一种人机交互组件的制作方法

1.本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种人机交互组件。


背景技术：

2.人机交互单元是自动化设备的重要组成部分，负责整个设备的操作与状态显示。人机交互单元通常是自动化设备外防护的一部分，主要包括指示灯、急停装置、显示器、操作组件(键盘、鼠标、触屏笔及翻转件)等部分，是直接面向操作人员单元，设计过程需要考虑人机工程学、行业标准。
3.当前自动化设备(如半导体设备)体积较大，内部结构复杂，对位置精度、温度、洁净度、密封性等要求较高，而人机交互单元既要对接设备的观察接口又要满足外防护的安装接口，与外防护一起维持设备的内部环境，因此，人机交互单元姿态调整、整体美观性、拆卸便捷性、易于维护性是重要的考量因素。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是如何合理设计人机交互单元，本发明提出一种人机交互组件。
5.根据本发明实施例的人机交互组件，包括：
6.框架；
7.面板，所述面板通过调整组件和固定组件与所述框架连接，且所述面板通过所述调整组件可相对于所述框架进行六自由度姿态调整；
8.所述面板上集成设置有显示组件和操作组件。
9.根据本发明的一些实施例，所述调整组件包括两个间隔设置的调整单元，所述调整单元包括：
10.第一调整板，与所述框架连接，且相对于所述框架可进行第一方向位置调节；
11.第二调整板，与所述第一调整板连接，且相对于所述第一调整板可进行第二方向位置调节；
12.调整销，所述调整销的一端与所述第二调整板连接，另一端与所述面板连接，所述调整销相对于所述第二调整板可进行第三方向及周向调节。
13.在本发明的一些实施例中，所述调整组件与所述面板连接的一端具有圆台状安装部。
14.根据本发明的一些实施例，所述固定组件包括：
15.连接件，所述连接件的一端与所述面板连接；
16.第一调整件，与所述连接件的另一端连接，且所述连接件相对于所述第一调整件在第一平面内的位置可调节；
17.第二调整件，所述第二调整件的一端与所述第一调整件连接，所述第二调整件的另一端与所述框架连接，且所述第二调整件相对于所述框架可在第二方向进行位置调节。
18.在本发明的一些实施例中，所述操作组件至少部分设于翻转装置，所述翻转装置通过铰链与所述面板可枢转连接。
19.根据本发明的一些实施例，所述翻转装置或所述面板设有压弹锁定装置，当所述翻转装置处于收纳状态时，所述压弹锁定装置与所述翻转装置配合以固定所述翻转装置；当按压所述压弹锁定装置时，所述压弹锁定装置与所述翻转装置脱离配合，所述翻转装置可通过所述铰链翻转展开。
20.在本发明的一些实施例中，所述操作组件包括鼠标和键盘，所述鼠标和所述键盘与所述翻转装置磁吸附连接。
21.根据本发明的一些实施例，所述操作组件还包括：触摸笔，所述面板的部分向内凹陷形成容纳所述翻转装置的容纳槽，所述容纳槽的底面上设置放置所述触摸笔的固定部，且所述触摸笔通过牵绳与所述面板或所述框架连接。
22.在本发明的一些实施例中，所述显示组件包括：显示屏、状态指示灯及急停按钮。
23.根据本发明的一些实施例，所述面板设有多个用于所述显示组件和所述操作组件走线的过孔。
24.本发明提出的人机交互组件具有如下优点：
25.1、具备六自由度姿态调整功能；
26.现有人机交互单元一般直接安装在固定框架上或仅具有单自由度调整功能，无法准确适应设备的观察接口与外防护的安装接口，本发明设置了六自由度调整组件，包括顶部间隔设置的两个调整单元，每个调整单元能实现三个独立自由度调整，两个个调整装置相互配合可实现人机交互组件的六自由度调整，既增加了人机交互组件的安装柔性，又保证了空间姿态的正确性，从而实现了外防护的整体美观性。
27.2、键盘鼠标适应性强；
28.当前人机交互单元键盘与鼠标选型固定(工业型)，即便选用通用键盘鼠标，其位置也是固定不变，对操作人员不友好。本发明方案键盘和鼠标选型自由，两者采用磁性贴条固定法，翻转装置设置键盘和鼠标区域由两种磁吸附材质构成，本发明采用磁性贴条固定法固定鼠标和键盘，既保证工作状态时位置的自由放置，满足不同操作者的操作习惯，又能实现待机时的快速固定，避免固定不可靠产生误操作的危害。
29.3、操作组件开关便捷且可靠；
30.针对现有操作组件抽拉式与翻转磁吸式安装方式的不足，本发明操作组件采用“按压反弹式”进行状态切换，通过阻尼铰链与主体面板连接，配合反弹器实现打开与关闭的便捷、稳定、可靠；采用“按压反弹式”无需设置专用拉手，保证了人机交互组件乃至整个外防护的美观性；同时又能确保在双手占用的特定情形安全、可靠的打开操作组件。
31.4、美观性更好；
32.目前人机交互单元正面存在安装接口、装配工艺孔，或存在少量正面布线情景，影响整个外防护的美观性。本发明全部采用隐藏式布线、背面设置接口、背面安装调整、六自由度姿态调整和同时表面处理等手段，特别是触摸笔固定方式，既能保证防丢失，又可实现取放便捷，设计方案最大程度保证人机交互组件(或外防护)的整体美观性。
33.5、拆卸方便、维护性强；
34.传统人机交互单元需要工具才能完成固定和拆卸，拆卸与维护不便。本发明采用
上端悬挂固定，底部暗扣锁紧固定方式实现快速安装与拆卸，轻量化设计贯穿整个设计过程，单元的维护性强。
附图说明
35.图1为根据本发明实施例的人机交互组件的正面立体示意图；
36.图2为根据本发明实施例的人机交互组件的背面立体示意图；
37.图3为根据本发明实施例的人机交互组件的调整组件结构示意图；
38.图4为根据本发明实施例的人机交互组件的操作组件结构示意图；
39.图5为根据本发明实施例的人机交互组件的固定组件结构示意图。
40.附图标记：
41.人机交互组件100，
42.框架10，
43.面板20，容纳槽210，固定板211，固定部2110，电气件固定架220，固定接口230，阻尼铰链240，
44.显示组件30，显示屏310，状态指示灯320，急停按钮330，
45.操作组件40，鼠标410，键盘420，触摸笔430，
46.调整组件50，调整单元510，第一调整板511，第二调整板512，调整销513，安装部5130，锁紧螺母514，
47.固定组件60，第一调整件610，第二调整件620，连接件630，锁紧件640，
48.翻转装置70，
49.压弹锁定装置80。
具体实施方式
50.为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
51.现有人机交互单元存在如下技术缺点：
52.1、不具备六自由度姿态调整；
53.现有的人机交互单元一般直接安装在固定框架上或具有单自由度调整功能，无法准确适应设备的观察接口与外防护的安装接口，进而会影响外防护的整体美观性、甚至会出现无法安装的情形。
54.2、键盘鼠标位置不灵活；
55.当前人机交互单元多采用工业键盘与鼠标，即便选用普通键盘鼠标，键盘位置也是固定不变，对操作人员不友好，不符合人机工程学要求且适应阶段容易导致异常情况。
56.3、操作组件开关不便；
57.对于抽拉式安装方式需要设置专门的拉手，对于操作者双手占用的特定情形时不便打开操作组件，且拉手影响整体美观性；对于现有的翻转磁吸式安装方式存在同样问题，且打开末端会产生机械敲击声。
58.4、美观性差；
59.目前人机交互单元正面存在安装接口、装配工艺孔，或存在少量正面布线情景，影
响单元的美观性、进而影响整个外防护的美观性。
60.5、拆卸不便；
61.人机交互单元采用螺钉固定方式，需要工具才能完成拆卸，拆卸不便。
62.为了解决上述技术问题，本发明设计一种新型的人机交互组件100，可用于复杂自动化设备，负责整个设备的操作与状态显示，本发明提出的人机交互组件100具备六自由度姿态调整、操作组件40灵活可靠、美观、拆卸方便等。
63.如图1和图2所示，根据本发明实施例的人机交互组件100，包括：框架10和面板20。
64.其中，面板20通过调整组件50和固定组件60与框架10连接，且面板20通过调整组件50可相对于框架10进行六自由度姿态调整，面板20上集成设置有显示组件30和操作组件40。
65.由此，面板20可以通过调整组件50方便的进行姿态调整，以满足操作人员的操作需求，提高了人机交互组件100使用的便利性。
66.如图2和图3所示，根据本发明的一些实施例，调整组件50包括两个间隔设置的调整单元510，调整单元510包括：第一调整板511、第二调整板512和调整销513。
67.其中，第一调整板511与框架10连接，且相对于框架10可进行第一方向位置调节。例如，这里的“第一方向”可以理解为沿框架10的横向方向。
68.第二调整板512与第一调整板511连接，且相对于第一调整板511可进行第二方向位置调节。例如，这里的“第二方向”可以理解为沿框架10的纵向方向。
69.调整销513的一端与第二调整板512连接，另一端与面板20连接，调整销513相对于第二调整板512可进行第三方向及周向调节，调整销513可通过锁紧螺母514锁紧固定。
70.在本发明的一些实施例中，如图3所示，调整组件50与面板20连接的一端具有圆台状安装部5130。可以理解的是，通过设置圆台状的安装部5130，可以起到导向的作用，便于面板20与调整组件50间的装配连接。
71.根据本发明的一些实施例，如图5所示，固定组件60包括：连接件630、第一调整件610、第二调整件620。
72.其中，第一调整件610和第二调整件620可以为一个l形整体部件的两个部分，也可以是两个独立且相互连接的部件。连接件630的一端与面板20连接，第一调整件610与连接件630的另一端连接，且连接件630相对于第一调整件610在第一平面内的位置可调节。这里所述的“第一平面”可以理解为图5中所示的xz平面。
73.第二调整件620的一端与第一调整件610连接，第二调整件620的另一端与框架10连接，且第二调整件620相对于框架10可在第二方向进行位置调节。这里所述的“第二方向”可以理解为图5中所示的y方向。
74.在本发明的一些实施例中，如图4所示，操作组件40至少部分设于翻转装置70，翻转装置70通过铰链与面板20可枢转连接。也就是说，可以将操作组件40的部分部件设于翻转装置70上，也可以将操作组件40的所有部件设置于翻转装置70上。铰链可以采用阻尼铰链240。
75.根据本发明的一些实施例，如图4所示，翻转装置70或面板20设有压弹锁定装置80，当翻转装置70处于收纳状态时，压弹锁定装置80与翻转装置70配合以固定翻转装置70；当按压压弹锁定装置80时，压弹锁定装置80与翻转装置70脱离配合，翻转装置70可通过铰
链翻转展开。由此，通过压弹锁定装置80可以方便地控制翻转装置70展开和收纳。
76.在本发明的一些实施例中，操作组件40包括鼠标410和键盘420，鼠标410和键盘420与翻转装置70磁吸附连接。例如，可以在鼠标410和键盘420的背面设置磁性贴条，翻转装置70采用磁性可吸附材质。由此，可以方便地固定鼠标410和键盘420，而且，可以灵活地调整鼠标410和键盘420的位置。当然，也可以在翻转装置70设置磁性贴条，在鼠标410和键盘420的背面设置磁性可吸附材质，以吸附固定鼠标410和键盘420。
77.根据本发明的一些实施例，如图4所示，操作组件40还包括：触摸笔430，面板20的部分向内凹陷形成容纳翻转装置70的容纳槽210，容纳槽210的底面上设置放置触摸笔430的固定部2110，且触摸笔430通过牵绳与面板20或框架10连接。
78.如图4所示，容纳槽210底面的固定板211上设置有固定部2110，可以将触摸笔430方便地固定在固定部2110上。而且，触摸笔430通过牵绳与面板20或框架10连接。由此，可以避免触摸笔430丢失。
79.在本发明的一些实施例中，如图1所示，显示组件30包括：显示屏310、状态指示灯320及急停按钮330。由此，可以通过显示屏310和状态指示灯320方便及时地获取自动化设备的运行状态。
80.根据本发明的一些实施例，面板20设有多个用于显示组件30和操作组件40走线的过孔。由此，便于人机交互组件100的走线布局。需要说明的是，可以将过孔设置于面板20的用户无法直接看到的位置，由此，可以提高人机交互组件100的外观美观性。
81.下面参照附图详细描述根据本发明的人机交互组件100。值得理解的是，下述描述仅是示例性描述，而不应理解为对本发明的具体限制。
82.本发明所采用的技术方案如下：调整组件50安装在固定框架10上，人机交互单元主体面板20顶部设置安装接口，借助调整组件50完成六自由度姿态调整，主体面板20底部的暗扣锁紧组件(即上文所述的固定组件60)可实现快速固定功能；翻转装置70采用“按压反弹式”进行状态切换，通过阻尼铰链240与主体面板20连接，配合反弹器实现翻转装置70的打开与关闭，操作便捷、稳定、可靠。
83.结合图4所示，键盘420与鼠标410固定在翻转装置70上，翻转装置70的键盘420和鼠标410区域由2种磁吸附材质构成，键盘420和鼠标410背面均设有磁性贴条，即实现键盘420的吸附固定与人为移动，又能使鼠标410在工作区域自由移动，固定区域快速吸附固定；所有安装接口、布线均设置在主体面板20背面，与外防护一起进行表处，保证整体的美观性。
84.具体地，如图1和图2所示，人机交互组件100包括：调整组件50、主体面板20、状态显示组件30、操作组件40、暗扣锁紧组件(即上文所述的固定组件60)和固定框架10，操作组件40的输出端连接人机交互单元各受控部件的受控端。
85.如图3所示，调整组件50包括：横向调整板(即上文所述的第一调整板511)、纵向调整板(即上文所述的第二调整板512)、锁紧螺母514、竖直调整销513等，调整组件50三个方向调整相互解耦，相互配合完成三个自由度调整，人机交换组件顶部设置两个调整单元510，两个调整单元510相互配合实现六自由度调整.
86.主体面板20是整个单元的主体，为其余各部分提供支撑与接口，包括顶部安装接口、固定板211、阻尼铰链240、电气件固定架220和底部固定接口230，顶部安装接口与底部
固定接口230共同作用实现面板20的安装固定。
87.状态显示组件30包括：显示器(如上文所述的显示器310)、状态指示灯320与急停按钮330，负责呈现整个设备的运行状态，紧急情况处理等功能。
88.操作组件40包括：翻转装置70、磁性贴条、键盘420、鼠标410、触摸笔430和反弹器(即上文所述的压弹锁定装置80)等部分，是整个人机交互组件100的输入端。翻转装置70通过阻尼铰链240与主体面板20连接，键盘420和鼠标410借助磁性贴条固定在翻转装置70上，翻转装置70与反弹器一起作用完成整个翻转装置70的打开与关闭动作；触摸笔430配有防丢失“拉线”(即上文所述的牵绳)，既能保证防丢失，又可实现取放便捷。
89.固定组件60包括：暗扣(即上文所述的连接件630)、xz平面调整件(即上文所述的第一调整件610)、y向调整件(即上文所述的第二调整件620)及锁紧件640等，固定组件60可以实现x、y、z三向调整，并与上文所述调整组件50配合，确保人机交互组件100的空间姿态满足设计要求。
90.固定框架10既可能是设备主体的一部分，也可能是外防护固定架的一部分，为调整组件50和固定组件60提供安装接口。
91.由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
92.1、具备六自由度姿态调整功能；
93.现有人机交互单元一般直接安装在固定框架上或仅具有单自由度调整功能，无法准确适应设备的观察接口与外防护的安装接口，本发明设置了六自由度调整组件50，包括顶部间隔设置的两个调整单元510，每个调整单元510能实现三个独立自由度调整，两个个调整装置相互配合可实现人机交互组件100的六自由度调整，既增加了人机交互组件100的安装柔性，又保证了空间姿态的正确性，从而实现了外防护的整体美观性,。
94.2、键盘鼠标适应性强；
95.当前人机交互单元键盘与鼠标选型固定(工业型)，即便选用通用键盘鼠标，其位置也是固定不变，对操作人员不友好。本发明方案键盘420和鼠标410选型自由，两者采用磁性贴条固定法，翻转装置70设置键盘420和鼠标410区域由两种磁吸附材质构成，本发明采用磁性贴条固定法固定鼠标410和键盘420，既保证工作状态时位置的自由放置，满足不同操作者的操作习惯，又能实现待机时的快速固定，避免固定不可靠产生误操作的危害。
96.3、操作组件40开关便捷且可靠；
97.针对现有操作组件抽拉式与翻转磁吸式安装方式的不足，本发明操作组件40采用“按压反弹式”进行状态切换，通过阻尼铰链240与主体面板20连接，配合反弹器实现打开与关闭的便捷、稳定、可靠；采用“按压反弹式”无需设置专用拉手，保证了人机交互组件100乃至整个外防护的美观性；同时又能确保在双手占用的特定情形安全、可靠的打开操作组件40。
98.4、美观性更好；
99.目前人机交互单元正面存在安装接口、装配工艺孔，或存在少量正面布线情景，影响整个外防护的美观性。本发明全部采用隐藏式布线、背面设置接口、背面安装调整、六自由度姿态调整和同时表面处理等手段，特别是触摸笔430固定方式，既能保证防丢失，又可实现取放便捷，设计方案最大程度保证人机交互组件100(或外防护)的整体美观性。
100.5、拆卸方便、维护性强；
101.传统人机交互单元需要工具才能完成固定和拆卸，拆卸与维护不便。本发明采用上端悬挂固定，底部暗扣锁紧固定方式实现快速安装与拆卸，轻量化设计贯穿整个设计过程，单元的维护性强。
102.通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。