电子设备

文档序号:1965181 发布日期:2021-12-14 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 电子设备 (Electronic device ) 是由 段俊杰 罗春晖 于 2021-09-30 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种电子设备,包括:壳体、按键组件、应变片和控制器,所述控制器位于所述壳体内,所述壳体上开设有容置槽,所述按键组件和所述应变片均设置于所述容置槽内,且所述按键组件与所述应变片连接,所述应变片与所述控制器电连接,所述按键组件与所述容置槽的内壁之间存在间隙,所述容置槽的内壁上设置有第一磁体,所述按键组件上设置有磁场传感器;其中,所述磁场传感器用于检测所述按键组件的按键帽被按压过程中的倾斜量,所述控制器根据所述倾斜量修正所述应变片上检测到的按压力。这样,提高了按键帽上受到的按压力的检测结果的准确度。(The application discloses electronic equipment includes: the device comprises a shell, a key assembly, a strain gauge and a controller, wherein the controller is positioned in the shell, a containing groove is formed in the shell, the key assembly and the strain gauge are both arranged in the containing groove, the key assembly is connected with the strain gauge, the strain gauge is electrically connected with the controller, a gap exists between the key assembly and the inner wall of the containing groove, a first magnet is arranged on the inner wall of the containing groove, and a magnetic field sensor is arranged on the key assembly; the magnetic field sensor is used for detecting the inclination amount of a key cap of the key assembly in the process of being pressed, and the controller corrects the pressing force detected on the strain gauge according to the inclination amount. Thus, the accuracy of the detection result of the pressing force applied to the key cap is improved.)

电子设备

技术领域

本申请属于电子技术领域,具体涉及一种电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展,为了进行便捷操作,电子设备上一般设置有按键组件,在实现本申请过程中,申请人发现现有技术中至少存在如下问题:按键组件在被外部作用力按压时,通常容易与电子设备的壳体形成摩擦,从而使得对按键组件的按压力的检测结果的准确度较低。

发明内容

本申请旨在提供一种电子设备,至少解决对按键组件的按压力的检测结果的准确度较低的问题。

为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:

本申请实施例提出了一种电子设备,包括:壳体、按键组件、应变片和控制器,所述控制器位于所述壳体内,所述壳体上开设有容置槽,所述按键组件和所述应变片均设置于所述容置槽内,且所述按键组件与所述应变片连接,所述应变片与所述控制器电连接,所述按键组件与所述容置槽的内壁之间存在间隙,所述容置槽的内壁上设置有第一磁体,所述按键组件上设置有磁场传感器;

其中,所述磁场传感器用于检测所述按键组件的按键帽被按压过程中的倾斜量,所述控制器根据所述倾斜量修正所述应变片上检测到的按压力。

在本申请的实施例中,磁场传感器检测按键组件的按键帽被按压过程中的倾斜量,控制器根据倾斜量修正应变片上检测到的按压力,从而提高了按键帽上受到的的按压力的检测结果的准确度。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;

图2是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图;

图3是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图;

图4是本申请实施例提供的一种按压力检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在一些目标场景下,电子设备上的按键组件需要被按压,从而实现相关功能的检测,但是由于按键组件在被按压时,由于受力不均匀,容易导致按键组件容易与壳体产生摩擦,即由于摩擦力的存在,从而使得按键组件上检测到的按压力的检测结果的准确度不高。上述目标场景的具体内容在此不做限定,例如:上述目标场景可以为血压检测等场景。

为了解决上述问题,因而提出了以下解决方案。

参见图1,图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,如图1所示,电子设备,包括:壳体10、按键组件20、应变片30和控制器,所述控制器位于所述壳体10内,所述壳体10上开设有容置槽11,所述按键组件20和所述应变片30均设置于所述容置槽11内,且所述按键组件20与所述应变片30连接,所述应变片30与所述控制器电连接,所述按键组件20与所述容置槽11的内壁之间存在间隙,所述容置槽11的内壁上设置有第一磁体111,所述按键组件20上设置有磁场传感器201;

其中,所述磁场传感器201用于检测所述按键组件20的按键帽21被按压过程中的倾斜量,所述控制器根据所述倾斜量修正所述应变片30上检测到的按压力。

需要说明的是,上述根据倾斜量修正按压力的具体计算过程在此不做限定。

作为一种可选的实施方式:在外力的按压作用下,使得所述按键组件20的按键帽21产生倾斜量的变化,而由于倾斜量的变化以及在第一磁体111的作用下,会导致磁场传感器201的检测信号发生变化,并根据上述检测信号可以确定按键组件20的按键帽21与所述容置槽11的内壁之间的摩擦力,进而根据所述摩擦力修正所述应变片30上检测到的按压力。

根据摩擦力修正应变片30上检测到的按压力的计算原理可以为:将按压力与摩擦力之和确定为修正之后的按压力,或者,也可以计算按压力与摩擦力的加权和,并将加权和确定为修正之后的按压力。

需要说明的是,作为另一种可选的实施方式,上述倾斜量变化也意味着按键组件20的按键帽21与所述容置槽11的内壁之间的夹角发生目标变化(如由第一夹角变化为第二夹角),并在夹角的目标变化以及所述第一磁体111的作用下使所述磁场传感器201产生感应信号,以根据所述感应信号确定所述按键组件20的按键帽21与所述容置槽11的内壁之间的摩擦力,进而根据所述摩擦力修正所述应变片上检测到的按压力。

其中,本申请的工作原理可以参见以下表述:

当按键组件20的按键帽21受到外力的按压作用时,按键组件20的按键帽21可以发生形变,而上述形变的程度可以传递至应变片30上,而形变的程度通常与外力的数值呈正相关,因此,应变片30通过上述形变的程度可以检测得到按键组件20的按键帽21上受到的按压力的数值。

当按键组件20的按键帽21未受到外力按压时,按键组件20的按键帽21的倾斜量可以为0,也可以理解为:按键组件20的按键帽21与容置槽11的内壁之间的夹角可以为第一夹角,第一夹角可以为0度,当按键组件20的按键帽21接收到外力按压时,按键组件20的按键帽21的位置发生变化,从而使得按键组件20的按键帽21的倾斜量也发生变化,如按键组件20的按键帽21可以相对容置槽11的内壁发生偏移,此时,磁场传感器201在第一磁体111的作用下可以产生感应信号,而控制器根据上述感应信号可以确定按键组件20的按键帽21与容置槽11的内壁之间的摩擦力,进而修正按键组件20的按键帽21受到的按压力(按压力的检测过程可以参见上述表述),以得到目标按压力,从而提高了按键组件20的按键帽21上受到的的按压力的检测结果的准确度。

需要说明的是,本申请实施例中的倾斜量可以指的是按键组件20的按键帽21相对于水平面的倾斜量,或者,也可以指的是按键组件20的按键帽21相对于容置槽11的内壁的倾斜量。

其中,参见图2,此时按键组件20的按键帽21的倾斜量可以为0,也可以理解为按键组件20的按键帽21与容置槽11的内壁之间的夹角为第一夹角;参见图1和图3,此时按键组件20的按键帽21的倾斜量可以大于0,也可以理解为按键组件20的按键帽21与容置槽11的内壁之间的夹角为第二夹角。

另外,由于在容置槽11的内壁上设置有第一磁体111,因此,第一磁体111周围可以存在磁场,参见图1,磁场可以如图1中B所示的区域,并且在磁场的作用下,可以对按键组件20的按键帽21具有磁性作用力,从而减小按键组件20的按键帽21与容置槽11的内壁之间的摩擦力,从而进一步提高按键组件20的按键帽21上受到的的按压力的检测结果的准确度。

需要说明的是,参见图1至3,图1至3中的N和S分别用于表示磁极,其中,N用于表示北极,S用于表示南极。

为了增强上述磁性作用力,作为一种可选的实施方式,参见图1至3,所述按键组件20上还设置有第二磁体202,所述第一磁体111的第一磁极与所述第二磁体202的第二磁极为同名磁极,所述第一磁极和所述第二磁极相对设置。

需要说明的是,第二磁体202和磁场传感器201均可以嵌设于按键帽21的内部,这样,可以进一步减小整个按键组件20的体积。另外,第二磁体202和磁场传感器201也可以设置于按键帽21的表面上。具体设置方式在此不做限定。

本实施方式中,由于第一磁体111的第一磁极与第二磁体202的第二磁极为同名磁极,且第一磁极和第二磁极相对设置,因此,第一磁极和第二磁极之间具有互相排斥的磁性作用力,因而在上述磁性作用力的作用下,可以减小按键组件20与容置槽11的内壁之间的摩擦力,从而进一步提高了对按键组件20上的按压力的检测结果的准确度;同时,还可以增强按键组件20与第一磁体111之间的磁性作用力。

作为另一种可选的实施方式,所述按键帽21为磁性按键组件,且所述按键帽21的第三磁极与所述第一磁体111的第四磁极为同名磁极,所述第三磁极和所述第四磁极相对设置。这样,同样可以增强按键帽21与第一磁体111之间的磁性作用力,进而减小按键帽21与容置槽11的内壁之间的摩擦力。

需要说明的是,上述第二磁体202的类型在此不做限定,作为一种可选的实施方式,所述第二磁体202为电磁体。这样,可以增强按键帽21和第一磁体111之间的磁性作用力,使得按键帽21相对容置槽11的内壁具有磁悬浮的效果,即减小按键帽21与容置槽11的内壁之间的摩擦力,同时,还可以对按键帽21进行磁化处理,使得按键帽21具有磁性,从而无需在按键帽21上再单独设置磁体,降低使用成本和整个按键帽21的体积。

作为另一种可选的实施方式,第二磁体202为永磁体,这样,由于永磁体的结构简单,可以使得第二磁体202的装配较为方便,同时,也使得第二磁体202的磁性作用较稳定。

上述第一夹角和第二夹角的数值在此不做限定,第一夹角可以小于第二夹角,例如:第一夹角可以为0度,第二夹角可以为15度。

需要说明的是,当按键帽21与容置槽11的内壁之间不存在摩擦力时,外力的数值与上述按压力的数值的差值较小,例如:外力的数值与上述按压力的数值的差值可以位于预设范围内;相应的,当按键帽21与容置槽11的内壁之间存在摩擦力时,外力的数值与上述按压力的数值的差值较大,例如:外力的数值与上述按压力的数值的差值可以超出预设范围。

其中,可以在电子设备中预先存储摩擦力的数值与磁场传感器201中的感应信号的数值之间的对应关系,也就是说:摩擦力的数值与感应信号的数值可以为一一对应关系,而感应信号的数值则可以与按键帽21的位置为一一对应关系,而上述按键帽21的位置也可以通过按键帽21与容置槽11的内壁之间的夹角来体现。

需要说明的是,上述摩擦力的数值与感应信号的数值之间的对应关系,以及,感应信号的数值与按键帽21的位置之间的对应关系均可以为预先通过实验测量得到的关系。

当然,上述摩擦力的数值与感应信号的数值之间的对应关系,以及,感应信号的数值与按键帽21的位置之间的对应关系也可以实时检测得到,具体在此不做限定。

另外,按键组件20的具体结构在此不做限定,作为一种可选的实施方式,按键组件20包括按键帽21和弹性件,按键帽21通过弹性件与应变片30连接。这样,当按键帽21上接收到外力时,在外力的作用下弹性件发生形变,而弹性件的形变量可以传递至应变片30,从而实现对按压力的检测。

作为另一种可选的实施方式,参见图1至3,所述电子设备还包括柔性电路板40和主板,所述按键组件20还包括:悬臂梁22和悬臂梁支架23,所述按键帽21、所述悬臂梁22、所述悬臂梁支架23和所述应变片30依次层叠设置,所述应变片30通过所述柔性电路板40与所述主板电连接。

其中,容置槽11中还可以设置有按键支架,而按键帽21、悬臂梁22、悬臂梁支架23、应变片30和柔性电路板40均可以设置于按键支架上,从而增强对上述部件的固定效果。

其中,上述各个部件的装配过程可以参见以下表述:按键帽21可以通过胶水粘合到悬臂梁支架23上,悬臂梁支架23可以通过胶水粘合到悬臂梁22的第一端,悬臂梁支架23的第二端悬空,而悬臂梁22的第一端通过焊接的工艺焊接到按键支架上,悬臂梁22的第二端悬空,应变片30通过胶水粘合在悬臂梁22朝向按键支架的表面上,并可以通过热压焊接的方式连接到柔性电路板40上,而柔性电路板40可以与主板电连接,而主板上可以对应分布有数字信号分析系统,上述分析系统可以计算应变片30所检测到的悬臂梁22形变,从而测量到上述外力的按压力度。

需要说明的是,上述装配过程只是一种示例性说明,并不代表对上述各个部件的装配过程的具体限定。

另外,悬臂梁支架23的悬空端(即悬臂梁支架23的第二端)与悬臂梁22的悬空端(即悬臂梁22的第二端)不在同一侧,也就是说:悬臂梁支架23的第一端与悬臂梁22的第二端相对设置,悬臂梁支架23的第二端与悬臂梁22的第一端相对设置,这样,可以保证在受到外力的按压下,悬臂梁支架23和悬臂梁22的平衡,即保证了外力的按压行程的平衡。

其中,当外力按压按键帽21时,外力会通过按键帽21传递到悬臂梁支架23,进而传递到悬臂梁22,使得悬臂梁22发生弓曲形变,贴合在悬臂梁22下表面的应变片30可以检测上述形变,由于悬臂梁22形变量与外力的按压力度正相关,因此通过应变片30的信号就可以检测到外力的按压力度,也就是说可以检测得到按键组件20受到的上述按压力。

本实施方式中,由于按键帽21、悬臂梁22、悬臂梁支架23和应变片30依次层叠设置,应变片30通过柔性电路板40与主板电连接,这样,应变片30可以通过检测悬臂梁22的形变量,从而检测外力的按压力度,进而检测按键组件20受到的按压力,使得对按压力的检测较为方便且检测结果较为准确。

其中,壳体10内可以设置有容置腔,而容置腔内用于放置电子设备的主板和控制器,控制器可以固定于上述主板上,从而增强对控制器的固定作用,而上述容置腔可以与容置槽11连通,当然,上述容置腔也可以与容置槽11不连通。

需要说明的是,第一磁体111和磁场传感器201的数量在此不做限定,第一磁体111和磁场传感器201的数量可以相匹配,即第一磁体111和磁场传感器201可以一一对应,这样,可以使得磁场传感器201可以更好的产生感应信号。

作为一种可选的实施方式,所述容置槽11的内壁包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁和所述第二侧壁上均设置有所述第一磁体111,所述按键组件20上设置有两个所述磁场传感器201,且两个所述磁场传感器201中一者的位置相对靠近所述第一侧壁上的第一磁体111,两个所述磁场传感器201中另一者的位置相对靠近所述第二侧壁上的第一磁体111。

其中,两个磁场传感器201可以均设置在按键帽21上,当然,也可以设置在按键帽21与悬臂梁支架23的连接处,两个磁场传感器201在按键组件20上的具体设置位置在此不做限定。

其中,根据两个磁场传感器201和两个第一磁体111可以实时检测按键组件20与容置槽11的内壁之间的夹角,具体原理可以参见以下表述:

第一磁体111固定在容置槽11的内壁上,当按键帽21发生歪斜(即存在倾斜量)时,第一磁体111到磁场传感器201的距离会发生变化,并且第一侧壁上的第一磁体111和第二侧壁上的第一磁体111至每一个磁场传感器201的距离的变化值不同,参见图1,上述两个第一磁体111(即第一侧壁上的第一磁体111和第二侧壁上的第一磁体111)和两个磁场传感器201的连线形成了一个四边形,上述四边形即为图1中A所示区域,其中两个第一磁体111之间的距离,以及两个磁场传感器201之间的距离是已知且固定的,靠近第一侧壁的磁场传感器201到第一侧壁上的第一磁体111的距离,以及靠近第二侧壁的磁场传感器201到第二侧壁上的第一磁体111的距离,通过对应的磁场传感器201中的感应信号可以测算出来,最后得到了一个已知四个边长的四边形,那么四边形的每个边的歪斜角度也就可以测算出来,因而也就可以检测得到按键帽21与容置槽11的内壁之间的夹角。

另外,当计算得到上述歪斜角度,即按键帽210与容置槽11的内壁之间的夹角之后,可以将上述歪斜角度或者上述夹角输入至力学分析模型中,从而得到按键帽21与容置槽11的内壁之间的摩擦力的数值。

需要说明的是,上述力学分析模型的具体结构在此不做限定,例如:可以通过有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)来建立上述力学分析模型,具体过程在此不再赘述。

本实施方式中,根据两个磁场传感器201和两个第一磁体111可以实时检测按键帽21与容置槽11的内壁之间的夹角,从而增强了上述夹角检测方式的多样性和灵活性,同时,上述方式也提高了对夹角的检测结果的准确度,进而提高了对按压力检测结果的准确度。

作为一种可选的实施方式,所述磁场传感器201为单轴霍尔传感器。也就是说:当磁场传感器201与第一磁体111一一对应时,可以采用单轴霍尔传感器,这样,可以降低使用成本,同时,还可以使得在对应的第一磁体111的作用下,磁场传感器201的感应信号的准确度较高。

另外,作为一种可选的实施方式,所述磁场传感器201为三轴霍尔传感器。这样,上述三轴霍尔传感器同样可以完成上述对歪斜角度或者按键组件20与容置槽11的内壁之间的夹角的检测,同时,还可以向控制器发送目标信号,用于使得控制器输出提示信号,上述提示信号用于提示用户调整按压姿势,以减少由于用户的歪斜按压造成的按键帽21与容置腔的内壁产生的摩擦力。

需要说明的是,作为一种示例性说明,本申请实施例中的磁场传感器201均可以理解为霍尔传感器。

作为一种可选的实施方式,参见图2,所述容置槽11的内壁上设置有第一限位凸起112,所述按键帽21上设置有第二限位凸起203,所述第一限位凸起112用于与所述第二限位凸起203抵接。这样,使得按键帽21在被按压过程中发生倾斜时,第一限位凸起112和第二限位凸起203可以对按键组件20起到限位作用,减少按键帽21由容置槽11滑出壳体10的现象的出现。

需要说明的是,为了更好的说明上述根据倾斜量修正按压力的过程,以下以一个具体实施例来举例说明。

参见图4,图4为本申请实施例提供一种按压力检测方法的流程图,本方法应用于上述实施例的电子设备中,如图4所示,上述方法包括以下步骤:

步骤401、在所述电子设备的按键帽被按压过程,且存在倾斜量的情况下,获取所述按键帽的按压力和所述电子设备的磁场传感器的感应信号,所述感应信号为在所述电子设备的第一磁体的作用下产生的信号。

其中,按压力可以理解为:在按键帽上受到外力的按压,且按键帽与容置槽的内壁存在摩擦的情况下,按键帽上检测到的按压力。

步骤402、根据所述感应信号确定所述按键帽与所述容置槽的内壁之间的摩擦力。

其中,根据感应信号确定摩擦力的具体原理可以参见上述实施例中的相应表述。

作为一种可选的实施方式,所述根据所述感应信号确定所述按键帽与所述容置槽的内壁之间的摩擦力,包括:

根据所述感应信号确定所述按键帽与所述容置槽的内壁之间的夹角;

根据所述夹角确定所述按键帽与所述容置槽的内壁之间的摩擦力。

其中,根据感应信号确定夹角,然后根据夹角确定摩擦力的具体原理可以参见上述第一侧壁和第二侧壁上均存在第一磁体的实施方式中的相应表述,具体在此不再赘述。

本实施方式中,先检测按键帽与容置槽的内壁之间的夹角,然后根据夹角确定摩擦力,增强了摩擦力检测方式的多样性和灵活性,同时,上述方式也提高了对摩擦力的检测结果的准确度。

步骤403、根据所述摩擦力修正所述按压力,得到目标按压力。

其中,上述按压力可以指的是应变片上检测到的按压力,而目标按压力则可以指的是用户施加的按压力,但是由于用户施加按压力时,按键帽与容置槽的内壁之间存在摩擦力,因此,应变片上检测到的按压力实际上是用户施加的按压力与摩擦力的差,因此,可以根据应变片上检测到的按压力和摩擦力得到目标按压力,这样,可以使得目标按压力更加符合用户施加的按压力的真实数值,从而提高了按压力的检测结果的准确度。

其中,根据摩擦力修正按压力,得到目标按压力,可以参见以下表述:

可以将摩擦力和按压力的和确定为目标按压力,或者,可以将摩擦力和按压力进行加权求和,并将加权求和之后得到的数值确定为目标按压力。

本实施例中,磁场传感器在第一磁体的作用下可以产生感应信号,而控制器根据上述感应信号可以确定按键帽与容置槽的内壁之间的摩擦力,进而修正按键帽的按压力,以得到目标按压力,从而提高了按键帽上受到的的按压力的检测结果的准确度。

本申请实施例还提供一种按压力检测装置,包括:

获取模块,用于在所述电子设备的按键帽被按压过程,且存在倾斜量的情况下,获取所述按键帽的按压力和所述电子设备的磁场传感器的感应信号,所述感应信号为在所述电子设备的第一磁体的作用下产生的信号。

确定模块,用于根据所述感应信号确定所述按键帽与所述容置槽的内壁之间的摩擦力。

修正模块,用于根据所述摩擦力修正所述按压力,得到目标按压力。

可选地,确定模块,包括:

第一确定子模块,用于根据所述感应信号确定所述按键帽与所述容置槽的内壁之间的夹角;

第二确定子模块,用于根据所述夹角确定所述按键帽与所述容置槽的内壁之间的摩擦力。

本申请实施例同样可以实现上述图4所示方法实施例中的各个步骤,并可以具有与上述实施例相同的有益技术效果,具体在此不再赘述。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

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