游戏手柄

2024-10-26

游戏手柄（精选10篇）

游戏手柄篇1

红外传输遥控按键方式在传统的影音设备多使用进行操作,虽然该技术已非常成熟,但该功能单一,只是作为一种按键式操作面板来使用,不具有互动功能;随着人们对电子产品多样性的追求,在人们的生活中,出现了很多多样性的游戏手柄设计。但是,除了在游戏机领域,在高清媒体与网络娱乐的家庭影音设备中,一种能够实现更好人机互动的手柄急待被需要研制,以替代现有的遥控按键式手柄。

1 系统模型

针对现有技术的不足,本技术研制了在三个维度方向上的运动速度及旋转角度的空间识别技术,同时应用红外摄像定位技术和二维平面坐标指向功能。本技术采用了领先的无线传输方式,引入新颖的动作感应操作方式并加以震动音效等反馈响应的动感游戏控制手柄。本技术所采用的技术手段如下:

一种操作手柄,包括:

(1)外部壳体:用于固定手柄的组成部件。

(2)按键处理电路:用于对功能按键进行扫描,并将按键信息发送给主控单元。

(3)蓝牙或RF模组:用于将手柄的控制信息传送到主机端。

(4)主控单元:用于对按键电路传输回来的按键信号进行处理后通过蓝牙或RF模组发送到主机端。

其特征在于还包括:

(1)红外模组:用于扫描红外发光二极管单元发出的红外信号。

(2)3D运动感应单元:用以产生空间三个维方向上的运动速度信号和旋转角度信号。

(3)无线接收信号,形成数据处理:同时主控单元还对3D运动感应单元传回的手柄速度、角度信息进行处理;另外,所述主控单元将上述信息处理后通过蓝牙或RF模组传送到主机端。

(4)还包括马达和喇叭,所述的蓝牙或RF模组还用于接收主机端传回的反馈信息;并将反馈信息传送到主控单元,另经主控单元处理后形成马达及喇叭的控制信息,以用来控制马达及喇叭振动或发出声音。

2 工作原理

所述外部壳体为火炬造型设计,分上和下两个壳体,上壳体是平滑的弧面设计,在它的表面设有功能按键;下壳体是主要承载体,采用轴线曲度的近圆柱面的设计,然后在其后部设有手持凸起。

一种操作手柄的运动方向判定方法,其特征在于包括如下步骤:

(1)首先将红外发光二极管单元固定在基准位置,以用以发射红外信号;

(2)手柄的红外模组以固定的频率扫描步骤(1)中红外发光二极管单元发出的红外光学信号,用以二维图像形式发送到主控单元;

(3)主控单元对步骤(2)传回的所述图像进行了对比,计算其接收的两相邻图像中的红外发光二极管单元相对位置的变化信息,并将此位置变化信息转变为手柄移动方向信息;

(4)主控单元可将步骤(3)中的手柄移动方向信息在通过蓝牙或RF模组处理后发送到主机端。

所述红外发光二极管单元是两组设置,并且每组可由多个红外发光二极管组成;而且两组光源正对用户视线后成对称分布。

3 涉及技术及功能

本产品主要应用了蓝牙通信技术和RF射频通信技术,红外摄像定位技术,还有高速实时的数据处理,能够同时实现对按键扫描以及音频信号的处理和震动效果的控制。作为控制终端也进行了细致的结构和造型设计以使产品美观符合人体工学的特点。其主要特色如下:

(1)采用人体工学设计原理,握持舒适。

(2)使用Bluetooth通信技术,另外可选2.4G RF射频技术,这两种通信方式均可保证10 m的使用距离。摆脱连接线的干扰和限制,抗干扰能力很强,数据传输很稳定。

(3)运动感应的功能,可把肢体的动作转为控制信号输送到电脑或互动平台,实现人机交互的功能。

(4)图像定位技术,本技术可实现类似鼠标目标指向功能而又不放置平面的限制。

(5)振动功能技术,增加操作的代入可操作感。

(6)声音输出技术,可以输出提示音,和播放音乐的功能。

(7)控制器设置有多个传统的按键,可以满足大部分手柄操作的需求。

(8)可支持多个手柄同时联机的工作。

4 具体实施方式

图1中所示的手柄的描述是,本发明技术的电路结构方框图,其中的键处理电路104采用比较常见的GPIO扫描模式,以实现,用于扫描的功能键,和所述密钥信息传送到主控制单元101处理,蓝牙或RF模块102可将处理的控制信息传送到主机端,使用的BCM2042蓝牙单元是很好的蓝牙芯片模块中集成的HID协议,完整的蓝牙协议栈的8051MCU和8k的RAM有一定的数据处理功能(如提供共享部分主单元的工作,如:它是负责实施关键扫描和三维移动红外模块,后台数据处理以及其他的模块,另一种芯片(电机,等),如图2中所示的控制功能)。 RF NORDIG的nRF24L01,其最大的特点是超低功耗,可以工作在电压范围为1.9～3.6,2 Mbit/s的数据传输速率,最小工作电流,峰值12.5毫安。数据处理使用SPCA563B单片机,16位U NSP MCU内核,内置1k字RAM,32k字ROM,以及DSP的图像处理软件。

主控制单元101,其关键电路的传输后退按钮信号处理后,通过蓝牙或RF模块发送到主机侧103 MCU(MicroControllerUnit,中文名称为微控制单元),在使用环境相对比较简单,数据处理量不是很大时,可以直接使用蓝牙单元的BCM2042 MCU模块。 IR模块106,单色CMOS来完成接收红外发光二极管发出的红外信号,有TI的SOC数据处理功能,光学坐标数据逻辑算法,三维运动传感器单元105模块使用MMA7360芯片,飞思卡尔出品的加速度传感器的运动采集功能已被广泛用于消费电子市场。设计可以以高精确度完成,用于产生信号的三维方向上的空间移动速度,和旋转角度信号。红外扫描模块106的红外信号由一个外部的红外发光二极管单元发出时,使用主控制单元101,用于加工成形的方向信息;主控单元进一步对三维运动感应单元的句柄返回速度,角度信息进行处理;后通过蓝牙或射频(RF)模块,所述主控单元的信息处理终端103传送到主机。

振动电机108从主机端控制,控制扬声器109发生声音部分芯片选择支持WAV格式,配置Rohm公司的BU8844完整的解码,这些功能已应用在许多消费电子产品,这里已不再是复杂的。蓝牙或射频(RF)模块102接收的反馈信息由主机侧返回,反馈信息发送给主单元,由主单元处理,马达和喇叭形成的控制信息,是用来控制电机和扬声器的振动或声音。

一般的红外定位需要两个模块来实现,红外发光二极管单元组和红外模块106的协同作用。图2示出操作手柄的运动方向的确定方法。包括以下步骤:首先,红外发光二极管单元被固定在基准位置,用于发射红外信号,其特征在于,所述红外发光二极管单元是相对简单的,它的工作只发射红外线的光信号,这些非可见光信号不久将成为手柄CMOS拾取器一个固定的频率扫描(作为位置的基准坐标),红外模块106被以一个二维图像的形状发送到主单元向;事实上,它是提供一种光学定位系统的参考坐标,并在其放置,即红外光的发光二极管可以设置为放置在中间,因此,也有特殊要求置于主机侧的显示画面(根据实际操作的需要,人们对电视和其他媒体设备的显示画面的朝向,便于用于遥控器的远程控制),每一个红外发光二极管组可以产生很大的发射角使其更方便。通过前面的手柄部红外模块106接收红外光信号的红外发光管被放置在手柄内。灯罩的作用,筛选出可见光的外部环境,它会使手柄在各种照明条件下工作。 CMOS摄像模块(360 * 296分辨率)提供速率为30fps的扫描图像,它可以扫描的信号,即红外波束管两套红外光源(步骤601)。主控制部的红外线的比较模块106返回到二维图像,探测红外发光二极管之前的相对位置的定位信息和红外发光二极管最后一次扫描的图像的变化(步骤602)的比较值是多少。如果比较值有变化,则计算所接收的两个相邻图像的红外光的发光二极管单元中相对的变化位置信息(即,这两个取得的数据的差分的数据信息的中心定位坐标),使每帧的数据一起获得,它可以被认为是,遥控器的运动轨迹是一个二维坐标上面的点函数(步骤603),主单元到手柄的移动方向信息(步骤603)被发送;如果没有变化,则返回到步骤601,通过蓝牙或射频(RF)模块的主机侧(步骤604);在实际使用中红外发光二极管单元的位置是不变的,各自手柄的相机(COMS)不断地改变位置,相对位置变化的两个频率为30帧每秒,相机用来记录信息,这些数据反映在相机中作为两套红外光源的参考坐标信息,然后可由一个软件算法装置判断为变化的参考对象的位置。摄像头,或处理到固定位置(显示画面)的红外光的发光管,软件应用程序实施为主机侧的屏幕中的光标的移动位置,并在主机的内存软件中完成对光标移动位置数据的处理,红外模块提供的坐标数据与主机之间的通信是一个蓝牙模块或一个RF模块组。

另外,该三维移动感测单元的核心是引入3D模块,空间控制能力归于此的加速度传感器。MMA7360加速度传感器采用了信号调理,单极低通滤波器和温度补偿技术,提供4个范围,对应于不同的灵敏度选择最多高达800mV/g at1.5g和集成的低通滤波器作为零g补偿,定位更准确,是一个高精度MEMS器件。三轴操作的空间测量原理是根据自身运动方向和速度的变化,改变输出电压信号。简单地说,运动传感器模块的作用是一个动作记录器,它的输入是在加速的位置或改变的空间变化,并且由所述传感器输出的是一个电压信号,通过量化后的数值转换成数字信号由蓝牙模块或射频模块发送到主机侧。在正常情况下,以地球为参考,有1g重力系数(加速度)在地球的垂直方向上。我们首先在传感器的水平,垂直,纵向定义它的X,Y,Z轴,参照地球的空间XYZ轴区分。当传感器Y轴垂直于地球,在Y-轴输出的电压是2.45V,在XZ轴向加速度0g的,输出电压为1.65V。和加速度是一个向量,具有方向性,空间三轴+ / - 表示,-1g相应的输出是0.85V。在静止状态下,改变到一个不同的输出信号相对应位置(定位)的上方的传感器,由这些数据,我们可确定传感器的当前状态(处理),即,抽头,垂直的集或纵向。传感器可以是加速度略有敏感变化的,并得到相应的电压输出,例如,传感器被置于倾斜的角度,所以,在XYZ三个轴向的方向将有不同电压从0g状态输出。三种状态下的数据,可确定传感器(处理)的放置状态。如果传感嚣发生一个或大或小的运动,该传感器可以是类似的这种运动改变了形式的ADC输出电压信号运动传感器模块,传感器的电压模拟信号过程的原则是在三个维轴向方向(X轴,Y轴,Z轴)上的加速区间3g～线性量化3g 0至255的8位的数字信号的时间间隔,在主机侧仅用于处理8位的数字信号,或对应的加速。蓝牙模块或RF模块从主机侧通过运动数字量化传感器信号的采集,可以控制应用[1]在各种传感器的映射应用程序软件的实际运动。

首先要注意的是手柄在工作中,不是所有的模块都可以发挥作用。红外模块系统106,3 D运动传感器单元105和关键处理电路104,它们可以承载应用软件操作控制,三个模块是相对彼此独立的,可以在相同的时间生成一个输入,也可以是只有一组、两组输入。从系统组件可以看出,该系统具有一个输出电动机108和喇叭109,移动设备的特点,从而产生振动或释放语音信号。蓝牙模块,RF模块负责系统中各个模块和主机端通信,始终处于工作状态。它保持到主机以无线方式由输入装置所产生的信号,而且还接收主机发出的控制命令到输出单元的反馈信息。

例如,手柄突然抬起,但不向其它方向运动,这时信号由主控制单元发送到主控制单元的3D运动感应单元,相当于在主机侧检测到的Z轴的值从初始值变为最大值255,即,在Z轴的加速度1g-3g变化,而相应的X和Y轴的输出只有很轻微的改变,即这两个轴向的加速度变化非常微弱。主机端的动作感应模块输出的应用软件将发出跳跃的控制信号,通过蓝牙模块的控制器的运动是快速提升的空间,沿+ Z轴运动,遥控器可以表示为主角的时候,应用软件可以是一个优秀的体操运动员,上面已经描述,实现了跳跃(您也可以按操作按钮,只做到这一点),蓝牙或RF模块信息被发送到主机端,应用软件的控制信息接收这一系列的动作完成应用程序的主角完整的360度大转弯的动作(或转出的这组动作动画)后,将发出一个提示符的命令,蓝牙或RF模块接收到这个信号时输出操作后,和其他句柄产生感觉,电机工作,主机发出语音信号语音模块扬声器发出观众叫好声。引用图片浏览应用程序,在这里,红外模块发挥了重要作用。图片浏览器,光标设置为手型,上面已经描述过,红外模块的工作机制,该句柄指向的图片的方向,光标将停留上方的屏幕画面,按下按钮,蓝牙或FR模块的信息发送到主机端,该软件将得到张开双手紧握的拳头,然后摆动手柄的左侧(X轴)的信号光标,蓝牙模块将运动传感模块的数字信号传送到主机,接到指令后,该软件将做两件事情,首先要确定当前状态,被锁定的画面;问题翻转“命令的同时,浏览器会显示下一张图片。如果两个程序都成功地执行,应用软件在同一时间发出命令提示符和蓝牙模块发送到处理输出部分控制电机工作,发送信号给声音模块。

5 结束语

技术公开了一种操作手柄及操作手柄的运动方向判定方法,其中手柄包括外部壳体、按键处理,蓝牙、电路或RF模组及主控单元;其特征还包括:红外模组,用于扫描红外发光二极管单元发出的红外信号;3D运动感应单元,用以产生空间三个维方向上的运动速度信号,以及旋转角度信号;所述主控单元还对红外模组扫描的外部红外发光二极管单元发出的红外信号进行处理,形成方向信息;同时主控单元还对3D运动感应单元传回的手柄速度、角度信息进行处理;所述主控单元将上述信息处理后通过蓝牙或RF模组传送到主机端。方法包括发射红外信号、扫描、对比及发送的步骤;该手柄具有实用方便、结构新颖等特点,适于在家电遥控领域广泛推广。

参考文献

[1]王杰.体感技术的发展与设想[OL].www.wenku.baidu.com,2012-08.

制作最“奢侈”的游戏手柄篇2

不过现在我们有了一个新的解决方案：“Joypad Legacy（游戏手柄控制器）”与 “Joypad Connect（PC控制端）”的组合就能很好解决这个问题，它不仅可以与真实的手柄一样操作PC上的游戏，还能通过应用中的皮肤切换，将你的iOS设备变成不同游戏主机的手柄。

“Joypad Legacy”是一款比较实用的iOS App，它能把你所有的iOS变成一个无线游戏手柄，通过WiFi与蓝牙连接两种连接方式与PC互通，轻而易举的就能把你的iOS设备变成PC游戏控制器，说它是强大的无线娱乐工具毫不为过。当然，实现这一切的必要条件就是你需要有一台iOS设备，以及安装了Joypad Connect的电脑。

首先使用浏览器登录Joypad Legacy的官方网站（网址：http://getjoypad.com/legacy/），分别点击“Available on the App stroe”（点击后便会跳转至App stroe，利用数据线连接iOS设备进行安装）与“for PC”下载Joypad Legacy的两个控制程序。完毕后，将下载至本地磁盘的Joypad Connect安装至任何盘符便完成了第一步操作。

点击桌面上的Joypad Connect快捷方式，进入到PC控制端的主界面，这时就可在iOS设备上运行Legacy。如果顺利，系统会自行将iOS设备与PC端相连接，如果Joypad Connect无法找到你的iOS设备，就在点触Legacy界面左下方的齿轮图标，将获得的IP地址输入到 Connect Manually一栏后，再点击“Connect Manually”即可。

游戏手柄篇3

这款面向平板的无线手柄其实并非是新产品。实际上, Stratus和面向Android的赛睿Free基本是同一款产品, 而后者在去年就已问世。

但是, i OS平台从未拥有这样一部无线游戏手柄。首批苹果认证的i OS 7手柄在去年问世, 但那两款产品——罗技Power Shell和Moga Ace Power——都是特别针对i Phone开发的保护套式配件, 并内置电池组。而赛睿的这款Stratus则没有设备型号上的限制, 无论i Phone还是i Pad皆可使用。

当然, Stratus显然是为i Pad准备的, 因为在i Phone上使用这部手柄感觉应该会十分怪异。但这样一款手柄的出现意味着未来i OS平台上的游戏将能够和在家用机或是掌机上面一样工作, 从长期来看, 这可能是革命性的。而在短期上, 这些手柄可以被看作是聪明但昂贵的新奇产品。

Stratus看上去小巧玲珑。它的外壳为塑料材质, 除了体积有点太小了之外, 感觉上还不错。它通过micro USB接口进行充电, 单次充电可使用10小时。但就笔者个人而言, 我并不愿意花费高于50美元的价格来购买这样一部手柄, 特别是考虑到Stratus的Android版本Free仅售60美元。虽然罗技和Moga的手柄也都是100美元, 但好歹它们还内置了电池, 可以稍微延长你手机的使用时间。

不同于使用Lightning接口的那两部i Phone手柄, 赛睿Stratus通过蓝牙与i OS设备相连, 同时后者的机身内部并无可以为手机充电的电池组, 因此其体形非常小, 甚至有点太小了, 拿在手里感觉上有点像是玩具。

虽是如此, Stratus在按键方面还算是齐备。它拥有双摇杆, 4个压力感应的肩按键, 1个压力感应的方向键, 以及同样是压力感应的ABXY按键。

micro USB接口、充电线、还有简单的开关和蓝牙配对键是连接这部手柄所需要的一切。据称一部i OS设备可同时连接4部Stratus手柄, 但笔者可不知道有任何i OS游戏具备多人游戏的功能。

在使用方面, Stratus的按键灵敏度很出色, 虽然游戏偶尔会在识别它时出现一些小问题。蓝牙配对也很简单, 和连接蓝牙扬声器没什么区别。Stratus小巧的身型可以被轻松放进包里甚至是口袋中, 赛睿还提供了一个塑料的保护罩, 用于保护手柄上的按键。

不过Stratus的体形依然是个问题, 相信可能有不少用户会觉得它太小了。为了节省空间, Stratus的扳机键被进行了缩小和变形, 和其顶部的肩按键放在一起显得很拥挤, 同时触按上也存在一定困难。但在玩部分游戏时, 比如《侠盗猎车手:圣安地列斯》、《激流快艇2》和《地狱边境》等游戏时, Stratus所带来的游戏体验非常棒。

游戏手柄篇4

1.首先，咱们需要将要设置的游戏手柄USB插到win7旗舰版电脑上，之后，咱们等待win7旗舰版电脑中给出反应，提示出现新的设备，完成之后，咱们直接点击win7旗舰版电脑的开始菜单，然后选择“设备和打印机”，

2.进入到该选项之后，咱们就可以在打开的窗口中看到游戏手柄图标了，咱们右键点击这个游戏手柄图标，然后选择“游戏控制器设置”， 3.之后，咱们在“游戏控制器”设置界面点击右下角的“属性”按钮，然后在“测试”选项卡下我们就可以测试手柄各按钮是否正常工作了。例如咱们可以旋转和按下手柄中的左面方向舵和方向按键，观看“X轴/Y轴”上方的十字光标运动是否正常。

手柄代替鼠标键盘篇5

最新发布的“JoyToKey V3.7.9汉化版”，可以将手柄输入模拟成键盘和鼠标输入传到游戏中，让不支持手柄的游戏也能通过手柄操作(下载地址：http：//WWWskycn，corn/soft.9799.html)。软件支持几乎所有的游戏手柄，连低端的仿PS的并口手柄也不例外。

步骤1运行JoyToKey进入程序主界面，点击“新建”按钮，为游戏程序建立一个配置文件，文件可以任意取名(如图20)。然后在程序列表中选择新建的配置文件名，即可进行按键设置。

步骤2例如。要将手柄方向键向左的按键模拟为键盘的左箭头“一”，可在JoyToKey主界面右侧的按钮列表中双击“一”标记。

步骤3在弹出的“设置功能”对话框中，选择“键盘”选项页，将鼠标定位在“键盘模拟输入”栏下的第一个空白输入框中。并在键盘上按一下左箭头“←”。在该输入框内则会显示“Arrow-Left”(如图21)。点击“确定”按钮，即可完成对该按键的设置。

三坐标操作手柄修复及零位调整篇6

1台海克斯康三坐标测量机在使用过程中出现Z轴会自动上行或者下行。经了解, 出现故障前操作手柄曾经摔过, 考虑静电影响先对手柄进行放静电复位处理, 同时按住操作手柄上X, Y, Z键和使能键2s, 复位后故障依旧。判断操作手柄故障, 将其拆回详细分析。手柄见图1。

十字手柄前后移动为X方向, 左右移动为Y方向, 手柄球头左右旋转为Z方向。问题轴为Z, 故用刀片小心的将手柄外壳扣开, 观察Z轴原理为:转球头通过顶丝带动转轴旋转, 由弹簧复位。通过霍尔元件感应位置变化引起输出电压的变化, 驱动轴动作。故障原因是因为Z轴顶丝松拖造成扭动球头后, 弹簧虽将球头复位但内部转轴没有回到零位造成误动作。分析其他两轴原理与其一致, 所以将手柄通上5V的直流电, 测量X, Y轴的输出电压为2.5V。故转动Z轴将Z轴输出电压也调至2.5V, 将顶丝顶紧。用瞬干胶把塑料外壳恢复。装回测量机试验, 动作正常, 故障排除。两方向扭动手柄测量电压分别为2.3V、2.7V。复位后零位电压为2.5V。插头管脚定义见图2。红线+5V, 黑线GND, 黄蓝紫线分别为X, Y, Z轴输出。

汽车手柄气体辅助注塑模设计篇7

气体辅助注塑成型技术的原理是利用高压气体在塑件内部产生中空截面, 利用气体保压代替塑料注射保压, 消除制品缩痕, 完成注射成型过程[1]。气体辅助注塑成型的工艺过程主要包括塑料熔体注射、气体注射、气体保压3个阶段。根据熔体注射量的不同, 又分为短射和满射两种方式, 在短射方式中, 气体首先推动熔体充满型腔, 然后保压;在满射方式中, 气体只起保压作用。

气体辅助注塑技术的优点主要有:

1.1 解决制件表面缩痕问题, 能够大大提高制件的表面质量。

1.2 局部加气道增厚可增加制件的强度和尺寸稳定性, 并降低制品内应力, 减少翘曲变形。

1.3 节约原材料, 最大可达35%~45%。

1.4 简化制品和模具设计, 降低模具加工难度。

1.5 降低模腔压力, 减小锁模力, 延长模具寿命。

1.6 冷却加快, 生产周期缩短。

气体辅助注塑成型技术与普通注塑成型工艺相比, 有着无可比拟的优势, 被誉为注塑成型工艺的一次革命, 在家电、汽车、家具、日常用品等几乎所有塑料制件领域得到广泛应用[2]。在家电领域, 电视机壳特别是大屏幕彩电前壳是最早也是最广泛采用气辅注塑成型技术的制品之一。

气辅成形模具与普通注塑模的构架基本一致, 然而, 由于在制件成型中引入气体, 气辅模具具有自身的特点。下面对实际生产中一副汽车手柄气体辅助注塑模具的设计进行介绍。

该汽车手柄材料为改性PP, 塑件重70g, 允许重量误差±5g。客户对塑件外观质量、重量以及配合尺寸要求较高。

2 气体辅助注塑模具的设计

塑件成型的注塑设备为普通注塑机, 和气体辅助相关的注塑设备有氮气发生器、气路管线、接头、气体控制器、平衡阀门等。其中气体控制器是控制注气时间和压力的装置, 它具有多组气路设计, 可同时控制多台注塑机的气辅生产。

本次介绍的气体辅助注塑模具采用1模2穴结构, 模具详细结构见图1。模具进胶口排布在模具侧面, 为了确保同一模具左右2个型腔进料量保持平衡, 特在模具上增加了进胶口平衡装置。主要目的是确保模具在注塑时平衡注塑压力, 塑料能均匀地流入左右型腔中, 成型后左右2边的零件重量差异小且均满足设计要求, 该模具采用的是满射注塑, 并以溢料腔辅助成形。

气辅成型模具, 对气针质量要求比较高, 气针质量的好坏直接影响模具注塑成型工艺的稳定和零件质量。气针的主要构成是由多个细小缝隙组成的圆柱体, 缝隙大小直接影响出气量。缝隙大, 则出气量大, 对注塑充模有利, 但缝隙太大会被溶胶堵塞, 出气量反而变小, 不利于成型。当前模具设计气针可在模具打开的情况下进行更换。为避免进气系统漏气, 本模具设计上均利用密封圈对下模芯和模芯固定板之间以及气针筒套部位进行密封。

1.定位圈;2.浇口套;3.上底板;4.定模镶块;5.定模板;6.动模镶块;7.动模板;8.矩形弹簧;9.顶板固定板;10.顶板;11.下底板;12.动模型芯;13.气动阀芯;14.溢料顶杆;15.浇口顶杆16.拉料杆;17.气针;18.气嘴进口19.气缸

3 气体辅助注塑成型工艺

本设计注塑模在150吨注塑机上工作。气体控制器与注塑机电信号连接, 注塑机开始注塑时, 气体辅助注塑控制器开始计时。注塑工艺为:注塑压力7Mpa, 注塑速度59m/s, 注塑位置30mm, 注塑时间4s, 注塑料温200~220℃。

3.1 气辅控制工艺

气体注入时间及注气压力等参数如图2所示。从图3中可以看出, 在射料刚刚结束时 (4s) , 吹气就已经开始 (4.1s) , 也就是说气辅控制器的延迟时间为4.1s。

图2所列时间都是以注料开始为计时零点。吹气总时间为25s, 其中气体保压为15s, 压力达到40P/Mpa。

3.2 溢料控制工艺

溢料腔控制的好坏成为该副模具的关键, 应把握好什么时候打开气动阀芯 (图3) , 以及什么时候关闭气动阀芯。气动阀芯由气缸控制, 气缸的控制信号与注塑机电信号连接, 在射胶前气动阀芯是关闭的。在高压气体进入瞬间, 气动阀芯打开, 型腔内没有来得及冷却的熔融物料, 在高压气体的推动下进入溢料腔。

溢料腔大小由制件的掏空率决定, 掏空率又由气辅控制工艺决定。在模具开发前期, 溢料腔大小的计算要准确。

在实际气辅注塑成型中, 保持左右2个模穴平衡最为关键, 否则, 会引起某个模穴的零件产生不良品。2个模穴的平衡主要涉及2个方面: (1) 注塑时达到2个模穴的的注塑压力相同, 从而确保进入2个模穴的塑料克重基本相同, 这样气体在进入2个模穴之前的数值是相同的。要做到这点, 就需要在分流道上设置可调整的阻尼块, 来调整阻尼块的位置, 以此来保证2模穴的注塑压力相等, 从而确保进入2个模穴的塑料克重基本相同。 (2) 气体压力的平衡, 氮气进入2个模穴之前经过分气, 利用手动调压阀调整2个模穴的气体压力。

在产品浇口背面, 由于远离浇口部位的塑料冷却时间较浇口部位短, 浇口位置局部冷却时间稍长于其它部位, 浇口部位背面易发生轻微凹陷。此时可以通过工艺途径即升高模具的温度来解决这个问题, 又因为产品有点吸腔, 最后的工艺是:定模接80~90℃的热水, 动模接循环水。

4 结语

气体辅助注射成型中由于气体穿透具有不稳定性, 在实际注塑成型中产品容易出现质量问题, 影响项目开发时间。所以模具设计前需要借助模流分析软件做相应的模流分析, 根据模流分析出来的结果对不满足要求的地方进行调整并再次利用模流分析软件分析, 直到调整到最佳设计状态为止, 从而最大程度上减少实际注塑成型中的不稳定因素。

参考文献

[1] (美) 埃弗里 (Jack Avery) , 杨卫民, 丁玉梅.气体辅助注射成型原理及应用[M].北京:化学工业出版社, 2003.

游戏手柄篇8

手柄操控系统广泛应在挖掘机、起重机、旋挖钻机等工程机械的操控系统中。旋挖钻机手柄操控系统多由伺服泵1、伺服电磁阀2、左侧手柄操控阀3、右侧手柄操控阀4和主控制阀5等组成,如图1所示。

为了提高工程机械手柄操控系统的安全性,一般在驾驶室座椅靠近门口侧设立1个伺服系统生效控制杆(或称为安全拉杆)。驾驶员扳动安全拉杆时,安全拉杆带动电开关通电、断电,通过拉杆位置的变化来控制伺服电磁阀的开启或关闭,以达到人为控制伺服系统压力油的通断。

在驾驶室内设置安全拉杆有利于驾驶员在操控机器时随时作出人为判断,自主决定操控手柄何时生效。尤其是驾驶员进入或离开驾驶座椅时,安全拉杆的安全保护作用则更为突出。但在工程机械的实际作业过程中,难免会出现意外触动操控手柄的现象。安全拉杆对这种意外的手柄触动无能为力,由此极有可能造成机器意外动作,甚至会导致机毁人亡事故。为了消除这种安全隐患,需对工程机械手柄操控系统进行改进。

2.改进方案

(1)加装手柄解锁电磁阀

为了消除操控手柄的安全隐患,北京经纬巨力公司在其早期生产的旋挖钻机液压手柄操控系统中加装了手柄解锁按钮和电磁阀,即在伺服操控系统中,左、右手柄处各增加1个操控手柄解锁自动复位按钮和相应的电磁阀(2只电磁阀组成1个阀块)。如图2所示。

在操作操控手柄之前,需预先按下操控手柄上的解锁按钮,使对应的手柄解锁电磁阀进入工作位置,方能将伺服压力油与操纵手柄接通。如果操控手柄上的解锁按钮没有被按下,即便是驾驶员意外触碰了手柄,也不会发出设备动作的控制信号,由此可避免因意外触动操控手柄而发生安全事故。

加装操控手柄解锁按钮和电磁阀,虽然可避免意外触动操控手柄而发生安全事故,但只要在设备正常作业,驾驶员便需要时断时续地按压操控手柄解锁按钮。时间一长,驾驶员手指会感到疲劳,进而影响驾驶员的工作情绪,从而降低工作效率。

如果将操控手柄上的解锁按钮由自动复位式改为开关式,虽然可解决手指的疲劳问题,但是开关式解锁按钮极易使驾驶员遗忘开关复位。开关复位遗忘后,又等同于操控手柄无解锁按钮一样,无法避免因意外触动操控手柄而导致的安全事故。

(2)加装手柄解锁延时关闭集成块

为了弥补上述改进缺陷,笔者设计出一种操控手柄延时关闭集成块。将该集成块安装在主控制阀与手柄操控阀之间,便可解决仅加装手柄解锁电磁阀的不足。操控手柄解锁延时关闭集成块由手动可调单向节流阀、液控换向阀和梭阀组成,如图3所示。

当机器需要进行某种作业动作时,驾驶员需先按下相应操控手柄的解锁按钮,使伺服压力油经对应的操控手柄解锁电磁阀,进入到相应的手柄操控阀的P口。操控手柄作出某方向动作后,手柄操控阀伺服压力油输出端(如:A1/A2等)便有压力信号作用在主控制阀相应联上,从而实现机器的相应作业动作。

手柄伺服压力油输出端的压力信号作用在主控制阀同时,通过梭阀、手动可调单向节流阀进入到液控单向阀,推动液控换向阀处于接通状态。伺服泵输出的伺服压力油一路通过解锁电磁阀接通到手柄操控阀的P口,另一路经由液控换向阀与手柄的P口相连。

此时只要操控手柄作出一定动作,则液控换向阀便会处于接通状态。即便是断开解锁按钮将手柄解锁电磁阀断电,伺服压力油仍会通过接通状态的液控换向阀进入到手柄操控阀P口,从而实现操控手柄有效地控制旋挖钻机动作。

当操控手柄停止动作回到中位后,手柄伺服压力油输出端便自动与回油口(T口)连通,作用在主控制阀阀芯上的压力消失,旋挖钻机作业动作随即停止。而作用在液控换向阀的伺服压力受单向节流阀作用,则需滞后一定时间方能全部泄压。只要单向节流阀内压力不低于液控换向阀的最小控制压力,伺服压力油便会通过液控单向阀与手柄操控阀P口连通。

由此看出,只要操控手柄停用不超过某一时间,再次操作操控手柄则无需预先按下解锁按钮。如果手柄停用时间较长,手动单向节流阀节流后的压力低于液控换向阀的控制压力,再次操作手柄时仍需按下解锁按钮。通过调整手动可调单向节流阀的节流口开度,即可调整延时解锁时间。经反复实验证明,旋挖钻机的延时解锁时间6～8s较为合适。

加装操控手柄解锁延时关闭集成块,驾驶员首次按下操控手柄解锁按钮有助于提高机器的工作效率。后,无需再长时间地按住解锁按钮即可连续有效地操控作业。在确保安全性的前提下,明显减轻了驾驶员的疲劳感,

水壶手柄注塑件的模具设计与加工篇9

本文介绍的水壶手柄注塑件是某系列上线产品的一个部件, 涉及到企业的商业利益问题, 在此对产品的详细设计过程和加工参数不便细说, 只能从设计的理念和加工的工艺上做讲述, 从原理上分析这类注塑件的一些设计和生产的技巧。

1 产品的结构与难点分析

如图1所示是产品模型的剖视图[1], 从中可以看出, 产品的外形和内部结构都比较复杂, 大部分是曲面组合, 包括壶口、手柄等位置。通过放大图可以更加清晰的了解其内部和外部结构。

(1) 顶部有对称的半圆形水平突出的卡口特征, 如图2所示, 它的下面是半圆形的缺口, 半径要略大于上方的卡口, 俯视可见, 两者重叠后有一定的间隙, 这是要注意的地方, 如果内外模的配合精度不够, 会很容易影响到卡口的质量。

(2) 壶口内面是曲面的组合, 与主体内部以曲线过渡, 此特征容易被忽视, 模具的配合或者出模不当容易损坏过渡位置。

(3) 手柄转弯位置, 内侧的两个弧位的长度是不对称的, 是在安装盖组件时为保证安装方向和位置正确而特别设计的。

(4) 如图3所示, 内壁有突出的台阶特征, 与第二层内壁形成内沟槽的特征, 是安装防漏垫圈的位置。在设计模具时要考虑图中的缺口。

(5) 产品中最大的难点是如图4所示的凸起的位置, 在主体内壁上有三个, 一个圆周上平均分布。作用是手柄组件与水壶的壶身连接和紧固。而且它们不是螺旋排列的, 这样给出模增加了难度。

2 模具设计与加工

模具的主要结构如图5所示, 左右两侧的是外模, 上面的是模顶, 下面是模芯。下面就设计的理论和各主要部件的加工注意事项做详细的解析[2,3]。

(1) 外模的结构如图6所示, 因为两侧基本对称, 所以这里就拿其中一侧的来说明。

腔内的模型形状也是比较复杂, 下面就其结构的功能和加工工艺做说明。

1) 图7是外模顶部的半圆柱体凸出特征, 起到导柱的作用, 左右两面两个半圆柱体能保证从顶部插入的组件保持直线运动。加工时注意过度边界不能有太大的圆角。

2) 如图8的是前部嵌入位的斜面结构, 与另一侧合起来成为V形斜面, 起到定位和限位的作用, 同样要注意过度边界不能有圆角。

3) 由于外形设计的需要, 在产品上有四组凸出来的圆面特征, 为了完成这些特征, 模具上对应的设计如图9所示的凹圆面特征, 加工这一部分的时候比较困难, 进行后期处理的时候要进行电火花加工。

4) 同时, 要特别注意电火花加工的位置还有如图10所示的两个位置, 这些位置是曲面的结合处, 在完成曲面的精加工后, 要进行精细的电火花加工, 把结合处和曲面形状做出来。

(2) 上模插入件的特征和加工

插入件的结构如图11所示, 它主要是完成产品的壶口和手柄的中空位置特征, 加工该部件时要注意以下几个地方。

1) 两侧的半圆柱形特征是与左右两边的外模中的半圆柱形凸出特征相配合, 作为插入件滑动的导柱, 使其保持直线运动。为了减少运动时的摩擦, 两个位置的表面粗糙度要求比较高。

2) 前后分别有两组V形平面, 与外模的是对应的, 同样起到导向和定位的作用。

3) 上部的凸出特征是壶口的内腔部位, 由于其厚度比较小, 加工到这个位置要特别注意控制进给量, 一旦受力过大会造成变形或者折断。

(3) 模芯组件的设计与加工

模芯组件如图12所示, 主要由模芯圆柱形构件和三支方形顶针组成。其中圆柱形构件除了保证注塑件的基本特征, 如顶部的凸出特征除了包含与图2对应和与图3对应的特征外, 还有内部的三个倾斜的方形导孔。这些导孔是安装图中的顶针用的。

方形顶针上的凹口特征 (图13) 是与图4的特征对应的, 也是这个产品中最难完成的位置。为了平衡产品的特征与注塑后出模的难度, 设计出这种方法, 通过嵌入式的顶针, 同时顶针具有内模的功能。当注塑完毕后, 内模因为图4中的特征被卡住, 为了解决这个问题, 设计了一组向内倾斜的一组顶针, 其工作原理是:如图14, 当模芯圆柱形构件在出模的时候相对顶针往后退时, 由于导孔也是向内形成一定角度, 这样会对顶针形成向内的压力, 使得顶针上部向内变形弯曲, 当然前提是顶针的材料要求具有很好的弹性和恢复能力。当顶针弯曲到能脱离注塑件的凸出位置 (图4) 时, 整个模芯就可以顺利拉出注塑件。同时, 顶针也能把注塑件顶出, 实现了两种功能。

3 结束语

此模具的基本设计概念、主要构件的功能与基本加工要点已叙述完毕, 受篇幅所限未将详细的加工过程清楚描述。加工设备主要是使用数控铣床和加工中心, 同时有电火花机和线切割机辅助。在设计过程中, 运用了大量的计算机辅助设计, 大大地提高了效率。

参考文献

[1]SolidWorks公司.SolidWorks高级教程:模具设计[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]宋满仓.注塑模具设计[M].北京:电子工业出版社, 2010.