一种扭转阻力值可调的旋钮开关的制作方法

1.本发明涉及开关操纵技术领域，特别是指一种扭转阻力值可调的旋钮开关。


背景技术：

2.旋钮，是用手控转的手动元件。旋钮边缘刻有一个或一系列标号的普通圆形突出物、圆盘或标度盘,可将其旋转或推进拉出,以此启动并操纵或控制某物。
3.在cn110635796a中公开了一种旋钮，包括转动件和固定件，所述转动件可转动地安装在固定件上，所述固定件上设置有第一光电传感器、第二光电传感器和磁体，所述转动件上设置有多个沿周向等间隔分布的第一挡光部，所述第一挡光部在所述转动件被旋转时先后接近所述第一光电传感器和所述第二光电传感器中的一者、所述第一光电传感器和所述第二光电传感器中的另一者，所述第一挡光部接近所述第一光电传感器时切断所述第一光电传感器的第一光信号，所述第一挡光部离开所述第一光电传感器时接通所述第一光电传感器的第一光信号，所述第一挡光部接近所述第二光电传感器时切断所述第二光电传感器的第二光信号，所述第一挡光部离开所述第二光电传感器时接通所述第二光电传感器的第二光信号，所述转动件上还设置有周向的齿形边缘部，所述齿形边缘部靠近于所述磁体以使其任一凸齿被所述磁体吸引，通过磁体与齿形边缘部相吸配合，使得用户旋转转动件时齿形边缘部即将离开磁体的凸齿被磁体吸引而产生旋转阻力，齿形边缘部即将接近磁体的凸齿被磁体吸引而产生旋转助力，产生了一种非常有趣的体验；用户松手后，转动件会轻微转动，使齿形边缘部离磁体最近的一个凸轮转动至磁体旁边。上述的旋钮具有以下缺陷：在旋转过程中磁体吸引而产生旋转阻力是固定不可调的，无法根据需要对旋转阻力大小进行调整，从而改变旋转的手感。


技术实现要素：

4.本发明的目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种扭转阻力值可调的旋钮开关，旋转阻力的改变，使得旋转手感的改变。
5.本发明的技术方案：一种扭转阻力值可调的旋钮开关，包括壳座和旋钮体，旋钮体可转动地安装在壳座上，旋钮体与壳座配合形成内部容置空间，在容置空间内固定设有pcb板、转动设有光栅架，pcb板上具有光电传感器，光栅架上具有挡光部，光栅架与旋钮体同步转动，所述挡光部在所述旋钮体被旋转时接近或离开所述光电传感器，所述挡光部接近所述光电传感器时切断所述光电传感器的光信号，所述挡光部离开所述光电传感器时接通所述光电传感器的光信号，在容置空间内固定设有电感器、转动设有磁环，其中，所述的电感器具有金属棒和绕设在其上的线圈，所述线圈与pcb板电连接，所述的金属棒横置于磁环的内侧，所述磁环与旋钮体同步转动，所述旋钮体具有电容触摸结构，当旋钮体接受到人体触摸抓取信号，电容变化，此时开关输出相应的电流给线圈，从而实现对磁环的磁场力值改变；并且供给线圈的工作电
流大小可调。
6.优选的，磁环具有多边形的内孔，金属棒置于所述内孔中，且其端部与所述内孔的多边形孔壁相对。
7.优选的，所述金属棒沿磁环径向，过磁环的中心，金属棒的两端分别对应于磁环内圈。
8.优选的，光电传感器为光耦合器。
9.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1.本发明通过磁环与电感器的磁吸配合，在人手抓取旋钮时，触摸到旋钮体，电容变化，此时开关输出相应的电流给感应线圈，从而实现对磁环的磁场力值改变，对磁环的吸引而产生的旋转阻力改变，当操作的扭转力大于磁吸阻力时，旋钮才被带动转动。相对传统的机械弹簧式的旋钮，由于是靠磁场变化来控制运动手感，无实际的摩擦，也就没有摩擦噪音。
10.2.还可通过调节，使得供给感应线圈的工作电流大小变化，从而实现转动操作，电流越大，所能产生的磁力越强。本发明的旋钮结构设计巧妙，通过电流大小来控制扭矩值，控制方法简单易行，旋转手感极佳，交互体验感更强。
11.3.磁环的多边形的内孔，由于内孔壁的平面处与内槽角处的吸力不同，内孔壁的平面处相对内槽角处靠近金属棒端部，吸力较强，使得用户转动旋钮体，磁环的内孔壁的平面处即将离开金属棒的端部，被电感器吸引而产生旋转阻力，磁环的内孔壁的下一平面处接近金属棒的端部，被电感器吸引而产生旋转助力，产生了一种非常有趣的体验，旋转手感极佳，交互体验感更强；用户松手后，旋钮体会轻微转动，使得磁环的内孔壁的平面处对应于金属棒端部。
12.4.磁环，为环状设置，金属棒横置于磁环内侧，并过中心设置，使得磁吸力均匀，操作方便。
13.5.多功能集成化后，降低设计成本，提升车辆空间利用率也提升了车辆内饰简洁性。
14.本发明的再进一步设置：所述的旋钮体还可做推进拉出动作，并带动光栅架同步滑动，光电传感器的下侧具有第一光区，其上侧具有并列的第二光区、第三光区；所述挡光部在所述旋钮体被推进拉出时实现上下动作，在旋钮体上拉时，所述挡光部对应于所述光电传感器向上，所述光电传感器下侧的第一光区的光信号接通，其上侧的第二光区、第三光区的光信号切断，在旋钮体下压时，所述挡光部对应于所述光电传感器向下，所述光电传感器下侧的第一光区，以及其上侧的第二光区、第三光区的光信号切断；旋钮在上拉位时，所述挡光部在所述旋钮体被旋转时接近或离开所述光电传感器，所述挡光部接近所述光电传感器时切断所述第二光区、第三光区的光信号，所述挡光部离开所述光电传感器时接通所述第二光区、第三光区的光信号；旋钮在下压位时，所述挡光部在所述旋钮体被旋转时接近或离开所述光电传感器，所述挡光部接近所述光电传感器时切断所述第一光区，以及第二光区、第三光区的光信号，所述挡光部离开所述光电传感器时接通所述第一光区、第二光区、第三光区的光信号。
15.采用上述再进一步设置，本发明通过挡光部与光电传感器的配合，实现推进拉出时的信号输出以及旋转时的信号输出，
通过在旋钮体上拉时，光电传感器下侧的第一光区的光信号接通，其上侧的第二光区、第三光区的光信号切断，为1通、两断，在旋钮体下压时，光电传感器下侧的第一光区，以及其上侧的第二光区、第三光区的光信号切断，为3断；旋钮在上拉位转动时，切断所述第二光区、第三光区的光信号，或接通所述第二光区、第三光区的光信号，为2通或2断；旋钮在下压位时，切断所述第一光区，以及第二光区、第三光区的光信号，或接通所述第一光区、第二光区、第三光区的光信号，进而通过光信号的变化分别产生电信号,为3通或3断。
16.根据信号的通断数量，来判断为推进拉出操作，还是旋转操作；再根据第二光区、第三光区信号产生的时间顺序判断旋钮体的旋转方向。
17.本发明的再进一步设置：在容置空间内固定设有轨道体，轨道体的周向上具有上环形导槽与下环形导槽，光栅架上设置有多个周向间隔分布的导柱，光栅架上具有凹槽，所述凹槽内具有连接导柱的弹簧，导柱经弹簧作用抵于所述导槽中，所述的旋钮体带动光栅架同步上下位移，使得导柱在上环形导槽与下环形导槽之间切换，实现挡位。
18.采用上述再进一步设置，在旋钮体上下位移时，磁环不动，导柱在上环形导槽与下环形导槽之间切换，导柱与槽壁碰触，实现手感。
19.本发明的再进一步设置：旋钮体与光栅架卡扣或螺钉连接，旋钮体内侧具有旋转支架，所述的旋转支架与旋钮体周向同步转动，并且旋转支架轴向固定，在旋转支架内侧还设有内壳，内壳设在轨道体上，轨道体位于光栅架的内侧，并与pcb板连接固定，所述磁环设置在旋转支架上并对应于内壳的外侧，所述的电感器位于内壳中，并且金属棒的端部穿出内壳，从而对应于磁环设置。
20.优选的，所述的旋转支架分别经内壳和轨道体实现轴向固定，旋转支架经轨道体实现向下的限位，旋转支架内圈具有用于支撑所述磁环底面的承载台，磁环设置在承载台上，并与旋转支架同步转动，内壳外圈具有可抵于磁环上表面实现对旋转支架向上限位的凸台。
21.优选的，内壳下端部具有竖直的限位槽，轨道体上端部的内周具有凸柱，凸柱竖直卡于所述限位槽中，实现内壳与轨道体的定位，所述的电感器的金属棒端部穿设在所述限位槽中，磁环对应于内壳供金属棒端部穿出的限位槽处。
22.采用上述再进一步设置，1.旋钮开关的安装结构简单，通过旋钮体与光栅架卡扣或螺钉连接实现同步转动和上下滑动，旋转支架、磁环与旋钮体同步转动，通过转动的磁环与电感器配合实现转动手感，金属棒的端部穿出内壳，从而对应于磁环与其配合作用；2.通过内壳上凸台与轨道体的设置，便于对旋转支架轴向上的限位；3.旋转支架便于磁环的装设，其限位槽设置，使得电感器装设方便，并且限位槽还可与轨道体上的凸柱配合定位。
附图说明
23.图1为本发明具体实施例的结构图；图2为本发明具体实施例的内部结构图；图3为图2中a部分的局部放大图；图4为本发明具体实施例中壳座一侧的结构图；
图5为本发明具体实施例中光电传感器的结构图；图6为本发明具体实施例中轨道体的结构图；图7为本发明具体实施例中内壳的结构图；图8为本发明具体实施例中旋钮体一侧的结构图；图9为本发明具体实施例中旋转支架的结构图；图10为本发明具体实施例中电感器与磁环的配合图。
24.图中：壳座1、旋钮体2，pcb板3、光栅架4、光电传感器5、挡光部41、电感器6、磁环7、金属棒61、线圈62、内孔71、平面711、内槽角712、第一光区51、第二光区52、第三光区53、轨道体8、上环形导槽81、下环形导槽82、导柱9、凹槽42、弹簧10、旋转支架11、内壳12、承载台111、凸台121、限位槽122、凸柱83。
具体实施方式
25.下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
26.如图1-10所示，本发明的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，包括壳座1和旋钮体2，旋钮体2可转动地安装在壳座1上，旋钮体2与壳座1配合形成内部容置空间，在容置空间内固定设有pcb板3、转动设有光栅架4，pcb板3上具有光电传感器5，光栅架4上具有多个沿周向等间隔分布的挡光部41，光栅架4与旋钮体2同步转动，所述挡光部41在所述旋钮体2被旋转时接近或离开所述光电传感器5，所述挡光部41接近所述光电传感器5时切断所述光电传感器5的光信号，所述挡光部41离开所述光电传感器5时接通所述光电传感器5的光信号，光电传感器5为光耦合器；在容置空间内固定设有电感器6、转动设有磁环7，其中，所述的电感器6具有金属棒61和绕设在其上的线圈62，所述线圈62与pcb板3电连接，所述的金属棒61横置于磁环7的内侧，所述磁环7与旋钮体2同步转动，所述旋钮体2具有电容触摸结构，当旋钮体2接受到人体触摸抓取信号，电容变化，此时开关输出相应的电流给感应线圈62，从而实现对磁环7的磁场力值改变；并且供给感应线圈62的工作电流大小可调；所述金属棒61沿磁环7径向设置，过磁环7中心，金属棒61的两端分别对应于磁环7内圈；磁环7具有多边形的内孔71，金属棒7置于所述内孔71中，且其端部与所述内孔71的多边形孔壁相对，内孔71的多边形孔壁具有若干平面711以及位于相邻两平面711之间的内槽角712；具体的，所述的旋钮体2还可做推进拉出动作，并带动光栅架4同步滑动，光电传感器5的下侧具有第一光区51，其上侧具有并列的第二光区52、第三光区53；所述挡光部41在所述旋钮体2被推进拉出时实现上下动作，在旋钮体2上拉时，所述挡光部41对应于所述光电传感器5向上，所述光电传感器5下侧的第一光区51的光信号接通，其上侧的第二光区52、第三光区53的光信号切断，在旋钮体2下压时，所述挡光部41对应
于所述光电传感器5向下，所述光电传感器5下侧的第一光区51，以及其上侧的第二光区52、第三光区53的光信号切断；旋钮在上拉位时，所述挡光部41在所述旋钮体2被旋转时接近或离开所述光电传感器5，所述挡光部41接近所述光电传感器5时切断所述第二光区52、第三光区53的光信号，所述挡光部41离开所述光电传感器5时接通所述第二光区52、第三光区53的光信号；旋钮在下压位时，所述挡光部41在所述旋钮体2被旋转时接近或离开所述光电传感器5，所述挡光部41接近所述光电传感器5时切断所述第一光区51，以及第二光区52、第三光区53的光信号，所述挡光部41离开所述光电传感器5时接通所述第一光区51、第二光区52、第三光区53的光信号；在容置空间内固定设有轨道体8，轨道体8的周向上具有上环形导槽81与下环形导槽82，光栅架4上设置有多个周向间隔分布的导柱9或钢珠，光栅架4上具有凹槽42，所述凹槽42内具有连接导柱或钢珠的弹簧10，导柱9经弹簧10作用抵于所述导槽中，所述的旋钮体2带动光栅架4同步上下位移，使得导柱9在上环形导槽81与下环形导槽82之间切换，实现挡位；旋钮体2与光栅架4卡扣或螺钉连接，旋钮体2内侧具有旋转支架11，所述的旋转支架11与旋钮体2周向同步转动，并且旋转支架11轴向固定，在旋转支架11内侧还设有内壳12，内壳12设在轨道体8上，轨道体8位于光栅架4的内侧，并与pcb板3连接固定，所述磁环7设置在旋转支架11上并对应于内壳12的外侧，所述的电感器6位于内壳12中，并且金属棒61的端部穿出内壳12，从而对应于磁环7设置；优选的，所述的旋转支架11分别经内壳12和轨道体8实现轴向固定，旋转支架11经轨道体8实现向下的限位，旋转支架11内圈具有用于支撑所述磁环7底面的承载台111，磁环7设置在承载台111上，并与旋转支架11同步转动，内壳12外圈具有可抵于磁环7上表面实现对旋转支架11向上限位的凸台121；优选的，内壳12下端部具有竖直的限位槽122，轨道体8上端部的内周具有凸柱83，凸柱83竖直卡于所述限位槽122中，实现内壳12与轨道体8的定位，所述的电感器6的金属棒61端部穿设在所述限位槽122中，磁环7对应于内壳12供金属棒61端部穿出的限位槽122处。
27.具体的，旋钮开关上还具有触摸屏，触摸屏上具有敏感元件。还可触摸操作控制。
28.旋钮开关的安装结构简单，通过旋钮体2与光栅架4卡扣或螺钉连接实现同步转动和上下滑动，旋转支架11、磁环7与旋钮2体同步转动，通过转动的磁环7与电感器6配合实现转动手感，金属棒61的端部穿出内壳12，从而对应于磁环7与其配合作用；通过内壳12上凸台121与轨道体8的设置，便于对旋转支架11轴向上的限位；旋转支架11便于磁环7的装设，其限位槽111设置，使得电感器6装设方便，并且限位槽111还可与轨道体8上的凸柱82配合定位。
29.旋钮转动手感原理：用户手动旋转旋钮体2时，手触摸旋钮体2，电容发生变化，此时开关输出相应的电流给感应线圈62，从而实现对磁环7的磁场力值改变，对磁环7的吸引而产生的旋转阻力改变，当操作的扭转力大于磁吸阻力时，旋钮体2才被带动转动；还可通过调节，使得供给感应线圈62的工作电流大小变化，电流越大，所能产生的磁力越强，从而实现转动操作时不同扭转阻力调节；
而在转动过程中，由于磁环7的多边形的内孔71，内孔壁的平面711处与内槽角712处的吸力不同，内孔壁的平面711处相对内槽角712处靠近金属棒61端部，吸力较强，使得用户转动旋钮体2，磁环7的内孔壁的平面711处即将离开金属棒61的端部，被电感器6吸引而产生旋转阻力，磁环7的内孔壁的下一平面711处接近金属棒6的端部，被电感器6吸引而产生旋转助力，产生了一种非常有趣的体验，旋转手感极佳，交互体验感更强；用户松手后，旋钮体2会轻微转动，使得磁环7的内孔壁的平面711处对应于金属棒61端部。
30.旋钮推进拉出手感原理：旋钮体2带动光栅架4同步上下位移，使得导柱9在上环形导槽81与下环形导槽82之间切换，实现挡位。
31.旋钮通断工作原理：通过在旋钮体2上拉时，光电传感器下5侧的第一光区51的光信号接通，其上侧的第二光区52、第三光区53的光信号切断，为1通、两断，在旋钮体2下压时，光电传感器5下侧的第一光区51，以及其上侧的第二光区52、第三光区53的光信号切断，为3断；旋钮在上拉位转动时，切断所述第二光区52、第三光区53的光信号，或接通所述第二光区52、第三光区53的光信号，为2通或2断；旋钮在下压位时，切断所述第一光区51，以及第二光区52、第三光区53的光信号，或接通所述第一光区51、第二光区52、第三光区53的光信号，进而通过光信号的变化分别产生电信号,为3通或3断。
32.根据信号的通断数量，来判断为推进拉出操作，还是旋转操作；再根据第二光区52、第三光区53信号产生的时间顺序判断旋钮体2的旋转方向。
33.需要说明，在本发明的描述中所有方向性指示(诸如上、下、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“联接”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

技术特征：
1.一种扭转阻力值可调的旋钮开关，包括壳座和旋钮体，旋钮体可转动地安装在壳座上，旋钮体与壳座配合形成内部容置空间，在容置空间内固定设有pcb板、转动设有光栅架，pcb板上具有光电传感器，光栅架上具有挡光部，光栅架与旋钮体同步转动，所述挡光部在所述旋钮体被旋转时接近或离开所述光电传感器，所述挡光部接近所述光电传感器时切断所述光电传感器的光信号，所述挡光部离开所述光电传感器时接通所述光电传感器的光信号，其特征在于：在容置空间内固定设有电感器、转动设有磁环，其中，所述的电感器具有金属棒和绕设在其上的线圈，所述线圈与pcb板电连接，所述的金属棒横置于磁环的内侧，所述磁环与旋钮体同步转动，所述旋钮体具有电容触摸结构，当旋钮体接受到人体触摸抓取信号，电容变化，此时开关输出相应的电流给线圈，从而实现对磁环的磁场力值改变；并且供给线圈的工作电流大小可调。2.根据权利要求1所述的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，其特征在于：磁环具有多边形的内孔，金属棒置于所述内孔中，且其端部与所述内孔的多边形孔壁相对。3.根据权利要求1或2所述的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，其特征在于：所述金属棒沿磁环径向，过磁环的中心，金属棒的两端分别对应于磁环内圈。4.根据权利要求1或2所述的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，其特征在于：所述的旋钮体还可做推进拉出动作，并带动光栅架同步滑动，光电传感器的下侧具有第一光区，其上侧具有并列的第二光区、第三光区；所述挡光部在所述旋钮体被推进拉出时实现上下动作，在旋钮体上拉时，所述挡光部对应于所述光电传感器向上，所述光电传感器下侧的第一光区的光信号接通，其上侧的第二光区、第三光区的光信号切断，在旋钮体下压时，所述挡光部对应于所述光电传感器向下，所述光电传感器下侧的第一光区，以及其上侧的第二光区、第三光区的光信号切断；旋钮在上拉位时，所述挡光部在所述旋钮体被旋转时接近或离开所述光电传感器，所述挡光部接近所述光电传感器时切断所述第二光区、第三光区的光信号，所述挡光部离开所述光电传感器时接通所述第二光区、第三光区的光信号；旋钮在下压位时，所述挡光部在所述旋钮体被旋转时接近或离开所述光电传感器，所述挡光部接近所述光电传感器时切断所述第一光区，以及第二光区、第三光区的光信号，所述挡光部离开所述光电传感器时接通所述第一光区、第二光区、第三光区的光信号。5.根据权利要求4所述的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，其特征在于：在容置空间内固定设有轨道体，轨道体的周向上具有上环形导槽与下环形导槽，光栅架上设置有导柱，光栅架上具有凹槽，所述凹槽内具有连接导柱的弹簧，导柱经弹簧作用抵于所述导槽中，所述的旋钮体带动光栅架同步上下位移，使得导柱在上环形导槽与下环形导槽之间切换，实现挡位。6.根据权利要求5所述的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，其特征在于：旋钮体与光栅架卡扣或螺钉连接，旋钮体内侧具有旋转支架，所述的旋转支架与旋钮体周向同步转动，并且旋转支架轴向固定，在旋转支架内侧还设有内壳，内壳设在轨道体上，轨道体位于光栅架的内侧，并与pcb板连接固定，所述磁环设置在旋转支架上并对应于内壳的外侧，所述的电感器位于内壳中，并且金属棒的端部穿出内壳，从而对应于磁环设置。
7.根据权利要求6所述的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，其特征在于：所述的旋转支架分别经内壳和轨道体配合实现轴向固定，旋转支架经轨道体实现向下的限位，旋转支架内圈具有用于支撑所述磁环底面的承载台，磁环设置在承载台上，并与旋转支架同步转动，内壳外圈具有可抵于磁环上表面实现对旋转支架向上限位的凸台。8.根据权利要求6所述的一种扭转阻力值可调的旋钮开关，其特征在于：内壳下端部具有竖直的限位槽，轨道体上端部的内周具有凸柱，凸柱竖直卡于所述限位槽中，实现内壳与轨道体的定位，所述的电感器的金属棒端部穿设在所述限位槽中，磁环对应于内壳供金属棒端部穿出的限位槽处。

技术总结
本发明涉及一种扭转阻力值可调的旋钮开关，包括壳座和旋钮体，旋钮体可转动地安装在壳座上，旋钮体与壳座配合形成内部容置空间，在容置空间内固定设有PCB板、转动设有光栅架，PCB板上具有光电传感器，光栅架上具有挡光部，挡光部在旋钮体被旋转时接近或离开光电传感器，在容置空间内固定设有电感器、转动设有磁环，其中，电感器具有水平设置的金属棒和绕设在其上的线圈，线圈与PCB板电连接，磁环位于金属棒外周，旋钮体具有电容触摸结构，当旋钮体接受到抓取信号，电容变化，此时开关输出相应的电流给感应线圈，实现对磁环的磁场力值改变；并且供给感应线圈的工作电流大小可调。旋转阻力的改变，使得旋转手感的改变。使得旋转手感的改变。使得旋转手感的改变。


技术研发人员：朱玉琴 王敬理 熊四凤 李琼 乔冰川 刘祝礼 陈威 蔡海波 李志明
受保护的技术使用者：温州长江汽车电子有限公司
技术研发日：2022.09.26
技术公布日：2023/1/6