[发明专利]一种弹力曲线可变的磁悬浮键盘及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹力曲线可变的磁悬浮键盘及其工作方法，属于电学的技术领域。

背景技术

键盘是常用的电脑外设产品之一，目前公知的键盘主要分为机械式键盘、电容式键盘和薄膜式键盘，这类键盘一旦生产就不能改变其手感，机械键盘由于内置弹簧，其弹力几乎与压下距离成正比；电容式键盘以无弹性平面为主；而薄膜式键盘内含橡胶垫，弹力与距离成非线性关系。实际生活中，人们在不同的应用时，如游戏、打字、办公，对键盘手感的需求不同，不同人的偏好也不相同，以上类别键盘难以满足广泛需求。另一方面，机械式键盘和薄膜式键盘都以触点的机械接触方式工作，有时用户压力不足或者触点有灰垢容易造成接触不良。

近期Darfon等公司设计了磁悬浮键盘，旨在降低键盘厚度，但依然不具有按键随按压距离动态改变受力的功能，即弹力曲线不能根据用户调整。

中国专利文献CN203218156U公开了一种磁悬浮键盘，包括底盘和按键，还包括与底盘连接并与按键对应的电磁铁，所述底盘上接有罩盖，罩盖上设有能容纳电磁铁的键腔，该键腔顶部设有键孔；所述按键呈帽状，其下端与键腔内壁滑动相接，上端穿出键孔，按键可沿键腔上下运动，按键下端头受键孔壁限制，使其不会从键孔脱出；按键顶部设有永磁体，电磁铁通电后，永磁体受磁力作用带动按键悬浮于电磁铁上部，电磁铁外设有按键感应线圈。但是，该专利主要定义了磁悬浮键盘的基本结构，不具有更改弹力曲线及克服接触不良现象的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种弹力曲线可变的磁悬浮键盘；

本发明还公开了上述磁悬浮键盘的工作方法；

本发明的技术方案为：

一种弹力曲线可变的磁悬浮键盘，包括底盘和设置在所述底盘上的磁悬浮按键，所述键盘根据实时获取磁悬浮按键被压下距离改变磁悬浮按键弹力。

根据本发明优选的，所述磁悬浮按键包括上方设有开口的固定外壳和设置在所述开口处的活动结构，所述活动结构包括键帽、键轴、悬浮强力磁铁、铜箔，所述键帽、所述键轴、所述悬浮强力磁铁依次连接，所述悬浮强力磁铁下方设有铜箔，所述键轴穿过所述开口，所述键轴下端进入所述固定外壳内，所述键轴上端位于所述固定外壳外部，所述悬浮强力磁铁受所述开口限制，使其不会从所述开口脱出；所述固定外壳内部底面与所述悬浮强力磁铁相对位置上设有固定强力磁铁，所述固定强力磁铁与所述悬浮强力磁铁极性相同，所述固定外壳内部底面还设有一个固定线圈，固定线圈上分别设有电极引线a、电极引线b，电极引线a、电极引线b穿过固定外壳引到固定外壳外部，所述固定强力磁铁上设有两片铁片，两片铁片之间设有缝隙，两片铁片分别设有电极引线c、电极引线d，电极引线c、电极引线d穿过固定外壳引到固定外壳外部；

所述磁悬浮按键的控制电路包括微控制器、驱动电路、驱动电路输出、信号输出线路、信号输入线路及分压电阻，所述微控制器通过信号线连接所述驱动电路，所述驱动电路输出连接所述电极引线a及所述电极引线b，所述微控制器通过所述信号输出线路连接电极引线c，所述微控制器通过信号输入线路连接所述电极引线d，所述信号输入线路连接所述分压电阻的一端，所述分压电阻的另一端接地，所述微控制器包括模数转换器ADC。

两片铁片之间设有缝隙，进行电信号隔离，使所述两片铁片与所述铜箔构成三导体电容器，用于检测磁悬浮按键按压距离。

此处设计的优势在于，磁悬浮按键未接通电源时，所述固定强力磁铁与所述悬浮强力磁铁极性相同，处于相斥状态，因此，所述活动结构处于自然悬浮状态；两片铁片被所述固定强力磁铁磁化，具有强磁力作用，此时，若用户按下磁悬浮按键，所述悬浮强力磁铁下移接近两片铁片，两片铁片同时被所述悬浮强力磁铁与所述固定强力磁铁的合磁场磁化，由于磁化方向相反，两片铁片显示出弱磁性，所述固定强力磁铁与所述悬浮强力磁铁的斥力作用减弱，使用户按下磁悬浮按键时产生的斥力不会过强。

根据本发明优选的，所述铁片的形状为半圆形。

根据本发明优选的，所述微控制器内置所述模数转换器ADC。

根据本发明优选的，所述微控制器外置所述模数转换器ADC，所述模数转换器ADC连接所述信号输入线路。

上述磁悬浮键盘的工作方法，具体步骤包括：

A、所述微控制器初始化，获取弹力曲线

所述磁悬浮按键的控制电路接通电源，所述微控制器程序初始化，所述驱动电路初始化，所述微控制器获取弹力曲线的离散值并将其加载到弹力曲线数组F[s]中,获取弹力曲线，所述弹力曲线的离散值表示磁悬浮按键被压下距离s时所述驱动电路应当输出到固定线圈的电流；