CN205406363U - 一种扭矩力可控的旋钮 - Google Patents
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Abstract
一种扭矩力可控的旋钮，包括旋钮本体与旋转体，所述旋钮本体旋转时带动旋转体转动，还包括与控制中心相连并受其控制的电动机构，所述电动机构中设有可伸缩的顶杆，所述顶杆的端部与旋转体上的接触部相抵；还包括设于或部分设于旋钮本体上的与控制中心相连的触发电容，所述触发电容在人手接触旋钮本体时产生电量变化并将该电信号传给控制中心。本实用新型具有以下有益效果：能够方便的进行扭矩力的调整与控制，且其中的用于控制扭矩力的电动机构只在旋转操作时工作，不旋转时不工作，节约能耗且延长使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于开关领域，具体涉及一种扭矩力可控的旋钮。
背景技术
旋钮式的调节开关能够对调节对象进行大小程度的调节，功能多，用途广泛，在工业设备、汽车等领域中都能见其身影。目前，一般的旋钮式开关具有连续可调的功能，且能提供一定的手感反馈，能满足绝大多数消费者的需求。但随着消费者要求的提高，单一固定的旋转反馈力度难以适应不同的使用者，因此需要一种能够进行反馈手感调整的旋钮开关。
公告号为CN203406219U的中国实用新型专利《一种旋钮》中公开了一种手感可以调节的旋钮开关，该旋钮中设有弹性部件与用于挤压弹性部件螺钉，通过调整螺钉对弹性部件的挤压程度，可以获得不同的扭矩反馈，但该旋钮调整扭矩时，需要使用额外的工具旋转螺钉，操作麻烦，实用性不强。
实用新型内容
针对现有技术中的不足，本实用新型提供了一种扭矩力可控的旋钮，能方便的进行扭矩力的设定，操作方便。
本实用新型通过以下技术方案实现。
一种扭矩力可控的旋钮，包括旋钮本体与旋转体，所述旋钮本体旋转时带动旋转体转动，还包括与控制中心相连并受其控制的电动机构，所述电动机构中设有可伸缩的顶杆，所述顶杆的端部与旋转体上的接触部相抵；还包括设于或部分设于旋钮本体上的与控制中心相连的触发电容，所述触发电容在人手接触旋钮本体时产生电量变化并将电信号传给控制中心。
本实用新型中，用手旋转旋钮本体时，触发电容产生信号并将该信号传递至控制中心，控制中心收到该信号后，通过电流控制电动机构工作，产生特定的力使顶杆与旋转体相抵，旋转旋钮本体时能产生特定的扭矩力，符合操作人员的习惯。此外，本实用新型中，顶杆与旋转体相抵的特定作用力可以通过控制中心(例如ECU)设定或调整，十分方便；不旋转旋钮时，触发电容不产生电信号，控制中心切断电动机构的电源，节约能耗且延长使用寿命。
作为优选，所述电动机构中设有电磁铁，所述顶杆的一端设于电磁铁中，所述顶杆上还设有弹簧，该弹簧的一端固定在顶杆上，另一端固定在电磁铁的外侧；所述电磁铁与控制中心相连并受其控制。
本实用新型中，电磁铁在不通电的情况下，顶杆依靠弹簧的弹力抵在旋转体上，力较小；旋转时电磁铁通电，此时电磁铁产生电磁力，使弹簧有进一步伸长的趋势，即提供了额外的力使顶杆抵在旋转体上，进一步的，通过调整控制中心输送到电磁力的电流大小，可以获得不同的电磁力，使顶杆抵在旋转体上的力可以方便的调整，因此能提供特定的扭矩力，满足操作者的需求。
作为优选，本实用新型还包括安装座，所述旋钮本体和旋转体设于安装座上，所述触发电容的第一极固定于安装座的顶部，触发电容的第二极为旋钮本体自身，此时旋钮本体为金属件或具有金属镀层，手指与旋钮本体接触时就能引起触发电容的变化并反馈到控制中心。另一种实施方式中，触发电容的第二极设于旋钮本体上。
作为优选，所述电动机构设于电路板上；进一步的，所述第一极设于固定于安装座的顶部，并通过导电件与电路板上的触点保持电连接，触点与控制中心相连。
作为优选，所述电动机构和电路板设于壳体中，所述壳体包括上盖板、侧围板、下盖板。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：能够方便的进行扭矩力的调整与控制，且其中的用于控制扭矩力的电动机构只在旋转操作时工作，不旋转时不工作，节约能耗且延长使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型立体图。
图2为本实用新型的剖视图。
图3为本实用新型的分解示意图。
图4为顶杆与旋转体接触位置的受力分析图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型作进一步描述。
见图1至图3，一种扭矩力可控的旋钮，包括旋钮本体21与旋转体125，所述旋钮本体21旋转时带动旋转体125转动，还包括与控制中心3相连并受其控制的电动机构51，所述电动机构51中设有可伸缩的顶杆52，所述顶杆52的端部与旋转体125上的接触部1251相抵；还包括设于或部分设于旋钮本体21上的与控制中心3相连的触发电容，所述触发电容在人手接触旋钮本体21时产生电量变化并将电信号传给控制中心3。
本实施方式中，所述电动机构51中设有电磁铁511，所述顶杆52的一端设于电磁铁511中，所述顶杆52上还设有弹簧53，该弹簧53的一端固定在顶杆52上，另一端固定在电磁铁511的外侧；所述电磁铁511与控制中心3相连并受其控制。
本实施方式中，还包括安装座121，所述旋钮本体21和旋转体125设于安装座121上，所述触发电容的第一极23设于旋转体125上，触发电容的第二极22设于旋钮本体21上；此外，作为一种可替换的变形，触发电容的第二极也可以为旋钮本体21自身。
本实施方式中，所述电动机构51设于电路板5上。所述第一极23固定于安装座121的顶部122，并通过导电件124与电路板5上的触点54保持电连接，触点54与控制中心3相连。
本实施方式中，所述电动机构51设于壳体中，所述壳体包括上盖板11、侧围板12、下盖板13，所述上盖板11上设有供旋转体125穿过的通孔111，所述侧围板12的底板上设有安装座121和供电动机构51穿过的开口123，安装座121的内壁上设有供导电件124穿过的空腔122，导电件124为金属制弹簧；所述下盖板13上设有电线口131，电线4一端连接控制中心3，另一端穿过电线口131连接电路板5，电路板5一般为PCB板，其上设有PCB芯片，PCB芯片用于记录并产生驱动电磁铁511的电流，因此PCB芯片可认为是控制中心3的一部分。
本实用新型的旋钮进行手感标定时，按照以下步骤进行：手指接触旋钮本体21，触发电容的电量发生变化，该信号传递至PCB芯片，并最终传递至控制ECU，接着控制中心3向电磁铁511施加预设电流A1，电磁铁511在预设电流A1的驱动下产生电磁力F1。弹簧53满足线性胡克定律且处于压缩状态，将顶杆52顶在旋转体125上，弹力为F2，因此，工作状态下，顶杆52对旋转体125的作用力为F3＝F2+F1；从图4中可以看出，在顶杆52与旋转体125的接触点上，顶杆52顶端对旋转体125的作用力为Fx＝F3*Cosβ(β为Fx与F3的夹角),此时的力臂为Rx(Rmin≤Rx≤Rmax)，旋转体125在接触点受到的力Fx与力臂的夹角为θ。
由此推算出在A点(接触点)，当旋钮本体21处于逆时针扭转时，扭矩N＝(F1+F2)*(Sinθ+uCosθ)*Rx*Cosβ，摩擦力f＝u(F1+F2)*Cosβ，当旋钮本体21处于顺时针扭转时，扭矩N＝(F1+F2)*(Sinθ-uCosθ)*Rx*Cosβ，摩擦力f＝u(F1+F2)*Cosβ。
以上公式可以证明在任意一点A，可以通过调整电磁力F1的大小来调整扭矩及摩擦力的大小，从而实现手感的调整，具体为通过调整写入PCB芯片的电流值Ax来调整扭矩N，并在多次循环后，将实际需要的电流值Ax写入PCB芯片中，完成标定。
标定完成后，实际操作时，按照以下步骤进行：手指接触旋钮本体21，触发电容的电量发生变化，该信号传递至PCB芯片，接着ECU(车载电脑)从PCB芯片中读取实现标定的电流值Ax，并将对应的电流施加给电磁铁511，产生相应的电磁力，并通过顶杆52作用在旋转体125上，从而可以在旋转旋钮本体21时获得设定的扭矩N。
在非旋转状态下，电动机构可以保持低电流或完全静默，减少电磁铁511中线圈组的能耗，延长使用寿命。
本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型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、改进均落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种扭矩力可控的旋钮，包括旋钮本体(21)与旋转体(125)，所述旋钮本体(21)旋转时带动旋转体(125)转动，其特征在于，还包括与控制中心(3)相连并受其控制的电动机构(51)，所述电动机构(51)中设有可伸缩的顶杆(52)，所述顶杆(52)的端部与旋转体(125)上的接触部(1251)相抵；还包括设于或部分设于旋钮本体(21)上的与控制中心(3)相连的触发电容，所述触发电容在人手接触旋钮本体(21)时产生电量变化并将电信号传给控制中心(3)。
2.根据权利要求1所述的一种扭矩力可控的旋钮，其特征在于，所述电动机构(51)中设有电磁铁(511)，所述顶杆(52)的一端设于电磁铁(511)中，所述顶杆(52)上还设有弹簧(53)，该弹簧(53)的一端固定在顶杆(52)上，另一端固定在电磁铁(511)的外侧；所述电磁铁(511)与控制中心(3)相连并受其控制。
3.根据权利要求2所述的一种扭矩力可控的旋钮，其特征在于，还包括安装座(121)，所述旋钮本体(21)和旋转体(125)设于安装座(121)上，所述触发电容的第一极(23)固定于安装座(121)的顶部(122)，触发电容的第二极为旋钮本体(21)自身。
4.根据权利要求2所述的一种扭矩力可控的旋钮，其特征在于，还包括安装座(121)，所述旋钮本体(21)和旋转体(125)设于安装座(121)上，所述触发电容的第一极(23)固定于安装座(121)的顶部(122)，触发电容的第二极(22)设于旋钮本体(21)上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种扭矩力可控的旋钮，其特征在于，所述电动机构(51)设于电路板(5)上。
6.根据权利要求3至4任一项所述的一种扭矩力可控的旋钮，其特征在于，所述电动机构(51)设于电路板(5)上，所述第一极(23)固定于安装座(121)的顶部(122)，并通过导电件(124)与电路板(5)上的触点(54)保持电连接，触点(54)与控制中心(3)相连。
7.根据权利要求6所述的一种扭矩力可控的旋钮，其特征在于，所述电动机构(51)设于壳体中，所述壳体包括上盖板(11)、侧围板(12)、下盖板(13)。
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|---|---|---|---|
| CN201620145396.3U CN205406363U (zh) | 2016-02-27 | 2016-02-27 | 一种扭矩力可控的旋钮 |
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| CN201620145396.3U CN205406363U (zh) | 2016-02-27 | 2016-02-27 | 一种扭矩力可控的旋钮 |
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| CN205406363U true CN205406363U (zh) | 2016-07-27 |
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ID=56425021
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| CN201620145396.3U Active CN205406363U (zh) | 2016-02-27 | 2016-02-27 | 一种扭矩力可控的旋钮 |
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|---|---|
| CN (1) | CN205406363U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109388176A (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-26 | 埃莱萨公司 | 旋钮 |
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2016
- 2016-02-27 CN CN201620145396.3U patent/CN205406363U/zh active Active
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