CN111030666B - 可实现多方向振动的触摸开关及包含其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现多方向振动的触摸开关及包含其的汽车。触摸开关包括按钮、按钮支架、振动器模块、金属弹片、主电路板和前盖，按钮和振动器模块安装于按钮支架，按钮上设有至少两个位于不同表面的电容片，电容片与主电路板上的插座电连接。主电路板和按钮支架安装于前盖，金属弹片连接于前盖和按钮支架，按钮支架通过转轴可转动连接于前盖，主电路板上还设有用于感应位移变化量的传感器。当力作用到按钮上时，按钮支架相对于前盖转动，产生位移，使得中间弹性件发生形变，转轴起到支点的作用，使力分解成金属弹片法线方向的作用力，金属弹片发生形变，触摸开关的受力面可不仅仅局限于金属弹片的法线方向，提高了触摸开关的适用范围。

Description

可实现多方向振动的触摸开关及包含其的汽车

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种可实现多方向振动的触摸开关及包含其的汽车。

背景技术

当前汽车内饰设计的趋势，触摸振动开关逐步代替传统的物理按钮。触摸的振动反馈可以给到用户最直观的操作感知，减少用户看着按键按压确认触摸是否成功的时间。随着汽车智能座舱的发展，用户对座舱内操控的便捷、安全和美观的要求也越来越高。目前振动开关的悬浮方式大多通过金属弹片连接，通过金属弹片自身的变形产生位移而引发振动。但是，在现有技术中，触摸振动开关基本仅局限于按压开关的法向(即金属弹片的法向)时有振动反馈，使得触摸振动开关的适用范围较窄。

综上，现有技术中的触摸振动开关的适用范围较窄的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的触摸振动开关的适用范围较窄的缺陷，提供一种可实现多方向振动的触摸开关及包含其的汽车。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种可实现多方向振动的触摸开关，其特点在于，其包括按钮、按钮支架、振动器模块、金属弹片、主电路板和前盖，所述按钮和所述振动器模块安装于所述按钮支架，所述按钮朝向所述按钮支架的一侧设有至少两个位于不同表面的电容片，至少两个所述电容片与所述主电路板上的至少两个插座电连接；

所述主电路板和所述按钮支架安装于所述前盖，所述金属弹片连接于所述前盖和所述按钮支架，所述按钮支架通过一转轴可转动连接于所述前盖，所述主电路板上还设有用于感应位移变化量的传感器。

在本方案中，在该实现多方向振动的触摸开关中，当力作用到按钮上的与电容片对应的至少两个表面中的一个时，按钮支架通过转轴相对于前盖转动，产生位移，使得中间弹性件发生形变，转轴起到支点的作用，使得作用到按钮上的力能够分解成金属弹片法线方向的作用力，金属弹片也会发生形变。当电容量变化和主电路板上的传感器感受到的位移变化量均达到预设值时，主电路板会发出信号，使得振动器模块振动，因此使得按钮支架和按钮振动，实现振动反馈。该触摸开关使得其受力面可以不仅仅局限于金属弹片的法线方向，提高了触摸开关的适用范围。

优选地，所述前盖中朝向所述按钮支架的一侧具有用于容置所述按钮支架的第一容置腔，所述按钮支架的两外侧壁上设有第一转动部，所述前盖的两外侧壁上设有第二转动部，所述第一转动部和所述第二转动部相适配以使所述按钮支架相对于所述前盖可转动；

其中，所述第一转动部为转轴、所述第二转动部为转动连接孔，或，所述第一转动部为转动连接孔、所述第二转动部为转轴。

在本方案中，在第一转动部和第二转动部的作用下，按钮支架相对于前盖悬浮设计，当有力作用到按钮上时，按钮支架会相对于前盖绕转轴转动，进而产生位移。

优选地，所述第二转动部靠近所述前盖中远离所述按钮支架的一侧，且所述第二转动部靠近所述前盖的底部。

在本方案中，采用上述设置，第二转动部相当于位于前盖的左下方，一方面，能够使按钮支架具有较大的转动空间，以相对于前盖自由转动；另一方面，作用力到转轴这一支点的距离较长，力臂较大，在所需力矩一定的情况下，有利于减少作用力。

优选地，所述触摸开关还包括中间弹性件，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧设有凸出部，所述中间弹性件的一端套设于所述凸出部，所述中间弹性件的另一端用于作用于所述传感器并压设于所述主电路板。

在本方案中，中间弹性件装设在按钮支架上，当按钮支架转动以产生位移时，中间弹性件会发生形变，传感器能够感应到按钮支架的位移变化量。

优选地，所述中间弹性件为橡胶套，所述传感器为红外传感器，所述红外传感器位于所述橡胶套的另一端的内部，所述凸出部中朝向所述传感器的一侧为反光面。

在本方案中，一方面，橡胶套有迫使发生形变的金属弹片复位的缓冲作用，以吸收按压带来的形变力量；另一方面，橡胶套有挡光的作用，以防止周围的光对红外传感器的作用，有利于提高红外传感器工作的可靠性，进而有利于提高触摸开关的可靠性。其中，反光面指的是此表面是镜面的，例如白色面，具有反光作用，这个零件的其他面可以是黑色面，黑色具有吸光的作用，不会反光。

优选地，所述中间弹性件和所述传感器的数量为两个，两个所述中间弹性件位于同一水平面，且两个所述中间弹性件对称设置。

在本方案中，两个中间弹性件和传感器共同作用，有利于提高感应位移变化量的可靠性，进而有利于提高触摸开关的可靠性。

优选地，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧设有第一连接柱，所述金属弹片上设有与所述第一连接柱相适配的第一连接孔，所述金属弹片通过所述第一连接柱和所述第一连接孔连接于所述按钮支架；

所述前盖中朝向所述按钮支架的一侧设有第二连接柱，所述第二连接柱位于所述容置腔中，所述金属弹片上设有与所述第二连接柱相适配的第二连接孔，所述金属弹片通过所述第二连接柱和所述第二连接孔连接于所述前盖。

优选地，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧还设有用于容置所述第二连接柱的容置孔。

在本方案中，容置孔的设置有利于减少按钮支架和前盖占用的空间，进而有利于减少触摸开关整体占用的空间。

优选地，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧还设有定位柱，所述金属弹片上还设有用于与所述定位柱相适配的定位孔。

在本方案中，定位柱和定位孔能够对金属弹片进行预定位，有利于提高金属弹片和按钮支架连接的可靠性，进而也有利于提高金属弹片和前盖连接的可靠性。

优选地，所述按钮支架中朝向前盖的一侧设有第二容置腔，所述振动器模块位于所述第二容置腔内。

在本方案中，采用上述设置，一方面，能够减少按钮支架和振动器模块占用的空间，进而能够减少触摸开关整体占用的空间；另一方面，有利于保护振动器模块，进而有利于提高触摸开关整体的可靠性。

本发明还提供一种汽车，其特点在于，其包括上述可实现多方向振动的触摸开关。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

在该实现多方向振动的触摸开关中，当力作用到按钮上的与电容片对应的至少两个表面中的一个时，按钮支架通过转轴相对于前盖转动，产生位移，使得中间弹性件发生形变，转轴起到支点的作用，使得作用到按钮上的力能够分解成金属弹片法线方向的作用力，金属弹片也会发生形变。当电容量变化和主电路板上的传感器感受到的位移变化量均达到预设值时，主电路板会发出信号，使得振动器模块振动，因此使得按钮支架和按钮振动，实现振动反馈。该触摸开关使得其受力面可以不仅仅局限于金属弹片的法线方向，提高了触摸开关的适用范围。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关的分解结构示意图。

图2为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关的整体结构示意图。

图3为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关的部分结构示意图。

图4为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关的另一部分结构示意图。

图5为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关的内部结构示意图。

图6为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关中按钮支架、金属弹片、橡胶套及振动器模块连接的结构示意图。

图7为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关中按钮支架、金属弹片、橡胶套、振动器模块和前盖连接的结构示意图。

图8为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关中按钮支架、金属弹片、橡胶套、振动器模块、前盖和传感器连接的结构示意图。

图9为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关中按钮支架、金属弹片、橡胶套、振动器模块、前盖、传感器和主电路板连接的结构示意图。

图10为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关中金属弹片的结构示意图。

图11为本发明一较佳实施例的可实现多方向振动的触摸开关中按钮支架的结构示意图。

图12为本发明一较佳实施例的力作用到按钮第一表面时的受力分析示意图。

图13为本发明一较佳实施例的力作用到按钮第二表面时的受力分析示意图。

附图标记说明：

10 按钮

20 按钮支架

201 第一转动部

202 凸出部

203 第一连接柱

204 容置孔

205 第二容置腔

206 定位柱

207 反光面

30 振动器模块

40 金属弹片

401 第一连接孔

402 第二连接孔

403 定位孔

50 主电路板

60 前盖

601 第一容置腔

602 第二转动部

603 第二连接柱

70 电容片

80 插座

90 中间弹性件

100 传感器

110 后盖

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

本实施例揭示一种可实现多方向振动的触摸开关，如图1-13所示，该触媒开关包括按钮10、按钮支架20、振动器模块30、金属弹片40、主电路板50和前盖60，按钮10和振动器模块30安装于按钮支架20，按钮10朝向按钮支架20的一侧设有至少两个位于不同表面的电容片70，至少两个电容片70与主电路板50上的至少两个插座80电连接。主电路板50和按钮支架20安装于前盖60，金属弹片40连接于前盖60和按钮支架20，按钮支架20通过一转轴可转动连接于前盖60，主电路板50上还设有用于感应位移变化量的传感器100。

在本实施方式中，在该实现多方向振动的触摸开关中，当力作用到按钮10上的与电容片70对应的至少两个表面中的一个时，按钮支架20通过转轴相对于前盖60转动，产生位移，使得中间弹性件90发生形变，转轴起到支点的作用，使得作用到按钮10上的力能够分解成金属弹片40法线方向的作用力，金属弹片40也会发生形变。当电容量变化和主电路板50上的传感器100感受到的位移变化量均达到预设值时，主电路板50会发出信号，使得振动器模块30振动，因此使得按钮支架20和按钮10振动，实现振动反馈。该触摸开关使得其受力面可以不仅仅局限于金属弹片40的法线方向，提高了触摸开关的适用范围。

需要说明的，电容片70的数量与插座80的数量是一一对应的，当力作用到按钮10上时，通过电容片70与插座80的电连接，主电路板50能够读取到电容量的变化。在本实施例中，如图1和图3所示，电容片70的数量为两个。在其他可替代的实施方式中，可以设置三个或三个以上的电容片70。

如图1和图2所示，该触摸开关还包括后盖110，后盖110和前盖60相对设置并围成一容置腔体，主电路板50等相应元件位于上述容置腔体中。

如图1、图4-5所示，前盖60中朝向按钮支架20的一侧具有用于容置按钮支架20的第一容置腔601，按钮支架20的两外侧壁上设有第一转动部201，前盖60的两外侧壁上设有第二转动部602，第一转动部201和第二转动部602相适配以使按钮支架20相对于前盖60可转动。具体地，在本实施方式中，第一转动部201为转轴、第二转动部602为转动连接孔。

在其他可替代的实施方式中，也可将第一转动部201设置为转动连接孔、将第二转动部602设置为转轴。

其中，在第一转动部201和第二转动部602的作用下，按钮支架20相对于前盖60悬浮设计，当有力作用到按钮10上时，按钮支架20会相对于前盖60绕转轴转动，进而产生位移。

参照图12和13予以理解，第二转动部602靠近前盖60中远离按钮支架20的一侧，且第二转动部602靠近前盖60的底部。其中，采用上述设置，第二转动部602相当于位于前盖60的左下方，一方面，能够使按钮支架20具有较大的转动空间，以相对于前盖60自由转动；另一方面，作用力到转轴这一支点的距离较长，力臂较大，在所需力矩一定的情况下，有利于减少作用力。

参照图1、图4-10予以理解，触摸开关还包括中间弹性件90，按钮支架20中朝向前盖60的一侧设有凸出部202，中间弹性件90的一端套设于凸出部202，中间弹性件90的另一端用于作用于传感器100并压设于主电路板50。

其中，中间弹性件90装设在按钮支架20上，当按钮支架20转动以产生位移时，中间弹性件90会发生形变，传感器100能够感应到按钮支架20的位移变化量。

在本实施方式中，中间弹性件90为橡胶套，传感器100为红外传感器100，红外传感器100位于橡胶套的另一端的内部，凸出部202中朝向传感器100的一侧为反光面207(如图5、图12-13所示)。

其中，一方面，橡胶套有迫使发生形变的金属弹片40复位的缓冲作用，以吸收按压带来的形变力量；另一方面，橡胶套有挡光的作用，以防止周围的光对红外传感器100的作用，有利于提高红外传感器100工作的可靠性，进而有利于提高触摸开关的可靠性。

具体地，在本实施方中，如图4-10所示，中间弹性件90和传感器100的数量为两个，两个中间弹性件90位于同一水平面，且两个中间弹性件90对称设置。如此设置，两个中间弹性件90和传感器100共同作用，有利于提高感应位移变化量的可靠性，进而有利于提高触摸开关的可靠性。

如图1、图4、图6-11所示，按钮支架20中朝向前盖60的一侧设有第一连接柱203，金属弹片40上设有与第一连接柱203相适配的第一连接孔401，金属弹片40通过第一连接柱203和第一连接孔401连接于按钮支架20；

前盖60中朝向按钮支架20的一侧设有第二连接柱603，第二连接柱603位于容置腔中，金属弹片40上设有与第二连接柱603相适配的第二连接孔402，金属弹片40通过第二连接柱603和第二连接孔402连接于前盖60。

另外，按钮支架20中朝向前盖60的一侧还设有用于容置第二连接柱603的容置孔204。容置孔204的设置有利于减少按钮支架20和前盖60占用的空间，进而有利于减少触摸开关整体占用的空间。

按钮支架20中朝向前盖60的一侧还设有定位柱206，金属弹片40上还设有用于与定位柱相适配的定位孔403。其中，定位柱206和定位孔403能够对金属弹片40进行预定位，有利于提高金属弹片40和按钮支架20连接的可靠性，进而也有利于提高金属弹片40和前盖60连接的可靠性。

另外，按钮支架20中朝向前盖60的一侧设有第二容置腔205，振动器模块30位于第二容置腔205内。采用上述设置，一方面，能够减少按钮支架20和振动器模块30占用的空间，进而能够减少触摸开关整体占用的空间；另一方面，有利于保护振动器模块30，进而有利于提高触摸开关整体的可靠性。

如图12所示，当F1的力分方向垂直作于按钮10的第一表面(上表面)时，会分解成力F11，根据杠杆原理，转轴处即为支点，在金属弹片40处产生力F12，力F12再分解成金属弹片40的法线方向的力F13，从而使得金属弹片40在法线方向上发生位移。

如图13所示，当F2的力分方向垂直作于按钮10的第二表面(上前表面)时，会分解成力F21，根据杠杆原理，转轴处即为支点，在金属弹片40处产生力F22，力F22再分解成金属弹片40的法线方向的力F23，从而使得金属弹片40在法线方向上发生位移。

本发明还提供一种包括上述可实现多方向振动的触摸开关。

本实施例中的触摸开关能够防止以下情形：如手指接触到了触摸按键，虽然有电容量的变化但是没有发生位移，也不会引起触发功能的开启，即不能实现触摸振动；或者是汽车自振虽然也有位移量，但是没有电容的变化量，单条件下也不会实现开关的触摸振动反馈，一定需要电容量变化和主板上的红外传感器100感受到反光面位移的变化量两者条件都具备时，才能够实现开关的触摸振动反馈。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，其包括按钮、按钮支架、振动器模块、金属弹片、主电路板和前盖，所述按钮和所述振动器模块安装于所述按钮支架，所述按钮朝向所述按钮支架的一侧设有至少两个电容片，至少两个所述电容片的表面位于不同方向的平面上，至少两个所述电容片与所述主电路板上的至少两个插座电连接；

所述主电路板和所述按钮支架安装于所述前盖，所述金属弹片连接于所述前盖和所述按钮支架，所述按钮支架通过一转轴可转动连接于所述前盖，所述主电路板上还设有用于感应位移变化量的传感器；

当按钮受力引起所述电容片的电容量变化和所述传感器测得的位移变化量均达到预设值时，所述主电路板会发出信号，使所述振动器模块振动，驱使按钮支架和按钮振动；其中，所述位移变化量为所述按钮支架相对于所述前盖转动所产生的位移变化量。

2.如权利要求1所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述前盖中朝向所述按钮支架的一侧具有用于容置所述按钮支架的第一容置腔，所述按钮支架的两外侧壁上设有第一转动部，所述前盖的两外侧壁上设有第二转动部，所述第一转动部和所述第二转动部相适配以使所述按钮支架相对于所述前盖可转动；

其中，所述第一转动部为转轴、所述第二转动部为转动连接孔，或，所述第一转动部为转动连接孔、所述第二转动部为转轴。

3.如权利要求2所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述第二转动部靠近所述前盖中远离所述按钮支架的一侧，且所述第二转动部靠近所述前盖的底部。

4.如权利要求1所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述触摸开关还包括中间弹性件，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧设有凸出部，所述中间弹性件的一端套设于所述凸出部，所述中间弹性件的另一端用于作用于所述传感器并压设于所述主电路板。

5.如权利要求4所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述中间弹性件为橡胶套，所述传感器为红外传感器，所述红外传感器位于所述橡胶套的另一端的内部，所述凸出部中朝向所述传感器的一侧为反光面。

6.如权利要求4所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述中间弹性件和所述传感器的数量为两个，两个所述中间弹性件位于同一水平面，且两个所述中间弹性件对称设置。

7.如权利要求2所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧设有第一连接柱，所述金属弹片上设有与所述第一连接柱相适配的第一连接孔，所述金属弹片通过所述第一连接柱和所述第一连接孔连接于所述按钮支架；

所述前盖中朝向所述按钮支架的一侧设有第二连接柱，所述第二连接柱位于所述容置腔中，所述金属弹片上设有与所述第二连接柱相适配的第二连接孔，所述金属弹片通过所述第二连接柱和所述第二连接孔连接于所述前盖。

8.如权利要求7所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧还设有用于容置所述第二连接柱的容置孔。

9.如权利要求7所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述按钮支架中朝向所述前盖的一侧还设有定位柱，所述金属弹片上还设有用于与所述定位柱相适配的定位孔。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的可实现多方向振动的触摸开关，其特征在于，所述按钮支架中朝向前盖的一侧设有第二容置腔，所述振动器模块位于所述第二容置腔内。

11.一种汽车，其特征在于，其包括如权利要求1-10中任意一项所述的可实现多方向振动的触摸开关。