一种通用型互动旋钮发明专利

专利名称：一种通用型互动旋钮

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210186130.3

专利申请（专利权）人：合肥磐石智能科技股份有限公司
权利人地址：安徽省合肥市肥西经开区云湖路与集贤路交口西南侧

专利发明（设计）人：李岩, 胡坤, 吴超, 赵精伟

专利摘要：本发明属于科教及广告器械领域，具体涉及一种通用型互动旋钮。通用型互动旋钮包括旋转部，旋转部的面朝操作者的正面构成LED发光面；旋转部的背面轴向向后延伸有转轴且所述转轴与编码器的输入轴动力连接，从而通过旋转部的回转动作触发编码器响应，进而控制LED发光面产生随动的颜色变化；从而可简单方便的实现各种色彩和亮度的在线手动调节操作。

主权利要求：一种通用型互动旋钮
[0001] 本发明为申请号CN202010542555.4的申请名称为“一种旋钮式LED变色模块及应用该模块的互动墙”的分案申请，原申请的申请日为2020年06月15日。
技术领域
[0002] 本发明属于科教及广告器械领域，具体涉及一种通用型互动旋钮。
背景技术
[0003] 随着社会科技的发展，全彩LED灯在广告、科教等领域已经越来越普及。目前市场上的全彩LED灯，大多以按键配合每个按键对应的颜色来控制灯光的颜色，如按红色按键灯光显示红色，按绿色按键灯光显示绿色等。上述全彩LED灯因为受到面板大小、按键个数甚至自身体积的限制，很难显示多种颜色和进行多阵列组合，限制了LED灯光色彩变化的丰富性和使用的普及性。此外的，市面上的全彩LED灯多从空间照度上考虑和研发，未能从人眼舒适度、适用场合、适用人群等健康角度来进行光源设计，几乎无手动操作性，且长时间目视容易产生眼部不适感，尤其不适用于对动手能力较强且长时间裸眼观察的科教领域使用，从而给全彩LED灯在科教及广告领域的研发及普及带来诸多困扰。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑合理的通用型互动旋钮，具备体积小巧、手动响应程度高且互动性好的优点，可简单方便的实现各种色彩和亮度的在线手动调节操作，适用于对动手能力要求较高的科教领域所使用。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0006] 一种通用型互动旋钮，其特征在于：该互动旋钮包括旋转部，旋转部的面朝操作者的正面构成LED发光面；旋转部可回转的固定于固定座上；旋转部的背面轴向向后延伸有转轴且所述转轴与编码器的输入轴动力连接，从而通过旋转部的回转动作触发编码器响应，进而控制LED发光面产生随动的颜色变化；
[0007] 该互动旋钮包括固定于固定座上的轴套，轴套尾端固定编码器而首端固定LED灯板；所述旋转部包括套筒状的具备二段阶梯孔状筒腔的旋钮盖，旋钮盖的尾端向轴套方向延伸并与轴套间构成同轴回转配合；在旋钮盖的筒腔内轴向的由首至尾依序同轴布置均光板、隔套及透明连接轴；均光板止口配合于旋钮盖的孔肩处，隔套首端压紧在均光板上，而二段式台阶轴状的透明连接轴的大直径段端面压紧在隔套尾端处，透明连接轴的小直径段构成所述转轴，透明连接轴的小直径段同轴贯穿LED灯板后与固定于轴套尾端的编码器的输入轴相连接；
[0008] 所述轴套尾端处同轴的向后延伸有固定筒，编码器位于固定筒筒腔内；固定筒尾端固接有阻尼器，编码器处轴向向外延伸出用于传递转轴动力的延伸轴，所述延伸轴与阻尼器间构成动力连接；
[0009] 固定座包括固定板，轴套上凸设有法兰盘从而与固定板间构成法兰配合；轴套外壁处还同轴设置有轴承座，轴承座处同轴套设回转轴承并通过轴卡限位，旋钮盖的尾端向轴套方向延伸并与回转轴承的外圈间构成固接配合关系。
[0010] 优选的，旋钮盖的径向贯穿有螺钉孔，紧定螺钉穿入所述螺钉孔后，与透明连接轴的大直径段外壁间构成紧定螺钉式固接配合关系。
[0011] 优选的，轴套处贯穿布置有可供LED灯板处导线引出的引出孔。
[0012] 本发明的有益效果在于：
[0013] 1)、抛弃了传统的基于LED灯的按键式色彩控制方式，一方面，旋转部本身为操作端，从而通过旋转部的手动旋转，来实现对编码器的回转信号的直观输入目的，随后通过编码器的反馈而达成LED发光面的随动颜色变化效果，颜色变化方式可设计的更为炫彩，且响应度亦可得到有效保证；另一方面，旋转部本身又为发光部，也即LED发光面本身就集成在旋转部上，体积上更为小巧，同时也使得操作时的视觉感官性和直观度更强，操作时就好像手握发光体而产生随动色彩变化效果一样，更利于科教现场所使用。
[0014] 综上可知，本发明具备体积小巧、手动响应程度高、直观性强且互动性好的优点，可简单方便的实现各种色彩和亮度的在线手动调节操作，适用于对动手能力要求较高的科教领域所使用。
[0015] 2)、作为上述方案的进一步优选方案，本发明的可实现方式为两种，包括：
[0016] 其一，通过以轴套作为中间件，旋转部通过回转轴承而回转配合于轴套上，而编码器则通过轴套而固定于固定座上。随后，旋转部通过轴向依序布置的均光板、隔套、透明连接轴及LED灯板而实现各部件的固定及发光功能。旋转部与编码器间的动力连接，则在轴套的筒腔内完成。通过该种配合方式，在进一步保证了整体体积的小巧性的同时，一旦转动旋转部，则旋钮盖、均光板、隔套及透明连接轴构成了旋转件，并基于作为静件的LED灯板、轴套及编码器产生回转动作，随之使得编码器获取转轴的转动速度信息，并随后控制LED灯板产生对应色彩变化。由于作为光源的LED灯板是静件，因此其导线外引操作变得更为简单，只需通过引出孔外引即可，利于形成阵列环境。必要时，还可在结构内集成阻尼器，以提升操作手感。
[0017] 其二，通过以阻尼器作为中间件，来实现旋转部的回转和色彩幻化目的。具体为：旋转部内集成有镜片、均光板、LED灯板及固定板，而固定板处同轴延伸出转轴以便于阻尼器相配合，阻尼器再配合编码器。工作时，整个旋转部包括LED灯板均为动件，而阻尼器及编码器则为静件，从而实现旋转部基于编码器的回转动作，随之使得编码器获取转轴的转动速度信息，并控制LED灯板产生对应色彩变化。此结构中，由于作为光源的LED灯板为动件，因此其导线外引操作需依靠导电滑环配合滑环转子来实现，以确保LED灯板的发光效果。

附图说明
[0018] 图1为本发明的其中一种实施例的剖视结构示意图；
[0019] 图2为图1所示结构的爆炸图；
[0020] 图3为图1所示结构增加阻尼器后的剖视结构示意图；
[0021] 图4为图3所示结构的爆炸图；
[0022] 图5为通用型互动旋钮的另一种实施例的剖视结构示意图；
[0023] 图6为图5所示结构的爆炸图；
[0024] 图7为互动墙的正视示意图。
[0025] 本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
[0026] 10‑旋转部10a‑转轴
[0027] 11‑旋钮盖12‑均光板13‑隔套14‑透明连接轴
[0028] 15‑镜片16‑固定板
[0029] 20‑固定座21‑安装板22‑连接杆
[0030] 30‑编码器40‑轴套
[0031] 41‑法兰盘42‑轴承座43‑引出孔44‑轴卡
[0032] 50‑LED灯板60‑固定筒70‑阻尼器80‑回转轴承
[0033] 90‑紧定螺钉100‑导电滑环
具体实施方式
[0034] 为便于理解，此处结合图1‑7，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
[0035] 本发明的具体结构如图1‑7所示，其主要结构包括旋转部10，旋转部10的面朝操作者的正面构成LED发光面。旋转部10可回转的固定于固定座20上，从而通过使用者捏握旋转部10后旋转施力，从而控制旋转部10产生基于回转座的回转动作，进而使得编码器30产生随动反应，最终通过编码器30的信号输出来控制LED发光面产生随动的颜色变化。在使用时，该互动旋钮可以与现有技术中的软件配合来实现LED发光面的色彩变化目的，但是必须指出的是：与该互动旋钮相配合的软件不是本发明的创新部分，也不是本发明的组成部分。
[0036] 更进一步而言，通用型互动旋钮具体可通过以下两种实施例来实现：
[0037] 实施例1：
[0038] 如图1‑4所示，整个通用型互动旋钮也即本发明，包括轴向依序布置的旋转部10、固定座20、轴套40、编码器30及阻尼器70。其中：
[0039] 旋转部10包括旋钮盖11，并在旋钮盖11的筒腔内轴向的依序布置均光板12、隔套13及透明连接轴14。实际装配时，均光板12同轴的压紧在旋钮盖11的筒腔内的孔肩处，压紧操作通过隔套13来实现；均光板12的布置，可使得光扩散并更为均匀，更适宜于目视观测。
而透明连接轴14则通过紧定螺钉90而固定在旋钮盖11内，并通过透明连接轴14而轴向向隔套13施压，以便压紧均光板12。

[0040] 整个旋钮盖11的回转操作，通过位于旋钮盖11末端的回转轴承80来实现。回转轴承80的外圈固定于旋钮盖11的尾端处；而回转轴承80的内圈过盈配合于轴承座42上，同时通过轴卡44来卡接定位。整个轴承座42套接在轴套40外壁处，并通过轴向螺钉依序穿过轴套40处的法兰盘41后、固定板16后再拧紧于轴承座42处，以实现轴承座42、固定座20及轴套40的一体化固接目的。

[0041] 编码器30如图1‑4所示的固定于轴套40的尾端处。为保证本发明的操作手感，本发明在图1‑2的结构基础上，还增加了如图3‑4所示的阻尼器70。具体而言，首先在轴套40的尾端向后同轴顺延有固定筒60。一方面，固定筒60的筒腔构成了编码器30的安置腔；而另一方面，固定筒60的尾端则固定有阻尼器70，从而通过与编码器30的动力配合，实现了对旋转部10处旋转力的动力阻尼效果。

[0042] 实施例2：
[0043] 如图5‑6所示，此时整个通用型互动旋钮包括轴向依序布置的旋转部10、导电滑环100、阻尼器70及编码器30。其中：

[0044] 旋转部10包括旋钮盖11，并在旋钮盖11的筒腔内轴向的依序布置镜片15、均光板12、LED灯板50及固定板16。实际装配时，镜片15与均光板12均集成式的止口固定于旋钮盖
11的首端。LED灯板50则直接固定在固定板16的首端面处，固定板16的尾端面同轴延伸有转轴10a，从而与阻尼器70间构成动力配合。

[0045] 阻尼器70作为本实施例的核心结构，巧妙的起到了装配构造上的承前启后的功能。阻尼器70的首端通过连接杆22而固定在固定座20的安装板21上，而尾端固定编码器30；此外，阻尼器70的前端还固定有导电滑环100，从而在立体空间上，固定座20、导电滑环
100、阻尼器70及编码器30共同形成了静件。旋转部10的动力输出轴，也即转轴10a，则是由固定板16的尾端同轴向外延伸形成的。转轴10a如图5‑6所示的与阻尼器70间构成动力连接，从而得以将旋转部10的转动动力输入阻尼器70，并由阻尼器70再输入编码器30。当然，阻尼器70的输入轴处还应当同轴设置滑环转子，以便实现LED灯板50的电源接入功能。

[0046] 实际工作时，通过将上述实施例的任意一个，通过如图7所示的方式进行阵列布局，当然也可以采用其他的平面甚至立体布局方式。当布局完成后，通过旋转任意的旋转部10，旋转部10转动的同时通过阻尼器70而增加操作手感，并通过编码器30来改变LED发光面的色彩，即可实现整个互动墙的色彩炫变目的，极利于对手动操作性要求较高的科教领域，或者对色彩丰富性要求较高的广告宣传领域所使用。

[0047] 互动墙可作为视觉艺术装置或者空间装饰；由于各通用型互动旋钮作为面域内的一个像素点，观众可以旋转每一个通用型互动旋钮，来调节每个像素点所需的不同颜色和亮度，从而在整个阵列结构上形成一幅炫彩的图案，最终实现完整的图案成型需求。相比于传统的灯箱、灯带等方式，本发明提供的互动墙方案互动性更强，色彩更丰富，造型和图案变化更多样，视觉效果更佳；应用典型场景包括商场、公共空间及游乐场等场所。
[0048] 当然，以上为本发明的其中两种具体的实施例。实际操作时，如将透明连接轴14更改为其他的轴向顶撑结构，或者将回转轴承80用回转环来替代，甚至将上述实施例所描述的各组通用型互动旋钮通过其他阵列方式甚至是非阵列方式进行组合或通过远程控制作色彩变化等等；对各组通用型互动旋钮的操作方式，也不仅包括手动调节，甚至或和手势传感器结合，手势控制阵列组合的色彩图案；或和体感传感器结合，显示人影或者互动画面；或和颜色传感器结合，可以获取观众的衣物颜色，并自动切换，形成“变色龙”效果等等，这类在知晓本发明的技术结构的基础上所作出的常规性改变，均应当作为等同或相似设计而落入本发明的保护范围内。

专利地区：安徽

专利申请日期：2020-06-15

专利公开日期：2023-09-19

专利公告号：CN114649159B