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  控制桿最先用作控制飛機的副翼和升降舵。  通常認為“控制桿(joystick)”一詞由20世紀初法國飛行員Robert Esnault-Pelterie最先使用的。同時還有他的飛行員夥伴Robert Loraine,James Henry Joyce和Mr A.E. George。1910年,飛行員先驅Mr A.E. George 和他的同事Mr. Jobling在英格蘭Newcastle建造並起飛了一架雙翼飛機。據說是他發明了“喬治杆(George Stick)”,後來更多的被稱為控制桿(joystick)。喬治和Jobling的飛機控制欄收藏在英格蘭Newcastle Upon Tyne的Discovery Museum。在早期的飛機就有控制桿了,儘管具體操作的細節還不確定。  1944年左右在德國出現了第一個電動2軸控制桿。改進的該裝置用於使滑翔炸彈Henschel Hs 293瞄準艦船目標。在這裡,控制桿是由一個操作者來掌控讓導彈射中目標。此時的控制桿只是一個開關,而不是模擬感測器,即"數字操縱桿"。控制桿到達導彈的訊號是由無線電傳遞的。  這項發明被聚集在佩內明德Heeresversuchsanstalt的一夥科學家得到了。這些人當時正在德國火箭專案開發Wasserfall導彈,類似於V-2火箭系列,第一個地對空導彈。Wasserfall的導向裝置將電訊號轉換為無線電訊號傳達給導彈。  在20世紀60年代無線電控制飛機模型系統廣泛使用控制桿,如1964年Phill Kraft 生產的Kwik Fly。Kraft Systems 最終成為計算機行業和其他使用者的一個重要OEM控制桿供應商。電動輪椅是控制桿在除了無線電控制飛機以外的第一個行業,如1963年的Permobil。在這段期間內,美國宇航局使用控制桿作為阿波羅任務控制裝置的一部分。例如,月球著陸器的測試模型使用控制桿操縱。  1967年,電視電子遊戲和Magnavox Odyssey遊戲機的發明者Ralph H. Baer,創造了第一個電子遊戲控制桿。該模擬控制桿,用兩個電位器來測量電位。  為Atari 2600制定的雅達利標準控制桿,是一種數字控制桿,帶有一個“開火”按鈕,通過DE-9 connector連線,其電氣規格多年來成為數字控制桿規格的“標準”。控制桿被普遍用於第一代和第二代遊戲機,儘管控制桿,特別是街機式的,一直是各種遊戲機的熱門配件,但後來敗給了大眾熟悉的手柄,手柄是1985年的FC遊戲機和1986年的Master System的控制器。  最近,模擬杆(或拇指杆,得名於用一個拇指即可控制)已成為電子遊戲機的標準,而且還能使杆本身從中間位置移動到其他位置。這意味著軟體不必在執行移動指令時跟蹤位置或估計速度。這些裝置通常採用磁探測器確定杆的位置。  在飛行控制領域出現了一種新型控制器,側杆,一種類似於遊戲控制桿的控制器,不同的是,這種控制器使用電子來操縱最新型飛機。除A300和A310外,幾乎整個空客系列,包括全球最大的民用飛機A380,使用輕質的側杆,增加駕駛員座艙的空間和能見度。

  街機控制桿是一種用於遊戲機或電腦的大型控制器。一些街機上配置使用杆和按鈕,用於使用特別的多鍵組合。例如,街機遊戲街頭霸王II或真人快打系列的6按鈕佈局在家用機手柄上實現起來並不舒服,所以有用於Xbox 360玩這類遊戲的家用控制桿出現了。

  大多數控制桿是二維的,有兩個滾動軸(類似於滑鼠),也有一維和三維控制桿。控制桿的一般配置是,左右搖桿沿X軸發出向左或向右移動訊號,前後搖桿沿Y軸發出向前(上)或後(下)移動訊號。三維運動控制桿的配置是,旋轉杆沿Z軸發出向左(逆時針)或向右(順時針)旋轉訊號。X-Y-Z三軸,跟飛機,平衡,傾斜度,以及偏離角有關。  模擬控制桿是一種帶持續狀態的控制桿,即(通常使用電位器)返回在平面或空間裡的任何方向上運動的角的程度並用數字控制桿給出四個方向的開關訊號,和機械上可能的組合(如右上,左下,等)。(20世紀80年代,數字控制桿是電子遊戲機,街機,和FC常見的遊戲控制器。)  此外控制桿往往有一個或多個“開火按鈕”,用來觸發某種動作。這些都是簡單的開關。  一些控制桿有力回饋功能。因此這些不僅僅是被動的輸入裝置,而是可活動的裝置。電腦可以返回訊號使控制桿向反方向發力以阻止玩家的活動方向或是讓控制桿震動。 大多數PC的I/O介面卡都有一個控制桿(遊戲)埠。現代的控制桿大多使用USB介面連線到PC。

  近年來,控制桿在許多工業和製造業已得到普遍應用,如;起重機,裝配線,林業裝置,採礦卡車,挖土機。事實上,這種可以應對高要求的控制桿,在幾乎所有現代液壓控制系統中實際上取代了傳統的機械控制桿。  由於工業操縱桿用於頻繁的幹粗活,所以做工比典型的電子遊戲控制桿更結實耐用。這導致20世紀80年代霍爾效應感測器在這方面的發展和運用,如非接觸式感測器。數家公司生產使用霍爾效應技術的工業應用控制桿。  兩大製造商為世界上最大的OEM供應控制桿,世界上最大的mfg.供應卡特彼勒、John Deere、AGCO、CNH、JLG、GENIE等由DeltaTech Controls供應,Penny and Giles Controls 主要向大型液壓系統提供商Sauer Danfoss供應控制桿。  在北美洲有3個小型區域製造商,也為企業供應控制桿,分別是:OEM Controls,Otto Engineering和PQ Controls。 在歐洲有一些製造商,供應到專門的市場,例如起重機控制,航空業等等。歐洲的全球控制桿供應商中有一家瑞士公司Genge & Thoma AG,既供應標準的控制桿也可為企業定做工業級控制桿。  大型的製造商能夠按OEM的專門需求定做控制桿,而小型區域製造商專注於以高價向較小的OEM銷售標準產品。

  醫用控制桿,是一種輔具指標裝置,是為相當嚴重的身體殘疾的人用來取代滑鼠的。這種控制桿不是用來玩遊戲的,而是插入USB埠和控制游標的。對於患痙病的人(如腦麻痺)來說,抓住控制桿比抓住滑鼠容易。微型控制桿也可為肌肉乏力的人們提供幫助,如肌肉萎縮症,或運動神經疾病。它們還用於電動輪椅的控制,因為它們是簡單而有效的一種控制方法。

  某些控制桿帶有一個帽子開關。也稱為POV(point of view,觀察點)開關。它用來在一個虛擬世界環顧四周,瀏覽選單等。例如,許多飛行模擬器使用它來切換玩家的視角, 而其他遊戲有時用它作為D-pad的替代品。  名詞“帽子開關”根據其形狀,原命名為“Coolie hat苦力帽”,被認為有冒犯性,所以改名。  在真實的飛機中,帽子開關可以做像控制副翼或調整方向舵之類的事。
控制桿是一種輸入裝置,由基座和固定在上面作為樞軸的主控制桿組成,作用是向其控制的裝置傳遞角度或方向訊號。現時控制桿主要用來操縱電子遊戲,通常有一個或多個按鈕,按鈕的狀態也可被電腦識別。控制桿在應用上最熱門的類比產品是現代電子遊戲機使用的模擬杆。