CN111219746A - 一种燃气灶智能控制旋钮 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃气灶智能控制旋钮，包括机械控制模块和电路控制模块；机械控制模块包括操作旋钮、电控盒、连接轴；电路控制模块包括编码器、编码器转轴、开关按钮以及电路板8。电路板以及开关按钮安装于电控盒内，连接轴的上端与操作旋钮连接，下端与开关按钮连接，开关按钮与编码器均安装于电路板，且编码器套设于开关按钮的外周，编码器转轴套在编码器上端。本发明的燃气灶智能控制旋钮能够实现多功能操作控制，交互友好，改善用户体验感。

Description

一种燃气灶智能控制旋钮

技术领域

本发明涉及燃气灶设备技术领域，尤其涉及一种燃气灶智能控制按钮。

背景技术

现有的燃气灶开关主要有以下四种：机械式旋钮开关、可分离式磁旋转控制模块、触摸式控制面板、以及非接触式控制模块；然而，上述四种燃气灶开关存在下列缺陷：

1、机械式旋钮开关人机交互方式简单，可实现的控制功能单一，用户体验差，而且不防水，容易出现洒水喷溅或油烟污染电路板而导致控制系统失效的情况。

2、可分离式旋转控制模块的控制技术实现复杂，工况条件要求高，技术目前还不成熟，控制可靠性有待进一步提升，商业化应用普及率不高，且设计与制造成本高。

3、触摸式控制面板存在洒水后或湿手控制失灵的问题。

4、非接触式控制模块的控制模块成本偏高，且控制精度与灵敏度得不到保证。

发明内容

本发明提供一种能够实现多功能操作控制，交互友好，且防水效果好，操作控制安全可靠的燃气灶智能控制旋钮。

本发明采用的技术方案为：一种燃气灶智能控制旋钮，其包括：机械控制模块和电路控制模块；所述机械控制模块包括操作旋钮、电控盒、以及连接轴；所述电路控制模块包括编码器、编码器转轴、开关按钮以及电路板；

所述电路板安装于电控盒内，所述电路板内设有MCU模块，所述开关按钮与所述编码器均安装于所述电路板，并与所述MCU模块连接；所述编码器套设于所述开关按钮的外周，所述编码器转轴套在所述编码器的上端 ；

所述操作旋钮包括第一转轴抓盘、以及与旋钮帽，所述旋钮帽一体成型于所述第一转轴抓盘的外周；所述连接轴的上端伸出所述电控盒外与第一转轴抓盘连接，下端穿过所述编码器和所述编码器转轴伸入所述电控盒内与所述开关按钮连接；

所述连接轴的外周套设有第二转轴抓盘，所述第二转轴抓盘的上端与所述第一转轴抓盘连接，下端与所述编码器转轴连接；

当所述第一转轴抓盘进行不同方向的操作时，带动所述开关按钮进行不同的动作，所述开关按钮根据不同的动作发送不同的指令给所述MCU模块；

当所述旋钮帽旋转时，所述转轴爪盘带动所述连接轴和所述第二转轴抓盘旋转，再由所述第二转轴抓盘带动所述编码器转轴实现阻尼旋转，所述编码器在所述编码器转轴旋转的过程中电位发生变化，产生不同的电信号发送给所述MCU模块。

进一步地，所述电控盒包括底壳和面壳；所述底壳安装于所述面壳的底部，且所述底壳和所述面壳围合形成容置腔；所述电路板、所述开关按钮、所述编码器、以及所述编码器转轴均安装于所述容置腔内。

进一步地，所述开关按钮的中间凸设有插接部，所述第一转轴抓盘的底部设有卡槽，所述连接轴的顶部卡入所述卡槽内，所述连接轴穿过所述编码器转轴与所述编码器，且所述连接轴的底部设有插槽，所述插接部插入所述插槽内。

进一步地，所述编码器转轴的底部设有连接槽，所述编码器的上端收容在所述连接槽内。

进一步地，所述第二转轴抓盘下端设有卡持凸起，所述卡持凸起插入所述编码器转轴内。

进一步地，所述面壳的顶部凸设有连接部，所述编码器的上端伸入所述连接部内，所述编码器转轴收容于所述连接部。

进一步地，所述第二转轴抓盘的外周套设有防水套，所述防水套抵在所述编码器转轴的上端，密封所述第二转轴抓盘与所述连接部之间的间隙。

进一步地，所述连接部外安装有锁紧件，所述锁紧件的底部安装有密封垫，所述密封垫封闭所述锁紧件和所述连接部之间的间隙。

进一步地，所述防水套为丁腈橡胶圈、硅胶圈或TPU圈。

进一步地，所述密封垫为橡胶垫、硅胶垫或TPU垫。

相较于现有技术，本发明的燃气灶智能控制旋钮通过设置连接轴连接在操作旋钮和开关按钮之间，使得操作旋钮与连接轴的径向自由度未受限，同时由于连接轴与开关按钮刚性连接，操作旋钮与连接轴的轴向自由度受限，使得操作旋钮与连接轴形成杠杆；以开关按钮的中心为指点，第一转轴抓盘可以进行上、下、左、右、左上、左下、右上、右下，向下按压九个方向操作，不同方向的操作开关按钮会发给MCU模块不同的指令，MCU模块再通过读取相关数值进行数学运算，计算操作旋钮与连接轴的操作状态，从而实现九向开关的多功能操作，交互友好，改善用户体验感。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1：本发明燃气灶智能控制旋钮的示意图；

图2：本发明燃气灶智能控制旋钮的剖视图；

图3：本发明燃气灶智能控制旋钮的立体分解图；

图4：本发明燃气灶智能控制旋钮的逻辑示意图；

图5：本发明MCU模块的电路原理图；

图6：本发明MCU模块与外部主控电路通信的电路原理图；

图7：本发明编码器的电路原理图；

图8：本发明开关按钮的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1至图3所示，本发明的燃气灶智能控制旋钮包括机械控制模块和电路控制模块；其中，机械控制模块包括操作旋钮1、电控盒2、连接轴3以及锁紧件4；电路控制模块包括编码器5、编码器转轴6、开关按钮7以及电路板8。电路板8安装于电控盒2内，连接轴3的上端伸出电控盒2与操作旋钮1连接，下端穿过编码器转轴6以及编码器5伸入电控盒2内与开关按钮7连接。开关按钮7与编码器5均安装于电路板8，且编码器5套设于开关按钮7的外周；编码器转轴6安装在编码器5的上端；锁紧件4安装于电控盒2的上端。

如图2、图4至图6所示，具体的，电控盒2包括底壳20和面壳21；底壳20通过多枚螺丝9安装于面壳21的底部，且底壳20和面壳21围合形成容置腔201。电路板8、开关按钮7、编码器5、以及编码器转轴6安装于容置腔201内。电路板8内设有MCU模块，当编码器5采用顺时针或逆时针旋动动作时输出一组类似正交的方波给MCU模块时，MCU模块通过识别波形的相位差来判断是顺时针还是逆时针信号，再由MCU模块将信号发送至外部的主控电路。此外，MCU模块预留有灯光效果，使得不同的操作伴随不同的灯光效果，改善用户的体验效果。

容置腔201的内部下端设有卡持凸起202，电路板8与卡持凸起202抵接，使得电路板8与底壳20之间留出间隙，利于电路板8散热。开关按钮7的底部插入电路板8，与电路板8形成电性连接。编码器5套设于开关按钮7的外周，且编码器5的底部插入电路板8，与电路板8形成电性连接。本实施例中，编码器5为旋转位置编码器，其他实施例中，可以采用霍尔开关、光耦、或可编程非接触式电位器取代本实施例中的编码器5，并不以此为限。

进一步，操作旋钮1包括第一转轴抓盘101、以及与第一转轴抓盘101一体成型的旋钮帽102；其中，旋钮帽102成型于第一转轴抓盘101的外周。开关按钮7的中间凸设有插接部70，第一转轴抓盘101的底部设有卡槽103，连接轴3的顶部卡入卡槽103内，且连接轴3的底部设有插槽30；连接轴3穿过编码器转轴6与编码器5，使得插接部70插入插槽30内，从而实现操作旋钮1与开关按钮7的连接。本实施例中，连接轴3为铜轴，可以理解的，其他实施例中，连接轴3还可以钢棒、铝合金棒、塑料棒等，只要能够连接操作旋钮1和开关按钮7即可，并不以此为限。

此外，编码器转轴6的底部设有连接槽60，当编码器转轴6安装于编码器5时，编码器5的上端收容在连接槽60内。连接轴3的外周套设有第二转轴抓盘10，且第二转轴抓盘10的上端通过螺丝固定在第一转轴抓盘101的底部，从而有效降低旋转配合的高度，使得第一转轴抓盘101按动的需用空间间隙变小，结构更加稳定，安全可靠。

进一步，第二转轴抓盘10下端设有卡持凸起14，卡持凸起14插入编码器转轴6内，从而实现第一转轴抓盘101与编码器转轴6的机械连接，使得编码器5可以绕连接轴3的中心线反复、无限制的进行顺时针、逆时针方向动作；动作时，编码器5与MCU模块通信，实时输出当前动作信号。具体的，当旋钮帽102旋转时，转轴爪盘101带动连接轴3和第二转轴抓盘10旋转，再由第二转轴抓盘10带动编码器转轴6实现阻尼旋转，编码器5在编码器转轴6旋转的过程中，电位发生变化，从而产生不同的电信号发送给MCU模块，以实现旋转控制的功能。另，面壳21的顶部凸设有连接部210，编码器5的上端伸入连接部210内，编码器转轴6收容于连接部210。

如图4、图7和图8所示，由于操作旋钮1与连接轴3的径向自由度未受限，旋钮帽102可以绕连接轴3的中心线旋转，从而实现阻尼旋转控制；由于连接轴3与开关按钮7刚性连接，操作旋钮1与连接轴3的轴向自由度（即Z向自由度）受限，使得操作旋钮1与连接轴3形成杠杆，以开关按钮7的中心为指点，第一转轴抓盘101具有上、下、左、右、左上、左下、右上、右下，向下按压九个方向操作，不同方向的操作开关按钮7会发给MCU模块不同的指令，MCU 模块通过读取相关数值，然后进行数学运算，计算操作旋钮1与连接轴3的操作状态，从而实现九向开关的多功能操作，交互友好。

如图2和图3所示，连接部210的外周壁设有外螺纹结构212，锁紧件4设有内螺纹结构40，外螺纹结构212与内螺纹结构40螺接，从而将锁紧件4固定在连接部210的上端，将燃气灶的面板夹在锁紧件4和面壳21之间，从而将整个智能控制旋钮安装在燃气灶的面板上。本实施例中，锁紧件4为螺母装饰件，起到将燃气灶智能控制旋钮锁紧在燃气灶面板上的作用的同时还起到装饰的作用，使得燃气灶智能控制旋钮外观靓丽。

除此外，电路板8上还安装有连接器11，用以与外部的主控电路连接。第二转轴抓盘10的外周套设有防水套12，防水套12抵在编码器转轴6的上端，密封第二转轴抓盘10与连接部210之间的间隙，有效防止外部的水或油污进入容置腔201内，从而保护电路板8，增长使用寿命。防水套防水套锁紧件4的底部安装有密封垫13，密封垫13封闭锁紧件4和连接部210之间的间隙，进一步防止外部的水或油污进入容置腔201内，提高整体的防水效果。本实施例中，防水套12为丁腈橡胶圈，密封垫13为橡胶垫；可以理解的，其他实施例中，防水套12还可以是硅胶圈或者TPU圈，密封垫13可以是硅胶垫或者TPU垫，并不以此为限。

如图4至图8所示，本发明的燃气灶智能控制旋钮工作原理如下：

通过上、下、左、右、左上、左下、右上、右下，向下按压九个方向操作第一转轴抓盘101，使得连接轴3带动开关按钮7产生不同动作，从而使得开关按钮7发送给MCU模块不同的指令，MCU 模块通过读取相关数值，然后进行数学运算，计算操作旋钮1与连接轴3的操作状态，从而实现九向开关操作；或通过旋转旋钮帽102，使得横杆10带动编码器转轴6旋转，编码器5发送指令给MCU模块，从而实现旋转操作。

综上，本发明的燃气灶智能控制旋钮具有以下有益效果：

1、通过将编码器5套设于开关按钮7的外周，且编码器5的下端插入与电路板8内与电路板8电性连接，设置编码器转轴6套在编码器5的上端，从而使得操作旋钮1可以进行顺时针或逆时针旋转，反复无限制的旋动，实现交互友好；动作时，编码器5与MCU模块通信，实时输出当前动作信号。

2、通过设置连接轴3连接在操作旋钮1和开关按钮7之间，使得操作旋钮1与连接轴3的径向自由度未受限，同时由于连接轴3与开关按钮7刚性连接，操作旋钮1与连接轴3的轴向自由度受限，使得操作旋钮1与连接轴3形成杠杆；以开关按钮7的中心为指点，第一转轴抓盘101可以进行上、下、左、右、左上、左下、右上、右下，向下按压九个方向操作，不同方向的操作开关按钮7会发给MCU模块不同的指令，MCU模块再通过读取相关数值进行数学运算，计算操作旋钮1与连接轴3的操作状态，从而实现九向开关的多功能操作。

3、通过在第二转轴抓盘10的外周设置防水套12密封编码器转轴6和连接部210之间的间隙；在锁紧件4的底部安装密封垫13封闭锁紧件4和连接部210之间的间隙，，有效防止外部的水或油污进入容置腔201内，很好地起到保护电路板8的作用。

4、通过在连接轴3的外周套设有第二转轴抓盘10，且第二转轴抓盘10的上端通过螺丝固定在第一转轴抓盘101的底部，从而有效降低旋转配合的高度，使得第一转轴抓盘101按动的需用空间间隙变小，结构更加稳定，安全可靠。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气灶智能控制旋钮，其特征在于，包括：机械控制模块和电路控制模块；所述机械控制模块包括操作旋钮（1）、电控盒（2）、以及连接轴（3）；所述电路控制模块包括编码器（5）、编码器转轴（6）、开关按钮（7）以及电路板（8）；

所述电路板（8）安装于电控盒（2）内，所述电路板（8）内设有MCU模块，所述开关按钮（7）与所述编码器（5）均安装于所述电路板（8），并与所述MCU模块连接；所述编码器（5）套设于所述开关按钮（7）的外周，所述编码器转轴（6）套在所述编码器（5）的上端 ；

所述操作旋钮（1）包括第一转轴抓盘（101）、以及与旋钮帽（102），所述旋钮帽（102）一体成型于所述第一转轴抓盘（101）的外周；所述连接轴（3）的上端伸出所述电控盒（2）外与第一转轴抓盘（101）连接，下端穿过所述编码器（5）和所述编码器转轴（6）伸入所述电控盒（2）内与所述开关按钮（7）连接；

所述连接轴（3）的外周套设有第二转轴抓盘（10），所述第二转轴抓盘（10）的上端与所述第一转轴抓盘（101）连接，下端与所述编码器转轴（6）连接；

当所述第一转轴抓盘（101）进行不同方向的操作时，带动所述开关按钮（7）进行不同的动作，所述开关按钮（7）根据不同的动作发送不同的指令给所述MCU模块；

当所述旋钮帽（102）旋转时，所述转轴爪盘（101）带动所述连接轴（3）和所述第二转轴抓盘（10）旋转，再由所述第二转轴抓盘（10）带动所述编码器转轴（6）实现阻尼旋转，所述编码器（5）在所述编码器转轴（6）旋转的过程中电位发生变化，产生不同的电信号发送给所述MCU模块。

2.如权利要求1所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述电控盒（2）包括底壳（20）和面壳（21）；所述底壳（20）安装于所述面壳（21）的底部，且所述底壳（20）和所述面壳（21）围合形成容置腔（201）；所述电路板（8）、所述开关按钮（7）、所述编码器（5）、以及所述编码器转轴（6）均安装于所述容置腔（201）内。

3.如权利要求1所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述开关按钮（7）的中间凸设有插接部（70），所述第一转轴抓盘（101）的底部设有卡槽（103），所述连接轴（3）的顶部卡入所述卡槽（103）内，所述连接轴（3）穿过所述编码器转轴（6）与所述编码器（5），且所述连接轴（3）的底部设有插槽（30），所述插接部（70）插入所述插槽（30）内。

4.如权利要求1所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述编码器转轴（6）的底部设有连接槽（60），所述编码器（5）的上端收容在所述连接槽（60）内。

5.如权利要求1所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述第二转轴抓盘（10）下端设有卡持凸起（14），所述卡持凸起（14）插入所述编码器转轴（6）内。

6.如权利要求2所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述面壳（21）的顶部凸设有连接部（210），所述编码器（5）的上端伸入所述连接部（210）内，所述编码器转轴（6）收容于所述连接部（210）。

7.如权利要求6所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述第二转轴抓盘（10）的外周套设有防水套（12），所述防水套（12）抵在所述编码器转轴（6）的上端，密封所述第二转轴抓盘10与所述连接部（210）之间的间隙。

8.如权利要求6所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述连接部（210）外安装有锁紧件（4），所述锁紧件（4）的底部安装有密封垫（13），所述密封垫（13）封闭所述锁紧件（4）和所述连接部（210）之间的间隙。

9.如权利要求7所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述防水套（12）为丁腈橡胶圈、硅胶圈或TPU圈。

10.如权利要求8所述的燃气灶智能控制旋钮，其特征在于：所述密封垫（13）为橡胶垫、硅胶垫或TPU垫。

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