[發(fā)明專利]一種彈力曲線可變的磁懸浮鍵盤及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510044538.7
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104599884B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 王洪君;孫超;李江濤;劉珂
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: H01H13/705
• 分類號: H01H13/705
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種彈力曲線可變的磁懸浮鍵盤，包括底盤和設置在所述底盤上的磁懸浮按鍵，其特征在于，所述鍵盤根據(jù)實時獲取磁懸浮按鍵被壓下距離改變磁懸浮按鍵彈力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磁懸浮鍵盤，其特征在于，所述磁懸浮按鍵包括上方設有開口的固定外殼和設置在所述開口處的活動結(jié)構(gòu)，所述活動結(jié)構(gòu)包括鍵帽、鍵軸、懸浮強力磁鐵、銅箔，所述鍵帽、所述鍵軸、所述懸浮強力磁鐵依次連接，所述懸浮強力磁鐵下方設有銅箔，所述鍵軸穿過所述開口，所述鍵軸下端進入所述固定外殼內(nèi)，所述鍵軸上端位于所述固定外殼外部，所述懸浮強力磁鐵受所述開口限制，使其不會從所述開口脫出；所述固定外殼內(nèi)部底面與所述懸浮強力磁鐵相對位置上設有固定強力磁鐵，所述固定強力磁鐵與所述懸浮強力磁鐵極性相同，所述固定外殼內(nèi)部底面還設有一個固定線圈，固定線圈上分別設有電極引線a、電極引線b，電極引線a、電極引線b穿過固定外殼引到固定外殼外部，所述固定強力磁鐵上設有兩片鐵片，兩片鐵片之間設有縫隙，兩片鐵片分別設有電極引線c、電極引線d，電極引線c、電極引線d穿過固定外殼引到固定外殼外部；

所述磁懸浮按鍵的控制電路包括微控制器、驅(qū)動電路、驅(qū)動電路輸出、信號輸出線路、信號輸入線路及分壓電阻，所述微控制器通過信號線連接所述驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路輸出連接所述電極引線a及所述電極引線b，所述微控制器通過所述信號輸出線路連接電極引線c，所述微控制器通過信號輸入線路連接所述電極引線d，所述信號輸入線路連接所述分壓電阻的一端，所述分壓電阻的另一端接地，所述微控制器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁懸浮鍵盤，其特征在于，所述鐵片的形狀為半圓形。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁懸浮鍵盤，其特征在于，所述微控制器內(nèi)置所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁懸浮鍵盤，其特征在于，所述微控制器外置所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC連接所述信號輸入線路。

6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述磁懸浮鍵盤的工作方法，其特征在于，具體步驟包括：

A、所述微控制器初始化，獲取彈力曲線

所述磁懸浮按鍵的控制電路接通電源，所述微控制器程序初始化，所述驅(qū)動電路初始化，所述微控制器獲取彈力曲線的離散值并將其加載到彈力曲線數(shù)組F[s]中,獲取彈力曲線，所述彈力曲線的離散值表示磁懸浮按鍵被壓下距離s時所述驅(qū)動電路應當輸出到固定線圈的電流；

B、循環(huán)執(zhí)行步驟(2)—步驟(4)，具體步驟包括：

(2)實時獲取磁懸浮按鍵被壓下距離s’

所述微控制器程序初始化后，所述微控制器通過數(shù)字波形生成算法DDS生成信號波形并經(jīng)過所述信號輸出線路輸出持續(xù)的信號波形，持續(xù)的信號波形傳送至連接所述電極引線c的鐵片，連接所述電極引線d的鐵片將通過三導體電容器耦合得到的信號與所述分壓電阻進行分壓，并經(jīng)過所述信號輸入線路輸入到所述微控制器，所述微控制器通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC實時獲得所述感應信號強度，并通過換算表格獲取磁懸浮按鍵被壓下距離s’，所述換算表格表示磁懸浮按鍵被壓下距離與輸入到所述微控制器的感應信號強度的對應關(guān)系表；其中，兩片鐵片與所述銅箔構(gòu)成所述三導體電容器；

(3)實時控制磁懸浮按鍵彈力

所述微控制器獲取磁懸浮按鍵被壓下距離s’后，通過所述彈力曲線數(shù)組F[s]獲得磁懸浮按鍵被壓下距離s’時所述驅(qū)動電路應當輸出到固定線圈的電流，所述驅(qū)動電路應當輸出到固定線圈的電流通過所述驅(qū)動電路輸出送到所述固定線圈中實時改變磁懸浮按鍵彈力；

(4)獲取按鍵狀態(tài)

所述微控制器通過實時獲取磁懸浮按鍵被壓下距離s’判斷按鍵狀態(tài)，所述微控制器將磁懸浮按鍵被壓下距離s’與預先設定的閾值dth進行比較，如果s’>dth，則判斷按鍵被按下，通知上層應用程序，根據(jù)按鍵功能執(zhí)行相應操作，否則，判斷按鍵未被按下，不通知上層應用程序。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述工作方法，其特征在于，所述微控制器獲取彈力曲線的離散值，具體是指所述微控制器通過下列方式之一獲取彈力曲線的離散值：a、用戶通過鍵盤直接輸入彈力曲線的離散值；b、用戶繪制曲線經(jīng)過抽取獲得彈力曲線的離散值；c、廠家預先存儲彈力曲線的離散值。