CN116431009A - 输入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种输入装置。输入装置包括一壳体、一座体、一球体、一控制环以及一重力轮。壳体包括一上壳体以及一下壳体，上壳体包括一开口。球体设置于座体上，并且部分显露于开口外。控制环架设于座体的外围，并且部分显露于开口外。控制环可围绕座体而自由转动。控制环包括一第一倾斜部、一齿条以及一侧壁部，侧壁部连接第一倾斜部以及齿条。重力轮啮合齿条，用以抑制控制环的转动。
Description
技术领域
本发明涉及一种输入装置，尤其涉及一种具有控制环的输入装置。
背景技术
常见在轨迹球等类的输入装置上，会设置有一个可以转动的控制环(或称滚动环、滚动转盘)，此控制环可以用来执行例如上下移动网页或是缩放地图等功能。
不过，此种控制环在操作时容易有轻飘的空泛感，并且容易被使用者不经意的碰触后就转动而输出控制信号，因此，现有的控制环的设计仍具有改善的空间。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种具有阻尼效果的控制环，通过增设齿条、重力轮以及轴承，让控制环不易被误触或误转，而使用者操作控制环时，控制环也仍然可自由且稳定地转动。
依据本发明一实施例提供一种输入装置。输入装置包括一壳体、一座体、一球体、一控制环以及一重力轮。壳体包括一上壳体以及一下壳体，上壳体包括一开口。球体设置于座体上，并且部分显露于开口外。控制环架设于座体的外围，并且部分显露于开口外。控制环可围绕座体而自由转动。控制环包括一第一倾斜部、一齿条以及一侧壁部，侧壁部连接第一倾斜部以及齿条。重力轮啮合齿条，用以抑制控制环的转动。
较佳者，输入装置还包括一轴承，重力轮包括一齿轮以及一旋转轴，齿轮啮合齿条，旋转轴插入轴承内。
较佳者，输入装置还包括一容置槽，容置槽设置于下壳体，用以收容并承载轴承。
较佳者，输入装置还包括一上夹座以及一下夹座，重力轮夹设于上夹座以及下夹座之间，上夹座以及下夹座安装于下壳体。
较佳者，输入装置还包括一螺丝，上夹座包括一第一轴孔以及一第一穿孔，下夹座包括一第二轴孔以及一第二穿孔，下壳体包括一螺柱，螺丝依序穿过第一穿孔以及第二穿孔后锁固于螺柱内。
较佳者，输入装置还包括一轴承、一上夹座以及一下夹座，重力轮夹设于上夹座以及下夹座之间，上夹座包括一第一轴孔，下夹座包括一第二轴孔，重力轮包括一齿轮以及一旋转轴，旋转轴包括一第一旋转轴以及一第二旋转轴，第一旋转轴以及第二旋转轴分别设置于齿轮的两侧面，其中第一旋转轴插入第一轴孔，第二旋转轴穿过第二轴孔后插入轴承内。
较佳者，重力轮的材质选自下列之一：聚甲醛(polyformaldehyde；POM)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)以及铝。
较佳者，座体包括一支撑座，支撑座包括一凹陷部以及一第二倾斜部，球体设置于凹陷部上，而控制环的第一倾斜部架设于第二倾斜部上。
较佳者，输入装置还包括多个第一滚珠，用以隔离第一倾斜部以及第二倾斜部。
较佳者，多个第一滚珠设置于第二倾斜部上并且部分突出于第二倾斜部。
较佳者，输入装置还包括多个润滑垫片，用以降低第一倾斜面与第二倾斜面之间的摩擦。
较佳者，多个润滑垫片设置于第二倾斜部上。
较佳者，多个润滑垫为铁氟龙垫片。
较佳者，座体还包括一止档环，止档环设置于支撑座上，用以防止球体脱离座体。
较佳者，，侧壁部环绕于第二倾斜部的外围。
较佳者，控制环还包括一防滑结构，防滑结构设置于第一倾斜部上。
较佳者，输入装置，还包括一配重环，重力轮包括一齿轮以及一旋转轴，旋转轴包括一第一旋转轴以及一第二旋转轴，第一旋转轴以及第二旋转轴分别设置于齿轮的两侧面，齿轮啮合齿条，第二旋转轴插入配重环内。
较佳者，配重环由具有导磁性的金属所制成。
较佳者，输入装置还包括一磁铁，磁铁设置于配重环的下方，磁铁吸引配重环并且不与配重环接触。
本发明的有益效果在于，控制环得以通过上述的设计而自由转动，但为了避免使用者在操作时容易有轻飘的空泛感，或是被使用者不经意的碰触后就转动而输出控制信号，因此本发明同时也提供了可以抑制控制环转动，使其具有转动阻尼效果的设计
附图说明
图1为依据本发明的第一实施例所提供的输入装置的立体图。
图2为图1的输入装置的爆炸图。
图3为图1中沿A-A剖面线所得到输入装置的一剖面图。依据本发明一实施例所提供的输入装置以及旋转控制环的一立体剖面图。
图4为图1所示输入装置的部分立体图，图4为将输入装置的座体以及球体等组成予以隐藏而不显示。
图5为图1所示输入装置的部分爆炸图，图5为将输入装置的上壳体、座体、球体以及控制环等组成予以隐藏而不显示。
图6为图1所示输入装置中球体、座体、控制环、重力轮以及轴承的立体图。
图7为图1所示输入装置中球体、座体、控制环、重力轮以及轴承的爆炸图。
图8为图1所示输入装置中座体的支撑座的立体图。
图9为图6中沿B-B剖面线所得到关于球体、座体、控制环、重力轮以及轴承的剖面图。
图10为依据本发明第二实施例所提供的输入装置中，上夹座、重力轮、配重块、磁铁以及下壳体的爆炸示意图。
图11为依据本发明第二实施例所提供的输入装置中，球体、座体、控制环、上夹座、重力轮、配重块以及磁铁的立体示意图。
附图标记如下：
1：输入装置
2：壳体
21：上壳体
211：开口
22：下壳体
221：容置槽
222：螺柱
223：容置槽
224：轴孔
3：座体
31：支撑座
311：凹陷部
312：倾斜部
3121：容置槽
32：止档环
321：内缩结构
4：球体
5：控制环
51：倾斜部
52：齿条
521：锯齿结构
53：侧壁部
54：防滑结构
6：重力轮
61：齿轮
62：旋转轴
621：旋转轴
622：旋转轴
7：轴承
8：上夹座
81：轴孔
82：穿孔
9：下夹座
91：轴孔
92：穿孔
10：螺丝
11：滚珠
12：滚珠
13：润滑垫片
14：配重环
15：磁铁
具体实施方式
以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的附图省略不必要或以通常技术即可完成的元件，以清楚显示本发明的技术特点。
本发明提供一种具有转动阻尼效果同时仍可平顺转动的控制环以及应用此控制环的输入装置。
请参考图1至图9，依据本发明一第一实施例提供一种输入装置1。输入装置1包括一壳体2、一座体3、一球体4、一控制环5以及一重力轮6。
壳体2包括一上壳体21以及一下壳体22，上壳体21以及下壳体22可以是两个组装在一起的元件，但也可以是一件式的架构并且代表不同的部位。上壳体21包括一开口211，球体4以及控制环5可部分地显露于此开口211之外，供使用者进行操作。
球体4设置于座体3上，座体3包括一支撑座31以及一止档环32。止档环32设置并组装于支撑座31上，止档环32具有内缩结构321，可防止球体4脱离座体3。支撑座31包括一凹陷部311以及一倾斜部312。球体4设置于凹陷部311上，而且支撑座31的凹陷部311上，也可设置有多个滚珠12，用来减少球体4与凹陷部311之间的直接摩擦。
控制环5在垂直方向上夹设于座体3的支撑座31以及止档环32之间，而在水平方向上则架设于座体3的外围，并且控制环5可围绕座体3而自由转动，以利使用者进行操作。
控制环5包括一倾斜部51、一齿条52以及一侧壁部53以及一防滑结构54。其中侧壁部53连接倾斜部51以及齿条52，而防滑结构54则设置于倾斜部51上。
倾斜部51主要负责支撑并承载着防滑结构54，具有环型的外观。侧壁部53则从座体3与上壳体2之间的间隙而向下延伸，进入到输入装置1的内部。倾斜部51与侧壁部53可以是由两个不同的组件结合或连接而成，或是整合在一起而成为一体式的架构，本发明并不予以限制。
侧壁部53连接倾斜部51以及齿条52。防滑结构54则设置于倾斜部51上，为使用者可直接触摸到的部件。防滑结构54为凸肋、凹凸或是其他非平滑的结构，或是在材质上采用例如橡胶等具有防滑效果的材质而成。
齿条52则连接着侧壁部53，结构上可为一环型的结构。齿条52设置于输入装置1的内部，会与倾斜部51以及侧壁部53一起连动或是转动。齿条52具有多个锯齿结构521。锯齿结构521设置于齿条52的内缘或是外缘，而本实施以锯齿结构521设置于齿条52的内缘作为说明的例示。
控制环5的倾斜部51架设于支撑座31的倾斜部312上，而控制环5的侧壁部53则环绕于倾斜部312的外围。
为了能够让控制环5可以自由且稳定地在支撑座31上转动，本发明所提供的输入装置1在倾斜部51以及倾斜部312之间设置有多个滚珠11，除了能够隔离倾斜部51以及倾斜部312外，也可减少倾斜部51与倾斜部312之间的摩擦。在本实施例中，滚珠11设置于倾斜部312上的容置槽3121内，并且部分突出于倾斜部312，而滚珠11突出的部分就可与倾斜部51以点接触的方式碰触在一起。
此外，本发明所提供的输入装置1也可在倾斜部51以及倾斜部312之间设置有多个润滑垫片13，除了能够隔离倾斜部51以及倾斜部312外，同样也可减少倾斜部51与倾斜部312之间的摩擦。在本实施例中，润滑垫片13设置于倾斜部312上，并且采用铁氟龙材质的垫片。
虽然控制环5得以通过上述的设计而自由转动，但为了避免使用者在操作时容易有轻飘的空泛感，或是被使用者不经意的碰触后就转动而输出控制信号，因此本发明同时也提供了可以抑制控制环5转动，使其具有转动阻尼效果的设计。
为了达到上述的转动阻尼(转动缓冲)效果，本发明在输入装置1内设置一重力轮6(或是惰轮)，此重力轮6啮合控制环5的齿条52，因此能够用以抑制控制环5的转动，而当使用者不经意而轻轻地触摸到控制环5时，控制环5也不会轻易地就被转动而发生误触或是误转的情况。
重力轮6包括一齿轮61以及一旋转轴62。齿轮61为齿条52的锯齿结构521啮合在一起。旋转轴62包括一旋转轴621以及一旋转轴622，旋转轴621以及旋转轴622分别设置于齿轮61的两侧面。此外，重力轮6的材质选自下列之一：聚甲醛(polyformaldehyde；POM)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)以及铝。
再者，为了让重力轮6能够稳定地转动，本发明所提供的输入装置1内更设置有一轴承7(或是轴承套)，并且安排将重力轮6的旋转轴62插入其中，例如在本实施例中，将旋转轴622如图9所示插入下方的轴套7之中。此外，轴承7可采用耐磨耗的材质或是金属的材质所制成，因此得以延缓重力轮6的使用寿命，同时也增加重力轮6在转动时的稳定度。此外，本实施例所提供的输入装置1，可如图3以及图5所示，在下壳体22上设置一用来收容轴套7的容置槽221，此容置槽221同时也能增加轴套7与重力轮6在运作时的稳定度。
此外，为了不让重力轮6在转动时产生剧烈的上下晃动或位移，因此本实施例所提供的输入装置1，也设置有一上夹座8以及一下夹座9，并且让重力轮6夹设于上夹座8以及下夹座9之间。
如图5所示，上夹座8包括一轴孔81以及一穿孔82，下夹座9包括一轴孔91以及一穿孔92，此外，下壳体22上也对应设置有螺柱222。如此一来，就可利用一螺丝10依序穿过穿孔82以及穿孔92后锁固于螺柱222内的方式，将上夹座8、重力轮6、下夹座9以及轴承7稳固地安装于输入装置1的下壳体22上。此外，当上夹座8、重力轮6、下夹座9以及轴承7完成组配后，重力轮6的旋转轴621会插入轴孔81，而旋转轴622则会穿过轴孔91后插入下方的轴承7内。
此外，为了增加重力轮的阻尼效果，本发明可利用一配重环以及磁铁的搭配来增加转动重力轮的难度。请参考图10以及图11，依据本发明第二实施例提供一输入装置，第二实施例所提供的输入装置可沿用上述第一实施例的输入装置的架构，差别在于第二实施例所提供的输入装置所提供的重力轮，通过一配重环以及一磁铁来增加转动时的阻力。
请参考图10与图11，依据本发明的第二实施例所提供的输入装置，设置有上夹座8、重力轮6、配重环14、磁铁15、容置槽223以及轴孔224。其中，上夹座8包括轴孔81以及穿孔82。重力轮6包含有齿轮61、旋转轴621以及旋转轴622，重力轮6设置于上夹座8与配重环14之间，并且齿轮61可与控制环5的齿条52互相啮合。配重环14由具有导磁性的金属所制成，例如碳钢或是硅钢片。配重环14的下方设置有至少一磁铁15，在此实施例中以设置两个磁铁15作为例示。磁铁15可吸引配重环14，并且通过容置槽223以及下壳体22的设计让两者之间仍相隔一段距离而不接触。下壳体22上设置有螺柱222、容置槽223以及轴孔224，其中容置槽223用来容纳磁铁15，轴孔224则可供旋转轴622插入。
当利用螺丝10穿过上夹座8的穿孔82并锁固于螺柱222内时，就可将上夹座8、重力轮6以及配重环14安装于输入装置的下壳体22上。此时，重力轮6的旋转轴621会插入轴孔81，而旋转轴622则会穿过并插入下方的配重环14后置入轴孔224内。
由于磁铁15与配重环14之间可通过磁吸原理而互相吸引，因此会让套设于配重环14上的重力轮6在转动时增加阻力，因此使用者在操作控制环5时，会增加转动控制环5的阻力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明，因此凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的发明概念中。
Claims (19)
1.一种输入装置，包括：
一壳体，该壳体包括一上壳体以及一下壳体，该上壳体包括一开口；
一座体；
一球体，该球体设置于该座体上，并且部分显露于该开口外；
一控制环，架设于该座体的外围，并且部分显露于该开口外，该控制环可围绕该座体而自由转动，该控制环包括：
一第一倾斜部；
一齿条；以及
一侧壁部，该侧壁部连接该第一倾斜部以及该齿条；以及
一重力轮，啮合该齿条，用以抑制该控制环的转动。
2.如权利要求1所述的输入装置，还包括一轴承，该重力轮包括一齿轮以及一旋转轴，该齿轮啮合该齿条，该旋转轴插入该轴承内。
3.如权利要求2所述的输入装置，还包括一容置槽，该容置槽设置于该下壳体，用以收容并承载该轴承。
4.如权利要求1所述的输入装置，还包括一上夹座以及一下夹座，该重力轮夹设于该上夹座以及该下夹座之间，该上夹座以及该下夹座安装于该下壳体。
5.如权利要求4所述的输入装置，还包括一螺丝，该上夹座包括一第一轴孔以及一第一穿孔，该下夹座包括一第二轴孔以及一第二穿孔，该下壳体包括一螺柱，该螺丝依序穿过该第一穿孔以及该第二穿孔后锁固于该螺柱内。
6.如权利要求1所述的输入装置，还包括一轴承、一上夹座以及一下夹座，该重力轮夹设于该上夹座以及该下夹座之间，该上夹座包括一第一轴孔，该下夹座包括一第二轴孔，该重力轮包括一齿轮以及一旋转轴，该旋转轴包括一第一旋转轴以及一第二旋转轴，该第一旋转轴以及该第二旋转轴分别设置于该齿轮的两侧面，其中该第一旋转轴插入该第一轴孔，该第二旋转轴穿过该第二轴孔后插入该轴承内。
7.如权利要求1所述的输入装置，该重力轮的材质选自下列之一：聚甲醛、聚碳酸酯以及铝。
8.如权利要求1所述的输入装置，该座体包括一支撑座，该支撑座包括一凹陷部以及一第二倾斜部，该球体设置于该凹陷部上，而该控制环的第一倾斜部架设于该第二倾斜部上。
9.如权利要求8所述的输入装置，还包括多个第一滚珠，用以隔离该第一倾斜部以及该第二倾斜部。
10.如权利要求9所述的输入装置，该多个第一滚珠设置于该第二倾斜部上并且部分突出于该第二倾斜部。
11.如权利要求8所述的输入装置，还包括多个润滑垫片，用以降低该第一倾斜面与该第二倾斜面之间的摩擦。
12.如权利要求11所述的输入装置，该多个润滑垫片设置于该第二倾斜部上。
13.如权利要求11所述的输入装置，该多个润滑垫为铁氟龙垫片。
14.如权利要求8所述的输入装置，该座体还包括一止档环，该止档环设置于该支撑座上，用以防止该球体脱离该座体。
15.如权利要求8所述的输入装置，该侧壁部环绕于该第二倾斜部的外围。
16.如权利要求1所述的输入装置，该控制环还包括一防滑结构，该防滑结构设置于该第一倾斜部上。
17.如权利要求1所述的输入装置，还包括一配重环，该重力轮包括一齿轮以及一旋转轴，该旋转轴包括一第一旋转轴以及一第二旋转轴，该第一旋转轴以及该第二旋转轴分别设置于该齿轮的两侧面，该齿轮啮合该齿条，该第二旋转轴插入该配重环内。
18.如权利要求17所述的输入装置，该配重环由具有导磁性的金属所制成。
19.如权利要求18所述的输入装置，还包括一磁铁，该磁铁设置于该配重环的下方，该磁铁吸引该配重环并且不与该配重环接触。
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