CN105080137A - 一种按键、一种游戏手柄及动作信号输出方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种按键、游戏手柄及动作信号输出方法。所述按键包括：键帽、连接轴、磁铁、霍尔传感器、微处理器。当键帽被按压时，键帽带动连接轴转动，连接轴转动带动磁铁旋转。磁铁旋转引发周围磁场变化，设置在磁场周边的霍尔传感器侦测磁场变化并产生相应的数字信号传输给微处理器，微处理器通过比较霍尔传感器输出的数字信号变化计算键帽按压行程的变化并输出相应的动作信号。本发明改进了霍尔模拟按键实现方案，降低了结构对其性能影响，提高了组装生产效率及灵敏度。

Description

一种按键、一种游戏手柄及动作信号输出方法

技术领域

本发明涉及按键技术领域，特别涉及一种按键、一种游戏手柄及动作信号输出方法。

背景技术

目前，模拟按键多为电位器、硅胶垫加碳膜、霍尔等方式实现，电位器及硅胶垫加碳膜方式结构设计较复杂，并且误差较大，如：碳膜印刷阻值有20％左右误差，而目前的霍尔方式模拟按键对结构精度要求较高。以上几种方案均不利于组装生产，且成本较高。

发明内容

为改善目前模拟按键结构设计复杂、制作误差较大、对结构精度要求高、成本较高等缺点，本发明的主要目的在于提供一种按键、一种游戏手柄及动作信号输出方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明实施例提供了一种按键，所述按键包括：键帽、连接轴、磁铁、霍尔传感器和微处理器；其中，

所述键帽与所述连接轴相连；所述连接轴为杆状结构，固定在所述连接轴上；

所述霍尔传感器设置在所述磁铁周边，且所述微处理器与所述霍尔传感器相连；

当所述键帽被按压时，所述键帽带动所述连接轴转动，所述连接轴转动带动所述磁铁旋转；所述磁铁旋转引发周围磁场变化，所述霍尔传感器侦测所述磁场变化并产生相应的数字信号传输给所述微处理器；所述微处理器通过比较所述霍尔传感器输出的数字信号变化计算所述键帽按压行程的变化并输出相应的动作信号。

可选地，所述按键还包括：存储单元，所述存储单元存储所述微处理器根据所述霍尔传感器输出的数字信号变化计算所述键帽按压行程变化的算法程式；

所述存储单元与所述微处理器相连，或者所述存储单元集成在所述微处理器内。

可选地，所述按键还包括：回弹构件，所述回弹机构组装在所述连接轴上并与所述键帽相连接，用于使所述键帽被按压之后自动回位；所述回弹机构包括：弹簧、弹片或硅胶垫。

可选地，所述按键还包括：传动构件，所述传动机构设置在所述键帽与所述连接轴之间，当所述键帽被按压时，所述键帽通过所述传动构件带动所述连接轴转动；所述传动机构包括：齿轮或皮带。

可选地，所述按键还包括：基板，所述霍尔传感器和所述微处理器固定于所述基板上；所述基板位于所述磁铁的正下方。

第二方面，本发明实施例还提供了一种游戏手柄，所述游戏手柄包括上述任一所述的按键和壳体，所述按键的连接轴的两端可转动地固定在所述游戏手柄的壳体内，所述按键的键帽位于所述壳体外。

第三方面，本发明实施例还提供了一种动作信号输出方法，利用上述按键，所述按键包括：键帽、连接轴、磁铁、霍尔传感器、微处理器；所述方法包括：

在键帽被按压时，带动与所述键帽相连的连接轴转动，进而带动固定在所述连接轴上的磁铁旋转；

所述磁铁旋转引发周围磁场变化，设置在周边的霍尔传感器侦测所述磁场变化并产生相应的数字信号传输给与所述霍尔传感器相连的微处理器；

所述微处理器通过比较所述霍尔传感器输出的数字信号变化计算所述键帽按压行程的变化并输出相应的动作信号。

可选地，所述方法还包括：设置存储单元，在所述存储单元中存储所述微处理器根据所述霍尔传感器输出的数字信号变化计算所述键帽按压行程变化的算法程式，并将所述存储单元与所述微处理器相连或者集成在所述微处理器内。

可选地，所述方法还包括：设置回弹构件，将所述回弹机构组装在所述连接轴上并与所述键帽相连接，用于使所述键帽被按压之后自动回位；所述回弹机构包括：弹簧、弹片或硅胶垫。

可选地，所述方法还包括：设置传动构件，将所述传动机构设置在所述键帽与所述连接轴之间，当所述键帽被按压时，所述键帽通过所述传动构件带动所述连接轴转动；所述传动机构包括：齿轮或皮带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明改进了霍尔模拟按键实现方案，降低了结构对其性能影响，提高了组装生产效率及灵敏度。

附图说明

图1为本发明实施例的游戏手柄的结构意图；

图2为本发明实施例的动作信号输出方法的流程图。

其中，11为键帽，12为连接轴，13为磁铁，14为霍尔传感器，15为基板，16为壳体，17为弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例的按键包括：键帽11、连接轴12、磁铁13、霍尔传感器14、基板15、微处理器(图中未显示)和存储单元(图中未显示)。

其中，所述键帽11与所述连接轴12相连；所述连接轴12为杆状结构，所述磁铁13固定在所述连接轴12上。所述磁铁13与键帽11均与连接轴12固定连接，二者分别连接于连接轴12的不同部位。优选地，所述磁铁13的中心与所述连接轴12的中心重合。图中磁铁13的黑色部分和白色部分用以区分磁铁的南极和北极。所述基板15设置在所述磁铁13周边，所述霍尔传感器14和所述微处理器设置在所述基板15上，且所述微处理器与所述霍尔传感器14相连。基板15在此处用于安放霍尔传感器14和微处理器，在本发明的其他实施例中，也可以使用其他装置安放霍尔传感器14和微处理器，而不限于基板15。

当所述键帽11被按压时，所述键帽11带动所述连接轴12转动，所述连接轴12转动带动所述磁铁13旋转。所述磁铁13旋转引发周围磁场变化，所述霍尔传感器14侦测所述磁场变化并产生相应的数字信号传输给所述微处理器。所述微处理器通过比较所述霍尔传感器14输出的数字信号变化计算所述键帽11按压行程的变化并输出相应的动作信号。

其中，所述存储单元存储所述微处理器根据所述霍尔传感器14输出的数字信号变化计算所述键帽11按压行程变化的算法程式。所述存储单元可以单独设置，并与所述微处理器相连。或者所述存储单元集成在所述微处理器内。

可选地，所述磁铁13形状不定，可以设置为圆形，亦可以设置为长方形等其他形状。

优选地，所述按键还包括：回弹构件，所述回弹机构组装在所述连接轴12上并与所述键帽11相连接，用于使所述键帽11被按压之后自动回位。所述回弹机构包括：弹簧、弹片或硅胶垫。需要说明的是，所述回弹机构组装在连接轴上仅为其中一种实现方式，亦可组装在其他位置，例如，所述回弹机构设置在壳体上并与键帽相接。只要回弹机构能够实现键帽复位及提供压力反馈的功能即可。

在本实施例中，所述回弹机构具体为弹簧17。如图1所示，所述弹簧17中心空套在所述连接轴12上，弹簧17的一端位于所述壳体16上，弹簧17的另一端与所述键帽11相连接。按压所述按键时，键帽11接触弹簧17，弹簧17提供回弹力，给用户带来压力体验，并能够将键帽11回复到原来的位置。

优选地，所述按键还包括：传动构件。所述传动机构设置在所述键帽11与所述连接轴12之间，当所述键帽11被按压时，所述键帽11通过所述传动构件带动所述连接轴12转动。所述传动机构包括：齿轮或皮带。

在本实施例中，所述键帽11直接与连接轴12相连接，所述键帽11直接带动连接轴12转动。可选地，所述连接轴12与键帽11的连接区域设置为不规则形状，如轮齿状、波浪状，或者在该位置设置两个耳朵状的结构进行卡位，以便所述键帽11带动所述连接轴12转动，即实现传动功能。

优选地，将所述基板15及霍尔传感器14设置于所述磁铁13的正下方，并设置所述基板15所在平面与所述磁铁13所在平面相互垂直，此位置是方便计算磁场变化的最优位置，即从算法处理的复杂性上来看，霍尔传感器14位于磁铁13正下方时算法处理最为方便，位于其他位置时计算磁场变化比较复杂。

通过以上描述可以看出，本发明实施例的方案改进了霍尔模拟按键实现方案，降低了结构对其性能的影响，提高了组装生产效率及灵敏度。

本发明实施例还提供了一种游戏手柄，所述游戏手柄包括前述的按键和壳体16(图1仅示出了用于分隔磁铁13和游戏手柄其他内部构件的部分壳体，其余部分未示出)，所述游戏手柄的壳体16具有供所述按键放入的空隙。所述按键的连接轴12的两端可转动地固定在所述游戏手柄的壳体16内，所述键帽11位于所述壳体16外，基板15可以固定连接于壳体16。所述按键可以为游戏手柄的L键(扳机键)。由于本发明实施例包括的按键由霍尔传感器组成，并且结构简单，因此与现有技术相比，该游戏手柄生产简便，成本相应较低。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种动作信号输出方法。所述方法包括：

步骤21：在键帽被按压时，带动连接轴转动，进而带动固定在所述连接轴上的磁铁旋转；

步骤22：所述磁铁旋转引发周围磁场变化；

步骤23：设置在磁铁周边的霍尔传感器侦测所述磁场变化并产生相应的数字信号传输给与所述霍尔传感器相连的微处理器；

步骤24：所述微处理器通过比较所述霍尔传感器输出的数字信号变化计算所述键帽按压行程的变化并输出相应的动作信号。

如前所述，所述方法还包括：设置存储单元，在所述存储单元中存储所述微处理器根据所述霍尔传感器14输出的数字信号变化计算所述键帽11按压行程变化的算法程式，并将所述存储单元与所述微处理器相连或者集成在所述微处理器内。

优选地，所述方法还包括：设置回弹构件，将所述回弹机构组装在所述连接轴12上并与所述键帽11相连接，用于使所述键帽11被按压之后自动回位；所述回弹机构包括：弹簧17、弹片或硅胶垫。

优选地，所述方法还包括：设置传动构件，将所述传动机构设置在所述键帽11与所述连接轴12之间，当所述键帽11被按压时，所述键帽11通过所述传动构件带动所述连接轴12转动；所述传动机构包括：齿轮或皮带。

由于前述按键的结构简单，因此本发明实施例提供的动作信号输出方法较为方便，实用性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种按键，其特征在于，包括：键帽(11)、连接轴(12)、磁铁(13)、霍尔传感器(14)和微处理器；其中，

所述键帽(11)与所述连接轴(12)相连；所述连接轴(12)为杆状结构，所述磁铁(13)固定在所述连接轴(12)上；

所述霍尔传感器(14)设置在所述磁铁(13)周边，且所述微处理器与所述霍尔传感器(14)相连；

当所述键帽(11)被按压时，所述键帽(11)带动所述连接轴(12)转动，所述连接轴(12)转动带动所述磁铁(13)旋转；所述磁铁(13)旋转引发周围磁场变化，所述霍尔传感器(14)侦测所述磁场变化并产生相应的数字信号传输给所述微处理器；所述微处理器通过比较所述霍尔传感器(14)输出的数字信号变化计算所述键帽(11)按压行程的变化并输出相应的动作信号。

2.根据权利要求1所述的按键，其特征在于，所述按键还包括：存储单元，所述存储单元存储所述微处理器根据所述霍尔传感器(14)输出的数字信号变化计算所述键帽(11)按压行程变化的算法程式；

所述存储单元与所述微处理器相连，或者所述存储单元集成在所述微处理器内。

3.根据权利要求2所述的按键，其特征在于，所述按键还包括：回弹构件，所述回弹机构组装在所述连接轴(12)上并与所述键帽(11)相连接，用于使所述键帽(11)被按压之后自动回位；所述回弹机构包括：弹簧(17)、弹片或硅胶垫。

4.根据权利要求3所述的按键，其特征在于，所述按键还包括：传动构件，所述传动机构设置在所述键帽(11)与所述连接轴(12)之间，当所述键帽(11)被按压时，所述键帽(11)通过所述传动构件带动所述连接轴(12)转动；所述传动机构包括：齿轮或皮带。

5.根据权利要求1所述的按键，其特征在于，所述按键还包括：基板(15)，所述霍尔传感器(14)和所述微处理器固定于所述基板(15)上；所述基板(15)位于所述磁铁(13)的正下方。

6.一种游戏手柄，其特征在于，所述游戏手柄包括权利要求1-5任一所述的按键和壳体(16)，所述按键的连接轴(12)的两端可转动地固定在所述游戏手柄的壳体(16)内，所述按键的键帽(11)位于所述壳体(16)外。

7.一种动作信号输出方法，其特征在于，利用权利要求1所述的按键，所述按键包括：键帽(11)、连接轴(12)、磁铁(13)、霍尔传感器(14)、微处理器；所述方法包括：

在键帽(11)被按压时，带动与所述键帽(11)相连的连接轴(12)转动，进而带动固定在所述连接轴(12)上的磁铁(13)旋转；

所述磁铁(13)旋转引发周围磁场变化，设置在周边的霍尔传感器(14)侦测所述磁场变化并产生相应的数字信号传输给与所述霍尔传感器(14)相连的微处理器；

所述微处理器通过比较所述霍尔传感器(14)输出的数字信号变化计算所述键帽(11)按压行程的变化并输出相应的动作信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：设置存储单元，在所述存储单元中存储所述微处理器根据所述霍尔传感器(14)输出的数字信号变化计算所述键帽(11)按压行程变化的算法程式，并将所述存储单元与所述微处理器相连或者集成在所述微处理器内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：设置回弹构件，将所述回弹机构组装在所述连接轴(12)上并与所述键帽(11)相连接，用于使所述键帽(11)被按压之后自动回位；所述回弹机构包括：弹簧(17)、弹片或硅胶垫。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：设置传动构件，将所述传动机构设置在所述键帽(11)与所述连接轴(12)之间，当所述键帽(11)被按压时，所述键帽(11)通过所述传动构件带动所述连接轴(12)转动；所述传动机构包括：齿轮或皮带。