CN101561673A - 手摇轮 - Google Patents

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Abstract

一种手摇轮，包括：一操作区域；一触碰感应器，用于感应操作区域之操作而产生相应的电信号；及一可编辑的半导体芯片，该可编辑的半导体芯片与触碰感应器电性连接，用于接收触碰感应器所产生的电信号并根据所述电信号产生相应的用于控制工具机马达动作的脉冲信号。本发明手摇轮利用触碰感应器来取代现有的转子与按键，使得手摇轮降低成本且体积变小。

Description

手摇轮
技术领域
本发明涉及一种手摇轮，特别是涉及一种应用于CNC加工制造过程中，用于加工前基准点定位的手摇轮。
背景技术
在计算机数值控制(Computer Numerical Control；CNC)加工制造过程中，手摇轮为一项不可或缺的生产工具，一般使用于加工前基准点定位。图1为现有的手摇轮示意图，现有的手摇轮操作接口分为可摇动的手摇轮转子开关11、可控制轴向位置X、Y、Z之轴向键12、可控制机床移动速率X1、X10、X100的倍率开关13。传统手摇轮驱动方式是利用转子转动产生脉冲信号。当转子转动时，亦由转动方向决定输出脉冲正负方向，即控制正转或反转。输出脉冲频率与转子转动速率成正比。
然而，此种传统的手摇轮制造成本高昂、厚度又厚，因此需要一种可降低成本、减少厚度之手摇轮。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可降低成本之手摇轮。
一种手摇轮，包括一操作区域；一触碰感应器，用于感应操作区域之操作而产生相应的电信号；及一可编辑的半导体芯片，该可编辑的半导体芯片与触碰感应器电性连接，用于接收触碰感应器所产生的电信号并根据所述电信号产生相应的用于控制工具机马达动作的脉冲信号。
一种手摇轮，包括若干个用于选择欲控制的工具机马达运动的轴向功能键；一触碰感应器，用于感应被选择的轴向而产生相应的电信号；及一可编辑的半导体芯片，该可编辑的半导体芯片与触碰感应器电性连接，用于接收触碰感应器所产生的电信号并根据所述电信号产生相应的用于开启工具机马达被选择的轴向作动的脉冲信号。
与现有技术相比，本发明之手摇轮，具有以下优点：1.降低成本：利用触碰感应器当成转子或按键使用，具有低成本，除此之外触碰感应器具不易磨损及不受环境影响的特性，因此维修成本可大大降低。2.减少厚度：利用触碰感应器，可有效减少手摇轮转子、轴向键的体积与厚度，因此体积变小且厚度降低。
附图说明
图1是现有手摇轮的示意图。
图2是本发明手摇轮的较佳实施方式的立体透视示意图。
图3是本发明手摇轮的较佳实施方式的控制流程方块图。
图4是本发明手摇轮的较佳实施方式的触碰功能键示意图。
图5是本发明手摇轮的较佳实施方式的顺时针操作方式示意图。
图6是本发明手摇轮的较佳实施方式的逆时针操作方式示意图。
具体实施方式
请参考图2，一种手摇轮100的正面设置有若干个功能键110、若干个对应功能键110的指示面板120、一操作区域130、若干个对应操作区域130的指示面板135、一蜂鸣器140；该手摇轮100的内部设有一印刷电路板410；该手摇轮100的背面设有一返回信号线420、一触碰感应器430、一串行外围接口(SPI)440、一可编辑的半导体芯片450、一串行数据通信接口460、一电源模块470、一电缆信号线480。
功能键110包括轴向选择键X、Y、Z、4、APP、CUT、开关键ON/OFF与锁定键LOCKED等。功能键110的样式并不作限制，可为圆形或方形或具有等效功能之适当形状。
该指示面板120用于当对应的功能键110被选择时，显示该功能键110相对应的功能被执行。该印刷电路板410对应每一指示面板120嵌有一发光二极管(LED)，由于该发光二极管嵌于印刷电路板410内，所以可维持手摇轮100正面的平整性。
该操作区域130划分为若干个内外圈不同区域，进行不同波段操作。操作区域130的样式并不作限制，可为圆形或方形或具有等效功能之适当形状。
该指示面板135用于在操作区域130进行多波段操作时指示相对应的脉冲输出倍率。该印刷电路板410对应指示面板135嵌有若干发光二极管(LED)，由于发光二极管皆嵌于印刷电路板410内，因此可维持手摇轮100正面的平整性。
该蜂鸣器140用于依可编辑的半导体芯片450所传来的不同的脉冲信号，产生不同的音频。
该返回信号线420用于传送功能键110与操作区域130的信号至触碰感应器430。
该触碰感应器430接收返回信号线420传来的信号后，通过触碰感应器430的阻抗自动调整控制机制(AUTOMATIC IMPEDANCE CONTROL，AIC)确认输入之信号，该触碰感应器430在本实施方式为电容式触碰感应器。
该串行外围接口(SPI)440用于传送触碰感应器430的信号至可编辑的半导体芯片450。
该可编辑的半导体芯片450，利用硬件描述语言(HARDWARE DESCRIPTION LANGUAGE，HDL)规划并撰写程序，其可为现场可编程逻辑门阵列(FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY，FPGA)或复杂可编程逻辑组件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)。
请一并参阅图3，该可编辑的半导体芯片450，包括一串行外围接口模块451(SPIMODULE)、一控制模块452(CONTROL MODULE)、及一脉冲产生模块453(PULSE GENERATORMODULE)。
该串行外围接口模块451(SPI MODULE)用以传送串行外围接口440的信号至控制模块452。
该控制模块452用于接收串行外围接口模块451(SPI MODULE)的信号，并将该信号转换为手摇轮100的操作频率信号后，传至脉冲产生模块453。
该脉冲产生模块453接收控制模块452的信号后，将该信号转换为脉冲信号，传至串行数据通信接口460。脉冲的产生与操作区域130的波段速率成正比。
串行数据通信接口460用于接收可编辑的半导体芯片450的信号后，提供差动脉冲输出信号。为提高抗噪声能力及增加数据传输距离，该串行数据通信接口460可为RS-232、RS-422或RS-485。
请再参阅图2，该电缆信号线480设有一直流电源线483和一脉冲输出信号线485。
该直流电源线483用于提供直流电源至电源模块470。
该脉冲输出信号线485用于接收串行数据通信接口460的信号，并将该信号传递输出至工具机马达。
请同时参阅图3、图4，本发明手摇轮100操作功能键110时，例如用手指触碰功能键110之轴向选择键X，该轴向选择键X被触碰之信号会经返回信号线420传至触碰感应器430，之后该信号经由串行外围接口440、串行外围接口模块451(SPI MODULE)传至控制模块452。控制模块452再将该触碰之信号传给脉冲产生模块453。脉冲产生模块453接着将该触碰之信号转换成脉冲信号，再将该脉冲信号传至串行数据通信接口460，即可控制工具机马达轴向X。
脉冲产生模块453所输出的脉冲信号亦会传至蜂鸣器140，蜂鸣器140依据所传来的脉冲信号，产生相应的脉冲信号音频。
请继续参阅图5，操作操作区域130时，例如用手指触碰操作区域130以顺时针方向滑行，该操作区域130被触碰之顺时针方向滑行信号会经返回信号线420传至触碰感应器430，之后该信号再经串行外围接口440传至可编辑的半导体芯片450。
若设定可编辑的半导体芯片450所接收来自触碰感应器430之顺时针方向滑行信号为输出正转脉冲，则该顺时针方向滑行信号经过可编辑的半导体芯片450中的串行外围接口模块451(SPI MODULE)之后传至控制模块452。控制模块452将该顺时针方向滑行信号转为手摇轮100的正转操作频率信号，再将该正转操作频率信号传给脉冲产生模块453。脉冲产生模块453接着将该正转操作频率信号转为正转脉冲信号，并输出正转脉冲信号至串行数据通信接口460。串行数据通信接口460再将该正转脉冲信号经脉冲输出信号线485输出至工具机马达，使工具机马达正转。
脉冲产生模块453所输出的正转脉冲信号亦会传至蜂鸣器140，蜂鸣器140会依据所传来的正转脉冲信号，产生正转脉冲信号音频。
请参阅图6，类似地，当用手指以逆时针方向在操作区域130滑行时，触碰感应器430接收返回信号线420传来的信号后传给可编辑的半导体芯片450使可编辑的半导体芯片450输出反转脉冲信号给工具机马达使之反转。并使蜂鸣器140，产生反向脉冲信号音频。
本发明之操作区域130，亦可随着手指滑行于操作区域130的内圈或外圈而产生不同的脉冲倍率。在本实施方式中预设五种波段x1、x10、x20、x50、x100，这五种波段会随着手指滑行于操作区域130的内圈或外圈而变化。
当要低倍率x1时，则于操作区域130外圈的位置上滑行，该外圈的位置被触碰之外圈滑行信号会传至触碰感应器430。触碰感应器430将外圈滑行信号经由串行外围接口440传至可编辑的半导体芯片450。可编辑的半导体芯片450再根据外圈滑行信号产生相应的脉冲信号传至串行数据通信接口460后，输出低倍率x1的信号。
当要中倍率x20时，则于操作区域130中间的位置上滑行。当要高倍率x100时，则于操作区域130内圈的位置上滑行，依此类推。由于在高倍率时需要较低的分辨率与低倍率时需要较高的分辨率，所以倍率是与操作区域130之半径成反比。

Claims (10)

1.一种手摇轮，包括：
一操作区域；
一触碰感应器，用于感应操作区域之操作而产生相应的电信号；及
一可编辑的半导体芯片，该可编辑的半导体芯片与触碰感应器电性连接，用于接收触碰感应器所产生的电信号并根据所述电信号产生相应的用于控制工具机马达动作的脉冲信号。
2.如权利要求1所述的手摇轮，其特征在于：该可编辑的半导体芯片是通过一串行周边接口与该触碰感应器电性连接。
3.如权利要求2所述的手摇轮，其特征在于：该可编辑的半导体芯片包括一串行外围接口模块、一控制模块与一脉冲产生模块，该串行外围接口模块用于接收该触碰感应器产生的电信号并传送给该控制模块，该控制模块用于根据该电信号产生相应的频率信号并将该频率信号传送给该脉冲产生模块，该脉冲产生模块根据该频率信号产生该脉冲信号。
4.如权利要求1所述的手摇轮，其特征在于：该可编辑的半导体芯片为现场可编程逻辑门阵列或复杂可编程逻辑组件。
5.如权利要求1所述的手摇轮，其特征在于：该触碰感应器为电容式触碰感应器。
6.一种手摇轮，包括：
若干个用于选择欲控制的工具机马达运动轴向的功能键；
一触碰感应器，用于感应被选择的轴向而产生相应的电信号；及
一可编辑的半导体芯片，该可编辑的半导体芯片与触碰感应器电性连接，用于接收触碰感应器所产生的电信号并根据所述电信号产生相应的用于开启工具机马达被选择的轴向作动的脉冲信号。
7.如权利要求6所述的手摇轮，其特征在于：该可编辑的半导体芯片是通过一串行周边接口与该触碰感应器电性连接。
8.如权利要求7所述的手摇轮，其特征在于：该可编辑的半导体芯片包括一串行外围接口模块、一控制模块与一脉冲产生模块，该串行外围接口模块用于接收该触碰感应器产生的电信号并传送给该控制模块，该控制模块用于根据该电信号产生相应的频率信号并将该频率信号传送给该脉冲产生模块，该脉冲产生模块根据该频率信号产生该脉冲信号。
9.如权利要求6所述的手摇轮，其特征在于：该可编辑的半导体芯片为现场可编程逻辑门阵列或复杂可编程逻辑组件。
10.如权利要求6所述的手摇轮，其特征在于：该触碰感应器为电容式触碰感应器。
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