CN219891632U - 一种振动反馈结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及按键设计技术领域，公开了一种振动反馈结构及电子设备，该振动反馈结构包括：壳体、压力传感器和致动器，壳体具有一块预设的按键区域，在按键区域处壳体的内侧设置有开槽，致动器收容于开槽内，且致动器的一端与壳体耦接，压力传感器收容于开槽内且与致动器电性连接，压力传感器配置为在按键区域受力时检测压力值，且在压力值超过预设压力阈值时致动器在按键区域的法向上产生振动反馈，本实用新型实施例提供的振动反馈结构未在壳体上开缝，能够保证设备的防尘防水性，外观一体型较好，装配较为简单，且将压力传感器和致动器收容于壳体的内侧，按键区域产生的运动位移可忽略不计。

Description

一种振动反馈结构及电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及按键设计技术领域，特别涉及一种振动反馈结构及电子设备。

背景技术

物理按键常常被作为一种确认信息的输入以及反馈设备，广泛地使用在人机交互设备中，如图1所示为现有的一种电子设备上的物理按键在壳体上的布局，通常物理按键设置在外观铝挤面框上时，按键区域与外观铝挤面框之间会存在按键缝隙，用户在按下物理按键的过程中，按键需要在垂直于操作界面上，会产生一定的运动位移，且物理按键在未按压时，通常也凸起于外观铝挤面框，以便于用户能够定位到按键且易于按下。

在实现本实用新型实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前物理按键凸起且开缝的装配方式一定程度上影响了产品的外观，且开缝的装配方式降低了产品的防尘防水性，提高了装配的复杂度，增加了产品的生产成本。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种振动反馈结构及电子设备。

本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例中提供了一种振动反馈结构，包括：壳体、压力传感器和致动器，所述壳体具有一块预设的按键区域，在所述按键区域处所述壳体的内侧设置有开槽，所述致动器收容于所述开槽内，且所述致动器的一端与所述壳体耦接，所述压力传感器收容于所述开槽内且与所述致动器电性连接，所述压力传感器配置为在所述按键区域受力时检测压力值，且在压力值超过预设压力阈值时所述致动器在所述按键区域的法向上产生振动反馈。

在一些实施例中，所述压力传感器与所述壳体耦接，或者，所述压力传感器与所述致动器远离所述壳体的另一端耦接。

在一些实施例中，所述开槽存在一块朝向所述壳体内侧凸起的柱体，所述致动器固定在所述柱体上。

在一些实施例中，所述振动反馈结构还包括致动器支架，所述致动器置于所述壳体和所述致动器支架之间。

在一些实施例中，所述按键区域的壳体的刚度小于所述致动器支架的刚度，所述开槽处的壳体的刚度小于所述开槽周围壳体的刚度。

在一些实施例中，所述致动器支架为一Z型支架，所述Z型支架包括第一折边、第二折边和连接片，所述连接片相对的两侧连接所述第一折边和所述第二折边，且使所述第一折边突出于所述第二折边，所述第一折边与所述壳体固定连接，所述第二折边与所述致动器固定连接，且所述第二折边靠近所述连接片的两侧皆具有弯折片，所述弯折片突出于所述第二折边且与所述第一折边具有相同的高度。

在一些实施例中，所述振动反馈结构还包括：若干个连接件，所述致动器通过所述连接件与所述开槽内侧的柱体固定连接，所述致动器还通过所述连接件与所述致动器支架固定连接，所述致动器支架通过所述连接件与所述壳体固定连接。

在一些实施例中，所述致动器为压电陶瓷致动器，所述致动器支架为压电陶瓷支架，或者，所述致动器为马达，所述致动器支架为马达支架。

在一些实施例中，所述壳体为铝挤面框，所述铝挤面框在所述按键区域周围朝向所述壳体内侧存在一弯折部，所述弯折部与所述致动器支架固定连接。

为解决上述技术问题，第二方面，本实用新型实施例中提供了一种电子设备，包括：第一方面所述的振动反馈结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供了一种振动反馈结构及电子设备，该振动反馈结构包括：壳体、压力传感器和致动器，壳体具有一块预设的按键区域，在所述按键区域处所述壳体的内侧设置有开槽，所述致动器收容于所述开槽内，且所述致动器的一端与所述壳体耦接，所述压力传感器收容于所述开槽内且与所述致动器电性连接，所述压力传感器配置为在所述按键区域受力时检测压力值，且在压力值超过预设压力阈值时所述致动器在所述按键区域的法向上产生振动反馈，本实用新型实施例提供的振动反馈结构未在壳体上开缝，能够保证设备的防尘防水性，外观一体型较好，装配较为简单，且将压力传感器和致动器收容于壳体的内侧，按键区域产生的运动位移可忽略不计。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1现有的物理按键的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种振动反馈结构的简化图；

图3是本实用新型实施例提供的一种振动反馈结构的三维分解图；

图4是本实用新型实施例提供的一种振动反馈结构的剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构框图；

附图标记：100、振动反馈结构；110、壳体；120、压力传感器；130、致动器；140、致动器支架；150、连接件；111、按键区域；112、开槽；113、柱体；114、弯折部；131、第一金属端帽；132、第二金属端帽；133、压电陶瓷圆片；141、第一折边；142、第二折边；143、连接片；144、弯折片；10、电子设备。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“内侧”、“凸起”“竖直”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了解决物理按键的凸起且开缝的装配方式一定程度上影响了产品的外观，且开缝的装配方式降低了产品的防尘防水性，装配复杂度高、生产成本高的问题，本实用新型实施例提供了一种振动反馈结构，该结构未在壳体上开缝，因此能够保证设备的防尘防水性，外观一体型较好，装配较为简单，且将压力传感器和致动器收容于壳体的内侧，按键区域产生的运动位移可忽略不计。

具体地，下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

本实用新型实施例提供了一种振动反馈结构100，请一并参见图2、图3和图4，其中，图2为本实用新型实施例提供的一种振动反馈结构100的简化图，图3为本实用新型实施例提供的一种振动反馈结构100的三维分解图，图4为本实用新型实施例提供的一种振动反馈结构100的剖视图，所述振动反馈结构100包括：壳体110、压力传感器120和致动器130。进一步地，所述振动反馈结构100还包括：致动器支架140和连接件150。

所述壳体110具有一块预设的按键区域111，在所述按键区域111处所述壳体110的内侧设置有开槽112，所述致动器130收容于所述开槽112内，且所述致动器130的一端与所述壳体110耦接，所述压力传感器120收容于所述开槽112内且与所述致动器130电性连接，所述压力传感器120配置为在所述按键区域111受力时检测压力值，且在压力值超过预设压力阈值时所述致动器130在所述按键区域111的法向(即图2、图3和图4中的竖直方向、上下方向，图2中双向箭头所指示的方向)上产生振动反馈。其中，所述按键区域111可以在所述壳体110外表面上标志，以使用户能够更快定位到所述壳体110的按键区域111，所述按键区域111也可以不只是图2所指示的部分，也可以扩大一定的范围或者缩小一定的范围，具体可根据实际需要进行设置。

本实用新型实施例通过在所述按键区域111处所述壳体110的内侧设置有开槽112，来降低所述按键区域111的局部刚度，实现局部振动触觉反馈。其中，一方面，对于所述开槽112的深度和宽度、也即所述开槽112的尺寸，需要通过有限元仿真设计，以确保致动器130产生的振动能量能够传递到壳体110外侧被用户所感知，实现触觉反馈；另一方面，开槽112处的刚度需要小于开槽112两侧的刚度，使得振动能量能够集中在按键区域111，实现局部振动。

可选的，所述开槽112存在一块朝向所述壳体110内侧凸起的柱体113，所述致动器130固定在所述柱体113上，在本实用新型实施例中，在开槽112中间区域设计如图2和图4所示的柱体113，一方面能够用于固定安装所述致动器130，另一方面还能够加强局部振动。同样地，所述柱体113的尺寸也可以通过有限元仿真设计得到，以保证最佳振动效果。

优选的，所述按键区域111的壳体110的刚度小于所述致动器支架140的刚度，所述开槽112处的壳体110的刚度小于所述开槽112周围壳体110的刚度。如图2所示，所述致动器130在振动时，一部分振动能量会通过壳体110传递到用户手指上，另一部分振动能量则会通过振动反馈结构100内部的致动器支架140传递到点射设备内部及其他相连接的负载上，因此，为保证致动器130产生的振动能量能够较大比例地传递到壳体110上，更少比例地传递到致动器支架140上，在通过有限元仿真设计开槽112的尺寸时，需要使得将所述按键区域111的壳体110的刚度远小于所述致动器支架140的刚度；且有，为了让振动能量集中在按键区域111、产生局部的、较强的振动能量，同时避免产生较大的噪声，还需要将所述开槽112处的壳体110的刚度小于所述开槽112周围壳体110的刚度。

可选的，所述壳体110为铝挤面框，所述铝挤面框在所述按键区域111周围朝向所述壳体110内侧存在一弯折部114，所述弯折部114与所述致动器支架140固定连接。在图3和图4所示示例中，所述弯折部114为壳体110朝向结构内侧的一块Y形板朝向内侧和外侧分别弯折后形成，朝向外侧(即靠近按键区域111的一侧)的部分能够加强壳体110的强度，使得壳体110更不容易变形，朝向内侧(即靠近致动器支架140的一侧)则延伸后与壳体110另一侧面(垂直于按键区域111的右侧侧面)连接并形成为一体。在其他的一些实施例中，所述壳体110可以不是铝制面框，也可以是其他材料制成，所述面框也可以不是挤压形成的，可以是其他制造方式得到，具体可根据实际需要进行选择和设计。

所述压力传感器120可以是应变片等可以直接或间接地检测位移、形变检测传感器，能够检测如图2所示用户施加在按键区域111的力，确定用户的按压意图，并输出压力值，且致动器130在压力值超过预设压力阈值时产生振动。其中，所述压力传感器120与所述致动器130存在电连接，优选地，所述压力传感器120可电性连接至一微处理器(也即微控制单元、单片机，Micro Controller Unit，MCU)，该微处理器还与致动器130连接，压力传感器120工作时将压力值输出至微处理器，由微处理器判断压力值是否超过预设压力阈值，在压力值超过预设压力阈值时输出控制信号至致动器130控制致动器130产生相应的振动。其中，所述预设压力阈值可以是一个、也可是多个，可根据需要设置预设压力阈值的数量的数值，且在所述预设压力阈值存在多个时，所述致动器130也可相应设置多种振动模式，根据微处理器输出的控制指令产生不同的振动幅度、振动频率，具体可根据实际需要进行设置。

可选的，所述压力传感器120与所述壳体110耦接，或者，所述压力传感器120与所述致动器130远离所述壳体110的另一端耦接，在图2至图4所示示例中，所述压力传感器120直接固定在所述壳体110的按键区域111的内侧，在其他的一些实施例中，可根据需要选择压力传感器120的类型，并根据压力传感器120的型号及设计需求调整压力传感器120的位置，不需要拘泥于本实用新型实施例的图示示例。

所述致动器130工作时，在径向(即图3中的竖直方向)上垂直于按键区域111产生振动，振动能量传递到下方的壳体110上产生触觉反馈。可选的，所述致动器130为压电陶瓷致动器130，所述致动器支架140为压电陶瓷支架；或者，所述致动器130为马达，所述致动器支架140为马达支架。其中，当所述致动器130为压电陶瓷致动器130时，可以是如图3所示的钹式压电陶瓷致动器130，该钹式压电陶瓷致动器130包括第一金属端帽131、第二金属端帽132和压电陶瓷圆片133，工作时，第一金属端帽131和第二金属端帽132通电、产生电场，电场作用于压电陶瓷圆片133使得压电陶瓷圆片133产生振动。

可选的，所述振动反馈结构100还包括致动器支架140，所述致动器130置于所述壳体110和所述致动器支架140之间。所述致动器支架140用于将所述致动器130固定在壳体110上，且能够进一步保证致动器130产生的振动能量大部分传递到按键区域111一侧。

可选的，如图3所示，所述致动器支架140为一Z型支架，所述Z型支架包括第一折边141、第二折边142和连接片143，所述连接片143相对的两侧连接所述第一折边141和所述第二折边142，且使所述第一折边141突出于所述第二折边142，所述第一折边141与所述壳体110固定连接，所述第二折边142与所述致动器130固定连接，且所述第二折边142靠近所述连接片143的两侧皆具有弯折片144，所述弯折片144突出于所述第二折边142且与所述第一折边141具有相同的高度。

可选的，所述振动反馈结构100还包括：若干个连接件150，所述致动器130通过所述连接件150与所述开槽112内侧的柱体113固定连接，所述致动器130还通过所述连接件150与所述致动器支架140固定连接，所述致动器支架140通过所述连接件150与所述壳体110固定连接。在图3和图4所示示例中，所述连接件150为螺丝，所述致动器130的第一金属端帽131上、所述致动器支架140的弯折片144、第一折边141和第二折边142上、所述壳体110的弯折部114上相应皆设置有螺孔，且具体地，所述壳体110的弯折部114和所述致动器支架140的第一折边141之间通过M3螺丝固定，所述致动器支架140的第二折边142和所述致动器130的第一金属端帽131之间通过M2螺丝固定，所述壳体110和所述致动器支架140的弯折片144之间也通过M3螺丝固定。在其他的一些实施例中，所述连接件150也可以不是螺丝，具体可根据实际需要调整选择连接件150的类型，调整连接件150的配合结构及数量，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备10，请参见图5，其表示本实用新型实施例提供的一种电子设备10的结构，所述电子设备10包括：图2至图4及其实施例所述的振动反馈结构100。

所述电子设备10可以是平板、手机、触控屏等电子设备10，所述振动反馈结构100可以设置在所述电子设备10的正面、背面、侧面，用于实现人机交互，可实现信息输入、振动反馈等功能，具体可根据实际需要设置所述振动反馈结构100的位置、形状、尺寸等。

本实用新型实施例提供的振动反馈结构100应用于电子设备10时，由于压力传感器120、致动器130、致动器支架140、连接件150皆收容于壳体110内，可通过在壳体110上标注按键区域111的方式将振动反馈结构100所在位置标记为电子设备10的按键所在位置，该按键也不会高于电子设备10的壳体110，不会高于操作界面，是一个完整的表面，因此一体化程度较好，美观性较好；且壳体110表面的按键区域111也不存在缝隙，可提高电子设备10的防尘防水能力，且在按下按键时虽然由于致动器130振动也会产生一定的键程位移，但该运动位移通常在10微米以内，肉眼不可见，相较于图1所示现有的物理按键会产生的3-5毫米的运动位移，可忽略不计；且该振动反馈结构100简单，降低了在电子设备10中的装配复杂度，降低了生产成本。

本实用新型实施例中提供了一种振动反馈结构及电子设备，该振动反馈结构包括：壳体、压力传感器和致动器，壳体具有一块预设的按键区域，在所述按键区域处所述壳体的内侧设置有开槽，所述致动器收容于所述开槽内，且所述致动器的一端与所述壳体耦接，所述压力传感器收容于所述开槽内且与所述致动器电性连接，所述压力传感器配置为在所述按键区域受力时检测压力值，且在压力值超过预设压力阈值时所述致动器在所述按键区域的法向上产生振动反馈，本实用新型实施例提供的振动反馈结构未在壳体上开缝，能够保证设备的防尘防水性，外观一体型较好，装配较为简单，且将压力传感器和致动器收容于壳体的内侧，按键区域产生的运动位移可忽略不计。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其他变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种振动反馈结构，其特征在于，包括：壳体、压力传感器和致动器，

所述壳体具有一块预设的按键区域，在所述按键区域处所述壳体的内侧设置有开槽，

所述致动器收容于所述开槽内，且所述致动器的一端与所述壳体耦接，

所述压力传感器收容于所述开槽内且与所述致动器电性连接，所述压力传感器配置为在所述按键区域受力时检测压力值，且在压力值超过预设压力阈值时所述致动器在所述按键区域的法向上产生振动反馈。

2.根据权利要求1所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述压力传感器与所述壳体耦接，

或者，

所述压力传感器与所述致动器远离所述壳体的另一端耦接。

3.根据权利要求1所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述开槽存在一块朝向所述壳体内侧凸起的柱体，所述致动器固定在所述柱体上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述振动反馈结构还包括致动器支架，所述致动器置于所述壳体和所述致动器支架之间。

5.根据权利要求4所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述按键区域的壳体的刚度小于所述致动器支架的刚度，

所述开槽处的壳体的刚度小于所述开槽周围壳体的刚度。

6.根据权利要求4所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述致动器支架为一Z型支架，所述Z型支架包括第一折边、第二折边和连接片，

所述连接片相对的两侧连接所述第一折边和所述第二折边，且使所述第一折边突出于所述第二折边，

所述第一折边与所述壳体固定连接，所述第二折边与所述致动器固定连接，且所述第二折边靠近所述连接片的两侧皆具有弯折片，所述弯折片突出于所述第二折边且与所述第一折边具有相同的高度。

7.根据权利要求4所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述振动反馈结构还包括：若干个连接件，

所述致动器通过所述连接件与所述开槽内侧的柱体固定连接，所述致动器还通过所述连接件与所述致动器支架固定连接，

所述致动器支架通过所述连接件与所述壳体固定连接。

8.根据权利要求4所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述致动器为压电陶瓷致动器，所述致动器支架为压电陶瓷支架，

或者，

所述致动器为马达，所述致动器支架为马达支架。

9.根据权利要求4所述的振动反馈结构，其特征在于，

所述壳体为铝挤面框，所述铝挤面框在所述按键区域周围朝向所述壳体内侧存在一弯折部，所述弯折部与所述致动器支架固定连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的振动反馈结构。