智能型單杆操縱裝置的製作方法

2024-02-02 15:36:15 1

專利名稱：智能型單杆操縱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型智能型單杆操縱裝置，屬於機電一體化的控制裝置。具體說 是一種具有信號採集、模數轉換和遠程發送功能的智能型單杆操縱裝置。
背景技術：
單杆廣泛應用於各種類型遠程操控系統的控制臺上，用來實現遠程控制 電機按指定方向和速度運轉，並從而實現對相關設備或儀器的遠程運動控 制，如在監控中心用來轉動遠端攝像頭、在經緯儀控制臺上用來控制外場測 量等。
公知的單杆由單杆主體和精密位置傳感電位器(以下簡稱電位器).等 構成，輸出模擬電壓信號。工作時，電位器由直流電壓供電，當人手推動單 杆手柄旋轉時，單杆主體內部的機械傳動機構帶動電位器轉動，使得電位器 的阻值發生變化，從而輸出電壓發生改變。在使用時，用傳輸線將單杆輸出 的模擬電壓信號送入應用系統的信號接收端，應用系統的信號接收端使用
A/D採集卡將單杆輸出的模擬電壓信號轉換為數位訊號，再由應用系統的中 央處理機接收數位訊號並根據其變化來實現對相關電機的控制。
具體結構如圖l所示，包括單杆主體，水平方向電位器，垂直方向電位器， 模擬信號傳輸線，應用系統的信號接收端，A/D採集卡，數據線，中央處理機， 1/0口，串口。
圖中單杆的輸出信號是模擬電壓信號Va和Vb，模擬信號傳輸線將水平方向電位器和垂直方向電位器輸出的模擬電壓信號、和Vb送入應用系統的 信號接收端，應用系統的信號接收端使用A/D採集卡對Va和Vb進行採集並轉換為數位訊號，數位訊號經數據線通過I/O 口送入中央處理機。由於公知的單杆輸出的是模擬電壓信號，因此應用系統的信號接收端需要增加A/D採集卡對其進行模數轉換處理，A/D採集卡的使用佔用應用系統 的空間、增加了應用系統的成本，同時，信號的傳輸距離短，只有幾米，為 此，提出了本實用新型智能單杆操縱裝置。 發明內容為了克服現有單杆由於輸出是模擬信號而帶來的在應用系統的信號接收 端中需要增加A/D採集卡、信號傳輸距離短的不足，本實用新型提供了一種智 能型單杆操控裝置，其輸出信號是差分形式的數位訊號，應用系統在接收信 號時只需利用其中央處理機普遍具有的串行通訊口就可以接收，不再需要增 加A/D採集卡。本實用新型智能單杆操縱裝置的具體結構如圖2所示，該裝置包括單杆主 體，水平方向電位器，垂直方向電位器，內部封有電子線路板的金屬屏蔽盒， 接口連接器，雙絞線，應用系統的信號接收端，中央處理機，1/0口，串口。圖中智能型單杆操控裝置的輸出信號是差分信號V。ut+和V。ut—。智能型單杆操控裝置的動態連接關係是，使用雙絞線將接口連接器輸出的差分數字信 號送入應用系統的信號接收端中，由中央處理機的串口7接收。本實用新型所採用的技術方案是在單杆主體上，集成模擬電壓信號處 理和數位訊號串行驅動功能電子線路板，該電子線路板將電位器輸出的模擬 電壓信號先轉變為數位訊號，再經過串行口驅動轉變為差分信號後再向外發送。電子線路板密封在金屬屏蔽盒中，該金屬屏蔽盒對電子線路板起到屏蔽 電磁幹擾和固定的作用，金屬屏蔽盒通過螺釘安裝固定在單杆主體的底部，
金屬盒底部開口，焊接在電子線路板上的接口連接器做為信號的輸入輸出端 口從金屬盒底板開口處伸出。在使用時，用雙絞線連接輸出信號，送到應用
系統信號接收端的串行通訊接口即可。
電子線路板上固定有接口連接器，將電位器輸出的模擬電壓信號從連接
器送入電子線路板，經過電子線路板對其進行信號調整、採樣、模數轉換後
變為數位訊號，經過串行驅動晶片驅動後，轉變為差分的信號，再從連接器
向外發送。電路選用具有豐富的片內外設的新型混合信號處理器(MCU)，外 加少量電子元件組成外圍電路、串行驅動晶片和和接口連接器構成。
本實用新型的有益效果是，智能型單杆操縱裝置輸出的是差分方式數字 信號，因此在應用系統的信號接收端不再需要增加A/D採集卡，節省了應用系 統的空間和成本，同時，信號傳輸距離由幾米提高到了幾百米。由於選用混 合信號處理器(MCU)，因此電路元件少、接線簡單，佔用體積小。


圖l是公知單杆的結構圖。
圖中單杆主體l,水平方向電位器2，垂直方向電位器3，應用系統的信 號接收端4，中央處理機5， 1/0口6，串口7，模擬信號傳輸線8， A/D採集卡9， 數據線IO。
圖2是本實用新型所述的智能型單杆操控裝置的結構圖。 圖中單杆主體l，水平方向電位器2，垂直方向電位器3，應用系統的信號 接收端4，中央處理機5， 1/0口6，串口7，雙絞線18,內部封有電子線路板的金屬屏蔽盒19，接口連接器20。
圖3是本實用新型的具體實施例結構圖。也為摘要附圖。 圖中單杆主體l，水平方向電位器2，垂直方向電位器3，模擬信號傳輸線
8，雙絞線18，接口連接器20，金屬殼體25，殼體螺釘26 ，螺釘27，線路板
螺釘28，電子線路板29，金屬底板30，中心開口31。
具體實施方式

以下結合附圖3對本實用新型進一步說明
圖3中，電子線路板29通過線路板螺釘28與金屬底板30固定在一起，金屬 底板30再通過螺釘27固定在金屬殼體25上，金屬殼體25通過殼體螺釘26固定 在單杆主體l底部；接口連接器20焊接在電子線路板29上，嵌入在金屬底板30 的中心開口 31處中。水平電位器2和垂直電位器3輸出的模擬電壓信號Va和Vb通 過接口連接器20送入電子線路板29中，經過電子線路板29轉變為差分數字信 號V。ut—和V。ut+，從接口連接器20輸出。
圖3中金屬殼體25和金屬底板30組成金屬屏蔽盒19，對密封在其中的電子 線路板29起到電磁屏蔽和固定的作用。
權利要求1.一種智能型單杆操縱裝置，該裝置包括單杆主體(1)，水平方向電位器(2)，垂直方向電位器(3)，應用系統的信號接收端(4)，中央處理機(5)，I/O口(6)，串口(7)，其特徵在於還包括內部封有電子線路板的金屬屏蔽盒(19)，接口連接器(20)，雙絞線(18)，在單杆主體(1)底部的金屬屏蔽盒(19)中裝有電子線路板，電子線路板將水平方向電位器(2)和垂直方向電位器(3)輸出的模擬電壓信號轉變為數位訊號以差分的方式向外發送，使用雙絞線(18)將接口連接器(20)輸出的差分數位訊號送入應用系統的信號接收端(4)中，由中央處理機(5)的串口(7)接收。
2. 根據權利要求1所述的智能型單杆操縱裝置，其特徵是金屬殼體 (25)和金屬底板(30)構成金屬屏蔽盒(19)，電子線路板(29)通過線路板螺釘(28)與金屬底板(30)固定在一起，金屬底板(30)再通過螺釘 (27)固定在金屬殼體(25)上，金屬殼體(25)通過殼體螺釘(26)固定 在單杆主體(1)底部，接口連接器(20)焊接在電子線路板(29)上，嵌 入在金屬底板(30)的中心開口 (31)處。
專利摘要一種智能型單杆的操縱裝置。屬於機電一體化的控制裝置。該裝置包括單杆主體，水平方向電位器，垂直方向電位器，應用系統的信號接收，中央處理機，I/O口，串口，其特徵在於還包括內部封有電子線路板的金屬屏蔽盒，接口連接器，雙絞線；在單杆主體上集成了模擬電壓信號處理和發送的電子線路板，該電子線路板密封在金屬屏蔽盒中，電子線路板將水平方向電位器和垂直方向電位器輸出的模擬電壓信號轉變為數位訊號以差分的方式向外發送。通過應用系統接收端中央處理機的串行通訊接口接收數據。該裝置使用方便，在應用系統的信號接收端不需要增加A/D採集卡，從而節省了空間和成本；並且輸出信號傳輸距離遠，傳輸距離達到數百米，提高近百倍。
文檔編號G05G7/02GK201134058SQ20072009480
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月19日 優先權日2007年12月19日
發明者寧 孫, 李雪雷, 王麗秋 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所