[发明专利]多轴线手柄和机构

说明书

发明背景

现今存在多轴线控制手柄。但是，操作现今使用的常见多轴线控制手柄（诸如单杠杆混合式龙头（mixer faucets）的操作手柄）是通过主要利用手臂和前臂来进行的，其中手臂和前臂主要通过利用手臂肌肉和肩部肌肉经由肘关节和肩关节而被操作的。这些运动被定义为粗大活动技能（gross motor skill，肢体动作技能）类型的运动。粗大活动技能类型的运动使得用户难以在操作这些手柄的同时进行精密的调节。

温和活动技能（gentle motor skill）类型的运动是由较小的身体部位（诸如手和手指）进行的。通常，温和活动技能运动靠近被致动的装置发生，并且要求更短的杠杆。因此，温和活动技能类型的运动可由于精密的调节而向用户提供更好的控制。

现有技术的多轴线手柄通常要求粗大活动技能类型的运动。这对于用户来说可能难以在操作这些手柄的同时进行精密的调节。

现在参照图1A、1E、1F、图1B以及图1C和1D，图1A、1E、1F是包括现有技术的手柄501的现有技术的单杠杆混合式龙头500的示意图，图1B是龙头500的部分的分解图，图1C和1D是不具有手柄501的龙头500的示意图。混合式龙头500可包括水的两个入口510、512。通常，一个入口（例如入口512）用于冷水，而另一入口（例如入口510）用于热水。混合式龙头500可以被设计成用于混合从两个不同的入口510、512进入的水、并且使水从一个出口514排出。单杠杆混合式龙头500可包括筒（cartridge，管壳）600，该筒可以设定水流强度以及冷水和热水的相对混合。筒的杠杆503可围绕两个转动轴线504和505转动。转动轴线505位于杠杆的基座处，并且杠杆围绕该转动轴线以时钟指针的方式摆动。转动轴线504垂直于转动轴线505。图1D示出了杠杆503围绕转动轴线504的转动，并且图1C示出了杠杆503绕转动轴线505的转动。

为了控制筒600，用户使用杠杆手柄501，该杠杆手柄操作地连接于筒600的杠杆503。当筒600以竖直定向安装时，如图1B所示，标准的杠杆手柄501以这样的方式从筒延伸，即，向上移动手柄的末端506将使得龙头筒的杠杆503围绕筒的转动轴线505转动，这增加水流速，而向下移动末端506将降低水流速。图1E示出了手柄501围绕转动轴线505的转动。将手柄的末端506移动到冷水的入口512的方向将使得龙头筒的杠杆503围绕其转动轴线504转动，从而增加冷水相对于热水的相对量，而将手柄的末端移动到热水的入口510的方向将增加热水相对于冷水的相对量。图1F示出了手柄501围绕转动轴线504的转动。将手柄末端506一直向下移动将切断从龙头500出来的水流量。

因此，龙头500的筒600的操作可能需要在两个轴线中的复杂移动，例如用于流强度调节的上/下移动以及用于温度调节的左/右移动。筒600（在图1B中示出为竖直地安装的）能够以不同的定向安装在龙头和其它种类的管道装置中，并且手柄501的操作定向将相应地改变。

操作标准杠杆手柄501需要操作者利用肘部和肩部关节进行粗大活动技能类型的运动，如图2A、2B、2C、2D、2E和2F处所示。在图2A中，手柄501处于水平定向下的基准状态。在图2B中，手柄501在水平定向下围绕转动轴线505转动。在图2C中，手柄501处于处于竖直定向下的基准状态。在图2D中，手柄501在竖直定向下围绕转动轴线505转动。在图2E中处于基准状态，而在图2F中，手柄501围绕转动轴线504转动。当采用粗大活动技能类型的运动来操作手柄501时，难以对龙头的筒600进行精细的和确切的调节。结果是，使用这些龙头的共同特征是：

用户可以抬起并转动手柄的末端506，以便将水流打开到所希望的强度和温度。由于预测结果的困难，基于粗大活动技能类型的运动，然后用户观察和测试结果，试图确定该结果与他所期望和需要的是否接近。在一些情况下，初步操作将导致更强的或更弱的流，并且水温将比用户所需要的更暖或更冷。正因为如此，在用户实现调节流的强度和温度之前，浪费了水和时间。

在接下来的阶段中，用户可以尝试执行对水的流速和温度的调节。此时再次地，执行精细和精确的调节的难度有时会导致一系列的过冲（overshoot，未达到目标）和下冲（undershoot，未达到目标）的调节。此过程需要的时间越长，则越是令人烦恼并且将浪费更多的水。