專利名稱：方向性游戲控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的領域為微型計算機和游戲控制臺的用于交互式休閑活動的設備和附件的領域。更精確地說，本發(fā)明涉及包括與由基座承載的轉向支架有關的旋轉移動元件的游戲控制器(用于娛樂程序，或用于模擬程序、交通工具駕駛或導向的學習程序，或用于成人教育游戲(“嚴肅的游戲”)程序等)。此元件可(例如)為方向盤、操縱柄或可用在模擬游戲中(尤其)控制交通工具的位移的任何其它元件。某些程序或軟件確實實施了在模擬環(huán)境中游弋的模擬交通工具。模擬交通工具的再現(xiàn)可為實際交通工具的真實再現(xiàn)，但也可能僅由實際交通工具啟發(fā)或與現(xiàn)實無任何關聯(lián)。
背景技術：
已知為了控制視頻游戲要根據(jù)應用和需要使用不同類型的接口，尤其是呈方向操縱柄或方向盤的形式，且目的一般為盡可能地接近于現(xiàn)實。因而，對于模擬交通工具駕駛的視頻游戲來說，使用形狀和用途與所駕駛交通工具類型對應的致動器使模擬更真實，例如， 使用具有用于轎車賽車游戲的轎車的方向盤的形狀和功能的方向盤。按照慣例，轉向柱游戲控制器包含可繞著軸相對于基座樞轉安裝的至少一個可抓部((例如)方向盤或操縱柄)，從而允許用戶改變所模擬交通工具的軌道?？勺ゲ康男D的測量通常是通過旋轉移動部分所作用于的電位傳感器來進行。具有電位傳感器的用于視頻游戲的轉向控制器具有若干缺點，尤其是缺少角度測量的精確性和在轉向柱是在空檔位置(其產(chǎn)生中心死區(qū))附近時電位計的機械作用。電位傳感器也遭受到灰塵和污垢的問題。此外，電位傳感器有時具有不足夠的壽命。由于電位計的磨損，轉向控制器可失去其校準，且甚至停止操作。然而，轉向控制器必須支持實質(zhì)力(用戶有時壓在其上)，且電位傳感器的易碎性要求其被保護以便力不直接施加到上面(此增加成本且更改用戶感覺)。最后，在用于汽車游戲的轉向控制器的情況下，電位計的使用具有限制方向盤可完成的轉數(shù)的缺點，此情形尤其在希望模擬機動操縱的執(zhí)行(例如，在所模擬汽車中執(zhí)行U 形轉彎)時為有害的。多數(shù)轉向柱視頻游戲控制器的另一個缺點是轉向控制器的旋轉過溫和，幾乎不真實，且此情形尤其妨礙到以下用戶，其需要對致動器施加輔助動作(例如，致動加速器、剎車或離合器、使所模擬交通工具的駕駛員轉頭)而無需無意地改變方向。多數(shù)轉向柱游戲控制器的另一個缺點是其專用于模擬單一類型的交通工具，且因此如果有人希望使用若干程序(例如，汽車賽車模擬器、摩托車賽車模擬器和自由式自行車賽模擬)，那么要求提供若干單獨的控制器。游戲控制器的可抓部最多適合于同一類型的所模擬交通工具。借助于放置在方向盤上的按鈕來控制(例如)摩托車的加速并不令人滿意。而且，借助于摩托車操縱柄來控制方程式1的軌道決不是真實的模擬。至于模擬發(fā)燒友，僅其喜愛的實際交通工具的可抓部的準確切復制品將是合適的。除了最多適合于一種類型的所模擬交通工具的可抓部之外，轉向控制器的剩余部分不足夠堅固(尤其是對于越野摩托車模擬)而不適合于若干類型的所模擬交通工具，因此對于不同形式的接口來說且在尤其具有操縱柄的情況下，允許用戶按住游戲控制器且使用雙手(操縱柄的每一側上放一只手)、其手指對致動器作具體動作(例如，致動操縱柄上的剎車或離合器)，和其手腕(例如，轉動操縱柄上的加速指輪)。具體而言，對于多數(shù)轉向控制器，電位傳感器、固定部和/或固定部與控制器的可抓部之間的連桿不足夠堅固。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標具體而言，本發(fā)明具有克服現(xiàn)有技術的這些缺點的目標。更精確地說，本發(fā)明具有提供一種轉向柱游戲控制器的目標，所述轉向柱游戲控制器增加游戲真實性且因此增加精確度和對給定游戲的適應性，尤其針對交通工具駕駛模擬。根據(jù)至少一個實施例，本發(fā)明的另一個目標是提供一種具備長壽命和對用戶所施加的力具有良好抵抗力的轉向柱游戲控制器。根據(jù)至少一個實施例，本發(fā)明進一步具有使轉向柱游戲控制器更易于存儲和輸送的目標。根據(jù)此方面，本發(fā)明的另一個目標為提供一種簡單(包括很少零件)且容易組裝的轉向柱游戲控制器。根據(jù)此方面，本發(fā)明的另一個目標為提供一種促進售后服務和回收的轉向柱游戲控制器。根據(jù)至少一個實施例，本發(fā)明的另一個目標為提供此種轉向柱游戲控制器，使得有可能簡單且有效地使用實施(例如)不同交通工具的不同軟件。本發(fā)明的描述使用一種游戲控制器來實現(xiàn)這些目標和在以下內(nèi)容中將顯見的其它目標，所述游戲控制器具有以使得模擬所模擬交通工具的轉向柱的旋轉的控制的方式相對于固定部旋轉移動的致動器。換句話說，此需要一種模擬所模擬交通工具的具有轉向柱的轉向部件的方向性游戲控制器。能夠產(chǎn)生輸出信號的此轉向控制器包括固定部和致動器，所述致動器模擬這些轉向部件的可抓部且與相對于固定部旋轉移動的轉向柱協(xié)作。請注意，所述固定部可相對于地面或相對于游戲控制器所固定或所位于的支撐件移動。根據(jù)本發(fā)明，所述控制器實施用于檢測所述致動器的旋轉位移的構件，所述構件包括至少一個霍耳效應或磁阻效應檢測單元(包含但不限于巨磁阻效應)，所述檢測單元由至少兩個元件構成，永久磁鐵和磁性傳感器，以使得至少在所述致動器旋轉期間所述元件中的第一者與所述致動器整體旋轉且所述元件中的第二者與所述固定部整體旋轉的方式來設置。因而，可比用電位傳感器進行的測量更精確地來進行致動器相對于固定部的旋轉角度的測量。電位傳感器的缺乏將改進的壽命和可靠性給予游戲控制器。由用戶施加的力不傳輸給電位傳感器，而是傳輸給控制器的轉向柱或軸桿，所述轉向柱或軸桿經(jīng)定尺寸以便支撐實質(zhì)力。因此，控制器給用戶提供真實感覺。因而，致動器相對于固定部的旋轉角度的測量可在磁鐵與磁性傳感器之間不接觸的情況下進行。由于磁場穿過許多材料，因此即使材料放置在磁鐵與磁性傳感器之間，仍可進行此測量。因而，在適用時，磁性傳感器可通過由(例如)塑料構成的致動器外罩來保護。缺乏接觸限制了存在磨損和污垢的危險性，且在某些實施例中可允許容易地拆卸致動器，且在適用時如果若干不同致動器可用，那么允許其直接可互換性。在某些實施例中，進一步使得有可能提供有可分離的至少兩個部分或模塊的控制器?！爸聞悠鳌蹦K與“固定部”模塊可分開出售。此促進存儲因為所述模塊是可分離的， 因此其可分離且一起布置在比控制器由不可分離的元件構成時的體積小的體積的盒子中。 此允許實現(xiàn)對制造若干控制器共同的固定“部分”模塊的規(guī)模經(jīng)濟。此亦促進輸送和存儲， 因為所述模塊可獨立地輸送或存儲。此最終促進售后服務，因為如果一個模塊有缺陷，那么不必將整個控制器送返給售貨者或是制造商。在某些實施例中，也有可能提供有可分離的至少兩個模塊(或子單元)的控制器， 其中一個模塊不含有任何電元件。將全部分在一起的電元件提供在至少一個模塊中和將非電元件(例如，包括轉向柱和基座的模塊)提供在至少一個另一個模組中進一步促進售后服務，因為可容易區(qū)別電故障與機械故障，因此售后服務(送返、退換等)可僅應用于有缺陷模塊。此進一步促進控制器的回收，因為可在單獨回收單元中回收非電模組且限價。甚至在致動器可(例如)通過回收單元的操作員(例如，通過旋松一個或幾個螺絲)僅從固定部移除的情況下，仍因為先前所指示的原因而希望提供由可從彼此移除的至少兩個部分或子單元構成的控制器，其中至少一個子單元不含有電元件。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，包括霍耳效應檢測單元的元件根據(jù)所述致動器的旋轉軸來對準。在特定實施例中，所述控制器實施兩個分離的檢測單元，S卩，位于致動器中的與放置在轉向柱附近的磁鐵協(xié)作的第一傳感器和放置在電動機對面的動態(tài)化旋轉中(且在適用時為平移中)的轉向柱的第二傳感器器。根據(jù)特定實施例，霍耳效應檢測單元的磁鐵與固定部成一體。所述磁鐵可通過相對于控制器的固定部的第一固定軸桿的中間作用而與固定部成一體，此第一固定軸桿根據(jù)致動器的旋轉軸而延伸且承載此磁鐵。具體而言，此第一軸桿可為圓柱形磁鐵載體棒，且所述磁鐵可為安裝在棒末端處的圓磁鐵。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，根據(jù)致動器的旋轉軸相對于控制器的固定部旋轉移動的第二軸桿可提供所述圓磁鐵相對于所述磁性傳感器的導引。因而，具體而言，可規(guī)定第一固定軸桿及/或磁鐵以使得磁鐵放置在距磁性傳感器小于9mm處的方式來成形。根據(jù)本發(fā)明的另一特定實施例，用于致動器的旋轉位移的構件包含通過屬于包括齒輪、滑輪、帶齒輪、皮帶和鏈條的群組的傳動構件的中間作用來作用于致動器的旋轉式電動機。在此實施例中，游戲控制器不僅能夠產(chǎn)生輸出信號，而且還接收輸入信號，所述輸入信號(例如)對應于命令(扭矩效應、振動效應等的執(zhí)行)或對應于數(shù)據(jù)(來自(例如) 踏板組合件和/或來自與方向盤分離的變速箱的數(shù)據(jù))或對應于控制器的特定操作模式 (校準、示范、能量節(jié)省等)。所述控制器實施用于檢測致動器的旋轉位移的構件，包括至少一個霍耳效應或磁阻效應檢測單元(包含但不限于巨磁阻效應)。具體而言，磁鐵與旋轉式電動機的旋轉軸桿成一體，磁性傳感器位于磁鐵附近，實質(zhì)上在旋轉式電動機的軸桿的延伸部中。因此，所述傳感器和所述磁鐵根據(jù)所述電動機的旋轉軸實質(zhì)上對準。因而，致動器相對于固定部的旋轉角度的測量可在磁鐵與磁性傳感器之間不接觸的情況下進行。根據(jù)特定實施例，游戲控制器包括用于使致動器相對于固定部平移位移過預定位移范圍的構件。因而，致動器經(jīng)安裝以相對于固定之所述框架(在此意義上，其構成游戲控制器的參考基座)平移移動過預定位移范圍。致動器的平移位移的控制可通過由(例如)相對于彼此滑動的至少兩個滑動部分的組合件構成的線性電動機提供，所述滑動部分中的一者與致動器成一體且所述滑動部分中的另一者與固定框架成一體，所述滑動部分中的第一者包括至少一個狹槽，所述滑動部分中的第二者的至少一個刺入部分可在所述狹槽中位移。 平移位移通過電磁構件根據(jù)電信號來產(chǎn)生，所述電信號的特性根據(jù)所接收到的命令(所述命令可為(例如)斜坡或彎道型的位移指示或空檔位置維持類型的指示)而變化，所述滑動部分中的第一者與所述電信號行進穿過的至少一個繞組成一體，且所述滑動部分中的第二者與至少一個磁鐵成一體。因而，通過以下者使所述轉向柱動態(tài)化在平移方面，通過力回饋和/或振動系統(tǒng)，借助于(例如)通過兩個滑動部分的組合件的中間作用而作用于轉向柱的電磁裝置，其中在上面平移移動的基座旋轉式安裝在所述柱上，所述基座的平移位移通過電磁構件來控制，且在至少一個實施例中，在旋轉方面，通過扭矩和振動效應系統(tǒng)，借助于(例如)通過帶齒帶和齒輪的系統(tǒng)的中間作用而作用于轉向柱的旋轉式電動機。如預先所強調(diào)的，致動器的旋轉位移的控制可由旋轉式電動機提供。旋轉位移通過此旋轉式電動機根據(jù)電信號來產(chǎn)生，所述電信號的特性根據(jù)所接收到的命令(所述命令可為(例如)斜坡或彎道型的位移指示或空檔位置維持類型的指示)而變化。處理構件 (呈微型處理器的形式)控制所述電信號和因而控制所述位移的方向、振幅(例如，旋轉式電動機的旋轉角度)和速度。許多力回饋效應為可能的，例如慣性、彈簧、阻塞、加速、中斷移動(碰撞)等。不同振動效應也是可能的，具體而言，其可根據(jù)其振幅、持續(xù)時間和周期而不同。游戲軟件的程序員根據(jù)游戲的場景(例如，所述場景提供用于被冰覆蓋的路段、 要跨越的水體等)和用戶對游戲的作用(例如，用戶不減慢或不足夠)而選擇應用力回饋效應。游戲要求執(zhí)行由程序員針對此種情況從力回饋效應和振動的程序庫中選擇的力回饋效應和/或振動效應。因而，根據(jù)兩個軸，此種游戲控制器可將來自軟件的機械參數(shù)轉換成施加到轉向柱且因此施加到方向盤上的力。因而，除了施加到柱(且因此，方向盤或操縱柄)的旋轉上的扭矩和振動效應的常規(guī)系統(tǒng)之外，同時實施通過電磁構件以使得尤其模擬加速或減速效應和暫停效應的方式施加到所述柱的平移上的至少一個力回饋。
換句話說，本發(fā)明的控制器致動旋轉和平移中的轉向柱，因而給用戶提供真實感覺。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，致動器可從游戲控制器的固定部拆下。所述致動器可包含形成陰部分的外殼，所述陰部分經(jīng)設置以套疊在固定部上的對應陽部分上。根據(jù)特定實施例，游戲控制器提供用于將致動器鎖定到固定部上的構件。根據(jù)特定方面，致動器包括連接器，纜線可連接到所述連接器上。根據(jù)特定實施例，致動器屬于包括以下各者的群組方向盤；操縱柄；船舵。在特定實施例中，可規(guī)定，游戲控制器包括至少兩個可互換致動器或與至少兩個可互換致動器相容。具體而言，可固定，所述可互換致動器具有為用戶獲得不同人體工程學的特性。此人體工程學的差異可尤其來自可具有不同形式、不同直徑、不同命令(例如，不同按鈕、加速指輪和無控制踏板等)、有線或無線等的致動器。根據(jù)本發(fā)明的特定方面，所述可互換致動器可具有磁性傳感器或不同磁鐵，以使得獲得不同恢復效應、不同分辨率(位移的或多或少精確測量)，和/或或多或少強過磁性干擾或溫度變化的阻力等的方式來設置。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，控制器由至少兩個部分(例如，固定部和移動“致動器”部分)構成，其中一者至少(更優(yōu)選地，固定部)不含有由于電流或電磁場而操作的任何元件。具體而言，游戲控制器可包括由用戶組裝的若干模塊，所述模塊自身包括以預先組裝的形式提供給用戶的元件，所述模塊中的至少一者既不含有實施電流或電磁場的元件也不含有控制或攜載電流的任何元件。在本發(fā)明的特定實施例中，致動器的用作外罩的部分可保護磁性傳感器。本發(fā)明進一步涉及既定用于游戲控制器的以使得模擬轉向柱的旋轉的控制的方式相對于固定部旋轉移動的致動器。同樣，本發(fā)明還涉及固定部，所述固定部既定與相對于此固定部旋轉移動的致動器一起形成游戲控制器。


在閱讀作為簡單且非限制性實例提供的兩個優(yōu)選實施例的以下描述和附圖時，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將更清楚地顯見，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的游戲控制器且更精確地說用于尤其是視頻游戲的控制的方向盤控制器的實例的透視圖；圖2是圖1的游戲控制器的透視圖，可拆卸的致動器與固定部分離；圖3是圖1的游戲控制器的致動器的透視圖；圖4是圖1的游戲控制器的固定部的透視圖5是圖1的固定部的內(nèi)部的透視圖；圖6是圖1的控制器的橫截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的致動器和包括游戲控制器的固定部的多個零件的部分的透視圖；圖8是致動器和位于圖7的控制器的固定部內(nèi)部的一組零件的另一透視圖；圖9是圖7的控制器的致動器的透視圖；圖IOA和圖IOB分別是圖7的控制器的系固系統(tǒng)的底視圖和正視圖；圖IOC是圖7的控制器的固定部的透視圖；圖11是位于圖7的控制器的固定部內(nèi)部中的部分的另一透視圖；圖12是圖7的控制器的固定部內(nèi)部的側視圖；圖13是圖7的控制器的致動器的平移中的用于力回饋的構件的詳細視圖。
具體實施例方式1. 一般原理和替代例游戲方向性控制器的致動器一般為操縱柄或方向盤，其相對于基座的旋轉角度是通過電位計的中間作用來測量。當然，可考慮其它類型的致動器(例如)以便模擬船、太空飛船等的控制。本發(fā)明提議使用磁性傳感器和永久磁鐵檢測單元以使得避免測量構件之間的任何接觸的方式來測量致動器相對于游戲控制器的固定部的旋轉位移(且在適用時，平移位移)且獲得良好精確性。請注意，此種檢測單元不僅可測量致動器的旋轉角度，而且還可測量致動器的旋轉速度和旋轉方向。在以下內(nèi)容中，將描述基于霍耳效應的系統(tǒng)。然而，可用基于磁阻效應(具體而言但不限于巨磁阻效應)的系統(tǒng)來實施相同方法?？煽紤]本發(fā)明的許多實施方案。在下文中，提出少許實例。1. 1.替代例 1在第一優(yōu)選實施例中，磁性傳感器可經(jīng)安裝而相對于固定部移動，更精確地，其在致動器繞著軸A樞轉時可與致動器成一體(包括與致動器成一體的部分)。舉例來說，磁性傳感器可放置在固定在致動器中的PCB上。磁鐵可經(jīng)安裝而在致動器繞著軸A樞轉時與固定部成一體。舉例來說，磁鐵可安裝在固定至固定部的部分上，此部分可為根據(jù)軸A延伸的軸桿(軸桿不必為圓柱形或管狀)。1. 2.替代例1之二在另一實例中，此磁性傳感器(此處為移動的)也可安裝在固定部中，更精確地， 其可與樞轉安裝在固定部上的連接部成一體，所述連接部希望與致動器的額外空腔協(xié)作且永久磁鐵與控制器的固定部成一體。在此實施例中，磁性傳感器不在致動器中(亦即，其不在控制器的可抓部中)而在固定部中。當致動器以可移除或不可移除方式組裝到連接部時，固定至連接部的磁性感測器變成與致動器旋轉地成一體。致動器的旋轉角度與連接部的旋轉角度相同，且磁性傳感器與相對于致動器固定的永久磁鐵相互作用。L 3.替代例1之三在另一實例中，磁鐵可放置在相對于固定部旋轉移動的部分中(例如，在致動器中或在連接部中，但通過將磁鐵安裝在滾柱軸承上而相對于致動器旋轉移動)，且同時將致動器鎖定到固定部阻礙了可能不再相對于固定部轉動但仍允許致動器相對于固定部旋轉的磁鐵。磁性傳感器與致動器旋轉地成一體(例如，其在致動器中或當致動器相對于固定部樞轉時與致動器部分成一體)。1. 4.替代例 2在第二實施例中，磁性傳感器可經(jīng)安裝而相對于固定部固定，更精確地，當致動器繞著軸A樞轉時，其可與固定部成一體(包括甚至當致動器繞著軸A樞轉時仍相對于固定部固定的部分)。舉例來說，磁性傳感器可固定在固定部中。磁鐵可經(jīng)安裝而在致動器繞著軸A樞轉時與致動器成一體。舉例來說，磁鐵可固定到致動器或安裝在固定部上，以永久或非永久方式安裝到致動器上。在另一實例中，與致動器旋轉地成一體且因此相對于固定部移動的磁鐵由可移動軸桿(包含棒)承載，所述軸桿與致動器成一體(包含相對于固定部繞著軸A旋轉移動的連接部)且將此磁鐵運載給磁性傳感器。磁性傳感器接著固定到固定部。2.第一優(yōu)詵實施例的詳細描沭在以下內(nèi)容中描述的第一優(yōu)選實施例中，致動器為可從固定部拆下的方向盤(為轎車的方向盤類型)。永久磁鐵放置在控制器的固定部上，且霍耳效應磁性傳感器放置在方向盤上。霍耳效應檢測單元(包括至少兩個元件，一個是永久磁鐵且一個是磁性傳感器) 的使用使得有可能避免電纜穿過致動器與固定部之間(在不可與固定部分離的致動器的情況下)或避免致動器與連接部之間的電連接器(致動器與固定部之間的連桿上的連接器的存在尤其具有在每次釋放請求連接器時產(chǎn)生弱點和取來可被拆下的致動器的缺點)。在其它實施例中，磁鐵與傳感器可顛倒。此外，盡管使用單一磁鐵和單一傳感器為有利的，尤其是在其與轉向柱對準的位置中，但可考慮使用恰當?shù)胤植嫉娜舾纱盆F和/或傳感器。此外，在其它實施例中，可認為霍耳效應磁性傳感器不必與致動器的旋轉軸對準。 舉例來說，確實有可能用軸向偏移的霍耳效應3D磁性傳感器來測量致動器的旋轉。然而，根據(jù)所使用的磁性傳感器的類型，良好的對準可極為重要。因此，圖1是根據(jù)本發(fā)明的游戲控制器的實例的透視圖。此控制器1包括致動器 2，其呈根據(jù)旋轉軸A相對于固定部3旋轉移動的方向盤的形式。具體而言，在此圖中可辨別出布置在致動器上的控制踏板25和按鈕26。根據(jù)實例的實施例，圖2經(jīng)由透視圖展示一旦與固定部3分離的致動器2。為了組裝致動器與固定部3，樞轉地安裝在固定部3上的連接部31希望與致動器 2的額外空腔21協(xié)作。調(diào)整空腔21和連接部31的形式，且使得有可能(當此兩個部分協(xié)作時)將致動器2的旋轉移動傳輸給連接部31。控制器包括系固系統(tǒng)，其使得有可能將致動器2固定且可反向地鎖定到連接部31 上。在此實施例中，系固系統(tǒng)包括布置在連接部31上的軸311。此軸311希望將其自身定位在位于空腔21中的外殼211中。系固系統(tǒng)進一步包括布置在致動器2上的鎖定閂鎖22。 此閂鎖由上部部分221和下部部分222形成，上部部分221經(jīng)設置以將其自身定位在連接部31上的空腔312 (其在圖4中可見)中，下部部分222允許用戶在想要將致動器2與固定部3分離時致動此閂鎖22。當然，在簡化實施例中，在不離開本發(fā)明的范圍的情況下，可實施許多其它可反向或不可反向的系固構件，包含通過方向盤對轉向柱33的力所進行的簡單套疊。圖3是從下方觀看的致動器2的透視圖。具體而言，此圖展示連接器23，在其上面可連接纜線以用于供應電能和/或進行數(shù)據(jù)傳輸(例如，關于致動器2的旋轉的信息和在適用時的額外信息，例如速度改變命令、用戶何時作用于踏板25或由位于致動器2上的按鈕26 (其在圖1中可見)的致動觸發(fā)的其它命令)。在另一實施例中，數(shù)據(jù)傳輸可經(jīng)由放置在致動器2中的無線電頻率發(fā)射器(例如， 2. 4GHz)來以無線方式進行；電能的供應接著由放置在布置在致動器2中的罩箱中或放置在可拆下且可連接到致動器2的罩箱中的若干電池或蓄電池提供。圖4是固定部3的透視圖。具體而言，可辨別出在固定部3的前端處的連接部31， 使得有可能實行致動器2與固定部3之間的界面。此連接部31根據(jù)軸A相對于基座32旋轉移動，且使得有可能將用戶對致動器2施加的旋轉移動傳輸?shù)娇刂破?的轉向柱或動態(tài)化方向盤和/或使方向盤返回到空檔位置的系統(tǒng)(或中心返回系統(tǒng))，在此實施例中，轉向柱為軸桿33 (其在圖5中可見)，下文詳細描述。圖5是尤其展示中心返回系統(tǒng)(在此實施例中經(jīng)由橡皮帶)的固定部3內(nèi)部的透視圖。在此實施例中，軸桿33以使得其構成控制器1的主旋轉軸(其可因此有資格成為控制器1的轉向柱)且其還構成致動器2的中心返回系統(tǒng)的部分的方式來設計。軸桿33 由單一部分形成，但其可由固定到一起的若干部分(例如，軸桿和返回部分，對其施行用于返回中心的力)形成。軸桿33(或轉向柱33)相對于旋轉機構35的支撐件繞著軸A樞轉安裝，旋轉機構35固定到固定部3上?；?2和旋轉機構35的支撐件提供轉向柱33的旋轉的導引。轉向柱33與連接部31且因此與致動器2旋轉地成一體，且因此以與致動器相同的方式旋轉位移。固定軸桿36固定到旋轉機構35的支撐件(其(例如)用力套疊到旋轉機構的支撐件中)且沿著軸A延伸以使磁鐵盡可能地靠近磁性傳感器。在此實施例中，磁鐵為圓磁鐵37。轉向柱33包括內(nèi)部管狀空間，在其中刺入固定軸桿36和圓磁鐵37。因此，轉向柱33內(nèi)部的空間的圓形截面與圓磁鐵37的圓形截面互補。轉向柱33 因此導引圓磁鐵37且相對于軸A對此磁鐵重新定中心。此平衡了機械部分且允許改進旋轉測量的精確性(通過避免失衡、磁鐵的不平衡、軸桿36的彎曲)。甚至在轉向柱33彎曲的情況下，測量仍保持精確。當使用需要精確定位的磁性傳感器時，此可為有用的。然而， 在所描述的此實施例中，使用不要求極其精確定中心的旋轉式霍耳效應磁性傳感器。在替代例中，圓磁鐵放置在固定軸桿36上，且此磁鐵的形狀通過導引轉向柱33的旋轉而完成了對動器2繞著軸A旋轉的導引。在另一替代例中，固定軸桿36提供對轉向柱33且因此致動器2繞著軸A旋轉的導引。磁鐵的圓形形式不獲得任何優(yōu)點，則磁鐵的形式可因此為不同的(例如，桿狀磁鐵可固定到布置在軸桿36末端處的外殼的末端)。在圖5和圖6中所展示的實施例中，轉向柱33相對于固定部且相對于基座32旋轉移動，且軸桿36相對于固定部3固定。此方法可顛倒。軸桿33可相對于固定部3且相對于基座32固定。軸桿36接著相對于固定部3旋轉移動。軸桿33提供旋轉導引。連接部可與軸桿36的末端和致動器2協(xié)作(且在其間提供非限定的連接)。致動器的旋轉引起軸桿36的旋轉。磁鐵可相對于固定部3固定。舉例來說，可用力將圓磁鐵套疊到軸桿33 中。軸桿36在圓磁鐵中可旋轉移動(圓磁鐵因此將部分有助于旋轉導引)。承載磁性傳感器24的PCB因此相對于固定部3移動。作為對 此顛倒方法的替代例，可用力將圓磁鐵配合到軸桿33周圍而不是用力套疊到軸桿33中(軸桿33如同在顛倒的方法中固定)。作為此顛倒方法的第二替代例，代替用力套疊到軸桿33中的圓磁鐵，磁鐵可為長度小于圓柱形軸桿36的直徑的桿狀磁鐵，圓柱形軸桿36可用力但不徑向過度地套疊到布置在此軸桿36的末端中的狹槽中(在此種情況下，不再要求軸桿33，旋轉導引因此能夠由固定部3的基座32直接提供，且軸桿36的直徑可更大)。在圖5和圖6中所展示的第一優(yōu)選實施例中，轉向柱33包括在軸A上居中的第一滑輪或滑輪的一部分331和兩個短軸桿，所述兩個短軸桿實質(zhì)上平行于軸A且其各自承載較小返回滑輪332 (僅一個滑輪在圖5中可見，另一個滑輪是對稱安裝的)。這些滑輪331 和332在兩個凹槽351上導引末端錨定到固定到固定部3的旋轉機構35的支撐件的彈力繩34?；?32中的每一者的軸與轉向柱33成一體?；?32可更優(yōu)選地繞著其軸轉動。彈力繩34的末端不固定到旋轉機構35的支撐件，其被簡單地錨定，通過彈力繩的預先壓縮而維持與旋轉機構35的支撐件成一體。確實，彈力繩34的每一末端附接到線軸(呈縫紉機線軸的形狀的部分，即，無旋轉軸的一類滑輪)。此線軸將其自身猛靠到旋轉機構35的支撐件上(線軸的高度不允許其跨過凹槽 351)但保留首先移除固定部3 (或在將連接部31旋緊到轉向柱33、將基座32旋緊到固定部3和將旋轉機構35的支撐件旋緊到固定部3之前)，有可能在徑向上拉動線軸(通過反作用于彈力)以便通過使彈力繩伸展到凹槽351之外來從旋轉機構35的支撐件移除線軸。 此使得有可能將彈力繩34從中心返回系統(tǒng)移除，因此從旋轉機構35的支撐件移除轉向柱 33。在移置致動器2時，彈力繩34施加保持力，所述保持力傾向于使滑輪332且因此使轉向柱33和致動器2返回到空檔位置(在模擬汽車的情況下，對應與所模擬交通工具對準的車輪的位置)。彈力繩34的摩擦使得有可能模擬轉向過程中的阻力。具體而言，彈力繩34對滑輪331施加實質(zhì)上垂直的所得力，其支撐轉向柱，從而改進用戶所感知到的質(zhì)量。在另一實施例中，方向盤的空檔返回系統(tǒng)可使用具有相同特性的兩個拉伸彈簧， 其作用于轉向柱的任一側上而非彈力繩和滑輪。在致動器的空檔位置中，兩個拉伸彈簧稍被預先壓縮。當致動器2移置時，兩個彈簧中的每一者施加傾向于使轉向柱和致動器返回到空檔位置的保持力。在又一個實施例中，方向盤的空檔返回系統(tǒng)(或返回到中心)甚至更簡單尖頂?shù)膬?nèi)徑稍大于轉向柱的外徑的扭轉彈簧放置在轉向柱周圍。此扭轉彈簧與布置在基座的部分32的內(nèi)面上的凸耳協(xié)作。此彈簧僅包括幾個尖頂，且在最終位置中，此彈簧的分支成三百六十度(即，實質(zhì)上平行)。在致動器的空檔位置中，彈簧稍被預先壓縮，且此扭轉彈簧的兩個分支壓在凸耳上。當致動器2移置時，彈簧的分支中的一者遠離凸耳移動，且保持力傾向于使此分支抵著凸耳返回且因此使轉向柱和致動器返回到空檔位置。在特定實施例中，轉向柱33的旋轉通過力回饋系統(tǒng)借助于(例如)通過帶齒皮帶和齒輪的系統(tǒng)的中間作用而作用于轉向柱的旋轉式電動機來動態(tài)化。在此種情況下，大直徑的齒輪(為了精確度)同軸地固定到轉向柱33。此齒輪以機械方式(經(jīng)由齒輪系和/或帶齒皮帶和輪)由電動機施加的力，所述電動機是根據(jù)由程序(例如，視頻程序)實施的力回饋效應來致動的。齒輪且因此轉向柱33和致動器2在電動機的作用下繞著軸A旋轉或停止其繞著軸A的旋轉，舉例來說，其可使致動器2返回到空檔位置，或反作用于轉向柱33 的旋轉，引起轉向柱33的旋轉，引起轉向柱33旋轉的抖動等。
圖5清楚地展示圓磁鐵37。如上文所指示，圓磁鐵37的形式使得有可能相對于轉向柱33來導引其，即，使其維持與軸A同軸。其放置在軸桿36的頂部處，且可因此位于放置在緊靠致動器2中的霍耳效應磁性傳感器24附近(例如，小于9mm)。在此實施例中，軸桿36因此構成磁鐵載體棒。大體上，磁鐵越強，磁性傳感器與磁鐵之間的距離可越大。在我們的實施例中，此距離為8. 05mm。根據(jù)本發(fā)明的此第一實施例的替代例，磁性傳感器24 (且在適用時為(例如))與用于動態(tài)化平移中的轉向柱的系統(tǒng)關聯(lián)的一個或其它傳感器)通過實時地確定實際位移 (可直接測量實際角度，但也有可能確定位移的實際方向、加速度和速度)實時地提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)允許微型處理器(其可放置在位于致動器2中或固定部3中的PCB上)實時地控制轉向柱33的旋轉位移。因而，有可能考量用戶對致動器2 (且因此對轉向柱33)施加的力所造成的結果且有可能在要求時調(diào)整電信號。舉例來說，如果力回饋效應是固定性(即，缺乏致動器和轉向柱的旋轉移動)，那么用戶很有可能反對此固定性。因此，在無控制的情況下，轉向柱33很有可能在用戶所施加的力的作用下移置，不管所使用的電信號。在此實例中，如果在微型處理器正在執(zhí)行“固定性”指令的同時，傳感器24測量到位置改變，那么微型處理器可實時地調(diào)整電信號以便抵消用戶的力(例如，通過增加電壓)。因此，旋轉位移的控制在此處包含經(jīng)由電信號來對位移的振幅(包含位移零行進)、位移方向、位移加速度和速度的控制，所述電信號的特性使得理論上有可能獲得這些位移參數(shù)、這些參數(shù)的實際執(zhí)行和位移的調(diào)整(如果要求)。在第一特定實施例的此替代例中，位移因此得到控制。換句話說，有兩種方式實施本發(fā)明的此第一特定實施例第一種是無控制的，其中位移是在開環(huán)回路中控制，而無需知道實際位移，因此無需考慮用戶是否施加了影響位移的力(例如，位置或速度)；以及，第二種是有控制的，其中實時地測量實際位移以便在要求時調(diào)整電信號(包含 (例如)電壓)。在其它實施例中，圓磁鐵37可放置在相對于固定部3固定的另一固定位置中。舉例來說，其可安裝在基座32上且放置在基座32 (即，布置在此基座中的開口)的口周圍以使得轉向柱33可通過基座32離開。在此種情況下，將不再需要軸桿36，且轉向柱33的外徑可減少。而且，有可能在軸A的方向上延伸基座32的口，使得其按以下方式形成比圖6 中所展示的較短管狀軸承長的管圓磁鐵位于此管的末端處且在連接部內(nèi)部中且盡可能地接近于磁性傳感器。在圖4和圖5中所展示的第一優(yōu)選實施例中，固定部3不包括由于電流或電磁場而操作的任何元件。確實，此固定部不包括由于電流或電磁場而操作的任何元件(具體而言，不存在電動機或電子組件)。此外，在圖4和圖5中所展示的實施例中，固定部3不包括控制或運載電流的任何元件(具體而言，不存在電連接器、電纜或電開關)。圖6是控制器的 橫截面圖。其使得有可能觀看到致動器2的內(nèi)部和固定部3的內(nèi)部。與致動器2的內(nèi)部成一體的霍耳效應磁性傳感器24位于緊靠空腔21附近，空腔21中容納固定部3的連接部31。以此方式，磁性傳感器24位于極其接近于圓磁鐵37處，圓磁鐵 37施加穿過連接部31的磁場。因此可進行大精確度的測量。更精確地，當用戶旋轉移置致動器2時，他同時相對于圓磁鐵37旋轉驅動磁性傳感器24，圓磁鐵37維持固定，是因為圓磁鐵37與旋轉機構35的支撐件且因此與固定部3 成一體。因此，磁性傳感器24測量磁場的變化，所述變化可變換成精確的旋轉角度、旋轉方向和旋轉速度，且傳輸給執(zhí)行游戲的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。同時將致動器2的此旋轉移動施加到連接部31，且施加到轉向柱33，包括施加到承載兩個短軸桿和滑輪332的部分或返回部。滑輪接著經(jīng)由錨定到旋轉機構35的支撐件(因此，錨定到固定部3)的彈力繩34起作用，以便產(chǎn)生彈性保持力，從而在用戶一停止對其施加扭矩便返回到致動器2的中心，返回到空檔位置。有可能提供擋止件，所述擋止件與可移動軸桿33成一體且與固定部(或旋轉機構 35的支撐件)協(xié)作以便以防止彈力繩34斷裂或防止彈力繩產(chǎn)生對用戶造成危險的恢復扭矩的方式來限制軸桿33的旋轉。然而，在特定實施例中，也有可能規(guī)定，致動器可執(zhí)行大量旋轉，且甚至旋轉數(shù)目不受限制。具體而言，通過缺乏致動器2與固定部3之間的接觸來使其為可能的。尤其當希望模擬機動操縱的執(zhí)行(例如，在所模擬汽車中進行U形轉彎)時，此具有利益。3.第二優(yōu)選實施例的詳細描述在下文所描述的第二優(yōu)選實施例中，游戲控制器實施兩個力回饋系統(tǒng)，其各自獲得變化的效應(對慣性、阻塞、阻尼、沖擊、振動等的知覺)。更精確地，分別通過線性和旋轉式電動機來動態(tài)化方向盤的轉向柱的旋轉和平移。因而，通過扭矩和振動效應系統(tǒng)來動態(tài)化轉向柱的旋轉，所述系統(tǒng)使得有可能在游戲控制器的旋轉軸周圍產(chǎn)生扭矩效應和/或振動效應。此外，通過轉向柱的至少一平移來在游戲控制器上提供新的力回饋軸，因而提供更真實的新的力回饋效應和模擬。尤其有可能提供在短行進距離內(nèi)進行的轉向柱的平移。舉例來說，根據(jù)申請人所申請的專利申請案FR 1053757中所描述的技術，根據(jù)柱的軸或根據(jù)接近的軸通過相對于彼此滑動的兩個滑動部和電磁裝置的組合件來進行此平移，因而尤其模擬暫停、加速和/或減速的效應。圖7是根據(jù)本發(fā)明的游戲控制器的第二實例的透視圖。此控制器101包括致動器 102，其呈根據(jù)旋轉軸A相對于固定部或框架103旋轉移動的方向盤(例如，轎車的方向盤類型)的形式且可從此固定部103拆下。如圖IOA和圖IOB中所展示，可通過已知系固系統(tǒng)F將固定部103安裝在固定支撐件S上。如圖IOC中所展示，固定部103包括以可移除方式組裝到下部殼套103b和正面103c的上部殼套103a。固定部103的下部殼套103b提供控制器101到例如臺、操作臺或駕駛艙的支撐件的連接或系固，無論是否可反向。游戲控制器101可與踏板相關聯(lián)，且在速度的偏移不在方向盤處進行的情況下和與方向盤分離的變速箱相關聯(lián)。圖7經(jīng)由透視圖展示尤其一旦移除上部殼套103a和正面103c時控制器101的內(nèi)
部。
在此圖中，可辨別出以固定方式連接到固定部103的板134，連接到致動器102的軸桿133 (其構成控制器101的轉向柱)。軸桿133 (或轉向柱133)與致動器102成一體， 且因此以與致動器102相同的方式繞著軸A旋轉移置。圖8經(jīng)由透視圖展示尤其一旦移除上部殼套103a、正面103c和下部殼套103b時控制器101的內(nèi)部。通過被稱作扭矩效應系統(tǒng)且在適用時稱作振動效應系統(tǒng)的第一系統(tǒng)借助于(例如)旋轉式電動機141來動態(tài)化轉向柱133的旋轉，所述旋轉式電動機141的旋轉軸更優(yōu)選地實質(zhì)上平行于轉向柱133的旋轉軸。旋轉式電動機141通過滑輪或帶齒輪和皮帶或鏈條的系統(tǒng)的中間作用而作用于轉向柱133。在所展示的實施例中，使用帶齒皮帶和帶齒輪。在此種情況下，大直徑(為了精確度)的帶齒輪142同軸地固定到轉向柱133。此帶齒輪142以機械方式接收(經(jīng)由帶齒輪系和帶齒帶)由電動機141施加的力， 電動機141根據(jù)由游戲所實施的扭矩或振動效應來致動。因而，在此帶齒輪142上安裝帶齒帶143，帶齒帶143連接到中間輪145的較小帶齒輪上。此中間輪145確實包括較小帶齒輪(未展示，因為中間輪僅部分展示)和同軸的較大帶齒輪(中間輪145形成單一部分，但其可由固定到一起的兩個部分形成)。中間輪 145的較大帶齒輪驅動帶齒帶144。此帶齒帶144連接到旋轉式電動機141的軸桿(其旋轉地動態(tài)化致動器102的軸桿133)。帶齒輪142且因此轉向柱133和致動器102在電動機141的作用下繞著軸A樞轉或停止其繞著軸A的旋轉。舉例來說，其可使致動器102返回到空檔位置，或反作用于轉向柱133的旋轉，引起轉向柱133的旋轉，引起轉向柱133的旋轉抖動等。相反地，由于致動器(在所展示的情況下為方向盤)102的轉向柱133經(jīng)由帶齒帶系統(tǒng)和輪系而連接到旋轉式電動機141，因此將致動器102的移動傳輸?shù)椒较虮P的轉向柱 133且傳輸?shù)叫D式電動機141的軸桿(或軸)。因而，帶齒帶和輪的系統(tǒng)將方向盤的軸桿的旋轉移動傳輸?shù)叫D式電動機的軸桿 (且往復地)。在此意義上，這些軸桿旋轉成一體。使用旋轉式電動機的此種扭矩效應系統(tǒng)允許返回到中心(此處，致動器102返回到空檔角位置)，此返回不限制致動器102可進行的旋轉的數(shù)目，與通過中心返回系統(tǒng)經(jīng)由橡皮帶或彈簧而使返回可能的情況相反。磁鐵載體127a (即，磁鐵支撐件127a)經(jīng)安裝而與軸或與旋轉式電動機141的軸桿成一體。此磁鐵載體127a且因此磁鐵127b可繞著旋轉式電動機141的旋轉軸旋轉移動。安裝在PCB 126上的磁性傳感器(此處具有霍耳效應)124放置在磁鐵載體127a 附近，實質(zhì)上在旋轉式電動機141的軸的延伸部中。換句話說，磁性傳感器124經(jīng)放置，而并不像第一實施例中在致動器102的軸桿 133對面而是在旋轉式電動機141的軸桿對面。請注意，磁性傳感器的PCB 126的支撐件不展示在圖7和圖8中，但在圖12中可見(被稱作180)。PCB 126的此支撐件180和磁性傳感器124與電動機的固定部成一體，即， 與電動機的由螺絲固定到旋轉式電動機141的上半部殼套129的罩箱或鞘套成一體。PCB 126的支撐件180和磁性傳感器124不與控制器101的固定部103成一體。如將在以下內(nèi)容中看到，旋轉式電動機141是用下半部殼套128和用上半部殼套 (未展示)通過線性電動機相對于控制器101的固定部103平移地驅動。此外，致動器102 的軸桿133相對于下半部殼套128旋轉移動，下半部殼套128相對于控制器101的固定部 103平移移動但不旋轉移動。轉向柱13 3且因此方向盤102通過被稱作力回饋系統(tǒng)的第二系統(tǒng)來平移地動態(tài)化。為此，游戲控制器101的控制器102經(jīng)安裝以根據(jù)其旋轉軸A或根據(jù)接近于此軸 A(且因此與軸A分離)的軸使用相對于彼此滑動的兩個滑動部的組合件來相對于固定部 103平移移動過預定位移范圍。控制器102的平移位移由電磁裝置190 (或線性電動機)控制，電磁裝置190在圖12中部分可見(墊塊161幾乎將其整個隱藏)，且相同情形適用于磁性傳感器的PCB 126的支撐件180。更精確地，如圖13中所展示，電磁裝置190控制導引體191的平移位移，導引體 191相對于固定支撐件103移動且其后與轉向柱133和致動器102成一體。此導引體191 相對于導引板192滑動，導引板192與固定部103成一體。導引體191具有基座的形式，所述基座具有實質(zhì)上平行六面體形狀，包括可由位于基座的兩個相反面上的兩個矩形開口接近的狹槽(或外殼)。導引板192具有磁鐵載體板的形式，所述磁鐵載體板承載至少一個磁鐵(未展示) 且包括希望容納在導引體191的外殼中的部分或刺入部分51，如圖13中所展示。此外，此磁鐵載體板192與板134的叉形物1341且與兩個右墊塊161和左墊塊160成一體(此處經(jīng)由旋緊)。導引體191的基座包括至少一個繞組(未圖示)，所述繞組根據(jù)穿過其的電信號而引起基座相對于磁鐵載體板192的位移。容易地理解，導引體191的基座且因此轉向柱133的位移的方向、行程(或范圍)和/或速度是根據(jù)穿過繞組的電信號。最大行程取決于所使用線性電動機的尺寸。有可能使用以下一種線性電動機，導引體191比所述線性電動機長以便獲得導引體191相對于磁鐵載體板192的相對位移的較大振幅且因此獲得較長的轉向柱133的最大行程。請注意，在此第二優(yōu)選實施例中，轉向柱133并不水平而是相對于水平線傾斜，以便使得有可能僅由于電磁裝置、導引體191和導引板192根據(jù)四個方向(上、下、前、后)讓用戶感受到力回饋效應。在上文所描述的替代實施例中，導引體191可與固定部103成一體，且導引板192 可與致動器102成一體。在另一實施例中，轉向柱133可實質(zhì)上水平。在圖11中，一旦移除方向盤102、上部殼套103a、下部殼套103b和正面103 (以及用于速度改變的踏板125、蓋174、波紋管175、具有連接器123的棍172和螺帽173)，便可辨別出控制器101的內(nèi)部。下半部殼套128和上半部殼套129通過螺絲而固定到一起。為了允許轉向柱133 (且至少同時半殼套128、129和扭矩和振動效應系統(tǒng)，尤其實施旋轉式電動機141)的平移，實施包括兩個元件的線性電動機(未圖示)，一個元件可根據(jù)電信號相對于另一個元件平移移動。線性電動機中的元件中的一者固定到板134且固定到兩個右墊塊161和左墊塊160 (其相對于固定部103固定)，且另一個元件(例如)通過螺絲固定到下半部殼套128。此外，板163 (例如)通過螺絲固定到半殼套128、129，此板163平移移動但不旋轉移動。其包括兩個滾柱張緊輪162，其作用于帶齒帶143上。

控制器101包括系固系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使得有可能以使得允許致動器102朝著轉向柱(在此實施例中，其為軸桿133)的旋轉移動的傳輸?shù)姆绞絹韺⒅聞悠?02固定且可反向地鎖定到固定支撐件103。圖9展示從固定部103拆下的方向盤102a。方向盤102a包括螺紋尖端170，所述螺紋尖端170包括呈陰末端的形式的空腔插口 171，其中容納用于供應電能和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接器123a。舉例來說，此數(shù)據(jù)對應于關于致動器102的旋轉的信息，且在適用時對應于額外信息，例如在用戶作用于踏板125時(其在圖IOC中可見)的速度改變命令或由位于致動器102上的按鈕126 (其在圖7中可見)的活動所觸發(fā)的其它命令，或在適用時，對應于將由指示器顯示的狀態(tài)，或最終對應于關于振動(或對應于振動的電信號)的信息，所述振動必須由并入到方向盤102a的輪中的小型振動系統(tǒng)來執(zhí)行(此振動系統(tǒng)包括小型旋轉式電動機和固定到此小型電動機的不對稱質(zhì)量，以使得此質(zhì)量的重心與小型旋轉式電動機的旋轉軸分離且此引起失衡且因此引起方向盤102a的輪中的振動的方式來設置)。致動器102的與固定部103的正面103c成一體的另一部分102b展示在圖10中。 其包括呈陽末端的形式的棍172，其固定到致動器102的軸桿133。內(nèi)部孔有螺紋的可移動還或螺帽173放置在棍172上。螺帽173只要不被旋緊便可旋轉移動且平移移動，然而，棍 172的肩部形成平移擋止件，其防止螺帽173與棍172完全分離。為了將圖9中所展示的方向盤102a附接到圖10中所展示的致動器102的部分 102b，要求將方向盤102a推到轉向柱的棍172上或致動器102的軸桿133上且將棍172的陽末端放置到方向盤102a的尖端170的空腔插口 171的陰末端中。接著要求轉動螺帽173 以便將其旋緊到方向盤102a的螺紋尖端170的螺紋上。方向盤102a接著與棍172且因此與轉向柱133旋轉成一體且平移成一體。當然，有可能以使得固定部103使用使得有可能將致動器2固定且可反向地固定到連接部31上的系統(tǒng)的方式來用第一優(yōu)選實施例中所描述的系固系統(tǒng)來替換方向盤102a 的此系固系統(tǒng)。致動器2可因此反向地固定到此固定部上。在此種情況下(如果方向盤 102a包括電元件)，連接器123由連接器23 (或由電池的罩箱且在適用時由無線傳輸裝置 (如果信號必須由方向盤102a發(fā)送或接收))替換。圖IOC也展示波紋管175和蓋174，其既定用以保護或至少限制在控制器101的固定部103中存在灰塵和污垢。致動器102的另一部分102b進一步包括連接器123b，其中電信號是經(jīng)由這些連接器123a、123b以雙向方式發(fā)送。以使得連接器不受到任何實質(zhì)力且因此不降級的方式來選擇致動器102的尖端 170、棍172和螺帽173的尺寸和形式。當然，在簡化實施例中，在不離開本發(fā)明的范圍的情況下，可實施許多其它可反向系固構件，包含通過方向盤102a對轉向柱133的力所進行的簡單套疊。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，磁性傳感器124通過實時地確定實際位移(可直接測量實際行程和實際角度，但也有可能確定位移的實際方向、加速度和速度)實時地提供數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)允許微型處理器實時地控制旋轉位移(且在適用時控制平移位移)。此特定實施例使得有可能考量用戶對致動器102(且因此對轉向柱133且對與其成一體的旋轉式電動機141的軸桿)施加的力所造成的結果且有可能在要求時調(diào)整電信號。其允許控制旋轉位移(且在適用時控制平移位移)。在此特定實施例中，位移因此得到控制。在尤其在圖7和圖9中所展示的第二實施例中，致動器的部分102a包含按鈕126 和連接器123a。根據(jù)本發(fā)明的替代例，致動器102a可能不含有控制或攜載電流的元件(尤其不 含有按鈕且不含有連接器)。實際上，可經(jīng)由固定部103的一個或若干個裝置(更精確地說，由于一個或若干個控制裝置)來進行對應于按鈕的動作。這些控制裝置可(例如) 具有類似擋風玻璃雨刮控制桿的形式和/或方向燈控制桿的形式的形式。此外，請注意，餅入至方向盤102a的輪中的振動系統(tǒng)的存在并非必不可少的，因為扭矩效應系統(tǒng)也能夠產(chǎn)生振動且此振動以更真實方式產(chǎn)生。因此，根據(jù)此替代例，僅固定部103因而包含控制或攜載電流的元件(游戲控制器的所有“電”元件因而被一起集中在固定部103中)，與本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例(根據(jù)第一優(yōu)選實施例，致動器2將所有“電”元件集中在一起)相反。由于沒有致動器2、102與固定部3、103之間的永久接觸的必要，致動器可容易地換成另一類型的致動器。此交換可結合軟件且更精確地說根據(jù)軟件所模擬的交通工具來進行，且可能適合各種致動器的人體工程學和感覺。舉例而言，用戶可容易地改變方向盤類型的致動器以安裝操縱柄類型的致動器 (如果用戶所致動器玩的視頻游戲模擬摩托車)而不是預先安裝的方向盤。根據(jù)模擬交通工具的類型，也可能提供方向盤的變化。對汽車來說，方向盤的變化尤其可為方程式1、 公路車賽、汽車拉力賽、越野賽、卡丁車賽等。對列車來說，變化可為米其林(Micheline)、 T.G.V.等。對摩托車來說，操縱柄的變化可為無準備摩托車、競賽摩托車、越野摩托車、公路摩托車、小型摩托車等。對自行車來說，操縱柄的變化可為競賽自行車、混合自行車、山地自行車、城市自行車等。對船來說，舵輪的變化可為大型帆船木制舵、現(xiàn)代帆船的舵、飛輪等。致動器因此可具有不同形狀、不同直徑、不同按鈕，以使得致動器的人體工程學適合于模擬交通工具的類型。致動器可進一步包含具有不同振動的電動機，致動器可為有線或無線(用于數(shù)據(jù)傳輸)的等。在特定實施例中，根據(jù)所使用的致動器的類型或根據(jù)所使用的固定部的類型或根據(jù)控制器的范圍等級，也可能假設致動器相對于固定部可進行的旋轉的數(shù)目不同。因而，磁性傳感器或不同磁鐵可根據(jù)致動器以使得獲得不同恢復效應、不同分辨率(或多或少的精確位移測量)和/或或多或少強過磁性干擾或溫度變化的阻力等的方式來設置。在圖中，在沒有提供與地面的連接或與支撐件(諸如，桌子或操作面或駕駛艙)的可反向或不可反向的系固的裝置的情況下展示了游戲控制器。這些裝置存在。舉例而言， 游戲控制器可具備根據(jù)美國專利文件6378826的裝置，且在此情況下，具備根據(jù)第一優(yōu)選實施例進行的固定部，固定部和裝置不包含由于電流或電磁場而操作的任何元件且不包含控制或攜載電流的元件。更優(yōu)選地，此裝置可與固定部分離。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，將第一實施例與上文中所描述的第二實施例組合。具體而言，固定部3可經(jīng)修改以使得此固定部包含第一扭矩和振動效應系統(tǒng)和被稱作力回饋系統(tǒng)的第二系統(tǒng)，描述于第二優(yōu)選系統(tǒng)中。第一霍耳效應或磁阻效應檢測單元可用以測量扭矩和振動效應系統(tǒng)的旋轉式電動機141的軸的旋轉位移。為此目的，安裝在PCB 126 上的磁性傳感器124因而可放置在磁鐵載體127a附近，實質(zhì)上在旋轉式電動機141的軸的延伸部中，以便測量磁鐵127b的旋轉位移。也可能測量轉向柱的平移位移經(jīng)由第二傳感器(放置在釘至固定至墊塊或固 定至上部殼套103a的支撐件的PCB 上)，其測量磁鐵127b的平移位移(亦即，與轉向柱133平移地成一體的扭矩和振動系統(tǒng)的旋轉式電動機141的軸的平移位移)；或經(jīng)由第二霍耳效應或磁阻效應檢測單元，其測量轉向柱(或與轉向柱平移地成一體的另一部分)的平移位移。在這樣的實施例中，致動器2中的機載磁性傳感器(希望與放置在系固系統(tǒng)的附近的固定部的磁鐵37協(xié)作)不再為必不可少的，因為關于旋轉中的轉向柱的位移的測量的信息由于來自第一霍耳效應或磁阻效應檢測單元的信息而變得多余。然而，致動器中的機載磁性傳感器使得可能檢測與致動器2協(xié)作的固定部的存在和類型(如果固定部餅有第一檢測單元，那么為了防止冗余和節(jié)約能量，可能自動地停用致動器中的機載檢測單元，直至游戲控制器的重新初始化或重新開啟，且可能停用所有機載電路，如果固定部包含所有所需命令且如果用戶在預定時段后尚未按下按鈕以啟用致動器)。此外，致動器中的機載磁性傳感器的存在使致動器2完全相容于各種類型的固定部(那些包含第一霍耳效應或磁阻效應檢測單元的固定部及那些不包含第一霍耳效應或磁阻效應檢測單元的固定部)。
權利要求
1.一種具有致動器(2、102)的游戲控制器，所述致動器以使得模擬所模擬交通工具的轉向柱的旋轉的控制的方式來相對于固定部(3、103)旋轉移動，所述游戲控制器的特征在于其實施用于檢測所述致動器(2、102)的旋轉位移的構件， 所述檢測構件包括至少一個霍耳效應或磁阻效應檢測單元，所述檢測單元由至少兩個元件構成，所述至少兩個元件為永久磁鐵和磁性傳感器(24、124)，且特征在于，至少在所述致動器(2、102)的旋轉期間，所述元件中的第一者與所述致動器(2、102)旋轉成一體，且所述元件中的第二者與所述固定部(3、103)旋轉成一體。
2.根據(jù)權利要求1所述的游戲控制器，其特征在于所述元件中的至少兩者根據(jù)所述致動器(2)的旋轉軸實質(zhì)上對準。
3.根據(jù)權利要求1和2中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于所述磁鐵與所述固定部(3)成一體。
4.根據(jù)權利要求3所述的游戲控制器，其特征在于所述磁鐵通過第一固定軸桿(36)相對于所述固定部(3)的中間作用而與所述固定部(3)成一體，所述第一固定軸桿(36)根據(jù)所述致動器(2)的所述旋轉軸延伸且承載所述磁鐵。
5.根據(jù)權利要求4所述的游戲控制器，其特征在于所述第一軸桿(36)為圓柱形磁鐵載體棒且特征在于所述磁鐵為安裝在所述棒末端處的圓磁鐵(37)。
6.根據(jù)權利要求4和5中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于根據(jù)所述致動器(2)的所述旋轉軸相對于所述固定部(3)旋轉移動的第二軸桿提供相對于所述磁性傳感器(24)對所述磁鐵的導引。
7.根據(jù)權利要求4到6中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于所述第一固定軸桿(36)和/或所述磁鐵以使得所述磁鐵放置在距所述磁性傳感器(24)小于9mm處的方式來成形。
8.根據(jù)權利要求1所述的游戲控制器，其特征在于所述旋轉位移的構件包含通過屬于包括齒輪、滑輪、帶齒的輪、皮帶和鏈條的群組的傳動構件的中間作用而作用于致動器(2、 102)的旋轉式電動機(141)。
9.根據(jù)權利要求8所述的游戲控制器，其特征在于所述磁鐵(127b)與所述旋轉式電動機(141)的軸桿成一體，所述磁性傳感器(124)位于所述磁鐵(127b)附近，實質(zhì)上在所述旋轉式電動機(141)的所述軸桿的延伸部中。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的游戲控制器，其特征在于其包括用于使所述致動器(2、 102)相對于所述固定部(3、103)在預定位移范圍上平移位移的構件。
11.根據(jù)權利要求1到10中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于所述致動器 (2、102)可從所述固定部(3、103)拆下。
12.根據(jù)權利要求11所述的游戲控制器，其特征在于所述致動器(2、102)包括形成陰部分的外殼，所述陰部分經(jīng)設置以套疊到所述固定部(3、103)上的對應陽部分上。
13.根據(jù)權利要求11和12中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于其包括用于將所述致動器(2、102)鎖定到所述固定部(3、103)上的構件。
14.根據(jù)權利要求11到13中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于所述致動器 (2、102)包括連接器(23、123)，纜線可連接在所述連接器上。
15.根據(jù)權利要求1到14中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于所述致動器(2、102)屬于包括以下各者的群組 方向盤； 操縱柄； 船舵。
16.根據(jù)權利要求11到15中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于其包括至少兩個可互換致動器(2、102)或與至少兩個可互換致動器(2、102)相容。
17.根據(jù)權利要求16所述的游戲控制器，其特征在于所述可互換致動器(2、102)具有不同形式和/或不同命令。
18.根據(jù)權利要求1到17中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于所述固定部 (3)或所述致動器(102)不含有實施電流或電磁場的任何元件。
19.根據(jù)權利要求1到18中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于其由用戶所組裝的若干模塊構成，所述模塊自身由以預先組裝的形式提供給所述用戶的元件構成，所述模塊中的至少一者不含有實施電流或電磁場的任何元件，也不含有控制或攜載電流的任何元件。
20.根據(jù)權利要求1到8中任一權利要求所述的游戲控制器，其特征在于所述致動器(2)的形成外罩的一部分提供對所述磁性傳感器(24)的保護。
21.—種致動器(2、102)，其以使得模擬轉向柱的旋轉的控制的方式來相對于固定部(3)旋轉移動，所述致動器既定用于根據(jù)權利要求1到20中任一權利要求所述的游戲控制ο
22.一種固定部(3、103)，其既定與相對于所述固定部旋轉移動的致動器(2) —起形成根據(jù)權利要求1到20中任一權利要求所述的游戲控制器。
全文摘要
本發(fā)明的目標為一種具有致動器(2、102)的游戲控制器，所述致動器以使得模擬所模擬交通工具的轉向柱的旋轉的控制的方式來相對于固定部(3、103)旋轉移動。根據(jù)本發(fā)明，所述游戲控制器實施用于檢測所述致動器(2、102)的旋轉位移的構件，所述檢測構件包括至少一個霍耳效應或磁阻效應檢測單元，所述檢測單元由至少兩個元件構成，所述至少兩個元件為永久磁鐵和磁性傳感器(24、124)。至少在所述致動器(2、102)的旋轉期間，第一元件與所述致動器(2、102)旋轉成一體，且第二元件與所述固定部(3、103)旋轉成一體。
文檔編號A63F13/02GK102218217SQ201110098358
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2010年4月19日
發(fā)明者讓-伊夫·焦恩 申請人:基利摩公司