CN101593025B - 电脑用无线键盘的可更换部件和重复使用部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电脑用无线键盘的可更换部件和重复使用部件。本发明的可更换部件分为机械部分的可更换部件和连接在一起的电路装置的可更换部件，它们包括外壳、按键、弹力件、薄膜开关组件和第一线路连接装置。重复使用部件分为机械部分的重复使用部件和连接在一起的电路装置的重复使用部件；它们包括外壳缺口板、第二线路连接装置、第二电路板和设置在第二电路板上的电路。使用中若可更换部件发生损坏，则只需将重复使用部件从可更换部件上拆下，再将重复使用部件安装在一个新的可更换部件上，即可继续使用，从而节约了用户的使用成本。

Description

电脑用无线键盘的可更换部件和重复使用部件

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体涉及电脑用的输入设备的部件。

背景技术

无线键盘是电脑的一种输入设备。电脑用无线键盘也称为计算机无线键盘。无线键盘通常由机械部分、电路装置和电池盒组成。

键盘的机械部分包括外壳、按键和弹力件。键盘外壳由上盖（也有称上面板的）和底座（也有称底壳、下盖板的）固定连接构成；各按键上下滑动连接在上盖的相应的按键座上，且一部分表面积较大的按键还装配有由钢丝制成的平衡杆，平衡杆的位于两端的扎钩连接在上盖的平衡杆扎钩座上、平衡杆的位于中间的定位段被夹在按键的钢丝座上；各弹力件（也有称橡胶弹性件、碗状弹力体的）可以是独立的由橡胶制成的碗状弹性件，也可以是通过加热模压的方法在一张橡胶弹性薄板上形成弹力件的阵列，或注塑成型的弹力件阵列；各弹力件位于外壳中且位于相应一个按键的下方。

键盘的电路装置又由设置在电路板上的部分（包含电路板）和薄膜开关组件（也有称电路膜组件、印刷有各按键开关的薄膜线路板）组成。电路装置设于电路板上的部分包括控制电路和无线电路等，而其中的控制电路和无线电路可以使用合二为一的集成芯片。薄膜开关组件安装在键盘的机械部分中，也就是薄膜开关组件位于外壳中，且薄膜开关组件的各个开关触点组位于相应一个弹力件下方。

无线键盘在使用中所发出的信号由计算机主机接收，因此，计算机主机还必须配备相应的接受装置来接收无线键盘发出的信号，该接收装置就是主机端接收器，主机端接收器可以是一个单独的设备，也可是集成在计算机主机上的设备。

控制电路具有键盘用微处理器（或键盘用单片机）、二极管指示灯以及与微处理器相配合的电容、电阻等有关外围元器件，主要对信号的处理和传递起到控制作用，因此在本发明中将这一部分电路称为控制电路，且控制电路还包括键盘端铜箔排线。组装键盘时，控制电路的键盘端铜箔排线与薄膜开关组件的按键信号排线端的对应接线端相接触。无线电路负责将控制电路部分的输出信号转变为无线信号发出给电脑的主机端接收器，目前常用的无线连接方案有采用27M或2.4G的频率，或者采用蓝牙通讯等。无线键盘一般采用普通电池或充电电池来作为电源。电池设置在电池盒中，电池盒设置在无线键盘的外壳中。

上述无线键盘的组成部件中的除去薄膜开关组件以外的电路部分因在实际使用中无机械运动，不受力，因而使用寿命较长，这些部件则成为无线键盘的不易损坏部分；而按键、上盖、弹性橡胶件及薄膜开关组件因为在使用过程中不断往复运动较易磨损，使用寿命较短，绝大部分的键盘损坏都是由这部分易损件损坏而引起的，而底座在与桌面的接触摩擦过程中也容易变旧、变脏。而另一方面，就成本而言，上述不易损坏的部件在无线键盘的成本构成中占有相当的比例，目前的电脑无线键盘的一体化设计，非专业人员很难拆卸维修，这样由于按键、上盖、薄膜开关组件及碗状弹力体等易损件发生损坏后其维修难度较大，致使很多无线键盘在主要器件还可以继续使用时就报废，造成较大的经济损失，从而使用成本较高。尤其在网吧等键盘更换频繁的场所，损失就更大。

中国专利文献CN201072716公开了一种电脑用键盘。该专利申请根据键盘使用中现实存在的易损件和非易损件，而将键盘从结构上分成两个部分，即易损件部和非易损件部，对于易损件部则作为可更换部构成一个组件、而在需要时进行更换，对于非易损件部则作为可重复使用部构成另一个组件、而在对易损件部进行更换时将这部分器件重复使用。可更换部由上盖、按键和弹力件组成，可重复使用部由底座、键盘电路膜组件、控制电路和连接线组成；或者上盖分为键盘部和指示灯部两个独立的部分，而可更换部由上盖的键盘部、按键和弹力件组成，可重复使用部由上盖的指示灯部、底座键盘电路膜组件、控制电路和连接线组成。这种结构的键盘在使用中，若是遇到易损件部的零件损坏时，只需更换易损件部即可恢复使用，可以使得使用成本降低。但是，该键盘的创新是针对有线键盘进行的，且更换时拆装的螺钉较多（10个以上），这对于普通用户来说，非常不方便，尤其是键盘在使用中，往往会发生薄膜开关组件的损坏，而这种结构的键盘不能进行相应的更换。

发明内容

 本发明的第一目的是提供一种使用成本较低的电脑用无线键盘的可更换部件。本发明的第二目的是提供一种使用成本较低的电脑用无线键盘的重复使用部件。

本发明的总的技术构思是：根据无线键盘使用中现实存在的易损件和非易损件，而将无线键盘从结构上分成两个独立部分，即易损件部分和非易损件部分，对于易损件部分则作为可更换部件、在需要时进行更换，对于非易损件部则作为重复使用部件、而在对易损件部件进行更换时将这部分器件重复使用。

实现本发明的第一目的的基础技术方案是：本发明的无线键盘的可更换部件包括机械部分的可更换部件和电路装置的可更换部件；

 机械部分的可更换部件包括外壳、按键和弹力件；外壳由上盖固定在底座上构成；外壳为设有缺口的外壳；电路装置的可更换部件包括薄膜开关组件和第一线路连接装置；

薄膜开关组件和第一线路连接装置均设置在外壳中；薄膜开关组件被定位在底座上，各弹力件的下端与薄膜开关组件的相应的一个开关触点部位相接触；各按键的下端与相应一个弹力件相接触；各按键的全部或一部分设置在上盖中；薄膜开关组件的按键信号排线的对应接线端与第一线路连接装置的薄膜开关侧的连接端一一对应电连接；第一线路连接装置的插接侧的各连接端是使用时与第二线路连接装置的插接侧的各连接端一一对应、且可拆式固定电连接的部位。

上述基础技术方案中，第一进一步方案是：机械部分的可更换部件还包括电池盒；电池盒设置在外壳中。

上述基础技术方案中，第二进一步方案是：弹力件为碗状弹力体；上盖的盖体上设有方向朝上的数量与按键数量相对应的按键插接空心柱；各按键插接在上盖的相应的按键插接空心柱上、且各按键可相对于上盖进行有限位的上下运动；各碗状弹力体位于上盖的各相应的按键插接空心柱的腔中；各按键的底部与相应的碗状弹力体的上部相接触。

上述各技术方案中，第三进一步方案是：第一线路连接装置为双侧连接器件，其一侧的连接端与薄膜开关组件的按键信号排线的对应接线端固定电连接。优选的第一线路连接装置与第二线路连接装置的插接侧相对应的一侧连接端为针排或针母连接端。

上述基础技术方案、第一进一步方案和第二进一步方案中，第四进一步方案是：第一线路连接装置为薄膜开关组件的按键信号排线的对应接线端的延长部。

实现本发明的第二目的的基础技术方案与实现本发明的第一目的的基础技术方案相配合，其内容是：本发明的无线键盘的重复使用部件包括机械部分的重复使用部件和电路装置的重复使用部件；

机械部分的重复使用部件包括外壳缺口板；该外壳缺口板使用时与缺口外壳的缺口相配合；

电路装置的重复使用部件包括第二线路连接装置、第二电路板和设置在第二电路板上的电路；设置在第二电路板上的电路包括控制电路、无线电路和供电电路；第二电路板固定在外壳缺口板上；第二线路连接装置的电路板侧的连接端与第二电路板的键盘端铜箔排线的各连接端一一对应固定电连接；第二线路连接装置的插接侧的各连接端是使用时与第一线路连接装置的插接侧的各连接端一一对应、且可拆式固定电连接的部位。

上述实现本发明第二目的的基础技术方案中，第一进一步方案是：机械部分的重复使用部件还包括电池盒；电池盒固定在外壳缺口板上。

上述实现本发明第二目的的基础技术方案中，第二进一步方案是：第二线路连接装置为双侧连接器件，其一侧的连接端与第二电路板的键盘端铜箔排线的各连接端相焊接；第二线路连接装置与第一线路连接装置的插接侧相对应的一侧连接端为针母或针排连接端。该第二进一步方案与实现本发明的第一目的的第三进一步方案相配合。

上述实现本发明第二目的的基础技术方案中，第三进一步方案是：第二线路连接装置为薄膜排线连接器。该第三进一步方案与实现本发明的第一目的的第四进一步方案相配合。

本发明具有积极的效果：（1）在将本发明的无线键盘的重复使用部件安装在可更换部件上时，只需将重复使用部件外壳缺口板对准可更换部件的外壳的缺口进行安装：重复使用部件一方面由其第二线路连接装置与可更换部件的第一线路连接装置相接插，另一方面通过扣接、插接或螺钉固定连接的方式将外壳缺口板固定在可更换部件的外壳的缺口处即可。在更换时，将重复使用部的外壳缺口板连同电路板拆下，装在新的可更换部上即可使用。从而使得用户不需要接触线路板即可拆装重复使用部和可更换部。

（2）计算机键盘在使用过程中产生的损坏主要发生在使用时的受力部分，按键键帽的上表面上的字迹磨损、按键与上盖的配合部分的磨损及碗状弹力体的疲劳以及薄膜开关组件中的银浆氧化是正常使用时常见的损坏原因，而在网吧等公共场合非正常的大力敲击造成按键破损也是主要的损坏原因。而目前一体化的键盘设计造成了当易损件产生损坏时如要维修，其难度超出了很多用户的能力范围，而返回厂家维修不仅要较长的时间，而且如果超过保修期还要支付较高的维修费用，这就造成很多键盘在非易损件还可以继续使用时仅仅因为某易损件损坏而随同整只键盘而一同丢弃，造成不必要的浪费，对于无线键盘而言因无线电路成本较高更是尤其突出。本发明的无线键盘采用按易损件及非易损件分别固定安装成两个可方便拆装的部件，每个部件自成一体，便于非专业人员拆装。从而使一部分用户可以自己维修键盘并继续利用未损坏的器件，达到节约降低使用成本的目的，进而减少环境污染、节约资源。

（3）本发明的某型号重复使用部件可以配合款式不同的可更换部件使用，这样有利于工厂集中生产，以提高生产效率，并可减少库存积压风险，加快资金周转。

（4）本发明是在现有技术基础上对无线键盘的改进，不仅增加成本较低，且不需对现有无线键盘进行大的改动，对键盘的设计和生产工艺影响很小。

附图说明

 图1为本发明的可更换部件和重复使用部件安装在一起而构成无线键盘时的一种结构示意图；

       图2为图1中的重复使用部件拆离可更换部件时的结构示意图；

       图3为图1所示的无线键盘的电路装置的可更换部件和重复使用部件安装在一起时的电路框图；图中的单划箭头线表示信号连接线，双划箭头线表示供电连接线。

       图4为本发明的可更换部件和重复使用部件安装在一起时的另一种结构示意图；

       图5为图4所示的无线键盘的电路装置的可更换部件和重复使用部件安装在一起时的电路框图；

        图6为与图1所示的无线键盘相对应的电路装置的控制电路和与控制电路相配套的存储电路的电原理图；

       图7为与图6中的电路相对应的无线电路的电原理图；

       图8为与图6和图7中的电路相对应的供电电路的电原理图；

       图9为与图6至图8中的电路相对应的第一线路连接装置、第二线路连接装置和薄膜开关组件的电原理图。

上述附图中的标记如下：

可更换部件1，第一线路连接装置11，底座12，

重复使用部件2，第二线路连接装置21，控制电路22，无线电路23，天线24，外壳缺口板25，

电池盒3，

薄膜开关组件4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但应当说明的是，这些实施例仅用于说明本发明的构造和方法，而并不能将本发明的范围局限于此。

（实施例1）

见图2及图3，本实施例包括无线键盘的可更换部件1和重复使用部件2。

见图2，无线键盘的可更换部件1包括机械部分的可更换部件和电路装置的可更换部件。

机械部分的可更换部件包括外壳、按键和弹力件。

见图1及图2，外壳由上盖固定在底座12上构成；外壳为设有缺口的外壳。上盖的盖体上设有方向朝上的数量与按键数量相对应的按键插接空心柱。弹力件为碗状弹力体。

各按键插接在上盖的相应的按键插接空心柱上、且各按键可相对于上盖进行有限位的上下运动；各碗状弹力体位于上盖的各相应的按键插接空心柱的腔中；各按键的底部与相应的碗状弹力体的上部相接触。

见图2及图3，电路装置的可更换部件包括薄膜开关组件4和第一线路连接装置11。

第一线路连接装置11为双侧连接器件，包括第一电路板和针排。第一电路板上设有铜箔排线，每根铜箔排线处设有焊接孔。针排的一侧排针穿过第一电路板的各个焊接孔并焊接固定在第一电路板上；针排的另一侧排针则作为第一线路连接装置11的插接侧的各连接端，而在使用时与第二线路连接装置21的插接侧的各连接端一一对应、且可拆式固定电连接。

 第一电路板由其铜箔排线的一面与下方的薄膜开关组件4的按键信号排线的对应接线端相接触，且由螺钉将第一电路板固定在外壳的底座12上。

薄膜开关组件4和第一线路连接装置11均设置在外壳中。薄膜开关组件4被定位在底座12上，各弹力件的下端与薄膜开关组件4的相应的一个开关触点部位相接触，各按键的下端与相应一个弹力件相接触，各按键的全部或一部分设置在上盖中。

见图2，无线键盘的重复使用部件2包括机械部分的重复使用部件和电路装置的重复使用部件。

见图1，机械部分的重复使用部件包括外壳缺口板25和电池盒3。外壳缺口板25使用时与可更换部件1的缺口外壳的缺口相配合。电池盒3固定在外壳缺口板25上。

 见图3，电路装置的重复使用部件包括第二线路连接装置21、第二电路板和设置在第二电路板上的电路。设置在第二电路板上的电路包括控制电路22、无线电路23、天线24和供电电路。

见图2，第二线路连接装置21为双侧连接器件，由针母担当。第二电路板上设有铜箔排线，每根铜箔排线处设有焊接孔。针母的一侧排针穿过第二电路板的各个焊接孔并焊接固定在第二电路板上；针母的另一侧排针口则作为第二线路连接装置21的插接侧的各连接端，而在使用时与第一线路连接装置11的插接侧的各连接端一一对应、且可拆式固定电连接。

见图6，本实施例采用2.4G无线技术，电路装置的控制电路22的主控芯片的型号为K020-01，属于键盘用微处理器。电路装置的无线电路所采用的2.4G无线芯片的型号为nRF24L01，存储器的型号为93LC46。

仍见图6，电路装置的控制电路22除包括键盘用微处理器（或键盘用单片机）K020-01外，还包括二极管指示灯以及与微处理器相配合的电容、电阻等有关外围元器件以及型号为93LC46的存储器，主要对信号的处理和传递起到控制作用，因此在本发明中将电路装置的这部分电路称为控制电路22。

见图7，电路装置的无线电路23除包括无线芯片nRF24L01外，还包括与无线芯片相配合的外围器件。

见图8，控制电路22、无线电路23通过电池盒3中的电池BT1直接供电来工作。

见图9，这样，当第二线路连接装置21的插接侧和第一线路连接装置11的插接侧可拆式电连接在一起时，则使得重复使用部件2的电路与可更换部件1的电路互相连接，构成与普通无线键盘一致的电路，也就是控制电路22的主控芯片的键盘信号输入端通过第二线路连接装置21和第一线路连接装置11进而和薄膜开关组件4的按键信号排线依次电连接，整个键盘即可正常工作。控制电路22的主控芯片周期性扫描薄膜开关组件4的各按键信号排线，根据扫描结果，判断是否有按键按下或松开。按键按下或松开的信号经控制电路22的主控芯片进行处理后输至无线芯片，无线芯片则将按键信号进行处理后由天线24发送至设置在计算机主机上的接受装置，再由接受装置进行处理后送至计算机主机，从而完成按键信号的传输。

当键盘易损部件发生损坏时，用户只需将重复使用部件2从可更换部件1上拆下，将重复使用部件2安装在一个新的可更换部件1上即可继续使用，从而节约了用户的使用成本。

（实施例2）

其余与实施例1相同，不同之处在于：本实施例的可更换部件1的第一线路连接装置11为薄膜开关组件4的按键信号排线的对应接线端的延长部。而重复使用部件2的第二线路连接装置21则为薄膜排线连接器。使用时将薄膜开关组件4的按键信号排线的对应接线端的延长部插入薄膜排线连接器中即可。

（实施例3）

见图4及图5，其余与实施例1相同，不同之处在于：电池盒3固定在可更换部件1的外壳中。第一线路连接装置11比实施例1多出2个端口通过导线与电池盒3的正负极相连，第二线路连接装置21也相应的多出2个端口用于将从第一线路连接装置11传输来的电力导入第二电路板，以供控制电路22和无线电路23使用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电脑用无线键盘的可更换部件，其特征在于：包括机械部分的可更换部件和电路装置的可更换部件；

机械部分的可更换部件包括外壳、按键和弹力件；外壳由上盖固定在底座（12）上构成；外壳为设有缺口的外壳；电路装置的可更换部件包括薄膜开关组件（4）和第一线路连接装置（11）；

薄膜开关组件（4）和第一线路连接装置（11）均设置在外壳中；薄膜开关组件（4）被定位在底座（12）上，各弹力件的下端与薄膜开关组件（4）的相应的一个开关触点部位相接触；各按键的下端与相应一个弹力件相接触；各按键的全部或一部分设置在上盖中；薄膜开关组件（4）的按键信号排线的对应接线端与第一线路连接装置（11）的薄膜开关侧的连接端一一对应电连接；第一线路连接装置（11）的插接侧的各连接端是使用时与第二线路连接装置（21）的插接侧的各连接端一一对应、且可拆式固定电连接的部位。

2.根据权利要求1所述的电脑用无线键盘的可更换部件，其特征在于：机械部分的可更换部件还包括电池盒（3）；电池盒（3）设置在外壳中。

3.根据权利要求1所述的电脑用无线键盘的可更换部件，其特征在于：弹力件为碗状弹力体；上盖的盖体上设有方向朝上的数量与按键数量相对应的按键插接空心柱；各按键插接在上盖的相应的按键插接空心柱上、且各按键可相对于上盖进行有限位的上下运动；各碗状弹力体位于上盖的各相应的按键插接空心柱的腔中；各按键的底部与相应的碗状弹力体的上部相接触。

4.根据权利要求1至3之一所述的电脑用无线键盘的可更换部件，其特征在于：第一线路连接装置（11）为双侧连接器件，其一侧的连接端与薄膜开关组件（4）的按键信号排线的对应接线端固定电连接。

5.根据权利要求4所述的电脑用无线键盘的可更换部件，其特征在于：第一线路连接装置（11）与第二线路连接装置（21）的插接侧相对应的一侧连接端为针排或针母连接端。

6.根据权利要求1至3之一所述的电脑用无线键盘的可更换部件，其特征在于：第一线路连接装置（11）为薄膜开关组件（4）的按键信号排线的对应接线端的延长部。

7.一种电脑用无线键盘的重复使用部件，其特征在于：包括机械部分的重复使用部件和电路装置的重复使用部件；

机械部分的重复使用部件包括外壳缺口板（25）；该外壳缺口板（25）使用时与缺口外壳的缺口相配合；

电路装置的重复使用部件包括第二线路连接装置（21）、第二电路板和设置在第二电路板上的电路；设置在第二电路板上的电路包括控制电路（22）、无线电路（23）、天线（24）和供电电路；第二电路板固定在外壳缺口板（25）上；第二线路连接装置（21）的电路板侧的连接端与第二电路板的键盘端铜箔排线的各连接端一一对应固定电连接；第二线路连接装置（21）的插接侧的各连接端是使用时与第一线路连接装置（11）的插接侧的各连接端一一对应、且可拆式固定电连接的部位。

8.根据权利要求7所述的电脑用无线键盘的重复使用部件，其特征在于：机械部分的重复使用部件还包括电池盒（3）；电池盒（3）固定在外壳缺口板（25）上。

9.根据权利要求7所述的电脑用无线键盘的重复使用部件，其特征在于：第二线路连接装置（21）为双侧连接器件，其一侧的连接端与第二电路板的键盘端铜箔排线的各连接端相焊接；第二线路连接装置（21）与第一线路连接装置（11）的插接侧相对应的一侧连接端为针母或针排连接端。

10.根据权利要求7所述的电脑用无线键盘的重复使用部件，其特征在于：第二线路连接装置（21）为薄膜排线连接器。

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