壓電鍵盤的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種壓電鍵盤，包括依次由上至下設置的上面板，壓電元件，支撐板和下底板，所述上面板為柔性面板，所述壓電元件固定在支撐板的上方，且壓電元件與支撐板之間設有間隙，所述壓電元件通過引線引出，與外處理器相連，制備工藝簡單，安裝方便，便于更換。壓電陶瓷片選用高容量，高壓電常數、低功耗的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷，靈敏度高，反應迅速，響應速度快，而且壽命長。而且單個獨立按鍵受力面積小，壓強大，增加按壓的靈敏度。本發明的壓電元件與支撐板之間有一定空隙，壓電陶瓷可以產生較大的變形，從而產生的電壓變化幅度大，能檢測到一些微弱的信號，從而實現按鍵的準確控制。
【專利說明】壓電鍵盤
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及鍵盤【技術領域】，特別涉及一種壓電鍵盤。
【背景技術】
[0003]現在遙控器、手機、電腦鍵盤等家用和個人數碼產品等都要用按鍵操作，通過按鍵實現快速、準確的控制電器設備的各種不同工作狀態。按鍵與鍵基板可拆卸，每個按鍵由彈性元件支撐，長期使用彈性塊會失去彈性，鍵盤按鈕會失靈；按鍵之間有縫隙，防水防層性能差，機械故障多，使用壽命低。另有報道整體式壓電薄膜鍵盤，壓電薄膜的壓電性能差，反應靈敏度差，而且壽命短。而單個壓電按鍵可以全封閉地設置在電子設備的面板內，按鍵用的壓電元件在機械壓電的作用下產生的電壓作為控制信號用于電器開關等方面，而且壓電鍵盤是低功耗產品，相比電阻式和電容式按鍵鍵盤，無須外加電源。有專利報道壓電陶瓷按鍵，專利CN201479111U中報道了一種單晶片式壓電陶瓷按鍵，金屬基片下開凹槽和采用金屬凸片貼合在壓電陶瓷片上，加工復雜，增加制作成本；而且金屬基片與壓電陶瓷片的粘接力差，使用壽命短。
[0004]
【發明內容】
[0005]為了克服上述缺陷，本發明提供了一種制作簡單、成本低，靈敏度高、使用壽命長的壓電鍵盤。
[0006]本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是:一種壓電鍵盤，包括依次由上至下設置的上面板，壓電元件，支撐板和下底板，所述上面板為柔性面板，所述壓電元件固定在支撐板的上方，且壓電元件與支撐板之間設有間隙，所述壓電元件通過引線引出，與外處理器相連。`
[0007]作為本發明的進一步改進，所述壓電元件由單層壓電陶瓷片及基片組成。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述壓電元件由兩層壓電陶瓷片基片組成，且雙層壓電陶瓷片位于基片的上下兩側。
[0009]作為本發明的進一步改進，兩個壓電陶瓷片串聯連接，且兩壓電陶瓷片相對面極性相同，壓電元件的上下表面電極分別由引線和引出。
[0010]作為本發明的進一步改進，兩個壓電陶瓷片并聯連接，且兩壓電陶瓷片相對面極性相反，壓電元件的上下表面電極由引線引出，中間基片由引線引出。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述壓電元件與支撐板之間兩端固定或一端固定。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述支撐板為硬質材料制成，所述下底板為柔性或硬質材料制成。
[0013]本發明的原理是:基于壓電陶瓷的正壓電效應，用手指觸碰按鍵，壓電元件發生彎曲變形，壓電陶瓷片的正負極電荷釋放，通過收集釋放的電荷信號識別按鍵作用。
[0014]本發明的有益效果是:本發明制備的分鍵式壓電鍵盤，每個按鍵之間通過支撐板分隔開，制備工藝簡單，安裝方便，便于更換。壓電陶瓷片選用高容量，高壓電常數、低功耗的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷，靈敏度高，反應迅速，響應速度快，而且壽命長。而且單個獨立按鍵受力面積小，壓強大，增加按壓的靈敏度。本發明的壓電元件與支撐板之間有一定空隙，壓電陶瓷可以產生較大的變形，從而產生的電壓變化幅度大，能檢測到一些微弱的信號，從而實現按鍵的準確控制。
[0015]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一種壓電鍵盤的一個獨立按鍵截面示意圖；
圖2是圖1中按鍵受力后截面示意圖；
圖3是第二種壓電鍵盤的一個獨立按鍵截面示意圖；
圖4是圖3中按鍵受力后截面示意圖。
[0017]圖5是第一種壓電元件的主視圖；
圖6是圖5俯視圖；
圖7是第二種壓電元件的主視圖；
圖8是圖7俯視圖；
圖9是第三種壓電元件的主視圖；
圖10是圖9俯視圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。
[0020]實施例1:
結合圖1、圖2、圖5和圖6所示，一種壓電鍵盤，包括上面板1，壓電元件2，支撐板3和下底板4，壓電元件通過弓丨線引出，接入到外處理器中。壓電鍵盤的每個壓電元件與支撐板之間留有空隙，壓電元件與支撐板之間兩端固定。單個按鍵(即一個獨立的壓電元件)由單層壓電陶瓷片21和基片22組成，壓電陶瓷片的上表面電極和基片分別由引線241和242引出。其中壓電陶瓷片為平面任意形狀，選用d33大于550 pC/N的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料燒成和被銀制備而成，基片采用金屬銅、鎳合金等金屬材料或者附金屬膜的非金屬材料制成，壓電陶瓷片與基片通過膠合的方式粘接。壓電陶瓷片表面按壓處噴涂清漆，起絕緣保護作用。上面板為柔性材料，如皮革、樹脂、塑料、橡膠片或其他柔性材料，支撐板為硬質絕緣材料，如木頭、PCB板等，下底板為柔性材料或者硬質材料。向下按壓按鍵，壓電元件沿著壓電元件中心處發生彎曲變形，繼而產生電壓和電荷，引線接入到電路中，實現信號的傳遞和輸出。
[0021]實施例2:
結合圖3、圖4、圖5和圖6所不,本發明的另一種實施方式,結構與實施例1基本相似，不同之處在于:壓電元件與支撐板之間一端固定，用手按壓按鍵時，按壓壓電元件的一端，壓電元件一端向下彎曲變形，只要很小的按壓力，其形變量較大，輸出信號更強，反應更靈敏。
[0022]實施例3:
結合圖1、圖2、圖7和圖8所示，實施例3的基本結構與實施例1相同，不同之處在于:單個按鍵(即一個獨立的壓電元件)由兩層壓電陶瓷片21、23及基片22組成，采用兩個壓電陶瓷片相串聯的方式膠合粘結，兩壓電陶瓷片位于基片的兩側，兩壓電陶瓷片相對面極性相同，上層壓電陶瓷片的上表面電極和下層壓電陶瓷片的下表面電極分別由引線241和242引出。
[0023]實施例4:
結合圖1、圖2、圖9和圖10所示，實施例4的基本結構與實施例1相同，不同之處在于:單個按鍵(即一個獨立的壓電元件)由兩層壓電陶瓷片21、23及基片22組成，采用兩個壓電陶瓷片相并聯的方式膠合粘結，兩壓電陶瓷片位于基片的兩側，兩壓電陶瓷片相對面極性相反，上層壓電陶瓷片的上表面電極和下層壓電陶瓷片的下表面電極通過引線241引出，中間基片由引線242引出。兩個并聯輸出電荷是兩個串聯的4倍，輸出電荷變大，增加靈敏度。
[0024]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形式的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種壓電鍵盤，其特征在于:包括依次由上至下設置的上面板(I)，壓電元件(2)，支撐板(3)和下底板(4)，所述上面板(I)為柔性面板，所述壓電元件(2)固定在支撐板(3)的上方，且壓電元件⑵與支撐板⑶之間設有間隙(5)，所述壓電元件⑵通過引線引出，與外處理器相連。
2.根據權利要求1所述的壓電鍵盤，其特征在于:所述壓電元件(2)由單層壓電陶瓷片(21)及基片(22)組成。
3.根據權利要求1所述的壓電鍵盤，其特征在于:所述壓電元件(2)由兩層壓電陶瓷片(21、23)和一基片(22)組成，且雙層壓電陶瓷片(21、23)位于基片(22)的上下兩側。
4.根據權利要求3所述的壓電鍵盤，其特征在于:兩個壓電陶瓷片(21、23)串聯連接，且兩壓電陶瓷片(21、23)相對面極性相同，壓電元件(2)的上下表面電極分別由引線(241、242)引出。
5.根據權利要求3所述的壓電鍵盤，其特征在于:兩個壓電陶瓷片(21、23)并聯連接，且兩壓電陶瓷片(21、23)相對面極性相反，壓電元件(2)的上下表面電極由引線(241)引出，中間基片⑵由引線(242)引出。
6.根據權利要求1所述的壓電鍵盤，其特征在于:所述壓電元件(2)與支撐板(3)之間兩端固定或一端固定。
7.根據權利要求1所述的壓電鍵盤，其特征在于:所述支撐板(3)為硬質材料制成，所述下底板(4)為柔性或硬質材料制成。
【文檔編號】H03K17/96GK103532537SQ201310509006
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】唐志蘭, 潘鐵政 申請人:昆山攀特電陶科技有限公司