CN113571364B - 一种按键面板的控制装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及按键面板控制技术领域，尤其是指一种按键面板的控制装置及控制方法，该按键面板的控制装置，包括：金属面板、电极感应板、固定支架及主控制板；所述金属面板上设有按键区域，所述按键区域的背面设有凹腔，所述凹腔内设有若干个形变宫格，所述电极感应板与所述凹腔连接，所述电极感应板上还设有对应于所述形变宫格的通孔；所述固定支架与所述电极感应板连接，所述主控制板与所述固定支架连接，所述主控制板与所述电极感应板电连接。本发明使得在不破坏金属面板完整性的同时，达到非金属触摸面板的效果，提高了安全性和美观度。

Description

一种按键面板的控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及按键面板控制技术领域，尤其是指一种按键面板的控制装置及控制方法。
背景技术
在工作生活中，时时刻刻都在和键盘打交道，电梯上有键盘，空调上有键盘，还有各种门禁、智能家居上都有键盘等等。但是这些键盘要么是整块非金属(不导电)材质，或者是金属材质中镶嵌机械按键。由于非金属(如塑胶等)其耐久性和强度有局限性，而金属材质(如不锈钢、铝材等)镶嵌机械按键，会对整个金属表面造成一定破坏，影响外观效果，对安全性也有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种按键面板的控制装置及控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种按键面板的控制装置，包括金属面板、电极感应板、固定支架及主控制板；所述金属面板上设有按键区域，所述按键区域的背面设有凹腔，所述凹腔内设有若干个形变宫格，所述电极感应板与所述凹腔连接，所述电极感应板上还设有对应于所述形变宫格的通孔；所述固定支架与所述电极感应板连接，所述主控制板与所述固定支架连接，所述主控制板与所述电极感应板电连接。
其进一步技术方案为：所述固定支架上设有对应于所述通孔的开孔，所述主控制板上还设有对应于所述开孔的背光灯。
其进一步技术方案为：所述开孔近于所述背光灯的一端还设有凸起部。
其进一步技术方案为：所述电极感应板与所述凹腔粘接。
其进一步技术方案为：所述通孔和开孔均为圆形状。
其进一步技术方案为：所述凹腔的四周设有凹槽，相邻的所述形变宫格之间设有加强筋。
其进一步技术方案为：所述形变宫格为方形状；所述形变宫格的四个边角为倒圆角。
其进一步技术方案为：所述形变宫格内刻有微型孔形成的字符，所述字符的位置与所述通孔相对应。
其进一步技术方案为：所述金属面板的两侧还设有安装部，所述安装部用于与外部结构连接。
一种按键面板的控制方法，包括以下步骤：
电极感应板采集按键区域的形变信息，并将形变信息传递至主控制板；
主控制板对形变信息进行识别处理，获取形变信息中电容值变化最大的区域，即为被按压形变宫格；
主控制板控制对应于被按压形变宫格的背光灯点亮。
本发明与现有技术相比的有益效果是：使得在不破坏金属面板完整性的同时，达到非金属触摸面板的效果，提高了安全性和美观度。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种按键面板的控制装置的示意图一；
图2为本发明一种按键面板的控制装置的示意图二；
图3为本发明金属面板的示意图一；
图4为本发明金属面板的示意图二；
图5为本发明金属面板的示意图三；
图6为本发明一种按键面板的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。
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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，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，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
在本发明中，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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1至图6所示的具体实施例，其中，请参阅图1至图5所示，本发明公开了一种按键面板的控制装置，包括金属面板10、电极感应板20、固定支架30及主控制板40；所述金属面板10上设有按键区域11，所述按键区域11的背面设有凹腔12，所述凹腔12内设有若干个形变宫格13，所述电极感应板20与所述凹腔12连接，所述电极感应板20上还设有对应于所述形变宫格13的通孔21；所述固定支架30与所述电极感应板20连接，所述主控制板40与所述固定支架30连接，所述主控制板40与所述电极感应板20电连接。
其中，在本实施例中，电极感应板20与所述凹腔12通过双面胶粘接，不影响形变宫格13发生形变，还起到绝缘隔离的作用，不会影响电极感应板20对于形变宫格13产生形变的感知采集。
其中，电极感应板20与固定支架30卡接或螺钉连接，节约空间且便于拆装。主控制板40与所述固定支架30通过螺钉连接，连接牢固且节约空间。
其中，如图1至图2所示，所述固定支架30上设有对应于所述通孔21的开孔31，所述主控制板40上还设有对应于所述开孔31的背光灯41，通过点亮背光灯41，使得可以在按键区域11清晰看出形变宫格13内的字符17，以便用户使用。
其中，主控制板40上还连接有扬声器(图中未示出)，可对背光灯41照亮的字符进行语音播报，更好地满足用户的需求。
其中，如图1至图2所示，所述开孔31近于所述背光灯41的一端还设有凸起部32，起到聚光的作用，使得单个背光灯41发出的光，全部用于照亮对应形变宫格13内的字符17，亮度更强。
其中，在本实施例中，所述通孔21和开孔31均为圆形状，便于生产且节约空间。在其他实施例中，通孔21和开孔31也可以为其他形状，例如：环形状，三角形状，或其他形状等，以满足更多应用场景的需求。
其中，如图3至图5所示，所述凹腔12的四周设有凹槽14，提高了整个凹腔12的强度。相邻的所述形变宫格13之间设有加强筋15，隔离了各个形变宫格13之间的相互影响，使得按键的可靠性更高，同时提高了整个按键区域11的强度。
其中，在本实施例中，所述形变宫格13为方形状，便于分布同时便于生产，还节约空间。在其他实施例中，形变宫格13也可以为其他形状，例如：环形状，三角形状，或其他形状等，以满足更多应用场景的需求。形变宫格13的四个边角为倒圆角16，采用圆角过渡，减小长期按压按键使应力集中在形变宫格13与周边过渡的位置，避免产生变形甚至断裂，增加了强度，提高整个按键的使用寿命和抗破坏性能。其中，当使用场景比较适合较薄的金属面板时，可以在金属面板后面设置一个蜂巢(宫格)形支架，让金属面板与支架充分接触，此时支架也可起到上述效果。
其中，所述形变宫格13内刻有微型孔形成的字符17，微型孔为微米级小孔，由于金属是不透光的，要想在不破坏金属表面的前提下，使金属面板10更好的人机交互，即按键区域11上要能清晰显示各个按键的功能符号，当按下某按键时，即时显示当前已按下按键，本申请采用微孔加工技术，可在金属上加工出微米级小孔，只要将相应按键(形变宫格13)内的功能符号加工出微型小孔，只要在按键后面布置不同颜色的背光灯41，用不同颜色的灯光显示按键当前处于不同的状态，这些灯光通过微型小孔即能显示按键的功能符号和当前状态，当所有背光灯41都不亮时，整个金属面板10恢复金属本色，看不到任何加工痕迹。所述字符17的位置与所述通孔21相对应，使得背光灯41发出的光能更好地照亮字符17。
其中，所述金属面板10的两侧还设有安装部18，所述安装部18用于与外部结构(图中未示出)连接。
其中，如图6所示，本发明还公开了一种按键面板的控制方法，包括以下步骤：
S1，电极感应板采集按键区域的形变信息，并将形变信息传递至主控制板；
S2，主控制板对形变信息进行识别处理，获取形变信息中电容值变化最大的区域，即为被按压形变宫格；
其中，由金属面板内部加工宫格状，每个按键对应一个宫格，电极铜箔在电极感应板上，电极感应板和宫格的边框通过胶固定连接，由宫格的边框和面板之间的落差形成电极与面板之间的距离d，当按下按键后宫格的中心形变最大，与电极之间的距离d减小，而宫格边框与电路板固定连接，确保电极和面板不会短路，同时由于宫格边框强度更高，因而相邻按键的影响较小，根据平板电容的计算公式，在其他参数不变的情况下，电极间的距离变小，电容变大，变化最大的即为被按下的按键。
S3，主控制板控制对应于被按压形变宫格的背光灯点亮。
其中，在背光灯点亮的同时，主控制板响应执行对应被按压形变宫格的操作。
其中，由于金属面板会屏蔽电磁信号，而且一个键盘上一般会有多个按键，键与键之间的距离相对比较小，在按下某个按键时要能准确及时的获得其相关信息，本发明通过按压金属面板表面，造成金属表面微小变形，在金属面板按键后面相应的位置设置有相应的电极感应板，电极感应板与金属面板内表面有一定的距离，当按下按键后，被按压形变宫格与电极感应板之间的距离变小，它们之间的电容也随之变化。
其中，平板电容计算公式为：C＝ε＊ε0＊S/d；其中，C为电容，单位F；ε为相对介电常数；ε0为真空介电常数，ε0＝8.86*10-12，单位F/m；S为被按压形变宫格的面积，单位m2；d为金属面板与电极感应板之间的间距,单位m。
在同一金属面板上同时又有多个按键(即形变宫格)时，当按下按键时其周围的形变宫格也会发生一些形变，但所按按键处变形量最大，相应的其电容值变化也最大，通过对比各个按键之间的电容变化值，电容值变化最大的即为所按按键，即为被按压形变宫格；而金属本身具有弹性，当手指离开按键后，被按压形变宫格会迅速恢复原状，电容值也随之恢复。
其中，为了使金属面板获得相应的变形量，形变宫格要相对较薄，但要是在整个键盘内，金属面板的厚度是均匀的，且各个电极也分布在同一平面上，那么各个按键电极和金属面板之间的距离就很难保持，容易造成面板和电极之间短路，相邻按键的相互影响也会比较大，本申请通过在金属面板上加工类似蜂巢(宫格)凹槽，在凹槽顶端可以获得较大的变形量，凹槽边框由于厚度更大，强度更高，抗变形能力更强，因而大大减少相邻按键之间的相互影响，同时边框还起到定位作用，保持电极与面板之间的距离，防止与电极之间短路；当金属面板的材料较薄时，可以设置类似蜂巢(宫格)的支架支撑面板与电极，以达到上述效果。
本发明解决了非金属键盘的耐用性，安防性问题，也解决了机械键盘对产品外观结构一致性问题，可以广泛应用于各种智能家居，安防产品，电梯设备等，对产品的外观、结构、性能都是重大的技术突破。使得在整体金属面板实现原来非金属面板触摸键盘的功能，在耐用性、安防性均有很大提高，比机械按键产品的外观协调性更好，抗破坏性更好。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种按键面板的控制装置，其特征在于，包括金属面板、电极感应板、固定支架及主控制板；所述金属面板上设有按键区域，所述按键区域的背面设有凹腔，所述凹腔内设有若干个形变宫格，所述电极感应板与所述凹腔连接，所述电极感应板上还设有对应于所述形变宫格的通孔；所述固定支架与所述电极感应板连接，所述主控制板与所述固定支架连接，所述主控制板与所述电极感应板电连接；所述固定支架上设有对应于所述通孔的开孔，所述主控制板上还设有对应于所述开孔的背光灯；所述开孔近于所述背光灯的一端还设有凸起部；所述形变宫格为方形状；所述形变宫格的四个边角为倒圆角。
2.根据权利要求1所述的一种按键面板的控制装置，其特征在于，所述电极感应板与所述凹腔粘接。
3.根据权利要求1所述的一种按键面板的控制装置，其特征在于，所述通孔和开孔均为圆形状。
4.根据权利要求1所述的一种按键面板的控制装置，其特征在于，所述凹腔的四周设有凹槽，相邻的所述形变宫格之间设有加强筋。
5.根据权利要求1所述的一种按键面板的控制装置，其特征在于，所述形变宫格内刻有微型孔形成的字符，所述字符的位置与所述通孔相对应。
6.根据权利要求1所述的一种按键面板的控制装置，其特征在于，所述金属面板的两侧还设有安装部，所述安装部用于与外部结构连接。
7.一种按键面板的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
电极感应板采集按键区域的形变信息，并将形变信息传递至主控制板；
主控制板对形变信息进行识别处理，获取形变信息中电容值变化最大的区域，即为被按压形变宫格；
主控制板控制对应于被按压形变宫格的背光灯点亮。
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