CN114867190B - 一种保护模块、pcb板和键盘 - Google Patents

Abstract

本申请涉及键盘的技术领域，尤其是涉及一种保护模块、PCB板和键盘，保护模块包括：单向导通元器件，依据正向导通特性，当单向导通元器件的正极处于高电位状态且单向导通元器件的负极处于低电位状态，则单向导通元器件实现导通，当单向导通元器件正极处于低电位状态且单向导通元器件负极处于高电位状态，则单向导通元器件实现截止，单向导通元器件的负极与外界键盘的接口连接；弹性导电件，外界键盘的金属面板通过弹性导电件与单向导通元器件的正极连接；带磁稳固件，安装于弹性导电件，带磁稳固件磁吸于外界键盘的金属面板以实现弹性导电件与外界键盘的金属面板连接。本申请的保护模块结构简单，设计巧妙，有助于提高人们使用键盘的用户体验。

Description

一种保护模块、PCB板和键盘

技术领域

本申请涉及键盘的技术领域，尤其是涉及一种保护模块、PCB板和键盘。

背景技术

键盘，通常指的是用于操作计算机设备运行的一种指令和数据输入装置。键盘按种类区分，可以分为机械键盘、薄膜键盘和导电橡胶式键盘。

在互联网迅速发展的时期，人们办公、生活、学习都离不开计算机设备。由于键盘是人们使用计算机设备时的重要配件，因此键盘的需求量也逐渐增加。随之而来的就是人们对键盘的用户体验提出更高的要求。

例如，人们会希望键盘的外观更加坚固和美观，所以键盘的面板会采用金属材质制成。在使用键盘的过程中，人们的皮肤难免会接触到键盘的金属面板，此时，若电脑机箱存在带电的故障，漏电电流会经由机箱的USB接口随着连接线以及键盘的接口传到键盘的金属面板，手部的皮肤接触到金属面板就会产生麻麻的感觉；另外，在冬天等空气相对湿度低的情况下，人们活动时由于摩擦所产生的静电无法及时导走，手部的皮肤接触到金属面板时，就会产生触电的感觉，上述情况都会给人们造成不好的用户体验。因此，上述问题亟待解决。

发明内容

为了解决上述的问题，提高人们使用键盘时的用户体验，本申请提供一种保护模块、PCB板和键盘。

本申请采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供一种保护模块，包括:单向导通元器件，依据正向导通特性，当所述单向导通元器件的正极处于高电位状态且所述单向导通元器件的负极处于低电位状态，则所述单向导通元器件实现导通，当所述单向导通元器件的正极处于低电位状态且所述单向导通元器件的负极处于高电位状态，则所述单向导通元器件实现截止，所述单向导通元器件的负极与外界键盘的接口连接；弹性导电件，外界键盘的金属面板通过所述弹性导电件与所述单向导通元器件的正极连接；带磁稳固件，安装于所述弹性导电件，所述带磁稳固件磁吸于外界键盘的金属面板以实现所述弹性导电件与外界键盘的金属面板连接。

通过采用上述方案，本申请结构简单，设置巧妙，本申请通过弹性导电体、单向导通元器件形成自外界键盘金属面板往外界键盘的接口方向的单向导电通路。具体地，人们活动时由于摩擦所产生的静电，且皮肤接触到金属面板时，此时静电从金属面板经由弹性导电件传到单向导通元器件的正极，单向导通元器件的正极处于高电位状态，相对地，单向导通元器件的负极处于低电位状态，单向导通元器件实现导通，从而单向导电通路可以将静电通过连接线传到电脑机箱，通过电脑机箱接地快速释放静电，有助于防止产生触电的情况发生；当电脑机箱带电会经由连接线传到键盘的接口，此时连接键盘的接口的单向导通元器件的负极处于高电位状态，相对地，单向导通元器件的正极处于低电位状态，单向导通元器件实现截止，阻止了电脑机箱的漏电电流传到键盘的金属面板，进而人们使用键盘且皮肤接触到金属面板时，有助于防止有电击的触感情况发生。因此，保护模块起到零部件数量少，但效果显著的作用。另外，带磁稳固件磁吸连接在金属面板，让弹性导电件的上端可以保持与金属面板连接，在结构方面保证导向通路的作用持续有效。

可选的，所述单向导通元器件采用二极管。

通过采用上述方案，本申请利用二极管的正向导通特征，实现将静电及时传到地的效果，以及有助于防止机箱漏电传到键盘的金属面板导致其带电的情况发生。

可选的，所述弹性导电件采用由铜材质制成的导电弹簧。

通过采用上述方案，弹性导电件就可以兼具弹性和导电性的功能。

可选的，所述带磁稳固件设有第一通孔，所述导电弹簧贯穿所述第一通孔，所述带磁稳固件与所述导电弹簧滑动连接。

通过采用上述方案，导电弹簧可以贯穿第一通孔，让带磁稳固件和导电弹簧进行滑动连接以调整两者之间的相对位置。

可选的，所述带磁稳固件的侧边设有安装管，所述安装管设有第二通孔，所述导电弹簧贯穿所述第二通孔，所述带磁稳固件与所述导电弹簧滑动连接。

通过采用上述方案，安装管的设定可以无需让带磁稳固件直接与导电弹簧连接，进而有助于让带磁稳固件的上端面与导电弹簧的上端所在平面可以平行，进而确保导电弹簧与金属面板的接触面积，提升导电弹簧和金属面板之间电性连接效果。

可选的，所述导电弹簧的上端往所述导电弹簧的下端方向突伸有限位块。

通过采用上述方案，限位块可以有效防止带磁稳固件滑动至与导电弹簧脱离，对导电弹簧起到防丢的效果。

可选的，所述保护模块还包括电阻元器件，所述电阻元器件的一端与所述二极管的负极电性连接，所述电阻元器件的另一端接地。

通过采用上述方案，电阻元器件起到抗电磁干扰的作用。

可选的，所述带磁稳固件固定连接于所述导电弹簧的上端，所述带磁稳固件采用导电型磁铁。

通过采用上述方案，带磁稳固件就可以既有导电性又有磁性。

第二方面，本申请提供一种PCB板，设有接口，PCB板还设有上述任一项的保护模块，所述单向导通元器件的负极与所述接口连接，外界键盘的金属面板通过所述弹性导电件与所述单向导通元器件的正极连接，所述带磁稳固件磁吸于外界键盘的金属面板以实现所述弹性导电件与外界键盘的金属面板连接。

第三方面，本申请提供一种键盘，被配置有上述的PCB板。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本申请结构简单，设置巧妙，本申请通过弹性导电体、单向导通元器件形成自外界键盘金属面板往外界键盘的接口方向的单向导电通路。具体地，人们活动时由于摩擦所产生的静电，且皮肤接触到金属面板时，此时静电从金属面板经由弹性导电件传到单向导通元器件的正极，单向导通元器件的正极处于高电位状态，相对地，单向导通元器件的负极处于低电位状态，单向导通元器件实现导通，从而单向导电通路可以将静电通过连接线传到电脑机箱，通过电脑机箱接地快速释放静电，有助于防止产生触电的情况发生；当电脑机箱带电会经由连接线传到键盘的接口，此时连接键盘的接口的单向导通元器件的负极处于高电位状态，相对地，单向导通元器件的正极处于低电位状态，单向导通元器件实现截止，阻止了电脑机箱的漏电电流传到键盘的金属面板，进而人们使用键盘且皮肤接触到金属面板时，有助于防止有电击的触感情况发生。因此，保护模块起到零部件数量少，但效果显著的作用。

2、带磁稳固件磁吸连接在金属面板，让弹性导电件的上端可以保持与金属面板连接，在结构方面保证导向通路的作用持续有效。

附图说明

图1为本申请实施例1一种保护模块的电性连接原理框图。

图2为本申请实施例1所述保护模块的电路原理图。

图3为本申请实施例1所述保护模块的局部结构示意图。

图4为本申请实施例1所述保护模块的局部正视图。

图5为本申请实施例1所述带磁稳固件的侧边设有安装管的局部结构示意图。

图6为本申请实施例1所述弹性导电件设有限位件的局部正视图。

图7为本申请实施例1所述自卷型伸缩地线的局部结构示意图。

图8为本申请实施例2所述保护模块的电路原理图。

图9为本申请实施例3所述保护模块的局部结构示意图。

附图标记：

1、单向导通元器件；2、弹性导电件；3、带磁稳固件；4、第一通孔；5、安装管；6、第二通孔；7、限位块；8、PCB板；9、金属面板；10、接地夹子；11、按键；12、容置槽。

具体实施方式

以下结合附图1-图9对本申请作进一步详细说明。

实施例1

参照图1-图3，一种保护模块，包括:

单向导通元器件1，单向导通元器件1的负极与外界键盘的接口连接。

弹性导电件2，外界键盘的金属面板9通过弹性导电件2与单向导通元器件1的正极连接。

带磁稳固件3，安装于弹性导电件2，带磁稳固件3磁吸于外界键盘的金属面板9以实现弹性导电件2与外界键盘的金属面板9连接。

键盘的金属面板9通常采用铁材质或者铁合金材质制成，保护模块设置于键盘的内部。其中，带磁稳固件3通过其磁吸金属如磁吸铁的特性，让带磁稳固件3可以磁吸在金属面板9面向键盘内部的端面，让带磁稳固件3与金属面板9实现磁吸连接。

键盘的接口如USB接口或者MIDI接口通常是焊接于键盘内配置的PCB板8。以键盘的接口为USB接口为例，回看图2本实施例提供一种具体的连接方式，单向导通元器件1可以设置于PCB板8上，设置的方式可以为焊接。弹性导电件2的下端焊接于PCB板8，这样弹性导电件2就可以通过PCB板8预设的第一印刷线路（图中未画出），实现弹性导电件2的下端与单向导通元器件1的正极连接，以及单向导通元件的负极可以通过PCB板8预设的第二印刷线路（图中未画出）与键盘的USB接口的SHIELD引脚即外壳金属地连接。

本实施例提供另一种连接方式，单向导通元器件1和弹性导电件2均设置在PCB板8上，且弹性导电件2的下端直接与单向导通元件的正极焊接；单向导通元件的负极直接与键盘的USB接口的SHIELD引脚即外壳金属地焊接。

另外，金属面板9间隔设置于PCB板8的上方，且金属面板9和PCB板8之间的间隙长度小于或者等于弹性导电件2的长度。因此，在组装键盘时，弹性导电件2位于金属面板9和PCB板8之间，弹性导电件2的两端分别受到金属面板9和PCB板8施加的力而让弹性导电件2呈现出持续压缩的姿态，由于带磁稳固件3安装于弹性导电件2上，且带磁稳固件3磁吸连接在金属面板9，导致弹性导电件2的上端贴在金属面板9的下端面，因此弹性导电件2的下端可以实现与单向导通元件的正极连接，弹性导电件2的上端可以保持与金属面板9连接，且弹性导电件2的上端在带磁稳固件3的磁吸固定作用下有助于减少由于弹性导电件2的姿态偏移导致影响导电的情况发生。

在具体使用键盘时，依据正向导通特性，当单向导通元器件1的正极处于高电位状态且单向导通元器件1的负极处于低电位状态，则单向导通元器件1实现导通，当单向导通元器件1的正极处于低电位状态且单向导通元器件1的负极处于高电位状态，则单向导通元器件1实现截止。

例如，电脑机箱由于其内部的主板漏电或者电源漏电，或者由于老旧电网线路的原因，导致主板地带电，而主板地是与电脑机箱连在一起的，那么电脑机箱就存在了带电的故障，电脑机箱带电会顺着电脑机箱的USB接口，经由连接线传到键盘的接口如USB接口或MIDI接口。此时连接键盘的接口的单向导通元器件1的负极处于高电位状态，相对地，单向导通元器件1的正极处于低电位状态。因此，单向导通元器件1实现截止，阻止了电脑机箱的漏电电流通过USB接口、连接线、键盘的接口传到键盘的金属面板9，进而人们使用键盘且皮肤接触到金属面板9时，有助于防止有电击的触感情况发生。

又例如，在冬天等空气相对湿度低的情况下，人们活动时由于摩擦所产生的静电，且皮肤接触到金属面板9时，此时静电从金属面板9经由弹性导电件2传到单向导通元器件1的正极，单向导通元器件1的正极处于高电位状态，相对地，单向导通元器件1的负极处于低电位状态。因此，单向导通元器件1实现导通，有助于将静电通过金属面板9、弹性导电件2、单向导通元器件1、键盘的接口、连接线传到电脑机箱，通过电脑机箱接地快速释放静电，进而人们在使用键盘且皮肤接触到金属面板9时，有助于防止产生触电的情况发生。

具体地，回看图2，单向导通元器件1采用二极管，二极管的型号可以采用1N4007或者是1N4008，以1N4007为例，其反向击穿电压为1000V，以1N4008为例，其反向击穿电压为1200V，而一般的居民用电的漏电电压不大于220V,可以有效地防止被击穿的情况发生。

回看图3，弹性导电件2采用由铜材质制成的导电弹簧，具体采用由条料卷制成轴向螺旋状的导电弹簧，让弹性导电件2兼具弹性和导电性的功能。其中弹性的功能有助于吸收用户按压键盘时所产生的对键盘的力，起到一定的缓冲减震的作用，有助于减少键盘的部件之间硬性碰撞的情况发生，从而起到减少杂音的作用。

本实施例中，带磁稳固件3可以由磁铁制成。作为其中一种实施方式，回看图3和参照图4，带磁稳固件3设有第一通孔4，导电弹簧贯穿第一通孔4，带磁稳固件3与导电弹簧滑动连接。

具体地，导电弹簧贯穿第一通孔4，让带磁稳固件3和导电弹簧进行滑动连接以调整两者之间的相对位置，例如带磁稳固件3位于靠近导电弹簧中心的位置，在带磁稳固件3磁吸在金属面板9时，导电弹簧中位于带磁稳固件3上端的部分，可以在带磁稳固件3与金属面板9的相互作用力下紧贴在金属面板9的下端面，保证了金属面板9可以通过导电弹簧导电到单向导通元器件1的功能。

进一步的，参照图5，带磁稳固件3的侧边设有安装管5，安装管5设有第二通孔6，导电弹簧贯穿第二通孔6，带磁稳固件3与导电弹簧滑动连接。

具体地，安装管5设置在带磁稳固件3的侧边，导电弹簧贯穿第二通孔6时，安装管5的设定，无需让带磁稳固件3直接与导电弹簧连接，进而有助于让带磁稳固件3的上端面与导电弹簧的上端所在平面可以平行，这样在带磁稳固件3磁吸在金属面板9时，有助于减少导电弹簧因为受力导致其上端偏向一边的情况发生，进而确保导电弹簧与金属面板9的接触面积，提升导电弹簧和金属面板9之间电性连接效果。

进一步的，导电弹簧的上端往导电弹簧的下端方向突伸有限位块7。

参照图6，以带磁稳固件3的侧边设有安装管5为例，导电弹簧的上端靠近外界键盘的金属面板9，设置限位块7可以有效防止带磁稳固件3滑动至与导电弹簧脱离。具体地，限位块7向下凸起，有助于导电弹簧的上端和金属面板9更好地接触，限位块7的形状可以为球状或者是块状。

本实施例还提供一种PCB板，用于作为键盘的控制板，PCB板8设有接口，PCB板8还设有上述保护模块，单向导通元器件1的负极与接口连接，外界键盘的金属面板9通过弹性导电件2与单向导通元器件1的正极连接，带磁稳固件3磁吸于外界键盘的金属面板9以实现弹性导电件2与外界键盘的金属面板9连接。

本实施例还提供一种键盘，被配置有上述的PCB板8。

进一步的，参照图7，键盘还设有自卷型伸缩地线，自卷型伸缩地线的一端与金属面板9相连，自卷型伸缩地线的另一端设有接地夹子10，自卷型伸缩地线容设于键盘内，自卷型伸缩地线设有按键11，按键11和接地夹子10均突伸出金属面板9，金属面板9凹陷有用于容设接地夹子10的容置槽12。

具体地，在单向导通元器件1出现故障导致其相当于断路时，用户可以先拉出地线，并且将接地夹子10夹在外界的常规接地位置。这样后续用户带有静电且皮肤接触到金属面板9时，静电可以顺着金属面板9、地线和接地夹子10传到常规的接地位置如插地针等，从而快速消除人体传到金属面板9的静电，有助于防止有电击的触感情况发生。

在不需要使用时，可以按下按键11，让自卷型伸缩地线实现地线回缩的作用，并且将接地夹子10容设于容置槽12内，自卷型伸缩地线的结构原理与常规的自卷式卷尺的结构原理类似，再次不再赘述。

实施例2

与实施例1不同的是，保护模块还包括电阻元器件，电阻元器件的一端与二极管的负极电性连接，电阻元器件的另一端接地。参照图8，电阻元器件为图中的R1,设置电阻元器件起到抗电磁干扰的作用，电磁干扰源于电网的电磁脉冲。具体地，电阻元器件可以采用0欧姆，电阻元器件的另一端接信号地。

实施例3

与实施例1、2不同的是，参照图9，带磁稳固件3固定连接于导电弹簧的上端，带磁稳固件3采用导电型磁铁。具体地，导电型磁铁包括但不限于铵铁硼强力磁铁、锐钴磁铁、铝镍钴磁铁或者铁铬钴磁铁，这样设置具有让导电型磁铁既有导电性又有磁性，优化了带磁稳固件3与金属面板9、PCB板8之间的连接关系。以铝镍钴磁铁为例，在组装键盘时，导电弹簧位于金属面板9和PCB板8之间，导电弹簧的上端的铝镍钴磁铁磁吸于金属面板9，导电弹簧的下端与单向导通元件的正极连接。依据正向导通特性，当单向导通元器件1的正极处于高电位状态且单向导通元器件1的负极处于低电位状态，例如人体带静电且皮肤接触到金属面板9时，则单向导通元器件1实现导通，静电通过金属面板9、导电型磁铁、导电弹簧、单向导通元器件1、键盘的接口、连接线传到电脑的机箱，通过电脑的机箱接地快速释放静电。当单向导通元器件1的正极处于低电位状态且单向导通元器件1的负极处于高电位状态，例如电脑机箱带电，则单向导通元器件1实现截止，阻止了电脑机箱的漏电电流通过USB接口、连接线、键盘的接口、导电弹簧、导电型磁铁传到键盘的金属面板9，进而人们使用键盘且皮肤接触到金属面板9时，有助于防止有电击的触感情况发生发生。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种保护模块，其特征在于，包括:

单向导通元器件(1)，依据正向导通特性，当所述单向导通元器件(1)的正极处于高电位状态且所述单向导通元器件(1)的负极处于低电位状态，则所述单向导通元器件(1)实现导通，当所述单向导通元器件(1)的正极处于低电位状态且所述单向导通元器件(1)的负极处于高电位状态，则所述单向导通元器件(1)实现截止，所述单向导通元器件(1)的负极与外界键盘的接口连接；

弹性导电件(2)，外界键盘的金属面板(9)通过所述弹性导电件(2)与所述单向导通元器件(1)的正极连接；

带磁稳固件(3)，安装于所述弹性导电件(2)，所述带磁稳固件(3)磁吸于外界键盘的金属面板(9)以实现所述弹性导电件(2)与外界键盘的金属面板(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种保护模块，其特征在于，所述单向导通元器件(1)采用二极管。

3.根据权利要求1所述的一种保护模块，其特征在于，所述弹性导电件(2)采用由铜材质制成的导电弹簧。

4.根据权利要求3所述的一种保护模块，其特征在于，所述带磁稳固件(3)设有第一通孔(4)，所述导电弹簧贯穿所述第一通孔(4)，所述带磁稳固件(3)与所述导电弹簧滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种保护模块，其特征在于，所述带磁稳固件(3)的侧边设有安装管(5)，所述安装管(5)设有第二通孔(6)，所述导电弹簧贯穿所述第二通孔(6)，所述带磁稳固件(3)与所述导电弹簧滑动连接。

6.根据权利要求4或者5所述的一种保护模块，其特征在于，所述导电弹簧的上端往所述导电弹簧的下端方向突伸有限位块(7)。

7.根据权利要求2所述的一种保护模块，其特征在于，所述保护模块还包括电阻元器件，所述电阻元器件的一端与所述二极管的负极电性连接，所述电阻元器件的另一端接地。

8.根据权利要求3所述的一种保护模块，其特征在于，所述带磁稳固件(3)固定连接于所述导电弹簧的上端，所述带磁稳固件(3)采用导电型磁铁。

9.一种PCB板，用于作为键盘的控制板，所述PCB板(8)设有接口，其特征在于，所述PCB板(8)还设有如权利要求1-8任一项的保护模块，所述单向导通元器件(1)的负极与所述接口连接，外界键盘的金属面板(9)通过所述弹性导电件(2)与所述单向导通元器件(1)的正极连接，所述带磁稳固件(3)磁吸于外界键盘的金属面板(9)以实现所述弹性导电件(2)与外界键盘的金属面板(9)连接。

10.一种键盘，其特征在于，被配置有如权利要求9的PCB板(8)。