CN208636799U - 一种智能键盘、显示控制系统、飞机及飞行模拟器 - Google Patents

Abstract

一种智能键盘，属于航空电子系统技术领域，包括：触摸屏(1)；收纳装置(2)，设置在触摸屏(1)的一侧，且与触摸屏(1)连接；机械键盘(3)，与收纳装置(2)活动连接，设置为能相对于收纳装置(2)移动和转动，以收纳在收纳装置(2)内，或者平铺在触摸屏(1)的上表面；多个感应装置，分别设置在触摸屏(1)、收纳装置(2)和机械键盘(3)上，用于检测机械键盘(3)的当前状态；触摸屏(1)与多个感应装置连接，用于根据机械键盘(3)的当前状态调整显示区域的显示内容，以显示、隐藏或部分显示虚拟键盘(11)。本申请的智能键盘实现了机械键盘与虚拟键盘的相互切换，保证了使用该智能键盘的显示控制系统及设备可正常操作。

Description

一种智能键盘、显示控制系统、飞机及飞行模拟器

技术领域

本申请涉及航空电子系统技术领域，尤其涉及一种智能键盘、显示控制系统、飞机及飞行模拟器。

背景技术

驾驶舱是飞行员进行飞行操作的主要工作环境，同时也是飞行员与飞机进行人机交互的主要场所。驾驶舱设计成果将直接影响飞行员操作舒适性，并进一步影响驾驶安全性与可靠性。当代主流民航驾驶舱内部功能模块包括但不限于：航电显示控制系统(部分集成有电子飞行包)、多电控制与操纵负荷系统、断路与防火装置等，其中显示控制系统是驾驶舱的主要功能设备，是飞行员获取飞行器运行数据、掌握飞行器态势并进行相应反馈的主要媒介。显示控制系统的布局结构、显示方案与控制方式深刻地影响着飞行员获取飞行信息的姿态、飞行操控的动作与人机交互的效率，其设计与调整进程是驾驶舱设计工作的主要内容。

当代民用飞机广泛使用计算机辅助设计系统进行结构与布局设计，波音公司的B777飞机甚至首次实现了全机的计算机数值化绘图与建模设计。参考飞机整体结构设计，驾驶舱设计同样可借助计算机辅助系统的相关功能，其设计过程可以归纳为以下几个方面：

1.飞行员眼位设计。利用飞行员标准人体模型库信息，采用基于标准人的统计方法计算飞行员眼位模型；

2.飞行员参数化布置。描述包括飞行员数量、飞行员集合模型信息和数学信息、飞行员人体姿势和飞行员布置空间定位点坐标等，用于座椅布置、设备布置的空间约束；

3.座椅参数化布置。以设计眼位和飞行员布置为前提，描述座椅数量、各座椅布置定位点坐标与座椅的集合模型信息和属性信息等，保证至少统计上95％的飞行员眼位能被调节到设计眼位上；

4.其他驾驶舱主要设备布置。布置包括主仪表板、中央控制台界面、遮光罩显示界面、顶部仪表板等显示控制界面和脚蹬、油门台、操纵手柄等操作控制设备，以满足标准人模型情况下的设备界面可见性与操控可达性。

5.驾驶舱地板与舱段隔板布置。包括考虑飞行员活动空间与机头骨架支撑的地板与舱段隔板设计；

6.风挡参数化设计。在满足FAR-25标准视界图或AS580视界图标准的基础上，结合主副驾驶员设计眼点坐标与飞机结构强度约束，进行风挡透光区域参数化设计。

驾驶舱显示控制系统是驾驶舱的主要功能设备，是飞行员获取飞行状态和飞行信息的首要渠道。显示控制系统的布局结构、显示方案与控制方式影响着飞行过程中飞行员对飞行信息的专注程度与飞行操作疲劳程度，而其影响程度的度量值通常由人机工效测试给出。在显示控制布局上，其一般遵循一定的设计准则：

1.重要性准则。重要的显示内容与按键需要位于易于观察的视觉区域；

2.使用顺序准则。对于被用于同一飞行操作流程的控制器或显示器，其在物理上也应按同一的顺序进行排列布置；

3.使用频率准则。按键或显示界面的使用/扫视频率应与操作区/可视区的优越性成正比；

4.兼容性准则。功能相同或相关的控制/显示项目应置于同一操作区/可视区，以方便使用者明了其相互关联。

现有技术中的显控系统输入方案主要有如下两种：

1、一种是机械键盘，机械键盘操作可靠，安全性高，但因其占用面积大，阻碍了显示界面向更大的显示区域、更集成的显示内容发展的发展趋势。

2、一种是触摸屏，静态状态下触摸屏控制/触摸输入方式具有很大的便捷性，使得触摸屏键盘在布局位置、功能定义等方面具备的极大的扩展性，但是由于触摸屏在某些振动环境下的进行操作的人机工效测评结果尚无法达到纯机械键盘的效果，其极限状态下的安全性尚未能得到有效论证。

在民机驾驶舱的演化过程中，显示控制界面的发展趋势是：更加切合人类信息交互的习惯与经验，并不断为飞行员获得更全面、更丰富的飞行信息和外界信息提供技术支持。在这一趋势下，支持全视界信息显示的航电设备是未来民机驾驶舱的一种解决方案，“显示”与“控制”的融合成为必然，结合现有航电设备的功能需求，提供一种全新的显控系统多功能输入方案成为亟待解决的问题。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本申请的目的是提供一种智能键盘，通过根据机械键盘的当前状态，控制触摸屏显示或隐藏虚拟键盘，使得机械键盘和虚拟键盘可相互切换，以适用不同的操作需求，保证使用该智能键盘的显示控制系统及设备能够正常操作，解决了机械键盘因其占用面积大，阻碍了显示界面向更大的显示区域、更集成的显示内容发展的发展趋势的技术问题，同时解决了触摸屏在某些振动环境下的进行操作无法达到纯机械键盘的效果的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本申请的第一方面提供了一种智能键盘，包括：触摸屏；收纳装置，设置在所述触摸屏的一侧，且与所述触摸屏连接；机械键盘，与所述收纳装置活动连接，设置为能相对于所述收纳装置移动和转动，以收纳在所述收纳装置内，或者平铺在所述触摸屏的上表面；多个感应装置，分别设置在所述触摸屏、所述收纳装置和所述机械键盘上，用于检测所述机械键盘的当前状态；所述触摸屏与所述多个感应装置连接，用于根据所述机械键盘的当前状态调整显示区域的显示内容，以显示、隐藏或部分显示虚拟键盘。

进一步，所述机械键盘设置为能沿所述触摸屏的厚度方向移动，以及绕所述收纳装置靠近所述触摸屏的一端的端部转动。

进一步，所述收纳装置包括：相对设置的两个导轨，分别位于所述机械键盘的两侧；每个所述导轨的一端与所述触摸屏的端部连接，另一端沿所述触摸屏的厚度方向延伸；所述机械键盘设置为能沿所述导轨滑动，且能绕所述导轨与所述触摸屏连接的一端的端部转动。

进一步，所述导轨上设置有沿长度方向延伸的滑槽；所述机械键盘的两侧设置有与所述滑槽形状相匹配的滑块；所述滑块嵌设在所述滑槽内，并沿所述滑槽滑动，且所述滑块能在所述滑槽靠近所述触摸屏的一端的端部转动。

进一步，所述滑槽为腰形孔；所述滑块为与所述腰形孔形状相匹配的柱状结构。

进一步，所述收纳装置还包括：背板，与所述两个导轨连接，且位于所述两个导轨靠近所述触摸屏的一侧；限位部件，设置在所述背板上，且位于所述两个导轨之间；所述两个导轨、背板和限位部件形成所述收纳装置的收纳槽。

进一步，所述触摸屏上的感应装置设置在所述触摸屏靠近所述机械键盘的一端的边沿以及所述触摸屏的背面；所述收纳装置上的感应装置设置在所述导轨的两端以及所述限位部件上；所述机械键盘上的感应装置分别设置在所述机械键盘靠近所述限位部件的一侧的边沿以及所述机械键盘的背面；在所述机械键盘的当前状态为平铺状态时，所述机械键盘背面的感应装置与所述触摸屏背面的感应装置的位置相对应。

进一步，所述收纳装置的数量为一个，设置在所述触摸屏的一侧；或者所述收纳装置的数量为两个，相对设置在所述触摸屏的两侧；所述机械键盘的数量与所述收纳装置的数量相匹配。

进一步，所述机械键盘上设置有把持部件，所述把持部件用于抓取和拖动所述机械键盘。

本申请的另一个方面提供了一种显示控制系统，利用上述所述的智能键盘进行信息输入。

本申请的又一个方面提供了一种飞机，利用上述所述的显示控制系统进行控制。

本申请的又一个方面提供了一种模拟器，利用上述所述的显示控制系统进行控制。

(三)有益效果

本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本申请提供的一种智能键盘，通过触摸屏和机械键盘互为备份，触摸屏能根据机械键盘的当前状态，控制触摸屏显示或隐藏虚拟键盘，使得机械键盘和虚拟键盘可相互切换，以适用不同的操作需求，解决了单独使用机械键盘占用面积大，阻碍了显示界面向更大的显示区域、更集成的显示内容发展的发展趋势的技术问题，同时解决了触摸屏在某些振动环境下的操作无法达到纯机械键盘的效果的技术问题。本申请的智能键盘，既能够使用触摸屏的各项功能，实现了操作的便携性，又可在特定条件下使用机械键盘，为操作提供了有效的安全备份，保证了操作可靠性和安全性。将该智能键盘代替航电仪表上的输入装置，成为民机驾驶舱中唯一的字符输入终端，其与CCD(光标控制设备)一同成为了航电显示控制系统的主要控制设备，保证了使用该智能键盘的显示控制系统及设备能够正常操作，提高了该显示控制系统的操作可靠性，同时提高了使用该显示控制系统的飞机和飞行模拟器的操作可靠性和安全性。

附图说明

图1是本申请一实施例提供的智能键盘的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的机械键盘的收纳状态示意图；

图3是本申请一实施例提供的机械键盘的收起和平铺过程状态示意图；

图4是本申请一实施例提供的机械键盘的平铺状态示意图；

图5是本申请一实施例提供的收纳装置的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的导轨的结构示意图；

图7是本申请一实施例提供的感应装置的位置示意图；

图8是本申请一实施例提供的智能键盘的功能框图。

附图标记：

1、触摸屏，11、虚拟键盘，2、收纳装置，21、导轨，211、滑槽，22、背板，23、限位部件，231、线槽，3、机械键盘，31、滑块，32、把持部件。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

图1是本申请一实施例提供的智能键盘的结构示意图。

图2是本申请一实施例提供的机械键盘的收纳状态示意图。

图3是本申请一实施例提供的机械键盘的收起和平铺过程状态示意图。

图4是本申请一实施例提供的机械键盘的平铺状态示意图。

请参照图1至图4，其中，图2-图4省略了收纳装置2，本申请一实施例提供一种智能键盘，包括：触摸屏1、收纳装置2、机械键盘3和多个感应装置。

收纳装置2设置在触摸屏1的一侧，用于调整机械键盘3的位置以改变机械键盘3的当前状态，以及收纳机械键盘3。

可选的，收纳装置2所在的平面与触摸屏1所在的平面垂直设置。

机械键盘3与收纳装置2活动连接，设置为能相对于收纳装置2移动和转动，以收纳在收纳装置2内，或者平铺在触摸屏1的上表面。使得机械键盘3既具有能平铺在触摸屏1的上表面的平铺状态(见图2所示)，又具有移开触摸屏1的上表面移动至飞行操作中不容易触碰位置的收纳状态(见图4所示)，由平铺状态向收纳状态转换或者由收纳状态向平铺状态转换的过程定义为收起和平铺过程状态(见图3所示，为由收纳状态向平铺状态转换的过程)。其中，机械键盘3为具备多种功能信息输入的集成式按键面板。

多个感应装置分别设置在触摸屏1、收纳装置2和机械键盘3上，用于检测机械键盘3的当前状态。其中，机械键盘3的当前状态由机械键盘3的位置确定，机械键盘3位于收纳装置2内时，机械键盘3的当前状态为收纳状态；当机械键盘3平铺在触摸屏1的上表面时，机械键盘3的当前状态为平铺状态；当机械键盘3由平铺状态向收纳状态转换或者由收纳状态向平铺状态转换时，机械键盘3的当前状态为收起和平铺过程状态。

触摸屏1与多个感应装置连接，用于根据机械键盘3的当前状态调整显示区域的显示内容，以显示、隐藏或部分显示虚拟键盘11。其中，触摸屏1为同时具备显示与控制功能的人机接口，其始终未被机械键盘3覆盖的区域的可触控性与机械键盘3的当前状态无直接关联。虚拟键盘11是基于触摸屏1的触控功能的输入区域，用于替代机械键盘3对应的输入功能，虚拟键盘11在机械键盘3的当前状态变为平铺状态后消失或部分显示。

可选的，虚拟键盘11的显示内容与机械键盘3的按键内容一致。但本申请不以此为限制，虚拟键盘11的显示内容也可以是根据实际情况增减后的重新排布。

可选的，虚拟键盘11位于触摸屏1上曾被机械键盘3覆盖的区域，虚拟键盘11也可以位于触摸屏1的周边，形成为一圈与其他显控区域颜色迥异的触碰按键区域。但本申请不以此为限制，虚拟键盘11的位置可根据实际需要适当调整。

在一实施例中，收纳装置2的数量为一个，设置在触摸屏1的一侧；机械键盘3的数量与收纳装置2的数量相匹配，为一个。

可选的，收纳装置2设置在触摸屏1长度方向的一侧，通过收纳装置2将机械键盘3收纳在触摸屏1的长度方向的一侧。

在另一实施例中，收纳装置2的数量为两个，相对设置在触摸屏1的两侧；机械键盘3的数量与收纳装置2的数量相匹配，为两个。

可选的，两个收纳装置2分别设置在触摸屏1长度方向的两侧，以将两个机械键盘3分别收纳在触摸屏1的长度方向的两侧。

本申请不以此为限制，收纳装置2和机械键盘3的数量和位置可根据实际需要适当调整。

在一实施例中，机械键盘3设置为能沿触摸屏1的厚度方向移动，以及绕收纳装置2靠近触摸屏1的一端的端部转动。

图5是本申请一实施例提供的收纳装置的结构示意图。

请参照图5，在一实施例中，收纳装置2包括：相对设置的两个导轨21。

相对设置的两个导轨21分别位于机械键盘3的两侧；每个导轨21的一端与触摸屏1的端部连接，另一端沿触摸屏1的厚度方向延伸。

机械键盘3设置为能沿导轨21滑动，且能绕导轨21与触摸屏1连接的一端的端部转动，使得机械键盘3能收纳在收纳装置2内，或者平铺在触摸屏1的上表面。

图6是本申请一实施例提供的导轨的结构示意图。

请参照图1、图5和图6，在一实施例中，导轨21上设置有沿长度方向延伸的滑槽211；机械键盘3的两侧设置有与滑槽211形状相匹配的滑块31；滑块31嵌设在滑槽211内，并沿滑槽211滑动，且滑块31能在滑槽211靠近触摸屏1的一端的端部转动。

可选的，滑块31与机械键盘3固定连接、可拆卸连接或一体成型。

可选的，导轨21为直线形或L形，L形结构的短边与触摸屏1的端部连接，长边沿触摸屏1的厚度方向延伸。但本申请不以此为限制，导轨21的形状可根据实际需要适当调整。

可选的，滑槽211为腰形孔，腰形孔的延伸方向与导轨21的延伸方向相同；滑块31为与腰形孔形状相匹配的柱状结构。但本申请不以此为限制，滑槽211和滑块31也可以为其他形状。

可选的，柱状结构的横截面为圆形，使得滑块31在滑槽211的端部可转动，实现了机械键盘3的转动。但本申请不以此为限制，柱状结构的横截面也可以为其他形状。

请参照图5，在一实施例中，收纳装置2还包括：背板22和限位部件23。

背板22与两个导轨21连接，且位于两个导轨21靠近触摸屏1的一侧。

限位部件23设置在背板22上，且位于两个导轨21之间。

两个导轨21、背板22和限位部件23形成收纳装置2的收纳槽。

可选的，限位部件23为杆状结构或板状结构，用于将机械键盘3限制在预设位置。但本申请不以此为限制，限位部件23也可以为其他结构。

可选的，限位部件23上设置有线槽231，线槽231的位置与机械键盘3上的通信接口的位置相对应，用于通信接口走线。

可选的，限位部件23与背板22固定连接、可拆卸连接或一体成型。但本申请不以此为限制，限位部件23与背板22的具体连接方式可根据实际需要适当调整。

具体地，机械键盘3沿导轨21朝靠近触摸屏1的方向滑动至导轨21的一端，且沿导轨21该端的端部转动至与触摸屏1平行并贴合在触摸屏1的上表面，实现了机械键盘3的平铺；机械键盘3沿导轨21靠近触摸屏1的一端的端部转动至与触摸屏1呈预设角度，并沿导轨21朝远离触摸屏1的方向滑动至导轨21的另一端，并贴合至背板22上，使得机械键盘3位于收纳槽内，实现了机械键盘3的收纳。

可选的，预设角度的角度范围为90°-270°，角度太小，机械键盘3与触摸屏1抵触，无法沿轨道21滑动；角度太大，机械键盘3与收纳装置2的背板22抵触，无法沿轨道21滑动；预设角度取90°-270°，使得机械键盘3可沿轨道21自由滑动，实现了机械键盘3的收纳与平铺。

优选的，预设角度为90°，此时，机械键盘3恰好与轨道21平行。

图7是本申请一实施例提供的感应装置的位置示意图。

请参照图7，在一实施例中，触摸屏1上的感应装置设置在触摸屏1靠近机械键盘3的一端的边沿以及触摸屏1的背面，见图7中位置A1、A2和B，其中位置B处的感应装置可通过粘贴的方式粘贴在触摸屏1的背面，但本申请不以此为限制，位置B处的感应装置也可以是位于触摸屏1的背面的下方，与触摸屏1不直接接触，而是通过其他方式固定；收纳装置2上的感应装置设置在导轨21的两端以及限位部件23上，见图7中位置C1、C2和D；机械键盘3上的感应装置分别设置在机械键盘3靠近限位部件23的一侧的边沿以及机械键盘3的背面，见图7中位置E和F；在机械键盘3的当前状态为平铺状态时，机械键盘3背面的感应装置与触摸屏1背面的感应装置的位置相对应。但本申请不以此为限制，感应装置的数量和设置位置可根据实际需要适当调整。

具体地，通过设置在导轨21靠近限位部件23的一端的感应装置、设置在限位部件23上的感应装置以及设置在机械键盘3的边沿的感应装置，实现了机械键盘3的收纳感应。通过设置在触摸屏1靠近机械键盘3的一端的边沿的感应装置、设置在触摸屏1背面的感应装置以及设置在机械键盘3背面的感应装置，在机械键盘3的当前状态为平铺状态时，机械键盘3背面的感应装置与触摸屏1背面的感应装置的位置相对应且配合使用，实现了机械键盘3的平铺感应。

可选的，位于触摸屏1靠近机械键盘3的一端的边沿的感应装置为内嵌式传感器，数量为两个，相对设置在触摸屏1宽度方向的两侧，对应图7中位置A1和A2。该内嵌式传感器在机械键盘3平铺时被触发，当采用霍尔类器件时，其会被金属材质的覆盖物触发。

可选的，位于导轨21两端的感应装置为触发式传感器，数量为一端一个，对应图7中位置C1和C2。

可选的，限位部件23上的感应装置为触发式传感器，数量为一个，对应图7中位置D。

可选的，限位部件23上的感应装置内嵌在限位部件23上。

可选的，位于机械键盘3靠近限位部件23的一侧的边沿的感应装置为触发式传感器，数量为一个，对应图7中位置E。

可选的，位于机械键盘3靠近限位部件23的一侧的边沿的感应装置可内嵌在机械键盘3的边沿。

可选的，位于触摸屏1背面的感应装置以及位于机械键盘3背面的感应装置构成组合传感器，采用对发式双组霍尔类器件，具体包括特殊光谱对发激励器和磁场吸式等非接触传感器，数量为一组，对应图7中位置B和位置F。

通常情况下，传感器都是冗余使用，这个冗余有两种意思，即同一功能位置上有多个(组)冗余传感器，同时不同位置上的感应信号在逻辑上冗余。对于同一位置的冗余传感器，以多数投票为输出结果(此类冗余传感器间探知结果差异会被上报为提示)；用于同一推理结论的不同传感器输出结果为“与”关系，一旦出现单个位置的传感器(组)与其他传感器(组)输出不一致，则上报为警戒并遵循：

机械键盘3的收纳状态感应：三处传感反馈投票决定输出，即位置C2、D、E的传感反馈。

机械键盘3的平铺状态感应：三处传感反馈与逻辑决定输出，即位置A1(和/或A2)、C1、BF的传感反馈，由于BF处的感应装置为组合传感器，当BF位置重合时，才会产生传感反馈，也就是说，BF位置的传感器是以位置重合为触发依据的，但本申请不以此为限制，BF所指代的感应装置的具体安装位置并不限于图中所示的位置，也可以安装到其它地方。

本申请不以此为限制，触摸屏1、收纳装置2以及机械键盘3上的感应装置的类型和数量可根据实际需要适当调整。

可选的，机械键盘3通过自动控制或手动控制实现移动和转动。

机械键盘3的自动控制通过主动型架构实现，其活动关节由舵机或带信号反馈的电机驱动，使得机械键盘3可自动实现收纳状态与平铺状态之间的状态切换。

机械键盘3的手动控制通过被动型架构实现，活动关节通过手动或外部施力调整到位，采用锁扣、插销、摩擦片等器件将活动关节锁死以固定在预设位置，使得机械键盘3在手动控制下实现收纳状态与平铺状态之间的状态切换。

可选的，机械键盘3上设置有把持部件32，把持部件32用于抓取和拖动机械键盘3。通过设置保持部件32，方便了对机械键盘3的抓取和拖动，便于手动控制机械键盘3的移动，以改变机械键盘3的位置。

可选的，把持部件32与机械键盘3固定连接、可拆卸连接或一体成型。

可选的，把持部件32为把手，但本申请不以此为限制，把持部件32也可以为其他结构。

在本申请另一实施例中，提供一种显示控制系统，利用上述的智能键盘进行信息输入。将本实施例提供的智能键盘用于显示控制系统中，使得该显示控制系统具备信息输入的冗余能力，提高了该显示控制系统的操作可靠性。

在本申请又一实施例中，提供一种飞机，利用上述的显示控制系统进行控制。

具体地，上述智能键盘可用在运输类大型民用飞机的驾驶舱中(两位或两位以上飞行员)作为真实设备使用，一般位于中控台前端，靠近飞行员的区域，使得飞机的显示控制系统具备信息输入的冗余能力，提高了飞机的操作可靠性和安全性。

在本申请又一实施例中，提供一种飞行模拟器，利用上述的显示控制系统进行控制。

具体地，上述智能键盘可用在飞行模拟器的驾驶舱中以拓展飞行模拟器的使用场景，使得飞行模拟器的显示控制系统具备信息输入的冗余能力，可以有效提高飞行模拟器所使用的舱内模式，同时提高了该飞行模拟器的操作可靠性和安全性。其中，舱内模式包括对全触控屏操控飞机驾驶舱的模拟，以及仅装配传统机械键盘飞机驾驶舱的模拟。

下面介绍本申请的智能键盘的工作原理：

图8是本申请一实施例提供的智能键盘的功能框图。

请参照图7、图8，本申请实施例提供的智能键盘通过设置在触摸屏1、收纳装置2和机械键盘3上的多个感应装置来检测机械键盘3的位置，根据机械键盘3所处的位置确定机械键盘3的当前状态，当机械键盘3的当前状态发生变化时，触摸屏1进行显控内容调整即对应图8中的显示内容生成，其调整以能够继续完整实现使用该智能键盘的显示控制系统及设备能够正常操作为目的。触摸屏1上的显控内容的调整由机械键盘3的当前状态触发，其将相应需求送入负责驱动触摸屏1显示内容的IDU设备(即显示组件)中，由设备中的处理模块在本地进行计算。在机械键盘3处于不同的状态下，该智能键盘的键盘输出到底是从机械键盘3获取，还是从触摸屏1获取需要通过“键盘状态切换规则”来确定，具体来说，只要机械键盘3不处于平铺状态，那么输出值就以触摸屏1上的虚拟键盘11的输出为主。

具体地，机械键盘3的当前状态分为：收纳状态、平铺状态以及收起和平铺过程状态，机械键盘3的当前状态与机械键盘3的位置对应关系如下：

收纳状态：机械键盘3位于收纳装置2内，通过图7中位置C2、D、E的传感反馈确定。

平铺状态：机械键盘3平铺在触摸屏1的上表面，通过图7中位置A1(和/或A2)、C1、BF的传感反馈确定。

收起和平铺过程状态：机械键盘3位于收纳位置和平铺位置之间。

根据机械键盘3的当前状态不同，智能键盘输入的有效性判断步骤如下：

当机械键盘3的当前状态为收纳状态时，触摸屏1进行显控内容调整，显示虚拟键盘11，此时机械键盘3无效，虚拟键盘11有效。

当机械键盘3的当前状态为平铺状态时，触摸屏1进行显控内容调整，隐藏虚拟键盘11或显示虚拟键盘11的一部分，即机械键盘3有效，虚拟键盘11无效或部分有效。其中，部分被显示的虚拟键盘11为快捷操作的虚拟按键，其可在机械键盘3有效时被强制显示和使用，以提高操作的便携性。

当机械键盘3的当前状态为收起和平铺过程状态时，触摸屏1进行显控内容调整，显示虚拟键盘11，此时机械键盘3无效，虚拟键盘11有效。

当机械键盘3为两个时，每个机械键盘3的当前状态根据其自身的位置进行确定，相应的，每个机械键盘3的有效性根据其自身的当前状态进行确定，相互之间互不影响。即其中一个机械键盘3无效，不影响另一个机械键盘3的有效性。

为保证该智能键盘的正常操作总能实现，在机械键盘3为收纳状态或者收起和平铺过程状态时，即机械键盘3无效时，触摸屏1的显控界面上必须配备虚拟键盘11，即触摸屏1的显控界面上必须显示虚拟键盘11，该虚拟键盘11的显示形式可以是集中式的，也可以是分散式的；在机械键盘3为平铺状态时，即机械键盘3有效时，虚拟键盘11部分有效或全部无效(部分输入功能可能存留在未被覆盖的触控区域)，即触摸屏1的显控界面上显示虚拟键盘11的一部分或隐藏虚拟键盘11。

随着技术的进步，触摸屏作为一种“可见即可控”的便捷式输入设备，开始被应用于航空领域(F22、歼20战斗机前仪表板、湾流550公务机飞管操作界面等)，其也将在可预期的短时间内被应用于大型民用运输飞机的驾驶舱航电系统中。目前为止，触摸屏在大型民机驾驶舱航电系统，尤其是显示控制系统架构中的地位并不明晰，本申请给出了一种触摸屏与现有航电输入控制设备的兼容性构架方案，其可作为飞行模拟器中控台区域不同类型多功能键盘布置方案的切换策略，也可作为一种民机驾驶舱中具有两种模态的冗余式多功能键盘。

本申请旨在保护一种智能键盘，具有如下有益的技术效果：

通过触摸屏和机械键盘互为备份，触摸屏能根据机械键盘的当前状态，控制触摸屏显示或隐藏虚拟键盘，使得机械键盘和虚拟键盘可相互切换，以适用不同的操作需求，解决了单独使用机械键盘占用面积大，阻碍了显示界面向更大的显示区域、更集成的显示内容发展的发展趋势的技术问题，同时解决了触摸屏在某些振动环境下的操作无法达到纯机械键盘的效果的技术问题。本申请的智能键盘，既能够使用触摸屏的各项功能，实现了操作的便携性，又可在特定条件下使用机械键盘，为操作提供了有效的安全备份，保证了操作可靠性和安全性。将该智能键盘代替航电仪表上的输入装置，成为民机驾驶舱中唯一的字符输入终端，其与CCD(光标控制设备)一同成为了航电显示控制系统的主要控制设备，保证了使用该智能键盘的显示控制系统及设备能够正常操作，提高了该显示控制系统的操作可靠性，同时提高了使用该显示控制系统的飞机和飞行模拟器的操作可靠性和安全性。

应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (12)

1.一种智能键盘，其特征在于，包括：

触摸屏(1)；

收纳装置(2)，设置在所述触摸屏(1)的一侧，且与所述触摸屏(1)连接；

机械键盘(3)，与所述收纳装置(2)活动连接，设置为能相对于所述收纳装置(2)移动和转动，以收纳在所述收纳装置(2)内，或者平铺在所述触摸屏(1)的上表面；

多个感应装置，分别设置在所述触摸屏(1)、所述收纳装置(2)和所述机械键盘(3)上，用于检测所述机械键盘(3)的当前状态；

所述触摸屏(1)与所述多个感应装置连接，用于根据所述机械键盘(3)的当前状态调整显示区域的显示内容，以显示、隐藏或部分显示虚拟键盘(11)。

2.根据权利要求1所述的智能键盘，其特征在于，

所述机械键盘(3)设置为能沿所述触摸屏(1)的厚度方向移动，以及绕所述收纳装置(2)靠近所述触摸屏(1)的一端的端部转动。

3.根据权利要求2所述的智能键盘，其特征在于，所述收纳装置(2)包括：

相对设置的两个导轨(21)，分别位于所述机械键盘(3)的两侧；每个所述导轨(21)的一端与所述触摸屏(1)的端部连接，另一端沿所述触摸屏(1)的厚度方向延伸；

所述机械键盘(3)设置为能沿所述导轨(21)滑动，且能绕所述导轨(21)与所述触摸屏(1)连接的一端的端部转动。

4.根据权利要求3所述的智能键盘，其特征在于，

所述导轨(21)上设置有沿长度方向延伸的滑槽(211)；

所述机械键盘(3)的两侧设置有与所述滑槽(211)形状相匹配的滑块(31)；

所述滑块(31)嵌设在所述滑槽(211)内，并沿所述滑槽(211)滑动，且所述滑块(31)能在所述滑槽(211)靠近所述触摸屏(1)的一端的端部转动。

5.根据权利要求4所述的智能键盘，其特征在于，

所述滑槽(211)为腰形孔；

所述滑块(31)为与所述腰形孔形状相匹配的柱状结构。

6.根据权利要求3所述的智能键盘，其特征在于，所述收纳装置(2)还包括：

背板(22)，与所述两个导轨(21)连接，且位于所述两个导轨(21)靠近所述触摸屏(1)的一侧；

限位部件(23)，设置在所述背板(22)上，且位于所述两个导轨(21)之间；

所述两个导轨(21)、背板(22)和限位部件(23)形成所述收纳装置(2)的收纳槽。

7.根据权利要求6所述的智能键盘，其特征在于，

所述触摸屏(1)上的感应装置设置在所述触摸屏(1)靠近所述机械键盘(3)的一端的边沿以及所述触摸屏(1)的背面；

所述收纳装置(2)上的感应装置设置在所述导轨(21)的两端以及所述限位部件(23)上；

所述机械键盘(3)上的感应装置分别设置在所述机械键盘(3)靠近所述限位部件(23)的一侧的边沿以及所述机械键盘(3)的背面；

在所述机械键盘(3)的当前状态为平铺状态时，所述机械键盘(3)背面的感应装置与所述触摸屏(1)背面的感应装置的位置相对应。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的智能键盘，其特征在于，

所述收纳装置(2)的数量为一个，设置在所述触摸屏(1)的一侧；或者所述收纳装置(2)的数量为两个，相对设置在所述触摸屏(1)的两侧；

所述机械键盘(3)的数量与所述收纳装置(2)的数量相匹配。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的智能键盘，其特征在于，

所述机械键盘(3)上设置有把持部件(32)，所述把持部件(32)用于抓取和拖动所述机械键盘(3)。

10.一种显示控制系统，其特征在于，利用权利要求1-7中任意一项所述的智能键盘进行信息输入。

11.一种飞机，其特征在于，利用权利要求10所述的显示控制系统进行控制。

12.一种模拟器，其特征在于，利用权利要求10所述的显示控制系统进行控制。