CN212848120U - 按键组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种按键组件和电子设备，其中，按键组包括：支架；悬臂梁，所述悬臂梁固定于所述支架，所述悬臂梁上开设有应力槽；应变片，所述应变片贴合于所述悬臂梁，并靠近所述应力槽设置。本实用新型技术方案旨在提高按键的灵敏度。

Description

按键组件和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，特别涉及一种按键组件和应用该按键组件的电子设备。

背景技术

在很多电子设备中会利用压力式按键来代替传统的机械式按键，使得电子设备结构小巧，方便用户对按键的操作。但是许多压力式按键内的应变片由于产生的形变量较小，难以被识别到，从而使得按键灵敏度较差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种按键组件，旨在提高按键的灵敏度。

为实现上述目的，本实用新型提出的按键组件，所述按键组件包括：

支架；

悬臂梁，所述悬臂梁固定于所述支架，所述悬臂梁上开设有应力槽；以及

应变片，所述应变片贴合于所述悬臂梁，并靠近所述应力槽设置。

可选地，所述悬臂梁具有长度方向、宽度方向和厚度方向，所述悬臂梁沿其长度方向、宽度方向和厚度方向的尺寸依次减小，所述应力槽沿所述悬臂梁的宽度方向凹设形成。

可选地，所述悬臂梁的于宽度方向上的两侧边均凹设形成所述应力槽，所述应变片位于宽度方向上的两所述应力槽之间。

可选地，所述悬臂梁具有长度方向、宽度方向和厚度方向，所述悬臂梁沿其长度方向、宽度方向和厚度方向的尺寸依次减小，所述应力槽沿所述悬臂梁的厚度方向凹设形成。

可选地，所述应力槽贯穿所述悬臂梁的两侧边，所述应变片贴合于所述悬臂梁背离所述应力槽的表面。

可选地，定义所述悬臂梁长度方向的尺寸为L、宽度方向的尺寸为W和厚度方向的尺寸为H。

L满足：30mm≤L≤40mm；

且/或，W满足：5mm≤W≤10mm；

且/或，H满足：0.2mm≤H≤1mm。

可选地，所述悬臂梁具有固定部和两悬臂部，所述固定部位于两所述悬臂部之间，所述固定部连接于所述支架，两所述悬臂部均开设有所述应力槽，且所述应力槽靠近所述固定部设置。

可选地，一所述悬臂梁上设有两所述应变片，两所述应变片分别设于所述悬臂梁相对设置的两表面。

可选地，所述悬臂梁为铝合金材质或不锈钢材质。

本实用新型还提出一种电子设备，包括主控板和按键组件；

所述按键组件包括：

支架；

悬臂梁，所述悬臂梁固定于所述支架，所述悬臂梁上开设有应力槽；以及

应变片，所述应变片贴合于所述悬臂梁，并靠近所述应力槽设置；

所述按键组件上的应变片电性连接所述主控板。

本实用新型技术方案中，按键组件中的悬臂梁固定于支架，悬臂梁在受到压力时，悬臂梁的各个部分产生不同程度的形变量，贴合于悬臂梁的应变片识别到该形变量，并将相应的形变量转换为电信号传递给电子设备的主控板，主控板控制电子设备执行相应的功能。

在悬臂梁上进一步开设有应力槽，使得悬臂梁在同样的按压力作用下，悬臂梁在应力槽所在位置的应变值增大，而应变片贴合于悬臂梁，并靠近应力槽设置，应变片能够检测出较大的形变量，使得应变片感应灵敏，按键组件的敏度提高，应用该按键组件的电子设备接收到按键组件的电性号并执行相应的功能的过程更灵敏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型按键组件一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型按键组件另一实施例的结构示意图；

图3为图2中悬臂梁和应变片的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	按键组件	32	第一表面
10	支架	33	悬臂部
				11	凸台	34	第二表面
30	悬臂梁	35	应力槽
				31	固定部	50	应变片

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1，本实用新型提出一种按键组件100，该按键组件100应用于电子设备中，在用户的按压触控下，以实现电子设备的相应功能。

本实用新型技术方案中的电子设备可以为便携式电子设备，也可以是安装于其他固定或移动载体中的电子设备。例如：可以为汽车上的音响设备、电话设备或温控设备等。当该电子设备是应用于汽车上的电子设备时，该按键组件100可以安装于汽车的方向盘上，具体可以安装于方向盘的骨架上，用户在操控方向盘的过程中，手掌不用挪动的情况下，手指就可以直接触碰到该按键组件100上的按键，便于用户在开车过程中对车内设备的控制，例如：控制车内音响设备的开关、音量调节等，或控制车内冷气、暖气的开关、温度调节，或控制接听电话、挂断电话等等。

进一步结合图1和图2，本实用新型的按键组件100主要包括支架10，悬臂梁30和应变片50。该按键组件100还可以进一步包括底壳(未图示)和面板(未图示)以及控制板(未图示)，当然该底壳、面板和控制板的结构也可以根据安装需要和操作需要进行相应的改进。该支架10具体可以为中壳，悬臂梁30安装于支架10，具体可以通过螺丝或卡扣等结构进行固定，该悬臂梁30具有相对设置的两表面，该两表面上均贴设有应变片50，应变片50通过引线连接于控制板。底壳和面板分别安装于中壳的相对两侧，以对悬臂梁30和控制板等其他零部件进行封装。面板上设有功能性按键标识，用户在按压触控面板上相应的案件标识时，悬臂梁30受到压力而使悬臂梁30各个部分产生不同程度的形变，贴合于悬臂梁30的应变片50识别到该形变，将相应的形变量转换为电信号传递给控制板，控制板再将电信号传递至电子设备的控制单元，控制电子设备执行相应的功能。

本实用新型技术方案中，在悬臂梁30上开设有应力槽35，该应力槽35的设置，使得悬臂梁30在局部的应变值得到改变，而应变片50根据应力槽35的位置进行设置，并靠近应力槽35设置，使得该按键组件100在同样的按压力作用下，应力槽35周围的悬臂梁30出现应力集中，靠近应力槽35设置的应变片50的应变增大，从而使应变片50能够检测出较大的形变量，使得应变片50感应灵敏，按键组件100上的控制板获取到的电信号强，按键组件100的敏度提高。

该悬臂梁30通常为条形的板状结构，悬臂梁30固定于支架10而具有与支架10相连接的固定部31，以及悬空设置的悬臂部33，应力槽35开设于悬臂部33。

具体可以为，悬臂梁30的端部固定于支架10，使得一个悬臂梁30对应有一个悬臂部33，该悬臂部33上设有应力槽35，且应力槽35靠近固定部31设置。该应力槽35可以沿悬臂梁30的宽度或厚度方向凹设形成。

还可以为，将悬臂梁30的中部固定于支架10上，悬臂梁30于固定部31的两侧形成两悬臂部33，两悬臂部33均设有应力槽35，且应力槽35靠近固定部31设置。支架10上对应连接悬臂梁30的部分凸设形成凸台11，利用螺钉或卡扣将悬臂梁30和支架10的凸台11进行连接，悬臂梁30除了与支架10相固定连接的部分外，其他部分为悬空状态，如此，悬臂梁30的两侧可以形成悬臂结构，在外力按压下可以产生一定的形变量，贴合于其上的应变片50能够检测到其悬臂部33的变形程度。该应力槽35可沿悬臂梁30的宽度或厚度方向凹设形成。当悬臂梁30沿其宽度方向凹设形成应力槽35时，该应力槽35可以在宽度方向上对称设置，即，每个悬臂部33形成有相对设置的两应力槽35；当悬臂梁30沿其厚度方向凹设形成应力槽35时，由于厚度方向的尺寸较小，一个悬臂梁30上设有一个应力槽35，该应力槽35在沿厚度方向凹设的同时，贯穿悬臂梁30于宽度方向上的两侧面，两悬臂部33上的应力槽35分别位于悬臂梁30相背对的两个表面。将固定部31设置于悬臂梁30的中部，以使悬臂梁30的结构更加规整，贴合于悬臂梁30的应变片50对悬臂梁30的识别和检测效果更准确。

该方案中一个悬臂梁30具有两悬臂部33，在悬臂部33开设应力槽35后，在悬臂梁30被按压发生变形过程中，设有应力槽35的部分会产生应力集中，使得应力槽35附近发生形变量较大，贴合于该处的应变片50检测到的形变的程度越大，检测效果更加可靠。

悬臂梁30越靠近固定部31的刚度越大，将应力槽35靠近悬臂梁30的中部设置，使得应力槽35的开设对悬臂梁30的整体刚度影响较小，且应变片50又能较好的对悬臂梁30的局部形变量进行检测。

结合图3，条形结构的悬臂梁30具有长度方向、宽度方向以及厚度方向，该悬臂梁30在长度方向、宽度方向和厚度方向上的尺寸依次减小。定义该悬臂梁30长度方向的尺寸为悬臂梁30的长度L，定义该悬臂梁30宽度方向的尺寸为悬臂梁30的宽度W，定义该悬臂梁30厚度方向的尺寸为悬臂梁30的厚度H。

长度L满足：30mm≤L≤40mm，具体可以为：30mm、35mm或40mm，还可以根据实际情况选择上述范围内的任意取值。

且/或，W满足：5mm≤W≤10mm，具体可以为：5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，还可以根据实际情况选择上述范围内的任意取值。

且/或，H满足：0.20mm≤H≤1.00mm，具体可以为：0.20mm、0.25mm、0.80mm、0.88mm、0.92mm或1.00mm，还可以根据实际情况选择上述范围内的任意取值。

本实用新型技术方案其中一实施例的改进基础为，基于长度为35mm，宽度为6mm，厚度为0.8mm的悬臂梁30进行改进，作为改进基础的悬臂梁30刚度较小，用户按压按键组件100，悬臂梁30发生变形较大，按键的位移较大，影响装配性及用户体验。本实用新型技术方案改进后的悬臂梁30在厚度上增加了10％～15％，从而使得悬臂梁30的刚度提高了25％～50％。改进后的悬臂梁30安装于按键组件100后，用户操作按键组件100过程中，悬臂梁30整体结构变形量小，按键位移减小，对装配影响减小，用户体验感提升。

本实用新型技术方案在增加了悬臂梁30厚度的同时，还进一步的在悬臂梁30上设置应力槽35，并将应变片50靠近应力槽35设置，使得应变片50处的悬臂梁30应力集中，应变片50检测到的局部应变量大，应变片50传递的电信号强，能够在既增加刚度的同时又增加应变片50感应到的应变量，使得用户按压触控按键过程位移减小的同时，按键组件100的效果更加灵敏。

以上论述中作为本实用新型一种改进基础的悬臂梁30，其具体尺寸也可以为不同的尺寸，本实用新型技术的一种方案主要是在传统结构的悬臂梁30的基础上，将该悬臂梁30的厚度增加10％～15％，以提高悬臂梁30的刚度。

本申请技术方案中为了提高悬臂梁30的刚度，采取的手段是增加悬臂梁30的厚度，如此可以保证该按键组件100的长度和宽度不受影响。可以理解地，为了提高悬臂梁30的刚度，还可以采取缩短悬臂梁30的长度以及增加悬臂梁30的宽度，或者将上述几种手段相结合，均在本实用新型的保护范围内。

悬臂梁30的材质可选择为铝合金，也可以选择为不锈钢，还可以根据需要进行不同材料的选择。当悬臂梁30为铝合金材质时，其厚度H可以为0.80mm≤H≤1.00mm，进一步可以为0.88mm≤H≤0.92mm，具体可以为：0.88mm、0.89mm、0.90mm、0.91mm或0.92mm，还可以为以上范围内的任意取值。该尺寸范围内的悬臂梁30，结构刚度强，用户在按压触控按键进行相应的操作时，手指按压按键的行程短，即可保证按键组件100能灵敏的识别到用户所要执行的操作。铝合金材质的悬臂梁30成本低，且制造工艺简单。

当悬臂梁30的材质为不锈钢时，其厚度H可以为0.20mm≤H≤0.50mm，进一步可以为0.25mm≤H≤0.40mm，具体可以为：0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.40mm或0.50mm，还可以为以上范围内的任意取值。该尺寸范围内的悬臂梁30，结构刚度强，用户在按压触控按键实现相应的操作时，手指按压按键的行程短，即可保证按键组件100能灵敏的识别到用户所要执行的操作。不锈钢材质的悬臂梁30结构强度大，且耐腐蚀性好。

两应变片50分别设于悬臂梁30相对设置的两表面，该两表面均是由悬臂梁30的长和宽围合形成的悬臂梁30上面积最大的表面。可以定义该两表面具体为悬臂梁30所具有相背对设置的第一表面32和第二表面34，该第一表面32和第二表面34均贯穿两悬臂部33和固定部31。

按键组件中可以设置一个悬臂梁30或者两个和两个以上的悬臂梁30。每个悬臂梁30均设有两个应变片50，两应变片50分别贴设于悬臂梁30的第一表面32和第二表面34，由于悬臂梁30在发生变形的过程中，第一表面32和第二表面34所产生的形变量是不同的，使得两应变片50分别能够对悬臂梁30两个表面发生的形变进行检测，使得按键组件100识别用户按压触控的效果更加精确，识别效果更加灵敏。

如图1所示，应力槽35沿悬臂梁30的宽度方向凹设形成。该实施例中，应力槽35设置在悬臂梁30的侧边，以增加悬臂梁30于该处的应变量。

为了使悬臂梁30上的应变片50检测效果更加有规律性，悬臂梁30于宽度方向上的两侧边均凹设形成应力槽35，应变片50位于宽度方向上的两应力槽35之间。

该实施例中，悬臂梁30的中部固定于支架10，悬臂梁30的两个悬臂部33上均设有两个相对设置的两应力槽35，该两应力槽35对称设置，应变片50位于悬臂部33上两应力槽35之间的区域，以使应变片50检测到的应变量规律，便于识别和检测。

每个悬臂部33上相对设置的两侧均凹设形成应力槽35，具体为，该应力槽35为悬臂梁30的厚度和宽度所围合形成的表面朝向其相对侧的表面凹设形成。一悬臂部33于第一表面32处贴设应变片50，且该应变片50位于该悬臂部33上的两应力槽35之间；另一悬臂部33于第二表面34处贴设应变片50，且该应变片50位于该悬臂部33上的两应力槽35之间。

参见图2，该实施例中，应力槽35沿悬臂梁30的厚度方向凹设，并贯穿悬臂梁30的两侧边，应变片50贴合于悬臂梁30背离应力槽35的表面。

具体地，一悬臂部33于第一表面32开设应力槽35，第二表面34对应该应力槽35处贴设应变片50；另一悬臂部33于第二表面34开设有应力槽35，第一表面32对应该应力槽35处贴设应变片50。

上述实施例中，可以分别在悬臂梁30的厚度方向和宽度方向凹设应力槽35，以增大悬臂梁30局部的应变量，提高应变片50感应的灵敏度。

本实用新型技术方案的按键组件100包括两平行设置的悬臂梁30。如图1所示，当悬臂梁30沿其宽度方向凹设形成应力槽35时，悬臂梁30的结构即是中心对称，又是轴对称结构，两个悬臂梁30平行设置于支架10上，能够保证按键组件100对施加于其上的压力能进行全方位的检测，检测效果灵敏。

如图2所示，当悬臂梁30沿其厚度方向凹设形成应力槽35时，两个悬臂梁30均为中心对称结构，但是不是轴对称，两个悬臂梁30安装于支架10上时需要反向平行安装。定义悬臂梁30面向面板的表面为第一表面32，悬臂梁30背离面板的表面为第二表面34时，按键组件中，一个悬臂梁30的一悬臂部33在第一表面32设置应力槽35，另一悬臂部33在第二表面34设置应力槽35；另一个悬臂梁30的一悬臂部33在第一表面32设置应力槽35，另一悬臂部33在第二表面34设置应力槽35。位于同一按键组件100中的两悬臂梁30上，在第一表面32设有应力槽35的悬臂部33与在第二表面34设有应力槽35的悬臂部33位于同一侧，能够保证按键组件100对施加于其上的压力能进行全方位的检测，检测效果灵敏。

两悬臂梁30的结构一致，面板设置于悬臂梁30背离支架10的一侧，面板上设置有相应的功能性按键标识，用户按压触控所需要执行的功能相对应的按键标识，悬臂梁30受到压力而产生形变，悬臂梁30上的应变片50对悬臂梁30发生的形变进行感应和检测，应变片50电性连接于按键组件100内的控制板，并将检测到的形变量通过电信号发送给控制板，控制板电性连接电子设备的主控板，并将接收到的电信号传递至主控板，主控板根据获取到的电信号转换为相应的控制指令，控制电子设备执行相应的功能。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括主控板和按键组件100，该按键组件100的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述按键组件100中的应变片50电性连接所述主控板。本实用新型技术方案在以上论述中的控制板也可以直接为电子设备中的主控板，使得按键组件100的整体结构更加简单。

该电子设备可以为安装于汽车内的电子设备，电子设备的按键组件可以安装于汽车的方向盘上，便于用户在开车过程中对按键组件进行控制，并执行相应的操作。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种按键组件，其特征在于，所述按键组件包括：

支架；

悬臂梁，所述悬臂梁固定于所述支架，所述悬臂梁上开设有应力槽；以及

应变片，所述应变片贴合于所述悬臂梁，并靠近所述应力槽设置。

2.如权利要求1所述的按键组件，其特征在于，所述悬臂梁具有长度方向、宽度方向和厚度方向，所述悬臂梁沿其长度方向、宽度方向和厚度方向的尺寸依次减小，所述应力槽沿所述悬臂梁的宽度方向凹设形成。

3.如权利要求2所述的按键组件，其特征在于，所述悬臂梁的于宽度方向上的两侧边均凹设形成所述应力槽，所述应变片位于宽度方向上的两所述应力槽之间。

4.如权利要求1所述的按键组件，其特征在于，所述悬臂梁具有长度方向、宽度方向和厚度方向，所述悬臂梁沿其长度方向、宽度方向和厚度方向的尺寸依次减小，所述应力槽沿所述悬臂梁的厚度方向凹设形成。

5.如权利要求4所述的按键组件，其特征在于，所述应力槽贯穿所述悬臂梁的两侧边，所述应变片贴合于所述悬臂梁背离所述应力槽的表面。

6.如权利要求2至5中任意一项所述的按键组件，其特征在于，定义所述悬臂梁长度方向的尺寸为L、宽度方向的尺寸为W和厚度方向的尺寸为H；

L满足：30mm≤L≤40mm；

且/或，W满足：5mm≤W≤10mm；

且/或，H满足：0.2mm≤H≤1mm。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的按键组件，其特征在于，所述悬臂梁具有固定部和两悬臂部，所述固定部位于两所述悬臂部之间，所述固定部连接于所述支架，两所述悬臂部均开设有所述应力槽，且所述应力槽靠近所述固定部设置。

8.如权利要求1至5中任意一项所述的按键组件，其特征在于，一所述悬臂梁上设有两所述应变片，两所述应变片分别设于所述悬臂梁相对设置的两表面。

9.如权利要求1至5中任意一项所述的按键组件，其特征在于，所述悬臂梁为铝合金材质或不锈钢材质。

10.一种电子设备，其特征在于，包括主控板和如权利要求1至9中任一项所述的按键组件，所述按键组件上的应变片电性连接所述主控板。

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