專利名稱：由抗沖擊材料制成的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0002本發(fā)明涉及一種用于操縱視覺(jué)顯示器上的圖像或符號(hào)的手動(dòng)控制器，具體地，本發(fā)明涉及這樣一種控制器其具有由抗沖擊材料制成的外殼，該抗沖擊材料抵抗由意外或故意沖擊產(chǎn)生的損害。
背景技術(shù)：
0003用于操縱計(jì)算裝置的視覺(jué)顯示器上的圖像或符號(hào)的手動(dòng)控制器包括例如操縱桿、游戲盤(game pad)、方向盤、槍和用于視頻游戲的鼠標(biāo)；用于電視機(jī)、DVD、VCR、立體聲設(shè)備、投影儀和其它此類電子設(shè)備的遙控裝置；蜂窩電話；和便攜式視頻游戲系統(tǒng)。這些手動(dòng)控制器的傳統(tǒng)外殼通常由硬塑料材料制成，其不能維持經(jīng)受沖擊的控制器的結(jié)構(gòu)完整性或其電子器件的操作完整性，所述沖擊是由意外施加或由經(jīng)歷極度挫折或過(guò)度興奮的使用者施加。通過(guò)投擲、跌落或?qū)κ謩?dòng)控制器實(shí)施其它損傷，視頻游戲玩家特別容易對(duì)其施加故意的破壞性沖擊。

發(fā)明內(nèi)容
0004用于操縱顯示器上的圖像或符號(hào)的抗損害手動(dòng)控制器包含泡沫橡膠外骨殼(exoskeleton)，其具有內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域被配置以限制可操作地連接至控制執(zhí)行器(control actuator)的內(nèi)部電子器件組件(electronics assembly)。內(nèi)部電子器件組件包括電氣元件，這些與控制執(zhí)行器協(xié)作以為操作顯示器上的圖像或符號(hào)產(chǎn)生信號(hào)?？刂茍?zhí)行器被定位用于由使用者進(jìn)行的直接或間觸覺(jué)操作，以引起信號(hào)的產(chǎn)生。
0005從下文參照附圖進(jìn)行的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明另外的方面和優(yōu)勢(shì)將顯而易見(jiàn)。


0006圖1、2和3分別是抗沖擊手動(dòng)控制器的第一、第二和第三優(yōu)選實(shí)施例的分解圖。
0007圖4A是適用于圖1-3中的手動(dòng)控制器的任一優(yōu)選實(shí)施例的控制按鈕的部分截面圖。
0008圖4B表示對(duì)圖4A的改造，其中覆蓋控制按鈕的泡沫橡膠外骨殼的區(qū)域被去除以露出按鈕頂部部分。
0009圖5是適用于圖1-3中的手動(dòng)控制器的任一優(yōu)選實(shí)施例的模擬桿控制件的部分截面圖。
0010圖6是多層結(jié)構(gòu)形式的泡沫橡膠外骨殼的部分截面圖。
0011圖7A示出了剛性的印刷電路板，圖7B-1和7B-2示出了分別處于非彎曲和彎曲狀態(tài)的襯底上的柔性印刷電路板，并且圖7C示出了被分為分離的元件部分的圖7A的剛性印刷電路板，其中分離的元件部分通過(guò)連線或其它通信線纜互連。
具體實(shí)施例方式
0012圖1是手動(dòng)控制器10的第一優(yōu)選實(shí)施例，手動(dòng)控制器10由線纜12可分離地連接至計(jì)算裝置(未示出)，該計(jì)算裝置用于操縱與此計(jì)算裝置相關(guān)聯(lián)的顯示器上的圖像和符號(hào)。盡管該實(shí)施例裝備有線纜12，手動(dòng)控制器10也可通過(guò)無(wú)線通信連接與計(jì)算裝置一起工作。手動(dòng)控制器10包括內(nèi)部電子器件組件14，其位于由泡沫橡膠形成的外骨殼18的內(nèi)部區(qū)域16內(nèi)。泡沫橡膠材料最好是呈現(xiàn)柔韌屬性的中高密度聚氨基甲酸酯，諸如那些用于NERF玩具產(chǎn)品的泡沫橡膠。在第一優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)將內(nèi)部電子器件組件14放置在上外骨殼部分22和下外骨殼部分24之間，組裝手動(dòng)控制器10。上外骨殼部分22和下外骨殼部分24連接在一起為內(nèi)部電子器件組件14形成一個(gè)防水的一體泡沫橡膠外殼。
0013如圖1中所示，外骨殼18具有為使用者的雙手握持之用的左手柄30和右手柄32。左側(cè)控制盤(control pad)34包括4個(gè)可下壓的控制件36、左側(cè)模擬桿控制件38，并且前左側(cè)控制按鈕60位于使用者左手手指接近的位置；以及右側(cè)控制盤44包括4個(gè)控制按鈕46、右側(cè)模擬桿控制件48，并且前右側(cè)控制按鈕50位于使用者右手手指接近的位置。模式選擇開(kāi)關(guān)60、模式指示器62、選擇按鈕64和開(kāi)始按鈕66位于手柄或把手30和32之間。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到上述控制執(zhí)行器的數(shù)量、控制執(zhí)行器的布局樣式和手柄布置僅代表了眾多可能的控制執(zhí)行器和手柄配置中的一種。
0014在這個(gè)實(shí)施例中，外骨殼18的全部表面區(qū)被泡沫橡膠覆蓋。這些控制執(zhí)行器的表面區(qū)必要地由泡沫覆蓋，以此使它們成為表面控制執(zhí)行器?？刂茍?zhí)行器表面最好由相對(duì)薄的泡沫橡膠制成，按鈕和模擬桿控制件元件由塑料板70(圖4和圖5)保持在適當(dāng)位置，并且突出到控制執(zhí)行器表面的相應(yīng)位置中的凹進(jìn)處中。內(nèi)部電子器件組件14包括實(shí)際電子電路、控制件和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)單元，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)單元包括用于各自的控制盤34和44的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)單元72和74。因而，通過(guò)使用者操縱外骨殼18的表面上的泡沫橡膠控制件，操縱模擬桿控制件和按鈕。
0015圖2和圖3分別是手動(dòng)控制器10的第二和第三優(yōu)選實(shí)施例，其中泡沫橡膠外骨殼18以一件式形成。內(nèi)部電子器件組件14通過(guò)外骨殼18的前側(cè)面的開(kāi)口76插入，并且形成內(nèi)部區(qū)域16的邊界的泡沫橡膠材料具有的彈性性能使得內(nèi)部電子器件組件14能夠被壓裝到內(nèi)部區(qū)域16內(nèi)。內(nèi)部電子器件組件14被膠粘在其側(cè)面和底部表面上的合適位置，并且泡沫橡膠板78被膠粘以覆蓋開(kāi)口76，線纜12穿過(guò)泡沫橡膠板78。第二和第三優(yōu)選實(shí)施例呈現(xiàn)防水特性并且沒(méi)有接縫。圖2中所示的第二優(yōu)選實(shí)施例具有預(yù)安裝有泡沫橡膠的高的模擬桿控制件38和48，其中泡沫橡膠形成到內(nèi)部電子器件組件14。圖3中所示的第三優(yōu)選實(shí)施例具有分開(kāi)的、成形的泡沫橡膠片84，在組裝手動(dòng)控制器前，泡沫橡膠片84配合到各自的模擬桿控制件38和48的模擬桿86和88上以進(jìn)行安裝。
0016圖4A示出了適合作為上面參考圖1描述的任一控制按鈕使用的控制按鈕90?？刂瓢粹o90包括按鈕頂部部分92，銷釘94從按鈕頂部部分92向下懸垂通過(guò)板70內(nèi)的孔96，以與內(nèi)部電子器件組件14的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)盤98接觸。螺旋彈簧100位于其間，并且抵靠按鈕頂部部分92的底表面102和板70的頂部表面104，起到偏置機(jī)構(gòu)的作用，以在使用者未施加接觸力的情況下保持控制按鈕90高出板70一額定間距。螺旋彈簧100使得控制按鈕90向其上方的外骨殼18的區(qū)域施加壓力，以此讓使用者感覺(jué)控制按鈕90牢固。
0017圖4B示出了對(duì)圖4A的改造，其中覆蓋控制按鈕90的泡沫橡膠外骨殼18的區(qū)域被去除以露出按鈕頂部部分92。對(duì)于某些需要在應(yīng)用中提高按鈕反應(yīng)時(shí)間的按鈕，諸如在游戲中，需要按鈕呈現(xiàn)快速重復(fù)動(dòng)作，在此情況下，可能需要去除該區(qū)域的泡沫橡膠。對(duì)于某些其反應(yīng)時(shí)間不重要的按鈕，諸如開(kāi)始按鈕，可由泡沫橡膠覆蓋。此外，按鈕頂部部分92可由硬塑料或抗沖擊材料制成。
0018圖5示出了適合用作模擬桿控制件38和48之一的模擬桿控制件110。垂直模擬桿控制件或銷釘112與相對(duì)較短的模擬桿短柱(stub)114可配合連接，模擬桿短柱114從內(nèi)部電子器件組件14的升高部分116處向上突出?？膳浜线B接可以是通過(guò)諸如膠水的粘接材料固定到適當(dāng)位置的傳統(tǒng)插頭和插座設(shè)計(jì)。
0019通過(guò)翻轉(zhuǎn)上外骨殼部分22，并將包括控制按鈕90和模擬桿控制件110在內(nèi)的所有控制執(zhí)行器放到形成外骨殼執(zhí)行器腔的凹進(jìn)處中，可以想象上外骨殼部分22的表面輪廓。螺旋彈簧100位于對(duì)于控制按鈕90而言合適的位置。具有適當(dāng)定位的孔96以提供推釘94和模擬桿86和88的通道的單個(gè)板70使控制執(zhí)行器保持在位置上，該通道是到內(nèi)部電子器件組件14的相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)元件的。
0020本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到控制執(zhí)行器可位于內(nèi)部電子器件組件14內(nèi)，而非固定在外骨殼18內(nèi)的適當(dāng)位置。未被泡沫橡膠覆蓋的控制執(zhí)行器可通過(guò)外骨殼18中的相應(yīng)孔洞暴露出來(lái)。
0021圖6是替代性形式的作為多層機(jī)構(gòu)120的泡沫橡膠外骨殼18的部分截面圖，在多層機(jī)構(gòu)120中，內(nèi)核層122將上外部層124和下外部層126分開(kāi)。內(nèi)部電子器件組件14安裝在內(nèi)核層122內(nèi)。多層結(jié)構(gòu)120的所有層優(yōu)選由泡沫橡膠制成，外部層124和126呈現(xiàn)比內(nèi)核層122的密度性能低的密度性能，以提供不同的穩(wěn)定性和觸感。替代性地，核層122可由除泡沫橡膠之外的材料制成，諸如密度很高的聚氨基甲酸酯材料。
0022內(nèi)部電子器件組件14本身優(yōu)選裝在硬塑料外殼內(nèi)并且包括剛性印刷電路板130，其在圖7A中示出。圖7B-1和7B-2示出了柔性印刷電路板132，其被支撐在襯底134上以提供對(duì)具有足夠剛性的內(nèi)部電子器件組件14的替代實(shí)施，足夠剛性使得當(dāng)使用者操縱控制執(zhí)行器時(shí)，其能夠進(jìn)行動(dòng)作。圖7B-1和7B-2示出了分別處于非彎曲和彎曲狀態(tài)的印刷電路板132和襯底134。包括在內(nèi)部電子器件組件14中的電子電路元件、控制件和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)單元安裝在印刷電路板132的表面上。圖7C示出了剛性印刷電路板130可被分為通過(guò)連線或者其它通信線纜140互連的分開(kāi)的元件部分136和138。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，被支撐在襯底134上的柔性印刷電路板132也可被再分為元件部件并通過(guò)連接線纜互連。
0023顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行改變而不脫離本發(fā)明的基本原理。例如，可為外骨殼18提供開(kāi)口以容納或顯示發(fā)光二極管、電熒發(fā)光裝置或其它形式的內(nèi)部照明。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)僅由所附的權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求
1.一種用于操縱顯示器上的圖像或符號(hào)的抗損害手動(dòng)控制器，包含泡沫橡膠外骨殼，其具有被配置以限制內(nèi)部電子器件組件的內(nèi)部區(qū)域，所述內(nèi)部電子器件組件可操作地連接至控制執(zhí)行器并且包括電子元件，這些電子元件與所述控制執(zhí)行器協(xié)作以為操控顯示器上的圖像或符號(hào)產(chǎn)生信號(hào)；并且控制執(zhí)行器被定位用于由使用者進(jìn)行的直接或間接觸覺(jué)操作，以引起信號(hào)的產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述泡沫橡膠外骨殼覆蓋所述控制執(zhí)行器，并且以此形成表面執(zhí)行器，通過(guò)對(duì)覆蓋所述控制按鈕的所述外骨殼的表面區(qū)域進(jìn)行觸覺(jué)操作，使用者間接地使表面執(zhí)行器動(dòng)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述泡沫橡膠外骨殼由結(jié)合在一起的上下部分形成以形成一體的泡沫罩殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述泡沫橡膠外骨殼由中到高密度聚氨酯泡沫塑料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述泡沫橡膠外骨殼至少部分地形成為包含內(nèi)核層和外表面層的多層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)核層比所述外表面層呈現(xiàn)更高的密度性能以提供不同的穩(wěn)定性和觸感。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述泡沫橡膠外骨殼形成為具有開(kāi)口的整體結(jié)構(gòu)，該開(kāi)口被配置以利于將所述電子器件組件插入所述內(nèi)部區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手動(dòng)控制器，還包含大小合適的泡沫橡膠蓋以封閉所述開(kāi)口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述電子器件組件被裝入硬塑料中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述控制執(zhí)行器包括模擬桿控制件，其可操作地連接至所述電子器件組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的手動(dòng)控制器，其中所述模擬桿控制件被預(yù)安裝有泡沫橡膠，其中泡沫橡膠形成到所述電子器件組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的手動(dòng)控制器，其中所述模擬桿控制件安裝在泡沫橡膠基座上，并且為安裝在所述電子器件組件上而被塑造。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述泡沫橡膠外骨殼覆蓋所述控制執(zhí)行器中一個(gè)或多個(gè)，并且每個(gè)被覆蓋的控制執(zhí)行器包含執(zhí)行器組件，該執(zhí)行器組件包括銷釘和板部分，所述泡沫橡膠外骨殼位于該板部分上，并且孔貫穿該板部分定位以使所述銷釘與所述內(nèi)部電子器件組件相接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的手動(dòng)控制器，其中所述執(zhí)行器組件包括按鈕頂部部分，所述銷釘從該按鈕頂部部分懸垂，并且所述執(zhí)行器組件還包含偏置件，在沒(méi)有外部接觸力施加到所述按鈕頂部部分的情況下，其提供所述按鈕頂部部分和所述板部分之間的額定間隔距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的手動(dòng)控制器，其中所述偏置件包括彈簧。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的手動(dòng)控制器，其中所述銷釘具有頂部，并且安裝到所述泡沫橡膠外骨殼中的凹進(jìn)處內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的手動(dòng)控制器，還包含從所述電子器件組件處延伸的模擬桿短柱，并且其中所述銷釘具有底部端，該底部端形成與所述模擬桿短柱的可相配的連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述電子器件組件包括柔性印刷電路板，其被支撐在襯底上以提供足夠的剛性，以使得當(dāng)使用者操縱所述控制執(zhí)行器時(shí)，所述控制執(zhí)行器的操作能夠進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的手動(dòng)控制器，其中被支撐在襯底上的所述柔性印刷電路板被分為通過(guò)通信線纜互連的多個(gè)分開(kāi)的部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動(dòng)控制器，其中所述電子器件組件包括不由襯底支撐的剛性印刷電路板，以使得當(dāng)使用者操縱所述控制執(zhí)行器時(shí)，所述控制執(zhí)行器的操作能夠進(jìn)行。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的手動(dòng)控制器，其中所述剛性印刷電路板被分為通過(guò)通信線纜互連的多個(gè)分開(kāi)的部分。
全文摘要
一種用于操縱顯示器上的圖像或符號(hào)的手動(dòng)控制器(10)，由諸如密實(shí)的泡沫橡膠的抗沖擊材料制成，以抵抗由投擲、跌落或其它損傷引起的意外或故意沖擊所產(chǎn)生的損害?？箵p害需要保持電子器件的操作完整性和手動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu)完整性。
文檔編號(hào)H01H19/00GK101023503SQ200580030511
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者A·B·施特恩貝格, M·R·寶拉 申請(qǐng)人:A·B·施特恩貝格, M·R·寶拉