數(shù)據(jù)輸入設備和相關的制動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于輸入連續(xù)或偽連續(xù)數(shù)據(jù)的例如指向計算機系統(tǒng)屏幕上的對象的數(shù)據(jù)輸入設備。
【背景技術】
[0002]已知的設備一般包括旨在固定在工作站上的主體和相對于主體可動的部分。傳感器使得傳送表示可動部分相對于主體的位置的信息成為可能。借助于系統(tǒng)計算機，該信息可與屏幕上的位置相關聯(lián)。興趣更具體地集中在具有相對于主體可旋轉地移動的部分的數(shù)據(jù)輸入設備上。
[0003]例如，編碼器或電位器具有相對于主體繞軸線可旋轉地移動的軸。傳感器使得限定該軸相對于主體繞其旋轉軸線的角位置成為可能。操作者借助固定到軸的按鈕使該軸繞其軸線旋轉。該軸的旋轉使得操作者能夠在一個范圍內選擇數(shù)據(jù)。該范圍可以是連續(xù)的，并且例如借助模擬電位器做出選擇。該范圍可包括一系列離散的值，并且可借助編碼器做出選擇，軸的旋轉使得根據(jù)編碼器的間距(Pitch)增加所述值成為可能。
[0004]其它數(shù)據(jù)輸入設備例如軌跡球具有在兩個旋轉自由度上可動的部分。所述可動部分是球體。傳感器根據(jù)所述兩個自由度傳送關于該球體的位置的信息。所述軌跡球可被用于指向屏幕表面上的對象。所述球體的兩個旋轉中的每個與屏幕表面上的平移相關聯(lián)。換句話說，軌跡球可被用于指向計算機系統(tǒng)屏幕上的對象。操作者用手指移動球體以到達屏幕上期望的位置，從而指向在屏幕上顯示的對象。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明是特別用于屬于安裝在飛行器上的裝置的數(shù)據(jù)輸入設備。所述數(shù)據(jù)輸入設備接著可被用于選擇在系統(tǒng)屏幕上顯示的飛行參數(shù)，該選擇能夠以借助編碼器或電位器或者通過指向在屏幕上顯示的對象而從一個系列中選擇一個值的形式做出。
[0006]所述飛行器可能遭受湍流，所述湍流具有擾亂指向對象的風險。更具體地，所述湍流產生可導致可動部分的不受控制的運動的振動。即使沒有確定的湍流，影響所述裝置的輕微加速現(xiàn)象會妨礙機組人員以高于某一精度水平的任意水平來指向圖形區(qū)域。
[0007]對于軌跡球，對這個問題的常規(guī)解決方案在于在屏幕上使可被選中的對象尺寸過大，以便顧及這個限制。因此，這減少了在給定顯示表面積上可以顯示的對象的數(shù)量。
[0008]通過創(chuàng)建合適的支承表面來穩(wěn)定操作者的手也已經(jīng)得到了嘗試。在以號碼EP1552376公開的專利申請中給出了例子，其中軌跡球的固定部分具有旨在接納操作者手掌的人體工程學形狀，因此它的名字叫“掌托”。盡管如此，這樣的掌托并不能使得通過操作者的手指來完全穩(wěn)定所述球體成為可能。
[0009]這兩個解決方案經(jīng)常與球體制動裝置相關。這些裝置使得在振動情況下限制所述球體的不受控制的運動成為可能。
[0010]制動器自然地被固定于軌跡球的固定部分，并且例如借助于與所述球體摩擦的制動件對球施加負載。在所述球體的位移中，所述制動件的壓力生成了與所述球體的旋轉相反的摩擦力矩。所述制動件借助于靠在固定部分上的彈簧保持對球的壓靠。
[0011]假定所述球體可從上方接近操作者的手指，則已經(jīng)實現(xiàn)了的一種解決方案在于在所述球體的對稱面上方放置在球上摩擦的表面。摩擦表面通常由以塑料材料制成的薄膜制造。由摩擦表面沿著球體的豎直軸線施加的力由壓在摩擦表面上的彈性體或彈簧系統(tǒng)產生。
[0012]這個布置引起許多問題。由于在所述球體的對稱面上方的摩擦表面的存在而減少了可由操作者使用的表面積。
[0013]由制動器產生的摩擦力矩大大取決于球體的豎直軸線和摩擦表面的軸線之間的同軸對準的精度。所述球體通常置于形成傳感器的樞軸上，所述傳感器使得傳送有關所述球體相對于固定部分的位置的信息成為可能。球體的軸線和制動器的軸線之間的間隔取決于涉及多個機械部分的尺寸鏈。同軸對準的精度要求精確的組裝和機械加工。
[0014]所產生的摩擦力矩取決于由彈性設備施加的壓力，所述壓力又取決于球體的豎直位置。為了限制這種依賴性，有必要提供用于豎直地調整制動器的裝置。這個解決方案是昂貴的，這是因為不得不對每個軌跡球單獨設置調整裝置。
[0015]所產生的力矩還隨著球體直徑的變化而很大地變化，尤其是在溫度變化時。當被用于高溫下，溫度變化引起所述球體頂著制動設備升高，或者當被用于低溫下，溫度變化引起所述球體降低。
[0016]已發(fā)現(xiàn)在所述制動器的正常使用位置以外使用時，例如在運輸期間翻轉時，所述制動器尤其脆弱。
[0017]而且，當軌跡球被安裝時設定摩擦力矩。為了修改這個設定必須拆卸制動器，這在航空領域是難以接受的。
[0018]傳統(tǒng)的制動器呈現(xiàn)出干摩擦。換句話說，為了在運動中設置軌跡球的可動部分，非零啟動力矩是必須的。啟動力矩不得不盡可能的弱以允許屏幕上的精確指示。為了在運動中單獨設置所述球并在振動環(huán)境中使用時移動屏幕上的光標，所述啟動力矩不可以太弱。
[0019]此外，當可動部分在運動時，在所述可動部分啟動后，為使操作者保持舒適，摩擦力矩不可以太高。對于操作者而言可接受的力矩的范圍相對較低。
[0020]很多使用條件導致摩擦力矩改變，例如來自于操作者手指的油脂或沉積在球體上的灰塵、隨組成軌跡球的機械部分的溫度變化而變化的不均勻膨脹、制動設備的松弛、制動設備的磨損等等。
[0021]摩擦和啟動力矩變化很大。它們的控制需要完全知曉每一個因素對這些力矩的退化的影響，以在傳送軌跡球時找到最優(yōu)力矩值，以顧及隨時間產生的變化。
[0022]最后，每一個操作者感覺到這些力矩和它們的操作效果。一些操作者更喜歡較強的力矩以用來精細調整，而其他人相對于精細調整的代價更喜歡較弱的力矩以用來粗略但快速地調整。在不拆卸制動設備并重新調整的情況下操作者不能在操作中個性化制動力矩。
[0023]在當前的解決方案中，考慮所有這些限制以傳送軌跡球，所述軌跡球設有落入小的公差內的精確的啟動和摩擦力矩。在傳送所述裝備前通過連續(xù)的迭代做出這個調整。當操作者感覺力矩不再滿足適當使用時，在操作中定期進行重復所述調整。
[0024]本發(fā)明旨在通過提出一種數(shù)據(jù)輸入設備來緩解上文提出的問題的全部或一部分，所述數(shù)據(jù)輸入設備具有制動器，該制動器對組成軌跡球的不同機械部分的尺寸變化更寬容并可由操作者在使用所述設備時容易地調整。
[0025]為此，本發(fā)明的主題是一種數(shù)據(jù)輸入設備，所述設備包括旨在固定到工作站上的主體、相對于該主體可旋轉地運動的部分、傳送該可動部分相對于該主體的相對位置的信息的一組傳感器、以及用于制動該可動部分相對于該主體的旋轉運動的裝置，其特征在于，該制動裝置包括:包圍該可動部分的摩擦環(huán)，該環(huán)被分開并主要在與可動部分的對稱軸線成直角的平面中延伸；環(huán)形彈簧，其在該平面中延伸并且將所述摩擦環(huán)壓靠在所述可動部分上；和用來調整環(huán)形彈簧長度的裝置。
[0026]除了根據(jù)前述限制調整制動器之外，操作者還可以根據(jù)遇到的震動狀況在操作中對制動器進行調整。在飛行器上，當發(fā)生湍流時，操作者可以收緊制動器以避免與所述設備相關的光標的不需要的位移。當湍流消失時，操作者可以放松制動器以提升由該設備施加的輸入的精度。
【附圖說明】
[0027]在閱讀以示例的方式給出的實施例的詳細描述時，本發(fā)明將更好地被理解，并且其他優(yōu)點將變得明顯，通過附圖對該描述予以說明，其中:
[0028]圖1顯示了軌跡球的透視圖；
[0029]圖2顯示了該軌跡球的前視圖；
[0030]圖3顯示了該軌跡球的局部截面圖；
[0031]圖4顯示了用于調整適于數(shù)據(jù)輸入設備的制動器的裝置；
[0032]圖5顯示了在該軌跡球中實施的圖4的裝置；
[0033]圖6顯示了在數(shù)據(jù)輸入設備中實施的圖4的裝置，其中可動部分是僅可通過旋轉來運動的軸。
[0034]為清楚起見，相同元件在不同附圖中將具有相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明可以不同類型的數(shù)據(jù)輸入設備實施，所述設備具有旨在相對于固定主體轉動的可動部分。該可動部分可具有兩個旋轉自由度，例如在軌跡球中，或只有一個旋轉自由度，例如在電位器或旋轉編碼器中。
[0036]圖1顯示了旨在由操作者的手驅動的軌跡球10的透視圖。軌跡球10包括固定主體12和操作者可相對于固定主體12轉動的球體13。球體13形成數(shù)據(jù)輸