CN117711866A - 按键模组及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种按键模组及电子设备,涉及电子产品领域。一种按键模组,包括:支架组件,支架组件用于与安装主体连接;按键盖板,设于支架组件远离安装主体的一侧;压力检测组件,压力检测组件设于支架组件;振动组件,振动组件设于支架组件,并与压力检测组件电连接;在按键盖板承受作用力,触发压力检测组件的情况下,振动组件产生相应的振动并通过支架组件带动按键盖板振动。本申请能够解决机械按键体验不够丰富等问题。
Description
技术领域
本申请属于电子产品技术领域,具体涉及一种按键模组及电子设备。
背景技术
当前,一些电子设备(如,智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等)的侧边电源键和音量键均采用机械按键形式设计,当机械按键被按压时,会有一个作用力反馈,并伴随着发出轻微的声响,使得在输入或离手时,给用户一种按压成功的反馈信息。机械按键大多采用锅子片技术,在按压键帽时会使锅子片上下面接触导通,接入电路,实现按键功能。
然而,该种形式的机械按键作为开关式按键,仅能支持单一按压输入操作,从而导致人机交互的体验不够丰富。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种按键模组及电子设备,能够解决机械按键体验不够丰富等问题。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
本申请实施例提供了一种按键模组,所述按键模组包括:
支架组件,所述支架组件用于与所述安装主体连接;
按键盖板,设于所述支架组件远离所述安装主体的一侧;
压力检测组件,所述压力检测组件设于所述支架组件;
振动组件,所述振动组件设于所述支架组件,并与所述压力检测组件电连接;
在所述按键盖板承受作用力,触发所述压力检测组件的情况下,所述振动组件产生相应的振动并通过所述支架组件带动所述按键盖板振动。
本申请实施例还提供了一种电子设备,包括作为安装主体的框体以及上述按键模组;
所述框体的侧壁设有容纳空间,所述按键模组至少部分设于所述容纳空间内,并通过所述支架组件与所述框体连接,所述按键盖板朝向所述框体的外侧设置。
本申请实施例中的按键模组集成了压力检测组件和振动组件,通过压力检测组件可以检测按键盖板的承受作用力情况,即,按键盖板传递至支架组件的作用力情况,并向振动组件传输振动控制信号,以使振动组件产生相应的振动并通过支架组件带动按键盖板振动,从而使用户感受到信息反馈。
相比于当前一些机械按键,本申请实施例中的按键模组可以根据检测到的不同作用力情况而实现多种不同程度的触控输入操作,从而可以使人机交互的体验更加丰富;由于采用电子触控方式,不存在机械按键存在较大按压行程的情况,从而可以实现快速的反馈响应,提升交互效率,并且,不存在卡键、下陷、变形、松脱、脱落等现象,还可以使按键模组在长时间使用后不会出现功能失效、不灵敏的情况,提高了按键模组的可靠性。
附图说明
图1为本申请实施例公开的第一种形式的按键模组及安装主体的结构示意图;
图2为图1中按键模组处的局部放大图;
图3为本申请实施例公开的压力检测组件的工作原理示意图;
图4为本申请实施例公开的串联分压电路的示意图;
图5为本申请实施例公开的振动组件的驱动电路示意图;
图6为本申请实施例公开的第二种形式的按键模组及安装主体的结构示意图;
图7为图6中按键模组处的局部放大图;
图8为本申请实施例公开的第三种形式的按键模组及安装主体的结构示意图;
图9为图8中按键模组处的局部放大图;
图10为本申请实施例公开的第四种形式的按键模组及安装主体的结构示意图;
图11为图10中按键模组处的局部放大图;
图12为本申请实施例公开的按键模组的工作流程图。
附图标记说明:
100-安装主体;
200-按键盖板;
300-支架组件;
310-悬臂件;311-固定部;312-自由部;
320-传力部件;321-第一传力件;322-第二传力件;323-第三传力件;
331-第一承载件;332-第二承载件;333-第三承载件;
400-压力检测组件;410-电路板;420-压力检测元件;
500-振动组件;
610-第一紧固件;620-第二紧固件;
710-粘结层;
810-密封件;
910-弹性连接件;
M-第一间隙;N-第二间隙。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通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,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例进行详细地说明。
参考图1至图12,本申请实施例公开了一种按键模组,用于安装至安装主体100,该安装主体100可以是电子设备的部分结构,还可以是其他设备的部分结构,此处不作具体限定;通过对按键模组进行操作,以实现对设备进行相应控制。示例性地,安装主体100可以为电子设备的框体、壳体等结构。为安装按键模组,安装主体100可以设有安装孔或安装槽,以便于为安装按键模组提供安装空间。所公开的按键模组包括支架组件300、按键盖板200、压力检测组件400和振动组件500。
按键盖板200为用户与按键模组交互的构件,用户可以通过按键盖板200对按键模组进行操作,以便于实现对电子设备的操作。示例性地,用户可以对按键盖板200进行按压,或者在按键盖板200上进行滑动,当然,还可以对按键盖板200进行其他操作方式,此处不作具体限定。
支架组件300为基础安装构件,其可以为按键盖板200、压力检测组件400、振动组件500等构件提供安装基础。其中,支架组件300用于与安装主体100连接,通过支架组件300可以将按键模组整体安装至安装主体100,以保证按键模组不会随意移动。
示例性地,支架组件300与安装主体100之间可以采用固定连接,以保证连接的牢固性和稳定性,还可以采用可拆卸连接,以方便拆装,从而方便对按键模组进行维护。
按键盖板200设于支架组件300远离安装主体100的一侧,压力检测组件400设于支架组件300,振动组件500设于支架组件300。如此,通过支架组件300可以对按键盖板200、压力检测组件400和振动组件500分别进行安装。
可选地,按键盖板200可以与支架组件300固定连接,当然,按键盖板200还可以与支架组件300为一体结构。
一些实施例中,支架组件300可以采用具有一定硬度的刚性材料,并且,当支架组件300承受作用力时,其至少部分区域会产生变形。示例性地,支架组件300可以采用金属材质,如,钢、铝、铜等材质,还可以采用非金属材质,如,陶瓷、玻璃等材质。具体地,支架组件300可以采用钢片、铝片、铜片、陶瓷片、玻璃片中的至少一者组装而成,以保证支架组件300具有一定的刚性。
压力检测组件400可以用于获得支架组件300及按键盖板200所承受的作用力情况,并根据作用力情况形成控制指令(即,有关压力的控制信息);振动组件500用于产生振动,并带动支架组件300振动,最终通过支架组件300带动按键盖板200振动,从而可以通过按键盖板200振动向用户做出相应的振感反馈,以便于使用户了解其对按键模组的操作情况。
一些实施例中,压力检测组件400与振动组件500电连接,以便于通过压力检测组件400向振动组件500发送控制指令,从而使振动组件500做出相应的振动响应。示例性地,压力检测组件400与振动组件500之间可以直接电连接或间接电连接,具体形式可以根据实际工况而选定。
在按键盖板200承受作用力,触发压力检测组件400的情况下,振动组件500产生相应的振动并通过支架组件300带动按键盖板200振动。
具体地,在用户对按键模组进行操作时,会对按键盖板200施加作用力;在按键盖板200承受作用力的情况下,按键盖板200会将用户施加的作用力传递至支架组件300,使支架组件300可以产生变形(即,微量变形或形变);由于压力检测组件400设于支架组件300,通过压力检测组件400可以识别到支架组件300的变形情况,并且,根据支架组件300的变形情况获知按键盖板200承受的作用形式以及力度,如,按压形式或者滑动形式等,其中,按压形式还可以包括轻按、重按、长按等;另外,压力检测组件400还可以根据按键盖板200承受的作用形式向振动组件500发送按压振动信号,使振动组件500产生相应的振动响应,振动组件500带动支架组件300做出相应的振动响应,支架组件300带动按键盖板200做出相应的振动响应,从而可以通过按键盖板200向用户做出相应的操作反馈。
基于上述设置,本申请实施例中的按键模组集成了压力检测组件400和振动组件500,通过压力检测组件400可以根据按压按键盖板200导致支架组件300产生的变形情况生成按压振动信号,并将按压振动信号发送至振动组件500,以使振动组件500做出相应的振动响应,并通过支架组件300带动按键盖板200进行相应的振动响应,从而使用户感受到不同的信息反馈。
相比于当前一些机械按键,本申请实施例中的按键模组可以根据检测到的压力情况而实现多种不同程度的触控输入操作,从而可以使人机交互的体验更加丰富;由于采用电子触控方式,不存在机械按键存在较大按压行程的情况,从而可以实现快速的反馈响应,提升交互效率,并且,不存在卡键、下陷、变形、松脱、脱落等现象,还可以使按键模组在长时间使用后不会出现功能失效、不灵敏的情况,提高了按键模组的可靠性。
为实现在按键盖板200承受作用力时能够带动支架组件300产生变形,支架组件300可以包括悬臂件310,该悬臂件310具有间隔设置的固定部311和自由部312。其中,固定部311用于与安装主体100连接(如,直接连接或通过一些结构件间接连接),自由部312与按键盖板200连接,如此,通过安装主体100对固定部311的安装可以保证固定部311的牢固性和稳定性,通过按键盖板200可以对自由部312施加作用力。示例性地,固定部311可以为固定孔、固定面、固定端等形式;自由部312可以为自由端、自由面等形式。
考虑到固定部311与自由部312间隔设置,在对固定部311固定而对自由部312施加作用力时,悬臂件310会产生一定的变形。为了获知悬臂件310的变形情况,本申请实施例中,压力检测组件400设于悬臂件310,并位于固定部311与自由部312之间,如此,可以通过压力检测组件400对悬臂件310的变形进行检测,并根据变形情况获知按键盖板200承受作用力的情况,以便于获知用户对按键盖板200的操作形式,从而可以为后续控制按键模组向用户做出相应的反馈奠定基础。
示例性地,悬臂件310可以为长条形结构件,采用此种设计形式有利于使悬臂件310在承受按键盖板200的作用力时容易产生变形。另外,固定部311与自由部312可以沿悬臂件310的长度方向间隔设置,使得在固定部311固定,对自由部312施加作用力时,能够产生较大的力矩,使悬臂件310容易变形。示例性地,悬臂件310可以为长片结构、长杆结构、长块结构等,当然还可以是其他形状,此处不作具体限定。
另外,悬臂件310在产生变形时,其一侧面承受拉力,另一侧面承受压力,压力检测组件400可以设置在承受拉力的一侧面,也可以设置在承受压力的一侧面,两种方式均可以进行检测。
参考图1、图2、图6、图7、图10和图11,在一些实施例中,悬臂件310沿自身延伸方向的两端处分别可以设有自由部312,而固定部311则位于自由部312之间,按键盖板200与两端处的自由部312分别连接。此种方式可以将悬臂件310分为两段悬梁,分别与按键盖板200对应设置,从而可以使按键盖板200的面积足够大,方便用户操作。
示例性地,将悬臂件310的中部区域进行固定,对两端区域施加作用力。此处需要说明的是,固定部311可以位于悬臂件310的中间位置,也可以位于偏离中间位置的区域,其在悬臂件310上的具体位置不受限制。
另外,悬臂件310可以设有一个固定部311,还可以设有两个固定部311,具体可以根据实际工况而设定。
参考图8和图9,在另一些实施例中,悬臂件310沿自身延伸方向的两端处分别设有固定部311,且悬臂件310的中部区域设有间隔设置的两个自由部312,按键盖板200与中部区域的两个自由部312分别连接。此种方式可以将悬臂件310分为两段悬梁,以分别与按键盖板200对应设置,从而可以使按键盖板200的面积足够大,方便用户操作。
示例性地,将悬臂件310的两端处分别进行固定,对中部区域施加作用力。此处需要说明的是,两个自由部312可以相对于悬臂件310的中点位置对称设置,当然,还可以不对称设置,其在悬臂件310上的位置不受限制。
另外,悬臂件310可以设有一个自由部312,还可以设有两个自由部312,具体可以根据实际工况而设定。
在其他实施例中,悬臂件310的一端可以设有固定部311,另一端可以设有自由部312,此种情况下,同样可以使悬臂件310产生变形。此种方式中,整个悬臂件310即为一整根悬梁。
本申请实施例中,压力检测组件400可以包括电路板410和压力检测元件420,如图1、图2、图6至图11所示,压力检测元件420设有电路板410,并与电路板410电连接,振动组件500与电路板410电连接,如此,通过悬臂件310的变形可以改变压力检测元件420的电性参数(如,电容、电感、电阻等),从而可以将悬臂件310的变形信号转换为压力信号,以获知悬臂件310所承受的压力情况,进而获知按键盖板200所承受的压力情况。
一种较为具体的实施例中,沿悬臂件310的延伸方向,电路板410上设有两个相互间隔的压力检测元件420,以通过两个压力检测元件420相互配合来实现检测。当然,压力检测元件420还可以为其他数量,此处不作具体限定。
示例性地,电路板410可以通过粘结层710固定于悬臂件310,其中,粘结层710可以为双面胶、502胶、热固胶、UV胶、环氧胶膜、AB胶或泡棉胶等。另外,压力检测元件420可以固定于电路板410,如,将压力检测元件420印刷于电路板410的表面。
另外,压力检测元件420可以为电容式压力传感器、电感式压力传感器、电阻式压力传感器等,只要能够将悬臂件310的变形信号转变为压力信号即可,具体形式不作限定。其中,电阻式压力传感器可以采用高分子压阻材料、金属丝应变片、硅片应变片、多晶或非晶半导体、铜镍合金、碳纳米管、石墨烯、FSR、压电陶瓷等材料制作;电感式压力传感器可以采用导体绝缘体复合材料制作。电路板410可以采用FPC、PET、PCB等,当然,还可以是其他形式。
参考图2和图3,以电阻式压力传感器为例,并且选取悬臂件310中位于左侧的一段悬梁作为研究对象,对检测原理进行阐述,具体为:
设定压力检测组件400包括两个压力检测元件420,两者的编号分别记为R1和R2,其中,R1距离自由部312的距离为x1,R2距离自由部312的距离为x2;设定固定部311与自由部312之间的距离为l1。
已知悬梁的长、宽、厚分别为l、b、h,自由部312受到垂直于悬梁的延伸方向的作用力F1,且作用力F1的作用位置距离自由部312的距离为x。
基于上述设置,沿着悬梁的梁轴向的表面应变为:
其中,M表示作用位置处的弯矩,ymax表示作用位置到悬梁中性轴的距离,E为悬梁的材料弹性模量,为惯性矩。
由上文可知,R1和R2分别离自由部312的距离为x1和x2。
因此,R1的电阻变化率为:
R2的电阻变化率为:
其中,GF为应变系数。
R1与R2的电阻变化率之差为:
其中,式中,除F1之外,其余参数均为常数。
因此,R1与R2的电阻变化率之差与F1正相关。
参考图4,以串联分压电路为例,R1和R2组成串联分压电路,采用恒压源,在V+与V-两端加以输入电压Ui,检测V1的电势,或测量V1与地之间的输出电压U1,有输入输出电压公式:
假定则有/>
所以,
因此,
由上文可知,K2-K1之差与F1正相关,使得S1与F1正相关;同理,S2与F2正相关。
当以整个悬臂件310作为研究对象时,由于悬臂件310的两端与按键盖板200正好形成一个标准的简支梁,当对按键盖板200施加的作用力为F时,F=F1+F2。
所以,F=S*coef=(S1+S2)*coef,其中,coef为压力系数,其为常数。
因此,检测S1和S2即可以获得按压力度的大小,结合按压时长,可实现轻按、重按、长按、连续点击等交互的检测。
另外,假定两支点距离为L(L为常数),对按键盖板200按压的位置离按键盖板200的左边支点上方的距离为L1,根据简支梁原理可知:
所以
因此,通过检测S2/(S1+S2)可以识别按压位置,结合按压时长,可实现滑动交互的检测。
综上可知,通过后端信号处理电路检测S1和S2,并进行数据计算和算法处理等,便可以识别是否发生按压或滑动交互。
当然,除采用上述串联分压电路之外,还可以采用并联分流电路、惠斯通电桥电路、RC串联电路、RC振荡电路、RLC并联谐振电路等,均可以实现对按压或滑动交互的检测,在此不一一阐述。
本申请实施例中,振动组件500的工作原理为:
参考图5,以BOS0614驱动电路为例,在压力检测组件400检测到交互动作之后,驱动电路向振动组件500发送控制信号,通过振动组件500带动按键盖板200产生相应的振动响应。其中,按键盖板200可以独立于安装主体100之外,振感可以集中在按键盖板200位置,可以较好地实现局部振感。
示例性地,振动组件500可以包括压电陶瓷件、压电单晶件、线性马达或电磁马达中的至少一者,当然,还可以为其他类型,此处不作具体限定。
当振动组件500为压电陶瓷件时,驱动电路可以给压电陶瓷件施加正向或负向电场,使压电陶瓷件极化发生碰撞或收缩,以便于带动按键盖板200产生振动。当然,其他类型的振动组件500同样可以实现按键盖板200的振动,以实现振动反馈。
参考图1、图2、图6、图7、图10、图11,一些实施例中,悬臂件310沿自身延伸方向的两端处可以分别设有自由部312,固定部311则位于两端处的自由部312之间。为了使按键盖板200承受的作用力能够分别传递至两端处的自由部312,支架组件300还可以包括与按键盖板200连接的传力部件320,该传力部件320包括两个第二传力件322,每个第二传力件322与相应的自由部312连接。
基于上述设置,在按键盖板200承受作用力时,可以通过两个第二传力件322分别对两端处的自由部312产作用力,从而可以使每个自由部312与固定部311之间形成的一段悬梁产生变形,与此同时,通过每段悬梁带动各自所设有的压力检测组件400产生变形,从而改变压力检测组件400的参数,如,电阻参数、电感参数、电容参数等,进而可以通过参数的改变获知作用力的分布情况。
示例性地,第二传力件322可以为凸起结构、圆柱结构、多边形柱结构等,当然,还可以是其他形状,此处不作具体限定。
在一些实施例中,传力部件320还可以包括第一传力件321,其中,每个第二传力件322的一端与相应的自由部312固定连接,第一传力件321与两个第二传力件322的另一端分别固定连接,按键盖板200与第一传力件321固定连接。基于此种设置,按键盖板200承受的作用力可以经由第一传力件321分别传递至两端处的两个第二传力件322,并分别由两个第二传力件322传递至悬臂件310两端处的自由部312,如此,可以使每个自由部312与固定部311之间形成的悬梁分别产生变形。
另外,当按键盖板200承受作用力时,可以通过两个第二传力件322对悬臂件310形成整体的作用力,从而可以有效避免按键盖板200发生较大变形而影响质感的情况,
示例性地,第一传力件321与按键盖板200之间可以采用粘结层710固定连接,以保证连接的牢固性和可靠性。第一传力件321与每个第二传力件322之间同样可以采用粘结层710固定连接;另外,第一传力件321与第二传力件322之间还可以采用焊接方式固定,如,通过点焊固定,以增加压感的可靠性。
另外,每个第二传力件322与悬臂件310之间可以固定连接,如,焊接、粘接等,还可以是两个第二传力件322与悬臂件310一体设置,以保证整体强度。
在其他实施例中,传力部件320为一体结构,此种形式可以保证传力部件320的整体强度。
考虑到第一传力件321与悬臂件310之间通过两端处的第二传力件322连接,使得第一传力件321与悬臂件310之间形成一定的间隔空间,此种情况下,振动组件500可以固定连接于第一传力件321的背离按键盖板200的一侧,如图1和图2所示,也即,振动组件500位于间隔空间内,如此,可以通过第一传力件321、两个第二传力件322和悬臂件310对振动组件500起到防护作用,可以提高力学和环境可靠性;另外,还可以使振动组件500直接通过第一传力件321将振动传递至按键盖板200,以便于提高振感强度,并缩短响应时间;当然,还可以有效避免振动模组与其他结构发生硬碰撞而导致零部件损坏的情况发生,提高了装置的可靠性。
当然,压力检测组件400可以固定连接于悬臂件310的面向第一传力件321的一侧,也即,压力检测组件400位于间隔空间内,以通过第一传力件321、两个第二传力件322和悬臂件310对振动组件500起到防护作用,可以提高力学和环境可靠性。
示例性地,压力检测组件400可以采用粘结层710与悬臂件310固定连接,以保证连接的牢固性和可靠性,防止由于产生变形而导致压力检测组件400与悬臂件310分离的情况发生。
另外,第一传力件321与第二传力件322分别可以采用钢片、铝片、铜片、陶瓷片、玻璃片,以保证各自具有一定的刚性。
参考图1和图2,为实现对悬臂件310的局部进行固定,支架组件300还可以包括第一承载件331,该第一承载件331设置于悬臂件310远离按键盖板200的一侧,第一承载件331的一侧与固定部311连接,第一承载件331的另一侧用于与安装主体100连接。基于此,通过第一承载件331可以对悬臂件310的局部起到支撑和固定作用,一方面保证悬臂件310乃至整个支架组件300相对于安装主体100的稳定性,另一方面还可以保证悬臂件310具有悬空的部分,从而可以使悬臂件310在承受作用力时能够产生相应的变形。
其中,第一承载件331可以直接连接到安装主体100,还可以间接连接到安装主体100,具体可以根据实际需求而选定。
示例性地,第一承载件331的另一端与安装主体100之间可以采用粘结层710固定连接,以保证连接的牢固性和可靠性。第一承载件331与悬臂件310之间可以采用焊接方式固定,如,通过点焊固定,以增加压感的可靠性。
另外,第一承载件331可以采用钢片、铝片、铜片、陶瓷片、玻璃片,以保证其具有一定的刚性。
参考图1和图2,一些实施例中,悬臂件310与安装主体100之间可以具有第一间隙M,基于第一间隙M的存在,能够保证悬臂件310在产生变形时不会与安装主体100接触而产生干涉。
当然,第一间隙M的尺寸不宜过大,这是因为,当第一间隙M的尺寸过大时,对悬臂件310施加作用力的情况下,悬臂件310可能会产生弯曲变形,且作用力越大,弯曲变形程度越大。然而,悬臂件310具有屈服强度,当施加的作用力大于屈服强度时,悬臂件310会产生严重弯曲变形,从而导致悬臂件310发生塑性变形,造成异常,影响正常的压力检测。
基于上述情况,可以根据悬臂件310的屈服强度以及输入功能所施加的作用力的力度要求,合理设置第一间隙M的尺寸。如此,当悬臂件310承受的作用力较大时,悬臂件310会与安装主体100接触而不再弯曲变形,从而可以有效避免悬臂件310发生塑性变形的情况发生,提高了悬臂件310的可靠性。
上述实施方式中,压力检测组件400和振动组件500均位于第一传力件321、第二传力件322和悬臂件310围成的空间内,从而实现了压感与振感集成设置,有利于缩小按键模组的体积。
参考图6和图7,在另一些实施例中,支架组件300可以包括第一承载件331、第二承载件332和第三承载件333,其中,第一承载件331设置于悬臂件310远离按键盖板200的一侧,第一承载件331的一侧与固定部311固定连接,第二承载件332与第一承载件331的另一侧固定连接,振动组件500固定连接于第二承载件332与第三承载件333之间,第三承载件333用于与安装主体100连接。基于此种设置,既可以通过第三承载件333将支架组件300乃至整个按键模组安装至安装主体100,又可以通过第三承载件333和第二承载件332实现对振动组件500固定,由此,振动组件500可以依次通过第二承载件332、第一承载件331、悬臂件310、两个第二传力件322和第一传力件321将振动传递至按键盖板200,以使按键盖板200做出相应的振动响应。此种设计会使整个支架组件300都会随着振动组件500产生振动,有利于增大振动幅度,提高振动反馈效果。需要说明的是,此实施方式中的第一承载件331可以与上述实施方式中的第一承载件331采用相同的结构,当然,还可以采用不同的结构,具体可以根据实际工况而选定。
相比于上述将振动组件500设于第一传力件321的方式,此处将振动组件500设于第二承载件332与第三承载件333之间的方式可以使振动组件500更加远离按键盖板200,更有利于提高振动组件500的防水性,并且,还可以灵活地增加尺寸以增强振动组件500的可靠性和振感强度,而不会受到空间的限制而与按键盖板200产生干涉。另外,振动组件500的两侧面分别与第二承载件332和第三承载件333连接,可以有效防止振动组件500脱落,提高了振动组件500连接的可靠性。
示例性地,振动组件500与第二承载件332及第三承载件333之间可以分别采用粘结层710固定连接,以保证连接的牢固性和可靠性。
参考图10和图11,在其他实施例中,支架组件300可以包括第一承载件331、第二承载件332和第三承载件333,其中,第一承载件331设置于悬臂件310远离按键盖板200的一侧,第一承载件331的一侧与固定部311固定连接,第二承载件332与第一承载件331的另一侧固定连接,第二承载件332与第三承载件333固定连接,振动组件500容纳于第三承载件333,第三承载件333用于与安装主体100连接。基于此种设置,既可以通过第三承载件333将支架组件300乃至整个按键模组安装至安装主体100,又可以通过第三承载件333实现对振动组件500的固定,由此,振动组件500可以依次通过第三承载件333、第二承载件332、第一承载件331、悬臂件310、两个第二传力件322和第一传力件321将振动传递至按键盖板200,以使按键盖板200做出相应的振动响应。此种设计同样会使整个支架组件300都会随着振动组件500产生振动,有利于增大振动幅度,提高振动反馈效果。需要说明的是,此实施方式中的第一承载件331可以与上述实施方式中的第一承载件331采用相同的结构,当然,还可以采用不同的结构,具体可以根据实际工况而选定。
示例性地,振动组件500与第三承载件333之间可以采用粘结层710固定连接,以保证连接的牢固性和可靠性;当然,振动组件500还可以设置在第三承载件333的内部,以通过第三承载件333对振动组件500起到防护作用,可以提高力学和环境可靠性。
另外,第一承载件331与第二承载件332之间、第二承载件332与第三承载件333之间分别可以采用粘结层710固定连接,以保证连接的牢固性和可靠性。当然,第一承载件331与第二承载件332之间、第二承载件332与第三承载件333之间还可以分别采用焊接方式固定,如,通过点焊固定,以增加压感的可靠性。
其中,第二承载件332与第三承载件333分别可以采用钢片、铝片、铜片、陶瓷片、玻璃片,以保证各自具有一定的刚性。
考虑到上述两种实施方式中,第一承载件331连接于悬臂件310与第二承载件332之间,为保证悬臂件310在产生变形时不会与第二承载件332接触,本申请实施例中,如图6、图7、图10和图11所示,悬臂件310与第二承载件332之间可以具有第二间隙N,以防止第二承载件332干涉悬臂件310变形。
当然,第二间隙N的尺寸不宜过大,这是因为,当第二间隙N的尺寸过大时,对悬臂件310施加作用力的情况下,悬臂件310可能会产生弯曲变形,且作用力越大,弯曲变形程度越大。然而,悬臂件310具有屈服强度,当施加的作用力大于屈服强度时,悬臂件310会产生严重弯曲变形,从而导致悬臂件310发生塑性变形,造成异常,影响正常的压力检测。
基于上述情况,可以根据悬臂件310的屈服强度以及输入功能所施加的作用力的力度要求,合理设置第二间隙N的尺寸,如此,当悬臂件310承受的作用力较大时,悬臂件310会与第二承载件332接触而不再弯曲变形,从而可以有效避免悬臂件310发生塑性变形的情况发生,提高了悬臂件310的可靠性。
本申请实施例中,按键模组还可以包括弹性连接件910,该弹性连接件910用于弹性连接支架组件300与安装主体100。基于此,可以在振动组件500的作用下,通过弹性连接件910使整个按键模组相对于安装主体100振动。
参考图10和图11,在一些实施例中,第三承载件333可以通过弹性连接件910与安装主体100弹性连接,如此,在振动组件500的作用下,通过弹性连接件910可以使支架组件300相对于安装主体100至少沿与悬臂件310延伸方向平行的方向振动。
另外,图6和图7中的第一紧固件610也可以替换为弹性连接件910,以通过弹性连接件910使支架组件300相对于安装主体100至少沿与悬臂件310延伸方向平行的方向振动。
示例性地,弹性连接件910可以为弹性条结构、弹性片结构、弹性杆结构等,当然还可以是其他形状,此处不作具体限定。另外,弹性连接件910可以采用具有一定的刚性和弹性的材料,可选地,弹性连接件910可以为弹性钢,如,SUS301弹簧钢,当然,还可以为其他材质,此处不作具体限定。
另外,弹性连接件910可以采用第一紧固件610连接至第三承载件333,并采用第二紧固件620连接至安装主体100。示例性地,第一紧固件610和第二紧固件620均可以为螺钉、螺栓、铆钉、卡扣等形式,当然,还可以为其他形式,此处不作具体限定。
示例性地,第三承载件333的多个端面可以分别通过弹性连接件910连接至安装主体100,以保证第三承载件333的稳定性。
一种较为具体的实施例中,弹性连接件910的长度方向与支架组件300的厚度方向(即,按键模组的受压方向)平行,使得弹性连接件910仅可以产生X方向(该方向与悬臂件310的延伸方向平行)的摆动,而无法产生Z方向(即,按键模组的受压方向)的位移,如此,在振动组件500带动第三承载件333振动时,在弹性连接件910的弹力作用下,第三承载件333乃至整个按键模组仅能够在X方向振动,而没有发生Z方向变形,从而可以使压感仍保持为悬臂件310的工作状态,确保压感性能,与此同时,还可以在X方向上带动按键盖板200振动,以实现振感反馈。
示例性地,振动组件500可以采用线性马达、压电陶瓷件、电磁马达等,以实现X方向的振动。此处需要说明的是,采用线性马达、压电陶瓷件、电磁马达等可以无需重新定制开发,有利于降低成本。
基于上文内容可知,悬臂件310沿自身延伸方向的两端处可以分别设有固定部311,且固定部311之间设有间隔设置的两个自由部312,压力检测组件400设于两个自由部312远离安装主体100的一侧,如此,每个自由部312与相应的固定部311之间形成一段悬梁。
参考图8和图9,为实现对两个自由部312分别施加作用力,支架组件300还可以包括两个分别与按键盖板200连接的第三传力件323,每个第三传力件323与相应的自由部312连接。基于此种设置,按键盖板200可以将承受的作用力分别传递至两个第三传力件323,并通过两个第三传力件323分别传递至两个自由部312,从而带动悬臂件310的两段悬梁分别产生变形,以便于通过两段悬梁的变形分别带动各自设有的压力检测组件400产生变形,从而实现对压力的检测。
示例性地,第三传力件323可以为螺钉、螺栓、轴件、杆件等结构,当然,还可以为其他形式的构件,此处不作具体限定。
一种较为具体的实施例中,悬臂件310的两端可以分别采用第一紧固件610连接至安装主体100,其中,第一紧固件610可以为螺钉、螺旋、卡件、铆钉等构件,以保证悬臂件310两端与安装主体100之间连接的牢固性和稳定性。
为了使按键盖板200产生振动,振动组件500设置于悬臂件310远离安装主体100的一侧,并位于两个第三传力件323之间,如此,可以通过振动组件500直接带动悬臂件310振动,且悬臂件310通过第三传力件323将振动传递至按键盖板200,以使按键盖板200产生振动。该种设置方式可以使悬臂件310压感叠层更加简单,Z方向上尺寸较小,零部件少,使得结构简单、组装方便、成本低;另外,压力检测组件400与振动组件500均设于悬臂件310,并且均位于安装主体100内侧,以易于防水、防尘。
示例性地,振动组件500可以采用粘结层710固定连接于悬臂件310,以保证连接的牢固性和可靠性。
本申请实施例中的按键模组的制作过程为:
将压力检测元件420(如,电阻式压力传感器等)印刷于电路板410(如,FPC等)上,形成感压膜料;
将感压膜料贴合于悬臂件310,并通过第一承载件331对悬臂件310的局部进行支撑、补强,以形成压感模组;
将振动组件500(如,压电陶瓷件等)贴合于支架组件300的局部(如,第一传力件321,悬臂件310,第二承载件332和第三承载件333),以形成振动模组;
振动模组与压感模组之间通过支架组件300(如,第二传力件322,第一承载件331、第二承载件332和悬臂件310,悬臂件310,第三承载件333、第二承载件332、第一承载件331和悬臂件310)连接,以形成压感和振感的一体式装置;
将一体式装置与按键盖板200贴合,并与安装主体100连接,从而实现整个装置的组装。
基于上述按键模组,本申请实施例还公开了一种电子设备,参考图1至图12,所公开的电子设备包括作为安装主体100的框体以及上述按键模组,其中,框体的侧壁设有容纳空间,按键模组至少部分设于容纳空间内,并通过支架组件300与框体连接,按键盖板200朝向框体的外侧设置。
可选地,按键盖板200的外缘与围成容纳空间的侧壁面相互分离,如此,可以使按键盖板200与框体相互独立,使得在振动组件500的作用下实现按键盖板200的局部振动,而基本不会使框体随之振动,从而使用户感觉到局部振感,既可以实现振动反馈,又不会影响用户的良好体验。
一些实施例中,框体的侧壁可以设有凹槽,凹槽所围成的空间即为容纳空间,凹槽的底壁与侧壁之间可以通过密封件810进行密封,以保证良好的防水性和防尘性。
另一些实施例中,框体的侧壁可以设有通孔,按键盖板200的局部通过通孔延伸至框体之内,以便于与支架组件300连接。为保证密封性,按键盖板200与框体的侧面之间可以设有密封件810,通过密封件810对按键盖板200与框体之间进行密封,以保证良好的防水性和防尘性。
示例性地,密封件810可以采用硅胶件、橡胶件、塑料件等,当然,还可以是其他防水、防尘材料,此处不作具体限定。
此处需要说明的是,电子设备同样能够达到上述按键模组所达到的技术优势,此处不再赘述。
基于上述按键模组,本申请实施例还公开了一种触控反馈方法,应用至上述按键模组,参考图1至图12,所公开的触控反馈方法包括:
压力检测组件400在按键盖板200承受作用力时,根据支架组件300的变形情况生成相应的按压信号,并根据按压信号生成按压振动信号;
振动组件500根据按压振动信号,执行与按压振动信号相对应的振动响应,并通过支架组件300带动按键盖板200进行相应的振动响应。
参考图12,本申请实施例公开的触控反馈方法的具体流程为:
S01、通过压力检测组件400检测压力信号;
S02、判断是否达到交互动作退出条件;若否,则返回S01步骤,若是,则执行S03步骤;
S03、交互算法处理;
S04、判断是否达到交互动作触发条件;若是,则执行S05,若否,则返回S01步骤;
S05、上报应用处理器(Application Processor,AP),触发对应交互功能;
S06、AP驱动振动组件500对应模式工作,完成对应输入的振动反馈;
S07、判断是否达到交互动作退出条件;若是,则执行S08,若否,则继续执行S07;
S08、上报AP,退出对应交互功能;
S09、AP驱动振动组件500,完成退出反馈;
S010、结束。
此处需要说明的是,本申请实施例公开的触控反馈方法同样能够达到上述按键模组所达到的技术优势,此处不再赘述。
综上所述,本申请实施例可以实现不同按压力度的输入操作和滑动输入操作,解决了传统机械按键无法支持压力分级输入和滑动输入操作的问题;响应较快、同时保留了良好的按键反馈,为用户提供更为丰富的人机交互体验;另外,采用粘结层710实现了零部件之间的固定,便于完成组装,使组装更加简单;按键盖板200的作用力直接集中传递至悬臂件310,并通过悬臂件310带动压力检测元件420产生变形,从而可以提高压力检测元件420的检测灵敏度;压力检测组件400置于悬臂件310,使得压力检测组件400不会受到外力的干扰,在一定程度上可以提高压力检测组件400的力学可靠性;通过合理地设置第一间隙M和第二间隙N,可以很好地提高压感可靠性。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
Claims (14)
1.一种按键模组,其特征在于,所述按键模组包括:
支架组件(300),所述支架组件(300)用于与安装主体(100)连接;
按键盖板(200),设于所述支架组件(300)远离所述安装主体(100)的一侧;
压力检测组件(400),所述压力检测组件(400)设于所述支架组件(300);
振动组件(500),所述振动组件(500)设于所述支架组件(300),并与所述压力检测组件(400)电连接;
在所述按键盖板(200)承受作用力,触发所述压力检测组件(400)的情况下,所述振动组件(500)产生相应的振动并通过所述支架组件(300)带动所述按键盖板(200)振动。
2.根据权利要求1所述的按键模组,其特征在于,所述支架组件(300)包括悬臂件(310),所述悬臂件(310)具有间隔设置的固定部(311)和自由部(312),所述固定部(311)用于与所述安装主体(100)连接,所述自由部(312)与所述按键盖板(200)连接;
所述压力检测组件(400)设于所述悬臂件(310),并位于所述固定部(311)与所述自由部(312)之间。
3.根据权利要求2所述的按键模组,其特征在于,所述悬臂件(310)沿自身延伸方向的两端处分别设有所述自由部(312),所述固定部(311)位于所述自由部(312)之间;
所述支架组件(300)还包括与所述按键盖板(200)连接的传力部件(320),所述传力部件(320)包括两个第二传力件(322),每个所述第二传力件(322)与相应的所述自由部(312)连接。
4.根据权利要求3所述的按键模组,其特征在于,所述传力部件(320)还包括第一传力件(321);
每个所述第二传力件(322)的一端与相应的所述自由部(312)固定连接;
所述第一传力件(321)与两个所述第二传力件(322)的另一端分别固定连接;
所述按键盖板(200)与所述第一传力件(321)固定连接。
5.根据权利要求4所述的按键模组,其特征在于,所述振动组件(500)固定连接于所述第一传力件(321)的背离所述按键盖板(200)的一侧。
6.根据权利要求2所述的按键模组,其特征在于,所述支架组件(300)还包括第一承载件(331),所述第一承载件(331)设置于所述悬臂件(310)远离所述按键盖板(200)的一侧,所述第一承载件(331)的一侧与所述固定部(311)连接,所述第一承载件(331)的另一侧用于与所述安装主体(100)连接。
7.根据权利要求2所述的按键模组,其特征在于,所述支架组件(300)还包括第一承载件(331)、第二承载件(332)和第三承载件(333);
所述第一承载件(331)设置于所述悬臂件(310)远离所述按键盖板(200)的一侧,所述第一承载件(331)的一侧与所述固定部(311)固定连接,所述第二承载件(332)与所述第一承载件(331)的另一侧固定连接,所述振动组件(500)固定连接于所述第二承载件(332)与所述第三承载件(333)之间,所述第三承载件(333)用于与安装主体(100)连接。
8.根据权利要求2所述的按键模组,其特征在于,所述支架组件(300)还包括第一承载件(331)、第二承载件(332)和第三承载件(333);
所述第一承载件(331)设置于所述悬臂件(310)远离所述按键盖板(200)的一侧,所述第一承载件(331)的一侧与所述固定部(311)固定连接,所述第二承载件(332)与所述第一承载件(331)的另一侧固定连接,所述第二承载件(332)与所述第三承载件(333)固定连接,所述振动组件(500)容纳于所述第三承载件(333),所述第三承载件(333)用于与安装主体(100)连接。
9.根据权利要求1所述的按键模组,其特征在于,所述按键模组还包括弹性连接件(910),所述弹性连接件(910)用于弹性连接所述支架组件(300)与所述安装主体(100)。
10.根据权利要求2所述的按键模组,其特征在于,所述悬臂件(310)沿自身延伸方向的两端处分别设有所述固定部(311),所述固定部(311)之间设有间隔设置的两个所述自由部(312);
所述压力检测组件(400)设置于两个所述自由部(312)远离所述安装主体(100)的一侧;
所述支架组件(300)还包括两个分别与所述按键盖板(200)连接的第三传力件(323),每个所述第三传力件(323)与相应的所述自由部(312)连接;
所述振动组件(500)设置于所述悬臂件(310)远离所述安装主体(100)的一侧,并位于两个所述第三传力件(323)之间。
11.根据权利要求1所述的按键模组,其特征在于,所述压力检测组件(400)包括电路板(410)和压力检测元件(420);
所述压力检测元件(420)设于所述电路板(410),并与所述电路板(410)电连接。
12.根据权利要求1所述的按键模组,其特征在于,所述振动组件(500)包括压电陶瓷件、压电单晶件、线性马达或电磁马达中的至少一者。
13.一种电子设备,其特征在于,包括:作为所述安装主体(100)的框体以及权利要求1至12中任意一项所述的按键模组;
所述框体的侧壁设有容纳空间,所述按键模组至少部分设于所述容纳空间内,并通过所述支架组件(300)与所述框体连接,所述按键盖板(200)朝向所述框体的外侧设置。
14.根据权利要求13所述的电子设备,其特征在于,所述按键盖板(200)的外缘与围成所述容纳空间的侧壁面相互分离。
Priority Applications (1)
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CN202410098654.6A CN117711866A (zh) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | 按键模组及电子设备 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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CN117711866A true CN117711866A (zh) | 2024-03-15 |
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Family Applications (1)
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