CN104616924A - 一种控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制装置，包括可与待控设备电性连接的电路基板，设于电路基板上的旋转轴，套于旋转轴的旋转盘，所述电路基板设有两同心导电圆环；所述旋转盘以所述两同心导电圆环为导轨旋转；所述旋转盘设有一个或一个以上可在所述旋转盘旋转过程始终与所述两导电圆环电性连接的带有按键开关的按键模块，所述控制装置还包括可通过按键模块的按键开关进行输入控制的按键开关电路。本发明控制装置可在旋转盘上分别一个或多个按键模块，旋转盘可采用圆环状，其中空位置可放置显示屏，使得简洁紧凑美观。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制装置，尤其涉及一种带有旋转盘的控制装置。
背景技术
随着技术的发展，电器，例如家用电器，或者电子产品的功能日益增多，功能的增多相应地也导致控制的增多，例如设备的各种模式、周期、状态、选项和/或参数等的离散选择。旋钮控制是目前常见的一种控制方式，一般通过旋钮来改变周期、状态、选项和/或参数，然而在选择、确认、取消或者切换各种模式时，往往需要在旋钮之外独立设置按键，因此，当设备的功能增多的情况下，控制装置也相应地变得复杂。而且，当使用者旋转旋钮至自己所想要的输入参数时，往往还需要从旋钮脱离，再在另外的按键中进行输入，这种从旋钮到按键的间断的操作方式给用户带来不够愉悦的操作感受，人们通常会更愿意将旋钮旋转至某处后即可直接按压按键确认输入，例如，按键在手指旋转旋钮过程中始终随手指拨动，旋钮旋转至用户想要的输入参数时，手指不需要脱离旋钮即可进行输入操作，从而达到比较好的操作体验。
此外，在家用电器的控制中往往还带有显示界面，例如带有显示屏，显示屏往往与旋钮在功能上配套，例如显示器显示参数，通过旋钮旋转改变参数之后，显示器实时显示改变的参数；然而两者结构上又相互独立，分别安装设置，这使得家用电器的控制装置显得凌乱复杂，不够简洁紧凑，尤其是当家用电器功能增多，输入及控制增多，这种缺陷愈发明显，极大地影响了电器的美感程度。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供带有旋转盘的控制装置，旋转盘上可根据需要方便地分布一个或多个按钮，并且在操作时按钮可始终位于手指之下随手指拨动旋转盘旋转并在旋转至需要位置时按 压按钮进行输入操作，这个过程，手指不需要脱离旋转盘，从而达到很好的操作体验。
本发明还提供一种控制装置，其可以将设置按钮的旋转盘与显示屏布局简洁简凑，从而尤其适用于家用电器的控制装置，提高家用电器的美感。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种控制装置，包括可与待控设备电性连接的电路基板，设于电路基板上的旋转轴，套于旋转轴的旋转盘，所述电路基板设有两同心导电圆环；所述旋转盘以所述两同心导电圆环为导轨旋转；所述旋转盘设有一个或一个以上可在所述旋转盘旋转过程始终与所述两导电圆环电性连接的带有按键开关的按键模块，所述控制装置还包括可通过按键模块的按键开关进行输入控制的按键开关电路。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述按键模块包括按键电路板、设于按键电路板的所述按键开关、设于按键电路板上并可在所述旋转盘旋转过程始终电性连接于所述两导电圆环的两触点、设于按键电路板受所述按键开关控制以与所述两导电圆环接通的按键电阻或按键电容或按键电感。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述旋转盘的背面设有设置所述按键开关的第一凹槽，所述按键开关可在所述第一凹槽上下移动，所述旋转盘的正面设有标识按键开关位置的按键标识。需要说明的是，本申请所说的旋转盘的背面是指朝向所述电路基板的一面。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述标识按键开关位置的按键标识是设于所述旋转盘的正面的凹槽，例如球面凹槽。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述旋转盘的背面设有使得所述旋转盘在所述电路基板均匀受力的支撑部。该支撑部例如可以是均匀设于旋转盘背面的支撑柱，也可以是均匀设置于旋转盘上与导电圆环相对位置处的支撑凸点。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述导电圆环由所述电路基板的铜箔构成。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述控制装置还包括旋转编码器装置。
作为上述技术方案的一种改进，所述旋转编码器装置为光电式旋转编码器装置，包括设于所述旋转盘的圆周边表面的由反射光线部位和不反射光线部位相间形成的码盘和位于旋转盘的圆周侧边的光电检测装置。
进一步的，所述旋转盘的圆周边表面的不反射光线部位设置为凹坑，所述旋转盘的圆周侧边设有抵住所述凹坑的弹簧片。
作为上述技术方案的另一种改进，所述旋转编码器装置为机械式编码器，所述旋转盘的圆周表面设有带凹槽的码盘。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述旋转轴由导光材料制成。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述旋转盘为圆环状，所述圆环状的旋转盘的中空位置设置有显示屏。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述按键电路板固定有两铜管，所述两触点分别设于所述两铜管，所述铜管内设有将所述触点压接于所述导电圆环的弹簧。
作为本发明一种控制装置技术方案的改进，所述按键电路板的背面贴有塑料垫片。
本发明上述技术方案之技术效果将结合本发明具体实施例进一步阐明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明一种控制装置实施例的立体结构图；
图2是图1所示实施例的爆炸图；
图3是图1所示实施例的俯视图；
图4是图3中A-A方向剖视图；
图5是图3中B-B方向剖视图；
图6是本发明一种控制装置实施例中的按键装置4的立体机构示意图；
图7是图6所示实施例中按键装置4的仰视图；
图8是本发明一种控制装置一实施例的电路原理图，该实施例中按键模块内设置按键电阻；
图9是本发明另一实施例的电路原理图，该实施例中按键模块内设置按键电阻，还对导电圆环的外部电路进行了说明。
图10是本发明一种控制装置一实施例的电路原理图，该实施例中按键模块内设置按键电容；
图11是本发明一种控制装置一实施例的电路原理图，该实施例中按键模块内设置按键电感；
图12是本发明一种控制装置一实施例的立体结构图，该实施例中旋转编码器装置为机械式旋转编码器。
附图标记说明：
电路基板1 导电圆环11、12 LED发光管13
旋转轴2
旋转盘3 第一凹槽31 按键标识32
按键模块4 按键电路板41 塑料垫片411 按键开关42 触点43、44 铜管45 弹簧46 电阻47
支撑柱5
光电检测装置6 码条61 机械式旋转编码器6’ 码条61’
弹簧片7
显示屏8 透明玻璃片81
具体实施方式
下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施方式。
本发明公开了一种控制装置，如图1、图2所示，包括可与待控设备电性连接的电路基板1，设于电路基板1上的旋转轴2，套于旋转轴的旋转盘3，待控设备例如可以是饮水机、热水器、洗衣机等。电路基板1设有两同心导电圆环11、12，旋转盘3以导电圆环11、12为导轨旋转；旋转盘3设有一个或一个以上可随旋转盘3旋转并始终与所述两导电圆环11、12电性连接的一个或一个以上带有按键开关的按键模块4，所述控制装置还包括可通过按键模块的按键开关进行输入控制的按键开关电路。
在实际应用时，可以把两导电圆环连接到检测电路中，把导电圆环所连接的电路看作是一个可变电阻或者可变电容或者可变电感。例如连接至饮水机、热水器或洗衣机等的输入检测电路中。通过设置两导电圆环，并将旋转盘上的按键模块设置为与两导电圆环电性连接，通过按键开关进行开关控制，旋转盘上可以方便地根据需要分布一个或多个按键模块，并且因按键模块始终与导电圆环电性连接，在操作时按钮可始终位于手指之下随手指拨动旋转盘旋转并在旋转至需要位置时按压按钮进行输入操作，这个过程，手指不需要脱离旋转盘，从而达到很好的操作体验。为实现按键模块的按键功能，可以在按键模块上设置受所述按键开关控制以与所述两导电圆环接通的电阻或者电感或者电容，在按键开关按下时，电阻或者电感或者电容则与导电圆环接通，从而使得所接入电路的工作参数改变，例如对电压的改变或者电流的改变，从而判断出是否有按键按下，以及哪一个按键按下，以实现旋转盘上的按键模块的按键功能。
作为优选，如图6所示，按键模块4包括按键电路板41、设于按键电路板41的按键开关42、设于按键电路板41上并可在所述旋转盘旋转过程始终电性连接于所述两导电圆环的两触点43、44(例如触点43、44始终压接于电路基板1上的两导电圆环11、12)、设于按键电路板的按键按键电阻45。按键电路板41上的两触点中的其中一个触点43、按键开关42、按键电路板41上的按键电阻45、两触点中的另一个触点44依次串接。如图1所示，例如，按键电路板41上的触点43压接于导电圆环11，触点44压接于导电圆环12，并且在旋转旋转盘3的过程中，按键模块4始终随着旋转盘3旋转，并且触点43、44始终分别压接于导电圆环11、12，也即始终分别沿着导电圆环11、12旋转，这样，当用户将手指放置于按键开关42位置并通过该手指旋转旋转盘3至任一所需要位置，直接按下按键开关42即可进行输入控制，整个使用过程中，手指无需离开旋转盘再操作之外的按键，具有非常好的操作体验。
参见图8，图8为本发明其中一个实施例中的按键模块4与导电圆环11、12的电路示意图，其中，虚线方框40处为按键模块中的电路，两触点中的其中一个触点43、按键开关42、按键电路板41上的按键电阻45、两触点中的另一个触点44依次串接，并且触点43始终电性连接导电圆环11，触点44始终电性连接导电圆环12，该案件模块的电路经两导电圆环11、12通过OUTPUT1和 OUTPUT2两个输出口接入待控设备的电路，例如饮水机的电路。为了更好地说明本发明实施例中按键模块的控制功能，参见图9，导电圆环11连接一电源正极与输出电路，触点44始终电性连接导电圆环12，导电圆环12连接一电源负极，例如接地。通过该电路，即将按键模块4中的按键电阻45与导电圆环12所连接的电阻R0连接，并且按键电阻与电阻R0之间的分压点作为输出端，这样的话，只要改变按键模块4中的电阻值，即可改变该并联结构的输出电压值，从而依据不同的电压输出值设定不同的按键功能。
参见图10、图11，按键模块中也可以采用电容或者电感替代按键电阻47，通过按键开关42将电容或者电感接入待控设备电路中，从而改变所连接电路的工作参数，同样可以起到输入控制的功能。
根据本发明控制装置，可以在旋转盘3上沿着两导电圆环11、12的位置设置多个按键模块，即可实现具有多个按键多个功能的控制装置(根据不同的功能需要，不同的按键模块中的电阻取值不同)，并且该多个按键并不会导致控制结构的复杂凌乱，尤其是如果在旋转盘上对称设置各按钮，按钮的增多既不需要增大控制装置的面积，也不会影响控制装置的美感。按键的数量可以根据实际的需要，例如，在本发明控制装置用于饮水机时，可以至少设置确定键和取消键；用于洗衣机时，可以设置不同的洗涤功能，例如洗涤、漂洗、脱水等。
在一些实施例中，如图4所示，旋转盘3的背面(正对电路基板1一面)设有设置按键开关42的第一凹槽31，按键开关42可在第一凹槽31上下移动，旋转盘3的正面设有标识按键开关42位置的按键标识32。第一凹槽31给以按键开关42上下移动的空间以可以方便地按压按键开关42为宜。
进一步的，标识按键开关位置的按键标识32是设于旋转盘3的正面的凹槽，例如球面凹槽，球面凹槽可以给人以更舒适的手触摸感。设置凹槽可以方便地让手指拨动转盘，同时又标识了按键开关42的位置。当然，作为非限制性的实施例，在其他实施例中，标识32也可以采用其他的形式，例如图文标记。
在一些实施例中，如图6所示，按键电路板41固定有两铜管45，两触点43、44分别设于两铜管45，铜管45内分别设有将触点43、44分别压接于导电圆环11、12的弹簧46。通过固定于按键电路板41的铜管将按键开关包覆，并在铜管45内设置弹簧46可以更好地保障触点43、44始终与导电圆环11、12 接触，保障控制装置使用的稳定性。当然，在其他实施例中，也可以采用其他方式固定触点43、44。
进一步的，如图7所示，按键电路板41的背面贴有塑料垫片411，该塑料垫片可以选用摩擦系数小的塑料垫片以减少转盘在转动时候的摩擦力使得转动平滑顺畅。
进一步的，在本发明一些实施例中，旋转盘的背面设有使得旋转盘3在电路基板1均匀受力的支撑部，该支撑部可以是设置于旋转盘背面的支撑柱或支撑凸点等。如图2、图5所示，旋转盘3与电路基板1之间设有支撑柱5。在按键比较少或者按键处于不对称位置时，支撑柱5尤其适用，其用于保持旋转盘在水平面的平衡和防止按键由于旋转盘3的支撑不均匀导致的误动作，例如图2，旋转盘3上只设置了两个按键模块4，两个按键模块4对称设置，为此，在旋转盘3的另两对称极设置两支撑柱5，从而使得两按键模块4和两支撑柱5在旋转盘3均匀分布，保障了旋转盘3在水平面的平衡。在其他一些实施例中，也可以直接在旋转盘的背面的相对两导电圆环11、12的位置均匀设置一些凸点以起到支撑作用，并保障旋转盘3在水平面的平衡。
进一步的，导电圆环11、12直接由电路基板的铜箔构成，从而使其结构简单，容易生产。当然，在其他实施例中，也可以采用其他的构成方式，并使其与电路基板电性连接。
进一步的，本发明控制装置的一些实施例中还包括旋转编码器装置，例如在电路基板1位于旋转盘3的圆周处设有旋转编码器装置，从而在旋转旋转盘的时候，实时地改变待控设备的参数或选项。
如图1、图2所示，在本发明某一实施例中，旋转编码器装置为光电式旋转编码器装置，其包括设于所述旋转盘3的圆周边表面的由反射光线部位和不反射光线部位相间形成的码盘61和位于旋转盘3的圆周侧边的光电检测装置6，光电检测装置6选用反射型光电开关，从而通过光线的间隔反射实现旋转量的读取和方向的判定，相关旋转编码器的原理已为公知技术。在使用的过程中，旋转旋转盘3，即可相应的改变设备的参数，并进行确认输入。例如，在应用于饮水机时，旋转旋转盘3可以改变所需要输出的水的水量和温度，从达到所需要的水量和水温时，即可按压确认按键，从而使得饮水机按照需要定量定温 输出水。
在本实施例中，优选的方式是，旋转盘3的园周边表面的不反射光线部位为凹坑，旋转盘3的圆周侧边设有抵住凹坑的弹簧片7，或者是弹簧加顶针的方式，顶针抵接凹坑，这样，在旋转旋转盘3的过程中，可以给用户产生段落感，通过这个段落感使得用户在操作的时候能感知所旋转的角度或距离，感知旋转的单位增量。
在本发明另一实施例中，旋转编码器装置也可以采用机械式旋转编码器6’，如图12所示，旋转盘3的圆周表面设有带凹槽的码盘61’，机械式旋转编码器的触点，包括公共触点和动触点设于旋转盘的圆周侧边并可与码盘61’的凹槽抵接。采用机械式的旋转编码器，码盘61’的凹槽是必要的，因此可以产生旋转过程的段落感。而在采用光电式的旋转编码器，码盘上的凹坑则是非必要的，设置凹坑可以产生能感知所旋转的角度或距离的段落感，具有更好的操作体验。本发明其他实施例，还可以采用类似或等同于上述光电式旋转编码器和机械式旋转编码器的其他编码器装置。
优选的，旋转轴2由导光材料制成，例如有机玻璃，并在电路基板1上安装LED发光管13，即可在控制装置的表面产生一个发光的圆环达到美观的效果。
优选的，如图2所示，旋转盘3为圆环状，圆环状的旋转盘3的中空位置设置有显示屏8，显示屏8用于显示设备的各参数、选项、状态等，并且旋转盘3旋转所改变的各参数、选项、状态等可实时的显示在显示屏8上，作为优选，显示屏的外部设有透明玻璃片81，从而对显示屏8起到保护作用，当然为了安装显示屏8需要相应地在旋转轴的中部位置设置安装槽。本发明创造性地使用了圆环状的旋转盘3，并通过旋转盘的按键模块、电路基板的导电圆环等结构进行电连接，使得圆环状的旋转盘3上可根据需要任意增加按键模块而不额外挤占操作界面的位置，与此同时该圆环状的旋转盘3的中空位置用于放置显示屏8，使得显示屏和按键简洁紧凑的设置于控制装置的表面，具有非常好的美感。
本发明的一实施例使用方式如下：以用于可定温定量出水的饮水机为例，例如应用于本申请人所申请的第201310674365.8号专利，当然本发明的应用远 远不限于此，也可应用于已知的各类饮水机，或者其他家用电器和电子设备，例如洗衣机、音响等。当用户需要输出一定量一定温度的水时，可将其手指放置于旋转盘3上设置的确认按键的标识处，同时用该手指带动旋转盘3旋转，因旋转编码器的作用，显示屏8上显示的温度参数和水量参数随之改变，通常可以是先确定温度，确定好温度后再确定水量，在显示屏8上的温度参数和水量参数改变至用户需要的输出时，手指直接按压确认键，即可定温定量输出水。在操作的过程中，整个旋转盘始终随着手指旋转，按键始终位于手指之下，在选择旋转盘至任一位置，手指直接按压按键即可进行控制操作，具有非常好的操作手感和使用体验，无需如现有技术在将旋钮旋转至某一位置之后，手指离开旋钮再在另一按键区域进行按键操作。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，依此实施例还可以作出其他等同变化，例如在不设置显示屏的场合，旋转盘可不采用圆环状，并且在选择盘的外圆周设置刻度盘以显示参数值，因此，不能以上述较佳实施例来限定本发明之权利范围，依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (12)
1.一种控制装置，包括可与待控设备电性连接的电路基板，设于电路基板上的旋转轴，套于旋转轴的旋转盘，其特征在于：
所述电路基板设有两同心导电圆环；所述旋转盘以所述两同心导电圆环为导轨旋转；
所述旋转盘设有一个或一个以上可在所述旋转盘旋转过程始终与所述两导电圆环电性连接的带有按键开关的按键模块，所述控制装置还包括可通过按键模块的按键开关进行输入控制的按键开关电路。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述按键模块包括按键电路板、设于按键电路板的所述按键开关、设于按键电路板上并可在所述旋转盘旋转过程始终电性连接于所述两导电圆环的两触点、设于按键电路板受所述按键开关控制以与所述两导电圆环接通的按键电阻或按键电容或按键电感。
3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于：所述旋转盘的背面设有设置所述按键开关的第一凹槽，所述按键开关可在所述第一凹槽上下移动，所述旋转盘的正面设有标识按键开关位置的按键标识。
4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于：所述标识按键开关位置的按键标识是设于所述旋转盘的正面的凹槽。
5.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述旋转盘的背面设有使得所述旋转盘在所述电路基板均匀受力的支撑部。
6.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述导电圆环由所述电路基板的铜箔构成。
7.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括旋转编码器装置。
8.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于：所述旋转编码器装置为光电式旋转编码器装置，包括设于所述旋转盘的圆周边表面的由反射光线部位和不反射光线部位相间形成的码盘和位于旋转盘的圆周侧边的光电检测装置。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于：所述旋转盘的圆周边表面的不反射光线部位设置为凹坑，所述旋转盘的圆周侧边设有抵住所述凹坑的弹簧片。
10.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于：所述旋转编码器装置为机械式编码器，所述旋转盘的圆周表面设有带凹槽的码盘。
11.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述旋转轴由导光材料制成。
12.如权利要求1-11任一项所述的控制装置，其特征在于：所述旋转盘为圆环状，所述圆环状的旋转盘的中空位置设置有显示屏。
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