CN115206713A - 按键结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种按键结构和电子设备，所述按键结构包括按键、驱动装置、弹簧、压力传感器和控制装置，驱动装置包括壳体、动子和定子，所述动子推动所述按键沿第一方向移动，所述定子固设于所述壳体，所述定子与所述动子其中之一包括磁路组件，其中另一包括线圈，弹簧设于所述壳体和所述动子之间，压力传感器设于所述弹簧的两端的任意一端，控制装置与所述压力传感器电性连接。通过设置压力传感器监测作用于按键的压力变化，根据压力变化斜率判断按键的活动方向，以解决现有的按键结构在回位过程中会误触发反馈效果的问题。

Description

按键结构和电子设备

技术领域

本发明涉及游戏设备技术领域，尤其涉及按键结构和电子设备。

背景技术

随着元宇宙的兴起，玩家对虚拟世界的真实感受需求越来越高，扳机作为力反馈的主要人机交互窗口，丰富真实的扳机力反馈成为各家研究的重点。

在使用扳机时，扳机具有按下和回位两个相反方向上的位移行程，为了使得用户有良好的力反馈的手感体验，在按压操作时会模拟场景中的受力状态，所以在有技术更多的关注按下过程中，反馈给手指的力反馈效果，但是对于回位的控制关注非常少，导致扳机回位时跟随性差，甚至在回位过程中可能误触发反馈效果，导致力反馈的体验变差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种按键结构和电子设备，旨在解决现有的按键结构在回位过程中会误触发反馈效果的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种按键结构，其中所述按键结构包括：

按键；

驱动装置，包括壳体、动子和定子，所述动子推动所述按键沿第一方向移动，所述定子固设于所述壳体，所述定子与所述动子其中之一包括磁路组件，其中另一包括线圈；

弹簧，设于所述壳体和所述动子之间；

压力传感器，设于所述弹簧的两端的任意一端；以及，

控制装置，与所述压力传感器电性连接。

可选地，所述控制装置还用以根据所述压力传感器检测的压力大小，确定所述按键的位移量。

可选地，所述按键结构还包括位移传感器，所述位移传感器用以检测所述按键的位移量，所述控制装置还与所述位移传感器电性连接。

可选地，所述按键结构部还包括设于所述动子的推动部；

所述壳体与所述推动部在第一方向上相对设置；

所述推动部和所述壳体之间设有所述弹簧和所述压力传感器。

可选地，所述按键结构还包括安装支架，所述安装支架沿所述第一方向延伸，且沿第一方向可滑动地设于所述壳体，所述安装支架一端连接所述按键，另一端连接所述动子。

可选地，所述压力传感器设于所述弹簧和所述壳体之间。

可选地，所述推动部形成有槽口朝向所述壳体的安装槽，所述弹簧的一端设于所述安装槽；

所述壳体上设有安装凸部，所述弹簧的另一端套设于所述安装凸部；

所述压力传感器设于所述安装凸部与所述壳体之间。

可选地，所述壳体朝向所述按键的一侧开设有安装孔；

所述安装凸部包括固定座，所述固定座朝向所述按键的一侧凸设有第一凸柱，所述固定座朝向所述壳体的一侧凸设有第二凸柱，所述第一凸柱供所述弹簧的另一端套设，所述第二凸柱安装于所述安装孔内；

所述压力传感器垫设于所述壳体和所述固定座之间。

可选地，所述位移传感器包括霍尔传感器和磁体，所述霍尔传感器和所述磁体其中之一与所述壳体连接，另一与所述动子连接。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括按键结构，所述按键结构包括：

壳体；

按键，沿第一方向可移动地设于所述壳体；

驱动装置，包括动子和定子，所述动子连接所述按键，所述定子固设于所述壳体，所述定子与所述动子其中之一包括磁路组件，其中另一包括线圈；

弹簧，设于所述壳体和所述按键之间；

压力传感器，用以检测所述按键的作用力；以及，

控制装置，与所述压力传感器电性连接，用以根据所述压力传感器检测的压力变化，确定所述按键的移动方向。

本发明提供的技术方案中，弹簧设于壳体和动子之间，按键通过弹簧的复位力进行复位，压力传感器设于所述弹簧的两端的任意一端，用于检测按键上的作用力，在用户按下按键时，按键相对壳体产生位移的同时，弹簧产生的复位力逐步增大，在用户松开按键时，弹簧产生的复位力逐步减小，控制装置与所述压力传感器电性连接，本发明通过设置压力传感器来监测作用于按键的压力变化的趋势，得到压力变化斜率，控制装置根据所述压力传感器检测的压力变化，根据压力变化斜率确定所述按键的移动方向，即在变化斜率为正时，说明按键处于被按压的行程中，变化斜率为负时，说明按键处于复位行程中，从而能够准确的判断按键的使用状态，以解决现有的按键结构在回位过程中会误触发反馈效果的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明提供的按键结构一实施例的平面示意图；

图2为图1中的按键结构的***结构示意图；

图3为图1中的按键结构的截面示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

游戏设备为提升用户体验，在游戏控制手柄设备(包含传统游戏手柄及AR/VR新型手持式手柄等)上设计了力反馈装置，增加了多种力反馈模式，以实现游戏内容与玩家的交互，模拟真实力反馈效果。扳机作为力反馈的主要人机交互窗口，丰富真实的扳机力反馈成为各家研究的重点。在使用扳机时，扳机具有按下和回位两个相反方向上的位移行程，为了使得用户有良好的力反馈的手感体验，在按压操作时会模拟场景中的受力状态，所以在有技术更多的关注按下过程中，反馈给手指的力反馈效果，但是对于回位的控制关注非常少，导致扳机回位时跟随性差，甚至在回位过程中可能误触发反馈效果，导致力反馈的体验变差。

为了解决上述问题，本发明提供一种按键结构100，图1至图3为本发明提供的按键结构100的具体实施例。

请参阅图1至图3，所述按键结构100包括所述按键结构100包括按键(图未示)、驱动装置、弹簧3、压力传感器4和控制装置，所述驱动装置包括壳体1、动子和定子，所述动子推动所述按键沿第一方向移动，所述定子固设于所述壳体1，所述定子与所述动子其中之一包括磁路组件，其中另一包括线圈，弹簧3设于所述壳体1和所述动子之间，压力传感器4设于所述弹簧3的两端的任意一端，用以检测所述按键的作用力，控制装置与所述压力传感器4电性连接，用以根据所述压力传感器4检测的压力变化，确定所述按键的移动方向。

需要说明的是，在现有技术中，当用户手指需要按压操作按键时，弹簧产生的弹力反馈给用户手指，并且提供按键复位的复位力，当在按压按键的操作过程中，弹簧的反馈力和弹簧的形变量有关，当需要模拟虚拟的反馈力和按键的活动行程无直接相对应的关系时，在线圈在通电状态下，线圈和磁路组件之间产生相互作用的电磁力，从而反馈到动子上，和弹簧产生的弹力共同形成的合力反馈到用户手指，而实现丰富的力反馈效果需要实时监控出力部位的位置信息，在现有技术中，一般采用在按键上设置位移传感器来监测按键的位置信息，依靠单点控制来模拟作用力，但是仅通过单点控制对力的方向会把控失误，在需要泻力的时候反而误判断为需要增加阻力，而在需要增强阻力的瞬间，误判断为需要泻力。

本发明提供的技术方案中，弹簧3设于壳体1和动子之间，按键通过弹簧3的复位力进行复位，压力传感器4设于所述弹簧3的两端的任意一端，用于检测所述按键上的作用力，在用户按下按键时，按键相对壳体1产生位移的同时，弹簧3产生的复位力逐步增大，在用户松开按键时，弹簧3产生的复位力逐步减小，控制装置与所述压力传感器4电性连接，本发明通过设置压力传感器4来监测作用于按键的压力变化的趋势，得到压力变化斜率，控制装置根据所述压力传感器4检测的压力变化，根据压力变化斜率确定所述按键的移动方向，即在变化斜率为正时，说明按键处于被按压的行程中，变化斜率为负时，说明按键处于复位行程中，从而能够准确的判断按键的使用状态，以解决现有的按键结构100在回位过程中会误触发反馈效果的问题。

进一步地，为了减少零部件的使用，使得按键结构100不过于繁冗，在另一实施例中，可以仅仅只通过设置压力传感器4，来实现按键受力的大小和方向，具体地，所述压力传感器4可以在监测压力变化的同时，也能测量按键实时所受的压力值，所述控制装置还用以根据所述压力传感器4检测的压力大小，通过按键所受压力值与弹簧3的形变量之间的对应关系，测算确定所述按键的位移量。

进一步地，为了更好的对所述按键的位移量进行把控，能够精准获取所述按键的位置信息，具体到本实施例中，所述按键结构100还包括位移传感器5，所述位移传感器5用以检测所述按键的位移量，所述控制装置还与所述位移传感器5电性连接。所述位移传感器5一般采用霍尔传感器，通过磁通量的变化来判断两者之间的位移变化，如此设置，相较于直接通过所述压力传感器4来测算位移的方式，更为精准。

具体地，在本实施例中，所述按键结构100还包括设于所述动子的推动部21，所述壳体1与所述推动部21在第一方向上相对设置，所述推动部21和所述壳体1之间设有所述弹簧3和所述压力传感器4，如此，所述推动部21与所述壳体1处在所述第一方向上，所述弹簧3设于两者之间，作用于所述壳体1上的按压力和弹簧3的复位力都处在所述第一方向，如此设置，所述压力传感器4检测按键的受力，与所述按键实时的受力方向一致，减少了力的分解检测误差。

进一步地，为了使得所述弹簧3能够有足够的形变空间，在本实施例中，所述按键结构100还包括安装支架6，所述安装支架6沿所述第一方向延伸，且沿第一方向可滑动地设于所述壳体1，所述安装支架6一端连接所述按键，另一端连接所述动子。所述安装支架6的长度可以根据所述弹簧3的形变量的空间来对应设置，如此设置，也方便在设置有位移传感器5时，所述位移传感器5的安装。

在本实施例中，请参阅图3，所述位移传感器5包括霍尔传感器51和磁体52，所述霍尔传感器51和所述磁体52其中之一与所述壳体1连接，另一与所述动子连接，优选地，设于所述安装支架6上，在所述按键发生位移时，所述霍尔传感器51与所述磁体52只存在在所述第一方向上距离的变化，并且可以将所述霍尔传感器51和所述磁体52设置得离所述磁路组件和所述线圈距离较远的地方，以免受到所述磁路组件和所述线圈产生的磁场的干扰。并且，所述安装架沿所述第一方向滑动，不涉及到多个维度的变化，所述磁体52所检测的变量比较单一，待检测的磁场的变化呈线性变化，则对所述按键的位移量进行检测时，更为准确。

具体地，在本实施例中，所述弹簧3包括弹簧，为了方便安装所述弹簧，在所述推动部21形成有槽口朝向所述壳体1的安装槽21a，所述安装槽21a的侧壁对所述弹簧的周侧提供支撑力，所述弹簧的一端设于所述安装槽21a内，在所述壳体1上设有安装凸部7，所述弹簧的另一端套设于所述安装凸部7的外周，所述压力传感器4设于所述安装凸部7与所述壳体1之间，或者设于所述弹簧的一端和所述推动部21之间。

具体地，在本实施例中，所述壳体1朝向所述按键的一侧开设有安装孔1a，所述安装凸部7包括固定座71，所述固定座71朝向所述按键的一侧凸设有第一凸柱72，所述固定座71朝向所述壳体1的一侧凸设有第二凸柱73，所述第一凸柱72供所述弹簧的另一端套设，所述第二凸柱73安装于所述安装孔1a内，所述压力传感器4垫设于所述壳体1和所述固定座71之间，如此，将所述压力传感器4设于所述固定座71朝向所述壳体1的一侧，使得所述压力传感器4夹设于所述壳体1和所述固定座71之间，其受力更为均衡，检测的压力值更为可靠，所述凸柱的周侧对套设在其上的所述弹簧的端部的周侧也提供支撑力，从而方便所述弹簧的安装。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备可以是游戏手柄，可以是游戏机、游戏操作装置或者移动终端设备等，该电子设备包括所述按键结构100，该按键结构100的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种按键结构，其特征在于，包括：

按键；

驱动装置，包括壳体、动子和定子，所述动子推动所述按键沿第一方向移动，所述定子固设于所述壳体，所述定子与所述动子其中之一包括磁路组件，其中另一包括线圈；

弹簧，设于所述壳体和所述动子之间；

压力传感器，设于所述弹簧的两端的任意一端；以及，

控制装置，与所述压力传感器电性连接。

2.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，所述控制装置还用以根据所述压力传感器检测的压力大小，确定所述按键的位移量。

3.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，所述按键结构还包括位移传感器，所述位移传感器用以检测所述按键的位移量，所述控制装置还与所述位移传感器电性连接。

4.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，所述按键结构还包括设于所述动子的推动部；

所述壳体与所述推动部在第一方向上相对设置；

所述推动部和所述壳体之间设有所述弹簧和所述压力传感器。

5.如权利要求4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，所述安装支架沿所述第一方向延伸，且沿第一方向可滑动地设于所述壳体，所述安装支架一端连接所述推动部，另一端连接所述动子。

6.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，所述压力传感器设于所述弹簧和所述壳体之间。

7.如权利要求6所述的按键结构，其特征在于，所述推动部形成有槽口朝向所述壳体的安装槽，所述弹簧的一端设于所述安装槽；

所述壳体上设有安装凸部，所述弹簧的另一端套设于所述安装凸部；

所述压力传感器设于所述安装凸部与所述壳体之间。

8.如权利要求7所述的按键结构，其特征在于，所述壳体朝向所述按键的一侧开设有安装孔；

所述安装凸部包括固定座，所述固定座朝向所述按键的一侧凸设有第一凸柱，所述固定座朝向所述壳体的一侧凸设有第二凸柱，所述第一凸柱供所述弹簧的另一端套设，所述第二凸柱安装于所述安装孔内；

所述压力传感器垫设于所述壳体和所述固定座之间。

9.如权利要求3所述的按键结构，其特征在于，所述位移传感器包括霍尔传感器和磁体，所述霍尔传感器和所述磁体其中之一与所述壳体连接，另一与所述动子连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的按键结构。

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