CN103782256A - 具有触摸屏的操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作装置，其具有壳体（2），该壳体构造如下，即框架（3）在上侧与安全玻璃（5）粘接，该安全玻璃在框架内部支承有传感器件（6），利用该传感器件可探测到对安全玻璃的触摸。壳体在其下侧设置有可拆卸地紧固在框架（3）上的封盖（8）。这个封盖支承显示器（9），该显示器与安全玻璃和传感器件共同构成触摸屏。这样的操作装置可以构造成防水和防尘的并且易于清洗，这使它特别适用于食品加工设备。

Description

具有触摸屏的操作装置

同源申请的说明

本申请要求瑞士专利申请1172/11的优先权，该申请于2011年7月13日递交并且就此援引其所有内容。

技术领域

本发明涉及一种操作装置，其包括：壳体和用于输入指令的触摸屏。另外本发明在另一方面涉及一种操作装置，其包括：由玻璃或类似玻璃的材料构成的触摸操作界面，该操作界面在背向操作的那侧上具有传感器件。

背景技术

具有触摸屏的操作装置是已知的。这样的操作装置例如应用在自动取款机中。屏幕的玻璃由安全玻璃构成的“防恶意破坏的”构造是已知的。但是这种操作装置并非构造为针对提高的防水要求或卫生要求，如它们例如在食品加工企业中所提出的那样。

在具有旋钮的操作装置中，其设置有用于钮轴的通孔。如果对防水性提出高要求，那么这对旋钮的构造提出特殊要求。

发明内容

本发明的第一方面的目的是：提供一种改进的具有触摸屏的操作装置，该操作装置提供防水性且适合应用在具有高的卫生要求和相应的清洗要求的领域。

这在文首述及类型的操作装置中通过如下方式得以实现：壳体包括由金属、特别是由不锈钢构成的框架，在该框架的操作侧的上侧上防水地紧固有构成屏幕操作表面的安全玻璃，该安全玻璃在其背侧上支承用于探测触摸的传感器件，并且所述壳体在框架的下侧上通过可拆卸地紧固在该框架上的壳体封盖封闭、特别是防水地封闭，该壳体封盖支承显示器，该显示器与安全玻璃和传感器件共同构成屏幕。

通过这种构造获得一种操作装置，该操作装置满足对防水性和防尘性的很高的要求以及特别是能够绝对满足根据IP69K的对接触密封性和防尘性和防水性的保护等级。获得一种从其操作表面起显示抗冲击和耐划的操作装置。另外还可以戴着手套对它进行操作，这在必须戴劳动保护手套的作业环境中是重要的。可以通过用水喷射或者用高压清洗装置进行清洗。在操作装置的由安全玻璃构成的上侧面上没有棱边或坑洼，从而能够无残留地将污物洗掉。此外，没有设置贴膜且没有磨损件。如果特别是U形框架的框架和构成壳体的外侧壁的框架由不锈钢构成，那么特别良好地适合于食品机械。根据操作装置在设备上或者中的定位，壳体背侧的封盖也防水地设置在框架上并且必要时同样由不锈钢构成。

在操作装置的一种优选的实施方式中，安全玻璃以其端面齐平地设置在框架上或者与壳体的侧壁齐平地设置。通过这种方式获得操作装置的完全平坦的、“无框架的”玻璃表面，这防止污物以及由此细菌在操作装置上的积聚或者能够实现有效清洗。优选安全玻璃通过环绕的、连续的粘接而紧固在U形框架的正面上。这产生框架与安全玻璃的稳定的结合并且通过选择持久的不受水侵蚀的粘结剂同时保障了玻璃与框架之间的防水性。也可以采用其它的紧固方式，但是通常需要设置单独的密封件防止水浸入玻璃与框架之间。在一种优选的操作装置中，用于显示操作表面的显示器直接位于安全玻璃后面，该安全玻璃在其背侧上支承传感器件。由此尽管有安全玻璃依然产生由显示器显示的操作表面的很好的可见度或者显示，并且获得操作装置的紧凑的结构。

在一种特别的实施方式中设置至少一个可以由手来机械操作的操作钮，该操作钮此外设置为用于触摸式操作，因而操作人员通过触摸触摸屏来实施一定的操作措施并且通过操作从屏幕表面凸起的操作钮来实施至少一个另外的操作。但是在这种情况下应该保持上述防水性的优点。为此设置：通过在外部设置在玻璃的或玻璃陶瓷的背面上的或者背向操作的那侧上的传感器件可探测到多个彼此邻接的传感器区域。这些传感器区域能够实现应该借助机械的钮输入的指令的输入。在操作表面上，特别是由非导电材料构成的钮架持久地紧固在这些区域上，但是在屏幕表面中或在安全玻璃中没有通孔。由钮架可操作地支承的操作钮构造和设置如下：在操作该钮的过程中，能够选择性地操作所述钮架之下的或旁边的传感器区域。通过这种方式由于不需要用于机械地支承在操作表面上的操作钮的穿孔而不损害操作装置的防水性。该操作钮借助永久紧固的钮架如此保持，使得它在操作方面相当于已知的通常的操作钮并且由此仅仅实施一个旋转运动或仅仅实施一个线性的移动。可以如下地进行设计，即，传感器区域设置成基本上圆形的并且操作钮是旋钮。作为备选，通过这种方式可以提供一种可手动操作的移动调节机构，如果传感器区域设置为基本上线性的并且操作钮是滑钮，该滑钮可线性移动地紧固在钮架上并且在沿着钮架线性移动的过程中在传感器区域上驶过。为了获得尽可能逼真的、与机械的钮开关相当的操作感觉和可靠的调节，优选操作钮摩擦制动地和/或锁定地设置在钮架上，其中锁定的位置和数量与传感器区域的位置和数量相一致。

本发明的第二方面的目的是，提供一种改进的操作装置，其具有触摸玻璃表面或类似玻璃的表面、特别是玻璃陶瓷表面，该操作装置提供一种在最佳防水性的情况下利用至少一种需机械操作的操作工具的操作可能性。这种操作装置应该适合应用在具有高的卫生要求和相应的清洗要求的领域、例如厨房。

这个目的通过如下方式得以实现：构造有传感器件，以便探测多个彼此邻接的传感器区域，在操作表面上，特别是由非导电材料构成的钮架持久地紧固在这些区域上，并且设置有可操作地支承在所述钮架上的操作钮，该操作钮如此构造和设置，从而在操作所述钮的过程中能够选择性地操作传感器区域。

因此在玻璃操作表面或者玻璃陶瓷操作表面之上设置至少一个可以由手来机械操作的操作钮，该操作钮此外特别设置为用于通过用手指触摸或者敲击操作表面来进行触摸式操作（但是该操作钮也可以没有这样的操作地设置为一种唯一的操作可能性），这样操作人员可以通过操作从表面凸起的操作钮来实施至少一个仪器操作。但是在这种情况下应该保持上述防水性的优点。为此设置：在外部设置在玻璃的或玻璃陶瓷的背面上的或者背向操作的那侧上的传感器件能够探测或者区分多个彼此邻接的传感器区域。这些彼此邻接的传感器区域能够实现应该借助机械的钮输入的指令的输入。在操作表面上，钮架特别是通过粘接紧固在这个区域之上，并且由此在构成玻璃表面的安全玻璃或玻璃陶瓷板中不需要通孔。可操作地支承在钮架上的操作钮如此构造和设置，即，在操作所述钮的过程中能够选择性地操作传感器区域。通过这种方式由于不需要用于机械地支承在操作表面上的操作钮的穿孔而不损害操作装置的防水性。该操作钮借助永久紧固的钮架如此保持，使得它在操作方面相当于已知的通常的操作钮并且由此仅仅实施一个旋转运动或仅仅实施一个线性的移动。可以如下地进行设计，即，传感器区域设置成基本上圆形的并且操作钮是旋钮。作为备选，通过这种方式可以提供一种可手动操作的移动调节机构，如果传感器区域设置为基本上线性的并且操作钮是滑钮，该滑钮可线性移动地紧固在钮架上并且在沿着钮架线性移动的过程中在传感器区域上驶过。为了获得尽可能逼真的、与机械的钮开关相当的操作感觉和可靠的调节，优选操作钮摩擦制动地和/或锁定地设置在钮架上，其中锁定的位置和数量与传感器区域的位置和数量相一致。

附图说明

下文参照附图来进一步阐述本发明的实施例。附图中：

图1为壳体封盖打开的操作装置的图解视图；

图2为带有设置在其上的传感器件的安全玻璃的后视图；

图3为框架的以及尚未与其连接的安全玻璃的后视图；

图4为操作装置与机器的控制装置的连接视图；

图5为带有设置成圆形的传感器区域的玻璃板或玻璃陶瓷板的区段，用于说明本发明的第二方面；和

图6为本发明的第二方面的钮架和钮的图解视图。

具体实施方式

在本申请中使用了安全玻璃的概念。在此是指专业人员已知的单层安全玻璃（ESG）或复合安全玻璃（VSG）。专业人员已知的玻璃陶瓷的概念是指由玻璃熔液通过受控的结晶而制成的材料。这个过程的结果是具有新的特性的类似玻璃的产物。玻璃陶瓷特别是应用在炉灶中。另外言及的是传感器件，这些传感器件可以设置在安全玻璃板的或类似玻璃的板的、特别是玻璃陶瓷的背侧上并且可以测定安全玻璃板上的或者玻璃陶瓷上的正面的触摸和这个触摸的位置。由此是指所有类型的触摸传感器包括其分析处理电子装置，这些触摸传感器可用于所谓的“touch-screen”（触摸屏）。特别是优选电容传感器件和特别是这样的具有在背侧设置在玻璃板上的电极的X/Y网格（X/Y-Gitter）的电容传感器。例如由英国的Zytronic Display Ltd.公司以

的产品名称经销一种这样的、也可使用在安全玻璃后面的电容传感器件并且适合于此处描述的传感器件。

图1至4示出的是用于说明本发明的第一方面的实施方式。在图1中为了说明而图解地且以打开的形式示出操作装置1。在壳体的或者操作装置的封闭的、可投入使用的形式中，封盖紧固在框架上并且显示器直接装在安全玻璃构成的板后面或者直接装在设置在板的背侧的传感器件后面。这为由操作者感知的操作表面提供良好的显示质量。在图1中可以看到，操作装置1的壳体2包括框架3、前部安全玻璃板5和后部封盖8。在图1中可以从操作装置的正面看到框架3和防水地紧固在该框架3上的安全玻璃板5，而在图3中从其背侧示出这个框架和与其分开的安全玻璃板5。在穿过框架边的横截面中看，框架优选成形为基本上U形（亦或L形）并且特别是由不锈钢板成形。框架可以构造成单部件式的或多部件式的。框架以其前部上侧或者此处由U－边4（该U－边在图1中被安全玻璃覆盖）构成的操作侧的上侧构成用于安全玻璃5的紧固表面。安全玻璃5在框架3上优选通过粘接而紧固在该框架的前部上侧上或者U－边4上（或在L形的框架中紧固在其L－边上）。环绕整个框架实施这个粘接并且将安全玻璃5持久地、不受水侵蚀地且防水地紧固在框架3上。在此优选如此选择安全玻璃5的尺寸，使其以其端面5′与框架3的侧壁12齐平地紧固在这个框架上或者由此与壳体2的或者操作装置1的侧壁齐平。因此具有触摸屏10的或者具有由该屏幕构成的操作表面11的壳体2的整个正面由玻璃构成并且由此是完全平的且无凸肩的。但是如果玻璃紧固在框架内侧上，那么也可以选择有凸肩的结构，这样前部框架边不被玻璃遮盖。触摸操作表面11之外的玻璃区域可以构造成不透明的，例如在玻璃的背面上涂不透明的层、例如黑色的层，而屏幕10在操作表面11的区域中是透明的。这允许观察显示器9上的图像，该显示器与安全玻璃5和传感器件6共同构成触摸屏。这个屏幕具有所述及的触摸操作表面11。

操作装置的壳体2在其背侧被封盖8封闭，该封盖紧固在框架3上。在U形框架中，封盖特别是优选同样防水地紧固在其背侧的框架边7上。为此可以设置环绕的密封件14，该密封件保护壳体防止水从背侧浸入。例如可以以所示出的方式利用框架3上的螺栓29和相应地设置在封盖8上的孔18对封盖进行紧固，通过这种方式可以利用螺母将封盖拧紧在螺栓29上。封盖8支承显示器9或者这个显示器以任意的方式紧固在该封盖的内侧上。可以通过防水的接线盒16（图1）或如在图3中所示出的那样通过防水的电缆套管17来完成操作装置1到控制系统20、特别是工业用计算机的电连接。

在玻璃5的背向操作的那侧15上，透明的传感器件6安置在玻璃是透明的且显示器9以其图像显示面9′处于其内的区域中。在图4中仅仅示意性地且为了更好的示出而以过大的厚度示出该传感器件。在图2中可以看到传感器件作为薄的透明层，该层通过柔性的电缆而与分析处理电子装置26连接。具有插头27的电缆从该分析处理电子装置引向计算机。这样的传感器件对于专业人员来说是已知的并且特别是使用文首述及的商业上惯用的传感器件。通过所述传感器件可确定：在X/Y坐标系中看，在屏幕的哪个位置上发生对操作表面11的触摸。传感器件包括所提到的专用的分析处理电子装置26并且特别是通过USB接口而与计算机20连接。这个计算机另一方面具有到显示器9的输出端、特别是数字信号（DVI）输出端，该输出端通过线路21而连接在显示器的DVI输入端上。到计算机的USB接口和到显示器的DVI输出端通过所述接线盒16或直接用穿过电缆套管17的电缆被引导。借助专业人员已知的和商业上惯用的在计算机20上运行的软件，一方面在操作装置1的屏幕9、10上生成显示，确切地说是根据通过操作表面11的必要的操作内容。另一方面计算机或者控制装置20根据通过操作表面11输入的指令对设备进行控制，操作装置1属于该设备。在作为工业用计算机20的构造中，计算机为此具有相应的输出模块20′。这种类型的控制装置对于专业人员来说是已知的并且因此在此不再赘述。借助具有平滑无凸肩的、由安全玻璃5构成的表面的操作装置1的所述构造产生文首述及的优点，这些优点特别是在食品加工设备中起决定性作用，在该设备中非常频繁地用水和/或蒸汽和洗涤剂进行清洗。在这种情况下，将安全玻璃环绕不间断地粘接在框架上产生极好的防水性。在所示出的玻璃5的端面5′与框架的侧壁12或者与壳体侧壁齐平的优选的构造中，去掉了操作装置的正面上的每个可能导致污物积聚的凸肩。安全玻璃在操作表面11的区域内提供例如3至4毫米厚的、耐划且抗冲击的表面。环绕操作表面11的周围区域也具有这种特性并且由此操作装置1的整个壳体表面由金属和玻璃这样构成。操作表面11以外的区域的优选的不透明性可以通过在安全玻璃的背侧上的层得以实现，该层也受到这个安全玻璃的保护。当然，操作表面11也可以构造得更大，这样它包括了整个框架开口（Rahmenoeffnung）。

图5和6示出的是本发明的另一方面。这一方面可以与前述第一方面组合，因而所有前述特征和结构也可以与第二方面相关联地设置并且这些特征和结构在此通过参阅而采纳。所介绍的钮架则设置在操作表面11上或者在安全玻璃5上，并且传感器件6检测如下文介绍的那样设置在所述钮架上的操作钮的位置。与此相反，在图5和6中示出的实施方式构造如下：示出的是（仅仅部分地示出的）玻璃陶瓷板25（或玻璃板），其用作至少部分为触摸式的操作表面。为了这个目的，在玻璃陶瓷板下至少在一定区域内设置传感器件6，该传感器件对触摸玻璃陶瓷板的上侧做出反应。这样的构造特别是由炉灶为众人所知。传感器件可以是上述的商业上惯用的传感器件。在本发明的这个方面中设置有传感器件的邻接的传感器区域30。如在图5中示出的那样，这些传感器区域例如可以设置成圆形的。在这种情况下，每个传感器区域30可以通过触摸来进行单独感应并且引起仪器的功能，玻璃陶瓷板25属于该仪器。在与本发明的前述第一方面的组合中，这些单独的区域由具有其X/Y－控制器26和计算机的传感器件6构成，所述计算机以下文叙述的方式将由操作钮在屏幕10上或者在触摸表面11上触摸的相应的X/Y坐标系配置给事先确定的区域。按照本发明的第二方面，钮架永久地紧固在触摸区域（构造成限定的X/Y坐标系或专用的各个传感器区域30）的上方。图6示出的是钮架的一个实施例。特别是钮架31可以通过粘接而持久且不受水侵蚀地紧固在玻璃陶瓷板25的上侧上。在根据本发明的第一方面的实施形式的情况中，钮架31紧固在操作表面11上，同样优选通过粘接。优选钮架31由非金属材料构成，例如由塑料构成。它一方面具有凹槽32，该凹槽与触摸区域30的设置相适配。在示出的例子中，这是半圆形的凹槽32。另外钮架31如此构造，使得操作钮35能够可旋转地紧固在该钮架上。为此设置有柱形的轴33，该轴配合插入到操作钮35的相应的凹槽33′中。保持件34将套装到轴33上的钮保持在该轴上。钮具有接触件36，该接触件插入凹槽36并且由此用于操纵触摸表面或者板25的区域30或此外操作表面11。钮和接触件36优选由金属构成。因此随着操作人员的手指旋转钮35，场30通过接触件36被激活。在X/Y坐标系的情况下钮的或者接触件的位置通过这种方式得以识别。钮架和钮37优选具有锁定，该锁定形成与相应的区域30相一致的或者与事先限定的X/Y坐标系相一致的限定的钮位置，因而计算机可以该钮的锁定位置配置给确定的钮位置或者配置给借助钮的输入值的调节值（Einstellung）。作为锁定件例如可以在钮中设置磁体37并且可以在此外由塑料构成的钮架31中设置金属制的嵌件37。也可以设置其它已知的机械类型的锁定件。优选在钮架与钮之间设置产生限定的摩擦的装置，这样需要用于旋转所述钮的限定的操纵力，以便给操作人员一种接近机械的调节钮的操纵感觉。也可以设置可线性移动的调节钮来代替旋钮。钮架则例如构造成轨道的形式并且传感区域30设置成线性的或者X/Y坐标系由计算机20识别为沿线性的钮行程的钮位置。也可以为这种情况设置锁定位置并且钮运动可以通过摩擦或必要时通过磁性来制动。

Claims (18)

1.操作装置（1），其包括：壳体（2）和用于输入指令的触摸屏（6，9，10），其特征在于：壳体（2）包括金属制的、特别是不锈钢制的框架（3），在该框架的操作侧的上侧（4）上防水地紧固有壳体（2）的构成屏幕操作表面（11）的安全玻璃（5），该安全玻璃在其背侧上支承有传感器件（6）用于探测对触摸屏的触摸，并且壳体（2）在框架（3）的下侧（7）上通过可拆卸地紧固在所述框架上的壳体封盖（8）封闭，该壳体封盖支承显示器（9），该显示器与壳体的安全玻璃（5）和传感器件（6）共同构成触摸屏。

2.如权利要求1所述的操作装置，其特征在于：安全玻璃（5）平放在框架（3）的外侧上并且以其端面（5′）与框架侧壁（12）齐平。

3.如权利要求1或2所述的操作装置，其特征在于：安全玻璃（5）通过粘接而紧固在框架上。

4.如权利要求1所述的操作装置，其特征在于：安全玻璃（5）嵌入到框架中。

5.如权利要求1至4之任一项所述的操作装置，其特征在于：显示器（9）直接设置在由安全玻璃（5）构成的板后面。

6.如权利要求1至5之任一项所述的操作装置，其特征在于：该操作装置包括与传感器件（6）和显示器（9）连接的计算机（20）。

7.如权利要求1至6之任一项所述的操作装置，其特征在于：通过传感器件（6）能够区分多个直接彼此邻接的传感区域（30），在操作表面（11）上，钮架（31）持久地紧固在这些区域之上，并且设置有可操作地支承在所述钮架上的操作钮（35），该操作钮如此构造和设置，使得在操作该钮时传感区域能够选择性地感应。

8.如权利要求7所述的操作装置，其特征在于：操作钮为旋钮（35），该旋钮包括从该钮凸起的接触件（36），该接触件向操作表面（11）的方向穿过钮架（31），为此在钮架中设置有凹槽（32）。

9.如权利要求7所述的操作装置，其特征在于：传感区域设置为基本上线性的并且操作钮为能够线性移动的滑钮。

10.如权利要求7至9之任一项所述的操作装置，其特征在于：操作钮摩擦制动地和/或锁定地设置在钮架上。

11.如权利要求7至10之任一项所述的操作装置，其特征在于：钮架（31）通过粘接而紧固在操作表面（11）上。

12.操作装置，其包括由玻璃或玻璃陶瓷（25）构成的触摸操作表面，该操作装置在背向操作的那侧上支承有传感器件（6），其特征在于：传感器件构成多个彼此邻接的传感区域（30），在操作表面上在这些区域之上紧固有钮架（31），并且设置有可操作地支承在所述钮架上的操作钮（35），该操作钮如此构造和设置，使得在操作所述钮时能够选择性地操作传感区域（30）。

13.如权利要求12所述的操作装置，其特征在于：传感区域（30）设置成基本上圆形的并且操作钮为旋钮（35）。

14.如权利要求13所述的操作装置，其特征在于：该操作装置包括从所述钮凸起的接触件（36），该接触件向操作表面（11）的方向穿过钮架（31），为此在钮架中设置有弧形的凹槽（32）。

15.如权利要求12所述的操作装置，其特征在于：传感区域设置成基本上线性的并且操作钮为滑钮。

16.如权利要求12至15之任一项所述的操作装置，其特征在于：操作钮摩擦制动地和/或锁定地设置在钮架上，其中，锁定的位置和数量与传感区域的位置和数量相一致。

17.用于食品加工的设备，其包括如权利要求1至11之任一项所述的操作装置。

18.家用电器，特别是玻璃陶瓷炉灶，其包括如权利要求12至16之任一项所述的操作装置。

Images