CN204614716U - 一种非接触式旋钮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式旋钮，包括旋钮帽、面板、底座和电路板，面板内侧和底座固定连接，电路板设置在底座内，电路板连接到被控设备，旋钮帽包括帽体和设在帽体内的圆柱形感应磁性件，帽体和感应磁性件同轴设置，帽体底部活动贴合在面板的表面上；电路板包括一磁旋转编码器，感应磁性件的轴心处于磁旋转编码器的测量区域内。本实用新型的非接触式旋钮，通过采用磁旋转编码器和设置在旋钮帽内的感应磁性件，旋钮帽和磁旋转编码器无需直接接触，元件之间不会发生摩擦和磨损，面板上也无需开孔，电路板和磁旋转编码器封闭在面板和底座内，不会受到外界环境的影响，长期使用仍可保持高精确度，延长了旋钮的使用寿命。

Description

一种非接触式旋钮

技术领域

本实用新型涉及一种旋钮，更具体地说，涉及一种非接触式的旋钮。

背景技术

通过旋钮控制被控设备，达到对被控设备的相关参数的调整。旋钮通常使用旋转编码器，旋转编码器测量旋转方向，并将输出轴的角位移和角速度等机械量转换成相应的电脉冲，以数字量输出给控制单元，通过控制单元达到对被控设备的相关参数进行调整的效果。但是，传统旋转编码器带有输出轴，需要在控制面板上开设供输出轴穿设的通孔，输出轴外套设旋钮帽，从控制面板外控制旋钮帽，以旋转输出轴；并且旋钮编码器与控制单元接触，接触件的摩擦而易产生磨损，导致控制信号不稳定或接触不良，而面板开始通孔也容易导致灰尘或湿气进入控制单元，导致控制单元寿命缩短，特别在使用环境较恶劣的情况下，对旋钮的要求更高。

现有技术上缺少一种旋钮帽和电路板非接触的旋钮，控制面板完全密封，避免与控制单元接触的磨损，以及控制单元的与外界环境接触，延长控制单元的寿命，提高控制单元的控制精确度。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术缺少的上述缺陷，提供一种延长旋钮使用寿命和提高旋钮控制精确度的非接触旋钮。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种非接触式旋钮，包括旋钮帽、面板、底座和电路板，所述面板内侧和所述底座固定连接，所述电路板设置在所述底座内，所述电路板连接到被控设备，所述旋钮帽包括帽体和设在所述帽体内的圆柱形感应磁性件，所述帽体和所述感应磁性件同轴设置，所述帽体底部活动贴合在所述面板的表面上；所述电路板包括一磁旋转编码器，所述感应磁性件的轴心处于所述磁旋转编码器的测量区域内。

本实用新型的非接触式旋钮，所述磁旋转编码器的型号为AS5045，所述测量区域为以所述磁旋转编码器的中心为圆点、半径值为0.25mm的区域。

本实用新型的非接触式旋钮，所述帽体为旋转对称的半球形、圆柱形或圆环形。

本实用新型的非接触式旋钮，所述面板设有用于限定所述帽体在转动时轴心不偏移的限位槽。

本实用新型的非接触式旋钮，所述限位槽为圆形的凹槽，所述帽体底部中心设有突出部，所述凹槽与所述突出部相适配。

本实用新型的非接触式旋钮，所述帽体内靠近底部还设置有环绕所述感应磁性件并间隔设置的、圆环形的第一固定磁性件，面板内侧设置有用于与所述第一固定磁性件相互吸合的第二固定磁性件。

本实用新型的非接触式旋钮，所述帽体内设有用于通过重力使所述帽体与所述面板的表面紧密贴合的配重块。

本实用新型的非接触式旋钮，所述电路板还包括控制单元和通信单元，所述控制单元分别与所述磁旋转编码器、所述通信单元连接。

本实用新型的非接触式旋钮，所述通信单元为Zigbee通信单元或WIFI通信单元。

本实用新型的非接触式旋钮，所述电路板还包括与所述控制单元连接的位置显示单元，所述位置显示单元包括对应所述帽体底部外轮廓环形设置的多个LED灯，以及LED灯驱动模块，所述面板还包括在每个LED灯对应位置设置的透光部。

实施本实用新型的非接触式旋钮，旋钮帽的帽体和感应磁性件同轴设置，帽体底部活动贴合在面板的表面上，面板内侧的电路板包括一磁旋转编码器，感应磁性件的轴心处于磁旋转编码器的测量区域内。本实用新型的非接触式旋钮，具有以下有益效果：通过采用磁旋转编码器和设置在旋钮帽内的感应磁性件，旋钮帽和磁旋转编码器无需直接接触，元件之间不会发生摩擦和磨损，面板上也无需开孔，电路板和磁旋转编码器封闭在面板和底座内，不会受到外界环境的影响，长期使用仍可保持高精确度，延长了旋钮的使用寿命。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的非接触式旋钮的优选实施例的示意图；

图2是本实用新型的非接触式旋钮的优选实施例的剖面示意图；

图3是本实用新型的非接触式旋钮的优选实施例的爆炸图；

图4是本实用新型的非接触式旋钮的优选实施例的磁旋转编码器的示意图；

图5是本实用新型的非接触式旋钮的优选实施例的电路板的模块图。

图中，

1旋钮帽     2面板          3底座              4电路板

11帽体      12感应磁性件   13第一固定磁性件   14突出部

21第二固定磁性件   22限位槽     23螺钉        24透光部

41磁旋转编码器     42控制单元   43通信单元    44位置显示单元

411测量区域        441LED灯。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1、图2和图3，分别为本实用新型的非接触式旋钮的优选实施例的示意图、剖面示意图和爆炸图，非接触式旋钮包括旋钮帽1、面板2、底座3和电路板4，面板2内侧和底座3固定连接，电路板4设置在底座3内。旋钮帽1包括帽体11和设在帽体11内的圆柱形感应磁性件12，帽体11和感应磁性件12同轴设置。帽体11底部活动贴合在面板2上。电路板4包括一磁旋转编码器41，感应磁性件12的轴心处于磁旋转编码器41的测量区域411内，电路板4连接到被控设备。

转动调节旋钮帽1，感应磁性件12同步转动，磁旋转编码器41检测到感应磁性件12偏移角度值，计算出旋钮帽1的位置，输出相应的信号，电路板4接收到相应的信号，经处理后转换为控制信号，对被控设备进行相关参数的调整。例如，被控设备为照明设备时，对照明设备的亮度进行调整，被控设备为音响时，对音响的声音大小进行调整。

本实用新型的非接触式旋钮，通过采用磁旋转编码器41，只需在旋钮帽1内设置感应磁性件12，旋钮帽1和磁旋转编码器41无需直接接触，元件之间不会发生摩擦和磨损，面板2上也无需开孔，电路板4和磁旋转编码器41封闭在面板2和底座3内，不会受到外界环境的影响，长期使用仍可保持高精确度，延长了旋钮的使用寿命。

具体的，本实施例中的旋钮帽1的帽体11为圆柱形。可以理解的，具有旋转轴的半球形、圆锥形也适用于帽体11。感应磁性件12为圆柱形的磁铁，感应磁性件12的轴心与帽体11旋转轴重合。

本实用新型的帽体11的底部活动贴合在面板2的表面上，面板2的表面还设有用于限定帽体11在转动时轴心不偏移的限位槽22，旋转帽1活动贴合在面板2，旋钮帽1可转动，通过限位槽22的限定作用，旋转帽1的轴心不会发生偏移，保持在磁旋转编码器41的测量区域411内。

本实施例中，面板2的限位槽22为圆形的凹槽，与感应磁性件12的外轮廓相适配。帽体11底部中心设有突出部14，突出部14嵌入面板2的限位槽22，使旋钮帽1始终绕旋转轴转动，不偏离旋转轴。可以理解的，限位槽22也可以与帽体11底部外轮廓相适配，帽体11底部嵌入限位槽22内，也可以保证旋转帽的转动不偏离旋转轴。

而贴合方式包括磁性吸合或重力的方式，施以较大力可以将帽体11从面板2的表面取下。通过重力的方式，即在帽体11内设置配重块，使帽体11在重力的作用下贴合在面板2的表面，这种方式适用于旋钮帽1和面板2水平设置的情形。

本实施例中，帽体11通过磁性吸合的方式贴合在面板2表面。具体的，帽体11内靠近底部还设置有环绕感应磁性件12并间隔设置的、圆环形的第一固定磁性件13，面板2内侧设置有与第一固定磁性件13相对应的圆环形的第二固定磁性件21。通过第一固定磁性件13和第二固定磁性件21的相互吸合，帽体11可旋转贴合在面板2上，即使在面板2设置在竖直墙面上，帽体11也不会从面板2上脱落。

本实施例中，面板2和底座3通过螺钉23固定连接在一起，可以理解的，如卡扣灯其他可实现面板2和底座3固定连接在一起的方式，均适用于本实用新型。

本实施例的磁旋转编码器41，采用奥地利微电子公司（AMS）的AS5045的非接触式12位可编程磁旋转编码器41。AS5055集成了4个霍尔传感元件、1个12位角度编码器、1个智能电源管理控制器和1个易于使用的3线或4线 SPI通信接口。利用霍尔原理来探测旋转轴位置，感应磁性件12设在旋转轴上，当旋转轴和感应磁性件12旋转，霍尔传感元件测量磁场的变化并提供角度测量值，可精确测量360度范围内的角度变化，并能完成全部的角度计算及片上自动上电和断电。

如图4所示的本实施例的磁旋转编码器41，其中磁旋转编码器41的测量区域411是以磁旋转编码器41中心为圆点、Rd半径范围内的区域，Rd为0.25mm。感应磁性件12设置在磁旋转编码器41上方，且其轴心处于磁旋转编码器41的上述测量区域411范围内，则磁旋转编码器41可测量到其角度变化。

具体的，如图5所示的本实施例的电路板4，还包括控制单元42和通信单元43，控制单元42分别与磁旋转编码器41、通信单元43连接。

其中，磁旋转编码器41检测到旋钮帽1的感应磁性件12的旋转角度，计算出旋钮帽1的位置，将相关的信号发送给控制单元42，控制单元42将信号转换为控制信号，进而对被控设备的相关参数进行调整控制。

通信单元43为Zigbee通信单元43，通过Zigbee实现与外部的控制终端的通信。控制终端可以读取旋钮帽1的位置和参数的数值，也可以实现对被控设备的参数调整。可以理解的，通信单元43也可以是WIFI通信单元43，通过WIFI信号与手机、平板电脑等移动通信设备实现通信，移动通信设备进而读取数据或进行参数调整。

进一步的，本实施例的旋钮还可以显示旋钮帽1的位置。具体的，电路板4还包括与控制单元42连接的位置显示单元44，位置显示单元44包括对应帽体11底部外轮廓环形设置的多个LED灯441和LED灯驱动模块，面板2在每个LED灯441的对应位置设有透光部24，具体的，透光部24包括在每个LED灯441对应位置开设的通孔和通孔内设置的透光件。控制单元42接收到磁旋转编码器41的检测旋钮帽1位置的信号，再转换为控制信号，发送给LED驱动模块，开启与旋钮帽1位置对应的LED灯441，开启的LED灯441即标示出旋钮帽1的旋转位置。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种非接触式旋钮，包括旋钮帽、面板、底座和电路板，所述面板内侧和所述底座固定连接，所述电路板设置在所述底座内，所述电路板连接到被控设备，其特征在于，所述旋钮帽包括帽体和设在所述帽体内的圆柱形感应磁性件，所述帽体和所述感应磁性件同轴设置，所述帽体底部活动贴合在所述面板的表面上；所述电路板包括一磁旋转编码器，所述感应磁性件的轴心处于所述磁旋转编码器的测量区域内。

2.根据权利要求1所述的旋钮，其特征在于，所述磁旋转编码器的型号为AS5045，所述测量区域为以所述磁旋转编码器的中心为圆点、半径值为0.25mm的区域。

3.根据权利要求1所述的旋钮，其特征在于，所述帽体为旋转对称的半球形、圆柱形或圆环形。

4.根据权利要求1所述的旋钮，其特征在于，所述面板设有用于限定所述帽体在转动时轴心不偏移的限位槽。

5.根据权利要求4所述的旋钮，其特征在于，所述限位槽为圆形的凹槽，所述帽体底部中心设有突出部，所述凹槽与所述突出部相适配。

6.根据权利要求4所述的旋钮，其特征在于，所述帽体内靠近底部还设置有环绕所述感应磁性件并间隔设置的、圆环形的第一固定磁性件，面板内侧设置有用于与所述第一固定磁性件相互吸合的第二固定磁性件。

7.根据权利要求4所述的旋钮，其特征在于，所述帽体内设有用于通过重力使所述帽体与所述面板的表面紧密贴合的配重块。

8.根据权利要求1所述的旋钮，其特征在于，所述电路板还包括控制单元和通信单元，所述控制单元分别与所述磁旋转编码器、所述通信单元连接。

9.根据权利要求8所述的旋钮，其特征在于，所述通信单元为Zigbee通信单元或WIFI通信单元。

10.根据权利要求8所述的旋钮，其特征在于，所述电路板还包括与所述控制单元连接的位置显示单元，所述位置显示单元包括对应所述帽体底部外轮廓环形设置的多个LED灯，以及LED灯驱动模块，所述面板还包括在每个LED灯对应位置设置的透光部。