CN112748687A - 一种基于分立式环形电极的控制装置及方法 - Google Patents

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金乃庆
白玉龙
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Abstract

本发明公开了一种基于分立式环形电极的控制装置和控制方法，包括控制面板、设置在控制面板上且向上突出的凸台旋钮以及与分立式环形电极电连接的控制器，所述凸台旋钮内部中空，所述分立式环形电极印刷在凸台旋钮内表面；所述凸台旋钮的材质为非金属材质或非导电金属；所述分立式环形电极的极片与手指存在最小触发距离Lmin，凸台旋钮的厚度小于或者等于Lmin。

Description

一种基于分立式环形电极的控制装置及方法
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种基于分立式环形电极的控制装置及方法。
背景技术
随着触屏时代的到来，触摸操作方式已经成为用户使用最方便、科技感最强的操作方式。目前，全触摸式操作的家电已经慢慢进入广大消费者的家庭中。但是，传统旋钮经典的操作方式依然延续至今，主要是因为操作方便、快速。
现有技术中的触控操作多为在平面上进行的，无法模拟旋钮的旋转操作方式。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于分立式环形电极的控制装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于分立式环形电极的控制装置，包括控制面板、设置在控制面板上且向上突出的凸台旋钮以及与分立式环形电极电连接的控制器，所述凸台旋钮内部中空，所述分立式环形电极印刷在凸台旋钮内表面；所述凸台旋钮的材质为非金属材质或非导电金属；所述分立式环形电极的极片与手指存在最小触发距离Lmin，凸台旋钮的厚度小于或者等于Lmin。
进一步地，所述凸台旋钮的周向表面曲线为连续且可导的曲线，使得人手接触凸台旋钮周向表面时能够无障碍地进行周向旋转。
进一步地，所述凸台旋钮为圆柱体、圆锥体、半球体、球体中的任意一种。
一种基于分立式环形电极的控制装置的控制方法，通过用户的旋转手势进行控制，包括以下步骤：
步骤一：对分立式环形电极的各极片按照顺时针方向或者逆时针方向依次进行编码，使各极片具有不同的键值；连续的数个极片组成一个键值区域，每个键值区域对应一个控制点位；
步骤二：根据用户首次触发极片对应的键值vi确定初始的控制点位；
步骤三：每隔固定周期T，判断用户当前触发极片的键值vj，根据vj与vi差值的正负、大小以及初始的控制点位，判断当前的控制点位；
步骤四：根据不同控制点位对应的控制策略实时控制。
具体地，通过各键值区域的键值范围为其对应的控制点位进行依次排序；vj-vi＝n，如果n大于零，则控制点位正向连续变动n次；如果n小于零，则控制点位负向连续变动n次；如果n等于零，则控制点位不发生变动。
具体地，所述周期T小于手指划过相邻两个电极所用的最小时间。
具体地，步骤二和步骤三中，如果用户触发了多个极片，则根据该多个极片中的最大键值确定简直区域和控制点位。
具体地，用户通过多个手指进行旋转控制时，所触发极片的键值范围为vmin～vmax；当vj与vmin之差的绝对值或者vj与vmax之差的绝对值超过2个键值，则通过步骤二重新确定初始的控制点位。
具体地，用户通过连续点选同一个控制点位所对应的键值区域时，控制点位在当前键值区域对应的控制点位以及相邻两个键值区域对应的控制点位之间进行循环改变。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
1.本发明采用的电极片印刷在凸台旋钮内表面，作为电容式触控面板，通过用户手势环绕凸台旋钮的外表面实现传统机械式旋钮和普通按钮的操作方式，通过用户手势的操作方式的区别进行区分处理。
2.在手势旋转过程中，采用了相对值与绝对值共同定位的规则，本发明与传统机械旋钮以及编码器不同，此设计通过凸台旋钮内侧的电极片感应对应的手势旋转位置和区域的电信号，实现控制点位的快速定位，使得控制点位选择更加精准；相比传统旋钮而言，结构设计简单的同时降低了成本，又继承了传统式旋钮经典的操作方式。
附图说明
图1为本发明控制方法的流程图；
图2为本发明凸台旋钮的结构示意图；
图3为本发明分立式环形电极的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
如图1所示，一种基于分立式环形电极的控制方法，通过用户的旋转手势进行控制，包括以下步骤：
S1：对分立式环形电极的各极片按照顺时针方向或者逆时针方向依次进行编码，使各极片具有不同的键值；连续的数个极片组成一个键值区域，每个键值区域对应一个控制点位。
控制点位即为编码值，不同的编码值对应不同的控制程序。
S2：根据用户首次触发极片对应的键值vi确定初始的控制点位。
S3：每隔固定周期T，判断用户当前触发极片的键值vj，根据vj与vi差值的正负、大小以及初始的控制点位，判断当前的控制点位。
具体地，通过各键值区域的键值范围为其对应的控制点位进行依次排序；vj-vi＝n，如果n大于零，则控制点位正向连续变动n次；如果n小于零，则控制点位负向连续变动n次；如果n等于零，则控制点位不发生变动。
假设有10个电极，其键值为1-10，每两个相邻键值组成一个键值区域，则一共有五个键值区域，由于每个键值区域内的键值存在固定的大小顺序，则五个键值区域进行排序后依次为第一键值区域(键值1-2)、第二键值区域(键值3-4)、第三键值区域(键值5-6)、第四键值区域(键值7-8)、第五键值区域(键值9-10)。
上述控制方式是通过相对值进行定位的，即根据初始的控制点位，以及手指在凸台旋钮外表面旋转的相对距离，得到当前的控制点位。
具体地，所述周期T小于手指划过相邻两个电极所用的最小时间；能够提高控制的灵敏度，避免控制延迟。
具体地，步骤二和步骤三中，如果用户触发了多个极片，则根据该多个极片中的最大键值确定简直区域和控制点位；改善了误触问题。
本发明先对各极片的电信号进行了编码，采用了相对值与绝对值共同定位的规则，使得用户手势旋转时，编码值始终保持在手指旋转区域附近；具体实施规则为：用户通过多个手指进行旋转控制时，所触发极片的键值范围为vmin～vmax；当vj与vmin之差的绝对值或者vj与vmax之差的绝对值超过2个键值，则通过步骤二重新确定初始的控制点位。
S4：根据不同控制点位对应的控制策略实时控制。
具体地，用户通过连续点选同一个控制点位所对应的键值区域时，控制点位在当前键值区域对应的控制点位以及相邻两个键值区域对应的控制点位之间进行循环改变；通过该方式模拟传统点触式按钮的控制方式。
如图2和3所示，一种基于分立式环形电极的控制装置，包括控制面板2、设置在控制面板上且向上突出的凸台旋钮3以及与分立式环形电极4电连接的控制器，所述凸台旋钮内部中空，所述分立式环形电极印刷在凸台旋钮内表面；所述分立式环形电极的极片与手指存在最小触发距离Lmin，凸台旋钮的厚度小于或者等于Lmin。
所述控制装置还包括盒体1，所述控制器固设于盒体内部，所述控制面板设置在盒体的上表面。
所述控制面板上设置有显示装置，用于显示当前控制点位对应的控制内容。
所述凸台旋钮的材质为非金属材质、非导电金属、含有少量金属粉的材质、绝缘阻抗大于一定值的金属材质中的任意一种；所述凸台旋钮可以与控制面板一体成型，或者单独安装在控制面板上。
本发明中检测电极是否被触发的原理与ITO薄膜类似，分立式环形电极印刷在凸台旋钮的内表面，人手未触碰凸台旋钮时，手指对地的电容值为C0，人手触碰凸台旋钮后，手指对地的电容值C1，虽然电极未与手指直接接触，仍然可以检测到电容的变换；通过检测电容值的变化量，来确认该电极是否被触发；通过在固定设置的凸台旋钮外表面实施操作的方式实现了对旋转旋钮、点按旋钮的模拟效果，降低成本的同时提升了用户操作体验。
控制器内设置有控制电路板，极片感应到触摸信号，并将信号传递给控制电路板进行处理，控制电路板通过检测电极片的变化顺序和大小，来检测用户旋转的方式，并显示对应的程序，从而实现传统机械式旋钮和普通按钮的效果。
使用贴合技术很难实现环形电极，本发明中的分立式环形电极为印刷电极；所述分立式环形电极包括多个极片，组成一个环形，均匀地印刷在环形凸台的内表面。
进一步的，所述凸台旋钮的周向表面曲线为连续且可导的曲线，使得人手接触凸台旋钮周向表面时能够无障碍地进行周向旋转。
所述凸台旋钮为圆柱体、圆锥体、半球体、球体中的任意一种。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种基于分立式环形电极的控制装置，其特征在于，包括控制面板、设置在控制面板上且向上突出的凸台旋钮以及与分立式环形电极电连接的控制器，所述凸台旋钮内部中空，所述分立式环形电极印刷在凸台旋钮内表面；所述凸台旋钮的材质为非金属材质或非导电金属；所述分立式环形电极的极片与手指存在最小触发距离Lmin，凸台旋钮的厚度小于或者等于Lmin。
2.根据权利要求1所述的基于分立式环形电极的控制装置，其特征在于：所述凸台旋钮的周向表面曲线为连续且可导的曲线，使得人手接触凸台旋钮周向表面时能够无障碍地进行周向旋转。
3.根据权利要求2所述的基于分立式环形电极的控制装置，其特征在于：所述凸台旋钮为圆柱体、圆锥体、半球体、球体中的任意一种。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述基于分立式环形电极的控制装置的控制方法，通过用户的旋转手势进行控制，包括以下步骤：
步骤一：对分立式环形电极的各极片按照顺时针方向或者逆时针方向依次进行编码，使各极片具有不同的键值；连续的数个极片组成一个键值区域，每个键值区域对应一个控制点位；
步骤二：根据用户首次触发极片对应的键值vi确定初始的控制点位；
步骤三：每隔固定周期T，判断用户当前触发极片的键值vj，根据vj与vi差值的正负、大小以及初始的控制点位，判断当前的控制点位；
步骤四：根据不同控制点位对应的控制策略实时控制。
5.根据权利要求4所述基于分立式环形电极的控制装置的控制方法，其特征在于：通过各键值区域的键值范围为其对应的控制点位进行依次排序；vj-vi＝n，如果n大于零，则控制点位正向连续变动n次；如果n小于零，则控制点位负向连续变动n次；如果n等于零，则控制点位不发生变动。
6.根据权利要求4所述基于分立式环形电极的控制装置的控制方法，其特征在于：所述周期T小于手指划过相邻两个电极所用的最小时间。
7.根据权利要求4所述基于分立式环形电极的控制装置的控制方法，其特征在于：步骤二和步骤三中，如果用户触发了多个极片，则根据该多个极片中的最大键值确定简直区域和控制点位。
8.根据权利要求4所述基于分立式环形电极的控制装置的控制方法，其特征在于：用户通过多个手指进行旋转控制时，所触发极片的键值范围为vmin～vmax；当vj与vmin之差的绝对值或者vj与vmax之差的绝对值超过2个键值，则通过步骤二重新确定初始的控制点位。
9.根据权利要求4所述基于分立式环形电极的控制装置的控制方法，其特征在于：用户通过连续点选同一个控制点位所对应的键值区域时，控制点位在当前键值区域对应的控制点位以及相邻两个键值区域对应的控制点位之间进行循环改变。
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