CN109921778A - 轴体及其开关、键盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供的轴体，其包括基座和可复位的滑动件，滑动件上可滑动地设置在基座的滑动腔上，滑动件设置有充磁方向沿滑动腔的轴向布置的第一磁源。基座上设置有环状的第二磁源。第一磁源穿入第二磁源，并在第二磁源内运动。第一磁源和第二磁源形成的作用在滑动件上的复位力沿滑动腔的第一端指向滑动腔的第二端。基座上靠近滑动腔的第一端的位置设置有测距传感器的安装位。滑动件的下端部作为触发部用于触发测距传感器。利用磁源磁性作用，有利于减少轴体的机械疲劳，进而提高轴体的工作精度。有利于提高轴体的复位力的平稳性。使用该轴体的开关和键盘同样具有以上优点。

Description

轴体及其开关、键盘

技术领域

本发明涉及一种轴体及其开关、键盘。

背景技术

轴体是按键开关中重要的组成部分，主要用于连接键帽和底座。现今技术中，轴体有两类，一类是利用弹簧的弹力作为开关的复位力，但是弹簧在长时间使用后容易造成机械疲劳而过渡变形，从而降低轴体的工作精度。另一类是利用磁源之间的排斥力或吸引力作为开关的复位力，但是磁源的充磁方向在同一直线上，易造成轴体中机械部件在运动中偏移，稳定性低。而且复位力波动较大，易降低轴体受力运动的线性度，从而降低轴体的工作精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种复位力平稳，工作精度高的轴体。

本发明提供的轴体，其包括基座和可复位的滑动件，滑动件上可滑动地设置在基座的滑动腔上，滑动件设置有充磁方向沿滑动腔的轴向布置的第一磁源。基座上设置有环状的第二磁源。第一磁源穿入第二磁源，并在第二磁源内运动。第一磁源和第二磁源形成的作用在滑动件上的复位力沿滑动腔的第一端指向滑动腔的第二端。基座上靠近滑动腔的第一端的位置设置有测距传感器的安装位。滑动件的下端部作为触发部用于触发测距传感器。

由上述方案可见，沿滑动件轴向充磁的第一磁源和沿滑动腔径向充磁的第二磁源的设置。有利于提高磁源的利用率，进而提高第一磁源和第二磁源形成的作用在滑动件上的复位力的行程，从而增大复位件的工作行程。利用磁源磁性作用，有利于减少轴体的机械疲劳，进而提高轴体的工作精度。第二磁源呈环状结构，第一磁源穿过第二磁源并在第二磁源内运动，有利于提高轴体的滑动件复位力的平稳性，减少滑动件下压的抖动，防止轴体的的触发位置的偏移，进一步提高轴体的工作精度。滑动件的下端部作为用于触发测距传感器的触发部，有利于简化复位机构的机械结构，从而有利于缩小复位机构的体积。

进一步方案为，第二磁源包含至少两个子磁源，子磁源的充磁方向大致沿滑动腔的径向。第二磁源形成朝向滑动腔呈扩散状的分布的磁力线。有利于进一步提高轴体复位力平稳性，从而进一步地提高轴体工作的精度，减少信号输出的误差。

另一进一步方案为，第二磁源呈一整体的环状结构，其充磁方向沿滑动腔轴向设置。有利于进一步提高轴体复位力平稳性，从而进一步地提高轴体工作的精度，减少信号输出的误差。

进一步方案为，第二磁源的轴截面，靠近滑动腔的一侧呈弧形，弧形朝向滑动件凸起。该弧形的设置有利于复位力在滑动件的有效行程内大致地保持单调递增。复位力的递增的有效行程随弧形的弧度增大而增大。

进一步方案，第二磁源的轴截面呈锥状，该轴截面的锥度方向沿滑动腔的第一端指向滑动腔的第二端。进一步有利于复位力在滑动件的有效行程内大致地保持单调递增。

进一步方案为，第一磁源沿滑动腔轴向呈锥状，且锥向朝向测距传感器。复位力的递增的有效行程随该锥度的增大而增大。利用锥状朝向测距传感器，通过锥状结构聚集磁力，有利于提高测距传感器的测距能力。

进一步方案为，基座上设置有套筒，套筒的内腔作为滑动腔，第二磁源的安装位设置在套筒上。套筒的设置有利于为滑动件的滑动提供导向，从而进一步提高滑动件的定中性，有利于避免第二磁源与滑动件的碰撞而损坏第二磁源。

进一步方案为，基座上设置有底部宽顶部窄的屏蔽穴，顶部朝向滑动件，屏蔽穴作为磁传感器安装位。有利于保护磁传感器免受外界因素的干扰，提高其检测的稳定性。

本发明提供还一种开关，开关包括上述的轴体，开关输出开关量信号或模拟量信号。有利于提高开关的的信号输出的稳定性，提高开关的工作精度。

一种键盘，键盘包括上述开关。有利于提高开关的的信号输出的稳定性，提高键盘的工作精度。

附图说明

图1是轴体第一实施例的立体示意图；

图2是图1的A-A处的剖视图；

图3是轴体第一实施例的第一磁源和第二磁源的俯视图；

图4是图3的B-B处的剖视图；

图5是图4的C-C处的剖视图；

图6是轴体第二实施例的剖视图；

图7是轴体第二实施例的第一磁源和第二磁源的立体示意图；

图8是图7的D-D处的剖视图。

具体实施例

轴体第一实施例

如图1、图2所示，轴体100包括基座101和可复位的滑动件102，滑动件102可滑动地设置在基座的滑动腔103上。滑动件102设置有充磁方向沿滑动腔103的轴向布置的第一磁源104。基座101上设置有环状的第二磁源105。第一磁源104穿入第二磁源105，并在第二磁源105内运动。第一磁源104和第二磁源105形成的作用在滑动件102上的复位力沿滑动腔103的第一端1031指向滑动腔103的第二端1032。 基座101上设置有套筒106，该套筒106的内腔作为滑动腔103。第二磁源105的安装位设置在套筒106上。基座101上靠近滑动腔103的第一端1031设置有测距传感器的安装位，滑动件102的下端部作为触发部用于触发测距传感器107。

优选的，如图3所示，第二磁源105包含至少两个子磁源1051，本方案的子磁源优选为四个。每个子磁源1051的充磁方向大致沿滑动腔103的径向设置。即如图4所示，从子磁源1051沿滑动腔103径向的截面看，子磁源1051形成沿滑动腔103的径向平行分布的磁力线。如图5所示，从子磁源1051沿滑动腔103轴向的横截面看，子磁源1051形成朝向滑动腔103呈扩散状的分布的磁力线。例如，箭头表示磁力线，当子磁源1051的靠近滑动腔013的一侧为N极时，第一磁源104靠近测距传感器107的一端为S极，利用第一磁源104与第二磁源105之间产生的吸引力形成作用在滑动件102上的复位力。

滑动件102优选的，第一磁源104和第二磁源105之间沿滑动腔103的周向设置有连续的铜质材料，当第一磁源104和第二磁源105相对运动时，第一磁源104或第二磁源105相对铜质材料运动。铜质材料中感生的磁场对滑动件102产生阻尼作用，从而使得滑动件102被按压时产生柔性的馈感。优选的，本方案的铜质材料1020设置在滑动件上，滑动件102运动过程中，滑动件102面向第二磁源105的部位分布有连续的铜质材料。

优选的，如图2所示，长度方向的下端部分别设置有第一止退部1021，基座101靠近滑动腔103第二端1032的一侧设置有与第一止退部1021配合止退的第二止退部1011。当完成下压动作时，从滑动腔103的第一端1031向第二端部1032方向运动时，第一止退部1021与第二止退部1011配合，防止因过度运动而脱离滑动腔103。优选的，第一止退部1021上设置有固体润滑剂1012，有利于降低复位件101与套筒107之间摩擦。优选的，固体润滑剂109可选有石墨、碳纤维、石墨烯等。

优选的，滑动件102和滑动腔103不限于是圆柱体结构，还可以是棱柱体。棱柱体的结构有利于防止滑动件102的杆部在滑动腔103内转动。

优选的，基座101上设置有底部宽顶部窄的屏蔽穴108，顶部朝向滑动件102，屏蔽穴108作为磁传感器107的安装位。有利于保护磁传感器107免受外界因素的干扰，提高其检测的稳定性，提高轴体的工作精度。

优选的，测距传感器107可以为激光测距传感器或磁传感器。测距传感器可根据其具体类型输出开关量信号和/或模拟量信号，模拟量信号经过单片机可转化为数字量信号。数字量信号和模拟量信号可作为油门、流速、流量、温度、亮度、音量、力、力矩、位置或角度的调节的控制信号。

当测距传感器为磁传感器时，第一磁源朝向安装位的触发磁极作为触发部。第一磁源既可以作为复位的动力源，还可以作为磁感应的感应源，用于触发磁传感器，进一步有利于简化复位机构的机械结构，缩小复位机构的体积。此时磁传感器为测距传感器的一种，其工作原理可以为：磁传感器检测第一磁源的磁感应强度。磁传感器检测到的第一磁源的磁感应强度的大小随滑动件运动距离而改变，即滑动件的触发磁极相对磁传感器的距离越小，磁传感器检测到的磁感应强度越强，从而计算出该距离并根据预定条件输出开关信号或模拟量信号。

当测距传感器为激光测距传感器时，滑动件的下端部作为触发部。激光传感器的工作原理优选为回波分析法，激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接收器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到检测物并返回至接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间，以此计算出距离值，该输出值可以是将上千次的测量结果进行的平均输出，以提高检测精度和可靠性。根据该数值计算并输出开关信号或模拟量信号

激光传感器的工作原理还可以为三角测量法。测距传感器包括激光发射器、发射镜头、接收器镜头和CCD线性相机。激光发射器通过发射镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收。CCD线性相机可根据不同的距离，调整并检测出光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。

激光传感器还可以通过共焦测量技术进行测量。该激光传感器包括作为光源的半导体激光、色散镜头、共焦镜头、针孔和接收光元件。由光源射出一束宽光谱的复色光（呈白色），通过色散镜头发生光谱色散，形成不同波长的单色光。在共焦镜头的作用下，每一个波长的焦点都对应一个距离值。测量光射到物体表面被反射回来，只有满足共焦条件的单色光，可以通过针孔被接收光元件感测到。通过计算被感测到的焦点的波长，换算获得距离值，并输出距离值相对应预定参数。

优选的，通过对距离传感器107的编程设置，可调节轴体的触发位置，从而适应用户的使用需要。

优选的，本发明的轴体可以用于按压式触发开关、按压式行程开关，有利于提高上述开关的复位力的平稳性，进而有利于提高开关的工作的触发精度。本发明的轴体还可以用于电脑键盘上的按键，相对于传统的机械式键盘用按键，本发明的轴体有利于提高按键输出信号的稳定性，减少因机械疲劳而造成因触发误差，从而提高按键及键盘的工作精度。

轴体第二实施例

本实施例与第一实施例基本相同，其区别在于第一磁源与第二磁源的设置。

如图6所示，轴体200包括基座201和可复位的滑动件202基座201，滑动件202可滑动地设置在基座201的滑动腔203上。第一磁源204设置在滑动件202上，第一磁源204沿滑动腔203轴向呈锥状，且锥向朝向测距传感器205。

基座201上设置有环状的第二磁源206。该第二磁体206呈一整体的环状结构，即仅由一块磁源构成。优选的，第二磁源206的轴截面靠近滑动腔203的一侧呈弧形并朝滑动腔203方向凸起，即朝向滑动件202凸起，参见图7。第二磁源206的轴截面呈锥状，其锥向沿滑动腔203的第一端2031指向滑动腔203的第二端2032。

第一磁源204沿滑动腔203轴向充磁。第二磁源206的充磁方向沿滑动腔203轴向设置。如图8所示，箭头表示磁源的充磁方向，当第二磁源206的充磁方向沿滑动腔203的第一端2031指向其第二端2032时，第一磁源204的充磁方向沿滑动腔203的第一端2031指向其第二端2032。第一磁源204的S极与第二磁源206的N极通过产生吸引力形成作用在滑动件202上的复位力，该复位力沿滑动腔203的第一端2031指向其第二端2032。有利于形成平稳的复位力，有利于提高轴体工作的稳定性，从而提高轴体工作时输出信号的精确度。

以上是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.轴体，包括基座和可复位的滑动件，所述滑动件可滑动地设置在所述基座的滑动腔上，其特征在于：

所述滑动件上设置有充磁方向沿所述滑动腔的轴向布置的第一磁源；

所述基座上设置有环状的第二磁源；

所述第一磁源穿入所述第二磁源，并在所述第二磁源内运动；

所述第一磁源和所述第二磁源形成的作用在所述滑动件上的复位力沿所述滑动腔的第一端指向所述滑动腔的第二端；

所述基座上靠近所述滑动腔的第一端的位置设置有测距传感器的安装位；

所述滑动件的下端部作为触发部用于触发所述测距传感器。

2.根据权利要求1所述轴体，其特征在于：

所述第二磁源包含至少两个子磁源，所述子磁源的充磁方向大致沿所述滑动腔的径向设置；

所述第二磁源形成朝向所述滑动腔呈扩散状的分布的磁力线。

3.根据权利要求1所述轴体，其特征在于：

所述第二磁源呈一整体的环状结构，其充磁方向沿所述滑动腔轴向设置。

4.根据权利要求3所述轴体，其特征在于：

所述第二磁源的轴截面，靠近所述滑动腔的一侧呈弧形，所述弧形朝向所述滑动件凸起。

5.根据权利要求4所述轴体，其特征在于：

所述第二磁源的轴截面呈锥状，所述轴截面的锥度方向沿所述滑动腔的第一端指向所述滑动腔的第二端。

6.根据权利要求4所述轴体，其特征在于：

所述第一磁源沿所述滑动腔轴向呈锥状，且其锥向朝向所述测距传感器。

7.根据权利要求1所述轴体，其特征在于：

所述基座上设置有套筒，所述套筒的内腔作为所述滑动腔，所述第二磁源的安装位设置在所述套筒上。

8.根据权利要求1至6任一所述轴体，其特征在于：

所述基座上设置有底部宽顶部窄的屏蔽穴，所述顶部朝向所述滑动件，所述屏蔽穴作为所述磁传感器安装位。

9.一种开关，其特征在于：

所述开关包括权利要求1至7任一所述轴体，所述开关输出开关量信号或模拟量信号。

10.一种键盘，其特征在于：

所述键盘包括权利要求8所述开关。