CN107610967B - 操作键结构及具有其的移动终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种操作键结构及具有其的移动终端设备。该操作键结构包括壳体和穿设在壳体上的键帽，键帽绕其轴线可转动地并沿其轴线可移动地穿设在壳体上，操作键结构还包括：第一开关组件，键帽与第一开关组件相对设置，在键帽沿其轴线运动时使第一开关组件导通或断开；第二开关组件，键帽与第二开关组件传动连接，在键帽绕其轴线转动时使第二开关组件导通或断开。本发明中的操作键结构解决了现有技术中的操作键结构的功能比较单一的问题。

Description

操作键结构及具有其的移动终端设备

技术领域

本发明涉及投影设备领域，具体而言，涉及一种操作键结构及具有其的移动终端设备。

背景技术

智能手表逐渐成为流行的数码产品，传统的智能手表设计中，如图1和图2所示，操作键结构主要包括：键帽1、硅胶圈2、侧键开关3和插簧4等，其中，键帽1穿设在表盘5的安装孔上，硅胶圈2位于键帽1的侧壁与表盘5的安装孔之间起到防水作用，插簧4插接在键帽1头端的卡槽中将键帽1卡接在表盘5上以防止键帽1脱落，侧键开关3贴片在PCB板或FPC板上，进而实现电信号传输。

在按压键帽1时，侧键开关3与PCB板或FPC板上的相应触点接合，电信号接通；松开键帽1时，侧键开关3与PCB板或FPC板上的相应触点分离，电信号切断。

然而，该操作键结构占用了表盘5内的大量空间，且只能通过按压键帽1来实现长按开关机和短按确认的功能，功能比较单一，功能利用率不高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种操作键结构及具有其的移动终端设备，以解决现有技术中的操作键结构的功能比较单一的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种操作键结构，包括壳体和穿设在壳体上的键帽，键帽绕其轴线可转动地并沿其轴线可运动地穿设在壳体上，操作键结构还包括：第一开关组件，键帽与第一开关组件相对设置，在键帽沿其轴线运动时使第一开关组件导通或断开；第二开关组件，键帽与第二开关组件传动连接，在键帽绕其轴线转动时使第二开关组件导通或断开。

进一步地，第一开关组件包括：微动开关，与键帽的端部相对设置，在键帽沿其轴向朝向第一方向运动时，键帽的端部与微动开关抵接以将第一开关组件导通；在键帽沿其轴向朝向第二方向运动时，键帽的头部与微动开关分离以将第一开关组件断开；其中，第一方向和第二方向为相反的方向。

进一步地，第一开关组件还包括：FPC板，微动开关设置在FPC板上。

进一步地，第二开关组件包括：行程开关，键帽与行程开关传动连接，键帽绕其轴线转动以使行程开关导通或断开。

进一步地，第二开关组件还包括：转轮，键帽与转轮驱动连接；触头，可伸出或缩回地设置在行程开关上，触头与转轮接触，转轮转动时带动触头伸出或缩回；其中，触头缩回时，行程开关导通；触头伸出时，行程开关断开。

进一步地，转轮上设置有第一齿轮，键帽的端部设置有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，键帽通过相互啮合的第一齿轮和第二齿轮驱动转轮转动。

进一步地，转轮的端面上设置有与触头匹配的容纳槽，随转轮的转动，触头伸出行程开关以进入容纳槽内或触头被推出容纳槽以缩回行程开关内。

进一步地，第二开关组件包括：霍尔器件，霍尔器件设置在壳体内并与键帽间隔设置；磁铁块，磁铁块设置在键帽上，并在键帽转动时与霍尔器件之间发生霍尔效应以控制电信号的通断。

进一步地，键帽的头部设置有转盘，磁铁块偏离转盘的轴线设置。

进一步地，壳体的侧壁上设置有安装孔，键帽设置在安装孔内。

进一步地，键帽的外壁与安装孔的内壁之间设置防水圈。

进一步地，键帽的外壁上设置有第一环形凹槽，安装孔的内壁上设置有与第一环形凹槽对应的第二环形凹槽，防水圈设置在第一环形凹槽和第二环形凹槽内。

根据本发明的另一方面，提供了一种移动终端设备，包括：操作键结构，操作键结构为上述的操作键结构。

应用本发明的技术方案的操作键结构，包括：键帽、第一开关组件和第二开关组件，键帽可绕其周向转动地并可沿其轴向运动地设置在壳体上；第一开关组件与键帽相对设置，键帽沿其轴向由第一预设位置运动至第二预设位置时将第一开关组件导通；键帽沿其轴向由第二预设位置返回第一预设位置时将第一开关组件断开；第二开关组件键帽绕其周向转动至第三预设位置时将第二开关组件导通；键帽绕其周向转动至第四预设位置时将第二开关组件断开。这样，键帽既能在按压时实现相应的操作功能，同时在旋转时也能实现相应的功能，解决了现有技术中的操作键结构功能单一的问题，有效地提高了操作键结构的功能利用率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1现有的操作键结构的拆解结构示意图；

图2现有的操作键结构的剖面结构示意图；

图3是根据本发明实施例可选的一种操作键结构的拆解结构示意图；

图4是根据本发明实施例可选的一种操作键结构的第一开关组件的结构示意图；

图5是根据本发明实施例可选的一种操作键结构的第二开关组件的结构示意图；

图6是根据本发明实施例可选的一种操作键结构的第二开关组件的断开状态的结构示意图；

图7是根据本发明实施例可选的一种操作键结构的第二开关组件的导通状态的结构示意图；

图8是根据本发明实施例可选的另一种操作键结构的拆解结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、键帽；2、硅胶圈；3、侧键开关；4、插簧；5、表盘；10、键帽；11、第二齿轮；20、壳体；30、第一开关组件；31、微动开关；32、FPC板；40、第二开关组件；41、行程开关；42、转轮；43、触头；44、第一齿轮；45、容纳槽；46、霍尔器件；47、磁铁块；48、转盘；50、防水圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种操作键结构，请参考图3至图8，该操作键组件包括壳体20和穿设在壳体20上的键帽10，键帽10绕其轴线可转动地并沿其轴线可运动地穿设在壳体20上，操作键结构还包括：第一开关组件30，键帽10与第一开关组件30相对设置，在键帽10沿其轴线运动时使第一开关组件30导通或断开；第二开关组件40，键帽10与第二开关组件40传动连接，在键帽10绕其轴线转动时使第二开关组件40导通或断开。

应用本发明的技术方案的操作键结构，操作件结构包括：键帽10、第一开关组件30和第二开关组件40，键帽10可绕其周向转动地并可沿其轴向运动地设置在壳体20上；第一开关组件30与键帽10相对设置，键帽10沿其轴向由第一预设位置运动至第二预设位置时将第一开关组件30导通；键帽10沿其轴向由第二预设位置返回第一预设位置时将第一开关组件30断开；第二开关组件40在键帽10绕其周向转动至第三预设位置时将第二开关组件40导通；键帽10绕其周向转动至第四预设位置时将第二开关组件40断开。这样，键帽10既能在按压时实现相应的操作功能，同时在旋转时也能实现相应的功能，解决了现有技术中的操作键结构功能单一的问题，有效地提高了操作键结构的功能利用率。

在本实施例中，如图4所示，第一开关组件30包括：微动开关31，与键帽10的端部相对设置，在键帽10沿其轴向朝向第一方向运动时，即朝向壳体20的内侧运动时，键帽10的端部与微动开关31抵接以将第一开关组件30导通；在键帽10沿其轴向朝向第二方向运动时，即朝向壳体20的外侧运动时，键帽10的头部与微动开关31分离以将第一开关组件30断开。

采用上述结构，当推动键帽10沿其轴向由第一预设位置运动至第二预设位置时，便可以推动第一开关组件30导通；当推动键帽10沿其轴向由第二预设位置返回第一预设位置时，便可以释放将第一开关组件30使其断开。

具体地，第一开关组件30还包括：FPC板32，微动开关31设置在FPC板上。

本发明中的第二开关组件40可以具有不同的方式，作为本发明的第一个实施例，如图5至图6所示，第二开关组件40包括：行程开关41，键帽10与行程开关41传动连接，键帽10绕其轴线转动以使行程开关41导通或断开。

在本实施例中，第二开关组件40还包括：转轮42，键帽10与转轮42驱动连接；触头43，可伸出或缩回地设置在行程开关41上，触头43与转轮42接触，并在转轮42转动时带动触头43伸出或缩回；其中，触头43缩回时，行程开关41导通；触头43伸出时，行程开关41断开。

可见，本实施例通过使转轮42与触头43的配合，通过使触头43伸出和缩回，实现行程开关的导通或断开。

为了实现转轮42与键帽10之间的传动连接，转轮42上设置有第一齿轮44，键帽10的端部设置有与第一齿轮44相啮合的第二齿轮11，键帽10通过相互啮合的第一齿轮44和第二齿轮11驱动转轮42转动。

为了实现转轮42对触头43的驱动，转轮42的端面上设置有与触头43匹配的容纳槽45，随转轮42的转动，触头43伸出行程开关41以进入容纳槽45内或触头43被推出容纳槽45以缩回行程开关41内。

在本实施例中，第二齿轮11与键帽10通过过盈固定在一起，第二齿轮11通过销子与表盘(壳体)固定在一起。第一开关组件30采用按压微动开关形式，贴片在FPC上，与主板PCB通过连接器扣合在一起，第二开关组件40为按压手柄式开关，直接贴片在主板PCB上。

作为本发明的另一个实施例，如图8所示，第二开关组件40包括：霍尔器件46，霍尔器件46设置在壳体20内并与键帽10间隔一定的距离，；磁铁块47，磁铁块47设置在键帽10上，并在键帽10转动时与霍尔器件46之间发生霍尔效应以控制电信号的通断。霍尔器件46与键帽10之间的距离主要根据磁铁块47的磁性大小以及霍尔器件46的感应能力同时考虑壳体20内部的空间大小进行设置。

可见，本实施例利用霍尔效应，实现第二开关组件40的导通或断开。

为了保证磁铁块47与霍尔器件46之间能够发生霍尔效应，，键帽10的头部设置有转盘48，磁铁块47偏离转盘48的轴线设置。其中，霍尔器件46沿转盘48的轴线设置在转盘48的一侧。

为了实现键帽10的安装，壳体20的侧壁上设置有安装孔，键帽10设置在安装孔内。

在本实施例中，键帽10的外壁与安装孔的内壁之间设置防水圈50。通过设置防水圈50，可以保证键帽10与安装孔的内壁之间的密封，防止从两者之间的间隙内漏水。

为了便于防水圈50的安装，键帽10的外壁上设置有第一环形凹槽，安装孔的内壁上设置有与第一环形凹槽对应的第二环形凹槽，防水圈50设置在第一环形凹槽和第二环形凹槽内。这样，可以比较方便地实现防水圈50的安装。

本实施例还提供了一种移动终端设备，包括：操作键结构，操作键结构为上述的操作键结构。优选地，该移动终端设备为手表。

利用本实施例中的移动终端设备，在按压键帽时，力传导至按压式开关，实现长按开关机和单按确认功能,并且通过硅胶圈，实现手表的防水性能。

在旋转键帽时，通过两个齿轮传动，将力传导至另一个手柄式开关，正常状态下，侧键开关被齿轮平面压缩，一直处于接通状态，当旋转一定角度时，侧键开关的手柄划入齿轮的开槽中，开关处于切断状态。通过这两种状态，实现对电信号的控制。

上述按压和旋转，就可以实现多种功能组合，比如，旋转开机键时，在UI界面中就可以切换不同的菜单，单击按压键帽，确认菜单进入二级界面。

按压功能的实现：

如图4所示，在键帽10的内部开槽，将硅胶圈装入开槽中，硅胶圈与表盘开孔侧壁干涉，实现防水功能。操作时，按压键帽,硅胶圈跟随键帽在表盘开孔内滑动，键帽的力传导至第一开关组件30，实现电信号的连通和断开。

旋转功能的实现：

如图5所示，键帽与第二齿轮11固定在一起，键帽旋转时，带动齿轮一起旋转，第一齿轮44跟随第二齿轮11产生啮合运动。

如图6所示，第一齿轮44在旋转过程中，在一定角度下，开关手柄(触头43)在转轮端面的压缩下，也就是电信号中的接通状态。而在一定角度下，开关手柄处于齿轮开槽内，也就是处于电信号的断开状态。

一般，键帽采用不锈钢，表面压条形或其他形状花纹，增加手指与侧键摩擦力，增加用户体验效果。在旋转键帽的过程中，由于齿轮之间啮合有一定力，整体手感较好。

本实施例中，在传统方案基础上，增加了旋转功能，为智能手表开机键增加了一个新功能，该功能与按压功能结合，可以组合中不同的功能。

上述实施例中，采用齿轮传动压缩侧键开关方案，改动后，可以利用霍尔效应(是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象)实现该功能，具体描述如下：

如图8所示，在上述方案的基础上，直接利用转盘结构，在转盘上开孔，固定一个磁铁，当转盘旋转约180度，磁铁距离霍尔器件一定距离后，产生横向电位差，控制电信号的接通与断开，可以实现与上述实施例相同的效果。

但此方案具有一定缺点，霍尔器件与磁铁在一定距离后可以产生电位差，以此控制电信号的接通与断开，但此距离要求比较远，会增加手表的整体尺寸，而且会受到其他磁性元件影响，如喇叭、受话器和马达等。

本发明在常规的按压侧键基础上，提供了一种旋转式侧键解决方案，利用齿轮传动实现对侧键开关的开闭控制，实现旋转侧键功能，并且与按压动作组合，实现智能手表不同功能，例如切换界面等。并且，键帽与表盘之间，采用硅胶圈过盈配合，实现防水功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种操作键结构，包括壳体(20)和穿设在所述壳体(20)上的键帽(10)，其特征在于，所述键帽(10)绕其轴线可转动地并沿其轴线可运动地穿设在所述壳体(20)上，所述操作键结构还包括：

第一开关组件(30)，所述键帽(10)与所述第一开关组件(30)相对设置，在所述键帽(10)沿其轴线运动时使所述第一开关组件(30)导通或断开；

第二开关组件(40)，所述键帽(10)与所述第二开关组件(40)传动连接，在所述键帽(10)绕其轴线转动时使所述第二开关组件(40)导通或断开；

其中，所述第二开关组件(40)包括：

行程开关(41)，所述键帽(10)与所述行程开关(41)传动连接，所述键帽(10)绕其轴线转动以使所述行程开关(41)导通或断开；

其中，所述第二开关组件(40)还包括：

转轮(42)，所述键帽(10)与所述转轮(42)驱动连接；

触头(43)，可伸出或缩回地设置在所述行程开关(41)上，所述触头(43)与所述转轮(42)接触，所述转轮(42)转动时带动所述触头(43)伸出或缩回；

其中，所述触头(43)缩回时，所述行程开关(41)导通；所述触头(43)伸出时，所述行程开关(41)断开。

2.根据权利要求1所述的操作键结构，其特征在于，所述第一开关组件(30)包括：

微动开关(31)，与所述键帽(10)的端部相对设置，在所述键帽(10)沿其轴向朝向第一方向运动时，所述键帽(10)的端部与所述微动开关(31)抵接以将所述第一开关组件(30)导通；在所述键帽(10)沿其轴向朝向第二方向运动时，所述键帽(10)的头部与所述微动开关(31)分离以将所述第一开关组件(30)断开；

其中，所述第一方向和所述第二方向为相反的方向。

3.根据权利要求2所述的操作键结构，其特征在于，所述第一开关组件(30)还包括：

FPC板(32)，所述微动开关(31)设置在所述FPC板上。

4.根据权利要求1所述的操作键结构，其特征在于，所述转轮(42)上设置有第一齿轮(44)，所述键帽(10)的端部设置有与所述第一齿轮(44)相啮合的第二齿轮(11)，所述键帽(10)通过相互啮合的所述第一齿轮(44)和所述第二齿轮(11)驱动所述转轮(42)转动。

5.根据权利要求1所述的操作键结构，其特征在于，所述转轮(42)的端面上设置有与所述触头(43)匹配的容纳槽(45)，随所述转轮(42)的转动，所述触头(43)伸出所述行程开关(41)以进入所述容纳槽(45)内或所述触头(43)被推出所述容纳槽(45)以缩回所述行程开关(41)内。

6.根据权利要求1所述的操作键结构，其特征在于，所述壳体(20)的侧壁上设置有安装孔，所述键帽(10)设置在所述安装孔内。

7.根据权利要求6所述的操作键结构，其特征在于，所述键帽(10)的外壁与所述安装孔的内壁之间设置防水圈(50)。

8.根据权利要求7所述的操作键结构，其特征在于，所述键帽(10)的外壁上设置有第一环形凹槽，所述安装孔的内壁上设置有与所述第一环形凹槽对应的第二环形凹槽，所述防水圈(50)设置在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽内。

9.一种移动终端设备，包括：操作键结构，其特征在于，所述操作键结构为权利要求1至8中任一项所述的操作键结构。

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