CN105185641A - 一种新式旋钮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新式旋钮装置，包括有呈正方形阵列分布用于同步产生交变磁场的电感线圈L1、L2、L3、L4，所述正方形阵列的上端设有由非导磁材料做成的面板，所述面板上端设置有旋钮，所述旋钮中设有由导磁材料做成用于随所述旋钮转动而切割磁场以改变各电感线圈电感值大小的感应板，所述装置还包括有用于将所述旋钮定位在正方形阵列中心轴上以便于其绕正方形阵列中心轴转动的定位机构、以及用于控制4个电感线圈同步产生交变磁场和用于检测各电感线圈电感值大小以计算所述旋钮转动角度的控制电路板。本案结构简单易实现，用户清洁面板时能够将其上旋钮拿开，其清洁方便。

Description

一种新式旋钮装置

[技术领域]

本发明涉及一种新式旋钮装置。

[背景技术]

目前，很多设备上需要间接测量旋转位置的变化，例如人们在使用燃气灶时，习惯使用旋转方式来调整火力大小，但是现有在电器设备面板上设置的旋塞阀对卫生清洁很不方便。

因此，有必要解决如上问题。

[发明内容]

本发明克服了上述技术的不足，提供了一种新式旋钮装置，其结构简单易实现，用户清洁面板时能够将其上旋钮拿开，其清洁方便。

为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种新式旋钮装置，包括有呈正方形阵列分布用于同步产生交变磁场的电感线圈L1、L2、L3、L4，所述正方形阵列的上端设有由非导磁材料做成的面板2，所述面板2上端设置有旋钮3，所述旋钮3中设有由导磁材料做成用于随所述旋钮3转动而切割磁场以改变各电感线圈电感值大小的感应板4，所述装置还包括有用于将所述旋钮3定位在正方形阵列中心轴上以便于其绕正方形阵列中心轴转动的定位机构、以及用于控制4个电感线圈同步产生交变磁场和检测各电感线圈电感值大小以计算所述旋钮3转动角度的控制电路板。

如上所述的一种新式旋钮装置，所述定位机构包括设置在正方形阵列中央的定位磁铁51和连接在所述旋钮3下端作为旋钮3转动支撑轴用于受所述定位磁铁51磁吸定位的铁质圆柱52。

如上所述的一种新式旋钮装置，所述感应板4为椭圆形板，其一焦点位于正方形阵列中心轴上。

如上所述的一种新式旋钮装置，所述面板2由玻璃材料制作。

如上所述的一种新式旋钮装置，所述感应板4由铁质材料制作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本案结构简单易实现，面板上不用开孔，如此，使用时，面板上方污渍不会落到面板下方，并且，用户清洁面板时能够将其上旋钮拿开，其清洁方便，另，本装置采用了4个电感线圈，其呈正方形阵列分布，控制电路板通过检测各电感线圈电感值变化以计算所述旋钮转动角度，其实施方便。

2、本装置定位机构包括设置在正方形阵列中央的定位磁铁和连接在所述旋钮下端作为旋钮转动支撑轴用于受所述定位磁铁磁吸定位的铁质圆柱，如此，便于将所述旋钮定位在正方形阵列中心轴上以便于其绕正方形阵列中心轴转动，亦便于用户清洁面板时能够直接将旋钮拿开，其使用方便，不需在面板上设置其他凹凸不平的定位件等。

3、感应板为椭圆形板，其一焦点位于正方形阵列中心轴上，便于感应板随旋钮转动而切割磁场以改变各电感线圈电感值大小，并且，椭圆形板的长轴指向某电感线圈时所述感应板切割该电感线圈磁场最大的，具体实施时，可以在旋钮上标识出所述感应板的指向，以便于增强用户的体验。

[附图说明]

图1是本发明的俯面示意图。

图2是本发明的正面示意图。

[具体实施方式]

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，一种新式旋钮装置，其特征在于包括有呈正方形阵列分布用于同步产生交变磁场的电感线圈L1、L2、L3、L4，所述正方形阵列的上端设有由非导磁材料做成的面板2，所述面板2上端设置有旋钮3，所述旋钮3中设有由导磁材料做成用于随所述旋钮3转动而切割磁场以改变各电感线圈电感值大小的感应板4，所述装置还包括有用于将所述旋钮3定位在正方形阵列中心轴上以便于其绕正方形阵列中心轴转动的定位机构、以及用于控制4个电感线圈同步产生交变磁场和检测各电感线圈电感值大小以计算所述旋钮3转动角度的控制电路板。

如上所述，在本实施例中，所述定位机构包括设置在正方形阵列中央的定位磁铁51和连接在所述旋钮3下端作为旋钮3转动支撑轴用于受所述定位磁铁51磁吸定位的铁质圆柱52，如此，便于将所述旋钮3定位在正方形阵列中心轴上以便于其绕正方形阵列中心轴转动，亦便于用户清洁面板2时能够直接将旋钮3拿开，其使用方便，不需在面板2上设置其他凹凸不平的定位件等。

如上所述，在本实施例中，所述感应板4为椭圆形板，其一焦点位于正方形阵列中心轴上，便于感应板4随旋钮3转动而切割磁场以改变各电感线圈电感值大小，并且，椭圆形板的长轴指向某电感线圈时所述感应板4切割该电感线圈磁场最大的，具体实施时，可以在旋钮3上标识出所述感应板4的指向，以便于增强用户的体验。

如上所述，在本实施例中，所述面板2由玻璃材料制作。

如上所述，在本实施例中，所述感应板4由铁质材料制作。

本案的工作原理如下：

在电感线圈两端加上交变电压信号U1，于是便有交变电流I1流过电感线圈，I1在电感线圈中产生一个交变磁场H1。当用导磁材料如金属体接近电感线圈时，根据电磁感应原理可知，导磁材料内会产生一个涡流电流I2，I2又会产生一个反磁场H2抵消一部分H1，而电感线圈要维持原来H1的量值就必然要加大I1的量值，从等效的观点来看，就相当于电感线圈的电感L、阻抗Z和品质因数Q值发生了变化，显然I2越大，L、Z、Q的变化也越大，而I2的大小取决于电感线圈的几何形状、I1的激磁频率f、环境温度、金属体与电感线圈的距离X，以及金属体的电阻率ρ、磁导率rμ、几何形状等参数，如果控制上述参数中金属体几何形状参数改变，或者改变金属体与电感线圈的相对位置，其余皆不变，那么就可以构成测位移的传感器。

本案就是通过改变金属板与电感线圈的相对位置，从而使电感线圈的电感量发生改变，达到检测位置的目的。

根据上述原理可知，只要上述参数中有一个参数发生改变，都会影响测量精度，很显然由于批量生产的一致性、以及在工作中使用中不可避免这些参数都会存在差异和变化，这也是目前技术很难解决的难题，而本发明不依懒于电感线圈的电感量的绝对值，而是使用相对值，所以可以有效克服上述难题，从而提高测量精度。

在本实施例中，当旋钮3被转动时，会带动其上感应板4跟着一起旋转，而每转动一个角度，感应板4切割电感线圈周围磁场的面积都不一样，从而使每个电感线圈的电感值发生改变，那么只要比较4个电感线圈的电感量值就可以判断出感应板4的位置。

如图1所示，感应板4处于电感线圈L1和电感线圈L3中间，所以电感值有L1＝L3、L2＝L4，很显然，当感应板4顺时针旋转45度时，感应板4覆盖L1对应磁场的面积是最大的，那么可知L1是最大的，而L2和L3为最小，假设在这个时候将(L1-L3)÷90，那么可以得到1度的变化量X，当然，每一个单位的变化量并不是线性关系，也就是说假设变化一度增减量等于X，但变化两度并不等于2X，而是一个单调增函数，此函数可以通过数学模型计算出来，也可以通过实验取得，为了便于同行技术人员理解和具体实施，本案将每一度的变化量近似成线性关系，即都等于X，其便于实际的计算且误差在一定范围内。当用户第一次使用本装置时，只需转动360度，就可以将相邻两电感线圈之间电感线圈磁场每一度的变化量X计算出来并保存记录，并且可以在使用过程中实时修正，而不需要电感量的初始值，采集一度变化量的方法是，当感应板4旋转360度时，只要检测到某两个对角电感线圈的电感量相等时，即为电感量最小值，而另外两对角电感线圈中较大值就是最大值，最大值减最小值后再除以90度，即可得到一度的变化量X，同样原理也可以得到低于1度的变化量。当X为已知参数，那么可以计算出任意位置，例如如图1所示，当感应板顺时针旋转1度时，那么只要计算到(L1-L3)÷90＝X时，即认为顺时针旋转了1度。

如上所述，上述具体计算方法是基于相邻两电感线圈之间电感线圈磁场每一度的变化量近似成线性关系而得出，其不作为对本案保护范围的限定，在本案结构的基础上，当已知4个电感线圈的位置和各电感线圈实时电感值大小时，就可以计算出感应板4相对各电感线圈的位置，例如通过将相邻两电感线圈之间电感线圈磁场每两度的变化量近似成线性关系以计算感应板4相对各电感线圈的位置。

如上所述，本案保护的是一种新式旋钮装置，一切与本案结构相同或相近的技术方案都应示为落入本案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新式旋钮装置，其特征在于包括有呈正方形阵列分布用于同步产生交变磁场的电感线圈L1、L2、L3、L4，所述正方形阵列的上端设有由非导磁材料做成的面板(2)，所述面板(2)上端设置有旋钮(3)，所述旋钮(3)中设有由导磁材料做成用于随所述旋钮(3)转动而切割磁场以改变各电感线圈电感值大小的感应板(4)，所述装置还包括有用于将所述旋钮(3)定位在正方形阵列中心轴上以便于其绕正方形阵列中心轴转动的定位机构、以及用于控制4个电感线圈同步产生交变磁场和检测各电感线圈电感值大小以计算所述旋钮(3)转动角度的控制电路板。

2.根据权利要求1所述的一种新式旋钮装置，其特征在于所述定位机构包括设置在正方形阵列中央的定位磁铁(51)和连接在所述旋钮(3)下端作为旋钮(3)转动支撑轴用于受所述定位磁铁(51)磁吸定位的铁质圆柱(52)。

3.根据权利要求1所述的一种新式旋钮装置，其特征在于所述感应板(4)为椭圆形板，其一焦点位于正方形阵列中心轴上。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种新式旋钮装置，其特征在于所述面板(2)由玻璃材料制作。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种新式旋钮装置，其特征在于所述感应板(4)由铁质材料制作。