CN106774964A - 轻薄型压电触感反馈键盘 - Google Patents

Abstract

一种轻薄型压电触感反馈键盘，包括键盘本体，键盘本体上设有按键区，且键盘本体内设有功能组件，按键区包括按键面板，且按键面板的下方与每一个按键位置一一对应设有触感感应开关元件和触感反馈装置，触感反馈装置位于触感感应开关元件的下方；功能组件包括处理器和与处理器电连接的存储单元，处理器上连接设有脉冲编码器和用于与计算机通讯连接的通讯模块，处理器上连接设有键盘电路，键盘电路与触感感应开关元件电连接；触感反馈装置包括位于按键面板下方的电致动器，电致动器的下方设有压电陶瓷，压电陶瓷的下方设有中间开孔的垫圈，垫圈内设有变形限位垫，变形限位垫与压电陶瓷之间设有变形间隙，电致动器的两端分别与压电陶瓷的两端耦合。

Description

轻薄型压电触感反馈键盘

技术领域

本发明涉及一种键盘，具体的为一种轻薄型压电触感反馈键盘。

背景技术

键盘是用于操作设备运行的一种指令和数据输入装置，也指经过***安排操作一台机器或设备的一组功能键(如打字机、电脑键盘)。随着技术的发展，尽管开发了诸如触摸屏、语音识别和手势识别的各种替代输入技术，但键盘仍然是用于人类输入到计算设备的最常用设备。

能够以中高速打字的使用者往往倾向于依赖触觉反馈来表示按键被按下，现有的机械键盘通过弹簧加载来提供触觉反馈。随着触控屏技术的发展和手持终端设备小型化的需求，对键盘的厚度要求更加轻薄，则必然需要取消传统的机械键盘结构。然而，由于取消了传统的机械键盘设备，导致在通过点击的方式进行输入时无法进行触觉反馈，使用者往往无法快速确认击键是否被记录，迫使使用者通过视觉的方式来确认，导致输入速度大幅降低，影响了输入效率和使用者的操作体验。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轻薄型压电触感反馈键盘，不仅键盘更加轻薄，而且能够有效提高触觉反馈。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轻薄型压电触感反馈键盘，包括键盘本体，所述键盘本体上设有按键区，且所述键盘本体内设有功能组件，所述按键区包括按键面板，且所述按键面板的下方与每一个按键位置一一对应设有触感感应开关元件和触感反馈装置，所述触感反馈装置位于所述触感感应开关元件的下方；所述功能组件包括处理器和与所述处理器电连接的存储单元，所述处理器上连接设有脉冲编码器和用于与计算机通讯连接的通讯模块，所述处理器上连接设有键盘电路，所述键盘电路与所述触感感应开关元件电连接；

所述触感反馈装置包括位于所述按键面板下方的电致动器，所述电致动器的下方设有压电陶瓷，所述压电陶瓷的下方设有中间开孔的垫圈，所述垫圈内设有变形限位垫，所述变形限位垫与所述压电陶瓷之间设有变形间隙，所述电致动器的两端分别与所述压电陶瓷的两端耦合。

进一步，所述按键面板的上方设有用于指示按键位置的按键贴片。

进一步，所述按键面板和按键贴片均采用透明材料制成。

进一步，所述电致动器包括层叠设置的导电材料层和热膨胀系数不等并均大于所述导电材料层的至少两层材料层，所述导电材料层与所述压电陶瓷电连接。

进一步，所述材料层设置为两层，分别为第一材料层和第二材料层。

进一步，所述导电材料层为透明导电材料层，所述第一材料层和第二材料层均采用柔性透明聚合物材料制成。

进一步，所述第一材料层和第二材料层均位于所述导电材料层的同一侧，或所述第一材料层和第二材料层分别位于所述导电材料层的两侧。

进一步，所述导电材料层采用碳纳米管膜、石墨烯、氧化锌和氧化铟锡中的至少一种材料制成。

进一步，所述第一材料层和第二材料层采用双向拉伸聚丙烯、聚丙烯、聚乙烯、硅橡胶、氟硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈中的至少一种材料制成。

进一步，所述脉冲编码器包括发光元件、接收元件、码盘和数据处理芯片；所述发光元件和接收元件对应设置在所述码盘的两侧，所述码盘的一端设有圆盘，所述圆盘上与所述发光元件位置对应的圆周上均布设有通孔；所述数据处理芯片分别与所述发光元件和接收元件电连接。

本发明的有益效果在于：

本发明的轻薄型压电触感反馈键盘，通过在按键面板的下方设置触感反馈装置，当手指按压按键面板时，使压电陶瓷变形，进而压电陶瓷的两端带点，由于电致动器的两端分别与压电陶瓷的两端耦合，可在电致动器内形成电流，进而促使电致动器通电变形，提供按压触控反馈，具有厚度薄的优点。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明轻薄型压电触感反馈键盘实施例1的结构示意图；

图2为按键区的结构示意图；

图3为图2的A详图；

图4为电致动器的结构示意图；

图5为脉冲编码器的结构示意图；

图6为本发明轻薄型压电触感反馈键盘实施例2的电致动器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，为本发明轻薄型压电触感反馈键盘实施例1的结构示意图。本实施例的轻薄型压电触感反馈键盘，包括键盘本体，所述键盘本体上设有按键区1，且所述键盘本体内设有功能组件，所述按键区1包括按键面板2，且所述按键面板2的下方与每一个按键位置一一对应设有触感感应开关元件3和触感反馈装置4，所述触感反馈装置4位于所述触感感应开关元件3的下方。所述功能组件包括处理器5和与所述处理器5电连接的存储单元6，所述处理器5上连接设有脉冲编码器7和用于与计算机8通讯连接的通讯模块9，所述处理器上连接设有键盘电路10，所述键盘电路10与所述触感感应开关元件3电连接。

本实施例的所述触感反馈装置包括位于所述按键面板2下方的电致动器11，所述电致动器11的下方设有压电陶瓷12，所述压电陶瓷12的下方设有中间开孔的垫圈13，所述垫圈13内设有变形限位垫14，所述变形限位垫14与所述压电陶瓷12之间设有变形间隙15，所述电致动器11的两端分别与所述压电陶瓷12的两端耦合。

进一步，本实施例的所述按键面板2的上方设有用于指示按键位置的按键贴片25，能够提高使用体验。本实施例的所述按键面板2和按键贴片25均采用透明材料制成。

进一步，所述电致动器12包括层叠设置的导电材料层16和热膨胀系数不等并均大于所述导电材料层的至少两层材料层，所述导电材料层16与所述第二电极11电连接。具体的，本实施例的所述材料层16设置为两层，分别为第一材料层17和第二材料层18。本实施例的所述导电材料层15为透明导电材料层，所述第一材料层17和第二材料层18均采用柔性透明聚合物材料制成，形成透明键盘。

进一步，所述第一材料层17和第二材料层18分别位于所述导电材料层的两侧，所述导电材料层16采用碳纳米管膜、石墨烯、氧化锌和氧化铟锡中的至少一种材料制成；所述第一材料层16和第二材料层17采用双向拉伸聚丙烯、聚丙烯、聚乙烯、硅橡胶、氟硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈中的至少一种材料制成。本实施例的导电材料层16采用石墨烯制成，第一材料层17采用硅橡胶制成，第二材料层18采用聚丙烯酸丁酯制成。

进一步，本实施例的所述脉冲编码器6包括发光元件19、接收元件20、码盘21和数据处理芯片22。所述发光元件19和接收元件20对应设置在所述码盘21的两侧，所述码盘21的一端设有圆盘23，所述圆盘23上与所述发光元件19位置对应的圆周上均布设有通孔24；所述数据处理芯片22分别与所述发光元件19和接收元件20电连接。

本实施例的轻薄型压电触感反馈键盘，通过在按键面板的下方设置触感反馈装置，当手指按压按键面板时，使压电陶瓷变形，进而压电陶瓷的两端带点，由于电致动器的两端分别与压电陶瓷的两端耦合，可在电致动器内形成电流，进而促使电致动器通电变形，提供按压触控反馈，具有厚度薄的优点。

实施例2

如图6所示，本实施例的轻薄型压电触感反馈键盘，包括键盘本体，所述键盘本体上设有按键区1，且所述键盘本体内设有功能组件，所述按键区1包括按键面板2，且所述按键面板2的下方与每一个按键位置一一对应设有触感感应开关元件3和触感反馈装置4，所述触感反馈装置4位于所述触感感应开关元件3的下方。所述功能组件包括处理器5和与所述处理器5电连接的存储单元6，所述处理器5上连接设有脉冲编码器7和用于与计算机8通讯连接的通讯模块9，所述处理器上连接设有键盘电路10，所述键盘电路10与所述触感感应开关元件3电连接。

本实施例的所述触感反馈装置包括位于所述按键面板2下方的电致动器11，所述电致动器11的下方设有压电陶瓷12，所述压电陶瓷12的下方设有中间开孔的垫圈13，所述垫圈13内设有变形限位垫14，所述变形限位垫14与所述压电陶瓷12之间设有变形间隙15，所述电致动器11的两端分别与所述压电陶瓷12的两端耦合。

进一步，本实施例的所述按键面板2的上方设有用于指示按键位置的按键贴片25，能够提高使用体验。本实施例的所述按键面板2和按键贴片25均采用透明材料制成。

进一步，所述电致动器12包括层叠设置的导电材料层16和热膨胀系数不等并均大于所述导电材料层的至少两层材料层，所述导电材料层16与所述第二电极11电连接。具体的，本实施例的所述材料层16设置为两层，分别为第一材料层17和第二材料层18。本实施例的所述导电材料层15为透明导电材料层，所述第一材料层17和第二材料层18均采用柔性透明聚合物材料制成，形成透明键盘。

进一步，所述第一材料层17和第二材料层18均位于所述导电材料层16的同一侧，所述导电材料层16采用碳纳米管膜、石墨烯、氧化锌和氧化铟锡中的至少一种材料制成；所述第一材料层16和第二材料层17采用双向拉伸聚丙烯、聚丙烯、聚乙烯、硅橡胶、氟硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈中的至少一种材料制成。本实施例的导电材料层16采用石墨烯制成，第一材料层17采用硅橡胶制成，第二材料层18采用聚丙烯酸丁酯制成。

进一步，本实施例的所述脉冲编码器6包括发光元件19、接收元件20、码盘21和数据处理芯片22。所述发光元件19和接收元件20对应设置在所述码盘21的两侧，所述码盘21的一端设有圆盘23，所述圆盘23上与所述发光元件19位置对应的圆周上均布设有通孔24；所述数据处理芯片22分别与所述发光元件19和接收元件20电连接。

本实施例的轻薄型压电触感反馈键盘，通过在按键面板的下方设置触感反馈装置，当手指按压按键面板时，使压电陶瓷变形，进而压电陶瓷的两端带点，由于电致动器的两端分别与压电陶瓷的两端耦合，可在电致动器内形成电流，进而促使电致动器通电变形，提供按压触控反馈，具有厚度薄的优点。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：包括键盘本体，所述键盘本体上设有按键区，且所述键盘本体内设有功能组件，所述按键区包括按键面板，且所述按键面板的下方与每一个按键位置一一对应设有触感感应开关元件和触感反馈装置，所述触感反馈装置位于所述触感感应开关元件的下方；所述功能组件包括处理器和与所述处理器电连接的存储单元，所述处理器上连接设有脉冲编码器和用于与计算机通讯连接的通讯模块，所述处理器上连接设有键盘电路，所述键盘电路与所述触感感应开关元件电连接；

所述触感反馈装置包括位于所述按键面板下方的电致动器，所述电致动器的下方设有压电陶瓷，所述压电陶瓷的下方设有中间开孔的垫圈，所述垫圈内设有变形限位垫，所述变形限位垫与所述压电陶瓷之间设有变形间隙，所述电致动器的两端分别与所述压电陶瓷的两端耦合。

2.根据权利要求1所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述按键面板的上方设有用于指示按键位置的按键贴片。

3.根据权利要求2所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述按键面板和按键贴片均采用透明材料制成。

4.根据权利要求3所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述电致动器包括层叠设置的导电材料层和热膨胀系数不等并均大于所述导电材料层的至少两层材料层，所述导电材料层与所述压电陶瓷电连接。

5.根据权利要求4所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述材料层设置为两层，分别为第一材料层和第二材料层。

6.根据权利要求5所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述导电材料层为透明导电材料层，所述第一材料层和第二材料层均采用柔性透明聚合物材料制成。

7.根据权利要求4所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述第一材料层和第二材料层均位于所述导电材料层的同一侧，或所述第一材料层和第二材料层分别位于所述导电材料层的两侧。

8.根据权利要求5所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述导电材料层采用碳纳米管膜、石墨烯、氧化锌和氧化铟锡中的至少一种材料制成。

9.根据权利要求5所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述第一材料层和第二材料层采用双向拉伸聚丙烯、聚丙烯、聚乙烯、硅橡胶、氟硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈中的至少一种材料制成。

10.根据权利要求1-9任一项所述的轻薄型压电触感反馈键盘，其特征在于：所述脉冲编码器包括发光元件、接收元件、码盘和数据处理芯片；所述发光元件和接收元件对应设置在所述码盘的两侧，所述码盘的一端设有圆盘，所述圆盘上与所述发光元件位置对应的圆周上均布设有通孔；所述数据处理芯片分别与所述发光元件和接收元件电连接。