CN211980477U - 模块化键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模块化键盘，包括安装件、控制板、轴芯及键帽，安装件开设有N个定位孔，N个所述定位孔间隔设置且呈阵列排布，其中，N大于1；控制板设有N个触发结构，所述触发结构与所述定位孔一一对应；轴芯设有N个，一所述轴芯穿设于一所述定位孔，所述轴芯能够在触发位置及断开位置之间往复运动，所述轴芯能够在处于所述触发位置时触发所述触发结构，并能够在处于所述断开位置时解除触发所述触发结构；键帽能够可拆卸连接M个轴芯，其中，所述M小于N。用户能够自由设定键位排列方式、数量及种类，实现输入命令模块化，以便满足用户个性化需求，提高舒适度及输入效率，减少使用键盘时的疲劳感。

Description

模块化键盘

技术领域

本实用新型属于键盘技术领域，尤其涉及一种可自定义按键布局的模块化键盘。

背景技术

随着科学技术的发展，计算机已经广泛应用于各种信息处理场合，键盘是计算机设备中最为重要的输入设备。按键为键盘的基本构成单元，通过按压按键可以向计算机主机中输入各种指令和数据信息。现有的常规键盘只有生产厂家能够设计按键的排列方式、数量和种类，而用户无法对其进行修改。为了兼顾大多数人的使用需求，生产厂家设计出来的键盘均具有固定的键位排列、固定的按键种类及固定的按键数量，但是每个人对键盘的需求不一样，例如有的用户惯于左手打字，有的用户需要大量输入特殊字符(如数学公式字符等)，有的用户由于键盘不合理的人体工学设计在长期打字时易诱发腱鞘炎。因此现有的键盘无法满足不同用户的使用需求，导致输入效率降低等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种模块化键盘，旨在解决现有键盘那无法满足不同用户的使用需求导致输入效率降低的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种模块化键盘，包括：

安装件，开设有N个定位孔，N个所述定位孔间隔设置且呈阵列排布，其中，N大于1；

控制板，设有N个触发结构，所述触发结构与所述定位孔一一对应；

轴芯，设有N个，一所述轴芯穿设于一所述定位孔，所述轴芯能够在触发位置及断开位置之间往复运动，所述轴芯能够在处于所述触发位置时触发所述触发结构，并能够在处于所述断开位置时解除触发所述触发结构；

键帽，能够可拆卸连接M个轴芯，其中，所述M小于N。

在其中一个实施例中，所述键帽设有多个。

在其中一个实施例中，所述安装件包括主板以及导向件，所述定位孔开设于所述主板，所述导向件滑接于所述轴芯并用于限制所述轴芯径向移动。

在其中一个实施例中，所述导向件开设有N个与所述定位孔一一对应的导向孔，一所述轴芯滑接于一所述导向孔。

在其中一个实施例中，所述模块化键盘还包括复位件，所述复位件能够在所述轴芯处于触发位置时向所述轴芯施加能够使其由触发位置运动至断开位置的复位力。

在其中一个实施例中，所述复位件具体弹性并连接于所述安装件及所述轴芯，所述复位力为弹性力。

在其中一个实施例中，所述轴芯包括穿设于所述定位孔的轴部以及连接于所述轴部侧壁的限位部，所述限位部能够在所述轴芯处于所述断开位置时抵触于所述安装件。

在其中一个实施例中，所述导向件与所述主板间隔设置，所述复位件位于所述主板与所述导向件之间且其两端分别抵接于所述限位部及所述导向件。

在其中一个实施例中，所述轴芯具有弹性。

在其中一个实施例中，所述轴芯还包括连接于所述轴部并凸出于所述轴部朝向所述控制板一端的弹性部，所述弹性部在所述轴芯处于所述触发位置时抵触于所述触发结构，并在所述轴芯处于所述断开位置时远离所述触发结构，所述轴芯还具有触底位置，所述触发位置位于所述触底位置与所述断开位置之间，所述弹性部在所述轴芯处于所述触底位置时抵触于所述触发结构并发生弹性形变。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：键帽能够可拆卸连接M个轴芯，当用户按压键帽时，该M个轴芯同时由断开位置运动至触发位置，此时与上述M个轴芯相对应的M个触发结构同时被触发，用户能够根据自身需求自主选择该键帽连接的M个轴芯，并通过键值映射自主设定该键帽所对应的输入命令，这样用户便能够自由设定键位排列方式、数量及种类，实现输入命令模块化，以便满足用户个性化需求，提高舒适度及输入效率，减少使用键盘时的疲劳感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的模块化键盘局部结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的模块化键盘一个键位的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的模块化键盘空置键位的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的模块化键盘使用状态的结构示意图。

附图标记说明：

10、安装件；11、主板；111、定位孔；12、导向件；121、导向板；20、控制板；21、触发结构；30、轴芯；31、轴部；32、限位部；33、弹性部；40、复位件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

请参照图1和图2，本实用新型实施例提供一种模块化键盘，包括安装件10、控制板20、轴芯30、键帽及复位件40。

请参照图1，安装件10开设有N个定位孔111，N个定位孔111间隔设置且呈阵列排布，其中，N大于1。在本实施例中，安装件10可为板状，以形成模块化键盘的外壳，N个定位孔111可以排列为a*b的矩形阵列，其中，a与b约为自然数，且同排与同列的定位孔111的间距相等，在其他实施例中，多个定位孔111之见的间距可不相等，也可排列为其他形状。

请参照图1，控制板20设有N个触发结构21，触发结构21与定位孔111一一对应。具体地，触发结构21正对定位孔111，控制板20可以为电路板，此时触发结构21可以为设于电路板上的开关结构，控制板20还可以为触控屏、传感器等，包括但不限于此。控制板20能够通过一定的通讯协议，将触发该触发结构21后得到的信号传至主控芯片，最后向电脑或其他电子设备输入命令。

请参照图2和图4，轴芯30设有N个，一轴芯30穿设于一定位孔111，轴芯30能够在触发位置及断开位置之间往复运动，轴芯30能够在处于触发位置时触发上述触发结构21，并能够在处于断开位置时解除触发上述触发结构21。具体地，轴芯30呈杆状且其运动方向垂直于所述安装板所在平面，触发结构21位于轴芯30的轴向延伸线上。优选地，轴芯30滑接于定位孔111。在本实施例中，轴芯30沿其轴线运动，断开位置靠近定位孔111且触发位置远离定位孔111，轴芯30具有凸出端及抵触端，凸出端位于安装件10背向控制板20的一侧，抵触端位于安装件10朝向控制板20的一侧，当轴芯30处于触发位置时抵触端抵触于触发结构21，当轴芯30处于断开位置时抵触端远离触发结构21。在其他实施例中，轴芯30的运动方向可不沿其轴线，轴芯30处于触发位置时抵触端可不接触所述触发结构21，轴芯30处于断开位置时抵触端可处于控制板20朝向安装件10的一侧，也可处于控制板20背向安装件10的一侧。触发结构21可以为接触式开关还可以为非接触式开关，包括但不限于电容开关、光开关、电磁开关等，对触发结构21的触发方式包括但不限于物理接触、磁力变化、电容量变化、光电效应变化等。在其他实施例中，也可将轴芯30的断开位置设为远离定位孔111且触发位置靠近定位孔111。

请参照图4，键帽能够可拆卸连接M个轴芯30，其中，M小于N。在本实施例中，键帽能够盖设于轴芯30的凸出端，具体地，键帽的底部设有多个与轴芯30的凸出端适配的配合结构。在其他实施例中，键帽可连接于轴芯30的中部。键帽与轴芯30的连接方式包括但不限于卡扣连接、利用大气压强吸附、利用静电吸附、利用黏胶粘贴、调用电磁体或永磁体吸附。当用户按压键帽时，键帽带动轴芯30由断开位置运动至触发位置。M可以为i*j个的矩形阵列，也可以为任意位置组成任意形状的M个。其中，i、j可为大于等于2，因此每个键帽最少对应4个轴芯30。用户可设置多个键帽，多个键帽可至少包括两个不同形状的键帽，可至少两个分别连接不同个数的轴芯30。键帽的形状可以为棱柱状、棱台状、圆柱状、圆台状、椭圆柱状、椭圆台状等。由于一个键帽可以对应M个轴芯30，且键帽是可以放到任意轴芯30位置上，因此，每个按键的位置可由用户自主设定，且可以配合软件系统的键值映射随时更改，当客户需要再次调节键帽位置时可将键帽从轴芯30上拆除并重新排布键帽，并为各键帽重新映射键值。例如，可以将普通的字符按键A、B、C等对应于2*2个轴芯30，而Ctrl可以对用于2*3个轴芯30，空格键(Space)对应于2*5个轴芯30，并将每个所需要的键帽放置于安装件10上想要放置的位置。

通常标准键盘为104个键位，本实施例的模块化键盘的键帽数量并不受限于该标准键盘的数量，因此能够通过增加键帽的方式来增加输入命令的数量和种类。该M个轴芯30同时由断开位置运动至触发位置，此时与上述M个轴芯30相对应的M个触发结构21同时被触发，用户能够根据自身需求自主选择该键帽连接的M个轴芯30，并通过键值映射自主设定该键帽所对应的输入命令，由于键帽位置可以随意更换，因此用户可设置个性化键位排列方式，提高键盘输入效率。这样相比于现有键盘设计方案，用户便能够自由设定键位排列方式、数量及种类，实现输入命令模块化，以便满足用户个性化需求，提高舒适度及输入效率。

请参照图3，若某个轴芯30没有对应任一键值，则置空，不做任何反应。置空的键帽处,设置置空挡板占位即可。具体地，置空挡板可作为一个单独塑胶件，也可以与置空的键帽做成一体式的塑胶件。具体方式可以根据实际需求改变，为增强键帽稳定性，应在键帽设置和轴芯30的凸出端锁紧卡扣的配合结构，即键帽朝向轴芯30用力按下时即可扣紧，只有使用拔键器才能将键帽拔出，而仅仅只是翻转键盘，键帽不脱落。

请参照图2，为实现轴芯30沿预设轨迹运动，安装件10包括主板11以及导向件12，定位孔111开设于主板11，导向件12滑接于轴芯30并用于限制轴芯30径向移动。导向件12可连接于主板11，在本实施例中，导向件12与主板11间隔设置，导向件12开设有N个与定位孔111一一对应的导向孔，一轴芯30滑接于一导向孔，即导向件12通过导向孔套设于轴芯30外，这样定位孔111与导向孔确定一条直线，以使得轴芯30能够沿定位孔111与导向件12之间的连线方向往复运动。

轴芯30能够在外力作用下由断开位置运动至触发位置，而由触发位置复位至断开位置，可以通过外力，还可通过电动结构或机械结构。请参照图2，在本实施例中，轴芯30通过复位件40实现复位。其中，复位件40能够在轴芯30处于触发位置时向轴芯30施加能够使其由触发位置运动至断开位置的复位力。当外力大于复位力时，轴芯30处于触发位置，当外力小于复位力或撤去外力时，轴芯30得以从触发位置向断开位置运动，直至轴芯30运动至断开位置。当轴芯30处于断开位置时，复位力可消失也可仍然存在。

在本实施例中，复位力为弹性力。请参照图2，具体地，复位件40连接于安装件10及轴芯30，具体地，复位件40能够在轴芯30处于触发位置时向轴芯30施加能够使其由触发位置运动至断开位置的弹性力。在用户撤去外力后，轴芯30在弹性力的作用下由触发位置运动至断开位置，以实现轴芯30的自动复位。其中，复位件40可以为弹簧，该弹簧套设于轴芯30上，其一端连接于轴芯30且另一端连接于安装件10，具体为连接于主板11或导向板121，当轴芯30由断开位置运动至触发位置时，弹簧压缩，在其他实施例中，弹簧也可拉伸。在本实施例中，弹簧位于主板11与导向板121之间，且一端连接于轴芯30另一端抵触于导向板121朝向主板11的板面，此时弹簧可不与导向板121固定连接。其中，复位力还可以为电磁力的回弹力、使用压缩空气提供的回弹力等。

请参照图2，为防止轴芯30在复位力的作用下移出定位孔111，轴芯30包括穿设于定位孔111的轴部31以及连接于轴部31侧壁的限位部32，限位部32能够在轴芯30处于断开位置时抵触于安装件10。具体地，限位部32凸设于轴部31的侧壁以限制轴部31在定位孔111中的位移，并使得轴芯30处于断开位置时限位部32能够稳定弹性抵接于主板11朝向导向板121的一侧，而不至于出现晃动。在本实施例中，限位部32环设于轴部31的周向，以便于复位件40的一端抵接，此时复位件40可不与轴芯30固定连接。这样复位件40便自由放置于限位部32与导向板121之间，便于组装。

为延长触发结构21的寿命并提高用户按压键帽时的按压手感，轴芯30具有弹性，这样在轴芯30抵触于触发结构21后还能够在惯性作用下压缩，以对控制板20起到缓冲作用，用户手指在按压键帽时更有弹性。

请参照图2，具体地，轴芯30还包括连接于轴部31并凸出于轴部31朝向控制板20一端的弹性部33，弹性部33在轴芯30处于触发位置时抵触于触发结构21，并在轴芯30处于断开位置时远离触发结构21，轴芯30还具有触底位置，触发位置位于触底位置与断开位置之间，弹性部33在轴芯30处于触底位置时抵触于触发结构21并发生弹性形变。其中，弹性部33可以为弹簧。当轴芯30处于触底位置时，弹性部33被压缩，同时限位部32抵触于导向板121朝向主板11的一侧或复位件40压缩到极限，在其他实施例中，当轴芯30处于触底位置时，轴部31可抵触于控制板20，优选为抵触于触发结构21，以提高触发该触发结构21的可靠性。

用户按下键帽时，键帽朝向控制板20运动,连带M个轴芯30朝向控制板20运动,同时复位件40给予轴芯30反向的复位力，当轴芯30由断开位置运动至触发位置时，弹性部33与控制板20的触发结构21接触，启动控制板20，控制板20通过主控芯片向与其连接的电子设备发出命令信号，此时的状态称之为触发。

用户继续往下按压键帽，轴芯30到达触底位置，此时限位部32抵触于导向件12，轴芯30无法继续运动，此时的状态称之为触底。

用户松开键帽时，复位件40由于已处于压缩状态，即积蓄一定的弹性力，此时轴芯30会在复位件40的弹性力作用下反向运动，直至限位件抵触于主板11，此时轴芯30由触底位置运动至断开位置，即触发结构21回到初始状态，并等待下一轮的触发，需要说明的是，从用户按下键帽开始，任意时刻均可松开，例如轴芯30处于触发位置时，处于触底位置时，或任意其他位置。

相邻轴芯30的弹性部33可采用不同的静态长度，则每个键帽都可获得至少两种不同的触发键程，配合键盘软件，即可对每个键帽设置不同的触发键程。

该模块化键盘可便于任意添加键帽，而不仅限于常规键盘的104个按键。因此，对于有输入特殊字符需求的用户，就可以将某个键帽放置到合适的位置，并通过软件设置该键位为某个特殊字符，如经常需要些数学公式的用户，就可以将某个键位映射为求和符号，或映射为某个希腊字母等等，还可将键位设置为货币符号、书名号等，对于不同行业的从业人员有着较大的便利性，如经常写论文的用户，需要经常输入不同国家货币符号的银行职员等。

另外，通过本模块化键盘的键帽设置，组合快捷键可单键化。例如，通常按下Ctrl+C发出复制命令，Ctrl+V发出粘贴命令，因此可以新设一个键帽，印刻字符copy或paste，然后将此二键帽放置到合适的位置，再通过软件将其映射到对应键值上，即可新设键帽，通过这样的方式，使得键盘输入时更加方便快捷，而且也不用去记忆各个组合按键。

其次，本模块化键盘对于非英语字符的输入更加便捷，常规键盘的字符主要是26个英文字符，对于其他语言的字符，尤其是基础字符数量远远大于英文字母的语言，其字符输入就比较麻烦，例如西班牙语、法语、阿拉伯语、俄语、德语、中文、日语、韩语等，这些非英语的语言，在使用普通英文字符的键盘时，都无法直接输入所有需要输入的字符，而是通过一定方式进行转换，由此导致输入效率较低，通过本模块化键盘，用户就可以快速定制出所需语言字符的键盘。

按键排列方式变化的几种用途如下：

第一种按键排列方式为非qwerty排列。由于用户惯性的缘故，绝大多数量产键盘的键位均使用qwerty排列，但实际上，数十年前就有dvorak、malt等键位排列方式，这些排列方式在熟练操作员手里效率更高，但由于用户惯性，生产厂家也不愿意量产这些非qwerty键盘，因此打字员想要进一步提高字符输入速度也受到较大的客观条件制约，而模块化键盘就可以通过软件映射，在任意位置放置想要的键帽，并按照用户所需要的方式排列各个键位。

第二种按键排列方式为人体工学排列。量产的普通键盘由于受制于成本及大众习惯，因此在设置按键位置时，不考虑左右手的灵活性，也不考虑五根手指由于长短不一所造成的个别按键难以按到，以及因此导致的手指疲劳。再者，双手被限制在一个水平方向上，并非如人体工学键盘一样可以自由的放置手腕，也会导致长时间敲击键盘后手腕及胳膊的疲劳，而本模块化键盘即可根据用户的使用习惯，自由排布按键位置，使双手更加舒适。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，仅具体描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模块化键盘，其特征在于，包括：

安装件，开设有N个定位孔，N个所述定位孔间隔设置且呈阵列排布，其中，N大于1；

控制板，设有N个触发结构，所述触发结构与所述定位孔一一对应；

轴芯，设有N个，一所述轴芯穿设于一所述定位孔，所述轴芯能够在触发位置及断开位置之间往复运动，所述轴芯能够在处于所述触发位置时触发所述触发结构，并能够在处于所述断开位置时解除触发所述触发结构；

键帽，能够可拆卸连接M个轴芯，其中，所述M小于N。

2.如权利要求1所述的模块化键盘，其特征在于，所述键帽设有多个。

3.如权利要求1所述的模块化键盘，其特征在于，所述安装件包括主板以及导向件，所述定位孔开设于所述主板，所述导向件滑接于所述轴芯并用于限制所述轴芯径向移动。

4.如权利要求3所述的模块化键盘，其特征在于，所述导向件开设有N个与所述定位孔一一对应的导向孔，一所述轴芯滑接于一所述导向孔。

5.如权利要求3所述的模块化键盘，其特征在于，所述模块化键盘还包括复位件，所述复位件能够在所述轴芯处于所述触发位置时向所述轴芯施加能够使其由所述触发位置运动至所述断开位置的复位力。

6.如权利要求5所述的模块化键盘，其特征在于，所述复位件具有弹性并连接于所述安装件及所述轴芯，所述复位力为弹性力。

7.如权利要求6所述的模块化键盘，其特征在于，所述轴芯包括穿设于所述定位孔的轴部以及连接于所述轴部侧壁的限位部，所述限位部能够在所述轴芯处于所述断开位置时抵触于所述安装件。

8.如权利要求7所述的模块化键盘，其特征在于，所述导向件与所述主板间隔设置，所述复位件位于所述主板与所述导向件之间且其两端分别抵接于所述限位部及所述导向件。

9.如权利要求7所述的模块化键盘，其特征在于，所述轴芯具有弹性。

10.如权利要求9所述的模块化键盘，其特征在于，所述轴芯还包括连接于所述轴部并凸出于所述轴部朝向所述控制板一端的弹性部，所述弹性部在所述轴芯处于所述触发位置时抵触于所述触发结构，并在所述轴芯处于所述断开位置时远离所述触发结构，所述轴芯还具有触底位置，所述触发位置位于所述触底位置与所述断开位置之间，所述弹性部在所述轴芯处于所述触底位置时抵触于所述触发结构并发生弹性形变。

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