CN115692065A - 按键组件和可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种按键组件，包括巴管、按键、弹片、开关和固定支架。按键包括相连的按键帽和按键杆，按键杆具有远离按键帽的接触端，按键杆穿过巴管的内腔，按键杆与内腔的腔壁形成转动连接，并能在内腔中沿按键杆的轴线移动；接触端与按键帽均外露于巴管的相对两端；弹片包括第一板、弹力臂和第二板，弹力臂的两端连接第一板和第二板；第二板固定至固定支架；弹力臂与第二板连接的一端，以及弹力臂与第一板连接的另一端，分别位于接触端的端面的两侧，第一板的一侧靠近开关，第一板的另一侧与接触端的端面接触；开关安装于固定支架，并位于第一板背离接触端的一侧。本申请还提供了一种可穿戴设备。本申请能够解决可穿戴设备使用弹簧导致的缺陷。

Description

按键组件和可穿戴设备

技术领域

本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种按键组件和具有该按键组件的可穿戴设备。

背景技术

可穿戴设备(例如智能手表)具有可按压旋转的按键，按压或转动按键，可以实现相应的功能。常规的智能手表使用弹簧提供按压回弹力，弹簧设在按键的键帽内。当按键旋转时，键帽与弹簧的端部会发生摩擦，容易导致按键卡涩、异响、正转/反转阻尼偏差大等异常，影响用户体验。

发明内容

本申请实施例提供了一种按键组件和具有该按键组件的可穿戴设备，能够解决常规可穿戴设备使用弹簧导致的按键卡涩、异响、正转/反转阻尼偏差大的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种按键组件,按键组件用于安装在可穿戴设备中实现按键功能，其中，可穿戴设备包括壳体。按键组件包括巴管、按键、弹片、开关和固定支架；巴管和固定支架用于安装于壳体；按键包括相连的按键帽和按键杆，按键杆具有远离按键帽的接触端；按键杆穿过巴管的内腔，按键杆与内腔的腔壁形成转动连接，并能在内腔中沿按键杆的轴线移动；接触端与按键帽均外露于巴管的相对两端；弹片包括第一板、弹力臂和第二板，弹力臂的两端分别连接第一板和第二板；第二板用于将弹片安装于固定支架；弹力臂的与第二板连接的一端，以及弹力臂的与第一板连接的另一端，分别位于接触端的端面的两侧，且第一板的一侧靠近开关，第一板的另一侧与接触端的端面接触；开关安装于固定支架，且位于第一板背离接触端的一侧；按键帽受压时，按键杆能沿轴线移动并推动第一板远离弹力臂的与第二板连接的一端，使得第一板按压开关，其中弹力臂能产生弹性形变；按键帽所受的压力撤销时，第一板能在弹力臂的弹力作用下推动按键杆远离开关。

本申请实施例中，按键杆与巴管的内腔形成转动配合与滑动配合。巴管可对按键杆进行承载。接触端为按键杆上的远离按键帽的一个实体部分，接触端的端面的法线基本垂直于按键杆的轴线。弹片的第二板可固定至固定支架，以使弹片安装在固定支架上。弹片的第一板用于按压开关。第二板与第一板通过弹片的弹力臂连接，且弹力臂的相对两端分别位于接触端的端面的两侧。当用户按压按键帽时，弹片将会伸长。

本申请实施例中，由于按键在巴管的内腔内可以顺滑地正转和反转，正转与反转的摩擦阻尼一致，因此避免了使用弹簧的传统方案的按键卡涩、正转/反转阻尼偏差大、异响等异常，能够极大提升用户体验。

并且，由于弹片可以位于壳体的内侧，距离按键帽较远，外界水汽灰尘不易通过按键帽与壳体的间隙进入到弹片处。因此，本申请实施例的方案能避免弹片被外界侵蚀，保证弹片的可靠性。另外，按键的按键杆与巴管的配合长度较大，巴管对按键杆具有较为显著的限位作用，使得按键不易晃动。

在第一方面的一种实现方式中，弹片包括两个弹力臂，两个弹力臂具有间隔，间隔供接触端穿过，以使接触端的端面与第一板接触；第一板连接于两个弹力臂之间；第二板与两个弹力臂均连接。双弹力臂的设计能能够提供充分弹力，能够优化按键组件的按压手感。按键杆的接触端穿过弹力臂的间隔，能够节省空间，有利于可穿戴设备的紧凑设计。

在第一方面的一种实现方式中，第二板与弹力臂形成弯折角，第一板位于弯折角内。此种弹片弹力足够，结构紧凑，便于安装，能够适应可穿戴设备的内部结构空间。

在第一方面的一种实现方式中，第二板具有定位孔，固定支架具有热熔柱，热熔柱穿过定位孔，并与定位孔的边缘卡接。热熔固定的方式设计与制造简单，连接可靠。

在第一方面的一种实现方式中，弹片包括第三板，第三板与第一板远离弹力臂的一端连接，第三板与第一板形成弯折角，且第三板朝背离接触端的方向倾斜。

本实现方式中，可以先将巴管和按键先装在可穿戴设备的壳体上，再将已安装有弹片的固定支架安装至壳体。其中，在将弹片沿定位至弹片的安装位置的过程中，由于弹片的第三板朝背离接触端的方向倾斜，这样能够对弹片的运动进行导向，减少弹片被接触端卡住的风险，保证弹片能顺利地与接触端配合。

在第一方面的一种实现方式中，弹力臂包括第一臂和第二臂，第一臂的两端分别连接第二板与第二臂，第二臂的两端分别连接第一臂与第一板；第一臂与第一板层叠并具有间隔，第一臂与第一板分别位于接触端的端面的两侧。此种弹力臂具有足够的弹力，结构简单，量产性好。

在第一方面的一种实现方式中，第二臂呈弯折状，第二臂中的弯折连接的部分之间不共面。本实现方式中，第二臂可以包括若干平整结构，这些平整结构依次相连并形成弯折角。或者，第二臂也可以整体呈曲线形状，如弧线形状。

在第一方面的一种实现方式中，第二臂包括第一平整部分与第二平整部分，第一平整部分与第二平整部分弯折连接，第一平整部分远离第二平整部分的一端与第一板连接，第二平整部分远离第一平整部分的一端与第一臂弯折连接。此种结构的弹片具有足够的弹力，结构简单，量产性好。

在第一方面的一种实现方式中，第二臂包括第一平整部分、第一弯板部分、第二平整部分和第二弯板部分；第一平整部分、第二平整部分以及第一臂依次层叠并具有间隔，第一弯板部分与第二弯板部分分别位于第二平整部分的相对两端，第一弯板部分连接第一平整部分与第二平整部分，第一平整部分远离第一弯板部分的一端与第一板连接，第二弯板部分连接第二平整部分与第一臂。此种结构的弹片具有足够的弹力，结构简单，量产性好。

在第一方面的一种实现方式中，按键组件包括螺母，螺母与按键杆的接触端螺纹连接，接触端的端部外露于螺母；螺母与巴管的端面接触，螺母接触巴管的一端的外径，大于巴管接触螺母的一端的外径，以防止按键杆从巴管脱落。通过螺母对按键杆进行限位，连接可靠，设计与制造简单。

在第一方面的一种实现方式中，接触端包括相连的接触部分和螺纹部分，接触部分的外径小于螺纹部分的外径；接触部分与第一板接触；螺纹部分与螺母螺纹连接；螺母靠近接触部分的端面，与螺纹部分靠近接触部分的端面焊接。通过焊接可以加强螺母与按键杆的连接，杜绝按键杆从巴管脱落的风险。

常规产品中使用封套结构将按键杆的端部包住，按键杆的端部并未外露，该封套结构接触弹片的第一板。在封套结构内有胶水，将封套结构与按键杆的端部粘接，以避免按键杆与巴管分离。此种设计在制造时胶水的用量难以准确控制，容易溢胶或少胶，并且在高温下胶水容易失效。本实现方式中螺母与按键杆使用螺纹连接结合焊接的设计，工艺稳定性和工艺精度均较高，连接更为可靠。

在第一方面的一种实现方式中，螺母接触巴管的一端的端面设有耐磨润滑层；和/或，巴管接触螺母的一端的端面设有耐磨润滑层；其中，耐磨润滑层的硬度大于或等于HV1000，粗糙度小于或等于Ra0.2。本实现方式中，螺母能跟随按键杆相对巴管转动。设计耐磨润滑层能增强螺母和/或巴管的耐磨性，减小螺母与巴管的摩擦。

在第一方面的一种实现方式中，按键组件包括传感器，传感器与螺母间隔设置，传感器用于检测螺母的转动方向和转动角度。本实现方式中，传感器与螺母均是单独的部件，此种分体设计能降低设计难度，减少成本。

在第一方面的一种实现方式中，按键组件包括耐磨支架，耐磨支架的材料硬度大于或等于HV1000；耐磨支架包括相连的底壁和周侧壁，周侧壁凸设于底壁的周缘，底壁设有中心通孔；按键杆穿过中心通孔，底壁及周侧壁均与按键帽的内壁固定连接，其中周侧壁位于巴管与按键帽的内壁之间。

本实现方式中，巴管会比较靠近按键帽的内壁，由于加工误差或者组装误差，巴管与按键帽的内壁可能会接触并产生摩擦。在巴管与按键帽的内壁之间设耐磨支架后，就能够避免巴管与按键帽的内壁产生摩擦、异响。另外，安装耐磨支架后，按键不易沿自身径向产生晃动，从而提升了组装精度，保证用户体验。

在第一方面的一种实现方式中，巴管包括连接部分和配合部分；连接部分具有内腔，连接部分用于固定至壳体；配合部分环绕连接于连接部分的外周，并位于连接部分远离螺母的一端；耐磨支架的周侧壁位于配合部分与按键帽的内壁之间。此种巴管结构简单，量产性好，与其他部件的配合精度较高。

在第一方面的一种实现方式中，配合部分朝向周侧壁的表面设有耐磨润滑层，耐磨润滑层的硬度大于或等于HV1000，粗糙度小于或等于Ra0.2。设计耐磨润滑层能增强巴管的耐磨性，减小巴管与与耐磨支架的摩擦。

在第一方面的一种实现方式中，按键杆位于内腔的部分的表面设有安装槽，安装槽环绕按键杆的轴线；按键组件包括第一密封圈，第一密封圈安装在安装槽内，并与内腔的内壁接触。设计第一密封圈能够减少或防止外界水汽从按键帽处进入到壳体内部。

在第一方面的一种实现方式中，接触端的端面设有耐磨润滑层；和/或，第一板接触接触端的表面设有耐磨润滑层；其中，耐磨润滑层的硬度大于或等于HV1000，粗糙度小于或等于Ra0.2。设计耐磨润滑层能增强按键杆和/或弹片的耐磨性，减小按键杆与弹片的摩擦。

第二方面，本申请实施例提供了一种按键组件，按键组件用于安装在可穿戴设备中实现按键功能，其中，可穿戴设备包括壳体。按键组件包括巴管、按键、螺母、弹片、开关和固定支架；巴管和固定支架用于安装于壳体；按键包括相连的按键帽和按键杆，按键杆具有远离按键帽的接触端；按键杆穿过巴管的内腔，按键杆与内腔的腔壁形成转动连接，并能在内腔中沿按键杆的轴线移动；接触端与按键帽均外露于巴管的相对两端；螺母与按键杆的接触端形成螺纹连接，接触端的端部外露于螺母；螺母与巴管的端面接触，螺母接触巴管的一端的外径，大于巴管接触螺母的一端的外径；弹片包括第一板、弹力臂和第二板，弹力臂连接于第一板和第二板之间；第二板固定至固定支架；弹力臂呈弯折状；第一板与按键杆的接触端接触；开关安装在固定支架上，并位于第一板背离接触端的一侧；按键帽受压时，按键杆能沿轴线移动并推动第一板，使得第一板按压开关，其中弹力臂能产生弹性形变；按键帽所受的压力撤销时，第一板能在弹力臂的弹力作用下推动按键杆远离开关。

本申请实施例中，由于按键在巴管的内腔内可以顺滑地正转和反转，正转与反转的摩擦阻尼一致，因此避免了使用弹簧的传统方案的按键卡涩、正转/反转阻尼偏差大、异响等异常，能够极大提升用户体验。

第三方面，本申请实施例提供了一种可穿戴设备，包括壳体和上文所述的按键组件；壳体具有安装孔，安装孔连通壳体内外；巴管与安装孔的内壁固定连接；巴管的一部分与按键帽均位于壳体之外；弹片与开关均位于壳体之内。

本申请实施例的可穿戴设备，其按键可以顺滑地正转和反转，正转与反转的摩擦阻尼一致，没有异响。

在第三方面的一种实现方式中，安装孔为螺纹孔；巴管与安装孔螺纹连接；巴管朝向弹片的端面与安装孔朝向弹片的端面焊接。通过螺纹连接与焊接能将巴管可靠地固定至壳体，且此种连接设计具有较高的工艺稳定性和工艺精度。

在第三方面的一种实现方式中，巴管位于壳体之外的部分与壳体之间具有间隙；可穿戴设备包括第二密封圈，第二密封圈位于间隙内，并与巴管及壳体均接触。第二密封圈可处于压缩状态，以起到密封作用。通过使用第二密封圈，能够阻断外界水汽进入壳体内部的路径，确保按键组件的工作可靠性。

附图说明

图1是本申请实施例中的可穿戴设备的立体结构示意图；

图2是图1中的可穿戴设备的局部结构示意图；

图3是图2所示结构的分解结构示意图；

图4是图3所示结构的分解结构示意图；

图5是图4中的壳体的结构示意图；

图6是图4中的巴管的立体结构示意图；

图7是图6中的巴管的剖视结构示意图；

图8是图4中的按键的立体结构示意图；

图9是图8中的按键的剖视结构示意图；

图10是图4中的耐磨支架在一个视角下的立体结构示意图；

图11是图4中的耐磨支架在另一个视角下的立体结构示意图；

图12是图4中的按键和耐磨支架的组装剖视结构示意图；

图13是图4中的螺母在一个视角下的立体结构示意图；

图14是图4中的螺母在另一个视角下的立体结构示意图；

图15是图4中的按键部分的组装剖视结构示意图；

图16是图4中的固定支架的立体结构示意图；

图17是图16中B处的局部放大结构示意图；

图18是图4中的固定支架部分的一种弹片在一个视角下的立体结构示意图；

图19是图18中的弹片在一个视角下的立体结构示意图；

图20是图18中的弹片的侧视结构示意图；

图21是图18中的弹片与图16中的固定支架的组装结构示意图；

图22是图21中C处的局部放大结构示意图；

图23是图4中的固定支架部分的另一种弹片在一个视角下的立体结构示意图；

图24是图23中的弹片在一个视角下的立体结构示意图；

图25是图23中的弹片的侧视结构示意图；

图26是图23中的弹片与图16中的固定支架的组装结构示意图；

图27是图26中D处的局部放大结构示意图；

图28是图4中的电路板组件的立体结构示意图；

图29是图3中的固定支架部分的立体结构示意图；

图30是图29中E处的局部放大结构示意图；

图31是图2所示结构的A-A剖视结构示意图；

图32是图31中F处的局部放大结构示意图。

具体实施方式

本申请以下实施例提供了一种可穿戴设备，包括但不限于智能手表、电子血压计、智能手环等，以下将以智能手表为例进行描述。

如图1和图2所示，本申请实施例的可穿戴设备10可以包括壳体11、屏幕12和按键组件13，屏幕12和按键组件13均安装于壳体11(图2为图1所示除去屏幕12后的结构)。

如图2和图3所示，按键组件13可以包括按键部分14和固定支架部分15。其中，按键部分14的一部分露在壳体11外侧，一部分位于壳体11内侧。固定支架部分15安装在壳体11内侧。

图4可以示意按键部分14与固定支架部分15的分解结构。如图4所示，按键部分14可以包括螺母16、密封圈17(可称为第二密封圈)、巴管18、耐磨支架19、密封圈20(可称为第一密封圈)和按键21。固定支架部分15可以包括电路板组件22、固定支架23和弹片24(以一种实施方式中的弹片24为例，下文还会描述另一实施方式中的弹片34)。下面将逐一对以上部件进行详细描述。

如图5所示，壳体11可近似为圆环状结构。可以理解的是，根据产品需要，壳体11也可以具有其他形状，例如近似为矩形环状结构。本实施例对壳体11的具体结构不做限定。壳体11的侧壁可开设安装孔11a，安装孔11a为螺纹孔，用于安装巴管18(下文将继续描述)。

如图6和图7所示，巴管18可基本为回转体。巴管18可以包括连接部分181(也可称为第一部分)与配合部分182(也可称为第二部分)，连接部分181与配合部分182可连为一体(图7中的横向虚线表示二者的分界)，配合部分182位于连接部分181的一端。

连接部分181可近似为圆管状，其具有内腔181b，内腔181b可以为圆形通孔。连接部分181的外侧面可设有外螺纹(图7中的锯齿状结构)，外螺纹可与配合部分182具有间隔，且与连接部分181背离配合部分182的端面181a相隔一定距离。通过该外螺纹，连接部分181可与壳体11的安装孔11a螺纹连接(下文将继续描述)。

为了增强连接部分181与壳体11的连接强度，避免巴管18在按键组件13的长期使用中被反向扭出导致松脱，影响按键功能，可将该外螺纹朝向端面181a的表面，与壳体11的安装孔11a朝向端面181a的表面(两个表面基本平齐)进行焊接(下文将继续描述)。例如，可以通过点焊工艺将两个表面焊接。在其他实施例中，根据产品需要，可以不对连接部分181与壳体11进行焊接。

连接部分181背离配合部分182的端面181a可以设耐磨润滑层。该耐磨润滑层的硬度可以大于或等于HV1000(例如可以是HV1000、HV1200、HV1500等)，粗糙度小于或等于Ra0.2(例如可以是Ra0.2、Ra0.15、Ra0.1等)。该耐磨润滑层具有较好的耐磨性能与润滑性能。该耐磨润滑层包括但不限于类金刚石薄膜(diamond-like carbon，DLC)、聚四氟乙烯层(Polytetrafluoroethylene，PTFE，俗称特氟龙)等。端面181a可与螺母16滑动接触(下文将继续描述)，设计该耐磨润滑层能够增强端面181a的耐磨性，减小与螺母16的摩擦。在其他实施例中，根据具体的产品设计，端面181a也可以不设该耐磨润滑层。

配合部分182可以基本为圆槽状，配合部分182环绕连接部分181的外周一周。配合部分182的槽开口的直径可以大于内腔181b的直径。配合部分182的槽壁的外侧面可设有配合凸台，配合凸台环绕一周。配合凸台的顶面182a朝向耐磨支架19(下文将继续描述)。为减小摩擦，顶面182a可设有该耐磨润滑层。在其他实施例中，根据具体的产品设计，顶面182a也可以不设该耐磨润滑层。

如图8和图9所示，按键21可基本呈回转体。按键21可以包括按键帽211与按键杆212，按键帽211与按键杆212的一端连接。按键帽211可基本呈圆槽结构，按键杆212凸设于按键帽211的槽底面，并外露于按键帽211。

按键杆212可以基本呈杆状。按键杆212远离按键帽211的一端可称为接触端213。本实施例中，接触端213指的是按键杆212上的一个实体部分。接触端213可以包括接触部分214与螺纹部分215，接触部分214与螺纹部分215可以连为一体。接触部分214为按键杆212远离按键帽211的一端，螺纹部分215位于接触部分214与按键帽211之间。接触部分214的外径小于螺纹部分215的外径(外径指的是最大直径)。接触部分214具有背离螺纹部分215的端面214a。螺纹部分215具有外螺纹和端面215a，端面215a朝向接触部分214。

按键杆212上可以开设若干安装槽212a，例如两个安装槽212a。安装槽212a可位于螺纹部分215与按键帽211之间。安装槽212a可环绕按键杆212的轴线一周。安装槽212a用于安装密封圈20。

结合图7与图9所示，按键21与巴管18配合。具体的，按键杆212可穿过巴管18的连接部分181的内腔181b，按键杆212的接触端213与按键帽211分别外露于巴管18的轴向两端。安装槽212a位于内腔181b中。以上配合设计还将在下文继续描述。

如图10和图11所示，耐磨支架19可近似呈圆槽状。耐磨支架19可包括底壁192与周侧壁191，周侧壁191凸设于底壁192的边缘，并环绕底壁192一周，也即周侧壁191凸设在底壁192的周缘。底壁192设有中心通孔192a。底壁192上还可以凸设环绕壁193，环绕壁193环绕中心通孔192a。

耐磨支架19可由具有较高耐磨性的材料制造。耐磨支架19的材料硬度可以大于或等于HV1000(具体如HV1000、HV1200、HV1500、HV1800等)。例如，耐磨支架19的材料可以是聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)，PEEK材料具有高耐磨性，还具有自润滑性。或者，耐磨支架19也可以使用其他材料，如工程塑料,具体例如聚甲醛(polyoxymethylene，POM)。

图12表示耐磨支架19与按键21的组装结构。如图12所示，耐磨支架19可固定在按键21的按键帽211内，耐磨支架19的底壁192与周侧壁191均可接触按键帽211的内壁。示例性的，耐磨支架19可与按键帽211过盈配合，使得周侧壁191紧密贴合按键帽211的内壁，不易松脱。耐磨支架19也可通过其他方式固定在按键帽211内。按键杆212可穿过耐磨支架19的中心通孔192a。环绕壁193可与按键杆212接触，起到增强耐磨支架19与按键21的连接强度的作用。

下文将会描述：设计耐磨支架19能够避免巴管18的配合部分182与按键帽211的周侧壁产生摩擦、异响。另外，安装耐磨支架19后，按键21不易沿自身径向产生晃动，从而提升了组装精度，保证用户体验。在其他实施例中，根据具体的产品设计，可以不设耐磨支架19。

如图13和图14所示，螺母16可以包括螺接主体161与裙边162。螺接主体161可为空心圆柱体，裙边162可连接在螺接主体161的轴向一端。螺接主体161远离裙边162的一端可开设沉孔，该沉孔具有底面161a。裙边162的外形可近似为六边形，裙边162具有背离螺接主体161的顶面162a。顶面162a可以设有该耐磨润滑层。

结合图9所示，螺母16可与按键杆212的螺纹部分215螺纹连接，并跟随按键杆212转动。下文将继续描述。

图15以剖视图的方式表示按键部分14中各部件的装配，其中未显示密封圈17。密封圈17将在表示按键部分14与壳体11的装配的图中体现。

结合图7与图15所示，按键杆212可穿过巴管18的连接部分181的内腔181b，按键帽211与按键杆212的接触端213分别外露于巴管18的轴向两侧。按键杆212上的安装槽212a，以及安装槽212a内的密封圈20，均位于连接部分181的内腔181b中。

如图15所示，巴管18的配合部分182的一部分伸入到耐磨支架19内，配合部分182上的顶面182a可朝向耐磨支架19的周侧壁191。顶面182a与周侧壁191的间隙可以较小，例如二者可以接触。

本实施例中，设计耐磨支架19的意义在于：根据产品结构设计，配合部分182会比较靠近按键帽211的周侧壁，由于加工误差或者组装误差，配合部分182与按键帽211的周侧壁可能会接触并产生摩擦。在配合部分182与按键帽211的周侧壁之间设耐磨支架19后，就能够避免配合部分182与按键帽211的周侧壁产生摩擦、异响。另外，安装耐磨支架19后，按键21不易沿自身径向产生晃动，从而提升了组装精度，保证用户体验。

本实施例中，按键21可带动耐磨支架19相对巴管18转动。配合部分182的顶面182a设该耐磨润滑层后，能够极大减小配合部分182与耐磨支架19的摩擦，避免按键21转动时发生异响，避免耐磨支架19磨损。可以理解的是，在其他产品设计中，顶面182a也可以不设该耐磨润滑层。

如图15所示，螺母16与按键杆212的接触端213螺纹连接。其中，螺母16的裙边162的顶面162a可抵靠巴管18的连接部分181的端面181a。由于裙边162的外径大于连接部分181的外径，因此按键杆212将无法从巴管18中脱离。螺母16的螺接主体161的底面161a，可与按键杆212的接触端213的螺纹部分215的端面215a基本平齐。接触端213的接触部分214可伸到螺母16之外，以便接触弹片24(下文将会描述)。

本实施例中，螺母16能随按键杆212一起相对巴管18转动，螺母16转动时，螺母16的顶面162a会与巴管18的端面181a产生摩擦。为了减小摩擦，避免磨损与异响，可以在顶面162a和/或端面181a上设该耐磨润滑层，该耐磨润滑层位于顶面162a与端面181a相接触的区域。可以理解的是，在其他产品设计中，顶面162a和/或端面181a上也可以不设该耐磨润滑层。

本实施例中，为了防止在转动过程中螺母16松动，可以将螺母16的底面161a与按键杆212的螺纹部件215的端面215a焊接，例如可以采用点焊工艺焊接。可以理解的是，也可以采用其他防松设计，例如通过防松垫片实现防松。

结合图5、图16和图17所示，固定支架23的形状可与壳体11的形状适配，固定支架23可安装在壳体11的内侧。如图17所示，固定支架23的壁可围成安装空间23a。固定支架23还可具有热熔柱231，热熔柱231邻近安装空间23a。热熔柱231的数量例如可以是2个。安装空间23a用于收容电路板组件22上的开关与传感器，热熔柱231用于定位和固定弹片24(将在下文继续描述)。本实施例对固定支架23的结构不做限定，可以根据产品需要设计固定支架23的具体结构。

本实施例中，固定支架23上可以设有天线，该天线例如可以通过激光直接成型技术(laser direct structuring，LDS)一体形成在固定支架23上。天线的具体类型不做限定。固定支架23上还可以设有心电图(electrocardiogram，ECG)模组，ECG模组用于检测用户的心电数据。这种设计能利用固定支架23的结构来集成更多部件，能够有效利用可穿戴设备10的内部空间，来扩展可穿戴设备10的功能，提升用户体验。

图18-图20表示本实施例的一种实施方式中的弹片24的结构。弹片24可以是一体式部件，可包括第二板241、弹力臂242、第一板247和第三板248。图18与图19中用虚线表示弹力臂242与第一板247的分界。

如图18和图19所示，第二板241可近似为平板状，其上可以开设定位孔241a，定位孔241a例如可以有两个。第二板241与弹力臂242连接。

如图18和图19所示，弹力臂242整体具有弯折形状，例如弹力臂242可近似弯折形成“几”字形结构。例如，弹力臂242可以包括第一臂243与第二臂244，二者相连。

如图18-图20所示，第一臂243可以为平整状。第一臂243远离第二臂244的一端可与第二板241弯折连接，第一臂243可与第二板241形成弯折角，该弯折角例如可以近似为九十度。第一臂243与第二板241可以通过圆角过渡。第二板241朝向第一板弯折，第三板248、第一板247以及第二臂244均可位于第一臂243与第二板241形成的弯折角的内部。

如图18-图20所示，第二臂244可以为弯折状，并且其中的弯折连接的部分之间不共面。例如，第二臂244可以包括第一平整部分245与第二平整部分246，第一平整部分245与第二平整部分246均可以为平整状。第一平整部分245与第二平整部分246弯折连接，二者的弯折角可以小于九十度，从而按键杆的接触端按压第一板时，弹力臂能够产生弹性形变。第一平整部分245与第二平整部分246可以通过圆角过渡。

如图18-图20所示，第一平整部分245远离第二平整部分246的一端与第一板247连接，第一平整部分245可与第一板247基本共面。第二平整部分246远离第一平整部分245的一端与第一臂243弯折连接，第二平整部分246与第一臂243的弯折角可以近似为九十度。第二平整部分246与第一臂243可以通过圆角过渡。

在其他实施方式中，弹力臂并非由若干平整结构弯折连接而成，而是整体呈曲线形状，例如可以是弧形状。实际上，弹力臂可以具有其他任意合适的弯曲形状，只要能提供足够的弹力即可。

本实施方式的弹力臂242由于具有上述弯折设计，使得弹力臂242具有较长的臂长，能够保持较好的弹性，降低了长期工作过程中产生塑性变形、导致弹片24失效的风险。

如图18和图19所示，本实施方式中的弹力臂242可以有两个，两个弹力臂242可以具有间隔。两个弹力臂242的结构可以一致。双弹力臂的设计，使得弹片24能够提供充分弹力。在其他实施例中，弹力臂242的数量可以根据需要确定，例如可以是一个或两个以上。

如图18和图19所示，第一板247可以基本为平板状。第一板247可连接在两个弹力臂242的两个第二臂244之间。示意性的，第一板247可与每个第二臂244中的第一平整部分245均连接，第一板247可位于两个第一平整部分245之间。第一板247可与两个第一平整部分245均基本共面。第一板247与第一臂243层叠并间隔布置，也即二者的厚度方向可大体一致，且在该厚度方向上具有间隔。

如图19和图20所示，第三板248可以基本为平板状。第三板248与第一板247远离第一平整部分245的一侧连接，并与第一板247形成弯折角。示意性的，在图20视角中，第三板248与第一板247形成的弯折角为钝角。并且，第三板248朝背离第一臂243的方向倾斜。第三板248位于第一板247与第二板241之间，第三板248与第二板241具有间隔。也可以认为，第三板248与第一板247靠近第二板241的一侧连接。第三板248具有导向作用，下文将会描述。

图21和图22表示弹片24与固定支架23的组装结构，其中图22为图21中C处的局部放大结构示意图。如图22所示，弹片24可以装入固定支架23的安装空间23a。结合图18与图22所示，弹片24的第二板241可以定位至固定支架23，第二板241上的定位孔241a可与固定支架23上的热熔柱231配合。弹片24的第一板247和第三板248可朝向安装空间23a的内侧，与第一板247相对的第一臂243朝向安装空间23a的外侧。

参考图22所示，弹片24在固定支架23中完成定位后，可通过热熔工艺，使得热熔柱231软化、变粗，并与定位孔241a铆接。此时，热熔柱231与定位孔241a的边缘卡接。由此，弹片24能够可靠地固定在固定支架23上。热熔连接设计简单、牢靠，使得固定支架23能够承受住弹片24的长期作用力，同时使得弹片24与固定支架23的公差能够得到有效的管控。

在其他实施例中，可以采用其他方式将弹片组装至固定支架，包括但不限于焊接、粘接、螺纹连接、嵌件模内注塑后再点焊等。

图23-图25表示本实施例的另一种实施方式中的弹片34的结构。弹片34可以是一体式部件，可包括第二板341、弹力臂342、第一板349和第三板350。图23与图24中用虚线表示弹力臂342与第一板349的分界。弹片34与弹片24的主要不同在于弹力臂342，因此下文重点描述弹力臂342的设计。

如图23-图25所示，与上述实施方式的弹力臂242不同的是，本实施方式的弹力臂342可以近似弯折形成“己”字形结构。弹力臂342可以包括第一臂343与第二臂344，二者相连。

如图23-图25所示，第一臂343可以为平整状。第一臂343远离第二臂344的一端可与第二板341弯折连接，第一臂343可与第二板341形成弯折角，该弯折角例如可以近似为九十度。第一臂343与第二板341可以通过圆角过渡。第二板341朝向第一板弯折，第三板350、第一板349以及第二臂344均可位于第一臂343与第二板341形成的弯折角的内部。

如图23-图25所示，第二臂344可以为弯折状，并且其中的弯折连接的部分之间不共面。例如，第二臂344可以包括第一平整部分345、第一弯板部分346、第二平整部分347和第二弯板部分348。

其中，第一平整部分345与第二平整部分347均可以为平整状。第一弯板部分346与第二弯板部分348均可以为弯曲状，例如可以是弧形状。

第一弯板部分346与第二弯板部分348分别位于第二平整部分347的相对两端。第一弯板部分346连接第一平整部分345与第二平整部分347。第一平整部分345远离第一弯板部分346的一端与第一板349连接，第一平整部分345可以与第一板349基本共面。第二弯板部分348连接第二平整部分347与第一臂343。第一平整部分345、第二平整部分347和第一臂343依次层叠并间隔设置，即三者的厚度方向可大致一致，且在该厚度方向上具有间隔。

同样的，本实施方式的弹力臂342具有较长的臂长，能够保持较好的弹性，降低了长期工作过程中产生塑性变形、导致弹片34失效的风险。弹片34也可具有双弹力臂，能够提供充分弹力。本实施方式的弹片34能够满足特定的产品需求。

图26和图27表示弹片34与固定支架23的组装结构，其中图27为图26中D处的局部放大结构示意图。如图27所示，弹片34可以装入固定支架23的安装空间23a。结合图18与图27所示，弹片34的第二板341可以定位至固定支架23，第二板341上的定位孔341a可与固定支架23上的热熔柱231配合。弹片34的第一板349和第三板350可朝向安装空间23a的内侧，与第一板349相对的第一臂343朝向安装空间23a的外侧。

下文将以弹片24为例，继续描述本实施例的方案。

图28为电路板组件22的结构示意图。如图28所示，电路板组件22可以包括电路板221，以及布置在电路板221上的开关222和传感器223。

电路板221可以是柔性电路板(flexible printed circuit，FPC)。

开关222可以焊接在电路板221上。开关222为一种电子开关元件，在一定压力下能够闭合导通，当压力撤销时开关断开。例如，开关可以是圆顶(dome)开关，其内部可以通过金属弹片的受力变化来实现电路通断。传感器223可以焊接在电路板221上。

传感器223可以是光传感器，其可以发射不可见光，接收反射回来的不可见光并感应出电信号。传感器223用于检测螺母16的转动速度与转动角度(下文将会描述)。在其他实施例中，传感器223也可以是其他能实现上述目的的传感器。

本申请实施例中，将传感器223与螺母16分体设计，无需专门设计和制造集成有传感器或光栅的螺母(此种螺母结构较为复杂)，能够降低成本，降低制程难度。

图29和图30表示电路板组件22、固定支架23和弹片24的组装结构示意图，也是固定支架部分15的结构示意图，其中图30为图29中E处的局部放大结构示意图。如图29和图30所示，电路板组件22可以安装至固定支架23，其中开关222和传感器223可以位于固定支架23的安装空间23a内。开关222可以与弹片24的第一板247直接相对，开关222可以与第一板247保持接触或者具有间隙。开关222更靠近安装空间23a的内壁，第一板247距离该内壁较远。例如在图30视角中，第一板247在前，开关222在后，第一板247将开关222的一部分遮盖。

图31为图2所示结构的A-A剖视结构示意图，图31可以表示按键组件13与壳体11的组装结构。图32是图31中F处的局部放大结构示意图。结合图15、图29和图31所示，可以先分别组装出按键部分14与固定支架部分15，再分别将按键部分14与固定支架部分15安装至壳体11。下面将进行说明。

如图32所示，可以先将按键组件13的按键部分14，由壳体11的外侧向内侧安装到壳体11上。其中，巴管18的连接部分181与壳体11的安装孔11a螺纹连接，因而巴管18固定在壳体11上。巴管18与壳体11螺纹连接的设计，组装精度高，成本低。密封圈17安装在巴管18的配合部分182与壳体11之间，以将配合部分182与壳体11的间隙密封，避免外界水汽灰尘进入。按键21的按键帽211露在壳体11的外侧，按键帽211与壳体11的外表面具有一定间距。按键21的按键杆212的一部分(例如接触部分214)位于壳体11的内侧。

如图32所示，然后可以将按键组件13的固定支架部分15，从壳体11的内侧沿箭头所示的安装方向(例如在图32视角中为向上方向)安装到壳体11的内侧。其中，固定支架23固定至壳体11的内壁。结合图32、图15和图18所示，按键杆212可以穿入到弹片24的两个弹力臂242的间隔内，按键杆212的接触部分214的端面214a可与弹片24的第一板247接触。弹片24的第一板247与第一臂243分别位于端面214a的相对两侧。弹片24的第一板247，位于开关222与按键杆212的接触部分214之间。

在将弹片24沿该安装方向定位至安装位置的过程中，由于弹片24的第三板248朝背离接触部分214的方向倾斜，这样能够对弹片24的运动进行导向，减少弹片24被接触部分214卡住的风险，保证弹片24能顺利地与接触部分214配合。

传感器223可与螺母16的螺接主体161间隔布置(例如在图32视角中传感器223可位于螺接主体161的下方一定距离处)。

按键组件13中的按键21既能沿直线往复移动，又能转动。

如图32所示，当用户沿按键帽211的轴线按压按键帽211时，按键杆212的接触部分214将推动弹片24的第一板247，使得第一板247远离第一臂243，并向开关222施压，与此同时弹片24的弹力臂会产生弹性形变。当用户撤销按压时，弹力臂将反弹，使得第一板247不再挤压开关222，并反向推动接触部分214，使得按键帽211恢复初始位置。可见，当用户按压按键帽211时，弹片24将会伸长。

容易理解，本实施例的按键组件13通过弹片24提供按压回弹力。由于弹片24位于壳体11的内侧，距离按键帽211较远，外界水汽灰尘不易通过按键帽211与壳体11的间隙进入到弹片24处。而且，由于设计了密封圈17和密封圈20，能进一步封堵外界水汽灰尘的行进路径。因此，本实施例的方案能避免弹片24被外界侵蚀，保证弹片24的可靠性。

并且，具有上述结构设计以及组装设计的弹片24，其弹力臂242的长度较大，能够向按键21提供足够的按压回弹力，还能够保证按键21的按压手感。

另外，本实施例中，按键21的按键杆212与巴管18的配合长度较大，巴管18对按键杆212具有较为显著的限位作用，使得按键21不易晃动。

本实施例的弹片24在其加工过程中，弹力臂的残余应力方向指向按键杆212。由上文所述可知，用户作用于按键帽211的按压力的方向，与弹力臂的残余应力方向相反，因此用户的按压力可以抵消弹力臂的一部分残余应力。这使得弹片24的抗疲劳性能相较传统弹片有所提升。因而，本实施例的弹片24具有更大的抗疲劳度，能够进行更多次的弹性形变，使用寿命更长。经过实际测试验证，相较于传统弹片，本实施例的弹片24具有更高的可靠性与更长的寿命。

如图32所示，当用户转动按键帽211时，按键杆212将在巴管18内转动，螺母16也将跟随按键杆212转动。螺母16的螺接主体161的外周面的不同区域的表面微形状不同，当螺接主体161的不同区域朝向传感器223时，螺接主体161向传感器223反射的不可见光的参数不同，因此传感器223所感应出的电信号不同。根据传感器223所感应出的不同电信号，可以检测出螺母16的转动速度与转动角度。

容易理解，本实施例的按键组件13，按键21可以顺滑地正转和反转，正转与反转的摩擦阻尼一致，避免了使用弹簧的传统方案的按键卡涩、正转/反转阻尼偏差大、异响等异常，从而极大提升了用户体验。

另外，传统方案对于弹簧较难进行物料管控，弹簧的螺旋结构导致弹簧容易交叉纠缠在一起。但是，本实施例使用的弹片24，其结构特性能够保证弹片24不易纠缠，便于进行物料管控。而且，对弹簧进行尺寸检测有难度，不利于来料质量把控。相反，对弹片24进行尺寸检测较为容易，利于来料质量把控。

以上详细描述了按键组件13的结构和运动配合。下面将列举用户通过按压和旋转按键组件13，与可穿戴设备10进行交互的场景。

当用户按压按键帽211时，开关222接通。此时，可穿戴设备10可执行相应的操作，例如屏幕12可点亮或熄灭、显示某个界面或功能选项，或者来电静音，或者闹钟静音等。当用户旋转按键帽211时，根据传感器223所感应的螺接主体161的转动情况，可穿戴设备10可执行相应的操作，例如屏幕12可显示菜单滑动或切换、显示内容缩放等动效。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种按键组件,所述按键组件用于安装在可穿戴设备中实现按键功能，其中，所述可穿戴设备包括壳体，其特征在于，

所述按键组件包括巴管、按键、弹片、开关和固定支架；

所述巴管和所述固定支架用于安装于所述壳体；

所述按键包括相连的按键帽和按键杆，所述按键杆具有远离所述按键帽的接触端；所述按键杆穿过所述巴管的内腔，所述按键杆与所述内腔的腔壁形成转动连接，并能在所述内腔中沿所述按键杆的轴线移动；所述接触端与所述按键帽均外露于所述巴管的相对两端；

所述弹片包括第一板、弹力臂和第二板，弹力臂的两端分别连接所述第一板和所述第二板；所述第二板用于将所述弹片安装于所述固定支架；所述弹力臂的与所述第二板连接的一端，以及所述弹力臂的与所述第一板连接的另一端，分别位于所述接触端的端面的两侧，且所述第一板的一侧靠近所述开关，所述第一板的另一侧与所述接触端的端面接触；

所述开关安装于所述固定支架，且位于所述第一板背离所述接触端的一侧；

所述按键帽受压时，所述按键杆能沿所述轴线移动并推动所述第一板远离所述弹力臂的与所述第二板连接的一端，使得所述第一板按压所述开关，其中所述弹力臂能产生弹性形变；所述按键帽所受的压力撤销时，所述第一板能在所述弹力臂的弹力作用下推动所述按键杆远离所述开关。

2.根据权利要求1所述的按键组件，其特征在于，

所述弹片包括两个所述弹力臂，两个所述弹力臂具有间隔，所述间隔供所述接触端穿过，以使所述接触端的端面与所述第一板接触；所述第一板连接于两个所述弹力臂之间；所述第二板与两个所述弹力臂均连接。

3.根据权利要求1或2所述的按键组件，其特征在于，

所述第二板与所述弹力臂形成弯折角，所述第一板位于所述弯折角内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述第二板具有定位孔，所述固定支架具有热熔柱，所述热熔柱穿过所述定位孔，并与所述定位孔的边缘卡接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述弹片包括第三板，所述第三板与所述第一板远离所述弹力臂的一端连接，所述第三板与所述第一板形成弯折角，且所述第三板朝背离所述接触端的方向倾斜。

6.根据权利要求1-5任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述弹力臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂的两端分别连接所述第二板与所述第二臂，所述第二臂的两端分别连接所述第一臂与所述第一板；所述第一臂与所述第一板层叠并具有间隔，所述第一臂与所述第一板分别位于所述接触端的端面的两侧。

7.根据权利要求6所述的按键组件，其特征在于，

所述第二臂呈弯折状，所述第二臂中的弯折连接的部分之间不共面。

8.根据权利要求7所述的按键组件，其特征在于，

所述第二臂包括第一平整部分与第二平整部分，所述第一平整部分与所述第二平整部分弯折连接，所述第一平整部分远离所述第二平整部分的一端与所述第一板连接，所述第二平整部分远离所述第一平整部分的一端与所述第一臂弯折连接。

9.根据权利要求7所述的按键组件，其特征在于，

所述第二臂包括第一平整部分、第一弯板部分、第二平整部分和第二弯板部分；所述第一平整部分、所述第二平整部分以及所述第一臂依次层叠并具有间隔，所述第一弯板部分与所述第二弯板部分分别位于所述第二平整部分的相对两端，所述第一弯板部分连接所述第一平整部分与所述第二平整部分，所述第一平整部分远离所述第一弯板部分的一端与所述第一板连接，所述第二弯板部分连接所述第二平整部分与所述第一臂。

10.根据权利要求1-9任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述按键组件包括螺母，所述螺母与所述按键杆的所述接触端螺纹连接，所述接触端的端部外露于所述螺母；所述螺母与所述巴管的端面接触，所述螺母接触所述巴管的一端的外径，大于所述巴管接触所述螺母的一端的外径，以防止所述按键杆从所述巴管脱落。

11.根据权利要求10所述的按键组件，其特征在于，

所述接触端包括相连的接触部分和螺纹部分，所述接触部分的外径小于所述螺纹部分的外径；所述接触部分与所述第一板接触；所述螺纹部分与所述螺母螺纹连接；所述螺母靠近所述接触部分的端面，与所述螺纹部分靠近所述接触部分的端面焊接。

12.根据权利要求10或11所述的按键组件，其特征在于，

所述螺母接触所述巴管的一端的端面设有耐磨润滑层；和/或，所述巴管接触所述螺母的一端的端面设有耐磨润滑层；其中，所述耐磨润滑层的硬度大于或等于HV1000，粗糙度小于或等于Ra0.2。

13.根据权利要求10-12任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述按键组件包括传感器，所述传感器与所述螺母间隔设置，所述传感器用于检测所述螺母的转动方向和转动角度。

14.根据权利要求1-13任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述按键组件包括耐磨支架，所述耐磨支架的材料硬度大于或等于HV1000；所述耐磨支架包括相连的底壁和周侧壁，所述周侧壁凸设于所述底壁的周缘，所述底壁设有中心通孔；所述按键杆穿过所述中心通孔，所述底壁及所述周侧壁均与所述按键帽的内壁固定连接，其中所述周侧壁位于所述巴管与所述按键帽的内壁之间。

15.根据权利要求14所述的按键组件，其特征在于，

所述巴管包括连接部分和配合部分；所述连接部分具有所述内腔，所述连接部分用于固定至所述壳体；所述配合部分环绕连接于所述连接部分的外周，并位于所述连接部分远离所述螺母的一端；所述耐磨支架的所述周侧壁位于所述配合部分与所述按键帽的内壁之间。

16.根据权利要求15所述的按键组件，其特征在于，

所述配合部分朝向所述周侧壁的表面设有耐磨润滑层，所述耐磨润滑层的硬度大于或等于HV1000，粗糙度小于或等于Ra0.2。

17.根据权利要求1-16任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述按键杆位于所述内腔的部分的表面设有安装槽，所述安装槽环绕所述按键杆的轴线；所述按键组件包括第一密封圈，所述第一密封圈安装在所述安装槽内，并与所述内腔的内壁接触。

18.根据权利要求1-17任一项所述的按键组件，其特征在于，

所述接触端的端面设有耐磨润滑层；和/或，所述第一板接触所述接触端的表面设有耐磨润滑层；其中，所述耐磨润滑层的硬度大于或等于HV1000，粗糙度小于或等于Ra0.2。

19.一种可穿戴设备，其特征在于，

包括壳体和权利要求1-18任一项所述的按键组件；

所述壳体具有安装孔，所述安装孔连通所述壳体内外；

所述巴管与所述安装孔的内壁固定连接；所述巴管的一部分与所述按键帽均位于所述壳体之外；所述弹片与所述开关均位于所述壳体之内。

20.根据权利要求19所述的可穿戴设备，其特征在于，

所述安装孔为螺纹孔；

所述巴管与所述安装孔螺纹连接；所述巴管朝向所述弹片的端面与所述安装孔朝向所述弹片的端面焊接。

21.根据权利要求19或20所述的可穿戴设备，其特征在于，

所述巴管位于所述壳体之外的部分与所述壳体之间具有间隙；

所述可穿戴设备包括第二密封圈，所述第二密封圈位于所述间隙内，并与所述巴管及所述壳体均接触。

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