旋钮的制作方法

1.本实用新型涉及操控开关技术领域，尤其是涉及一种旋钮。


背景技术：

2.目前大部分电器采用的开关都是机械按钮或触摸按钮，但是由于这种开关触感差、反馈体验差，而旋钮触感清晰，反馈有力，因而旋钮的应用越来越广泛。
3.现有的一种旋钮为磁吸旋钮，磁吸旋钮可以通过磁吸方式与电器连接。在使用磁吸旋钮时，经常需要检测其旋转角度以控制电器中的相关元件执行相关功能。现有的磁吸旋钮通常是利用安装在其内部的磁敏角度传感器检测旋转角度。
4.但是磁敏角度传感器成本较高，且易受电磁干扰，可靠性低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种旋钮，以缓解现有技术中存在的磁吸旋钮等旋钮通常是利用安装在其内部的磁敏角度传感器检测旋转角度，但是磁敏角度传感器成本较高，且易受电磁干扰，可靠性低的技术问题。
6.第一方面，本实用新型提供一种旋钮，包括旋转件、固定壳和间距检测结构；
7.所述旋转件的其中一端转动连接在所述固定壳内部，且所述旋转件的该端的端面设置有呈环形阵列状分布的多个角度检测位；
8.所述间距检测结构安装在所述固定壳内，并与所述旋转件的与所述固定壳转动连接的端部的端面位置相对，所述间距检测结构用于在所述旋转件自转的过程中依次检测多个所述角度检测位，以用于计算所述旋转件自转的角度。
9.在可选的实施方式中，所述旋转件的设有所述角度检测位的端面，还设有沿所述旋转件的周向分布的多个方向检测位；
10.所述间距检测结构用于在所述旋转件自转的过程中依次检测多个所述方向检测位，以用于判断所述旋转件的自转方向。
11.在可选的实施方式中，多个所述方向检测位按照预设的径向位置规则和/或轴向位置规则分布，所述径向位置规则和所述轴向位置规则用于区别所述旋转件的自转方向。
12.在可选的实施方式中，所述径向位置规则为：多个所述方向检测位等间距设置，且每个所述方向检测位的位置，依次与每组相邻两个所述角度检测位之间的非中间位置对应。
13.在可选的实施方式中，相邻两个所述角度检测位之间的间距等于相邻两个所述方向检测位之间的间距。
14.在可选的实施方式中，所述轴向位置规则为：每个所述方向检测位为阶梯状，且多个所述方向检测位沿顺时针方向或逆时针方向连续降阶连接。
15.在可选的实施方式中，所述径向位置规则为：多个所述方向检测位中相邻两个所述方向检测位之间的间距，沿顺时针方向或逆时针方向递减变化。
16.在可选的实施方式中，所述间距检测结构包括第一间距检测器和第二间距检测器，所述第一间距检测器用于检测所述角度检测位，所述第二间距检测器用于检测所述方向检测位。
17.在可选的实施方式中，所述角度检测位形成的环形位于所述方向检测位形成的环形的内侧，且两个环形同心设置。
18.在可选的实施方式中，所述角度检测位和所述方向检测位在所述旋转件的端面所在平面的投影均为长方形；
19.所述第一间距检测器为距离传感器，所述第一间距检测器的传感部件的长度小于所述角度检测位的长度，宽度等于所述角度检测位的宽度；
20.所述第二间距检测器为距离传感器，所述第二间距检测器的传感部件的长度小于所述方向检测位的长度，宽度等于所述方向检测位的宽度。
21.在可选的实施方式中，所述角度检测位和所述方向检测位均为设置在所述旋转件的端面上的凹槽。
22.在可选的实施方式中，所述固定壳上设置有磁体，所述磁体用于与外部电器的面板上的磁体相互吸引并连接，以使所述固定壳能够贴合在外部电器的面板上。
23.本实用新型提供的旋钮包括旋转件、固定壳和间距检测结构，旋转件的其中一端转动连接在固定壳内部，且旋转件的该端的端面设置有呈环形阵列状分布的多个角度检测位。间距检测结构安装在固定壳内，并与旋转件的与固定壳转动连接的端部的端面位置相对，间距检测结构用于在旋转件自转的过程中依次检测多个角度检测位。在使用本实施例提供的旋钮时，先在固定壳上转动旋转件，旋转件自转后，多个角度检测位依次经过间距检测结构并被间距检测结构检测到，此时通过统计角度检测位的被检测到的个数，再结合相邻两个角度检测位之间的已知的夹角，即可计算出旋转件的自转角度。
24.与现有技术相比，本实用新型提供的旋钮利用间距检测结构与角度检测位相互配合，可以检测出旋转件的自转角度，不需使用磁敏角度传感器，从而可以防止受到电磁干扰，节约成本，提升检测结果可靠性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型实施例提供的旋钮的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例提供的旋转件的角度检测位和方向检测位的结构示意图；
28.图3为实用新型实施例提供的旋转件自转时，间距检测结构依次检测到多个角度检测位的时间波形图和依次检测到多个方向检测位的时间波形图；
29.图4为本实用新型实施例提供的旋转件的角度检测位和方向检测位的另一结构示意图；
30.图5为图4中的多个方向检测位的局部侧视图；
31.图6为本实用新型实施例提供的旋转件的角度检测位和方向检测位的又一结构示意图。
32.图标：1
‑
旋转件；2
‑
固定壳；20
‑
磁体；3
‑
间距检测结构；30
‑
第一间距检测器；31
‑
第二间距检测器；4
‑
角度检测位；5
‑
方向检测位；6
‑
主控组件。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.实施例：
37.如图1所示，本实施例提供的旋钮包括旋转件1、固定壳2和间距检测结构3。旋转件1的其中一端转动连接在固定壳2内部，如图2、图4和图6所示，旋转件1的该端的端面设置有呈环形阵列状分布的多个角度检测位4。间距检测结构3安装在固定壳2内，并与旋转件1的与固定壳2转动连接的端部的端面位置相对，间距检测结构3用于在旋转件1自转的过程中依次检测多个角度检测位4，以用于计算旋转件1自转的角度。
38.在使用本实施例提供的旋钮时，先在固定壳2上转动旋转件1，旋转件1自转后，多个角度检测位4依次经过间距检测结构3并被间距检测结构3检测到，此时通过统计角度检测位4的被检测到的个数，再结合相邻两个角度检测位4之间的已知的夹角，即可计算出旋转件1的自转角度。
39.与现有技术相比，本实施例提供的旋钮利用间距检测结构3与角度检测位4相互配合，可以检测出旋转件1的自转角度和自转方向，不需使用磁敏角度传感器，从而可以防止受到电磁干扰，节约成本，提升检测结果可靠性。
40.进一步的，旋转件1的设有角度检测位4的端面，还设有沿旋转件1的周向分布的多个方向检测位5。间距检测结构3用于在旋转件1自转的过程中依次检测多个方向检测位5，以用于判断旋转件1的自转方向。
41.其中，多个方向检测位5按照预设的径向位置规则或轴向位置规则分布，或者，多个方向检测位5既按照预设的径向位置规则又按照轴向位置规则分布。径向位置规则和轴向位置规则均可以用于区别旋转件1的自转方向。
42.为便于判断旋转件1的旋转方向，本实施例优选多个方向检测位5按照预设的径向位置规则或轴向位置规则分布。
43.旋转件1自转后，多个方向检测位5也会依次经过间距检测结构3并被间距检测结构3检测到，由于多个方向检测位5按照预设的径向位置规则或轴向位置规则分布，因而基
于径向位置规则或轴向位置规则分布，根据间距检测结构3的检测时间间隔变化或检测结果变化即可判断出旋转件1的自转方向。
44.可以看出，本实施例提供的旋钮还可以利用间距检测结构3与方向检测位5相互配合，检测出旋转件1的自转方向，也不需使用磁敏角度传感器，可以防止受到电磁干扰，节约成本，提升检测结果可靠性。
45.如图2所示，径向位置规则为：多个方向检测位5等间距设置，且每个方向检测位5的位置，依次与每组相邻两个角度检测位4之间的非中间位置对应。
46.间距检测结构3可以包括一个用于检测角度检测位4的距离传感器和一个用于检测方向检测位5的距离传感器。图2中所示两个长方形的虚线框，其中一个虚线框表示其中一个距离传感器在旋转件1的侧面上的投影，另一个虚线框表示另一个距离传感器在旋转件1的侧面上的投影。
47.如图2所示，将下一角度检测位4和时间中点处的方向检测位5之间的夹角记为a，将步进角度记为b，则每个方向检测位5的设置位置依次与每组相邻两个角度检测位4之间的非中间位置对应时，a不能等于0或二分之一b，即，角度检测位4和方向检测位5在旋转件1的径向上不能重合，方向检测位5的位置也不能与相邻两个角度检测位4之间的中间位置处对应。
48.以相邻两个角度检测位4中的上一角度检测位4被检测时为时间起点，下一角度检测位4被检测时为时间终点，与该相邻两个角度检测位4之间的非中间位置对应的方向检测位5被检测时为时间中点。继而可以利用时间起点、时间中点和时间终点判断旋转件1的自转方向，具体判断过程如下：
49.先计算从时间起点至时间中点的用时和从时间起点至终点的用时的时间比值；再以下一角度检测位4和时间中点处的方向检测位5之间的夹角为顺时针方向夹角，上一角度检测位4和时间中点处的方向检测位5之间的夹角为逆时针方向夹角，计算顺时针方向夹角和预设步进角度之间的顺时针角度比值，以及计算逆时针方向夹角和预设步进角度之间的逆时针角度比值；继而判断时间比值更接近顺时针角度比值还是更接近逆时针角度比值，若时间比值接近顺时针角度比值，则旋转件1顺时针自转；若时间比值接近逆时针角度比值，则旋转件1逆时针自转。
50.将从时间起点至时间中点的用时记为t
a
，将从时间起点至终点的用时记为t
b
，且对于角度检测位4，将间距检测结构3检测到角度检测位4时的状态记为0，未检测到角度检测位4的状态记为1，以及，对于方向检测位5，将间距检测结构3检测到方向检测位5时的状态记为0，未检测到方向检测位5的状态记为1，则旋转件1在自转过程中会产生如图3所示的波形图。
51.将顺时针方向夹角记为b，将逆时针方向夹角记为(b
‑
a)，结合图5所示波形图，上述根据时间起点、时间中点和时间终点判断旋转件1的自转方向的逻辑如下：
52.以角度检测位4离开间距检测结构3时的时间点为时间起点，此时启动两个计时器，即，从图3中的t1时间点开始时间。当间距检测结构3检测到方向检测位5时(图3中的t2或t3时间点)，即时间到达时间中点时，停止一个计时器，此时所用时间定义为t
a
或t
b
；当间距检测结构3继续检测到角度检测位4时(图3中的t4时间点)，即时间到达时间终点时，停止另一个计时器，此时所用时间定义为t0。若t
a
/t0的值接近a/b，则判定为顺时针旋转，若t
b
/t0的
值接近(b
‑
a)/b，则判定为逆时针旋转。
53.其中，相邻两个角度检测位4之间的间距等于相邻两个方向检测位5之间的间距。
54.相邻两个角度检测位4之间的间距等于相邻两个方向检测位5之间的间距，可以便于计算旋转件1的自转角度。
55.如图4和图5所示，轴向位置规则可以为：每个方向检测位5为阶梯状，且多个方向检测位5沿顺时针方向或逆时针方向连续降阶连接。
56.在旋转件1自转过程中，间距检测结构3会依次检测多个方向检测位5，由于多个方向检测位5沿顺时针方向或逆时针方向连续降阶连接，因而间距检测结构3对方向检测位5的检测结果会递增或递减，此时再基于上述轴向位置规则，即可判断出旋转件1是顺时针方向自转还是逆时针方向自转。
57.进一步的，如图4和图5所示，每个为阶梯状的方向检测位5至少包括两个阶梯，相邻两个角度检测位4之间的对应位置处设置一个方向检测位5，此时旋转件1每旋转一个预设步进角度，即可根据间距检测结构3对方向检测位5的检测结果，并基于上述轴向位置规则判断出旋转件1的自转方向。
58.在实际应用中，轴向位置规则还可以为：每个方向检测位5为阶梯状，相邻两个角度检测位4之间设置有一个方向检测位5，且沿顺时针方向或逆时针方向，多个方向检测位5逐渐降阶。此时方向检测位5和角度检测位4形成的环形重合。
59.此外，轴向位置规则还可以为：多个方向检测位5一一对应设置在多个角度检测位4处，每个方向检测位5均为凹槽状，且每个方向检测位5的槽深沿顺时针方向或逆时针方向递增。此时角度检测位4和方向检测位5重合，间距检测结构3可以仅包括一个距离传感器，该距离传感器可以在旋转件1自转的过程同时检测到角度检测位4和方向检测位5。基于上述距离传感器的检测结果，不仅可以检测到经过该距离传感器的角度检测位4的个数，从而结合预设步进角度计算出旋转件1的自转角度，还可以检测到经过该距离传感器的方向检测位5的距离变化递增还是递减，从而结合上述轴向位置规则，判断出旋转件1的转向。
60.如图6所示，径向位置规则还可以为：多个方向检测位5中相邻两个方向检测位5之间的间距，沿顺时针方向或逆时针方向递减变化。
61.多个方向检测位5中相邻两个方向检测位5之间的间距沿顺时针方向或逆时针方向递减变化，因此旋转件1自转时，间距检测结构3连续检测到多个方向检测位5时的用时会递增或递减，此时结合径向位置规则，即可判断出旋转件1的自转方向。
62.如图1所示，间距检测结构3包括第一间距检测器30和第二间距检测器31，第一间距检测器30用于检测角度检测位4，第二间距检测器31用于检测方向检测位5。
63.间距检测结构3包括第一间距检测器30和第二间距检测器31，便于分别检测角度检测位4和方向检测位5，从而便于分别检测旋转件1的自转角度和自转方向。
64.如图2、图4和图6所示，角度检测位4形成的环形位于方向检测位5形成的环形的内侧，且两个环形同心设置。
65.角度检测位4形成的环形与方向检测位5形成的环形同心设置，便于充分利用旋转件1侧面上的空间。
66.如图2、图4和图6所示，角度检测位4和方向检测位5在旋转件1的端面所在平面的投影均为长方形。为在能够保证检测到角度检测位4和方向检测位5的前提下，尽量提升旋
转件1自转角度的精度，本实施例优选第一间距检测器30为距离传感器，第一间距检测器30的传感部件的长度小于角度检测位4的长度，宽度等于角度检测位4的宽度。第二间距检测器31为距离传感器，第二间距检测器31的传感部件的长度小于方向检测位5的长度，宽度等于方向检测位5的宽度。
67.如图2和图6所示，本实施例中角度检测位4和方向检测位5均可以为设置在旋转件1的端面上的凹槽，或者，还均可以为凸起。
68.如图1所示，固定壳2上设置有磁体20，磁体20用于与外部电器的面板上的磁体20相互吸引并连接，以使固定壳2能够贴合在外部电器的面板上。
69.固定壳2上设置有磁体20时，本实施例中的旋钮为磁吸旋钮，该旋钮与外部电器之间易于安拆。
70.如图1所示，本实施例提供的旋钮还可以包括主控组件6，主控组件6安装在固定壳2内，且第一间距检测器30和第二间距检测器31均与主控组件6连接，主控组件6用于根据第一间距检测器30和第二间距检测器31的检测结果计算旋转件1的自转角度和判断旋转件1的自转方向。
71.其中，主控组件6可以为单片机或者可编程逻辑控制器。
72.进一步的，本实施例提供的旋钮还可以包括通信组件，通信组件安装在固定壳2内并与主控组件6连接，通信组件还可以与外部电器的控制系统连接，通信组件用于接收主控组件6计算出的旋转件1的自转角度信息和判断出的旋转件1的自转方向信息，并能够将上述信息发送给外部电器的控制系统，从而使得外部电器的控制系统能够根据上述信息控制外部电器中的相关元件执行相关功能。
73.其中，通信组件可以为蓝牙模块、wifi模块等无线通信模块，对应的，主控组件6与外部电器的控制系统之间的连接方式为蓝牙、wifi等无线通信方式。
74.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。