CN220914088U - 一种用于数控设备的键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于数控设备的键盘，包括：面板、键帽、键垫和键板；所述键板上设有按键，所述面板开设有和所述按键相对应的通孔，每个所述通孔上滑动设有一个所述键帽，所述键帽设有按压柱，所述键垫包括防护面、支撑限位结构和弹性结构；所述防护面铺设在所述键板上，所述防护面设有所述支撑限位结构，所述支撑限位结构用于实现所述键垫和所述按键之间的水平限位，同时所述支撑限位结构用于修正所述键帽按压行程的方向位置；每个所述支撑限位结构上设有所述弹性结构，所述弹性结构用于对所述键帽提供弹性支撑。

Description

一种用于数控设备的键盘

技术领域

本实用新型涉及数控系统操作面板加工领域，具体为一种用于数控设备的键盘。

背景技术

键盘是机床数控系统重要零部件，与控制器做成一体，要求有良好的密封性能及操作手感，常用数控系统键盘密封是面板上贴打凸防护膜，操作手感硬，手感欠佳，为了提供操作的手感，也有使用类似桌面计算机键帽式键盘，但因数控系统使用环境差，防护等级要求高，即按键与键帽间必须设置一张塑料薄膜或硅胶薄膜的键垫(避免油液渗入按键所在空间腐蚀电子元器件)，以及设置一个面板，面板开设有多个通孔，每个键帽穿过面板对应的通孔露出，以便正常操作。

键帽通常由面板的通孔定位，通孔的尺寸偏差要求高，若面板的通孔过小(即键帽与孔配合间隙过小)时操作中容易卡键，若面板孔太大(即键帽与孔配合间隙过大)时，键帽容易歪斜。特别是由于面板为铝合金压铸，其表面需喷粉处理，容易影响通孔的尺寸，实际制作中难以达到设计要求，因此零配件制造成本居高不下、键盘的使用合格率不高。

而且，在实际操作该键盘时，不能确保操作人员每一次都能准确按压在键帽的中心点上，当手指按压位置偏移至键帽的外缘时，所述键帽会出现大幅倾斜，容易导致所述键帽复位时出现卡键的情况。

因此，亟需研发一种具有键帽不易卡键、歪斜，且操作手感柔和的数控系统键盘。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于数控设备的键盘，该键盘；避免了卡键、歪斜的情况发生，降低面板的加工要求，并改善操作手感。

本实用新型的首个技术方案如下：

一种用于数控设备的键盘，包括：面板、键帽、键垫和键板；所述键板上设有按键，所述面板设置在所述键板一侧，所述面板开设有和所述按键相对应的通孔，每个所述通孔上滑动设有一个所述键帽，所述键帽设有按压柱，所述键垫包括防护面、支撑限位结构和弹性结构；所述防护面铺设在所述键板上，所述防护面在每个所述按键对应的位置上设有所述支撑限位结构，每个所述支撑限位结构上设有所述弹性结构。

作为一种优选的方案，所述支撑限位结构包括抵接块，所述抵接块位于所述防护面靠近所述键帽的一侧，并环绕在所述弹性结构的外侧，所述抵接块在竖直方向的位置高度大于所述按键且小于所述弹性结构的位置高度，所述抵接块竖直方向的位置和凸台对应。

进一步的，所述支撑限位结构还包括定位块，所述定位块位于所述防护面靠近所述按键的一侧，并环绕在所述按键的外侧，所述定位块的内侧与所述按键外壁配合，实现每个所述支撑限位结构和对应的所述按键之间水平限位。

进一步的，所述支撑限位结构还包括加强体，所述加强体呈环形，所述加强体位于所述抵接块和所述定位块之间，所述加强体的内环侧和所述弹性结构的外侧重合。

作为一种优选的方案，所述弹性结构包括圆台体和多个球冠，所述防护面向所述键帽一侧凹陷形成所述圆台体，所述圆台体顶面向所述按键一侧凹陷形成所述球冠，多个所述球冠呈阵列排布，所述圆台体的顶端抵接所述按压柱，所述球冠的底端抵接所述按键。

进一步的，所述弹性结构还包括垫块，所述垫块设置在所述圆台体顶面，所述垫块和所述按压柱的位置和水平截面形状相对应，所述球冠形成在所述圆台体和所述垫块之间。

进一步的，所述垫块的外沿呈阵列开设有多个限位槽，所述键帽设有和所述限位槽相适应的限位柱。

进一步的，每个所述球冠和对应一个所述限位槽同轴设置并连通。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

该键盘通过所述支撑限位结构，保证所述键帽再按压行程中不会过度倾斜，并通过和所述弹性结构配合，使所述键帽复位保持轴向移动，如此避免了卡键、歪斜的情况发生，使得制造该键盘时可降低所述面板的加工要求，降低制造成本，提高产品合格率；而且所述弹性结构，也可以改善该键盘的操作手感。

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是本实用新型中键盘的示意图；

图2是本实用新型中键盘的拆解的示意图；

图3是本实用新型中键帽的示意图；

图4是本实用新型中键垫的局部放大图；

图5是本实用新型中键垫的另一视角的局部放大图；

图6是本实用新型中键盘的断面图；

图7是本实用新型中键盘的剖视图；

附图标号说明：

1-面板；11-通孔；

2-键帽；21-按压面；22-侧壁；23-凸台；24-按压柱；25-限位柱；

3-键垫；31-防护面；32-支撑限位结构；321-抵接块；322-定位块；323-加强体；33-弹性结构；331-圆台体；332-球冠；333-垫块；334-限位槽；

4-键板；41-按键。

具体实施方式

为便于更好地理解本实用新型的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。此外，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1-2所示，本实施例提供一种用于数控设备的键盘，包括：面板1、键帽2、键垫3和键板4；

所述键板4上设有按键41，通过按压所述按键41以产生输出信号；(需要说明的是，在本实施例中的竖直方向为所述按键41的轴线延伸方向，水平方向为垂直于所述按键41的轴线延伸方向)

所述面板1设置在所述键板4一侧，所述面板1开设有和所述按键41相对应的通孔11，每个所述通孔11上滑动设有一个所述键帽2；

如图3所示，所述键帽2包括按压面21、侧壁22、凸台23和按压柱24；所述侧壁22沿所述按压面21的外沿垂直设置，所述凸台23从所述侧壁22一端的外沿水平凸起，所述按压柱24垂直设置在所述按压面21的中心点上，并向所述凸台23方向竖直延伸；所述侧壁22和所述通孔11间隙配合，且所述面板1抵接所述凸台23，使所述按压面21伸出至所述面板1外侧，所述按压柱24用于按压所述按键41；

所述键垫3由弹性材料制成(如：硅胶)，其包括防护面31、支撑限位结构32和弹性结构33；所述防护面31铺设在所述键板4上，所述防护面31在每个所述按键41对应的位置上设有所述支撑限位结构32，每个所述支撑限位结构32上设有所述弹性结构33，所述键帽2、所述支撑限位结构32、所述弹性结构33和所述按键41同轴设置；

所述支撑限位结构32套设在所述按键41外，用于实现所述键垫3和所述按键41之间的水平限位，防止所述键垫3在所述按键41上发生局部偏移，保证所述弹性结构33和所述按键41的同轴度；同时所述支撑限位结构32用于修正所述键帽2按压行程的方向位置，当所述键帽2被倾斜按压时，以支撑所述键帽2的倾斜侧，使所述键帽2的轴线摆正，保证所述键帽2和所述按键41的同轴度；

所述弹性结构33用于对所述键帽2提供弹性支撑；具体的，在常态下所述弹性结构33对所述键帽2提供预紧力，使所述凸台23抵接所述面板1，当按压所述键帽2时，所述弹性结构33受压变形以产生轴向的变形弹力，以推动所述键帽2复位。

如图4-7所示，作为一种优选的方案，所述支撑限位结构32包括抵接块321，所述抵接块321位于所述防护面31靠近所述键帽2的一侧，并环绕在所述弹性结构33的外侧，所述抵接块321在竖直方向的位置高度大于所述按键41且小于所述弹性结构33的位置高度，所述抵接块321竖直方向的位置和所述凸台23对应，以抵接所述凸台23；

具体的，所述键帽2按压行程中，所述键帽2倾斜一侧的所述凸台23先抵接到对应位置的所述抵接块321，该抵接块321产生弹力变形，以产生对抗所述凸台23的倾斜侧的变形弹力，使得倾斜的所述键帽2在按压行程中逐渐摆正方向位置；另外，随着按压行程的继续进行，在所述按键41被有效按压后，所述抵接块321的变形量达到最大，以抵消掉多余的按压力，防止所述按键41承受过大的按压力；如此，一方面，所述抵接块321能够防止所述键帽2在按压行程时大幅倾斜，导致所述键帽2复位时卡键的情况；另一方面，可避免按压力过大，损伤到所述按键41，以保护所述按键41，提高该键盘的使用寿命。

进一步的，所述抵接块321设有多个，所述抵接块321呈C型或L型，多个所述抵接块321呈阵列排布在所述弹性结构33的外侧。

由于弹性材料制造的所述键垫3为柔性材料，在使用的过程中所述弹性结构33中心位置累积误差逐渐增大，使所述键垫3和所述键板4会产生局部的错位，即存在部分所述弹性结构33中心与所述按键41中心产生不同程度的偏移，从而影响所述弹性结构33推动所述键帽2的复位，以及各个所述键帽2会出现操作手感不一致的问题；

因此，如图4-7所示，作为一种优选的方案，所述支撑限位结构32还包括定位块322，所述定位块322位于所述防护面31靠近所述按键41的一侧，并环绕在所述按键41的外侧，通过所述定位块322的内侧与按键41外壁配合，使每个所述支撑限位结构32和对应的所述按键41之间水平限位，防止所述键垫3和所述键板4产生局部错位，保证所述弹性结构33中心和所述按键41的中心在同一轴线上。

进一步的，所述定位块322和所述抵接块321设置在同一竖直面上，且所述定位块322的截面覆盖所述抵接块321的截面，使所述定位块322对所述抵接块321提供竖直方向的支撑；

在本实施例中，所述定位块322设有多个,所述定位块322呈C型或L型，多个所述定位块322呈阵列排布。

如图4-7所示，作为一种优选的方案，所述支撑限位结构32还包括加强体323，所述加强体323呈环形，所述加强体323位于所述抵接块321和所述定位块322之间，所述加强体323的竖直方向的截面覆盖所述所述抵接块321和所述定位块322，所述加强体323的内环侧和所述弹性结构33的外侧重合；所述加强体323用于加强所述支撑限位结构32的结构的强度，使所述定位块322、所述抵接块321、所述弹性结构33的连接与支撑得到加强，才能保证防护面31水平受拉扯时，相对位置稳定，不移位。

另外，目前数控设备使用的键盘，其键帽2按压行程和按键41的相同(常用按键41按压行程为0.5mm)，操作手感较差，仅比面膜式键盘操作手感略好，与台面计算机键盘对比，操作手感差得太多；

因此，如图4-7所示，作为一种优选的方案，所述弹性结构33包括圆台体331和多个球冠332，所述防护面31向所述键帽2一侧凹陷形成所述圆台体331，所述圆台体331顶面向所述按键41一侧凹陷形成所述球冠332，多个所述球冠332呈阵列排布，所述圆台体331的顶端抵接所述按压柱24，所述球冠332的底端抵接所述按键41；所述圆台体331的壁厚小于所述球冠332的壁厚，使得所述圆台体331的变形弹力小于所述球冠332的变形弹力；

具体的，所述球冠332用于对所述键帽2提供弹性支撑，通过多个所述球冠332呈阵列设置的结构，使其受压时趋向于其轴线变形，以产生轴向的总变形弹力，在常态下所述球冠332对所述键帽2提供预紧力，使所述凸台23抵接所述面板1，当按压所述键帽2时，所述球冠332受压变形以产生轴向的变形弹力用于推动所述键帽2沿轴向移动迅速复位；另外，所述球冠332可以增加所述键帽2的按压行程，以改善该键盘操作手感；

所述圆台体331作为所述球冠332和所述防护面31之间的变形缓冲或协调，以防止所述弹性结构33受压变形时干涉到所述防护面31，即防止所述球冠332对防护面31产生拉扯、推动的影响，使所述键垫3产生局部位移。

如图4-7所示，进一步的，所述弹性结构33还包括垫块333，所述垫块333设置在所述圆台体331顶面，所述垫块333和所述按压柱24的位置和水平截面形状相对应，所述垫块333的水平截面小于所述圆台体331的水平截面积，所述球冠332形成在所述圆台体331和所述垫块333之间；所述垫块333用于推动所述球冠332变形，以及所述垫块333在所述按压柱24和所述按键41之间提供缓冲。

如图4-7所示，进一步的，所述垫块333的外沿呈阵列开设有多个限位槽334，所述键帽2设有和所述限位槽334相适应的限位柱25；通过所述限位槽334和所述限位柱25的配合，实现所述键帽2和所述弹性结构33之间的水平限位，使得所述键帽2在按压和复位的过程中，保持所述键帽2和所述弹性结构33之间的同轴度；

优选的，每个所述球冠332和对应一个所述限位槽334同轴设置并连通，具体的，所述限位槽334从所述垫块333延伸至所述圆台体331，并在所述圆台体331上凹陷形成所述球冠332，如此，以便于所述键垫3的加工制造。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于数控设备的键盘，其特征在于，包括：面板(1)、键帽(2)、键垫(3)和键板(4)；所述键板(4)上设有按键(41)，所述面板(1)设置在所述键板(4)一侧，所述面板(1)开设有和所述按键(41)相对应的通孔(11)，每个所述通孔(11)上滑动设有一个所述键帽(2)，所述键帽(2)设有按压柱(24)，所述键垫(3)包括防护面(31)、支撑限位结构(32)和弹性结构(33)；所述防护面(31)铺设在所述键板(4)上，所述防护面(31)在每个所述按键(41)对应的位置上设有所述支撑限位结构(32)，每个所述支撑限位结构(32)上设有所述弹性结构(33)。

2.根据权利要求1所述的一种用于数控设备的键盘，其特征在于，所述支撑限位结构(32)包括抵接块(321)，所述抵接块(321)位于所述防护面(31)靠近所述键帽(2)的一侧，并环绕在所述弹性结构(33)的外侧，所述抵接块(321)在竖直方向的位置高度大于所述按键(41)且小于所述弹性结构(33)的位置高度，所述抵接块(321)竖直方向的位置和凸台(23)对应。

3.根据权利要求2所述的一种用于数控设备的键盘，其特征在于，所述支撑限位结构(32)还包括定位块(322)，所述定位块(322)位于所述防护面(31)靠近所述按键(41)的一侧，并环绕在所述按键(41)的外侧，所述定位块(322)的内侧与所述按键(41)外壁配合，实现每个所述支撑限位结构(32)和对应的所述按键(41)之间水平限位。

4.根据权利要求3所述的一种用于数控设备的键盘，其特征在于，所述支撑限位结构(32)还包括加强体(323)，所述加强体(323)呈环形，所述加强体(323)位于所述抵接块(321)和所述定位块(322)之间，所述加强体(323)的内环侧和所述弹性结构(33)的外侧重合。

5.根据权利要求1所述的一种用于数控设备的键盘，其特征在于，所述弹性结构(33)包括圆台体(331)和多个球冠(332)，所述防护面(31)向所述键帽(2)一侧凹陷形成所述圆台体(331)，所述圆台体(331)顶面向所述按键(41)一侧凹陷形成所述球冠(332)，多个所述球冠(332)呈阵列排布，所述圆台体(331)的顶端抵接所述按压柱(24)，所述球冠(332)的底端抵接所述按键(41)。

6.根据权利要求5所述的一种用于数控设备的键盘，其特征在于，所述弹性结构(33)还包括垫块(333)，所述垫块(333)设置在所述圆台体(331)顶面，所述垫块(333)和所述按压柱(24)的位置和水平截面形状相对应，所述球冠(332)形成在所述圆台体(331)和所述垫块(333)之间。

7.根据权利要求6所述的一种用于数控设备的键盘，其特征在于，所述垫块(333)的外沿呈阵列开设有多个限位槽(334)，所述键帽(2)设有和所述限位槽(334)相适应的限位柱(25)。

8.根据权利要求7所述的一种用于数控设备的键盘，其特征在于，每个所述球冠(332)和对应一个所述限位槽(334)同轴设置并连通。