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设计工程师铰链硬件的关键决策点
2020-04-13
铰链

恒定扭矩铰链具有工厂设定的阻力水平,可提供连续的运动阻力,例如,使轻巧的塑料桌子对最终用户而言感觉更重且更坚固。

索斯科(Southco,Inc.)全球性软件主管Todd Schwanger

门铰链是世界上最常用和使用最广泛的设备之一。可能尚未广为人知的是,铰链技术提供了许多工业设计人员可以用来改善他们设计的系统的操作的复杂功能。

从固定位置的定位铰链(使门以预定角度打开,消除了附加组件的成本和劳力),再到平衡的定位铰链(可提供升力,使设计人员能够控制所需的用户定位面板或屏幕的努力),设计工程师广泛的行业和应用程序都有机会利用当今铰链技术中已设计的一系列创新功能。

无论是在航空公司上打开或放下托盘桌,还是在结帐柜台上略微调整信用卡/借记卡读卡器设备,人们每天都会采取行动并从这些“接触点”中获得印象。最新铰链技术的多样性和先进性为工业设计工程师提供了新的工具,以在他们创建的产品中实现独特的接触点体验。

wifi定位高技术开发了新的几率比性

最常见的铰链也最简单:标准的自由旋转铰链,用于打开和关闭,没有阻力,在重力作用下会打开,并承受被移动设备的重量。

除此基本设备外,铰链还发展成为一种全新的,非常有用的技术产品:定位技术。借助定位铰链技术,设计人员可以定义和调整移动或定位门,显示屏,安全护罩,照明灯所需的工作量-实际上是打开,关闭和移动的任何已安装组件。

因此,定位铰链技术代表了设计人员可以用来满足人体工程学要求和用户对其应用质量的感知的一组工具。这些包括:

  • 保持门打开或关闭,并且将面板安全地移动到位,而无需辅助支撑或其他组件
  • 创建直观,零漂移的运动,以便在门或盖打开时可以安全地保持用户定义或预定义的位置,并且只需进行一次运动
  • 提供特定的触觉反馈,以增强铰链设备的质量感
  • 消除了其他组件(例如气撑杆)或日常维护(拧紧螺钉以保持铰链阻力),从而有助于降低总体成本
  • 为打开和关闭动作提供更平滑,更真实的感觉,或消除振动

使用定位铰链来改变(或提升)用户的知觉可以以许多不同的方式来应用。考虑飞机托盘表。座椅设计人员必须在这些应用中使用极轻的塑料组件,以帮助航空公司减轻机队重量并节省燃油。

但是,刚打开时会翻倒的托盘桌可能会导致乘客质疑飞机本身的质量。使用具有出厂设置的阻力水平的恒定扭矩铰链,乘客只需用适当的力就可以降低托盘,从而使托盘感觉更坚固,并改善对周围环境的质量感。此外,采用优质材料设计和制造的恒转矩铰链在经过数千次飞行后仍具有所需的阻力,而无需维护或更换零件。

定位铰链技术可以根据所提供的受控运动和定位的类型分为四大类,即“构建块”:

  • 稳态扭力 –使设备在运动范围内的每个位置都能牢固地固定
  • 棘爪和双准稳态 –这些铰链自动驱动并保持在特定位置,例如90度
  • 不平衡量 -铰链与技术,使较重的物体打开时感觉轻松,或弹开用一个简单的触摸
  • 阻尼 –铰链可自动控制运动速度,而无需保持

尽管许多应用仅需要一种类型的铰链,但是这些不同的类别也可以组合为在单个设备中提供多种定位功能的多功能铰链。

稳定平衡功率:稳定地放置在4个地段

恒转矩铰链可提供平稳的操作和无限的定位。这样就可以直观地移动设备(打开和关闭笔记本电脑,在结帐柜台处安装的显示屏等),该设备可以在停止时在整个运动范围内的任何位置保持铰接设备。

铰链

恒定扭矩定位铰链(如Southco的E6系列)可提供可靠的定位,并具有一致的操作效果,并且无需使用辅助支撑部件即可将门或面板固定在适当的位置。

移动它的力度足以响应故意的动作,同时保持适当的位置以进行更随意或更轻松的交互。现在常见的示例是在结帐柜台广泛使用触摸屏交互监视器。

恒定扭矩铰链将显示器固定在底座上,使收银员可以上下倾斜显示器,以实现最佳观看和轻松互动。同时,可以在屏幕上轻按图标和触摸点,而无需将屏幕从收银员的期望位置上移开。

传统上,此功能是通过夹紧或闩锁机构实现的,该机构通常不提供恒定扭矩铰链提供的无限定位能力或平稳,流畅的触觉反馈。另外,恒转矩铰链提供了单手操作,而不是按下按钮或翻转操纵杆来移动设备。

此外,恒定扭矩铰链也可以设计成提供不对称扭矩:需要不同的力度才能沿一个方向(打开或关闭,向上或向下)移动铰链。此功能已在飞机座椅的某些类型的头枕中使用。乘客可以轻松地沿低扭矩方向向前拉动头枕翼,同时仍具有高扭矩方向,以抵抗其头部向相反方向倾斜的力。

地理位置合页:驱程并控制到设置地理位置

定位铰链经过专门设计,可提供非常具体的运动和触觉反馈:门或设备被打开并以预设角度锁定到位,通常会产生明显的“咔嗒”声。这些类型的铰链通常对于重量轻的橱柜门或其他必须始终打开而不妨碍用户使用的设备非常有用。定位铰链要求用户继续移动设备,直到设备到达适合工作环境的正确位置为止,例如90度的预设角度。

铰链

 

固定位置的定位铰链(如Southco的C6系列)可驱动以预定角度固定门并保持打开状态。

制动铰链的一种变化称为双稳态,它包含一个内置的弹簧机构,一旦门打开,该弹簧机构会自动将门或设备驱动到预设角度。此功能对于必须打开至最小角度以方便进入或避免与周围设备发生碰撞的门,检修面板或盖板很有用。双稳态机制可通过简单的触摸操作将面板自动旋转到两个首选位置之一,即完全打开或完全关闭。

对于需要这种类型的自动完全打开和关闭的应用程序,一些设计人员可能会在基本铰链之外添加气撑杆或气弹簧,以实现所需的功能,从而增加了系统的组件成本。使用双稳态制动铰链,基本上,铰链完成了所有驱动。

发展:愉快搬动吊物

 

平衡铰链提供了非常有用的功能,可轻松打开和移动重型门和其他固定装置。它们装有重型平衡弹簧,当门或固定装置关闭时,该弹簧可以存储能量。打开后,能量被释放,将门移动到完全打开位置的精力很小–铰链完成了大部分工作。

铰链

 

索斯科的CA Counterbalance Hinge设计有弹簧系统,可通过抵消盖子的重量而减轻举起和支撑盖子,门和面板的负担,从而提供精确的平衡,便于定位。

平衡定位技术为要举起的元件重量很大的应用提供了出色的解决方案,使最终用户的操作更安全,更轻松。血液分析仪或离心机等医疗设备就是一个例子。大容量深冷柜是另一种。

对于操作员经常打开和关闭重型门的应用(例如工业复印机),平衡技术可以帮助减轻疲劳并提高操作员效率。例如,具有对称扭矩铰链的门可能需要2.3千克(kg)的力才能从完全关闭打开到90度打开。相反,使用平衡铰链可以将打开门所需的能量减少到0.9千克。

 

过去,为了能够打开较重的门,设计人员会结合使用气撑杆或其他装置来提供增加的升力。平衡铰链现在提供了一种更经济的单设备解决方案。最新的平衡铰链可以结合闩锁以支持弹出式打开:第一次打开时,沉重的门会抬起几度,然后用户轻轻推动以将其完全打开到所需位置。

铰链

 

对于需要吊起较大门的应用,可以使用Southco的LIFT-A-SYST®系列之类的平衡扭力弹簧系统来减轻沉重的门的重量,提供运动控制功能,以便轻松,安全地打开和关闭门。

阻尼阻尼铰链:受控开放

阻尼铰链为设计人员提供了一个独特的选择:与其控制设备的位置,不如控制设备的移动速度。对于门,隔室或其他使用阻尼铰链的设备,当施加力时,它会稳定地移动到打开或关闭位置,而不是突然弹开或要求用户将其完全推到关闭位置。

这种平稳平稳的运动已在许多高端应用(例如汽车内饰)中被广泛采用。对于诸如眼镜储物格,USB端口托架和其他已打开和关闭的格之类的物品,阻尼铰链给人以高科技,精心设计的内饰的印象,这是许多设计师寻求实现的关键要素。

为“张开和关停”加入感官值

铰链技术的领先供应商已经认识到,最终用户每次打开,关闭或移动铰链设备时,个人都在施加力量,并且正在体验独特的触觉体验。更加先进的定位铰链技术的出现为广泛行业和应用领域的工业设计师提供了一套新的工具,以增强用户体验,从而增强用户对所使用设备的印象。

应用范围正在扩大,定位技术的类型也在不断扩展。所描述的四种铰链技术实际上可以结合起来满足多种需求-例如,止动和阻尼功能可以结合在单个铰链中,这样一扇门就可以轻松地打开到固定位置并卡入到位,然后继续前进当将其推到关闭位置时,其自身以受控方式到达关闭位置。

 

关键是确定每种应用程序的全部使用情况–应该花费多少人机工程学的精力来打开,定位和关闭设备,需要或期望哪些用户反馈才能有效且可重复地完成此动作。业界领先的铰链供应商在处理这些用例方面具有丰富的经验,可以帮助您确定最佳解决方案,并且可以提供深入的专业知识,以经济高效地为每种应用配置正确的定位技术。


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