CN110492879B - 一种扭力可控的控制旋钮 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扭力可控的控制旋钮，包括同轴设置的旋转件和后盖，所述旋转件可转动地设置在所述后盖上，且所述旋转件和所述后盖之间设有扭力可调的扭动部；所述扭动部包括设置在所述后盖内的制动球支架，所述制动球支架上设有轴向通孔，所述轴向通孔内设有可沿所述轴向移动的制动球和弹簧；所述扭动部还包括沿所述周向设置在所述旋转件上的一圈凹凸环，所述制动球夹紧在所述凹凸环的凹凸面和所述弹簧之间；所述弹簧设置在可驱动所述弹簧沿所述轴向伸缩变形以调节扭力大小的驱动部上。本发明所述的控制旋钮克服了现有技术中控制旋钮的扭力大小无法调节的问题，实现了控制旋钮的扭力大小可调的技术效果。

Description

一种扭力可控的控制旋钮

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，尤其是一种扭力可控的控制旋钮。

背景技术

汽车内的控制旋钮用于控制汽车的功能模块，是最基本的人机接口工具之一。

如图1所示，现有的控制旋钮包括塑料盖板21、旋转件22、制动球支架23、制动球24、制动弹簧25、弹簧支架26和后盖27。其中，塑料盖板21、旋转件22、制动球支架23和后盖27同轴设置，塑料盖板21固定在旋转件22的外端面上，旋转件22可转动地设置后盖27上，制动球支架23固定在后盖上。制动球24设置在制动球支架23上，制动弹簧25设置在弹簧支架26上，制动球24的一端抵触在制动弹簧25上，制动球24的另一端抵触在旋转件22上的凹凸面221上。

旋转件6从图2、3所示的step 1（第一步）状态转动到图4、5所示的step 2（第二步）状态时，旋转件22上的凸凹面221转动时下压制动球24，制动球24向下压制制动弹簧25，制动弹簧25产生弹力反作用在制动球24上阻止旋转件6转动，从而产生阻力即为扭力。旋转件6的位置从step 1状态转到step2状态过程中产生最大阻力，而凸凹面221的高度差决定了制动弹簧25的最大压缩量，制动弹簧25的最大压缩量决定了最大弹力，即决定了扭力的最大值。但现有的控制旋钮由于制动弹簧25的压缩量保持不变，所以旋转扭力的最大值也不变。

上述现有的控制旋钮存在如下问题：由于制动弹簧25的压缩量保持不变，旋转扭力的最大值无法改变，从而使得控制旋钮的扭力大小无法调节。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何解决现有的控制旋钮的扭力大小无法调节的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种扭力可控的控制旋钮，所述控制旋钮包括同轴设置的旋转件和后盖，所述旋转件可转动地设置在所述后盖上，且所述旋转件和所述后盖之间设有扭力可调的扭动部；定义沿所述旋转件或所述后盖的中心轴方向或平行于所述中心轴的方向为轴向，以围绕所述轴向的方向为周向，以所述旋转件或所述后盖的横截面直径所在的方向或平行于所述直径的方向为径向；

所述扭动部包括设置在所述后盖内的制动球支架，所述制动球支架上设有轴向通孔，所述轴向通孔内设有可沿所述轴向移动的制动球和弹簧；所述扭动部还包括沿所述周向设置在所述旋转件上的一圈凹凸环，所述制动球夹紧在所述凹凸环的凹凸面和所述弹簧之间；所述弹簧设置在可驱动所述弹簧沿所述轴向伸缩变形以调节扭力大小的驱动部上。

优选地，所述驱动部包括设置在所述轴向通孔内并仅可沿所述轴向滑动的弹簧支架，所述弹簧设置在所述弹簧支架沿所述轴向的一端上，所述弹簧支架另一端的端面是斜面；滑动支架沿所述径向的一端具有向上托住所述斜面并可沿所述斜面滑动的支撑柱，且所述滑动支架可沿所述径向滑动的设置在所述后盖上，以驱动所述弹簧支架沿轴向移动；

所述驱动部还包括固定在所述滑动支架另一端上的磁铁，所述后盖上设有通电后可驱动所述磁铁沿径向滑动的线圈，以带动所述滑动支架沿径向滑动；所述线圈与控制器连接，所述控制器给所述线圈供电并控制所述线圈的电流大小。

优选地，所述后盖内设有沿所述径向延伸的滑槽，所述滑动支架可沿径向滑动地设置在所述滑槽内。

优选地，所述线圈与所述磁铁沿所述径向相对设置，且所述线圈位于所述后盖与所述磁铁之间。

优选地，所述旋转件的外端面上设有用于向所述控制器输入控制命令的输入装置，所述输入装置与所述控制器相连，所述输入装置接收控制命令后输送给控制器，控制器根据所述控制命令控制输送给线圈的电压。

优选地，所述输入装置包括触摸屏，所述触摸屏后方设有用于显示的LCD模组，所述LCD模组与控制器相连，所述触摸屏和所述LCD模组设置在LCD底座内，且所述LCD底座固定在所述旋转件的外端面上。

优选地，所述触摸屏的外端面上设有透明盖板，所述透明盖板通过装饰圈固定在所述LCD底座上，所述装饰圈上设有外露所述触摸屏的窗口。

优选地，所述控制器设置在所述电路板上，所述电路板设置在所述后盖内。

优选地，所述线圈固定在所述电路板上。

优选地，所述装饰圈与所述LCD底座卡扣配合。

在本发明提供的一种扭力可控的控制旋钮触摸屏上选择扭力档位，触摸屏感应到控制命令的信号后将信号传递给控制器，控制器根据用户输入的扭力档位信息输出对应的电压给线圈，线圈产生相应的磁力吸引磁铁并带动滑动支架 沿径向滑动，使得所述滑动支架上的支撑柱在所述斜面上沿所述径向滑动，所述斜面将所述滑动支架的径向滑动转变成所述弹簧支架的轴向移动，从而使弹簧伸缩。滑动支架的位置决定了弹簧的压缩量，弹簧的压缩量不一样，扭力也就不一样。如此，可通过控制线圈的电流来调节扭力大小，实现了扭力大小可调的技术效果，可满足不同大小扭力的需求。

综上，本发明所述的一种扭力可控的控制旋钮克服了现有技术中控制旋钮的扭力大小无法调节的问题，通过控制线圈的电流来调节扭力大小，实现了控制旋钮的扭力大小可调的技术效果。

附图说明

图1是现有技术中的控制旋钮的结构爆炸图；

图2是现有技术中的控制旋钮在step1状态下的结构示意图；

图3是图2中E-E向剖视图；

图4是现有技术中的控制旋钮在step2状态下的结构示意图；

图5是图4中C-C向剖视图；

图6是本实施例提供的一种扭力可控的控制旋钮的结构爆炸图；

图7是本实施例提供的一种扭力可控的控制旋钮的剖视图；

图8是本实施例提供的一种扭力可控的控制旋钮的扭动部结构示意图；

图9是图8中F-F向结构示意图；

图10是本实施例提供的一种扭力可控的控制旋钮的触摸屏示意图。

具体实施方式

图6、7分别是本发明的一个实施例提供的一种扭力可控的控制旋钮的结构爆炸图和剖视图，如图6、7所示，所述控制旋钮包括同轴设置的旋转件16和后盖114，所述旋转件16可转动地设置在所述后盖114上，且所述旋转件16和所述后盖114之间设有扭力可调的扭动部；定义沿所述旋转件16或后盖114的中心轴方向或平行于所述中心轴的方向为轴向，以围绕所述轴向的方向为周向，以所述旋转件16或后盖114的横截面直径所在的方向或平行于所述直径的方向为径向。

具体的，所述旋转件16与所述后盖114通过间隙配合来实现所述旋转件16的转动，当所述旋转件16被扭动时，所述扭动部阻碍所述旋转件钮动从而产生扭力。

如图6~9所示，所述扭动部包括设置在所述后盖114内的制动球支架17，所述制动球支架17上设有轴向通孔，所述轴向通孔内设有可沿所述轴向移动的制动球18和弹簧19；所述扭动部还包括沿所述周向设置在所述旋转件16上的一圈凹凸环161，所述制动球18夹紧在所述凹凸环161的凹凸面和所述弹簧19之间；所述弹簧19设置在可驱动所述弹簧19沿所述轴向伸缩变形以调节扭力大小的驱动部上。

所述驱动部包括设置在所述轴向通孔内并仅可沿所述轴向滑动的弹簧支架110，所述弹簧19设置在所述弹簧支架110沿所述轴向的一端上，所述弹簧支架110另一端的端面是斜面；滑动支架111沿所述径向的一端具有向上托住所述斜面并可沿所述斜面滑动的支撑柱，所述滑动支架111可沿所述径向滑动的设置在所述后盖114上，以驱动所述弹簧支架110沿轴向移动。

所述驱动部还包括固定在所述滑动支架111另一端上的磁铁112，所述后盖114上设有通电后可驱动所述磁铁112沿径向滑动的线圈113，以带动所述滑动支架111沿径向滑动；所述线圈113与控制器连接，所述控制器给所述线圈供电并控制所述线圈113的电流大小。

具体的，所述后盖114内设有沿所述径向延伸的滑槽，所述滑动支架111可沿径向滑动地设置在所述滑槽内，所述滑槽的槽底向上承托所述滑动支架111。所述制动球支架17设置在所述后盖114内并被所述旋转件16压住。所述制动球18安装在所述制动球支架17上的轴向通孔内，可沿所述轴向滑动，并被所述弹簧19的弹力顶住在凹凸环161的凹凸面上。弹簧19固定安装在弹簧支架10上，弹簧19、弹簧支架10被限定在控制球支架17里，只能沿着所述轴向滑动，所述弹簧支架10由所述滑动支架111托住，所述滑动支架111沿径向滑动时，所述滑动支架111上的支撑柱在所述斜面上沿着所述径向滑动，所述斜面将所述滑动支架111的径向滑动转变成所述弹簧支架10的轴向移动，从而使弹簧19伸缩。

具体的，所述线圈113与所述磁铁112沿所述径向相对设置，且所述线圈113位于所述后盖114与所述磁铁之间，当所述线圈113通电后，线圈113产生排斥所述磁铁112或者吸引所述磁铁112的磁力，从而驱动所述磁铁112带动所述滑动支架111滑动，且控制部可通过控制线圈内的电流大小和方向控制磁力的方向和大小，以调节弹簧9的伸缩方向和伸缩量，从而调节扭力的大小。

所述旋转件16的外端面上设有用于向所述控制器输入控制命令的输入装置，所述输入装置与所述控制器相连，所述输入装置接收控制命令后输送给控制器，控制器根据所述控制命令控制输送给线圈113的电压。

所述输入装置包括触摸屏13，所述触摸屏13后方设有用于显示的LCD模组14，所述触摸屏13和所述LCD模组14设置在LCD底座15内，且所述LCD底座15固定在所述旋转件16的外端面上。

具体的，所述触摸屏13供用于输入控制指令，利于选择扭力档位。所述LCD（LiquidCrystal Display 的简称）模组14用于显示相关信息，利于显示扭力档位。

所述触摸屏13的外端面上设有透明盖板12，所述透明盖板12通过装饰圈11固定在所述LCD底座15上，所述装饰圈11上设有外露所述触摸屏13的窗口。

具体的，透明盖板12、LCD底座15均是塑料材质，透明盖板12、触摸屏13以及LCD模组均装配在LCD底座15内，并通过装饰圈11压住固定在所述LCD底座15上。

所述控制器设置在所述电路板115上，所述电路板115设置在所述后盖114内。

具体的，所述控制器由所述电路板上的处理器及输入输出电路构成，所述处理器包括触控IC（Integrated Circuit的简称，集成电路，型号是CY8C4024）和驱动电路（型号是STA1090），且控制器的技术方案采用现有技术中的公知技术，本领域技术人员均已经了解，在此不再赘述。

所述线圈113、所述触摸屏13、所述LCD模组14均与所述控制器电连接，且所述触摸屏13、所述LCD模组14均与所述控制器通过印刷软排线连接。所述线圈113粘结固定在所述电路板115上。所述装饰圈11与所述LCD底座15卡扣配合。

本实施例所述的一种扭力可控的控制旋钮的工作原理为：

如图10所示，在触摸屏13上选择扭力档位，触摸屏13感应到控制命令的信号后把信号传递给电路板114上的触控IC，触控IC再把信号传递给驱动电路，驱动电路输出对应电压给线圈113，线圈113产生相应的磁力吸引磁铁并带动滑动支架 111沿径向滑动，使得所述滑动支架111上的支撑柱在所述斜面上沿所述径向滑动，所述斜面将所述滑动支架111的径向滑动转变成所述弹簧支架110的轴向移动，从而使弹簧19伸缩。滑动支架111的位置决定了弹簧19的预压缩量，弹簧19的压缩量不一样，扭力也就不一样。如此，可通过控制线圈的电流来调节扭力大小，实现了扭力大小可调的技术效果，可满足多种需求。

应当理解的是，在本说明书中提到的上、下等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述控制旋钮包括同轴设置的旋转件（16）和后盖（114），所述旋转件（16）可转动地设置在所述后盖（114）上，且所述旋转件（16）和所述后盖（114）之间设有扭力可调的扭动部；定义沿所述旋转件（16）或所述后盖（114）的中心轴方向或平行于所述中心轴的方向为轴向，以围绕所述轴向的方向为周向，以所述旋转件（16）或所述后盖（114）的横截面直径所在的方向或平行于所述直径的方向为径向；

所述扭动部包括设置在所述后盖（114）内的制动球支架（17），所述制动球支架（17）上设有轴向通孔，所述轴向通孔内设有可沿所述轴向移动的制动球（18）和弹簧（19）；所述扭动部还包括沿所述周向设置在所述旋转件（16）上的一圈凹凸环（161），所述制动球（18）夹紧在所述凹凸环（161）的凹凸面和所述弹簧（19）之间；所述弹簧（19）设置在可驱动所述弹簧（19）沿所述轴向伸缩变形以调节扭力大小的驱动部上；所述驱动部包括设置在所述轴向通孔内并仅可沿所述轴向滑动的弹簧支架（110），所述弹簧（19）设置在所述弹簧支架（110）沿所述轴向的一端上，所述弹簧支架（110）另一端的端面是斜面；滑动支架（111）沿所述径向的一端具有向上托住所述斜面并可沿所述斜面滑动的支撑柱，且所述滑动支架（111）可沿所述径向滑动的设置在所述后盖（114）上，以驱动所述弹簧支架（110）沿轴向移动；

所述驱动部还包括固定在所述滑动支架（111）另一端上的磁铁（112），所述后盖（114）上设有通电后可驱动所述磁铁（112）沿径向滑动的线圈（113），以带动所述滑动支架（111）沿径向滑动；所述线圈（113）与控制器连接，所述控制器给所述线圈供电并控制所述线圈（113）的电流大小；所述后盖（114）内设有沿所述径向延伸的滑槽，所述滑动支架（111）可沿径向滑动地设置在所述滑槽内。

2.如权利要求1所述的一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述线圈（113）与所述磁铁（112）沿所述径向相对设置，且所述线圈（113）位于所述后盖（114）与所述磁铁之间。

3.如权利要求2所述的一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述旋转件（16）的外端面上设有用于向所述控制器输入控制命令的输入装置，所述输入装置与所述控制器相连，所述输入装置接收控制命令后输送给控制器，控制器根据所述控制命令控制输送给线圈（113）的电压。

4.如权利要求3所述的一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述输入装置包括触摸屏（13），所述触摸屏（13）后方设有用于显示的LCD模组（14），所述LCD模组（14）与控制器相连，所述触摸屏（13）和所述LCD模组（14）设置在LCD底座（15）内，且所述LCD底座（15）固定在所述旋转件（16）的外端面上。

5.如权利要求4所述的一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述触摸屏（13）的外端面上设有透明盖板（12），所述透明盖板（12）通过装饰圈（11）固定在所述LCD底座（15）上，所述装饰圈（11）上设有外露所述触摸屏（13）的窗口。

6.如权利要求5所述的一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述控制器设置在电路板（115）上，所述电路板（115）设置在所述后盖（114）内。

7.如权利要求6所述的一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述线圈（113）固定在所述电路板（115）上。

8.如权利要求7所述的一种扭力可控的控制旋钮，其特征在于：所述装饰圈（11）与所述LCD底座（15）卡扣配合。