专利名称：旋转控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转控制系统及方法。
背景技术：
现有的旋转机构大多都包括上盖体、下盖体以及设置在上、下盖体之间的转动部 件。而所述旋转机构通常都没有设置驱动部件，需要使用者用手指去推动上盖体或下盖体 以实现上、下盖体之间的相对旋转。但在实际使用中如果需要频繁地用手指去推动上盖体 或下盖体容易造成使用者手指的过度疲劳，而且对于手部有残疾的使用者会存在无法用手 指推动上盖体或下盖体的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可控制旋转机构自动旋转的旋转控制系统及方法。一种旋转控制系统，其包括第一旋转体、第二旋转体、转动机构及 控制器。所述第 一旋转体和第二旋转体之间通过所述转动机构活动连接。所述第一旋转体在以转动机构的 转动中心为圆心的圆周上设置有若干个电磁感应区。所述第二旋转体上对应所述电磁感应 区所在的圆周设置有一永磁体。所述永磁体受到通入电流的电磁感应区所施加的电磁力矩 以带动所述第二旋转体旋转。所述控制器通过变换电磁感应区的通电位置以控制所述第二 旋转体旋转。一种旋转控制系统的旋转控制方法，该旋转控制系统包括活动连接的第一旋转体 和第二旋转体，所述第一旋转体上设置有若干个电磁感应区，所述第二旋转体上对应所述 电磁感应区设置有一永磁体，所述永磁体受到通入电流的电磁感应区所施加的电磁力矩以 带动所述第二旋转体旋转，该旋转控制方法包括如下步骤产生一工作时序信号；当所述工作时序信号到来时检测是否有由按键操作所触发的控制指令；如果检测到所述控制指令，则根据所述控制指令依次改变所述电磁感应区的通电 位置以产生作用于所述永磁体上的力矩。相对于现有技术，本发明所提供的旋转控制系统及方法通过在第一旋转体内沿旋 转路径设置电磁感应区，在第二旋转体内对应所述电磁感应区设置永磁体，并根据需要旋 转的方向依次改变电磁感应区的通电位置以利用电磁感应区所产生的磁场吸引所述永磁 体，使得所述永磁体跟随电磁感应区的通电位置的变化而移动，从而带动所述第二旋转体 旋转，实现第一旋转体和第二旋转体之间的相对旋转。
图1是本发明第一实施方式提供的旋转控制系统的分解示意图。图2是图1所示的旋转控制系统的另一角度的分解示意图。图3是图1所示的旋转控制系统的组装示意图。
图4是图1所示的旋转控制系统的控制器的功能模块图。图5是本发明第二实施方式提供的旋转控制系统的分解示意图。图6是本发明提供的旋转控制方法的流程图。
具体实施例方式如图1和图2所示，本发明第一实施方式所提供的旋转控制系统1包括第一旋转 体2、第二旋转体4、转动机构6及控制器8。所述第一旋转体2和所述第二旋转体4通过所 述转动机构6活动连接。所述控制器8与所述第一旋转体2相连接，用于控制所述第二旋 转体4相对于第一旋转体2的旋转方向和旋转速度。所述第一旋转体2内设置有若干个电磁感应区20。所述电磁感应区20设置在以 转动机构6的转动中心为圆心的圆周上，并按均等的角度间隔均勻地分布在所述圆周上。 所述电磁感应区20之间的角度间隔等于所述旋转控制系统1所要求具有的最小旋转精度 单位。所述第一旋转体2对应所述转动机构6的转动中心设置有第一通孔22，所述第一旋 转体2通过所述第一通孔22与所述转动 机构6活动连接。所述第二旋转体4内对应所述电磁感应区20所在的圆周设置有一与电磁感应区 20相对应的永磁体40。所述第二旋转体4对应所述转动机构6的转动中心设置有第二通 孔42，并通过所述第二通孔42与转动机构6活动连接。所述转动机构6包括转动轴60、第一固定件62及第二固定件64。所述转动轴60 包括第一连接端600、第二连接端602及设置在所述第一连接端600和第二连接端602之间 的定位部604。在进行组装时，所述转动轴60的第一连接端600穿过所述第一通孔22后与所述 第一固定件62通过螺纹601相互螺合以将所述第一旋转体2定位于所述第一固定件62与 所述定位部604之间。所述第二连接端602穿过所述第二通孔42后与所述第二固定件64 通过螺纹601相互螺合以将所述第二旋转体4定位于所述第二固定件64与所述定位部604 之间。组装完成后的旋转控制系统如图3所示。所述电磁感应区20利用螺旋绕组线圈产生磁场。处于通电状态下的电磁感应区 20具有与所述永磁体40相异的磁极。当所述旋转控制系统1不转动时，所述第一旋转体2内与所述永磁体40相对的电 磁感应区20通电，而其它的电磁感应区20不通电。此时，所述永磁体40受到通电的所述 电磁感应区20平行于所述转动轴60的吸引力。因所述第二旋转体4已通过所述第二固定 件64与所述转动机构6连接，所述永磁体40所受到的平行于转动轴60的吸引力不会使所 述第二旋转体4产生绕转动轴60旋转的力矩。所以，所述旋转控制系统1处于力矩平衡状 态而不发生转动。当所述旋转控制系统1需要进行转动时，所述电磁感应区20的通电位置由原来与 永磁体40相对的位置开始沿顺时针或逆时针依次变换。在所述电磁感应区20的通电位置 依次变换的过程中，所述永磁体40所受到的吸引力将偏离平行于所述转动轴60的方向，从 而产生使第二旋转体4绕转动轴60旋转的力矩以驱使所述第二旋转体4绕所述转动机构 6进行旋转。如图4所示，所述控制器8包括时序发生器80、检测模块82、设定模块84及控制模块86。其中，所述时序发生器80用于提供控制器80的工作时序信号，以协调所述控制器 8的控制动作。所述检测模块82与所述时序发生器80相连接，用于根据所述时序发生器80的工 作时序信号检测使用者通过按键操作所触发的控制指令。所述控制指令包括顺时针旋转指 令及逆时针旋转指令。所述设定模块84用于设定所述电磁感应区20通电位置的变换速度以改变所述第 二旋转体4所受力矩的变化速度，从而控制所述第二旋转体4的旋转速度。所述控制模块86与所述检测模块82和设定模块84相连接，用于根据所述控制指 令以及所设定的通电电磁感应区20的位置变换速度来改变通电电磁感应区20的位置。如图5所示，本发明第二实施方式所提供的旋转控制系统10包括第一旋转体12、 第二旋转体14、转动机构16及控制器18。所述第一旋转体12和所述第二旋转体14通过 所述转动机构16活动连接，所述控制器18与所述第一旋转体12相连接，用于控制所述第 二旋转体14相对于第一旋转体12的旋转方向和旋转速度。所述第一旋转体12内设置有若干个电磁感应区120。所述电磁感应区120设置 在以转动机构16的转动中心为圆心的圆周上。所述第二旋转体14内对应所述电磁感应区 120所在的圆周设置有一永磁体(图未示)。所述旋转控制系统10与本发明第一实施方式所提供的旋转控制系统1大致相同， 其差异在于所述电磁感应区120包括若干个磁极可变的第一电磁感应区120a及两个磁极 不变的第二电磁感应区120b。所述第一电磁感应区120a以均等的角度间隔连续分布于二 分之一个所述圆周上。所述第二电磁感应区120b分别设置在所述连续分布的第一电磁感 应区120a的分布区域的两端。所述第二电磁感应区120b内始终通有电流且保持与所述永磁体相同的磁极不 变。所述控制器18根据检测到的控制指令和设定的第一电磁感应区120a通电位置的变化 速度来变换所述第一电磁感应区120a的通电位置以控制所述第二旋转体14的转动。当所述第二旋转体14在靠近所述第一电磁感应区120a分布区域的两端时，所述 第二旋转体14内的永磁体受到所述第二电磁感应区120b指向第一电磁感应区120a分 布区域内的排斥力，从而将第二旋转体14的旋转范围限定在连续分布有第一电磁感应区 120a的二分之一个圆周内(即所述第二旋转体14的旋转范围为一百八十度)。如图6所示，本发明提供的旋转控制方法包括如下步骤步骤S801，提供一旋转控制系统1，其包括第一旋转体2、第二旋转体4、转动机构6 及控制器8。所述第一旋转体2和所述第二旋转体4通过所述转动机构6活动连接。所述 控制器8与所述第一旋转体2相连接，用于控制所述第二旋转体4相对于第一旋转体2的 旋转方向和旋转速度。所述第一旋转体2在以转动机构6的转动中心为圆心的圆周上设置有若干个电磁 感应区20。所述第二旋转体4内对应所述电磁感应区20所在的圆周设置有一永磁体40。 所述转动机构6包括转动轴60。所述控制器8包括时序发生器80、检测模块82、设定模块 84及控制模块86。步骤S802，通过所述设定模块84设定所述电磁感应区20通电位置的变换速度。
所述电磁感应区20的通电位置每变化一次，所述永磁体40所受到的吸引力将偏离平行于所述转动轴60的方向，从而会产生使第二旋转体4绕转动轴60旋转的力矩以驱 使所述第二旋转体4绕所述转动轴60进行旋转。因此，通过设定所述电磁感应区20的通 电位置的变换速度便可以控制所述第二旋转体4的转动速度。步骤S803，所述时序发生器80产生一工作时序信号，并将所述工作时序信号传输 给所述检测模块82。所述工作时序信号可为具有特定占空比的周期性脉冲信号，用于协调 所述控制器8的控制动作。步骤S804，当所述检测模块82接收到所述时序发生器80所产生的工作时序信号 时，所述检测模块82查询按键所对应的数据端口以检测是否有由按键操作所触发的控制 指令。所述控制指令包括顺时针旋转指令及逆时针旋转指令。所述顺时针旋转指令用于 控制所述电磁感应区20的通电位置沿顺时针方向变换。所述逆时针旋转指令用于控制所 述电磁感应区20的通电位置沿逆时针方向变换。步骤S805，如果所述检测模块82检测到控制指令，则所述控制模块86根据控制指 令和所设定的磁极变化速度依次改变所述电磁感应区20的磁极。如果所述检测模块82检测到顺时针旋转指令，则所述控制模块86将所述电磁感 应区20的通电位置由原来与永磁体40相对的位置开始沿顺时针方向依次变换。在所述电 磁感应区20的通电位置依次变换的过程中，所述永磁体40所受到的吸引力将不沿平行于 所述转动轴60的方向，从而产生使第二旋转体4绕转动轴60沿顺时针方向旋转的力矩以 驱使所述第二旋转体4绕所述转动轴60沿顺时针方向进行旋转。如果所述检测模块82持续检测到顺时针旋转指令，则所述控制模块86将所述电 磁感应区20的通电位置变换不断地沿顺时针方向进行下去。直到所述检测模块82检测不 到顺时针旋转指令时结束所述电磁感应区20的通电位置变换。此时，永磁体40被通电的 电磁感应区20所吸引而停止在与所述通电电磁感应区20相对的位置处。同理可知，当所述检测模块82检测到逆时针旋转指令时，所述控制模块86将所述 电磁感应区20的通电位置由原来与永磁体40相对的位置开始沿逆时针方向依次变换。从 而产生沿逆时针旋转的力矩以使得所述永磁体40带动第二旋转体4沿逆时针方向旋转。步骤S806，如果所述检测模块82在一个工作时序信号到来后没有检测到控制指 令，则控制模块86保持电磁感应区20的通电位置不变，所述检测模块82等待下一个工作 时序信号的到来。因所述电磁感应区20的磁场分布保持不变，所以所述永磁体40被通电的电磁感 应区20所吸引，从而使得所述第二旋转体4保持在与所述通电的电磁感应区20所对应的位置。相对于现有技术，本发明所提供的旋转控制系统及方法通过在第一旋转体内沿旋 转路径设置电磁感应区，在第二旋转体内对应所述电磁感应区设置永磁体，并根据需要旋 转的方向依次改变电磁感应区的通电位置以利用电磁感应区所产生的磁场吸引所述永磁 体，使得所述永磁体跟随电磁感应区的通电位置的变化而移动，实现第一旋转体和第二旋 转体之间的相对旋转。最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种旋转控制系统，其包括第一旋转体、第二旋转体、转动机构，所述第一旋转体和第二旋转体通过所述转动机构活动连接，其特征在于所述第一旋转体在以转动机构的转动中心为圆心的圆周上设置有若干个电磁感应区，所述第二旋转体内对应所述电磁感应区所在的圆周设置有一永磁体，所述永磁体受到通入电流的电磁感应区所施加的电磁力矩以带动所述第二旋转体旋转，所述旋转控制系统还包括一控制器，所述控制器通过变换电磁感应区的通电位置以控制第二旋转体的旋转。
2.如权利要求1所述的旋转控制系统，其特征在于，所述转动机构包括转动轴、第一固 定件及第二固定件，所述转动轴包括第一连接端、第二连接端及设置在所述第一连接端和 第二连接端之间的定位部，所述第一旋转体对应所述转动轴的转动中心设置有第一通孔， 所述第二旋转体对应所述转动轴的转动中心设置有第二通孔，所述转动轴的第一连接端穿 过所述第一通孔与所述第一固定件相互螺合，所述第一旋转体被定位于第一固定件与定位 部之间的转动轴上，所述转动轴的第二连接端穿过所述第二通孔与所述第二固定件相互螺 合，所述第二旋转体被定位于所述第二固定件与所述定位部之间的转动轴上。
3.如权利要求1所述的旋转控制系统，其特征在于，所述电磁感应区利用螺旋绕组线 圈产生磁场，处于通电状态下的电磁感应区具有与所述永磁体相异的磁极。
4.如权利要求1所述的旋转控制系统，其特征在于，所述控制器包括时序发生器，用于提供控制器的工作时序信号；检测模块，其与所述时序发生器相连接，用于检测使用者通过按键操作所触发的控制 指令；设定模块，用于设定所述电磁感应区的通电位置变换速度；控制模块，其与所述检测模块和设定模块相连，用于根据所述控制指令以及所设定的 电磁感应区通电位置的变换速度来改变通电电磁感应区的位置。
5.如权利要求4所述的旋转控制系统，其特征在于，所述控制指令包括顺时针旋转指 令及逆时针旋转指令。
6.如权利要求1所述的旋转控制系统，其特征在于，所述电磁感应区包括若干个磁极 可变的第一电磁感应区及两个磁极不变的第二电磁感应区，所述第一电磁感应区连续分布 于二分之一个所述圆周上，所述第二电磁感应区分别设置在所述连续分布的第一电磁感应 区的分布区域的两端，所述第二电磁感应区保持与所述第二旋转体内的永磁体相同的磁 极，所述控制器变换所述第一电磁感应区的通电位置以产生作用于所述永磁体上的力矩。
7.如权利要求1所述的旋转控制系统，其特征在于，所述电磁感应区之间的角度间隔 等于所述旋转控制系统所要求具有的最小旋转精度单位。
8.一种旋转控制系统的旋转控制方法，该旋转控制系统包括活动连接的第一旋转体和 第二旋转体，所述第一旋转体上设置有若干个电磁感应区，所述永磁体在通有电流的电磁 感应区的磁力作用下带动所述第二旋转体旋转，该旋转控制方法包括如下步骤产生一工作时序信号；当所述工作时序信号到来时检测是否有由按键操作所触发的控制指令；如果检测到所述控制指令，则根据所述控制指令依次变换所述电磁感应区的通电位置 以产生作用于所述永磁体上的力矩。
9.如权利要求8所述的旋转控制方法，其特征在于，如果检测不到所述控制指令，则保持通电的电磁感应区的位置不变，并等待下一个工作时序信号的到来。
10.如权利要求8所述的旋转控制方法，其特征在于，所述电磁感应区包括若干个磁 极可变的第一电磁感应区及两个磁极不变的第二电磁感应区，所述第一电磁感应区连续分 布于二分之一个所述圆周上，所述第二电磁感应区分别设置在所述连续分布的第一电磁感 应区的分布区域的两端，所述第二电磁感应区保持与所述第二旋转体内的永磁体相同的磁 极，所述控制器变换所述第一电磁感应区的通电位置以产生作用于所述永磁体上的力矩。
11.如权利要求8所述的旋转控制方法，其特征在于，所述旋转控制方法进一步包括如 下步骤在产生一工作时序信号之前设定电磁感应区通电位置的变化速度，并在检测到所 述控制指令时根据控制指令和所设定的电磁感应区通电位置的变化速度依次变换所述电 磁感应区的通电位置。
全文摘要
一种旋转控制系统，其包括第一旋转体、第二旋转体、转动机构及控制器。所述第一旋转体和第二旋转体之间通过所述转动机构活动连接。所述第一旋转体在以转动机构的转动中心为圆心的圆周上设置有若干个电磁感应区。所述第二旋转体上对应所述电磁感应区所在的圆周设置有一永磁体。所述永磁体受到通入电流的电磁感应区所施加的电磁力矩以带动所述第二旋转体旋转。所述控制器通过变换电磁感应区的通电位置以控制所述第二旋转体旋转。本发明还提供一种旋转控制系统的旋转控制方法。
文档编号G05G11/00GK101833354SQ200910300839
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者聂剑扬, 黎雄 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司