CN106873720A - 一种键盘和采用该键盘的便携式电脑 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种键盘和采用该键盘的便携式电脑，其键盘包括：按键和触发单元；所述触发单元设置有开关矩阵电路；所述按键的位置与所述开关矩阵电路上的开关点对应；该键盘还包括发电单元，设置在所述开关矩阵电路外表面，用以将所述按键或所述开关矩阵电路传入的动能转换为电能并输出；所述发电单元设置有将动能转换为电能的压电层，以及与所述开关矩阵电路接触，用以避免所述压电层产生的瞬时电流干扰所述开关矩阵电路的绝缘层；该结构使按键被敲击时，发电单元的压电层可以有效的吸收按键传递出的动能并转换为电能输出；采用该键盘的便携式电脑也具有上述优点。
Description
技术领域
本发明涉及电脑输入设备领域，特别涉及一种使用时可以发电的键盘以及采用该键盘的便携式电脑。
背景技术
目前便携式电脑已经越来越普及。鉴于当前便携式电脑为了实现便携而尽量减小体积，减轻重量，一旦外出时频繁使用，其电池经常会出现电量不足的情况，影响便携式电脑的续航性能。尤其是在找不到充电电源的情况下，便携式电脑的使用会受到很大限制。为了改善便携式电脑的续航性能，一般在外出时使用者会携带充电装置，或者备用电源，这些额外部件的体积和重量都会给使用者的外出带来了极大的不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种在使用时可以产生电能的键盘，使键盘在提供信息输入功能的同时也可以提供电能给用电设备。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种键盘，包括按键和触发单元；
所述触发单元设置有开关矩阵电路；
所述按键的位置与所述开关矩阵电路上的开关点对应；
所述键盘还包括发电单元，设置在所述开关矩阵电路外表面，用以将所述按键或所述开关矩阵电路传入的动能转换为电能并输出；
所述发电单元设置有将动能转换为电能的压电层，以及与所述开关矩阵电路接触，用以避免所述压电层产生的瞬时电流干扰所述开关矩阵电路的绝缘层。
优选的，所述压电层与所述绝缘层层叠设置。
优选的，所述发电单元设置在所述开关矩阵电路面向所述按键一侧的外表面。
优选的，所述发电单元设置为包裹所述开关矩阵电路。
优选的，所述发电单元设置在所述开关矩阵电路背向所述按键一侧的外表面。
优选的，还包括：与所述发电单元电连接的存储单元，用以存储所述发电单元产生的电能。
优选的，所述存储单元还设置有电能处理模块，用以将输入的电能处理为便于存储的电能。
为了解决上述问题，本发明还提供一种便携式电脑，包括：如上述任意一项所述的键盘。
优选的，该便携式电脑还设置主动充电单元电连接在所述键盘和电池之间，使所述键盘在使用时可以为所述电池充电。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：采用发电单元吸收按键或者开关矩阵电路释放的动能，并转化为相应的电能输出，使得键盘在作为一般输入设备使用的同时，还可以作为充电设备提供额外的电能。
同时，在压电层与开关矩阵电路之间设置绝缘层，使压电层产生的电流不会对开关矩阵电路造成干扰。
进一步的，本发明还提供了采用该键盘的便携式电脑，当键盘在正常使用时还可以为便携式电脑的电池充电，避免了外出使用时需要携带备用充电设备的麻烦，有效提高了便携式电脑的续航能力和工作效率。
附图说明
图1是本发明键盘的基本结构框架示意图。
图2是本发明键盘的实施例一具体结构框架示意图。
图3是本发明键盘的实施例二具体结构框架示意图。
图4是本发明键盘的实施例三具体结构框架示意图。
图5是本发明便携式电脑的基本功能框架示意图。
图6是本发明便携式电脑的进阶功能框架示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
如附图1所示，一种键盘，包括按键和触发单元；触发单元设置有开关矩阵电路；按键的位置与开关矩阵电路上的开关点对应；该键盘还包括发电单元，设置在开关矩阵电路外表面，用以将按键或开关矩阵电路传入的动能转换为电能并输出。
所述发电单元设置有将动能转换为电能的压电层。还设置有与压电层贴合设置的绝缘层，该绝缘层未贴合的一侧与所述开关矩阵电路接触，用以避免所述压电层产生的瞬时电流干扰所述开关矩阵电路。
具体的，当使用者操作电脑时，敲击键盘产生的动能可以通过按键，直接传导到发电单元，或者经由开关矩阵电路的形变间接传导到发电单元，使作为发电单元的压电层受到该外力作用而发生机械应变；即压电层的上表面和下表面之间产生瞬时电势差，进而诱发中间的晶体产生电介质极化或电场，同时出现应变或应力，最终产生电能。通过设置在开关矩阵电路外表面的的发电单元，可以有效的接收使用者敲击键盘的动能，并转化为电能输出，使得本发明的键盘可以在提供信息输入功能的同时还可以产生电能供用电设备使用。
采用绝缘层和压电层的结构组成发电单元，使发电单元可以方便的贴合在触发单元的外表面，且发电单元产生的瞬时电流不会干扰到触发单元中的开关矩阵电路以及相关的主控电路。发电单元贴合在触发单元的外表面还有利于使按键输入的动能在激活触发单元的同时，其动能余量可以尽数被发电单元收集并转化为电能。
在本实施例中，压电层与绝缘层层叠设置。使压电层可以更有效的吸收按键传递来的动能，同时降低发电单元的厚度。该层叠设置还有利于发电单元与呈薄膜形式的开关矩阵电路进行贴合。
以下将结合附图1至附图4以及实施例详细介绍键盘的结构。
键盘的实施例一
如附图1、附图2所示，在实施例一中，发电单元设置在开关矩阵电路面向按键一侧的外表面上，即设置在按键与开关矩阵电路之间，并与开关矩阵电路层叠设置。采用该种结构可以使得发电单元直接获取按键输入的动能，提升压电转换的效率。
键盘的实施例二
如附图3所示，发电单元采用为包裹开关矩阵电路的形式设置。即发电单元采用薄膜结构，该薄膜结构覆盖在开关矩阵电路的外表面，靠近按键一侧的的压电层可以直接接收按键的动能，远离按键一侧的压电层通过开关矩阵电路的形变间接的接收按键的动能。采用该结构可以使得发电单元更高效的收集使用者敲击键盘时的动能， 进一步提升发电单元的压电转换效率。
在实施例二中，一般以压电薄膜的形式构成的发电单元中的压电层，绝缘层则采用具有良好防水、密封性能的塑料或者软胶构成，当发电单元包裹开关矩阵电路时，可以使开关矩阵电路同样具有良好的防水、密封性能。在具体实施中，占目前市场中绝大份额的薄膜键盘，其软性电路板上的薄膜可以采用发电单元替换，不但可以具有良好防水性，还可以有效的将敲击键盘时的额外动能转化为电能，并输出给电能存储设备或者电能使用设备。
键盘的实施例三
如附图4所示，发电单元设置在开关矩阵电路背向按键一侧的外表面。并与开关矩阵电路层叠设置。具体的，采用该结构的键盘，发电单元透过被按键触发后的开关矩阵电路形变来间接的获取动能，可以有效的提升键盘的操作精度，同时将促使开关矩阵电路形变后多余的动能被电路下方的发电单元收集，并转化为相应电能输出。
如附图4所示，在本优选的实施例中，键盘还包括：与发电单元电连接的存储单元，用以存储发电单元产生的电能。具体的，通过设置存储单元，可以将零散的，瞬时的电能进行统合收集。根据不同的存储介质，形成不同的输出电压，在实现存储的同时也便于需要电能供应的设备进行使用。
在本实施例中，所述存储单元还设置有电能处理模块，用以将输入的电能处理为便于存储的电能。
具体的，电能处理模块首先通过变压装置，将发电单元产生的交流电进行电压变换，变压过程中，当压电材料产生的电压过高时，则进行降压处理，即将输入电压降到后续整流滤波装置能够耐受的电压范围；其次，通过整流滤波装置，将便于装置产生的交流电转变为便于存储和使用的直流电。
如附图5所示，为了解决上述问题，本发明还提供一种便携式电脑，包括：如上述任意一项的键盘。通过采用该键盘，使得便携式电脑在使用时可以将敲击键盘的动作转化为电能进行存储，作为后备电源或者外接电源使用。
在其他实施例中，便携式电脑还可以采用实施例1或者实施例2中所采用的键盘。
优选的，便携式电脑采用实施例二的键盘可以使得便携式电脑能够收集使用者敲击键盘的动能来为电脑的电池充电，还可以使得便携式电脑的键盘具有较好的防水防尘功能，便于便携式电脑在户外使用。
在该实施方式中，便携式电脑还设置主动充电单元电连接在键盘和电池之间，使键盘在使用时可以为电池充电。上述主动充电单元对键盘所存储的电能进行适用于便携式电脑的电压变换，同时，对便携式电脑中的电池充电电压和电流进行控制；在调整键盘提供电压的同时，还兼具保护电池电路的作用。
综上，本发明的键盘将发电单元设置在按键指向触发单元的直线方向上，有效的对使用者敲击键盘时的动能进行吸收，并转化为电能来存储，使得键盘在实现信息输入的功能时也可以产生电能，为需要供电的装置进行供电。同时，本发明提供的采用了该键盘的便携式电脑，可以在使用时，从键盘处得到额外的电能供应，有效地延长了其续航性能。同时，也可以尽量避免外出使用时携带其他备用电源或者充电设备，影响电脑的便携性。
虽然已参照上述典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种键盘，包括按键和触发单元；
所述触发单元设置有开关矩阵电路；
所述按键的位置与所述开关矩阵电路上的开关点对应；
其特征在于，还包括发电单元，设置在所述开关矩阵电路外表面，用以将所述按键或所述开关矩阵电路传入的动能转换为电能并输出；
所述发电单元设置有将动能转换为电能的压电层，以及与所述开关矩阵电路接触，用以避免所述压电层产生的瞬时电流干扰所述开关矩阵电路的绝缘层。
2.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述压电层与所述绝缘层层叠设置。
3.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述发电单元设置在所述开关矩阵电路面向所述按键一侧的外表面。
4.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述发电单元设置为包裹所述开关矩阵电路。
5.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，所述发电单元设置在所述开关矩阵电路背向所述按键一侧的外表面。
6.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，还包括：与所述发电单元电连接的存储单元，用以存储所述发电单元产生的电能。
7.根据权利要求6所述的键盘，其特征在于，所述存储单元还设置有电能处理模块，用以将输入的电能处理为便于存储的电能。
8.一种便携式电脑，其特征在于，包括：如权利要求1-7任意一项所述的键盘。
9.根据权利要求8所述的便携式电脑，其特征在于，还设置主动充电单元电连接在所述键盘和电池之间，使所述键盘在使用时可以为所述电池充电。
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