一種杠桿式的輸入設備微動開關按鍵的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可以用于計算機外圍設備、電子儀器、及人機控制系統的輸入設備，特別涉及一種杠桿式的輸入設備微動開關按鍵。
【背景技術】
[0002]現有用于計算機外圍設備、電子儀器、及人機控制系統的輸入設備的按鍵開關，如鼠標器接鍵開關、機床控制開關、航空航天用途開關、軍用儀器用開關、醫療設備用開關、自動化設備控制開關等領域，其結構基本上為輕觸開關。
[0003]所述的輕觸開關，其又稱為敏感型開關，即使用時以滿足操作力的條件向開關操作方向施壓開關功能閉合接通，當撤銷壓力時開關即斷開，其內部結構是靠金屬彈片受力變化來實現通斷的。
[0004]輕觸開關有接觸電阻荷小、精確的操作力誤差、規格多樣化等方面的優勢，在電子設備及白色家電等方面得到廣泛的應用。輕觸開關分成兩大類:一類是利用金屬簧片作為開關接觸片的輕觸開關，接觸電阻小，大約為20mn。手感好，有“咔嚓”清脆的按壓段落感聲音。另一類是利用導電橡膠作為接觸通路的開關，習慣稱為導電橡膠開關。開關手感好，但接觸電阻大，一般在100—300η，導致開關的敏感度不好，而且按壓段落感不好，沒有清脆的按壓段落感聲音。輕觸開關的結構是靠按鍵向下移動，使接觸簧片或導電橡膠塊接觸焊片，形成通路。
[0005]對于利用金屬彈片作為開關接觸片的輕觸開關，在給輕觸開關端子進行焊接時，如果在端子上施加負荷，因條件不同會有松動，金屬彈片存在變形及電特性劣化的可能。開關的整機的周圍材料產生腐蝕性氣體，將有可能造成接觸不良等現象。接觸觸點具有因推壓負荷接觸電阻發生變化的特性。另外輕觸開關的觸點會出現老化和產生誤操作的現象。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種杠桿式的輸入設備微動開關按鍵。
[0007]本發明的目的通過下述技術方案實現:
[0008]—種杠桿式的輸入設備微動開關按鍵，包括開關控制本體和PCB印制電路板，所述開關控制本體和PCB印制電路板采用分體設置，可以根據需要更換選擇所述開關控制本體；
[0009]其中，所述開關控制本體包括杠桿觸動結構、開關功能結構以及按壓段落感結構，利用所述杠桿觸動結構以微動行程實現放大的觸發行程，來控制所述開關功能結構以及利用所述按壓段落感結構產生清脆的按鍵按壓段落感聲音；
[0010]其中，所述杠桿式觸動結構采用可調節按壓力度的滑動式杠桿結構或者固定單種按壓力度的固定式杠桿結構；
[0011]其中，所述開關功能結構采用光路形式的光電開關功能結構或五金觸點/彈片接觸式開關功能結構。
[0012]優選的，所述杠桿式觸動結構采用可調節按壓力度的滑動式杠桿結構，所述開關功能結構采用光路形式的光電開關功能結構，所述輸入設備微動開關按鍵包括:
[0013]上固定殼11、滑動式杠桿觸動機構、第一按壓塊14、光學組件15、活動滑塊16、金屬彈片17、彈簧18、下固定殼19、PCB印刷電路板20、SMD IR管201、SMD PT管202，其中所述滑動式杠桿觸動機構包括第一杠桿和微調片13。
[0014]優選的，所述輸入設備微動開關按鍵包括:
[0015]上固定殼11、固定式杠桿結構、第一按壓塊14、第一光學組件15、活動滑塊16、金屬彈片17、彈簧18、下固定殼19、PCB印刷電路板20、SMD IR管201、SMD PT管202，其中所述固定式杠桿結構包括第二杠桿。
[0016]優選的，所述上固定殼11的兩側的下方有扣鎖環111，其與位于所述下固定殼19兩側的扣鎖凸起191相互鎖緊，將所述輸入設備微動開關按鍵的所有部件都鎖在所述上固定殼11和所述下固定殼19之內，并固定在下方的所述PCB印刷電路板20上。
[0017]優選的，所述第一杠桿12的左側有一個凸起的第二按壓塊121，用于按鍵的下壓，其右側的下方有一個用于微調位置的第一凸點122，用于調節按壓力度。
[0018]優選的，所述微調片13的上方有3個位于不同位置的與所述第一凸點122相匹配的凹坑131，其與所述第一杠桿12下方的微調位置的所述第一凸點122配合使用，用于所述滑動式杠桿觸動機構各種按壓力度的微調，其右側有一連軸132，使得所述滑動式杠桿觸動機構可以繞所述連軸132旋轉，根據杠桿原理來放大施加于下方所述第一按壓塊14的按壓力度。
[0019]優選的，所述第一按壓塊14的左側的下方有一個卡扣141、其右側有一個第一光學棱鏡142 ;當所述第一杠桿左側凸起的第二按壓塊121受力下壓時，所述滑動式杠桿觸動機構受力下壓，在杠桿原理的作用下推動下方的所述第一按壓塊向下運動，進一步帶動左側的所述卡扣141及右側的所述第一光學棱鏡142 —起向下運動。
[0020]優選的，所述活動滑塊16被扣于所述卡扣141的外面，其左側有一個第二凸點161。
[0021]優選的，所述金屬彈片17的其右側有一個折彎凸起171，當按鍵下壓時，所述第一按壓塊14帶動所述活動滑塊16下行，當所述活動滑塊16左側的所述第二凸點161越過所述金屬彈片17右側的所述折彎凸起171時，在所述折彎凸起171反向作用力的作用下，所述活動滑塊16向下快速運動，使得位于所述活動滑塊16內側上方的平面與所述卡扣141產生快速撞擊，形成清脆的撞擊音，從而產生按鍵下壓時的按壓段落感。
[0022]優選的，所述彈簧18位于所述下固定殼19的軸位置，其實現按鍵下壓后的上升回彈功能。
[0023]優選的，所述SMD IR管201及所述SMD PT管202分別用來發射和接收光信號，其與上方的光學組件15及位于第一按壓塊14右側的第一光學棱鏡142 —起，實現所述按鍵開關導通與斷開的控制。
[0024]優選的，所述光學組件為第一光學組件15，所述第一光學組件包括第一組合棱鏡，所述第一組合棱鏡包括位于所述SMD IR管201上方的第一透光平面151和第一準直凸面152、位于所述第一光學棱鏡142右側的第一豎直輸入面153和第一全反射面154、以及位于SMD PT管202上方的第一菲涅爾面202。
[0025]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵沒有受力下壓時，所述第一按壓塊14右側的所述第一光學棱鏡142處在上方位置，所述第一豎直輸出面142-3未與所述第一光學組件15右側的第一全反射面154對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第一透光平面151入射之后，再經過上方的所述第一準直凸面152準直，準直之后的光線入射到處于上方位置的所述第一光學棱鏡142中，經過所述第一全反射斜面142-2全反射轉折之后，沿水平的方向從右側的所述第一豎直輸出面142-3輸出，此時由于所述第一豎直輸出面142-3沒有與所述第一光學組件15右側的所述第一全反射面154對準，從所述第一豎直輸出面142-3輸出的光線不能被所述第一全反射面154進行全反射，光線不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路處于斷開狀態，與之相連的電路不能觸發電流。
[0026]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵受力下壓時，所述第一杠桿12的第二按壓塊121受力下壓，所述滑動式杠桿觸動機構將位于所述第一按壓塊14右側的所述第一光學棱鏡142推向下方位置，此時所述第一豎直輸出面142-3與所述第一光學組件15右側的所述第一全反射面154相對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第一透光平面151入射之后，再經過上方的所述第一準直凸面152準直，準直之后的光線入射到所述第一光學棱鏡142中，經過其所述第一全反射斜面142-2反射轉折之后，沿水平的方向從其右側的所述第一豎直輸出面142-3輸出，由于此時所述第一豎直輸出面142-3與所述第一光學組件15右側的所述第一全反射面154對準，從所述第一豎直輸出面142-3輸出的光線經所述第一豎直輸入面153再次入射到所述第一光學組件15中，并向右入射到所述第一全反射面154上，進一步被所述第一全反射面154進行全反射，全反射后的光線向下轉折并入射到所述第一菲涅爾面155上，最后會聚到其下方的所述SMD PT管202中，光路處于導通狀態，與之相連的電路觸發電流。
[0027]優選的，所述光學組件為第二光學組件15，所述第二光學組件包括第二組合棱鏡，所述第二組合棱鏡包括位于位于SMD IR管201上方的第二菲涅爾面351和第二透光平面352、位于所述第一光學棱鏡142右側的第二豎直輸入面353和第二全反射面354、以及位于SMD PT管202上方的第三菲涅爾面355。
[0028]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵沒有受力下壓時，位于所述第一按壓塊14的所述第一光學棱鏡142處在上方位置，所述第一豎直輸出面142-3沒有與所述第二光學組件35右側的所述第二全反射面354對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第二菲涅爾面351準直之后，準直光線再經過上方的所述第二透光平面352向上方輸出，輸出光線入射到處于上方位置的所述第一光學棱鏡142中，經過其所述第一全反射斜面142-2全反射轉折之后，沿水平的方向從右側的所述第一豎直輸出面142-3輸出，由于此時所述第一豎直輸出面142-3沒有與所述第二光學組件35右側的第二全反射面354對準，從所述第一豎直面142-3輸出的光線不能被所述第二全反射面354進行全反射，光線不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路處于斷開狀態，與之相連的電路不能觸發電流。
[0029]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵受力下壓時，所述滑動式杠桿觸動機構將位于所述第一按壓塊14的所述第一光學棱鏡142推向下方位置，此時所述第一豎直輸出面142-3與所述第二光學組件35右側的所述第二全反射面354相對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第二菲涅爾面351準直之后，再經過上方的所述第二透光平面352輸出，輸出光線入射到所述第一光學棱鏡142中，經過其所述第一全反射斜面142-2反射轉折之后，沿水平的方向從其右側的所述第一豎直輸出面142-3輸出，此時由于所述第一豎直輸出面142-3與所述第二光學組件35右側的所述第二全反射面354對準，從所述第一豎直輸出面142-3輸出的光線由所述第二豎直輸入面353再次入射到所述第二光學組件35中，并向右入射到所述第二全反射面354上，進一步被所述第二全反射面354進行全反射，全反射后的光線向下轉折并入射到所述第三菲涅爾面355上，最后會聚到其下方的所述SMD PT管202中，光路處于導通狀態，與之相連的電路觸發電流。
[0030]優選的，所述光學組件為第三光學組件，所述第三光學組件包括第三組合棱鏡以及第二平面反射鏡454，其中所述第三組合棱鏡包括位于所述SMD IR管201上方的第三透光平面451和第二準直凸面452、以及位于所述SMD PT管202上方的第四菲涅爾面455和第一水平輸入面453，其中所述第二平面反射鏡454設置為45度傾斜平面。
[0031]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵沒有受力下壓時，與所述第一按壓塊14 一起聯動的所述平面鏡442處在上方位置，其沒有與右側位于下方位置的所述第二平面反射鏡454對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第三透光平面451入射之后，入射光線再經過上方的所述第二準直凸面452進行準直，準直后的光線向上方輸出，準直光線入射到處于上方位置的所述第一平面反射鏡442中，經過其反射轉折之后，沿水平的方向往右方的出射，由于此時所述第一平面反射鏡442沒有與右側的所述第二平面反射鏡454對準，被所述第一平面反射鏡442反射轉折的光線不能被所述第二平面反射鏡454進行反射，光線不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路處于斷開狀態，與之相連的電路不能觸發電流。
[0032]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵受力下壓時，所述滑動式杠桿觸動機構將位于所述第一按壓塊14下方的所述第一平面反射鏡442推向下方位置，此時所述第一平面反射鏡442與位于右側的所述第二平面反射鏡454相對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第三透光平面451入射之后，再經過上方的所述第二準直凸面452進行準直，準直后的光線向上方輸出，輸出光線入射到上方的所述第一平面反射鏡442上，經過其反射轉折之后，沿水平的方向向右射出，由于此時所述第一平面反射鏡442與右側的所述第二平面反射鏡454相對準，被所述第一平面反射鏡442反射轉折的光線被所述第二平面反射鏡454進行反射，射向下方，進一步被所述第四菲涅爾面455進行會聚，會聚后的光線集中到其下方的所述SMD PT管202中，光路處于導通狀態，與之相連的電路觸發電流。
[0033]優選的，所述光學組件為第四光學組件15，所述第四光學組件包括第二自由曲面反射鏡551，所述第二自由曲面反射鏡與位于所述第一按壓塊右側的第一自由曲面反射鏡一起，形成對所述按鍵開關導通及斷開的控制。
[0034]優選的，所述第一自由曲面反射鏡及所述第二自由曲面反射鏡為離軸拋物面、離軸二次曲面或多項式曲面。
[0035]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵沒有受力下壓時，與所述第一按壓塊14 一起聯動的所述第一自由曲面反射鏡542處在上方位置，其沒有與右側位于下方位置的所述第二自由曲面反射鏡551對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第一自由曲面反射鏡542反射之后，光線被準直，并向右方水平射出，由于此時所述第二自由曲面反射鏡542沒有與右側的所述第一自由曲面反射鏡551相對準，被所述第二自由曲面反射鏡542反射轉折的光線不能被所述第一自由曲面反射鏡551進行反射和會聚，光線不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路處于斷開狀態，與之相連的電路不能觸發電流。
[0036]優選的，當所述輸入設備微動開關按鍵受力下壓時，所述滑動式杠桿觸動機構將位于所述第一按壓塊14的所述第一自由曲面反射鏡542推向下方位置，由于此時所述第一自由曲面反射鏡542與位于右側的所述第二自由曲面反射鏡551相對準，從所述SMD IR管201射出的光線經過其上方的所述第一自由曲面反射鏡542反射之后，光線被準直，并向右方水平射出，反射光線入射到右側的所述第二自由曲面反射鏡551上進行再次反射