CN113992196A - 按键及键盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁传感器的应用领域，提供一种按键及键盘，按键包括基体、旋转件、固设于基体的磁角度传感器和沿预设轨迹可移动地安装于基体的运动件，按键的按压部位于运动件；旋转件可转动地安装于基体，运动件与旋转件传动连接；旋转件具有永磁体，磁角度传感器用于检测永磁体的旋转。由于磁角度传感器的检测性能不易受温度等环境因素的影响，因而本方案对运动情况检测的检测结果不易随温度变化而变化，本方案的检测结果在不同温度环境下的一致性较好，且由于磁角度传感器的检测精度较佳，因而在采用多个本方案的按键对同一磁场进行检测时，检测结果的一致性较好，在本方案的按键应用于键盘时，各按键的性能一致性较好。

Description

按键及键盘

技术领域

本发明涉及磁传感器的应用领域，具体涉及一种按键及键盘。

背景技术

一些现有键盘采用磁传感器来检测按键的按压动作，较为常见的方案是为按键安装永磁体，永磁体与按键的键帽同步运动，并采用霍尔开关来感应永磁体的运动，这样能够以非接触的方式实现对键帽按压动作的检测，具有防水、防尘、减少机械磨损等有益技术效果。

霍尔开关具有被触发和未被触发两个状态，在键帽处于弹起状态（键帽位于初始位置）时霍尔开关处于未被触发的状态，此时按压键帽至永磁体靠近霍尔开关，使霍尔开关被触发，从而通过霍尔开关检测到键帽被按下。

然而，在快速操作键盘时，可能在键帽并未完全弹起（未回到初始位置）时就会将键帽再次按下，在此过程中，霍尔开关可能始终处于被触发的状态，因而此时无论如何连续按压键帽，按压动作均不能通过霍尔开关检测到。

并且，另有一些现有键盘采用线性磁传感器来检测按键的按压动作，例如公开号为CN108415578A的中国发明专利申请通过磁传感器输出线性信号，并根据该线性信号来实现对键帽按压动作的检测。

然而，上述方案的磁传感器（霍尔开关、线性磁传感器）均通过感应磁场的强度来检测键帽的按压动作，这一方面，由于磁传感器对磁场强度的检测容易受温度等外界环境因素的干扰（俗称温漂），因而导致磁传感器在不同温度环境下对相同强度磁场的检测结果会出现不一致的情况，导致键盘在不同温度环境下的使用性能不一致，并且由于键盘在使用过程中会发热，导致键盘在游戏等高强度使用过程中也会发生较明显的性能变化，尤其是采用霍尔传感器检测键帽按压动作的方案中，由于霍尔传感器的功耗较高，导致键盘容易在连续使用一定时间后温度明显升高，导致键盘在使用过程中的性能也会出现较大变化，不能满足用户对键盘性能的需求。

另一方面，由于磁传感器检测磁场强度的可能误差，导致不同磁传感器检测磁场强度的性能一致性较差，即使同一批次生产的磁传感器，其性能也会具有差异，各磁传感器对同一强度磁场的检测结果可能会不一致，这导致在键盘通过磁传感器检测磁场强度来检测各按键的键帽按压动作的方案中，可能一些按键在键帽被按压一小部分行程时就能被磁传感器检测为键帽被按压，而另一些按键需要在键帽被按压大部分行程后才能被磁传感器检测为键帽被按压，导致用户的体验较差；此外，由于永磁体的磁场强度本身也具有误差范围，各键帽设置的永磁体磁场强度本身也不一致，因而这可能进一步加剧同一键盘上各按键的性能的不一致性。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种能够准确检测按压动作的按键。

本发明提供的按键包括基体、旋转件、固设于基体的磁角度传感器和沿预设轨迹可移动地安装于基体的运动件，按键的按压部位于运动件；旋转件可转动地安装于基体，运动件与旋转件传动连接；旋转件具有永磁体，磁角度传感器用于检测永磁体的旋转；磁角度传感器用于检测永磁体的旋转角度和方向，在磁角度传感器检测到永磁体沿预设旋向连续旋转的角度大于或等于预设角度时，确认按压部被按压一次；或在磁角度传感器检测到永磁体沿预设旋向旋转至预设位置时，确认按压部被按压。

由上可见，本发明通过磁角度传感器检测永磁体旋转的方式间接检测运动件的运动情况，进而实现对按压部的按压动作的检测，这样不仅同样能够实现对按压动作的非接触检测，而且，相较于现有技术通过磁传感器感知磁场强度来检测按压动作的方案而言，由于磁角度传感器的检测性能不易受温度等环境因素的影响，因而本方案磁角度传感器的检测结果不易随温度变化而变化，本方案磁角度传感器的检测结果在不同温度环境下的一致性较好，因而，本方案磁角度传感器的检测结果能够更准确的反应按压部被按压的情况，本发明对按压部是否被按压的检测不容易受温度等外界环境因素影响，且在按压部未完全回位的情况下被连续按压时，按压动作仍然能够被检测得出，本发明能够准确检测按压部被按压的情况，用户体验较好；并且，由于磁角度传感器的检测结果不易受温度等环境因素影响，磁角度传感器的检测精度较佳，因而在采用多个本方案的按键对同一磁场进行检测时，检测结果的一致性较好，本方案在应用于键盘时，各按键的性能一致性较好；此外，本方案在按压部未完全回位的情况下被连续按压时，只要再次按压导致永磁体沿预设旋向连续旋转了预设角度/旋转至了预设位置，该按压动作就能够被检测到，本发明能够准确检测按压部被按压的情况，用户体验较好。

另外，如果采用旋转安装之外的方式来安装永磁体，并且采用磁角度传感器检测磁场方向变化的方式来检测永磁体的运动情况，这相较于永磁体相对磁角度传感器作旋转运动的情形而言，永磁体的运动会导致磁角度传感器处的磁场强度和方向发生更加复杂的变化，这样一方面，此时该方案不能采用现有的磁角度传感器，且该方案磁角度传感器的输出信号的处理难度较大；另一方面，此时永磁体与磁角度传感器的配合安装不论在哪个方向上发生位置偏差，均会导致磁角度传感器处的磁场方向的变化规律发生较大变化，导致磁角度传感器的检测结果出现差错，因而对磁角度传感器与永磁体的配合安装难度较大。

本方案中，由于永磁体位于旋转件，永磁体相对磁角度传感器旋转运动，因而一方面，本方案能够采用现有技术中的磁角度传感器，有利于提升磁角度传感器的通用性，有利于提升本方案的经济性；另一方面，本方案磁角度传感器与永磁体的非接触配合也可以参照现有成熟技术进行配合安装，磁角度传感器与永磁体的配合安装难度较低；此外，磁角度传感器的功耗明显低于霍尔传感器，因而相较于采用霍尔传感器的方案而言，本方案按键的能耗较低、发热较少，进一步有利于降低温度等环境因素变化对按键的检测性能的影响。

一个优选的方案是，运动件与所述旋转件直接传动连接。

由上可见，这样运动件至旋转件仅具有一级传动，有利于提升运动件至旋转件的传动的灵活性。

另一个优选的方案是，运动件与旋转件的传动连接包括齿轮齿条机构。

进一步的方案是，运动件具有齿条，旋转件具有齿轮，即齿条固设于运动件，齿轮固设于旋转件。

更进一步的方案是，磁角度传感器位于旋转件的沿径向的一侧。

由上可见，也即磁角度传感器相较于对应的永磁体离轴放置，这样既有利于减少运动件至旋转件之间的传动级数，提升运动件的灵活性，又有利于在采用多个按键的设备（例如后述的键盘）中，将多个磁角度传感器安装于同一电路板，有利于简化该设备的结构。

另一个优选的方案是，旋转件的转动轴线沿第一方向，磁角度传感器位于永磁体的沿第一方向的一侧。

进一步的方案是，预设轨迹沿第一方向延伸，运动件沿第一方向可移动地安装于基体。

进一步的方案是，永磁体的南极与北极的分布方向垂直于第一方向，旋转件的转动轴线过永磁体的中心位置，且过磁角度传感器。

进一步的方案是，运动件与旋转件通过螺旋导轨与引导部的配合进行传动连接，引导部沿螺旋导轨可活动，螺旋导轨的沿第一方向的两端分别为第一端和第二端，螺旋导轨从第一端绕旋转件的轴线螺旋延伸至第二端。

由上可见，这样在采用多个按键的设备中，一方面，由于运动件与旋转件直接传动，因而有利于减少运动件至旋转件之间的传动级数，有利于提升运动件的灵活性；另一方面，本方案能够将多个磁角度传感器安装于同一电路板，各旋转件位于该电路板的沿厚度方向的同侧，有利于简化该设备的结构；再一方面，本方案的磁角度传感器相较于永磁体在轴放置，进一步有利于提升磁角度传感器的通用性，进一步有利于提升按键的经济性。

更进一步的方案是，螺旋导轨位于旋转件，引导部位于运动件；和/或螺旋导轨位于运动件，引导部位于旋转件。

更进一步的方案是，螺旋导轨包括螺旋槽，螺旋槽具有相对设置的第一螺旋面和第二螺旋面，第一螺旋面及第二螺旋面均绕旋转件的轴线螺旋延伸，沿第一方向，引导部配合于对应的第一螺旋面与第二螺旋面之间。

由上可见，这样在运动件沿预设轨迹往复运动时，均能通过螺旋导轨与引导部的配合确保旋转件与对应的运动件按各自规律同步运动，而不用为旋转件单独设置预紧件（例如第三实施例中的预紧扭簧），有利于减少预紧件的数量，有利于简化按键的结构。

再一个优选的方案是，还包括预紧回位件，运动件在预紧回位件的作用下保持于初始位置；并且在运动件沿预设轨迹离开初始位置时，预紧回位件的作用力倾向于迫使运动件沿预设轨迹向初始位置回位。

又一个优选的方案是，磁角度传感器包括磁阻传感元件。

由上可见，这样磁角度传感器的功耗较低，进一步有利于降低温度等环境因素变化对按压动作的检测性能的影响。

本发明的目的之二是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种能够准确检测按键动作且各按键的性能一致性较好的键盘。

本发明提供的键盘包括前述的按键。

由上可见，这样各按键的性能较好，且各按键的性能一致性较好。

一个优选的方案是，键盘具有电路板，按键的数量为多个，各旋转件位于电路板的沿厚度方向的同侧，各磁角度传感器均设于电路板上。

由上可见，这样有利于简化键盘的结构，有利于提升键盘的经济性。

附图说明

图1是本发明按键第一实施例的立体图。

图2是本发明按键第一实施例的立体剖视图，该剖切面法线沿X轴方向。

图3是本发明按键第一实施例的剖视图，该剖切面法线沿X轴方向，且该剖切面过第二锥齿轮的转动轴线。

图4是本发明按键第二实施例的立体图。

图5是本发明按键第二实施例的分解图。

图6是本发明按键第二实施例的部分结构剖视图，该剖切面过抵接部与引导面的配合，且该剖切面法线沿Y’轴方向。

图7是本发明按键第三实施例的分解图。

图8是本发明按键第三实施例的剖视图，该剖切面法线沿X’’轴方向。

图9是本发明按键第三实施例中运动件与旋转件配合的结构图。

具体实施方式

第一实施例

本实施例的图1至图3采用统一的空间直角坐标系（右手系），以表示各零部件之间的相对位置关系，其中Z轴正向为竖直向上。

请参照图1至图3，本实施例的键盘包括上壳、下壳（图中未示出）、电路板1000和多个本实施例的按键2000，电路板1000的主面法线沿Z轴方向，上壳位于下壳的Z轴正向侧，上壳与下壳采用螺钉的方式固定连接，上壳与下壳围成第一安装腔，上壳、下壳及电路板1000的组合可以参照现有键盘进行设置，这里不再赘述。

本实施例的按键2000包括盖体1、框体2、键帽（图中未示出）、键轴3、第一齿条4、第一直齿轮5、第一锥齿轮6、第二锥齿轮7、永磁体8、磁角度传感器9、螺旋压簧10和导向柱11，盖体1、框体2及电路板1000均固定在第一安装腔中。

盖体1位于框体2的Z轴正向侧，框体2位于电路板1000的Z轴正向侧，盖体1与框体2采用卡扣方式固定连接，框体2在Z轴正向侧具有开口，盖体1与框体2围成第二安装腔2001，第一齿条4、第一直齿轮5、第一锥齿轮6、第二锥齿轮7、永磁体8、螺旋压簧10和导向柱11均安装在第二安装腔2001中，盖体1具有沿Z轴方向贯通的第一通孔，键轴3沿Z轴方向可滑动地穿设于第一通孔中，键帽安装在键轴3的Z轴正向端，上壳具有沿Z轴方向贯通的第二通孔，键帽通过第二通孔露于键盘的Z轴正向侧，键帽的Z轴正向侧壁面即按键2000的按压部。

可选择地，在本发明的其它实施例中，也可以仅将电路板1000设于第一安装腔中，盖体1及框体2均固设于上壳的Z轴正向侧，这样能够将第一安装腔设为密封腔，有利于实现键盘的防水、防尘目的。

第一齿条4一体成型于键轴3的Z轴负向端，第一齿条4的各齿沿Z轴方向分布，第一直齿轮5可转动地安装在框体2上，第一直齿轮5的转动轴线沿Y轴方向，第一直齿轮5与第一齿条4啮合，第一锥齿轮6与第一直齿轮5同轴固定且同步转动，第二锥齿轮7可转动地安装在框体2上，第二锥齿轮7的转动轴线沿Z轴方向，第二锥齿轮7与第一锥齿轮6啮合，永磁体8固定在第二锥齿轮7的Z轴负向端且随第二锥齿轮7同步转动，磁角度传感器9位于对应的永磁体8的Z轴负向侧，磁角度传感器9设于电路板1000上，永磁体8的南极与北极的分布方向垂直于Z轴方向。

第一齿条4的法线沿Z轴方向的截面轮廓尺寸大于第一通孔的截面轮廓尺寸，导向柱11固定于框体2的底壁上，并从框体2的底壁沿Z轴正向悬伸于第二安装腔2001中，第一齿条4的Z轴负向端具有沿Z轴方向延伸的导向孔，导向柱11伸于导向孔中，螺旋压簧10套于导向柱11上，螺旋压簧10被沿Z轴方向挤压在第一齿条4与框体2之间，在螺旋压簧10的挤压作用下，第一齿条4与盖体1的Z轴负向侧抵接。

本实施例的盖体1和框体2构成本发明的基体，本实施例的键帽、键轴3和第一齿条4构成本发明的运动件，本实施例的第二锥齿轮7构成本发明的旋转件，本实施例的Z轴方向为第一方向，预设轨迹沿Z轴方向且过第一通孔，运动件能沿该预设轨迹上下滑动。

在第一齿条4抵接于盖体1的Z轴负向侧壁时，运动件处于初始位置，在用户沿Z轴负向按压键帽时，按压力克服螺旋压簧10的弹力，使键帽和键轴3从初始位置同步向Z轴负向移动，进而通过第一齿条4、第一直齿轮5、第一锥齿轮6和第二锥齿轮7的传动，使得永磁体8绕平行于Z轴方向的轴线转动，永磁体8的转动情况能够与键帽的按压情况相对应，因而能够通过检测永磁体8的转动情况来反应键帽的按压情况；在用户对键帽的按压力撤销后，键轴3在螺旋压簧10的作用下沿Z轴正向回位，直至运动件回到初始位置，第一齿条4抵接于盖体1的Z轴负向侧。

本实施例的磁角度传感器9用于检测永磁体8的旋转角度和方向，本实施例的键盘在磁角度传感器9检测到永磁体8沿预设旋向（例如沿Z轴负向看向永磁体8时的逆时针方向）连续旋转超过预设角度时，确认对应的键帽被按压一次，该预设角度可以根据对按压动作检测的灵敏度需求进行具体选定，这里不再赘述；可选择地，在本发明的其它实施例中，也可以在磁角度传感器9检测到永磁体8沿预设旋向旋转至预设位置时，确认键帽被按压，该预设位置例如可以是对应键轴3位于其滑动行程的Z轴负向端时永磁体8所处的位置。

具体地，磁角度传感器9例如可以是公开号为CN109855668A及CN106405454A的发明专利申请中的磁角度传感器，磁角度传感器9又常称为磁编、磁编码器、磁编芯片、磁编码芯片，例如公开号为CN206455664U的实用新型专利中的磁编码芯片。

本实施例的磁角度传感器9检测永磁体8的转动情况，磁角度传感器9的检测结果反应的是各方向磁场强度的相对比例关系，具体地，磁角度传感器9根据检测到的磁场的方向来判断永磁体8的转动情况，磁场方向表示为相互垂直的至少两个方向上的磁场强度的比例关系，例如磁角度传感器在检测XOY平面上的磁场分量时，磁场方向可以表示为X轴方向的磁场分量和Y轴方向的磁场分量的比例关系；因而虽然温度等环境因素容易影响磁传感器对磁场强度的检测准确度，但是不容易影响磁角度传感器9的检测结果，也即磁角度传感器9的检测结果不容易受到温度等环境因素的影响，磁角度传感器9在不同温度环境下的检测结果一致性较好，磁角度传感器9的检测误差较小，本实施例按键2000的性能不容易因为温度等环境因素的变化而波动，按键2000在不同温度环境下的性能一致性较好，且能够使得同一键盘的各按键2000的性能一致性较好，有利于提升用户体验。

并且，本实施例的键盘在应用于游戏等连续快速按压的情形时，即使在键帽没有完全回位的情况下将其再次按下，该按压动作也会引起永磁体8向逆时针方向转动，进而能够被磁角度传感器9检测到，因而有利于提升用户体验。

此外，磁角度传感器9为隧穿磁阻效应传感器（TMR），其具有隧穿磁阻传感元件，隧穿磁阻效应传感器具有低功耗的特点，因而键盘即使在被长时间连续使用过后也不容易产生过多热量，不会导致键盘温升过高；当然，磁角度传感器9也可以具有各向异性磁阻传感元件。

具体地，请参照图3，本实施例的永磁体8为环形磁体，永磁体8固定套设于第二锥齿轮7的齿轮轴上，且本实施例的永磁体8位于第二安装腔2001中，可选择地，在本发明的其它实施例中，也可以将第二锥齿轮7的转轴伸出至框体2的Z轴负向侧，并将永磁体8固设于第二锥齿轮7的转轴的Z轴负向端，这样有利于使得永磁体8与对应的磁角度传感器9的距离更加近，这样本实施例可以选用磁场强度较小的永磁体8，有利于降低同一键盘上各永磁体8对其它磁角度传感器9的干扰磁场，有利于提升磁角度传感器9对永磁体8的运动检测的准确性，当然，这时永磁体8也可以采用圆盘形磁体、条形磁体等其它形状磁体。

为了使本实施例的磁角度传感器9能够使用现有通用的磁角度传感器，例如磁角度传感器9采用公开号为CN109855668A的发明专利申请中的磁角度传感器，提升磁角度传感器9的通用性，本实施例将磁角度传感器9相较于永磁体8在轴放置（磁角度传感器9位于对应永磁体8的沿转动轴向的一侧）；并且，本实施例为了将各按键2000对应的磁角度传感器9设于同一电路板1000上，因而为键轴3至永磁体8的传动连接设置了较长的传动链路，但这可能导致键轴3至永磁体8的传动不够灵活，传动可能出现卡滞的情况，尤其是在键帽被按下且按压力被撤销后，键帽可能不能在螺旋压簧10的弹力作用下向Z轴正向回位，当然，如果增大螺旋压簧10的预紧力，可以确保键帽能够在螺旋压簧10的作用下向Z轴正向顺利回位，但这样可能会因为螺旋压簧10的预紧力过大，而导致键帽在被向Z轴负向按压时需要的压力过大，导致键帽被按下的难度过大，导致用户体验不佳；为了解决这个技术问题，在本发明的其它实施例中，优选取消第一锥齿轮6和第二锥齿轮7，并以第一直齿轮5为旋转件，将永磁体8与第一直齿轮5固定并随第一直齿轮5同步转动，磁角度传感器9相较于对应的永磁体8离轴放置，此时例如磁角度传感器9采用公开号为CN106405454A的发明专利申请说明书附图2/图4所示的磁角度传感器，且磁角度传感器9位于对应永磁体8转动径向的一侧，这样不仅同样能够采用磁角度传感器9来检测永磁体8的转动，进而检测键轴3在Z轴方向上的运动，实现对键帽按压动作的检测，同样能够将各磁角度传感器9设于同一电路板1000上，而且还能缩短键轴3至永磁体8的传动链路，有利于提升键轴3至永磁体8传动的灵活性，提升按键2000的灵活性，提升用户体验；当然，为了解决上述技术问题，后述的第三实施例提供了进一步的优选方案。

本实施例的螺旋压簧10构成本发明的预紧回位件，可选择地，在本发明的其它实施例中，预紧回位件也可以采用气压缸或相斥的磁铁组，磁铁组的设置方式例如可以参照公开号为CN108415578A的发明专利申请的第一磁源和第二磁源的组合设置方式，当然，预紧回位件也可以采用设于任一齿轮与基体之间的扭簧。

本实施例的按键应用于键盘中，可选择地，在本发明的其它实施例中，按键也可以应用于电器开关、电器调节按钮等，并且，此时运动件可以滑动安装于电器壳体表面，当然，此时运动件的预设轨迹可以不沿直线方向，例如预设轨迹呈弧线。

第二实施例

本实施例的图4至图6采用统一的空间直角坐标系（右手系），以表示各零部件之间的相对位置关系，其中Z’轴正向为竖直向上。

请参照图5及图6，本实施例键盘的主体结构同第一实施例，不同之处在于按键2000’的键轴3’至对应永磁体的传动方式，本实施例的键轴3’至对应永磁体的传动连接包括依次传动的键轴3’、第二齿条12’和第二直齿轮13’，永磁体固定在第二直齿轮13’的Z’轴负向端，永磁体与第二直齿轮13’的固定配合方式可以参照第一实施例中永磁体8与第二锥齿轮7的固定配合方式进行设置，这里再赘述。

第二齿条12’、第二直齿轮13’及永磁体均安装在对应盖体1’与框体2’围成的第二安装腔2001’中，第二齿条12’沿X’轴方向可滑动地安装在框体2’上，第二齿条12’的X’轴正向端具有倾斜朝上的引导面121’，第二直齿轮13’位于第二齿条12’的Y’轴正向侧，第二直齿轮13’的上下两端分别可转动地连接于盖体1’和框体2’，第二齿条12’与第二直齿轮13’啮合。

请参照图5及图6，键轴3’的Z’轴负向端具有限位部31’、抵接部32’和定位筒33’，限位部31’、抵接部32’和定位筒33’均位于第二安装腔2001’中，限位部31’的法线沿Z’轴方向的截面轮廓尺寸大于第一通孔的截面轮廓尺寸，抵接部32’与定位筒33’分别自限位部31’沿Z’轴负向延伸，定位筒33’位于抵接部32’的Y’轴正向侧，框体2’与限位部31’之间沿Z’轴方向挤压有第一螺旋压簧15’，第一螺旋压簧15’的Z’轴正向端抵接于限位部31’且被限制在定位筒33’的筒腔内，第一螺旋压簧15’的Z’轴负向端抵接于框体2’的Z’轴正向侧壁（内侧底壁），限位部31’在第一螺旋压簧15’的挤压作用下抵接至盖体1’的Z’轴负向侧壁；第二齿条12’的X’轴负向端与框体2’之间沿X’轴方向挤压有第二螺旋压簧14’，第二螺旋压簧14’的X’轴正向端抵接于第二齿条12’的X’轴负向端，第二螺旋压簧14’的X’轴负向端抵接于框体2’的壁体，第二齿条12’的引导面121’在第二螺旋压簧14’的挤压作用下抵接至抵接部32’。

本实施例的键轴3’和键帽构成本发明的运动件，本实施例的第二直齿轮13’构成本发明的旋转件，本实施例的第一螺旋压簧15’和第二螺旋压簧14’均构成本发明的预紧回位件。

在用户沿Z’轴负向按压键帽时，按压力克服第一螺旋压簧15’和第二螺旋压簧14’的弹力，键帽和键轴3’同步向Z’轴负向移动，第二齿条12’向X’轴负向移动，进而通过第二齿条12’、第二直齿轮13’的传动，使得永磁体绕平行于Z’轴方向的轴线转动，永磁体的转动情况能够与键帽的按压情况相对应，因而能够通过磁角度传感器9’检测永磁体的转动情况来反应键帽被按压的情况。

在用户对键帽的按压力撤销后，键轴3’及键帽在第一螺旋压簧15’的作用下向Z’轴正向回位，直至限位部31’与盖体1’的Z’轴负向侧壁抵接；第二齿条12’及第二齿轮在第二螺旋压簧14’的作用下回位，使第二齿条12’的引导面121’始终保持与抵接部32’的抵接。

本实施例的磁角度传感器9’相对永磁体在轴放置，且能够将同一键盘的各按键2000’的磁角度传感器9’设于同一电路板1000’。

本实施例的其余部分同第一实施例。

第三实施例

本实施例的图7至图9采用统一的空间直角坐标系（右手系），以表示各零部件之间的相对位置关系，其中Z’’轴正向为竖直向上，本实施例的Z’’轴方向为第一方向。

请参照图7至图9，本实施例键盘的主体结构同第一实施例，不同之处在于按键2000’’的键轴3’’至对应永磁体8’’的传动方式，本实施例的键轴3’’至永磁体8’’的传动采用后述的螺旋槽171’’（螺旋导轨的实例）与凸柱184’’（引导部的实例）的配合。

本实施例的键帽和一体成型的键轴3’’、连接板16’’和传动圆筒17’’构成本发明的运动件，本实施例的运动件与旋转件18’’直接传动连接。

具体而言，键轴3’’具有开口朝向Z’’轴负向的安装孔34’’ ，安装孔34’’的法线沿Z’’轴方向的截面形状呈圆形，键轴3’’、连接板16’’和传动圆筒17’’沿Z’’轴负向依次连接，连接板16’’的主面法线沿Z’’轴方向，传动圆筒17’’的中心线沿Z’’轴方向，连接板16’’的外缘凸于传动圆筒17’’的外周壁的径向外侧，传动圆筒17’’及连接板16’’均位于盖体1’’与框体2’’围成的第二安装腔2001’’中，连接板16’’的法线沿Z’’轴方向的截面尺寸大于第一通孔的截面尺寸，传动圆筒17’’的周壁上开设有螺旋槽171’’，螺旋槽171’’沿径向贯通传动圆筒17’’的侧壁，螺旋槽171’’的Z’’轴负向端为开口端（第一端的实例），螺旋槽171’’的Z’’轴正向端为封闭端（第二端的实例），螺旋槽171’’从开口端绕传动圆筒17’’的中心线螺旋延伸至封闭端，螺旋槽171’’的数量为两个，两个螺旋槽171’’沿传动圆筒17’’的周向阵列分布。

永磁体8’’固定在旋转件18’’的Z’’轴负向端，安装孔34’’的中心线、传动圆筒17’’的中心线以及旋转件18’’的转动轴线互相重合，旋转件18’’的主体结构呈阶梯轴状，旋转件18’’包括沿Z’’轴正向依次连接且轴线重合的第一轴段181’’、第二轴段182’’和第三轴段183’’，第一轴段181’’与第三轴段183’’的直径均小于第二轴段182’’的直径，第一轴段181’’与框体2’’可转动地连接，第三轴段183’’可转动且可滑动地配合于安装孔34’’中；当然，为了避免第一轴段181’’沿Z’’轴正向脱离与框体2’’的配合，优选设置限位结构，例如限位结构为设置在安装孔34’’中的预紧压簧，预紧压簧的Z’’轴正向端抵接于键轴3’’，预紧压簧的Z’’轴负向端抵接于第三轴段183’’，再例如将第一轴段181’’穿至框体2’’的Z’’轴负向侧，并在框体2’’的Z’’轴负向侧为第一轴段181’’连接限位结构。

传动圆筒17’’套于第二轴段182’’的外周壁上，第二轴段182’’的外周壁上具有两个朝径向外侧凸出的凸柱184’’，两个凸柱184’’沿第二轴段182’’的周向阵列分布，两个凸柱184’’与两条螺旋槽171’’一一对应，凸柱184’’沿径向穿设于对应的螺旋槽171’’中，凸柱184’’与对应螺旋槽171’’的侧壁面接触，凸柱184’’能相对传动圆筒17’’沿螺旋槽171’’滑动；可选择地，在本发明的其它实施例中，螺旋槽171’’与凸柱184’’的配合组数也可以设为三组、四组等。

传动圆筒17’’的外周壁套设有第三螺旋压簧19’’（预紧回位件的实例），第三螺旋压簧19’’的Z’’轴负向端与框体2’’的Z’’轴正向侧壁抵接，第三螺旋压簧19’’的Z’’轴正向端与连接板16’’的Z’’轴负向侧壁抵接，在第三螺旋压簧19’’的挤压作用下，连接板16’’的Z’’轴正向侧壁与盖体1’’的Z’’轴负向侧抵接。

在用户沿Z’’轴负向按压键帽时，按压力克服第三螺旋压簧19’’的弹力，键帽、键轴3’’、连接板16’’和传动圆筒17’’同步向Z’’轴负向移动，在传动圆筒17’’向Z’’轴负向侧移动时，通过螺旋槽171’’的Z’’轴正向侧螺旋面与凸柱184’’的配合带动旋转件18’’绕其旋转轴线转动，进而带动永磁体8’’转动，永磁体8’’的转动情况能够与键帽的按压情况相对应，因而能够通过检测永磁体8’’的转动情况来反应键帽的按压情况；在用户对键帽的按压力撤销后，键帽、键轴3’’、连接板16’’和传动圆筒17’’在第三螺旋压簧19’’的作用下沿Z’’轴正向回位，直至连接板16’’抵接于盖体1’’的Z’’轴负向侧壁，在此过程中，通过171’’的Z’’轴负向侧螺旋面与凸柱184’’的配合带动旋转件18’’绕其旋转轴线转动回位。

磁角度传感器9’’位于永磁体8’’和旋转件18’’的Z’’轴负向侧。

本实施例在磁角度传感器9’’相较于永磁体8’’在轴放置，且旋转件18’’与运动件直接传动的情况下，仍能够将各磁角度传感器9’’设于同一电路板1000’’，一方面使得本实施例的磁角度传感器9’’能够选用普通磁旋钮中的磁角度传感器，有利于提升磁角度传感器9’’的通用性，另一方面，有利于简化键轴3’’至永磁体8’’的传动结构，有利于提升按键2000’’的灵活性，再一方面，由于各磁角度传感器9’’能够设于同一电路板1000’’，因而有利于简化键盘的结构，有利于提升键盘的经济性。

本实施例的螺旋导轨设于运动件，引导部设于旋转件18’’；可选择地，在本发明的其它实施例中，也可以将螺旋导轨设于旋转件18’’，将引导部设于运动件。

本实施例的螺旋槽171’’具有相对设置的两个螺旋面（即Z’’轴正向侧螺旋面和Z’’轴负向侧螺旋面，本发明第一螺旋面和第二螺旋面的实例），一个螺旋面倾斜朝上，另一个螺旋面倾斜朝下，凸柱184’’配合于两个螺旋面之间，因而不论在键轴3’’被按下还是被回弹的过程中，均能由凸柱184’’与螺旋面之间的作用力带动旋转件18’’转动；可选择地，在本发明的其它实施例中，螺旋导轨也可以仅具有倾斜朝下的螺旋面（Z’’轴正向侧螺旋面），并且框体2’’与旋转件18’’的配合设有预紧扭簧，该螺旋面的延伸轨迹参照本实施例的螺旋槽171’’的延伸轨迹进行设置，在预紧扭簧的作用下，凸柱184’’与对应的螺旋面抵接，这样在用户沿Z’’轴负向按压键帽时，按压力克服第三螺旋压簧19’’和预紧扭簧的弹力，使得键帽、键轴3’’、连接板16’’及传动圆筒17’’向Z’’轴负向运功，同时使得旋转件18’’转动，并且在按压力撤销后，旋转件18’’在预紧扭簧的作用下进行回位旋转，确保凸柱184’’始终与对应的螺旋面抵接；同理，在发明的其它实施例中，螺旋导轨也可以仅具有倾斜朝上的螺旋面，并且框体2’’与旋转件18’’的配合设有预紧扭簧，该螺旋面的延伸轨迹参照本实施例的螺旋槽171’’设置，在预紧扭簧的作用下，螺旋面与对应的凸柱184’’抵接，这样在用户沿Z’’轴负向按压键帽时，旋转件18’’在预紧扭簧的作用下旋转，并且在用户的按压力撤销后，第三螺旋压簧19’’克服预紧扭簧的弹力，迫使键帽、键轴3’’、连接板16’’和传动圆筒17’’向Z’’轴正向回位，且迫使旋转件18’’旋转回位；当然，螺旋导轨优选采用本实施例的螺旋槽171’’，这样无需同时设置预紧扭簧和第三螺旋压簧19’’，而可以仅设置预紧扭簧和第三螺旋压簧19’’中的一个，有利于简化按键2000’’的结构，简化键盘的结构。

本实施例的其余部分同第一实施例。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.按键，包括基体和沿预设轨迹可移动地安装于所述基体的运动件，所述按键的按压部位于所述运动件；

其特征在于：

还包括旋转件和固设于所述基体的磁角度传感器，所述旋转件可转动地安装于所述基体，所述运动件与所述旋转件传动连接；

所述旋转件具有永磁体，所述磁角度传感器用于检测所述永磁体的旋转；

所述磁角度传感器用于检测所述永磁体的旋转角度和方向，在所述磁角度传感器检测到所述永磁体沿预设旋向连续旋转的角度大于或等于预设角度时，确认所述按压部被按压一次；或在所述磁角度传感器检测到所述永磁体沿预设旋向旋转至预设位置时，确认所述按压部被按压。

2.根据权利要求1所述的按键，其特征在于：

所述运动件与所述旋转件的传动连接包括齿轮齿条机构；

所述运动件与所述旋转件直接传动连接，所述运动件具有所述齿条，所述旋转件具有所述齿轮；

所述磁角度传感器位于所述旋转件的沿径向的一侧。

3.根据权利要求1所述的按键，其特征在于：

所述旋转件的转动轴线沿第一方向，所述磁角度传感器位于所述永磁体的沿所述第一方向的一侧；

所述预设轨迹沿所述第一方向延伸，所述运动件沿所述第一方向可移动地安装于所述基体。

4.根据权利要求3所述的按键，其特征在于：

所述运动件与所述旋转件通过螺旋导轨与引导部的配合进行传动连接，所述引导部沿所述螺旋导轨可活动，所述螺旋导轨的沿所述第一方向的两端分别为第一端和第二端，所述螺旋导轨从所述第一端绕所述旋转件的轴线螺旋延伸至所述第二端。

5.根据权利要求4所述的按键，其特征在于：

所述螺旋导轨位于所述旋转件，所述引导部位于所述运动件；和/或所述螺旋导轨位于所述运动件，所述引导部位于所述旋转件。

6.根据权利要求4所述的按键，其特征在于：

所述螺旋导轨包括螺旋槽，所述螺旋槽具有相对设置的第一螺旋面和第二螺旋面，所述第一螺旋面及所述第二螺旋面均绕所述旋转件的轴线螺旋延伸，沿所述第一方向，所述引导部配合于对应的所述第一螺旋面与所述第二螺旋面之间。

7.根据权利要求3所述的按键，其特征在于：

所述磁角度传感器包括磁阻传感元件；

所述永磁体的南极与北极的分布方向垂直于所述第一方向，所述旋转件的转动轴线过所述永磁体的中心位置，且过所述磁角度传感器。

8.根据权利要求1至7任一项所述的按键，其特征在于：

还包括预紧回位件，所述运动件在所述预紧回位件的作用下保持于初始位置；并且在所述运动件沿所述预设轨迹离开所述初始位置时，所述预紧回位件的作用力倾向于迫使所述运动件沿所述预设轨迹向所述初始位置回位。

9.键盘，其特征在于：

包括如权利要求1至8任一项所述的按键。

10.根据权利要求9所述的键盘，其特征在于：

所述键盘具有电路板，所述按键的数量为多个，各所述旋转件位于所述电路板的沿厚度方向的同侧，各所述磁角度传感器均设于所述电路板上；

所述运动件的运动方向沿所述电路板的厚度方向。

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