CN219892088U - 一种按键结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及按键设计技术领域，公开了一种按键结构及电子设备，该按键结构包括壳体、弹性件、致动器和压力检测模组，壳体具有一块按键区域，按键区域通过弹性件耦接在壳体的表面上，按键区域、弹性件与壳体的外表面平齐，致动器收容于壳体内且贴设于按键区域，压力检测模组收容于壳体内且与致动器电性连接，压力检测模组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处产生振动反馈，本实用新型实施例提供的按键结构的结构简单，因此装配较为简单，壳体的外表面平齐，因此外观一体型较好，设置有弹性件在按键区域和壳体之间，能够保证设备的防尘防水性，且按键区域产生的运动位移可忽略不计。

Description

一种按键结构及电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及按键设计技术领域，特别涉及一种按键结构及电子设备。

背景技术

机械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，例如，可以大尺寸智能交互平板的电源按键等，如图1所示为现有的一种电子设备上的机械按键在壳体上的布局，通常机械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，用户在按下机械按键的过程中，按键需要在垂直于操作界面上，会产生一定的运动位移，且机械按键在未按压时，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：目前机械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按键结构及电子设备。

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按键结构，包括：壳体、弹性件、致动器和压力检测模组，所述壳体具有一块按键区域，所述按键区域通过所述弹性件耦接在所述壳体的表面上，所述按键区域、所述弹性件与所述壳体的外表面平齐，所述致动器收容于所述壳体内且贴设于所述按键区域，所述压力检测模组收容于所述壳体内且与所述致动器电性连接，所述压力检测模组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处产生振动反馈。

在一些实施例中，所述致动器的一端与所述按键区域耦接，所述致动器的另一端与所述压力检测模组耦接，所述弹性件设置于所述致动器的外侧。

在一些实施例中，所述致动器为压电陶瓷致动器，所述压电陶瓷致动器配置为在所述按键区域处的法向上产生振动反馈，或者，所述致动器为马达，所述马达配置为在所述按键区域处的法向或切向上产生振动反馈。

在一些实施例中，所述马达为线性马达、转子马达或压电马达，和/或，所述马达为圆柱形或方形。

在一些实施例中，所述按键结构还包括：背光模组，所述背光模组设置在所述弹性件内，或者，所述背光模组设置在所述弹性件上，和/或，所述弹性件由掺杂有荧光材料或颜料的弹性材料制成。

在一些实施例中，所述压力检测模组包括应变片和悬臂梁，所述应变片贴设于所述悬臂梁，所述悬臂梁的自由端与所述致动器过盈接触，或者，所述压力检测模组为压电陶瓷传感器，或者，所述压力检测模组为薄膜压力传感器。

在一些实施例中，所述按键结构还包括：安装支架，所述压力检测模组固定在所述安装支架上，所述安装支架固定在所述壳体上。

在一些实施例中，所述按键结构还包括：若干个连接件，所述安装支架的侧边包括至少两个弯折部，所述至少两个弯折部通过所述连接件与所述壳体固定连接。

在一些实施例中，所述壳体为铝挤面框，所述弹性件为一圈形弹性件且所述按键区域为圆形时，所述铝挤面框的表面上设置有一通孔，所述弹性件固定在所述铝挤面框的壳体和所述按键区域之间。

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：如第一方面所述的按键结构。

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按键结构及电子设备，该按键结构包括壳体、弹性件、致动器和压力检测模组，所述壳体具有一块按键区域，所述按键区域通过所述弹性件耦接在所述壳体的表面上，所述按键区域、所述弹性件与所述壳体的外表面平齐，所述致动器收容于所述壳体内且贴设于所述按键区域，所述压力检测模组收容于所述壳体内且与所述致动器电性连接，所述压力检测模组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处产生振动反馈，本实用新型实施例提供的按键结构的结构简单，因此装配较为简单，壳体的外表面平齐，因此外观一体型较好，设置有弹性件在按键区域和壳体之间，能够保证设备的防尘防水性，且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现有的机械按键的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种按键结构的简化图；

图3是本实用新型实施例提供的一种按键结构的三维结构图；

图4是图3所示按键结构的三维分解图；

图5是图3所示按键结构的正视图；

图6是图3所示按键结构的剖视侧视图；

图7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、按键结构；110、壳体；120、弹性件；130、致动器；140、压力检测模组；150、安装支架；111、按键区域；141、悬臂梁；151、弯折部；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，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”、“外”、“竖直”、“表面”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按键结构，该按键结构的结构简单，因此装配较为简单，壳体的外表面平齐，因此外观一体型较好，设置有弹性件在按键区域和壳体之间，能够保证设备的防尘防水性，且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按键结构100，请一并参见图2、图3、图4、图5和图6，其中，图2是本实用新型实施例提供的一种按键结构100的简化图，图3是本实用新型实施例提供的一种按键结构100的三维结构图，图4是图3所示按键结构100的三维分解图，图5是图3所示按键结构100的正视图，图6是图3所示按键结构100的剖视侧视图，所述按键结构100包括：壳体110、弹性件120、致动器130和压力检测模组140；进一步地，所述按键结构100还包括：安装支架150、背光模组(图未示)、连接件(图未示)。

所述壳体110具有一块按键区域111，所述按键区域111通过所述弹性件120耦接在所述壳体110的表面上，所述按键区域111、所述弹性件120与所述壳体110的外表面平齐，所述致动器130收容于所述壳体110内且贴设于所述按键区域111，所述压力检测模组140收容于所述壳体110内且与所述致动器130电性连接，所述压力检测模组140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处产生振动反馈。

本实用新型实施例通过将所述按键区域111、所述弹性件120与所述壳体110的外表面平齐设置，来保证外观一体型较好，通过在按键区域111和壳体110之间设置有弹性件120，在实现局部触觉振动反馈的同时可保证按键结构100的防尘防水性，且通过致动器130产生的瞬时振动来模拟机械按压，按键区域111产生的运动位移可忽略不计。

可选的，所述壳体110为铝挤面框，在其他的一些实施例中，所述壳体110110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。

在图3至图5所示示例中，所述弹性件120为一圈形弹性件120且所述按键区域111为圆形时，所述铝挤面框的表面上设置有一通孔，所述弹性件120固定在所述铝挤面框的壳体110和所述按键区域111之间。其中，所述按键区域111可以是与所述壳体110一体形成后，切割所述壳体110得到的，此时所述按键区域111与所述壳体110为同一材质，按键结构100及应用的电子设备10外观一体性更佳。在其他的一些实施例中，所述按键区域111也可以不只是图2至图6所指示的尺寸、形状等，也可以扩大一定的范围或者缩小一定的范围，和/或设置为其他的形状，和/或单独制作得到，具体可根据实际需要进行设置。

所述弹性件120为能够提供弹性形变的结构，设置在所述壳体110和所述按键区域111之间，能够提供按键区域111的轴向和径向刚度。在本实用新型实施例中，通过设置所述弹性件120，由于弹性件120的弹性形变的特质，且将所述弹性件120与所述按键区域111和所述壳体110的外表面平齐，能够实现壳体110与按键之间的无缝连接，实现防尘防水的功能；且同样由于其弹性形变的特征，还能够使得振动能量集中在按键区域111，产生局部的、较强的振动能量，避免产生较大的噪声，使得按键区域111产生的运动位移可忽略不计。在实际使用时，所述弹性件120的形状可以匹配所述按键区域111的形状进行设置，所述弹性件120的尺寸和硬度需根据实际应用场景仿真确定，所述弹性件120的材料可根据实际需要进行选择，例如，所述弹性件120可以橡胶圈，或者，还可以是硅胶、橡胶、热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic Urethane，TPU，又称热塑性聚氨酯橡胶)、热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer，TPE，又称人造橡胶或合成橡胶)、软质聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)等材质，且可采用注塑和胶粘等工艺制成，具体可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例及图示示例的限定。

在一些实施例中，所述按键结构100还可以包括：背光模组，所述背光模组设置在所述弹性件120内，或者，所述背光模组设置在所述弹性件120上；和/或，所述弹性件120由掺杂有荧光材料或颜料的弹性材料制成。其中，所述背光模组可以是发光二极管(Light-emitting Diode，LED)等尺寸较小的发光器件。通过在所述弹性件120的内部或者外部设置背光，可以作为电源按键标识，增加所述按键结构100的外表的美观度与个性化。

所述致动器130用于提供振动驱动力，优选的，所述致动器130的一端与所述按键区域111耦接，所述致动器130的另一端与所述压力检测模组140耦接，所述弹性件120设置于所述致动器130的外侧。可选的，所述致动器130为压电陶瓷致动器130，所述压电陶瓷致动器130配置为在所述按键区域111处的法向(即图2中的竖直方向、也即图2中双向箭头所指示的方向、也即垂直于所述按键区域111的表面)上产生振动反馈，或者，所述致动器130为马达，所述马达配置为在所述按键区域111处的法向或切向(即垂直于所述法向的方向、也即平行于所述按键区域111的表面)上产生振动反馈。可选的，所述马达为线性马达、转子马达或压电马达，和/或，所述马达为圆柱形或方形。

所述压力检测模组140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，所述压力传感器与所述致动器130存在电连接，优选地，所述压力传感器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，所述压力检测模组140可以是基于应变片的悬臂梁141压力传感器结构，具体地，所述压力检测模组140包括应变片和悬臂梁141，所述应变片贴设于所述悬臂梁141，所述悬臂梁141的自由端与所述致动器130过盈接触；或者，所述压力检测模组140为压电陶瓷传感器，或者，所述压力检测模组140为薄膜压力传感器。优选地，所述悬臂梁141的弯曲刚度应远小于所述弹性件120的轴向刚度，从而当用户按压按键区域111，在弹性件120的轴向刚度作用下，压力通过致动器130传递到悬臂梁141的自由端，导致悬臂梁141产生弯曲变形，进而通过应变片检测到用户施加在按键区域111的表面上的按压力，当检测到的压力值大于等于所设置的预设压力阈值时触发马达等致动器130的振动反馈功能。在实际使用时，可根据需要选择所述压力检测模组140的类型，并根据所述压力检测模组140的型号及设计需求调整所述压力检测模组140的位置，不需要拘泥于本实用新型实施例的图示示例。

在一些实施例中，所述按键结构100还包括：安装支架150，所述压力检测模组140固定在所述安装支架150上，所述安装支架150固定在所述壳体110上。所述安装支架150用于将所述致动器130和所述压力检测模组140固定在所述壳体110内，且还用于保证所述致动器130产生的振动能量大部分传递到按键区域111的一侧。优选地，所述按键区域111的刚度小于所述安装支架150的刚度，可使得所述致动器130在振动时，产生的振动能量能够较大比例地传递到壳体110上然后通过按键区域111传递到用户手指上，更少比例地传递到安装支架150即壳体110内的其他负载上。

在一些实施例中，所述按键结构100还包括：若干个连接件，所述安装支架150的侧边包括至少两个弯折部151，所述至少两个弯折部151通过所述连接件与所述壳体110固定连接。在图4所示示例中，连接件可以是螺丝，所述弯折部151为三个，且三个弯折部151和所述壳体110上都设置有相应通孔，该通孔用于螺丝的固定，通过螺丝可固定连接所述安装支架150和所述壳体110。在其他的一些实施例中，所述连接件也可以不是螺丝，具体可根据实际需要调整选择连接件的类型，调整连接件的配合结构及数量，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1010，请参见图7，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6及其实施例所述的按键结构100。

所述电子设备10可以是平板、手机、触控屏等电子设备10，所述按键结构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按键结构100的位置、形状、尺寸等。

本实用新型实施例提供的按键结构100应用于电子设备10时，致动器130、弹性件120、压力检测模组140皆收容于壳体110内，可通过在壳体110表面上的弹性件120定位电子设备10的按键所在位置；且由于所述按键区域111、所述弹性件120与所述壳体110的外表面平齐，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和壳体110之间通过弹性件120耦接，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，但该运动位移大部分通过弹性件120的弹性变形提供，用户的手指通常无法感知这类位移，只会感受到瞬态振动，相较于图1所示现有的物理按键会产生的较大的、肉眼可见的运动位移，可忽略不计；且该振动反馈结构简单，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按键结构及电子设备，该按键结构包括壳体、弹性件、致动器和压力检测模组，所述壳体具有一块按键区域，所述按键区域通过所述弹性件耦接在所述壳体的表面上，所述按键区域、所述弹性件与所述壳体的外表面平齐，所述致动器收容于所述壳体内且贴设于所述按键区域，所述压力检测模组收容于所述壳体内且与所述致动器电性连接，所述压力检测模组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处产生振动反馈，本实用新型实施例提供的按键结构的结构简单，因此装配较为简单，壳体的外表面平齐，因此外观一体型较好，设置有弹性件在按键区域和壳体之间，能够保证设备的防尘防水性，且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，既可以位于一个地方，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)

1.一种按键结构，其特征在于，包括：

壳体、弹性件、致动器和压力检测模组，

所述壳体具有一块按键区域，所述按键区域通过所述弹性件耦接在所述壳体的表面上，所述按键区域、所述弹性件与所述壳体的外表面平齐，

所述致动器收容于所述壳体内且贴设于所述按键区域，

所述压力检测模组收容于所述壳体内且与所述致动器电性连接，所述压力检测模组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处产生振动反馈。

2.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，

所述致动器的一端与所述按键区域耦接，所述致动器的另一端与所述压力检测模组耦接，所述弹性件设置于所述致动器的外侧。

3.根据权利要求2所述的按键结构，其特征在于，

所述致动器为压电陶瓷致动器，所述压电陶瓷致动器配置为在所述按键区域处的法向上产生振动反馈，

或者，

所述致动器为马达，所述马达配置为在所述按键区域处的法向或切向上产生振动反馈。

4.根据权利要求3所述的按键结构，其特征在于，

所述马达为线性马达、转子马达或压电马达，

和/或，

所述马达为圆柱形或方形。

5.根据权利要求1-4任一项所述的按键结构，其特征在于，

所述按键结构还包括：背光模组，所述背光模组设置在所述弹性件内，或者，所述背光模组设置在所述弹性件上，

和/或，

所述弹性件由掺杂有荧光材料或颜料的弹性材料制成。

6.根据权利要求1-4任一项所述的按键结构，其特征在于，

所述压力检测模组包括应变片和悬臂梁，所述应变片贴设于所述悬臂梁，所述悬臂梁的自由端与所述致动器过盈接触，

或者，

所述压力检测模组为压电陶瓷传感器，

或者，

所述压力检测模组为薄膜压力传感器。

7.根据权利要求6所述的按键结构，其特征在于，

所述按键结构还包括：安装支架，所述压力检测模组固定在所述安装支架上，所述安装支架固定在所述壳体上。

8.根据权利要求7所述的按键结构，其特征在于，

所述按键结构还包括：若干个连接件，

所述安装支架的侧边包括至少两个弯折部，所述至少两个弯折部通过所述连接件与所述壳体固定连接。

9.根据权利要求1或2所述的按键结构，其特征在于，

所述壳体为铝挤面框，

所述弹性件为一圈形弹性件且所述按键区域为圆形时，所述铝挤面框的表面上设置有一通孔，所述弹性件固定在所述铝挤面框的壳体和所述按键区域之间。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的按键结构。