CN109920679B - 一种按键的非接触式轴及按键 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种按键的非接触式轴及按键,所述非接触式轴中轴本体,所述中轴本体顶部设有键帽座,所述中轴本体能伸入按键的键座内,且按压键帽座能使中轴本体在键座内沿竖直方向往复移动,所述中轴本体上设有将中轴本体区分为两半段的圆柱凸台,中轴本体的下半段上穿设有复位弹簧；还包括光学位移传感器,所述光学位移传感器装配在设于键座底端的PCB电路板上,且所述光学位移传感器在位置上被设置为正对所述中轴本体的中轴线并能感应和/或侦别中轴本体竖向移动的位移和位置,并在所述中轴本体竖向移动的位移和位置与设定导通条件对应的位移和位置相匹配时,所述非接触式轴键入导通。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域,尤其是一种按键的非接触式轴及按键。
背景技术
随着人们生活不断地进步,计算机的使用在社会中越来越普及,已经成为了人们生活中必不可少的一种物品。键盘作为计算机必不可少的输入设备,其功能和种类也越来越多,键盘是一种使用频繁的计算机外部设备，其操作性能随着技术的不断革新而得到了逐步的提升,从机械到光电、从光电到光学、从有线到无线,键盘的可靠性能和功能性越来越好。
键盘是最常用也是计算机系统中最主要的输入设备,通过敲打键盘上的按键使触点导通或者断开,从而将字母、数字、标点符号等输入到计算机中。键盘分为机械式键盘和薄膜式键盘,机械键盘具有手感好,可操控性高,灵敏耐用等特点,深受游戏玩家的喜爱。。
目前市场上的机械键盘的按键均采用的是触片与触片导通而构成的接触式按键，现有中的接触式的按键存在的不足在于:现有的键盘开关的只能是单次导通，也就是只能是导通和断开两种状态,如此,会造成键盘输入功能单一,体验感不强；同时,现有的键盘开关导通行程大多数是固定的,不能设定按键导通的行程或多点行程导通,再者,现有的接触式的按键还存在因接触弹片的差异造成产品的一致性差,使用效果不好的问题。
发明内容
本发明的解决的技术问题是针对上述现有技术中的存在的缺陷,提供一种按键的非接触式轴及按键，该非接触式轴及按键结构紧凑、稳定性好、产品一致性好。
根据本发明的第一方面,本发明采取的一种技术方案如下:一种按键的非接触式轴,包括中轴本体,所述中轴本体顶部设有键帽座,所述中轴本体下部套设有用于复位非接触式轴的复位弹簧，所述中轴本体能伸入按键的键座内,且按压键帽座能使中轴本体在键座内沿竖直方向往复移动；还包括光学位移传感器,所述光学位移传感器装配在设于键座底端的PCB电路板上,且所述光学位移传感器在位置上被设置为正对所述中轴本体的中轴线并能感应和/或侦别中轴本体竖向移动的位移和位置,并在所述中轴本体竖向移动的位移和位置与设定导通条件对应的位移和位置相匹配时,所述非接触式轴键入导通。
作为对上述技术方案的进一步阐述：
在上述技术方案中,所述光学位移传感器为数字激光位移传感器。
根据本发明的第二方面,本发明采取的一种技术方案如下:一种非接触式按键,包括键座和上盖；所述键座与所述上盖卡扣连接并装配成壳体,所述壳体上制有容置槽,所述键座底端固设PCB电路板,所述键座底部中心开制有导通孔,所述PCB电路板与导通孔正对位置上制第一导通孔,所述上盖上制有贯通的导槽,其特征在于,还包括第一方面所述的一种非接触式轴,所述非接触式轴活动镶嵌安装在容置槽内,所述非接触式轴的复位弹簧与所述键座活动连接，所述非接触式轴的键帽座活动镶嵌在所述导槽内,且按压所述键帽座能使所述非接触式轴的中轴本体沿所述导通孔和第一导通孔往复移动,所述中轴本体往复移动能匹配与所述非接触式轴的光学位移传感器感应接触。
作为对上述技术方案的进一步阐述：
在上述技术方案中,所述键座四周侧制有若干扣槽,每一所述扣槽内靠近所述键座顶端位置处制有扣台，所述上盖四周侧制有在位置上和数目上与扣槽相匹配的卡扣,每一所述卡扣镶嵌于扣槽内并使其卡勾与匹配的扣台搭扣，匹配所述键座与所述上盖卡扣连接。
在上述技术方案中,所述键座上凹制有下凹槽,所述键座与所述上盖卡扣连接时,所述下凹槽与导槽对接并匹配构成所述容置槽；所述下凹槽的两侧壁上制有导向槽，所述键帽座外侧制有在结构上与导向槽相匹配的导向部,所述导向部镶嵌与导向槽内,匹配所述非接触式轴活动镶嵌安装在容置槽内。
在上述技术方案中,所述导槽内侧壁还制有导向限位槽,所述导向部活动嵌于匹配的导向限位槽内并沿导向限位槽竖向移动，能使所述非接触式轴竖向向上移动,所述导向限位槽还用于限定非接触式轴竖向向上移动的行程。
在上述技术方案中,所述键座底部还设若干定位柱，所述PCB电路板制有与定位柱数目相匹配的定位孔,所述若干定位柱卡固于匹配的定位孔内,使所述键座与PCB电路板定位固接。
根据本发明的第三方面,本发明采取的一种技术方案如下:一种非接触式按键,包括键座和上盖；所述键座与所述上盖卡扣连接并装配成壳体,所述壳体上制有容置槽,所述键座底端固设PCB电路板,所述键座底部中心开制有导通孔,所述PCB电路板与导通孔正对位置上制第一导通孔,所述上盖上制有贯通的导槽,其特征在于,还包括权利要求2所述的一种非接触式轴,所述非接触式轴活动镶嵌安装在容置槽内,所述非接触式轴的复位弹簧与所述键座活动连接,且所述非接触式轴的键帽座活动镶嵌在所述导槽内,且按压所述键帽座能使所述非接触式轴的中轴本体沿所述导通孔和第一导通孔往复移动,所述中轴本体往复移动能匹配与所述非接触式轴的光学位移传感器感应接触；所述中轴本体上设有将中轴本体区分为两半段的圆柱凸台,所述中轴本体的上半段还设第一磁性元件，第一磁性元件和圆柱凸台之间还套设可沿中轴本体竖向移动的第二磁性元件,所述容置槽内所述复位弹簧外侧还设与之同轴的第三磁性元件,所述第三磁性元件为通电电流大小能够调节的通电线圈。
作为对上述技术方案的进一步阐述：
在上述技术方案中,所述第一磁性元件为软磁铁片,所述第二磁性元件为磁铁。
在上述技术方案中,所述第三磁性元件未通电后或反向通电,第一磁性元件和第二磁性元件之间产生磁力或第二磁性元件与第三磁性元件产生斥力,使第二磁性元件保持在中轴本体的上半段；所述第三磁性元件正向通电后，第二磁性元件和第三磁性元件之间产生磁力并大于第一磁性元件与第二磁性元件之间的磁力,第二磁性元件沿中轴本体向底部运动并撞击圆柱凸台,产生下压段落感；调节线圈的正向和反向通电电流大小能够调节第二磁性元件和第三磁性元件之间的磁力大小,从而改变段落感强度和下压力度。
在上述技术方案中,所述键座四周侧制有若干扣槽,每一所述扣槽内靠近所述键座顶端位置处制有扣台，所述上盖四周侧制有在位置上和数目上与扣槽相匹配的卡扣,每一所述卡扣镶嵌于扣槽内并使其卡勾与匹配的扣台搭扣,匹配所述键座与所述上盖卡扣连接。
在上述技术方案中,所述键座上凹制有下凹槽,所述键座与所述上盖卡扣连接时,所述下凹槽与导槽对接并匹配构成所述容置槽；所述下凹槽的两侧壁上制有导向槽，所述键帽座外侧制有在结构上与导向槽相匹配的导向部,所述导向部镶嵌与导向槽内,匹配所述非接触式轴活动镶嵌安装在容置槽内。
在上述技术方案中,所述导槽内侧壁还制有导向限位槽,所述导向部活动嵌于匹配的导向限位槽内并沿导向限位槽竖向移动，能使所述非接触式轴竖向向上移动,所述导向限位槽还用于限定非接触式轴竖向向上移动的行程。
在上述技术方案中,所述键座底部还设若干定位柱,所述PCB电路板制有与定位柱数目相匹配的定位孔,所述若干定位柱卡固于匹配的定位孔内,使所述键座与PCB电路板定位固接。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明的非接触式轴通过光学位移传感器检测和/或侦别中轴本体竖向移动的位移及位置，并按压按键帽且使中轴本体移动至与设定位置相匹配时,非接触式轴导通并匹配按键键入；通过光学位移传感器与中轴本体配合,使的按键的轴为非接触式,且轴的导通行程及导通点可任意设置,同时,采用光学位移传感器,使的按键导通点的精度高、误差小,从而保持按键的一致性。
附图说明
图1是本实施例1非接触式轴按键的立体图；
图2是本实施例1非接触式轴的正视图；
图3是本实施例2的非接触式按键的一种立体视图
图4是本实施例3的另一种非接触按键的立体视图；
图5是图4的正视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
参考附图1-2,一种按键的非接触式轴001,包括中轴本体100,所述中轴本体100顶部设有键帽座101,所述中轴本体100的下部套设用于所述非接触式轴001复位的复位弹簧103,在本实施例的一种可选实施例中,所述中轴本体100上设有将中轴本体100区分为两半段的圆柱凸台102,所述复位弹簧103穿设在所述中轴本体100的下半段上，所述复位弹簧103的一端抵触所述圆柱凸台102,另一端抵触于按键的键座，匹配复位弹簧103对所述非接触式轴进行复位；所述中轴本体100能伸入按键的键座内,且按压键帽座101能使中轴本体100在键座内沿竖直方向往复移动,通过在按压键帽座101并使中轴本体100竖向移动过程中被压缩进而产生松开键帽座101后中轴本体100竖向回弹的动力；还包括光学位移传感器104,在本实施例中，所述光学位移传感器104为数字激光位移传感器,所述光学位移传感器104装配在设于键座底端的PCB电路板上,且所述光学位移传感器104在位置上被设置为正对所述中轴本体100的中轴线并能感应和/或侦别中轴本体100竖向移动的位移和位置,并在所述中轴本体100竖向移动的位移和位置与设定导通条件对应的位移和位置相匹配时,所述非接触式轴001键入导通；需要说明的是,所述光学位移传感器104在实际感应和/或侦别过程中,是通过感应中轴本体100下半段部分地段的感应区,光学位移传感器104通过感应中轴本体100的感应区的位置变化以及对应的位移,从而匹配感应和侦别非接触式轴001竖向移动的情况。例如,通过设定时间内,中轴本体100竖向移动的位移为S,且中轴本体100移动的两端点(侦别点)分别设定为D1、D2,光学位移传感器104先感应读取中轴本体100在侦别点D1的位置数据,在中轴本体100移动到侦别点D2位置时,光学位移传感器104感应读取D2匹配的位置数据,光学位移传感器104读取D2的位置点数据并判断是否与设定的导通点位置数据相匹配,若匹配则通过验证D2与D1之间的位移,通过位移的正、负来判断中轴本体100是向下按压还是向上回弹,从而验证中轴本体100及轴是否按压到位。
实施例2
参考附图2,一种非接触式按键,包括键座200和上盖201；所述键座200与所述上盖201卡扣连接并装配成壳体,所述壳体上制有容置槽202,所述键座200底端固设PCB电路板203,所述键座200底部中心开制有导通孔204,所述PCB电路板203与导通孔204正对位置上制第一导通孔205,所述上盖201上制有贯通的导槽206,还包括实施例1所述的一种非接触式轴001,所述非接触式轴001活动镶嵌安装在容置槽202内,所述非接触式轴001的复位弹簧103与所述键座200活动连接,所述非接触式轴001的键帽座101活动镶嵌在所述导槽206内,且按压所述键帽座101能使所述非接触式轴001的中轴本体100沿所述导通孔204和第一导通孔205往复移动,所述中轴本体100往复移动能匹配与所述非接触式轴001的光学位移传感器104感应接触,从而完成按键的导通及键入。
参考附图3,在本实施例中,所述键座200四周侧制有若干扣槽207,每一所述扣槽207内靠近所述键座200顶端位置处制有扣台208,所述上盖201四周侧制有在位置上和数目上与扣槽207相匹配的卡扣209,每一所述卡扣209镶嵌于扣槽207内并使其卡勾212与匹配的扣台208搭扣,匹配所述键座200与所述上盖201卡扣连接；所述键座200上凹制有下凹槽210,所述键座200与所述上盖201卡扣连接时,所述下凹槽210与导槽206对接并匹配构成所述容置槽202；所述下凹槽210的两侧壁上制有导向槽211,所述键帽座101外侧制有在结构上与导向槽211相匹配的导向部105,所述导向部105镶嵌与导向槽211内,匹配所述非接触式轴001活动镶嵌安装在容置槽202内；在本实施例中,所述导槽206内侧壁还制有导向限位槽213,所述导向部105活动嵌于匹配的导向限位槽213内并沿导向限位槽213竖向移动，能使所述非接触式轴001竖向向上移动,所述导向限位槽213还用于限定非接触式轴001竖向向上移动的行程；在本实施例中,所述键座200底部还设若干定位柱214,所述PCB电路板203制有与定位柱214数目相匹配的定位孔215,所述若干定位柱214卡固于匹配的定位孔215内,使所述键座200与PCB电路板203定位固接。
实施例3
参考附图4-5，一种非接触式按键,一种非接触式按键,包括键座300和上盖301；所述键座300与所述上盖301卡扣连接并装配成壳体,所述壳体上制有容置槽302,所述键座300底端固设PCB电路板303,所述键座300底部中心开制有导通孔304,所述PCB电路板303与导通孔304正对位置上制第一导通孔305,所述上盖301上制有贯通的导槽306,还包括实施例1所述的一种非接触式轴001,所述非接触式轴001活动镶嵌安装在容置槽302内,所述非接触式轴001的复位弹簧103与所述键座300活动连接,所述非接触式轴001的键帽座101活动镶嵌在所述导槽306内,且按压所述键帽座101能使所述非接触式轴001的中轴本体100沿所述导通孔304和第一导通孔305往复移动,所述中轴本体100往复移动能匹配与所述非接触式轴001的光学位移传感器104感应接触,从而完成按键的导通及键入；所述中轴本体100上设有将中轴本体100区分为两半段的圆柱凸台102,所述中轴本体100的上半段还设第一磁性元件307,第一磁性元件307和圆柱凸台102之间还套设可沿中轴本体100竖向移动的第二磁性元件308,所述容置槽302内所述复位弹簧103外侧还设与之同轴的第三磁性元件309,所述第三磁性元件309为通电电流大小能够调节的通电线圈；所述第一磁性元件307为软磁铁片,所述第二磁性元件308为磁铁；在本实施例中,所述键座300底部还设若干定位柱310,所述PCB电路板303制有与定位柱310数目相匹配的定位孔311,所述若干定位柱310卡固于匹配的定位孔311内,使所述键座300与PCB电路板303定位固接，同时,在本实施例中,所述第三磁性元件309未通电后或反向通电,第一磁性元件307和第二磁性元件308之间产生磁力或第二磁性元件308与第三磁性元件309产生斥力,使第二磁性元件308保持在中轴本体100的上半段；所述第三磁性元件309正向通电后，第二磁性元件308和第三磁性元件309之间产生磁力并大于第一磁性元件307与第二磁性元件308之间的磁力,第二磁性元件308沿中轴本体100向底部运动并撞击圆柱凸台102,产生下压段落感；调节线圈的正向和反向通电电流大小能够调节第二磁性元件308和第三磁性元件309之间的磁力大小,从而改变段落感强度和下压力度。而对于键座300与上盖301及非接触式轴001进一步描述，请参考实施例2，此处不在进一步阐述。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制,凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本新型的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种按键的非接触式轴,其特征在于,包括中轴本体,所述中轴本体顶部设有键帽座,所述中轴本体下部套设有用于复位非接触式轴的复位弹簧，所述中轴本体能伸入按键的键座内,且按压键帽座能使中轴本体在键座内沿竖直方向往复移动；还包括光学位移传感器,所述光学位移传感器装配在设于键座底端的PCB电路板上,且所述光学位移传感器在位置上被设置为正对所述中轴本体的中轴线并能感应和/或侦别中轴本体竖向移动的位移和位置,并在所述中轴本体竖向移动的位移和位置与设定导通条件对应的位移和位置相匹配时，所述非接触式轴键入导通；
所述光学位移传感器在感应和/或侦别中轴本体竖向移动的位移和位置时，包括通过设定时间内,中轴本体竖向移动的位移为S,且中轴本体移动的两端点分别设定为D1、D2,光学位移传感器先感应读取中轴本体在端点D1的位置数据,在中轴本体移动到端点D2位置时,光学位移传感器感应读取D2匹配的位置数据,光学位移传感器读取D2的位置点数据并判断是否与设定的导通点位置数据相匹配,若匹配则通过验证D2与D1之间的位移,通过位移的正、负来判断中轴本体是向下按压还是向上回弹,从而验证中轴本体及轴是否按压到位。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式轴,其特征在于,所述光学位移传感器为数字激光位移传感器。
3.一种非接触式按键,包括键座和上盖；所述键座与所述上盖卡扣连接并装配成壳体,所述壳体上制有容置槽,所述键座底端固设PCB电路板,所述键座底部中心开制有导通孔,所述PCB电路板与导通孔正对位置上制第一导通孔,所述上盖上制有贯通的导槽,其特征在于,还包括权利要求2所述的一种非接触式轴,所述非接触式轴活动镶嵌安装在容置槽内,所述非接触式轴的复位弹簧与所述键座活动连接，所述非接触式轴的键帽座活动镶嵌在所述导槽内,且按压所述键帽座能使所述非接触式轴的中轴本体沿所述导通孔和第一导通孔往复移动,所述中轴本体往复移动能匹配与所述非接触式轴的光学位移传感器感应接触。
4.一种非接触式按键,包括键座和上盖；所述键座与所述上盖卡扣连接并装配成壳体,所述壳体上制有容置槽,所述键座底端固设PCB电路板,所述键座底部中心开制有导通孔,所述PCB电路板与导通孔正对位置上制第一导通孔,所述上盖上制有贯通的导槽,其特征在于,还包括权利要求2所述的一种非接触式轴,所述非接触式轴活动镶嵌安装在容置槽内,所述非接触式轴的复位弹簧与所述键座活动连接,且所述非接触式轴的键帽座活动镶嵌在所述导槽内,且按压所述键帽座能使所述非接触式轴的中轴本体沿所述导通孔和第一导通孔往复移动,所述中轴本体往复移动能匹配与所述非接触式轴的光学位移传感器感应接触；所述中轴本体上设有将中轴本体区分为两半段的圆柱凸台,所述中轴本体的上半段还设第一磁性元件，第一磁性元件和圆柱凸台之间还套设可沿中轴本体竖向移动的第二磁性元件，所述容置槽内所述复位弹簧外侧还设与之同轴的第三磁性元件,所述第三磁性元件为通电电流大小能够调节的通电线圈。
5.根据权利要求4所述的一种非接触式按键,其特征在于,所述第一磁性元件为软磁铁片,所述第二磁性元件为磁铁。
6.根据权利要求5所述的一种非接触式按键,其特征在于,所述第三磁性元件未通电后或反向通电,第一磁性元件和第二磁性元件之间产生磁力或第二磁性元件与第三磁性元件产生斥力,使第二磁性元件保持在中轴本体的上半段；所述第三磁性元件正向通电后，第二磁性元件和第三磁性元件之间产生磁力并大于第一磁性元件与第二磁性元件之间的磁力,第二磁性元件沿中轴本体向底部运动并撞击圆柱凸台,产生下压段落感；调节线圈的正向和反向通电电流大小能够调节第二磁性元件和第三磁性元件之间的磁力大小,从而改变段落感强度和下压力度。
7.根据权利要求3或4所述的一种非接触式按键,其特征在于,所述键座四周侧制有若干扣槽,每一所述扣槽内靠近所述键座顶端位置处制有扣台，所述上盖四周侧制有在位置上和数目上与扣槽相匹配的卡扣,每一所述卡扣镶嵌于扣槽内并使其卡勾与匹配的扣台搭扣，匹配所述键座与所述上盖卡扣连接。
8.根据权利要求7所述的一种非接触式按键,其特征在于,所述键座上凹制有下凹槽,所述键座与所述上盖卡扣连接时,所述下凹槽与导槽对接并匹配构成所述容置槽；所述下凹槽的两侧壁上制有导向槽，所述键帽座外侧制有在结构上与导向槽相匹配的导向部,所述导向部镶嵌与导向槽内,匹配所述非接触式轴活动镶嵌安装在容置槽内。
9.根据权利要求8所述的一种非接触式按键,其特征在于,所述导槽内侧壁还制有导向限位槽,所述导向部活动嵌于匹配的导向限位槽内并沿导向限位槽竖向移动，能使所述非接触式轴竖向向上移动,所述导向限位槽还用于限定非接触式轴竖向向上移动的行程。
10.根据权利要求9所述的一种非接触式按键,其特征在于,所述键座底部还设若干定位柱，所述PCB电路板制有与定位柱数目相匹配的定位孔,所述若干定位柱卡固于匹配的定位孔内,使所述键座与PCB电路板定位固接。
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