[0001] 本申请涉及操作机构技术领域，尤其涉及操作机构及操作输入设备。

[0002] 随着电子技术的发展，电子产品越来越受到人们的关注。例如，便携式游戏机、固定式游戏机、车载装置或工业用操作设备、便携式多媒体娱乐设备等电子产品通常需要使用操作机构来输入用户的操作指令，用户期望在操作机构上的任意操作量都能够被顺利地反馈给系统。

[0003] 目前，现有的操作机构中，大多使用压缩弹簧、扭簧等物理弹簧来实现将操作量保持在中立位置，以实现固定和支承功能。但是，物理弹簧可能会因为操作机构的掉落冲击、用户的反复输入引起的往复运动或振动造成破损。目前通常采用寿命试验、耐掉落冲击试验等对物理弹簧进行结构稳定性测试，来保障其的使用稳定性。

[0004] 另外，为了制作耐振动、耐掉落冲击的弹簧，在弹簧的直径、材质等各种参数上均需要严格的设计，还需要考虑组装时弹簧的弯曲、折断、损伤等所造成的寿命缩短。物理弹簧不仅在设计上难度较高，而且确保电子产品完成后的可靠性的难度也高。

[0005] 此外，即使是现有的操作机构，也很难确定用于向系统输入的电位计或其他电阻读取装置的正常电阻值，因为用户反复输入会造成磨损，从而导致漂移现象，即用户无意识的输入值、伺服控制输入到系统中的漂移现象、针对输入不反应的故障等在市场上也经常成为问题，在该情况下，也有可能电位器的单体的更换困难，需要控制器本身的更换、控制器的部分组件更换等来应对。

[0006] 进而，将操作机构的可动部相对于收容空间保持在任意的位置，例如处于操作量最低位置时物理弹簧的支承部也总是较强地受到物理弹簧的推压而摩擦、磨损，它们由于磨损而形状变化，从而可能不能保持在任意位置，例如操作量最低的位置，所以在精密作业中必须进行设置所谓的死区、消除该位置的灵敏度等的补救措施。

[0007] 因此，需要提供一种能够解决以上问题的新的操作机构。

[0064] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0065] 在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上，术语“多种”是指两种以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0066] 本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

[0067] 图1a为本申请实施例一提供的操作机构的结构示意图，图1b及图1c分别为本申请实施例一提供的操作机构的主视图、侧视图；图2为本申请实施例一提供的操作机构的分解结构示意图。本实施例公开了一种操作机构100，该操作机构100包括壳体1、可移动操作件2、支撑件3、磁体4和磁性件5。

[0068] 壳体1具有收容空间，所述可移动操作件2收容于所述收容空间内，且至少部分穿出于所述壳体1外；支撑件3用于支承所述可移动操作件2，且所述可移动操作件2围绕所述支撑件3进行移动；磁体4，所述磁体4与所述可移动操作件2连接；及磁性件5，所述磁性件5对所述磁体4具有磁吸力，所述磁性件5与所述磁体4通过磁吸作用将所述可移动操作件2复位和/或保持在初始位置。

[0069] 本申请提供的操作机构，用于控制可移动操作件2的磁性件5不是物理弹簧，而是使用磁吸力的磁性件5，通过与可移动操作件2连接的磁体4之间产生磁吸力，使得可移动操作件2能够复位和/或保持在初始位置上。相比于采用物理弹簧实现可移动操作件的力反馈，磁性件5与磁体4的磁吸配合，两者之间相互干涉、摩擦减少，即使在受到掉落冲击的情况下，可移动操作件2移动至可移动行程中的任意位置时，在磁性件5的磁吸作用下也可以自动恢复到初始位置，这种结构设计能够大幅提升操作机构的耐久性、耐冲击跌落性能及耐磨损等能力，能够提高操作机构的使用寿命。

[0070] 目前一般使用电致动器来将用户的输入反馈给操作输入设备，例如用户在打游戏机时。本申请通过磁体4与磁性件5的相互作用，可以将用户对操作机构100的输入力进行力反馈，还能够在控制程序中设定规则，根据用户的输入量(按下的力度)来调节力反馈的程度，进而利用磁体4与磁性件5来替换电致动器，实现力反馈，提升整体结构的耐用性。

[0071] 如图2所示，操作机构100包括具有收容空间的壳体1。壳体1包括第一壳11及第二壳12，所述第一壳11与第二壳12扣合形成壳体1，壳体1内部的收容空间为能够收容磁体4与可移动操作件2等结构相契合的构造设计。

[0072] 具体地，第一壳11设有第一固定部111，所述第二壳12设有第二固定部121，所述支撑件3的两端分别安装固定在所述第一固定部111与所述第二固定部121内。第一固定部111、第二固定部121可以是轴孔、圆槽、销孔等，支撑件3能够在第一固定部111、第二固定部
121内进行转动。

[0073] 在一些实施方式中，支撑件3可以是支承轴或支承球，支撑件3也可以是其他能够承载可移动操作件2的结构，保障可移动操作件2能够绕支撑件3旋转移动即可，在此不做限定。

[0074] 支撑件3用于支撑可移动操作件2，可移动操作件2绕着支撑件3旋转移动。本实施例以支承轴为例，支承轴的两端分别插入第一固定部111、第二固定部121内，第一固定部111、第二固定部121为圆柱槽或圆孔，可移动操作件2设有轴孔21。支承轴能够转动，并带动可移动操作件2绕支承轴转动。

[0075] 请继续参阅图2，可移动操作件2包括位于壳体1内的移动部22及穿出于壳体1外的按压部23。其中，本申请对移动部22的延伸长度、形状没有限制，移动部22在接收到按压部23产生的力后，移动部22带动磁体4绕支撑件3转动并产生力矩，在这种情况下，有利于提高反作用力的力矩、振动力或作为止动件时的反作用力。

[0076] 移动部22呈矩形框状结构，移动部22设有安装部221，磁体4嵌设于安装部221内，使得磁体4与可移动操作件2可拆卸连接。安装部221可以是安装孔或安装槽，具体形式在此不做限定。可以理解地，即使磁体4损坏，也能实现快速更换。在其他实施方式中，磁体4也可以安装于壳体1的收容空间1内，磁体4与可移动操作件2保持连接，并与可移动操作件2同步转动即可。磁体4的形状可以是方块、环状、圆柱等，在此不做限定。

[0077] 为了方便用户操作，可移动操作件2穿出于壳体1的部分为按压部23，按压部23可以为与用户手指形状契合的凹槽或凹陷区，这样用户能够实现快速按压可移动操作件2。

[0078] 在本申请中，为了提高磁体4的磁力强度，两块矩形的磁体4嵌设于可移动操作件2的安装部221内。当用户按压可移动操作件2的按压部23时，可移动操作件2绕支撑件3移动从初始位置转动，并带动磁体4移动。

[0079] 在一些实施方式中，磁性件5的安装位置与可移动操作件2处于初始位置时磁体4的所在位置相对应。本申请中的初始位置是指可移动操作件2没有被用户按压时所处的位置，也可以理解为无负荷位置。

[0080] 在一些实施方式中，磁性件5与可移动操作件2上的磁体4间隔设置，这样可以更好地减少摩擦、磨损，使得磁性件5的使用寿命增长，所需的安装空间也减小，可以提高操作机构的结构紧凑性。可行的方案中，磁性件5安装于壳体1的内壁上，磁性件5可以是磁铁片，两块磁铁片分别安装于第一壳11、第二壳12的内壁上，磁性件5与可移动操作件2上的磁体4间隔设置，磁性件5与磁体4磁力吸引。

[0081] 由于磁性件5设置在可移动操作件2的初始位置附近，当可移动操作件2转动至其他位置后，在磁性件5与磁体4的磁吸作用下能够带动可移动操作件2主动复位，磁性件5具有非物理性的、磁性弹簧的效果，能够减少由于位置检测的磨损引起的漂移现象、振动和掉落冲击引起的破损。

[0082] 使用时，当用户按在可移动操作件2的按压部23上时，在按压力的作用下，可移动操作件2沿支撑件3旋转移动；当用户撤回按压力，可移动操作件2在磁性件5的磁吸作用力下，使得可移动操作件2复位到初始位置。在实际应用中，通过调整磁性件5的安装角度、形状、与磁体4的距离等，改变磁性件5的磁吸力，磁性件5为磁铁片，且与磁体4间隔设置，不容易受到磨损，即使操作机构100坠落或振动等，磁性件5也不容易发生破损，结构可靠性大幅提升。

[0083] 在一些实施方式中，所述操作机构100还包括第一驱动件6及电路板7，为了实现第一驱动件6以电气方式产生磁场，第一驱动件6与电路板7电连接。所述第一驱动件6设置于所述磁性件5与所述磁体4之间，所述第一驱动件6用于调整所述可移动操作件2的位置。

[0084] 可行的方案中，所述第一驱动件6设置于所述收容空间内，第一驱动件6为线圈，线圈通电后产生磁场，所述磁体4与所述第一驱动件6以电气方式产生的磁场进行磁吸作用，并调整所述可移动操作件2的位置。

[0085] 如图2所示，第一壳11设有第一收容部112，第二壳12设有第二收容部122，相应地，第一驱动件6包括第一线圈61和第二线圈62，第一线圈61安装于第一收容部112内，第二线圈62安装于第二收容部122内。第一线圈61、第二线圈62分别位于磁体4的两侧，从而能够加强与磁体的磁吸作用力，进而控制可移动操作件2的移动。在这种情况下，磁性件5可以安装于所述第一驱动件6上，且位于第一驱动件6远离磁体4的一侧。

[0086] 在本申请中，电路板7连接供电设备(图未示)，电路板7为柔性电路板，其具有优异的耐弯折性能，能够根据壳体内的空间调整其安装位置。具体地，电路板7包括第一电连接部71及两个第二电连接部72，其中，第一电连接部71延伸至壳体1的外部与供电设备连接，两个第二电连接部72分别抵接在第一线圈61、第二线圈62远离磁体4的一侧。当第一线圈61、第二线圈62获得电路板7的输入电流后，第一驱动件6能够对磁体4产生磁力，线圈产生的磁力的大小与音圈电机施加的电流成比例，以此可以通过控制输入电流的大小，控制线圈产生的磁力的大小，线圈产生的磁力与磁体相互作用，进而提供反作用力给可移动操作件2，使得可移动操作件2能够从按下位置恢复至初始位置，或对可移动操作件2的转动位置进行调整或控制，提高用户的使用体验。

[0087] 在一些实施方式中，操作机构100还包括与电路板7电连接的位置检测元件8，位置检测元件8用于检测可移动操作件2的位移信息，电路板7还用于将位移信息转换为控制信号并输出至外部设备。在具体实施方式中，位置检测元件8安装于收容空间内，且位置检测元件8根据检测到磁体4的磁场强度(霍尔效应)来判断磁体4所在的位置，也就是可移动操作件2在可移动行程中所在的任意位置。

[0088] 使用时，用户按压可移动操作件2上的按压部23，可移动操作件2绕支撑件3转动，通过所述位置检测元件8实时检测磁体4的位移，并将磁体4的所在的任意位置阈值输入外部设备，通过输入量密切监控可移动操作件2的位移。

[0089] 为了控制可移动操作件2的移动量，通过位置检测元件8检测可移动操作件2的实时位置，第一驱动件6与磁体4磁性相吸，控制可移动操作件2在可移动区域范围内的任意位置停止移动。此时，第一驱动件6可以用作止动件，采用第一驱动件6提供的反作用力来控制可移动操作件2上的磁体4，使得可移动操作件2在任意位置停止移动。

[0090] 在其他实施方式中，也可以在操作机构100内安装机械止动件来实现可移动操作件在任意位置的停止移动，即不使用线圈。或者，也可以采用电驱动器(例如电机)与线圈并用的方式，以使得操作机构实现力反馈。

[0091] 另外，第一驱动件6与磁体4相互作用还能够用作振动马达，产生咔哒声，例如在可移动操作件2的可移动区域范围内，对第一驱动件6施加电流等来产生振动感，振动感反馈至可移动操作件2内的磁体4，并进一步传导至按压部23，用户能够接收到震感、振动声音。

[0092] 在本申请中，位置检测元件8在不接触情况下进行可移动操作件2的位置检测，相比于以往采用的电位器等检测元件，本申请的位置检测元件8不会与可移动操作件2发生摩擦、磨损，因此不会引起漂移现象，在精准检测的同时，不会引起结构性破坏，操作机构100的结构可靠性得到提升。

[0093] 本申请采用位置检测元件8来检测可移动操作件2的位置，并反馈给控制中心，再通过第一驱动件6产生的磁场控制可移动操作件2停止在任意位置上，实现电动控制可移动操作件的按下量，相比于通过机械止动件来实现手动输入控制，电动控制的使用便捷性大幅提升。

[0094] 图3为本申请实施例二提供的操作机构的局部结构透视图，如图3所示，操作机构100还包括设置于可移动操作件2底部的第二驱动件9，以控制可移动操作件2在可移动区域范围内移动或停止。可以理解地，第二驱动件9可以替换实施例一方案中的第一驱动件6，也可以与第一驱动件6协同作用来控制可移动操作件2的移动。

[0095] 如图3所示，第二驱动件9设置于可移动操作件2的底部，第二驱动件9能够沿朝向或远离可移动操作件2的方向(第一方向90)移动，并与沿可动方向20转动的可移动操作件2发生干涉。具体地，第二驱动件9包括驱动电机91及接触部92，接触部92在驱动电机91的作用下沿第一方向90移动，并对沿可动方向20移动的可移动操作件2进行干涉。可以理解地，当可移动操作件2与第二驱动件9相抵触时，第二驱动件9替代实施例一提供的方案中的第一驱动件6实现力反馈和止动的功能。在其他实施方式中，也可以第二驱动件9与第一驱动件6协同使用，以实现对不同的运动路径、更复杂的运动方向的控制，当两者协同使用时，力反馈作用和止动作用能够得到明显提升。

[0096] 图4为本申请实施例三提供的操作机构的局部结构示意图，如图4所示，操作机构100包括第二驱动件9及第一驱动件6，其中，第一驱动件6为线圈，其能够对磁体4产生磁力，进而提供反作用力给可移动操作件2，使得可移动操作件2能够从任意停止位置恢复至初始位置，或对可移动操作件2的停止位置进行调整或控制。第二驱动件9能够沿第一方向90方向移动，可移动操作件2能够沿可动方向20转动，并与沿第一方向90移动的第二驱动件9相抵触。第二驱动件9可以作为振动马达，使得可移动操作件2竖直振动，给用户提供振动触感。本实施例中的第一方向90为沿竖直方向朝向或远离可移动操作件2的方向。

[0097] 图5为本申请实施例四提供的操作机构的示意图，如图5所示，操作机构100包括设置于所述可移动操作件3侧部的第二驱动件9，第二驱动件9包括驱动电机91及接触部92，接触部92沿朝向或远离可移动操作件2的方向(第二方向93)移动，并与沿可动方向转动的可移动操作件2发生干涉。具体地，沿第二方向93移动的接触部92与可移动操作件2的移动部相抵触。当可移动操作件2的按压部23接收到按压力时，移动部22绕支撑件3转动，并能够沿可动方向20从初始位置201转动至全行程停止位置202处。当第二驱动件9的接触部92沿第二方向93移动并与移动部22产生干涉时，移动部22可以停止在可移动范围内的任意位置203上，此时第二驱动件9可以作为止动件。

[0098] 图6为本申请实施例五提供的操作机构的示意图，如图6所示，操作机构100包括第二驱动件9，未设置第一驱动件6(线圈)。在本实施例中，第二驱动件9设置于壳体1的收容空间内，并位于可移动操作件2的移动部22的一侧。第二驱动件9的接触部92在驱动电机91的作用下沿第二方向93移动，并对沿可动方向20移动的可移动操作件2的移动部22进行干涉。第二驱动件9可以作为振动马达，使得可移动操作件2横向振动，给用户提供振动触感。其中，第二方向93为朝向或远离可移动操作件2的且与移动部22垂直或近似垂直的方向。

[0099] 在本实施例中，可以将接触部92的接触面设置为球面或倒角弧面，例如切割成45度角，这样可以减少接触部92与可移动操作件2的碰撞力度，减少磨损。第二驱动件9产生的横向干涉可以产生横向反作用力，使得可移动操作件2横向振动，起到横向振动马达的功效。

[0100] 图7a为本申请实施例六提供的操作机构的示意图，图7b为本申请实施例六提供的操作机构的又一示意图，图7c为本申请实施例六提供的操作机构的另一示意图，如图7a至图7c所示，所述操作机构100还包括连接件101与抵接件102，连接件101的第一端101a与支撑件3连接，磁体4安装于连接件101远离支撑件3的一端；抵接件102与连接件101的第一端101a连接，抵接件102用于与可移动操作件2抵接。

[0101] 在上述方案中，磁体4安装于连接件101上，并通过抵接件102将磁体4与磁性件5的磁吸作用力传导至可移动操作件2上，帮助可移动操作件2进行复位或实现力反馈，相比于采用物理弹簧实现可移动操作件的力反馈，磁性件5与磁体4的磁吸配合，两者之间相互干涉、摩擦减少，即使在受到掉落冲击的情况下，可移动操作件2移动至可移动行程中的任意位置时，在磁性件5的磁吸作用下也可以自动恢复到初始位置。

[0102] 在一些实施方式中，连接件101为连杆，连杆的第一端101a设有轴孔及连接部103，支撑件3穿过连接件101的轴孔，使得连接件101可以绕支撑件3转动。壳体1的内壁还设有转动轴104，抵接件102套设于转动轴104上，且抵接件102与连接件101的连接部103连接，在连接件101绕支撑件3沿第三方向105移动时，连接件101带动抵接件102绕转动轴104沿第三方向的反方向移动。

[0103] 在一些实施方式中，如图7b所示，第一驱动件6可以是线圈，线圈未通电情况下，用户也可以手动推动可移动操作件2在可移动范围内任意移动。

[0104] 在一些实施方式中，第一驱动件6可以是线圈，如图7c所示，线圈通电后产生的磁力与磁体4相互磁吸作用，在磁吸作用下，连接件101绕支撑件3沿第三方向105移动并通过抵接件102提供反作用力给可移动操作件2的移动部22，使得可移动操作件2能够从按下位置恢复至初始位置，或对可移动操作件2的移动位置进行调整或控制。

[0105] 在上述多个实施例中，操作机构相比于以往的可变触感控制器的操作机构，整体结构更加简单、紧凑及轻量化，该操作机构具备耐振动、耐跌落冲击性，且操作机构的可靠性不易受到装配的影响，针对用户输入能够具有很高的耐用性。

[0106] 图8为本申请提供的操作输入设备的结构示意图，图9为本申请提供的操作输入设备的另一结构示意图，图10为本申请提供的操作输入设备的又一结构示意图，如图8至图10所示，本申请还提供了一种操作输入设备200，该操作输入设备200包括以上任一项的操作机构100，该操作输入设备200可以为游戏手柄，以方便用户进行操作。操作机构100还可以用于图5所示的游戏手柄控制器或便携信息设备，如图10所示，操作机构100能够搭载于其他工业设备的操作输入设备200上，工业设备可以是加工设备、测定设备等，操作机构100的应用能够提升操作输入设备200的可操控性、耐用性。

[0107] 以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。