永磁铁14自然静止位置的正下方一定距离处，此距离的范围可以为1mm至20mm，3D霍尔传感器31用于检测永磁铁14的空间位置，包括X轴、Y轴和Z轴的位置坐标。

其中，3D霍尔传感器31的检测原理是：永磁铁14的空间位置不同，3D霍尔传感器31的磁场感应区域感受到的磁场强度和磁力线方向均不同，以此来确定永磁铁14的空间位置。3D霍尔传感器31将检测的坐标数据传输至电路板3，从而使电路板3识别出摇杆组件1的转动情况，进而控制游戏手柄实现相关的操作功能。

本方案采用电磁感应式游戏控制器的摇杆结构，相较于传统电位器式摇杆，由于没有摇杆与电位器的碳膜或电阻丝之间的摩擦、磨损，不会产生杂波干扰和漂移，使用寿命长。本方案仅需一个3D霍尔传感器与磁铁14配合，即可检测出摇杆在X轴、Y轴和Z轴3个方向维度的立体空间坐标，可替代传统多个线性霍尔传感器，能够简化游戏控制器的摇杆结构，节省摇杆内部空间；而且，3D霍尔传感器31的最大工作电流大约为3mA，能够大大降低工作电流，节省功耗，延长游戏手柄的使用时长，提升用户使用体验。

此外，电路板3和3D霍尔传感器31可以与摇杆组件1是一体的，也可以是分离的。但不管其是一体的还是分离的，3D霍尔传感器31和永磁铁14的相对位置不变。

如图1至3所示，在一实施例中，所述游戏控制器的摇杆结构还包括第一定位件4和第二定位件5，所述第一定位件4和所述第二定位件5分别与所述壳体2可转动连接，所述第一定位件4的转动轴线和所述第二定位件5的转动轴线水平垂直，所述摇杆组件1与所述第一定位件4和所述第二定位件5分别可滑动连接；所述摇杆组件1沿所述第一定位件4滑动时，带动所述第二定位件5转动，所述摇杆组件1沿所述第二定位件5滑动时，带动所述第一定位件4转动。

通过第一定位件4和第二定位件5的转动轴线交叉设置，使得第一定位件4和第二定位件5在对摇杆组件1提供一定支撑作用的同时，可使摇杆组件1相对壳体2在X轴和Y轴两个方向上自由转动。

进一步地，请参阅图1至3，所述第一定位件4开设有第一滑槽41，所述第一滑槽41环绕所述第二定位件5的转动轴线延伸设置，所述第二定位件5开设有第二滑槽51，所述第二滑槽51环绕所述第一定位件4的转动轴线延伸设置，所述摇杆组件1穿设于所述第一滑槽41和所述第二滑槽51之中。

其中，以第一定位件4的转动轴线沿X方向、第二定位件5的转动轴线沿Y轴方向为例说明。当摇杆组件1绕X轴转动时，摇杆组件1在第一定位件4的第一滑槽41内滑动，并带动第二定位件5相对壳体2转动；当摇杆组件1绕Y轴转动时，摇杆组件1在第二定位件5的第二滑槽51内滑动，并带动第一定位件4相对壳体2转动。

作为可选的实施例，请参阅图1至3，所述游戏控制器的摇杆结构还包括第一卡件6和第二卡件7，所述第一卡件6和所述第二卡件7分别与所述壳体2可拆卸连接，所述第一定位件4与所述第一卡件6可转动连接，所述第二定位件5与所述第二定位件5可转动连接。

具体地，第一卡件6和第二卡件7为侧壁结构，第一卡件6和第二卡件7上分别设置有卡扣，壳体2上对应设置有卡槽，通过卡扣和卡槽的配合，可实现第一卡件6和第二卡件7分别与壳体2进行连接或拆卸。如此，可方便第一定位件4和第二定位件5与壳体2之间、摇杆组件1与壳体2之间的组装，便于更换配件，也有利于增加对摇杆组件1的支撑作用。

如图1至3所示，在一实施例中，所述游戏控制器的摇杆结构还包括按键8，所述按键8固定设置于所述壳体2上，所述摇杆组件1朝所述电路板3方向施压时，触发所述按键8。按键8具体为轻触按键8。此按键8的主要作用是提供向上的反作用力，增强下压操作的手感。

进一步地，请参阅图1至3，所述游戏控制器的摇杆结构还包括按键固定件9，所述按键8通过所述按键固定件9连接于所述壳体2上。具体地，按键固定件9上设置有固定槽，按键固定件9设置于壳体2上，按键8通过卡入固定槽内实现固定。

可选地，所述按键8与所述电路板3电性连接。也即此按键8可以是具有电气功能的轻触开关，用于检测摇杆组件1的下压(沿Z轴方向)动作。当然，按键8也可以是指具有按键8下压手感而并无电气功能的虚拟按键8，摇杆组件1沿Z轴方向的下压动作可由3D霍尔传感器31来实现。

具体地，所述摇杆组件1包括摇杆主体11、活动杆12和弹性复位件13，所述活动杆12位于所述摇杆主体11靠近所述电路板3的一端，所述摇杆主体11通过所述弹性复位件13与所述活动杆12可伸缩连接，所述磁铁14固定设置于所述活动杆12朝向所述电路板3的表面上。弹性复位件13具体为螺旋弹簧，弹性复位件13可使下压的摇杆主体11复位并归中。

进一步地，请参阅图3，所述摇杆主体11靠近所述电路板3的一端开设有空腔111，所述摇杆在所述空腔111内设置有连接件112，所述活动杆12的中心开设有连接孔121，所述连接件112可滑动地插接于所述连接孔121中，所述弹性复位件13套设于所述连接件112上并抵接于所述空腔111的顶壁和所述活动杆12之间。通过摇杆主体11的连接件112与活动杆12的连接孔121之间的相对滑动，可实现摇杆主体11的下压操作，并借助于弹性复位件13实现复位及归中。

作为优选的实施例，请参阅图1至3，所述游戏控制器的摇杆结构还包括底板21，所述底板21盖合设置于所述壳体2朝向所述电路板3的开口处，所述底板21与所述电路板3固定连接。通过底板21封盖壳体2底端的开口，使壳体2内的空间相对密闭，减少外界灰尘及杂质进入到壳体2内，有利于保护摇杆组件1。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本实用新型的保护范围中。

Claims (10)

1.一种游戏控制器的摇杆结构，包括摇杆组件(1)、壳体(2)和电路板(3)，所述壳体(2)固定设置于所述电路板(3)上，所述摇杆组件(1)与所述壳体(2)可转动连接，其特征在于：所述摇杆组件(1)靠近所述电路板(3)的一端设置有磁铁(14)，所述电路板(3)上设置有3D霍尔传感器(31)，所述3D霍尔传感器(31)位于所述摇杆组件(1)处于归中状态时的中心轴线上，所述3D霍尔传感器(31)与所述磁铁(14)之间设置有间距，所述3D霍尔传感器(31)用于检测所述磁铁(14)的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述游戏控制器的摇杆结构还包括第一定位件(4)和第二定位件(5)，所述第一定位件(4)和所述第二定位件(5)分别与所述壳体(2)可转动连接，所述第一定位件(4)的转动轴线和所述第二定位件(5)的转动轴线水平垂直，所述摇杆组件(1)与所述第一定位件(4)和所述第二定位件(5)分别可滑动连接；所述摇杆组件(1)沿所述第一定位件(4)滑动时，带动所述第二定位件(5)转动，所述摇杆组件(1)沿所述第二定位件(5)滑动时，带动所述第一定位件(4)转动。

3.根据权利要求2所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述第一定位件(4)开设有第一滑槽(41)，所述第一滑槽(41)环绕所述第二定位件(5)的转动轴线延伸设置，所述第二定位件(5)开设有第二滑槽(51)，所述第二滑槽(51)环绕所述第一定位件(4)的转动轴线延伸设置，所述摇杆组件(1)穿设于所述第一滑槽(41)和所述第二滑槽(51)之中。

4.根据权利要求2所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述游戏控制器的摇杆结构还包括第一卡件(6)和第二卡件(7)，所述第一卡件(6)和所述第二卡件(7)分别与所述壳体(2)可拆卸连接，所述第一定位件(4)与所述第一卡件(6)可转动连接，所述第二定位件(5)与所述第二定位件(5)可转动连接。

5.根据权利要求1所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述游戏控制器的摇杆结构还包括按键(8)，所述按键(8)固定设置于所述壳体(2)上，所述摇杆组件(1)朝所述电路板(3)方向施压时，触发所述按键(8)。

6.根据权利要求5所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述按键(8)与所述电路板(3)电性连接。

7.根据权利要求5所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述摇杆组件(1)包括摇杆主体(11)、活动杆(12)和弹性复位件(13)，所述活动杆(12)位于所述摇杆主体(11)靠近所述电路板(3)的一端，所述摇杆主体(11)通过所述弹性复位件(13)与所述活动杆(12)可伸缩连接，所述磁铁(14)固定设置于所述活动杆(12)朝向所述电路板(3)的表面上。

8.根据权利要求7所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述摇杆主体(11)靠近所述电路板(3)的一端开设有空腔(111)，所述摇杆在所述空腔(111)内设置有连接件(112)，所述活动杆(12)的中心开设有连接孔(121)，所述连接件(112)可滑动地插接于所述连接孔(121)中，所述弹性复位件(13)套设于所述连接件(112)上并抵接于所述空腔(111)的顶壁和所述活动杆(12)之间。

9.根据权利要求5所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述游戏控制器的摇杆结构还包括按键固定件(9)，所述按键(8)通过所述按键固定件(9)连接于所述壳体(2)上。

10.根据权利要求1-9任一项所述的游戏控制器的摇杆结构，其特征在于：所述游戏控制器的摇杆结构还包括底板(21)，所述底板(21)盖合设置于所述壳体(2)朝向所述电路板(3)的开口处，所述底板(21)与所述电路板(3)固定连接。

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