CN111585559A - 一种悬浮式贴屏控制方法 - Google Patents

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张礼元
全琦
姜继云
李伟
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Abstract

本发明公开了一种悬浮式贴屏控制方法，包括如下步骤：指令输出以及信号识别，将输入机构通过胶水或胶带粘在屏幕上，当输入机构旋转或按压时，旋钮中心的磁铁也跟随旋转或进行按压动作，特定磁场区域跟随变化，屏幕背面的霍尔芯片检测到磁场的旋转动作通过CAN通信，将指令输出给屏幕主机，实现悬浮贴屏控制指令输入，实现控制操作。该结构不仅简单，而且成本较低，适用于多个领域，有利于大范围推广。

Description

一种悬浮式贴屏控制方法
技术领域
本发明涉及电子设备输入机构技术领域，尤其涉及一种悬浮式贴屏控制方法。
背景技术
以目前汽车行业的发展情况和发展趋势来看，关于HMI系统的设计，全球各大主机厂和市场选择都倾向于超级大屏。这使汽车从感官上呈现更智能，科技感更强的形式。但是随之而来的就是技术发展所带来的负面影响，即纯触控屏幕对于汽车驾驶操作来说，存在很大隐患：纯触屏操作需要转移注意力观察屏幕定位虚拟按键位置，这会造成驾驶注意力不集中而导致交通事故，而传统的机械旋钮与控制器主电路板接触，包括连续性接触和间断性接触。这两种接触方式都依赖于“电位器”式、“编码器”式或“拨片开关”式核心部件，这种旋钮的缺陷主要是操作手感不佳，同时电位器的碳膜或编码器、拨片开关的接触片容易由于摩擦而磨损，导致接触不良或信号不稳，同时，在屏幕上设置旋钮，不仅需要复杂工艺性切割、拼接屏幕，最后镶嵌机械旋钮来保证操作安全，不仅工艺成本高，而且屏幕报废率较高。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种悬浮式贴屏控制方法，利用输入机构与线路板非接触的方式输入指令，从而对屏幕实现指令的输出。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以解决：一种悬浮式贴屏控制方法，包括如下步骤：
指令输出：将输入机构贴设于载体上，通过所述输入机构对所述的载体输入指令；
信号识别：输入机构的输入指令通过设置于所述载体内的电子元件识别，并通过所述载体实现指令的输出。
上述技术方案中，所述的输入机构通过对自身的旋转和按压实现指令输入。
上述技术方案中，所述输入机构包括可独立工作的旋转部和按压部，通过所述的旋转部内的烧结型磁铁与所述的按压部内的磁铁组形成稳定磁场，并与所述电子元件之间通讯，完成指令的输入控制。
上述技术方案中，所述载体包括玻璃、塑料及任意非磁性金属材质界面。
上述技术方案中，所述输入机构与所述电子元件位置对应。
上述技术方案中，所述的电子元件均设置于所述的PCB板上，并与所述的PCB板电联接，所述电子元件包括霍尔芯片、电容、CPU以及电磁感应线圈，所述霍尔芯片设置所述电容以及所述的CPU之间，且所述的电容以及所述的CPU通过所述的电磁感应线圈电联接。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：将输入机构通过胶水或胶带粘在屏幕上，当输入机构旋转或按压时，旋钮中心的磁铁也跟随旋转或进行按压动作，特定磁场区域跟随变化，屏幕背面的霍尔芯片检测到磁场的旋转动作通过CAN通信，将指令输出给屏幕主机，实现悬浮贴屏控制指令输入，实现控制操作。该结构不仅简单，而且成本较低，适用于多个领域，有利于大范围推广。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明爆炸示意图。
图3为PCB板上电子元件布置示意图。
图4为旋钮本体结构示意图。
图5为按键底座结构示意图。
图6为档位固定座结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参见图1至图6，一种悬浮式贴屏控制方法，包括如下步骤：
指令输出：将输入机构1贴设于载体4上，输入机构1通过对自身的旋转和按压对载体4输入指令，旋转部内的烧结型磁铁与按压部内的磁铁组能够形成稳定磁场，并与电子元件之间通讯，完成指令的输入控制；信号识别：输入机构1与电子元件位置对应，电子元件均设置于PCB板6上，并与PCB板电联接，电子元件均设置于PCB板上，PCB板固定于屏幕后盖板7上，采用焊接方式固定，并与PCB板电联接，电子元件包括霍尔芯片51、电容52、CPU53以及电磁感应线圈54，霍尔芯片51设置电容52以及CPU53之间，且电容52以及CPU53通过电磁感应线圈54电联接，输入机构1的输入指令通过设置于载体4内的电子元件识别，并通过载体4实现指令的输出。
上述涉及的载体可以为玻璃、塑料或任意非磁性金属材质界面。
上述涉及的输入机构为旋钮，该旋钮贴附于载体4的上表面，包括可独立工作的旋转部和按压部，电子元件与旋钮的位置对应，并设置于载体4下方的PCB板6上，电子组件与PCB板6电联接。
按压部包括按键盖帽12、按键底座13、旋钮内壳14、弹性件15以及第一烧结型左右分级磁铁16，旋转部包括档位座31、磁铁组以及档位固定座33，弹性件15为力学橡胶座，按键底座13包括上端设置的喇叭状盖帽安装部131以及下端设置的具有同轴一体设置的第一安装位132、第二安装位133以及第三安装位134，旋钮内壳14顶部的安装槽141与第一安装位132配合，第一安装位132上有凸起限位扣，通过安装槽141装配，弹性件15为力学橡胶座圈，与第一烧结型左右分级磁铁16一起先装设于旋钮内壳14的空腔内，然后第一烧结型左右分级磁铁16在嵌于第三安装位134内，第一烧结型左右分级磁铁16直径为8mm，位于旋钮的中心处，同时对应电子组件位置，第一烧结型左右分级磁铁16与电子组件的中心在同一直线上偏差保持在0.5mm以内，力学橡胶座圈嵌于第二安装位133内，此时，按压部组装完毕。
档位固定座33包括内部的装配腔331以及外部由上至下环设的轴承安装部332、限位部333以及第三磁铁组安装部334，轴承2套设于档位固定座33外，并通过轴承安装部332限位，第二磁铁组321装设于档位座31内的安装部内，档位座31套设于档位固定座33外，并通过限位部333限位，第三磁铁组322设置于第三磁铁组安装部334内，使得第二磁铁组321以及第三磁铁组322上下相对设置。
旋钮本体的按压部以及旋转部通过轴承2同轴度组装，外部罩设有旋钮外壳11，实现可按压、旋转功能，将旋钮粘贴到相应位置，确保第一烧结型左右分级磁铁16中心与霍尔芯片51中心在同一垂线上，完成整套系统的制作。
当然，为了是旋钮在照明条件不佳的情况下更明显，可以在旋钮相应位置增加电磁感应接收线圈与线路板上的发射线圈相对应，并在线圈回路中增加LED供点亮使用。
最后，可通过胶水或者其他方式粘于载体4上，载体4包括玻璃、塑料及任意非磁性金属材质均可，实用范围广。
以上述技术方案运用至汽车中控位置的人机交互系统为例。
其中，旋钮顺时针旋转控制功能包括：1.正向选择菜单2.音量增大3.风量增大等功能；
逆时针旋转控制—功能包括：1.反向选择菜单2.音量减小3.风量减小等功能；
单次按压控制功能包括：1.执行确认命令2.进入下一级菜单命令；
长按1s以上控制功能包括：1.返回上一级菜单命令2.执行取消命令；
上述控制动作原理如下：
旋转旋钮时，旋钮中心处的第一烧结型左右分级磁铁16跟随旋钮一起转动或按压，从而N和S磁场会随磁铁的转动而变化，即旋转或按压变化，磁场的S和N的磁场形状正好相反，屏幕下方的通讯组件包括PCB板上的芯片创拿起、主机以及霍尔元件，PCB板上的芯片传感器接收到识别到磁场的旋转之后，向主机通过I2C的信号通信发出磁场相对应的旋转信号，主机将接收到的I2C的信号识别并进行判断旋钮的动作，然后通过数字信号使显示屏幕上显示对应画面的变化。
屏幕下方的通讯组件包括PCB板上的CPU、电容以及霍尔元件，PCB板上的霍尔芯片51接收到识别到磁场的旋转之后，向主机CPU通过I2C的信号通信发出磁场相对应的旋转信号，主机CPU将接收到的I2C的信号识别并进行判断旋钮的动作，然后通过数字信号使显示屏幕上显示对应画面的变化。
旋转：旋转旋钮时，旋钮中心处的第一烧结型左右分级磁铁跟随旋钮一起转动，从而磁铁产生的N和S磁场会随磁铁的转动而进行转动，磁场的S和N的磁场形状正好相反，这样，PCB板上上的霍尔芯片51接收到识别到磁场的旋转之后，霍尔芯片51将识别到的磁场变化进行识别，向汽车多媒体主机通过I2C的信号通信发出的旋转信号，汽车多媒体主机将接收到的I2C的信号并进行识别，最后通过数字信号将旋转指令发送到屏幕上。
按压：按压旋钮时，旋钮中心处的第一烧结型左右分级磁铁跟随旋钮一起进行上下移动，从而磁铁产生的N和S磁场会在霍尔芯片上方上下移动，PCB板上上的霍尔芯片51接收到识别到磁场的运动之后，霍尔芯片51将识别到的磁场变化进行识别，向汽车多媒体主机通过I2C的信号通信发出的按压信号，汽车多媒体主机将接收到的I2C的信号并进行识别，最后通过数字信号将按压指令发送到屏幕上。
长按1s：长按旋钮时，旋钮中心处的第一烧结型左右分级磁铁跟随旋钮一起进行上下移动，从而磁铁产生的N和S磁场会在霍尔芯片上方做1s以上停留后向上移动PCB板上上的霍尔芯片51接收到识别到磁场的运动之后，霍尔芯片51将识别到的磁场变化进行识别，向汽车多媒体主机通过I2C的信号通信发出的长按信号，汽车多媒体主机将接收到的I2C的信号并进行识别，最后通过数字信号将长按指令发送到屏幕上。
此产品是汽车安装在中控位置的人机交互系统：当旋钮旋转或按压时，旋钮中心的磁铁也跟随旋转或进行按压动作，特定磁场区域跟随变化，屏幕背面的霍尔芯片检测到磁场的旋转动作通过CAN通信，将指令输出给屏幕主机，主机根据接收到的CAN信号对屏幕画面进行对应的变化：实现旋钮旋转选择主页菜单、调节音量、调节空调温度、调节空调风量等功能；单次按压实现确认选择的功能，长按返回上一层的功能。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种悬浮式贴屏控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
指令输出：将输入机构（1）贴设于载体（4）上，通过所述输入机构（1）对所述的载体（4）输入指令；
信号识别：输入机构（1）的输入指令通过设置于所述载体（4）内的电子元件识别，并通过所述载体（4）实现指令的输出。
2.根据权利要求1所述的一种悬浮式贴屏控制方法，其特征在于，所述的输入机构（1）通过对自身的旋转和按压实现指令输入。
3.根据权利要求1所述的一种悬浮式贴屏控制方法，其特征在于，所述输入机构（1）包括可独立工作的旋转部和按压部，通过所述的旋转部内的烧结型磁铁与所述的按压部内的磁铁组形成稳定磁场，并与所述电子元件之间通讯，完成指令的输入控制。
4.根据权利要求1所述的一种悬浮式贴屏控制方法，其特征在于，所述载体（4）包括玻璃、塑料及任意非磁性金属材质界面。
5.根据权利要求1所述的一种悬浮式贴屏控制方法，其特征在于，所述输入机构（1）与所述电子元件位置对应。
6.根据权利要求1所述的一种悬浮式贴屏控制方法，其特征在于，所述的电子元件均设置于PCB板上，并与所述的PCB板电联接，所述电子元件包括霍尔芯片（51）、电容（52）、CPU（53）以及电磁感应线圈（54），所述霍尔芯片（51）设置所述电容（52）以及所述的CPU（53）之间，且所述的电容（52）以及所述的CPU（53）通过所述的电磁感应线圈（54）电联接。
7.根据权利要求1所述的一种悬浮式贴屏控制方法，其特征在于，所述输入机构（1）为旋钮。
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