操作手柄与被操作机构之间的非线性传输率制造技术

本发明专利技术公开了用于相对于角度移动的线性变化而非线性地将角度移动改变线性地转换为线性移动改变的装置和方法。所述装置和方法的实施例在向用户提供对以较低流速从龙头流动的流体的量的更好且更精确的控制方面是有利的。根据其它实施例，公开了一种流偏转板，所述流偏转板适于通过90度到180度之间的偏转角将输入位置处通过板的一个刻面进入板的流偏转到出口开口，所述出口开口偏转远离输入位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将转动移动非线性地转换为线性移动的机械系统本专利技术的背景单控制杆混合水龙头(singlelevermixerfaucets)通常包括阀芯(cartridge)，阀芯可设定水流强度以及冷水和热水的相对混合物。阀芯可包括基部静止板和能移动板。基部静止板包括两个入口以及第三开口，所述两个入口允许热水和冷水分别进入阀芯，第三开口允许混合水的流出。能移动板包括单个开口，该单个开口在关闭位置中不与任何入口交迭、且在打开位置中与入口中的一个或两者的至少一部分交迭。能移动板通过阀芯的控制杆而相对于基部静止板移动。水流量通过在一个平面(在下文中，为流强度控制平面，该平面使阀芯的控制杆倾斜)中移动龙头的手柄而被控制。现在对图1A以及图1B和1C进行参照，图1A是现有技术龙头100的阀芯140和手柄110的示意性前视图，图1B和1C是分别处于关闭位置和打开位置中的龙头100沿图1A上标记的轴线I-I截取的横截面视图。手柄110被牢固地固定于控制杆120。控制杆120能围绕枢接点130转动。在关闭位置中，如图1B中所示，能移动板142的单个开口不与静止板144的任何入口交迭。在打开位置中，如图1C所示，手柄110被抬起，控制杆120转动，且能移动板142相对于关闭位置移位，并且能移动板142的单个开口与静止板144的入口中的一个或两者的至少一部分交迭。能移动板142和静止板144可由陶瓷材料制成或者包括陶瓷部件。附加地或可替换地，能移动板142和静止板144的部件可由多种材料制成，或者可由诸如塑料板、橡胶环，特氟纶(Teflon)柱体等材料的组合制成。阀芯140可包括基板146，该基板具有与静止板的开口匹配的一个刻面开口，所述静止板的开口穿过基板146变成圆形开口，所述圆形开口与水源入口及龙头的出口匹配。现在参照图2，图2是相对于包括轴线x和y的Cartesian(直角坐标)轴系统示出现有技术龙头的手柄和控制杆的示意图。线210代表手柄110，并且线220表示在图1A和1B中示出的控制杆120。线210和220被示出在龙头的打开位置中，轴x被定位在当龙头处于关闭位置中时线220所放置的位置处，并且轴y垂直于x轴。当手柄110从垂直于x轴转动到α(alpha，阿尔法)的角度时，能移动板142移位了h＝rsina，其中r是控制杆120从控制杆120与能移动板142之间的连接部到枢接点230的长度。对于较小的α值，例如对于小于30度或0.52弧度的α值，sinα≈α，并且因此，h基本上是与α成比例的。图3表示示例性现有技术龙头的与h和α相关的曲线图。显然，在所描述的范围内，该关系基本上是线性的。因此可以假定，水的流速将与α(即，手柄110的转动角度)成比例。但是，由于受龙头的入口处的水压影响的以及受开口的各种尺寸对水流的作用的影响的水流的动力学，水的流速不是精确地与手柄的转动角度成比例。由于使用者的主观体验，这种效果被感知为比实际情况的更大。因此，当手柄110以其从关闭位置开始的运动范围移位25％时，流速被感知为非常强。当手柄110以其从关闭位置开始的运动范围移位50％时，流速被感知为太强，以致于一般的用户都会认为此流速接近于最大的可用流速。当手柄110从其运动范围的50％移位到100％时，水的流速的变化水平被用户感知为是不明显的。因此，根据阀芯和手柄的当前设计，为了对流速进行精细调节，仅使用手柄的从其关闭位置开始的运动范围的25％至50％。通常，不使用剩余运动范围来对流速进行精细调节，因为用户一般来说不需要在更高流速时进行精细调节。用户可能发现，因为较小的运动范围被用于这些精细调节，所以难以在较低流速范围下进行精细调节。因为龙头的机械机构的阻止运动的摩擦力以及使用者执行操作现有技术手柄所需的精细手部动作的固有困难，这种困难进一步增加。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种机械系统，该系统用于将手柄的转动移动非线性地转换成操作装置的线性移动，例如，转换成龙头的阀芯的能移动板的线性移动。例如，实现操作装置的一定幅度的线性移动所需要的手柄的移动幅度随着与操作装置相关的参数的值改变而改变。例如，实现龙头的阀芯的能移动板的一定幅度的线性移动所需要的手柄的移动幅度随着流过龙头的水的流速减小而增大，从而使得对于手柄的相同移动幅度来说，当手柄靠近“关闭”位置被操作时，受控参数的变化较小，当手柄靠近“完全打开”位置被操作时，受控参数的变化较大。附图的简要说明在本说明书的结论部分中特别地指出了视为本专利技术的主题并清楚地要求保护。但是，通过参考以下详细说明(当阅读时结合附图)，本专利技术(涉及操作的组织和方法、以及其目的、特性和优点)将得到最好地理解，在附图中：图1A是示出了现有技术龙头的阀芯和手柄的示意性前视图；图1B和1C是分别处于关闭位置和打开位置中的图1A中所示的阀芯和手柄沿图1A上所标记的轴线I-I截取的横截面视图；图2是示出了现有技术龙头的手柄和控制杆的示意性条形图；图3示出了与示例性现有技术龙头的h和α相关的曲线图；图4是示出了根据本专利技术实施例的手柄和移动变换组件的示意性条形图；图5A是示出了根据本专利技术实施例的龙头的阀芯、移动变换组件和手柄的示意性前视图；图5B、5C和5D是分别处于关闭位置、中间位置和完全打开位置中的图5A中所示的阀芯、移动变换组件和手柄的沿图5A上所标记的轴线II-II截取的横截面视图；图6示出了与根据本专利技术实施例的示例性龙头的能移动板的移动以及手柄的转动角度相关的曲线图，所述示例性龙头包括用于将手柄的转动移动非线性地转换成能移动板的线性移动的机械系统。图7是根据本专利技术实施例的阀芯壳体以及相对于阀芯壳体转动了约90°的阀芯的分解图；图8是示出了根据本专利技术实施例的被放置成抵靠壳体的开口(粗线)的阀芯的开口的示意图；图9A、9B、9C和9D是示出了根据本专利技术实施例的偏转(diversion，导流)板的示意图；图10A和10B分别是根据本专利技术实施例的变型基板的示意性等距前视图和后视图；图11是根据本专利技术实施例的附加板的示意图；图12、13和14是示意性地示出了根据本专利技术实施例的图10A和10B的变型基板以及图11的附加板的分解等距图；以及图15是根据本专利技术实施例的组装后的偏转盘的示意性等距图。图16示意性地示出了根据本专利技术附加实施例的适于提供90度转动偏转的偏转板；图17和17A分别示意性地示出了根据本专利技术附加实施例的适于提供150度转动偏转的偏转板以及通过偏转板截取的横截面AA；以及图18示意性地示出了根据本专利技术附加实施例的适于提供180度转动偏转的偏转板。应当理解，为了说明的简单和清楚，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，其中一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。此外，在认为适当的地方，附图标记可能在附图中重复，以便指示出相应的或类似的元件。本专利技术实施例的详细描述在以下的详细描述中，阐述了很多具体的细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。但是，本领域的技术人员应理解的是，本专利技术可在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情形中，没有对公知的方法、过程和部件进行详细描述，以免使本专利技术难以理解。虽然本专利技术的实施例没有就此进行限定，但术语“多个”和“多数”在本文中使用时可包括例如“若干”或“两个或更多个”。术语本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将转动移动非线性地转换为线性移动的机械系统，包括：固定杆，所述固定杆在第一端处连接于龙头的阀芯组件，所述龙头具有用于向所述阀芯组件提供至少一个能分离的移动控制的至少一个操作控制杆，手柄，所述手柄围绕定位在所述固定杆的第二端处的第一轴线以第一转动移动的方式在第一转动角度和第二转动角度之间能转动，所述第一转动角度与所述龙头的关闭位置相关联，所述第二转动角度与所述龙头的完全打开位置相关联，所述手柄适于通过使所述固定杆围绕所述固定杆的纵向轴线转动而提供第一移动控制、以及通过使所述手柄围绕所述第一轴线转动而提供第二移动控制；摇杆元件，所述摇杆元件能围绕定位在所述固定杆的第一端处的第二轴线转动，所述摇杆元件包括位于其周边处的突出部，所述突出部适于线性地移动所述阀芯的能移动板；能移动杆，所述能移动杆的第一端枢转地连接于远离所述第一轴线定位在所述手柄处的第三轴线，并且所述能移动杆的第二端在远离所述第二轴线定位的第四轴线处枢转地连接于所述摇杆元件；其中，所述突出部在垂直于所述纵向轴线的方向上的切向移动与所述手柄围绕所述第一轴线的转动非线性地相关，其中，与所述手柄的接近所述关闭位置的位置相关联的所述切向移动小于与所述手柄的接近所述完全打开位置的位置相关联的所述切向移动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.24 US 61/704,6561.一种用于将转动移动非线性地转换为线性移动的机械系统，包括：固定杆，所述固定杆在第一端处连接于龙头的阀芯组件，所述龙头具有至少一个操作控制杆，用于向所述阀芯组件提供至少一个能分离的转动移动控制，手柄，所述手柄围绕定位在所述固定杆的第二端处的第一轴线以第一转动移动的方式在第一转动角度和第二转动角度之间能转动，所述第一转动角度与所述龙头的关闭位置相关联，所述第二转动角度与所述龙头的完全打开位置相关联，所述手柄适于通过使所述固定杆围绕所述固定杆的纵向轴线转动而提供第一转动移动控制、以及通过使所述手柄围绕所述第一轴线转动而提供第二转动移动控制；摇杆元件，所述摇杆元件能围绕定位在所述固定杆的第一端处的第二轴线转动，所述摇杆元件包括位于其周边处的突出部，所述突出部适于线性地移动所述阀芯的能移动板；能移动杆，所述能移动杆的第一端枢转地连接于远离所述第一轴线定位在所述手柄处的第三轴线，并且所述能移动杆的第二端在远离所述第二轴线定位的第四轴线处枢转地连接于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃兰·本多尔，
申请(专利权)人：EG伊格诺米克斯核心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL