CN110166036A - 一种按键组件及其应用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及操作设备领域，且公开了一种按键组件，包括硅胶层、压电陶瓷膜片、按键壳体、永磁铁、电磁铁以及蜂鸣器，所述压电陶瓷膜片位于硅胶层和按键壳体之间，所述永磁铁吸附于按键壳体的内壁上，且所述永磁铁底面下方的对应位置设置有电磁铁，所述电磁铁为环状结构，所述永磁铁的底部设置有与底面中部垂直的圆柱杆，所述圆柱杆的底端穿过电磁铁中部的通孔且与电磁铁下方的接触开关对应。通过在按键壳体内壁上吸附永磁体，利用通电后的电磁铁与永磁体相斥来实现按键壳体的回弹，实现按键的段落手感，而不是完全依赖内部的弹簧以及按键壳体材料的本身，使得按键的段落手感能够长久保持，满足快速点击和长时间使用。
Description
技术领域
本发明涉及操作设备领域，具体为一种按键组件及其应用设备。
背景技术
鼠标是计算架操作过程中能的辅助外设，一般计算机上都是包括左右共两个按键以及位于按键中间的滚轮，按键依靠开关内部的微弹片产生段落手感，由于受到弹片与开关触点、开关触点与按键间的材料限制，使用寿命有限，高频率使用鼠标的用户在使用3至4个月后，鼠标按键就会出现失灵。
根据专利文献CN104681337B提供的产品可知，该产品通过弹簧受压后发生位移，通过位移监测机构和位移判断装置将位移转换成电信号，并将该电信号发送到外围电路中，该弹簧的弹力是顶起键顶的主要力，而弹簧的弹力也会受弹簧本身材质的限制，同样会出现材质疲劳、弹力衰退的现象，即便有磁铁的吸附作用，但是弹力衰退后，受到压力发生位移的距离将会发生变化；同时在下限位装置上设置消音层实现消音，但是有声和无声只能在制造时设置，一旦使用者购买后只能通过拆开鼠标才能设置，不能自动切换。
根据专利文献CN201510602347.8提供的产品可知，其提供了一种触摸式按键的鼠标，利用触摸式按键替代传统的机械式按键，大大延长了鼠标的使用寿命，但是这种触摸式按键无段落手感，长时间使用，容易导致手部疲劳，不适合快速点击和长时间使用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种按键组件及其应用设备，兼具使用寿命长和段落手感好的优点。
本发明为实现技术目的采用如下技术方案：
根据本发明实施例的一个方面提供了一种按键组件，包括硅胶层、压电陶瓷膜片、按键壳体、永磁铁、电磁铁以及蜂鸣器。
所述压电陶瓷膜片位于硅胶层和按键壳体之间，所述永磁铁吸附于按键壳体的内壁上，且所述永磁铁底面下方的对应位置设置有电磁铁，所述电磁铁为环状结构，所述永磁铁的底部设置有与底面中部垂直的圆柱杆，所述圆柱杆的底端穿过电磁铁中部的通孔且与电磁铁下方的接触开关对应，所述接触开关与蜂鸣器连接。
优选的，所述永磁铁与通电后的电磁铁相斥。
优选的，所述压电陶瓷膜片、电磁铁以及接触开关均与外部的单片机连接。
根据本发明实施例的另一个方面提供了一种应用按键组件的设备，包括鼠标壳体，所述按键壳体对称设置于鼠标壳体的顶面一侧，且两个所述按键壳体之间间隙配合，所述按键壳体的端面与鼠标壳体热熔连接，所述硅胶层的顶面与鼠标壳体的顶面对齐，两个所述按键壳体之间嵌设有触摸键，所述触摸键位于鼠标壳体的一侧通过支撑柱固定连接。
优选的，所述触摸键的顶面一侧设置有选定部，所述触摸键靠近鼠标壳体的顶面一侧设置有滑动部。
优选的，两个所述按键壳体位于触摸键与鼠标壳体之间的缝隙处嵌设有指示灯。
优选的，所述鼠标壳体的内侧底部设置有集成电路板，所述单片机设置于集成电路板的顶面，所述集成电路上设置有控制电路，且所述集成电路通过数据线与外部的终端连接。
优选的，所述鼠标壳体的内壁侧涂有磁屏蔽层优选的，通过所述供气管道与喷管连通的供气装置为轴流风机、压缩机、鼓风机中的任意一种。
本发明具备以下有益效果：
1、该按键组件及其应用设备，通过在按键壳体内壁上吸附永磁体，利用通电后的电磁铁与永磁体相斥来实现按键壳体的回弹，实现按键的段落手感，而不是完全依赖内部的弹簧以及按键壳体材料的本身，使得按键的段落手感能够长久保持，满足快速点击和长时间使用。
2、该按键组件及其应用设备，通过按压按键壳体，从而使得圆柱杆向下运动，当永磁体与电磁铁接触，按键壳体到达向下位置的最大行程，此时圆柱杆的下端压在接触开关上，从而接通蜂鸣器的电源，蜂鸣器根据预先设定的程序模拟按键敲击的声音，通过该程序还可在外部终端上进行设置，满足个性需要。
附图说明
图1为按键组件的侧视图；
图2为鼠标壳体的俯视图；
图3为图2中A-A处的剖视图；
图4为图2中B-B处的剖视图。
图中：1、硅胶层；2、压电陶瓷膜片；3、按键壳体；4、永磁铁；5、电磁铁；6、蜂鸣器；7、圆柱杆；8、接触开关；9、鼠标壳体；10、触摸键；101、选定部；102、滑动部；11、支撑柱；12、指示灯；13、集成电路板；14、单片机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种按键组件，包括硅胶层1、压电陶瓷膜片2、按键壳体3、永磁铁4、电磁铁5以及蜂鸣器6。
所述压电陶瓷膜片2位于硅胶层1和按键壳体3之间，压电陶瓷本身具有能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料，并且具有较好的弹性，而将压电陶瓷制作为压电陶瓷膜片2，利用材料本身的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动，提高按键的使用寿命，并且硅胶层1附着于压电陶瓷膜片2的外侧，提高手感，所述永磁铁4吸附于按键壳体3的内壁上，且所述永磁铁4底面下方的对应位置设置有电磁铁5，所述电磁铁5为环状结构，所述永磁铁4的底部设置有与底面中部垂直的圆柱杆7，所述圆柱杆7的底端穿过电磁铁5中部的通孔且与电磁铁5下方的接触开关8对应，所述接触开关8与蜂鸣器6连接，电磁铁5通电后与永磁铁4之间产生可调的斥力，使得按键壳体3保持一定的高度，实现段落手感，而不是依靠材料本身的性能，段落手感保持的更加稳定，在按键壳体3上施加压力后，按键壳体3向下移动，带动永磁铁4以及圆柱杆7向下移动，至圆柱杆7的下端压在接触开关8上，接通蜂鸣器6的电源，蜂鸣器6模拟按键敲击的声音，根据需要可在后台程序中关闭或开启接触开关8的接通功能，实现有声和无声的切换，所述压电陶瓷膜片2、电磁铁5以及接触开关8均与外部的单片机14连接，对压电陶瓷膜片2输出的电信号进行处理，转换成可识别的信号，控制电磁铁5的通断以及接触开关8的关闭与开启。
本发明的按键组件既可用于鼠标等输入设备，也可用于键盘或者是手持式需频繁按压按键的设备。下面，以该按键组件应用到鼠标的例子对本发明作进一步的说明。
请参阅图2-4，一种应用按键组件的设备，包括鼠标壳体9，所述按键壳体3对称设置于鼠标壳体9的顶面一侧，构成鼠标上的左键和右键，且两个所述按键壳体3之间间隙配合，使用时不会互相干扰，所述按键壳体3的端面与鼠标壳体9热熔连接，形成一体，减少缝隙的出现，所述硅胶层1的顶面与鼠标壳体9的顶面对齐，硅胶层1能够提高触感，在敲击按键壳体3的过程中硅胶层1可以起到缓冲的作用，两个所述按键壳体3之间嵌设有触摸键10，触摸键10可以采用触摸屏，用于取代传统鼠标上的滚轮，所述触摸键10位于鼠标壳体9的一侧通过支撑柱11固定连接，所述触摸键10的顶面一侧设置有选定部101，所述触摸键10靠近鼠标壳体9的顶面一侧设置有滑动部102，通过选定部101模拟传统鼠标滚轮的按动功能，通过滑动部102模拟传统鼠标滚轮的滚动功能，两个所述按键壳体3位于触摸键10与鼠标壳体9之间的缝隙处嵌设有指示灯12，用于显示鼠标各个部件的工作情况，所述鼠标壳体9的内侧底部设置有集成电路板13，所述单片机14设置于集成电路板13的顶面，所述集成电路板13上设置有控制电路，且所述集成电路板13通过数据线与外部的终端连接，整个鼠标壳体9的内壁侧涂有磁屏蔽层，避免长久使用过程中，永磁铁4以及电磁铁5对人体造成伤害。
工作原理：使用时，先通过数据线与外部的终端连接，使得电磁铁5、指示灯12以及单片机14接通电源工作，指示灯12亮，鼠标各个部件的正常；此时手指鼠标左击或右击，手指首先接触硅胶层1，硅胶层1对继续下压的手指提供缓冲，并且将压力传递到压电陶瓷膜片2上，压电陶瓷膜片2感应到压力变化，将机械能转化成电能，并以电信号的形式发送至单片机14上，经过单片机14的处理以及转换，以可识别的信号发送至外部终端，并且按键壳体3也受到压力向下移动，带动永磁铁4以及圆柱杆7向下移动，至圆柱杆7的下端压在接触开关8上，接通蜂鸣器6的电源，蜂鸣器6按照设定的程序模拟按键敲击的声音，在后台程序中关闭或开启接触开关8的接通功能，实现有声和无声的切换，当永磁铁4与电磁铁5接触，达到按键壳体3的最大移动位置，次时手指收回，永磁铁4与电磁铁5之间的斥力推动永磁铁4向上移动，至按键壳体3完全复位；触摸键10可以采用触摸屏，当手指在滑动部102上滑动时，实现传统鼠标滚轮的滚动功能，手指放置于选定部101处不动时，实现传统鼠标滚轮的选定功能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种按键组件，包括硅胶层、压电陶瓷膜片、按键壳体、永磁铁、电磁铁以及蜂鸣器，其特征在于：所述压电陶瓷膜片位于硅胶层和按键壳体之间，所述永磁铁吸附于按键壳体的内壁上，且所述永磁铁底面下方的对应位置设置有电磁铁，所述电磁铁为环状结构，所述永磁铁的底部设置有与底面中部垂直的圆柱杆，所述圆柱杆的底端穿过电磁铁中部的通孔且与电磁铁下方的接触开关对应，所述接触开关与蜂鸣器连接。
2.根据权利要求1所述的一种按键组件，其特征在于：所述永磁铁与通电后的电磁铁相斥。
3.根据权利要求1所述的一种按键组件，其特征在于：所述压电陶瓷膜片、电磁铁以及接触开关均与外部的单片机连接。
4.一种应用按键组件的设备，使用了权利要求1所述的按键组件，其特征在于：包括鼠标壳体，所述按键壳体对称设置于鼠标壳体的顶面一侧，且两个所述按键壳体之间间隙配合，所述按键壳体的端面与鼠标壳体热熔连接，所述硅胶层的顶面与鼠标壳体的顶面对齐，两个所述按键壳体之间嵌设有触摸键，所述触摸键位于鼠标壳体的一侧通过支撑柱固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种应用按键组件的设备，其特征在于：所述触摸键的顶面一侧设置有选定部，所述触摸键靠近鼠标壳体的顶面一侧设置有滑动部。
6.根据权利要求4所述的一种应用按键组件的设备，其特征在于：两个所述按键壳体位于触摸键与鼠标壳体之间的缝隙处嵌设有指示灯。
7.根据权利要求4所述的一种应用按键组件的设备，其特征在于：所述鼠标壳体的内侧底部设置有集成电路板，所述单片机设置于集成电路板的顶面，所述集成电路上设置有控制电路，且所述集成电路通过数据线与外部的终端连接。
8.根据权利要求4所述的一种应用按键组件的设备，其特征在于：所述鼠标壳体的内壁侧涂有磁屏蔽层。
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