CN206431574U - 对hci部件输出交互动作的装置 - Google Patents

Abstract

一种对HCI部件输出交互动作的装置，包括插头；可替换触头，其与所述插头可分离地连接；输出部，其包括第一第二输出单元以及承载两个所述输出单元的框型支架，任一输出单元包括框型支座和在所述框型支座的方向上滑动的滑台，所述第一第二输出单元的滑台分别沿水平和垂直方向运动，所述第一第二输出单元分别还包括长齿轮和旋转轴，所述框型支架包括两条与所述长齿轮啮合的齿形条，所述旋转轴，其下端连接所述插头，其上端与所在输出单元的滑台通过弹性构件垂直连接，所述弹性构件的上方设有感应开关；停泊架，其位于所述输出部下方且设有至少一个用于停泊所述可替换触头的停泊位。本实用新型拓展性强、能对多种HCI部件输出交互动作。

Description

对HCI部件输出交互动作的装置

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域。更具体地说，本实用新型涉及一种能够对多种HCI部件输出交互动作的机构。

背景技术

HCI部件即人机交互部件，现有技术中的按键检测装置，其缺陷在于：其一，体积重量都过于庞大，无法固定在HCI部件的正前方，更难以便携地为使用者所用；其二，功能单一，仅能对按键实施交互，但大多数设备或装置上，提供操作的人机交互部件的种类繁多，无法满足多种操作模式的需求；现有技术中能输出交互动作的机构还有操作手，其缺陷在于：其一，因人机交互部件的种类繁多，需要识别交互部件三维特征，识别困难大、精度难保证；其二，操作手的安装，需要使用者估算运动可达范围、操作力度、力传感缺乏或单一难以兼顾各种交互需求、反作用力影响安装支点稳定性等众多因素；其三，因价格较高，适用范围大多仅限于科研、精密加工领域。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种精度高、价格相对较低、能够满足多种HCI部件输出交互动作的装置。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种对HCI部件输出交互动作的装置，包括：

插头；以及

可替换触头，其顶部设有与所述插头匹配的插槽，所述可替换触头与所述插头可分离地连接；以及

输出部，其包括设置在所述HCI部件上方的第一输出单元、以及设置在所述第一输出单元上方的第二输出单元，任意一个所述输出单元包括框型支座和在所述框型支座的方向上做直线往复运动的滑台，所述第一输出单元的滑台沿水平方向运动，所述第二输出单元的滑台沿垂直方向运动，所述第二输出单元的框型支座固定连接在所述第一输出单元的滑台的上方，所述第二输出单元还包括旋转轴，其下端连接所述插头，其上端与自身所在第二输出单元的滑台通过可压缩的弹性构件垂直连接，所述弹性构件的上方设有所述弹性构件压缩一定距离后跳变的感应开关，所述第一输出单元还包括长齿轮，所述长齿轮自身长度方向垂直于自身所在第一输出单元的滑台且不干涉所述滑台以及所述旋转轴的运动；以及

停泊架，其位于所述输出部下方，所述停泊架上设有至少一个用于停泊所述可替换触头的停泊位。

优选地，所述输出部还包括一用于承载所述第一输出单元和所述第二输出单元的框型支架，所述框型支架包括两条与所述长齿轮啮合传动的齿形条和两条平行的第一导轨，所述框型支架通过所述第一导轨滑动设置在所述第一输出单元的下方。

优选地，所述可替换触头还包括：

万向节，其包括：

十字轴构件，其中部设有第一通孔，所述通孔的两侧对称设有枢轴；

输入节端，其上端与所述插槽连接，其下端套设在所述十字轴构件上方，所述输入节端通过间隙配合在所述第一通孔中的销轴与所述十字轴构件连接；

输出节端，其设置在所述十字轴构件下方，所述输出节端包括两个相对设置的限位片，所述限位片的上部设有卡设所述枢轴的第二通孔，所述限位片的下部连接槽面向下的锥形槽，所述锥形槽用于对HCI部件输出交互动作；以及

弹簧，其套设在两个所述限位片的外侧，所述弹簧的上端和下端分别与所述输入节端和所述输出节端抵触。

优选地，所述HCI部件包括旋钮，所述输出部用于输出旋转运动，所述锥形槽的内壁粗糙以和旋钮进行联动。

优选地，所述HCI部件包括拨钮，所述插头包括一磁铁块以及分布在所述磁铁块周侧的多个导电片，任意两个导电片之间设置绝缘区间；

所述插槽内设有与所述导电片一一对应的导电电路；

所述输入节端的下端设置第一环形导电片，所述锥形槽的上端设置与所述第一环形导电片相对的第二环形导电片，所述第一导电片和所述第二导电片之间具有间距，所述导电电路中的一部分与所述第一导电片连接，所述导电电路中的另一部分和所述第二导电片连接；

所述输出部用于带动所述可替换触头接触所述拨钮，当所述第一导电片和所述第二导电片发生电学导通后，所述输出部控制所述可替换触头沿着拨钮的运动轨迹运动。

优选地，所述锥形槽的内壁设有辐射状的凸肋。

优选地，所述锥形槽的下端的外侧面环设粗糙的摩擦带。

优选地，所述可替换触头的顶面设为可与所述插头的底面光滑接触的光滑面，所述输入节端的顶面环设限位檐体，所述限位檐体的底面为粗糙面，所述限位檐体的下方环向设置限位槽；

其中，所述停泊位包括与所述限位槽匹配的限位孔，限位孔上同心设有防止所述可替换触头水平脱落的卡簧，所述卡簧的顶面为粗糙面。

优选地，所述插头的底面的中部设有一底面粗糙的凸块，所述凸块的直径小于所述插头的底面宽度，所述凸块用于对HCI部件输出交互动作。

本实用新型至少包括以下有益效果：本装置采用设置在HCI部件上方、可做水平面位移运动的第一输出单元，以及设置在所述第一输出单元上方、可做上下轴向位移和轴向旋转运动的第二输出单元，使得连接在第二输出单元的旋转轴上的插头能够实现多个自由度的运动，进一步控制所述插头与停泊在所述第一输出单元下方的停泊架上、应对不同HCI部件的可替换触头连接，使装置的拓展性和实用性大大增加。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型中所述输出部的结构示意图；

图2为本实用新型所述弹性构件的结构示意图；

图3为本实用新型所述插头的结构示意图；

图4为本实用新型所述停泊架的结构示意图；

图5为本实用新型所述可替换触头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在一个实施例中，本实用新型提供一种对HCI部件输出交互动作的装置，包括输出部以及与所述输出部连接的可替换组件，所述输出部包括两个输出单元，如图1所示，图中左侧为输出部的结构示意图，图中右侧为两个输出单元连接处的结构示意图，任意一个所述输出单元包括框型支座1和在所述框型支座的方向上做直线往复运动的滑台2，两个所述输出单元包括设置在所述HCI部件上方的第一输出单元、以及设置在所述第一输出单元上方的第二输出单元，所述第一输出单元的滑台201沿水平方向运动，所述第二输出单元的滑台202沿垂直方向运动，所述第二输出单元的框型支座102固定连接在所述第一输出单元的滑台201的上方，所述第二输出单元还包括旋转轴3，其下端连接插头4，其上端与自身所在第二输出单元的滑台202通过可压缩的弹性构件5垂直连接，所述弹性构件的上方设有所述弹性构件压缩一定距离后跳变的感应开关6，所述第一输出单元还包括设置在所述第一输出单元下方的长齿轮7，所述长齿轮优选为直齿圆柱齿轮，所述长齿轮自身长度方向垂直于自身所在第一输出单元的滑台201且不干涉所述滑台以及所述旋转轴的运动；

所述输出部还包括一水平设置、用于承载所述第一输出单元和所述第二输出单元的框型支架，所述框型支架包括两条与所述长齿轮7啮合传动的齿形条8和两条平行且水平设置的第一导轨9，所述齿形条优选为直齿齿条，所述框型支架通过所述第一导轨9滑动设置在所述第一输出单元的框型支座101的下方。

本实施例的工作流程如下：所述输出部控制长齿轮7旋转，由于长齿轮7啮合传动齿形条8，使得第一输出单元沿着齿形条8长度方向运动，进而使得设置在第一输出单元上的第二输出单元也跟随做相同的运动，另外，由于第一输出单元的滑台201沿水平方向运动并与长齿轮7长度方向一致，而且由于优选为直齿圆柱齿轮的长齿轮7长度方向垂直于优选为直齿齿条的齿形条8长度方向，因此第一输出单元的滑台201的运动方向与齿形条8长度方向相互垂直，因此，通过控制长齿轮7旋转和滑台201的运动，使得第二输出单元可以在框型支架上做平行于水平面的平面位移运动，再加上第二输出单元的滑台202在第二输出单元的框型支座102上做上、下运动，进而带动旋转轴上下运动，并且旋转轴自身可轴向旋转，进而旋转轴下端的插头也和旋转轴同轴旋转，进而使得插头可做四个自由度的运动，进一步地为所述插头与所述可替换触头连接以及对HCI部件输出交互动作提供了基础。

在另一个实施例中，如图2所示，所述弹性构件包括通过连接柱连接的上活动片501、下活动片502以及设置在上活动片和下活动片之间的、与所述第二输出单元的滑台202固定连接的连接片503，所述连接片503与所述下活动片502之间设有弹簧504，以使得所述连接片503与所述上活动片接触，所述弹簧504具有预压力，所述上活动片与所述滑台202之间设有所述弹簧504压缩一定距离后跳变的感应开关6，所述感应开关可以是轻触感应开关，所述下活动片502与所述旋转轴3的上端固定连接。

本实施例的工作流程如下：弹性装置的工作方式为：旋转轴向下移动碰到阻碍物，当旋转轴向下的压力超过弹簧的预张力时，弹簧开始压缩导致上活动片向上运动，上活动片触碰到感应开关6，关闭滑台的运动；开启或关闭旋转轴的运动。

在另一个实施例中，如图3所示，图中左侧为插头的结构示意图，图中右侧为插头与可替换触头连接的示意图，所述插头4包括一磁铁块401以及分布在所述磁铁块周侧的多个导电片402，任意两个导电片之间设置绝缘区间，所述可替换触头10，其顶部设有与所述插头4匹配的插槽1001，所述插槽内设有与所述导电片402一一对应的导电电路，所述可替换触头与所述插头通过对应于磁铁块401的磁性吸力和或导电片402与对应的导电电路之间接触的静摩擦力可分离地连接。

在另一个实施例中，如图4所示，图中左侧为停泊架的结构示意图，图中右侧上为插头从停泊位中取出可替换触头的工作状态示意图，图中右侧下为停泊位的结构示意图，本实用新型还包括设置在所述输出部下方的停泊架11，其包括两个水平设置在框型支架下方的连接柱1101、以及与两个所述连接柱连接的连接板1102，所述连接板上设有至少一个用于停泊所述可替换触头的停泊位1103，所述可替换触头10的顶面设为可与所述插头4的底面光滑接触的光滑面，所述输入节端的顶面环设限位檐体1002，所述限位檐体的底面为粗糙面，所述限位檐体的下方环向设置限位槽1003；所述停泊位包括与所述限位槽匹配的限位孔110301，限位孔上同心设有防止所述可替换触头水平脱落的卡簧110302，所述卡簧的顶面为粗糙面，进一步地所述插头的底面的中部设有一底面粗糙的凸块403，所述凸块的直径(当所述凸块的横截面不是圆形时，所述直径为所述凸块的外接圆的直径)小于所述插头的底面宽度，所述凸块用于对HCI部件输出交互动作。

本实施例的工作流程如下：插头与可替换触头连接的工作方式分为两种：第一种为控制插头从停泊位中取出可替换触头，移动插头到位于停泊位上的可替换触头的正上方直至接触，此时所述插头的底面中部与可替换触头的顶面中部对齐，由于所述凸块的直径小于所述插头底面的宽度且位于所述插头的底面中部，因此所述凸块并不与可替换触头的顶面接触，即所述凸块不干涉所述插头与所述可替换触头的运动，插头继续向下移动受到可替换触头的抵触，旋转轴上端的弹性构件压缩一定距离后，促使感应开关跳变，当多个导电片402中没有任意一个出现电学导通，说明插头没落入与其匹配的插槽1001，此时旋转插头，可替换触头10的顶面与所述插头4的底面为光滑接触，而此时所述限位檐体1002的底面与所述卡簧110302的顶面为粗糙接触，使得可替换触头无法跟随插头以相同的角速度旋转，进而使得插头与插槽1001在水平方向上逐渐重合，并在弹性构件向下压力作用下，插头随即完全落入插槽导致多个导电片402中任意两个出现电学导通，表示连接匹配成功，随后插头水平地沿着卡簧110302的开口方向移动，即可带动可替换触头离开停泊位；第二种为控制插头将可替换触头停泊在任意一个空闲的停泊位，控制限位檐体1002的底面与所述停泊位上的卡簧的顶面接近同等高度，随后插头水平地沿着卡簧110302的开口的反方向移动，直到插头的限位槽1003与限位孔110301的同心匹配，插头向上提升离开插槽1001，由于所述限位孔110301对所述限位槽1003的轴向限位，使得可替换触头从插头上脱离并停泊在所述停泊位上。

在一个实施例中，如图5所示，图中左侧为可替换触头的爆炸视图，图中中部上侧为可替换触头的结构示意图，图中中部下侧为所述锥形槽的内壁的结构示意图，图中右侧为本实用新型的工作状态示意图，所述可替换触头10还包括：

万向节1004，其包括：

十字轴构件，其中部设有第一通孔100401，所述通孔的两侧对称设有枢轴100402；

输入节端，其上端与所述插槽1001连接，其下端套设在所述十字轴构件上方，所述输入节端通过间隙配合在所述第一通孔100401中的销轴100403与所述十字轴构件连接；

输出节端，其设置在所述十字轴构件下方，所述输出节端包括两个相对设置的限位片100404，所述限位片的上部设有卡设所述枢轴100403的第二通孔100405，所述限位片的下部连接槽面向下的锥形槽100406，所述锥形槽用于对HCI部件输出交互动作；以及

弹簧1005，其套设在两个所述限位片100404的外侧，所述弹簧的上端和下端分别与所述输入节端和所述输出节端抵触；以及

其中，所述HCI部件包括旋钮，所述输出部用于输出旋转运动，所述锥形槽的内壁粗糙以和旋钮进行联动，所述锥形槽的内壁设有辐射状的凸肋100410；

其中，所述HCI部件包括拨钮，所述输入节端的下端设置第一环形导电片100407，所述锥形槽的上端设置与所述第一环形导电片相对的第二环形导电片100408，所述第一导电片和所述第二导电片之间具有间距，所述导电电路中的一部分与所述第一导电片连接，所述导电电路中的另一部分和所述第二导电片连接，所述锥形槽的下端的外侧面环设粗糙的摩擦带100409；所述输出部用于带动所述可替换触头接触所述拨钮，当所述第一导电片和所述第二导电片发生电学导通后，所述输出部控制所述可替换触头沿着拨钮的运动轨迹运动。

利用本可替换触头对旋钮1011的控制方法为：将可替换触头移动到旋钮的正上方，所述锥形槽100406向下移动压紧旋钮，压缩弹性构件直到感应开关跳变，由于所述锥形槽的内壁设有辐射状的凸肋，利用所述凸肋粗糙以和旋钮进行联动，并经过所述万向节1004的传动使得旋转轴与旋钮自身转轴不重合时也能正常旋转，进一步地促使了对旋钮输出交互动作的准确实现。本控制方法尤其适用于操作旋钮群体，所述旋钮群体中任意两个旋钮之间的间隙近似等于或大于使用者手指的直径，且所述旋钮的顶部的横截面近似为圆形，即所述旋钮外形近似为圆柱、鼓型、圆台、球带体等等。

本装置对拨钮1012的控制方法分为两种：第一种控制方法为：控制所述可替换触头的运动方向和拨钮的自身滑道方向重合，所述可替换触头向下运动，使锥形槽的下端触碰到拨钮自身滑道所在的区域，此时出现两情况，情况一是锥形槽的下端与拨钮的自身滑道不平行地触碰使得所述第一导电片和所述第二导电片发生电学导通，情况二是锥形槽的下端与拨钮的自身滑道平行地触碰，须然无法使得第一导电片和所述第二导电片导通，但向上的反作用力压缩所述弹性构件直到感应开关跳变，任一种情况的出现都能通知所述输出部停止继续向下运动，并开始向上运动至所述任一种情况所对应的传感器出现复位跳变，继续通过控制所述锥形槽的下端的外侧面的摩擦带100409推动拨钮的侧面并沿拨钮的运动方向移动，当所述摩擦带与拨钮的侧面接触直至当所述第一导电片和所述第二导电片发生电学导通后，控制所述可替换触头沿着拨钮的运动轨迹推动拨扭完成既定距离的位移，接着控制可替换触头反向运动直至初始状态，拨钮的控制完成；在第二种控制方法中，不是通过推动拨钮的侧面使拨钮移动，而是通过所述插头底面中部的凸块403向下按压拨钮，利用拨钮和所述凸块之间的静摩擦力使拨钮滑动，当完成既定距离的滑动后，将插头升起并移动至复位状态。

本装置对按钮1013输出交互动作时，步骤如下：1、移动插头将可替换触头停泊在一个空闲的停泊位；2、移动插头至按钮的正前方并抵触按钮；3、压缩弹性构件直到感应开关跳变，交互成功。

本装置对船型开关1014的控制方法为：控制所述插头的运动方向和船型开关自身开关运动方向趋于重合，将插头的底部一侧与船型开关的顶部接触，通过控制插头在水平方向运动和竖直方向的复合运动轨迹与船型开关的转动轨迹重合，即实现对船型开关的控制。同时利用船型开关自身的跳变，使得船型开关的顶部突然离开插头的底部，致使所述弹性构件向下复位，引发了所述感应开关也跟随发生跳变，从而感应到交互成功。

本装置采用设置在HCI部件上方、可做水平面位移运动的第一输出单元，以及设置在所述第一输出单元上方、可做上下轴向位移和轴向旋转运动的第二输出单元，使得连接在第二输出单元的旋转轴上的插头能够实现多个自由度的运动，进一步控制所述插头与停泊在所述第一输出单元下方的停泊架上、应对不同HCI部件的可替换触头连接，使装置的拓展性和实用性大大增加。尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，包括：

插头；以及

可替换触头，其顶部设有与所述插头匹配的插槽，所述可替换触头与所述插头可分离地连接；以及

输出部，其包括设置在所述HCI部件上方的第一输出单元、以及设置在所述第一输出单元上方的第二输出单元，任意一个所述输出单元包括框型支座和在所述框型支座的方向上做直线往复运动的滑台，所述第一输出单元的滑台沿水平方向运动，所述第二输出单元的滑台沿垂直方向运动，所述第二输出单元的框型支座固定连接在所述第一输出单元的滑台的上方，所述第二输出单元还包括旋转轴，其下端连接所述插头，其上端与自身所在第二输出单元的滑台通过可压缩的弹性构件垂直连接，所述弹性构件的上方设有所述弹性构件压缩一定距离后跳变的感应开关，所述第一输出单元还包括长齿轮，所述长齿轮自身长度方向垂直于自身所在第一输出单元的滑台且不干涉所述滑台以及所述旋转轴的运动；以及

停泊架，其位于所述输出部下方，所述停泊架上设有至少一个用于停泊所述可替换触头的停泊位。

2.如权利要求1所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述输出部还包括一用于承载所述第一输出单元和所述第二输出单元的框型支架，所述框型支架包括两条与所述长齿轮啮合传动的齿形条和两条平行的第一导轨，所述框型支架通过所述第一导轨滑动设置在所述第一输出单元的下方。

3.如权利要求1所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述可替换触头还包括：

万向节，其包括：

十字轴构件，其中部设有第一通孔，所述通孔的两侧对称设有枢轴；

输入节端，其上端与所述插槽连接，其下端套设在所述十字轴构件上方，所述输入节端通过间隙配合在所述第一通孔中的销轴与所述十字轴构件连接；

输出节端，其设置在所述十字轴构件下方，所述输出节端包括两个相对设置的限位片，所述限位片的上部设有卡设所述枢轴的第二通孔，所述限位片的下部连接槽面向下的锥形槽，所述锥形槽用于对HCI部件输出交互动作；以及

弹簧，其套设在两个所述限位片的外侧，所述弹簧的上端和下端分别与所述输入节端和所述输出节端抵触。

4.如权利要求3所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述HCI部件包括旋钮，所述输出部用于输出旋转运动，所述锥形槽的内壁粗糙以和旋钮进行联动。

5.如权利要求3所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述HCI部件包括拨钮，所述插头包括一磁铁块以及分布在所述磁铁块周侧的多个导电片，任意两个导电片之间设置绝缘区间；

所述插槽内设有与所述导电片一一对应的导电电路；

所述输入节端的下端设置第一环形导电片，所述锥形槽的上端设置与所述第一环形导电片相对的第二环形导电片，所述第一环形导电片和所述第二环形导电片之间具有间距，所述导电电路中的一部分与所述第一环形导电片连接，所述导电电路中的另一部分和所述第二环形导电片连接；

所述输出部用于带动所述可替换触头接触所述拨钮，当所述第一环形导电片和所述第二环形导电片发生电学导通后，所述输出部控制所述可替换触头沿着拨钮的运动轨迹运动。

6.如权利要求4所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述锥形槽的内壁设有辐射状的凸肋。

7.如权利要求5所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述锥形槽的下端的外侧面环设粗糙的摩擦带。

8.如权利要求3所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述可替换触头的顶面设为可与所述插头的底面光滑接触的光滑面，所述输入节端的顶面环设限位檐体，所述限位檐体的底面为粗糙面，所述限位檐体的下方环向设置限位槽；

其中，所述停泊位包括与所述限位槽匹配的限位孔，限位孔上同心设有防止所述可替换触头水平脱落的卡簧，所述卡簧的顶面为粗糙面。

9.如权利要求1所述的对HCI部件输出交互动作的装置，其特征在于，所述插头的底面的中部设有一底面粗糙的凸块，所述凸块的直径小于所述插头的底面宽度，所述凸块 用于对HCI部件输出交互动作。