CN213210997U - 一种触摸板组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种触摸板组件，包括触摸面板，其用于接受用户的按压操作；弹性件，位于触摸面板下方，包括至少一个悬臂梁，悬臂梁包含自由端和固定端，固定端直接连接弹性件；自由端与弹性件分离，其相对弹性件活动；所述自由端的上表面固定有垫片；所述悬臂梁宽度方向上开具有应力缝；应力检测单元，固定在悬臂梁上，其横跨所述应力缝；支撑件，承托所述弹性体并对其固定安装、限位。进一步地，所述应力缝为单独的通孔或单独的半缝或在垂直方向上的投影位于同一直线的通孔和半缝，所述应力缝位于悬臂梁固定端。本申请的触摸板组件结构精简、对用户按压操作检测灵敏以及精度高。

Description

一种触摸板组件

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，尤其涉及一种触摸板组件。

背景技术

触摸板组件是广泛运用于笔记本电脑的输入装置，触摸面板感应用户手指在面板上的移动，使指针同步进行相应的移动；另外，在矩形触摸板的四个角，尤其是左下角以及右下角设置弹性组件，使得用户可以通过按压弹性组件以实现鼠标的左键和右键功能，提高了笔记本电脑的操作性和灵活性。在用户按下按压部时，为了使用户能够感受到弹性的触感，并且在用户手指脱离按压部后，使按压部复位至初始位置。现有技术中，如中国发明专利CN110286806A，在触摸组件的下部另外设置有2个弹性支撑臂。该方案中，为了使弹性支撑臂有足够的形变，需要给支撑臂预留一定的垂直空间，不利于笔记本电脑的轻薄化。

进一步地，在现有技术的一种改进方案中，将弹性支撑臂设置与按压部一体。例如，中国专利CN204965394U公开的一种触控板，参见该文本图4，柔性结构52可以将触控板(更具体地说，触控板的结构层)附接到在力组件 26中形成的臂，以通过在力组件中切割出一系列C形槽将腿与力组件26的剩余部分统一地形成；在当前实施例中每个这样的槽限定唯一的腿。之后，腿受外力作用变形可以被一个或多个力传感器18感测到并且用于确定或估计施加的力。即力组件可以与腿一体，不需要在垂直方向上占用过多空间。但该方案中，腿受到来自触摸板的作用力而发生形变，对于该形变的检测，往往没有进行进一步的设计，该专利文本说明书【0039】段提及腿上安装有的应变仪，用于测量形变量，【0046】段特别强调通常情况下，力组件18可以位于柔性结构52和腿的接触点附近，但这并不是必要的。也就是说该专利并没有考虑力组件18的位置问题。此外，并没有对力传感器18相对腿位置的进一步设计。

因此，亟需一种结构精简、对用户按压操作检测灵敏以及精度高的触摸板组件。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种结构精简、对用户按压操作检测灵敏以及精度高的触摸板组件。为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

第一方面，提出了一种触摸板组件，其用于按压操作检测，所述的触摸板组件包括：

触摸面板，其用于接受用户的按压操作；

弹性件，位于触摸面板下方，包括至少一个悬臂梁，悬臂梁包含自由端和固定端，固定端直接连接弹性件；自由端与弹性件分离，其相对弹性件活动；所述自由端的上表面固定有垫片；

所述悬臂梁宽度方向上开具有应力缝；

应力检测单元，固定在悬臂梁上，其横跨所述应力缝；

支撑件，承托所述弹性件并对其固定安装、限位。

在该方案中，用户按压触摸面板，通过悬臂梁上的垫片，将压力作用于悬臂梁，悬臂梁受压力(载荷)的作用发生形变，固定在悬臂梁自由端上的应力检测单元检测悬臂梁的应力。其中，悬臂梁与弹性件为一体结构，结构简化，在竖直方向上占用的空间少，有利于笔记本的轻薄化。另外，弹性悬臂梁宽度方向上开具有应力缝，有利于弹性悬臂梁上应力集中，使得应力检测单元对弹性悬臂梁发生形变的信号检测更加准确，也即，通过应力缝将形变信号放大，提高对触摸板上的按压操作检测的灵敏度。并且，在采用所述应力缝后，相应的需要对应力检测单元与悬臂梁形成的结构间相对位置进一步限定，本方案中，应力检测单元横跨应力缝，进一步提高应力检测单元对悬臂梁的形变检测的灵敏度以及精确度。需要注意，应力检测单元必须在采用应力缝的情况下，才需要对其相对应力缝或者悬臂梁的位置进行限定。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，每个所述悬臂梁是通过在弹性件上开具通槽形成的，所述通槽可以为U型槽。

结合第一方面以及第一方面可能的实施方式，在一种可能的实施方式中，所述应力缝为单独的通孔或单独的半缝或通孔和半缝的组合。

在一种可能的实施方式中，组合的通孔和半缝在垂直方向上的投影位于同一直线。

在一种可能的实施方式中，应力检测单元贴合半缝开口所在的面并横跨半缝的开口位置

进一步地，应力检测单元贴合半缝开口所在的面并横跨半缝的开口位置。

在一种可能的实施方式中，包括第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边是支撑件在水平方向上的延伸，在垂直方向上承托所述弹性件。

在一种可能的实施方式中，所述悬臂梁的固定端与所述第一侧边或第二侧边在垂直方向上的投影位于同一直线。

在一种可能的实施方式中，所述应力检测单元开具有通孔，所述通孔与应力缝在垂直方向上的投影位于同一直线。

在一种可能的实施方式中，所述应力检测单元为应变薄膜。

在一种可能的实施方式中，支撑件和弹性件用螺钉连接或者胶连接或者焊接或者铆接。

一种笔记本电脑，包括第一方面及第一方面可能的实施方式所述的触摸板组件，触摸板组件将用户的按压操作转换为笔记本电脑的输入信号。

附图说明

图1本申请一实施例触摸板组件组合示意图；

图2为本申请一实施例的触摸板组件示意图；

图3为本申请另一实施例弹性件上悬臂梁示意图；

图4为本申请一实施例中弹性件上悬臂梁形状示意图；

图5a为本申请一实施例中应力缝示意图；

图5b为本申请一实施例中通孔和半缝示意图；

图6为本申请一实施例中应力缝位于固定端示意图；

图7为本申请一实施例中应力检测单元横跨设置示意图；

图8为本申请一实施例中应力检测单元横跨设置剖面示意图；

图9为本申请一实施例中触摸板组件剖面示意图。

主要元件符号说明

具体实施方式

为了使实用新型的目的、原理、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。应当理解，正如本实用新型内容部分所述，此处所描述的具体实施例用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要特别说明的是，根据说明书的文字或者技术内容可以确定的连接或位置关系，为了图画的简洁进行了部分的省略或者没有画出全部的位置变化图，本说明书未明确说明省略的或者没有画出的位置变化图，不能认为没有说明，为了阐述的简洁，在具体阐述时不再一一进行说明，在此统一说明。

触摸板装置已广泛应用于笔记本电脑、平板计算机等各种电子产品。触摸板装置借由感应用户手指的移动，使指标同步进行相对应的移动，因此触摸板装置可代替鼠标，作为输入及操作装置，现有技术已经对触摸板的触摸功能的设计和实现详细完善。但随着对上述电子产品轻薄化以及交互灵敏度的要求，触摸板装置本身也需要朝着更轻薄的方向升级。本申请提出的触摸组件以实现按压操作的灵敏以及准确进行说明，但本申请的触摸板组件并不仅限于提供按压操作，而是适用于包含按压操作触摸板组件场景，譬如上述触摸与按压同时存在的场景。

请参见图1及图2，为本发明触摸板组件一实施例。触摸板组件10在垂直方向由上到下依次包括触摸面板101、垫片103、弹性件102、应力检测单元104 以及支撑件105。可选的，弹性件102采用金属材质、塑胶材质、玻璃材质、复合材料板，其在受到力作用时发生形变，当作用力消失后，能够恢复到初始状态。可以理解，本申请所述的“垂直方向”指的是按压力从的触摸面板101 的传递至弹性件102的方向。所述弹性件102包括至少一个悬臂梁1021，在一种实施方式中，悬臂梁1021受触摸面板101传递的力的作用而发生形变。具体地，悬臂梁1021包含自由端和固定端，固定端直接连接弹性件102；自由端与弹性件102分离，其相对弹性件102活动；所述的弹性件102与悬臂梁1021 一体的结构，相对于将悬臂梁1021与弹性件102分体结构，节省了触摸板组件 10在垂直方向上需要的空间，更有利于触摸板组件10的轻薄化。

在一些实施例中，每个所述悬臂梁1021是通过在弹性件102上开具通槽 1022形成的。如图3所示弹性件102的俯视图，弹性件102设置有四个悬臂梁 1021，位于弹性件102的四个角，悬臂梁1021是通过在弹性件102上开具的U 型槽形成的，自由端为U型。可以理解，还可以通过开具其他形状的通槽1022 形成对应形状的悬臂梁1021，如图4中(a)或(b)形状的悬臂梁1021，只要满足形成的悬臂梁1021包含自由端和固定端，且固定端直接连接弹性件102；自由端与弹性件102分离，其相对弹性件102活动。进一步地，自由端的上表面预留有空间用于固定垫片103或者是有凸起或胶块，以使用户对所述触摸面板 101的按压操作传递到所述悬臂梁1021，作为悬臂梁1021的作用力，并且悬臂梁1021的受力区域为自由端。可选的，根据触摸面板101的有效按压区域设置自对应垫片103的位置，也就是说，按压区域的设置决定是悬臂梁1021的设置方式。

为了使悬臂梁1021上应力集中，在本申请实施例中，所述悬臂梁1021宽度方向上开具有应力缝1023，悬臂梁1021受到力的作用时应力集中在应力缝 1023所在处；应当理解，所述“宽度方向”为垂直于自由端与固定端连线的方向。

如图5a，5b所示，在一些实施例中，应力缝1023分别为单独的通孔1024 或单独的半缝1025。具体地，当应力缝1023为通孔时，通孔处悬臂梁1021的截面积变小，悬臂梁1021的应力集中在通孔处；当应力缝1023为半缝时，半缝的长度为悬臂梁1021的宽度，半缝指的在悬臂梁1021表面微割槽，可以理解，所述微割槽不是贯通的；优选的，可以是V型的微割槽。更优选的，在另一些实施例中，应力缝1023为通孔和半缝的组合，通孔与半缝在悬臂梁1021 长度方向上错开设置。特别地，图5b所示的通孔和半缝在垂直方向上的投影位于同一直线，应当理解，所述“同一直线”与悬臂梁1021的宽度方向平行，在该实施例中，悬臂梁1021表面开具微割槽，使悬臂梁1021的中性层(面)下移。为方便理解，对中性层简要介绍：如前述，悬臂梁1021自由端受力的作用，悬臂梁1021上表面拉伸，下表面压缩，根据几何连续性，在上下表面之间必定存在一层不发生形变，该层为中性层，其正应力为0。由于悬臂梁1021应力通常是集中在固定端，因此，为了使应力缝1023得到更好的应力集中效果，所述应力缝1023位于悬臂梁1021固定端，可以理解，所述固定端为悬臂梁1021 与弹性件102直接连接的位置，如图6所示，应力缝1023采用通孔形式时，通孔位置位于悬臂梁1021固定端，应力缝1023采用其他结构时，也以相同的方式设置在固定端。

应力检测单元104固定在悬臂梁1021上，可选的，应力检测单元104采用贴合的方式固定，应力检测单元104固定在悬臂梁1021的上表面或者是下表面。在一些实施例中，所述应力检测单元104优选为应变薄膜，可以理解，应变薄膜结构变化会引起其电阻值的变化，即作用于悬臂梁1021上的作用力，也会使固定在悬臂梁1021上的应变薄膜发生形变，进一步应变薄膜电阻值的变化转化为笔记本电脑的输入信号。如图7、图8所示，应当注意，应力检测单元104 横跨所述应力缝1023设置，优选地，在应力缝1023为单独半缝或者是半缝与通孔的组合时，更准确的，应力检测单元104贴合半缝开口所在的面并横跨半缝的开口位置。可以理解，所述“横”指的是平行于悬臂梁1021自由端与固定端连线的方向，也即垂直于悬臂梁1021的所述宽度方向。这样，在悬臂梁1021 上应力更集中的情况前提下，应力检测单元104位置的设置以及类型的选择是与本申请中采用的使悬臂梁1021上应力集中的技术手段(半缝及通孔)相对应的，悬臂梁1021在半缝处的中性层下移，应力检测单元104与中性层之间的距离增大，即应力检测单元104与正应力为0的位置的距离增大，应力检测单元104随悬臂梁1021发生形变更加灵敏，即使悬臂梁1021的形变量或受到的作用力小，应力检测单元104也能及时响应并产生结构变化。

进一步地，在一些实施方式中，应力检测单元104开具有通孔1041，开具的通孔1041与应力缝1023在垂直方向上的投影位于同一直线，也即对于应力检测单元104本身，其应力也是集中的，更好的对用户按压操作传递而来的作用力作出响应，所述“垂直反向”及“同一直线”的说明如上，在此不赘述。优选的，开具的通孔1041应力缝1023在垂直方向上的投影重合。

由上述，可以理解，单独的设置应力缝1023或者是单独的对应力检测单元 104的位置进行调整是不能是提高触摸板组件对用户按压操作的检测或响应的灵敏度以及准确度，而是需要该所述的两个技术特征相互配合，应力缝1023 使选悬臂梁1021上的应力集中和/或使应力缝1023处的中性层下移，之后应力检测单元104依据前述应力集中的方式进行对应的横跨设置，才使得本申请触摸板组件具有高灵敏度以及准确度的效果。

支撑件105，承托所述弹性件并对其固定安装、限位。可以理解，支撑件 105对弹性件102分别起固定安装和限位作用。在一个实施例中，如图2及图9 所示，支撑件105和弹性件102上开具有螺纹孔1051，支撑件105与弹性件102 采用螺钉连接，可选的，支撑件105与弹性件102采用胶连接或者焊接或者铆接。在另一些实施例中，所述支撑件105和弹性件102也可以是一体的结构，也就是支撑件105和弹性件102形态上是一个部件，是一个部件的不同结构组成。支撑件105包括第一侧边A和第二侧边B，所述第一侧边和第二侧边是支撑件105在水平方向上的延伸，在垂直方向上承托所述弹性件102。悬臂梁1021 的固定端与所述第一侧边或第二侧边在垂直方向上的投影位于同一直线。应当注意，根据上述，固定端与应力缝1023在垂直方向上的投影位于同一直线，应力缝1023与应力检测单元104上的通孔1041在垂直方向上的投影也位于同一直线，那么，固定端，第一侧边或者第二侧边、应力缝1023、应力检测单元104 上的通孔1041这几者在垂直方向上的投影也是位于同一直线上。可以理解，在弹性件102受到垂直向下的作用力时，承托弹性件102的第一侧边或者第二侧边也会提供一个垂直向上的反作用力，因此，固定端设置在与第一侧边或第二侧边垂直方向上的投影位于同一直线，可以是悬臂梁1021上的应力更集中。

可以理解，上述应力缝的设置于应力传感器的设置同样适用图1所示实施例。

值得注意的是，所提及的“垂直方向”、“同一直线”均与定义处相同。上述实施例中，包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种触摸板组件，其特征在于，包括：

触摸面板，其用于接受用户的按压操作；

弹性件，位于触摸面板下方，包括至少一个悬臂梁，悬臂梁包含自由端和固定端，固定端直接连接弹性件；自由端与弹性件分离，其相对弹性件活动；所述自由端的上表面固定有垫片；

所述悬臂梁宽度方向上开具有应力缝；

应力检测单元，固定在悬臂梁上，其横跨所述应力缝；

支撑件，承托所述弹性件并对其固定安装、限位。

2.如权利要求1所述的触摸板组件，其特征在于，每个所述悬臂梁是通过在弹性件上开具通槽形成的。

3.如权利要求1或2所述的触摸板组件，其特征在于，所述应力缝为单独的通孔或单独的半缝或通孔和半缝的组合。

4.如权利要求3所述的触摸板组件，其特征在于，组合的通孔和半缝在垂直方向上的投影位于同一直线。

5.如权利要求4所述的触摸板组件，其特征在于，应力检测单元贴合半缝开口所在的面并横跨半缝的开口位置。

6.如权利要求5所述的触摸板组件，其特征在于，所述应力缝位于悬臂梁固定端。

7.如权利要求6所述的触摸板组件，其特征在于，包括第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边是支撑件在水平方向上的延伸，在垂直方向上承托所述弹性件。

8.如权利要求7所述的触摸板组件，其特征在于，所述悬臂梁的固定端与所述第一侧边或第二侧边在垂直方向上的投影位于同一直线。

9.如权利要求8所述的触摸板组件，其特征在于，所述应力检测单元开具有通孔，所述通孔与应力缝在垂直方向上的投影位于同一直线。

10.如权利要求9所述的触摸板组件，其特征在于，所述应力检测单元为应变薄膜。

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