一种非接触式飞梭编码器装置

技术领域

本发明涉及飞梭旋钮技术领域，尤其涉及一种非接触式飞梭编码器装置。

背景技术

飞梭旋钮时一种旋钮或转轮，通过对飞梭旋钮的转动可以实现电器相应功能的调节控制，比如通过旋转音乐播放设备的飞梭旋钮可以实现前进或者倒退的功能。由于飞梭旋钮操作方便流畅且其流线型的外形独具特色，飞梭旋钮在各种家电产品中的应用越来越广泛。

目前市面上的飞梭控制器大致分为齿轮式和接触式两大类，二者各有优缺点。齿轮式飞梭控制器是利用飞梭旋钮内壁凸齿带动齿轮转动，从而带动编码开关动作，编码开关的信号送入单片机以判断飞梭旋钮正转或者反转，这种齿轮式飞梭旋钮设计简单、操作手感好；接触式飞梭控制器是通过在旋钮底部设置弹片，弹片与PCB内的铜箔接触产生错位开关信号，然后将信号送入单片机判断飞梭旋钮的正转或反转，这种接触式飞梭旋钮PCB布局简单、生产成本较低。

无论是齿轮式还是接触式的飞梭旋钮，其编码产生的方式均是通过接触点连通或断开的方式产生，从而形成方向判断信号以进行相应的调增或调减操作，长期使用后，由于接触点位置不断的接触摩擦，容易造成接触铜片弹性疲乏、接触点氧化而导致接触不良的问题，影响飞梭旋钮的控制稳定性和使用寿命。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种控制稳定性好、使用寿命长的非接触式飞梭编码器装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种非接触式飞梭编码器装置，包括基座以及与基座配合相连的飞梭旋钮，其特征在于：

所述飞梭旋钮的内壁沿周向间隔设置有多个可与飞梭旋钮同步转动的第一导电片，多个所述第一导电片围合形成第一圆周，所述基座上固定有第二导电片，所述第二导电片与第一圆周相对设置，以在飞梭旋钮旋转过程中与所述第一圆周之间形成容值大小交替变化并具有周期性规律的电容信号，且所述具有周期性规律的电容信号在飞梭旋钮正转或反转时不同。

进一步的，相邻第一导电片间的距离为第一导电片宽度的两倍，第二导电片具有三个，相邻第二导电片间的距离与第二导电片宽度相等，且第二导电片的宽度与第一导电片的宽度相等。

进一步的，多个第一导电片相连形成圆环，所述圆环设置在飞梭旋钮的内壁上。

进一步的，所述飞梭旋钮内壁上还设有凸块，所述凸块的宽度与相邻两个第一导电片间的距离相当以使凸块可对第一导电片形成的圆环进行嵌设固定。

进一步的，所述装置还包括设置在基座内的PCB板，所述PCB板上设置有与第二导电片相连并用于将电容信号解码转换成数位输出信号的解码芯片。

进一步的，所述解码芯片为一个带三通道的触摸单片机。

进一步的，所述装置还包括通过输出连接器与解码芯片相连并将所述数位输出信号转换成高低电平方波信号后通过一个IO口输出的单片机。

进一步的，所述第一导电片和第二导电片均采用铜质材料制成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过设置两互不接触的第一导电片和第二导电片，结合第一导电片间的间距、第二导电片数量、宽度等的设置，利用飞梭旋钮转动过程中，第二导电片与第一导电片所在圆周之间会形成容值大小交替变化并具有周期性的电容信号，来判断正转或者反转，巧妙地解决了以往飞梭装置内部器件因长时间接触摩擦而带来的接触位置氧化，致使接触不稳定、影响使用寿命等问题。

附图说明

图1为本申请的飞梭编码器装置结构示意图。

图2为图1的爆炸结构示意图。

图3为图2的进一步爆炸结构示意图。

图4为本申请的飞梭编码器装置在止动装置位置的剖面结构示意图。

图5为本申请中飞梭旋钮正转时第一导电片和第二导电片位置示意图。

图6为本申请中飞梭旋钮反转时第一导电片和第二导电片位置示意图。

图7为本申请中解码芯片及单片机连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至4为本申请的飞梭编码器装置结构示意图，如图所示，该种非接触式飞梭编码器装置，包括基座1以及与基座1配合相连的飞梭旋钮2，飞梭旋钮2的内壁沿周向间隔设置有多个可与飞梭旋钮2同步转动的第一导电片31，该多个第一导电31片围合形成第一圆周，基座1上固定有第二导电片41，第二导电片41与第一圆周相对设置，从而在飞梭旋钮2旋转过程中与第一圆周之间形成容值大小交替变化并具有周期性规律的电容信号，该具有周期性规律的电容信号在飞梭旋钮2正转或反转时不同。

也即在第一导电片31和第二导电片41正对的时候，环境电容的电容值大，而在第二导电片31与相邻第一导电片41之间的空隙相对时，环境电容的电容值小，而该电容值一会儿大一会儿小的现象在飞梭旋钮2正转或反转时，出现的规律不一样，如此，则可以通过分析周周期性规律变化的电容信号来判断飞梭旋钮2的旋转方向，而且还可以通过每秒钟出现周期性规律的电容信号的次数来判断飞梭旋钮2的旋转速度。

在本申请中，飞梭编码器装置还包括设置在基座1内的PCB板5，PCB板5上设置有与第二导电片41相连以将电容信号解码转换成数位输出信号的解码芯片51以及通过输出连接器53与解码芯片51相连的单片机(图中未示出)。

该解码芯片51为一个三通道的触摸单片机，而与解码芯片51相连的该单片机接收解码芯片51输出的数位输出信号后将其转换成高低电平方波信号以一个IO口输出。

在本实施例中，解码芯片51将电容信号进行处理输出高低电平的数字信号，当第一导电片31与第二导电片41相对时，环境电容值大，解码芯片51输出高电平信号1，而相邻第一导电片31之间的空隙与第二导电片41相对时，环境电容值小，解码芯片51输出低电平信号0，解码芯片51根据飞梭旋钮2的正转或反转输出一定的高低电平序列，单片机根据高低电平序列判断飞梭旋钮2为正转或反转，并以此输出正转方波或反转方波，从而控制电器进行相应的动作。

作为一种优选实施例，相邻的两个第一导电片31间的距离为第一导电片31宽度的两倍，第二导电片41具有三个，相邻第二导电片41间的距离与第二导电片41宽度相等，且第二导电片41的宽度与第一导电片31的宽度相等。如图5和6所示，将三个第二导电片41分别定义为D1、D2、D3，当飞梭旋钮2正转(即按顺时针方向旋转)时，且图5中状态2、状态3、状态4依次为在状态1基础上正转一个第一导电片31宽度距离、二个第一导电片31宽度距离、三个第一导电片31宽度距离，解码芯片51输出的数位输出信号如下表：

当飞梭旋钮2反转(即按逆时针方向旋转)时，解码芯片51输出的数位输出信号如下表：

当飞梭旋钮2正转时，单片机根据解码芯片51的数位输出信号，输出占空比为2的方波，而当飞梭旋钮2反转时，单片机输出占空比为0.5的方波，如图7所示，设置有该种飞梭编码器装置的电器根据单片机输出的方波信号进行相应的控制动作，比如烤箱进行温度调大或调小。

在本申请中，为了便于第一导电片31的装配，多个第一导电片31相连形成圆环3，即在圆环3的侧壁上冲压通孔33，相邻的通孔33之间形成的即是第一导电片31，该圆环3设置在飞梭旋钮2的内壁上。为了进一步便于圆环3装配，飞梭旋钮2内壁上还设有凸块21，凸块21的宽度与相邻两个第一导电片31间的距离相当，以使凸块21可插入到通孔33中，以对圆环3进行嵌设固定。在装配的时候，只需要将圆环3插入飞梭旋钮2内，使凸块21卡设于对应的两个第一导电片31之间的通孔33中即可，操作非常方便。

在本实施例中，飞梭旋钮2的内壁上沿周向设置有凸齿22，基座1内设置有可从基座1的壁上穿出以与凸齿22啮合的止动装置。具体而言，止动装置包括止动弹簧11和止动针12，止动弹簧11一端固定在基座1内而另一端与止动针12相连，止动针12外端可与凸齿22啮合以实现飞梭旋钮2旋转过程中的停止定位。当飞梭旋钮2旋转过程中，可以听到咔咔的声音，同时也能够使得飞梭旋钮2旋转过程中形成止动效果，增加操作手感。

在本实施例中，该飞梭编码器装置还包括套设于飞梭旋钮2外以将飞梭旋钮2和基座1固定相连的固定件6。具体的，固定件6包括一限位环61以及设置在限位环61外周并垂直于限位环61端面的卡块62，该卡块62沿限位环61轴向分布，飞梭旋钮2外周具有一个限位台阶23，基座1外周设有卡槽13，装配完成后，卡块62卡设在卡槽13中，飞梭旋钮2的限位台阶23限位在限位环61和基座1之间。为了便于该飞梭编码器装置与电器的对应位置进行装配，固定件6与基座1装配完成后，卡块62的自由端伸出基座1外，电器的对应位置设置装配孔将卡块62端部插入即可。

在本实施例中，第一导电片31和第二导电片41均采用铜质材料制成。

需要说明的是，该飞梭编码器装置还包括面板、指示灯等部件，由于这些部件不在本申请的保护范围，不在此进行详述。该飞梭编码器装置不仅适用于烤箱温度与时间设定旋转旋钮，还可以适用于空气炸锅的温度与时间设定旋转旋钮，以及洗脚机的温度与时间设定旋转旋钮。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。