一种格栅式织物键盘开关的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种格栅式织物键盘开关，该开关的经向截面为连续交替织造的经向支撑单元和孔洞单元，孔洞单元依照键盘按键位置织造，其特征在于该织物键盘开关的纬向截面为间隔排列的孔洞单元和纬向支撑单元，使在键盘按键位置的孔洞单元的纬向具有间隔织物的支撑，所述孔洞单元依照键盘按键位置织造；所述纬向支撑单元为间隔织物，该间隔织物是上下两片平面织物在垂直的方向由长丝或纱线连接织成的立体织物，该织物的上层和下层之间形成键盘按键位置的中空间距；在键盘按键位置的孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成开关列电路；在键盘按键位置的孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成开关行电路。
【专利说明】一种格栅式织物键盘开关
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机键盘技术，具体是一种功能层为三维整体织物的格栅式织物键
盘开关。
【背景技术】
[0002]用于计算机的三维织物键盘开关在国内已有一些文献报道，例如，中国专利(200810152294.4)报道了一种“柔性织物键盘”。该柔性织物键盘包括按键层、功能层和绝缘层，其特征在于功能层为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性织物；该织物的经向截面为连续交替织造的支撑单元和孔洞单元结构，孔洞单元与按键层的按键位置一一对应；在孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成列电路；在孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成行电路。该键盘的不足是:只在孔洞单元的经向截面存在连续织造的支撑单元，而在孔洞单元的纬向截面没有支撑部分的作用。
[0003]又例如，2011年博士论文“柔性织物键盘开关三维结构及参数的优化和预测”中，提到了一种“织物键盘开关有间隔经纱的孔洞部分”。该织物键盘开关的经向截面为连续交替织造的经向支撑单元和孔洞单元结构，支撑单元采用角连锁贯穿接结结构，是实心矩形的形状，只是在孔洞单元的纬向方向设计了浮长经纱。对于有浮长经纱的结构而言，两根简单的浮长经纱使得开关沿纬向起到了一定的隔离和衬垫作用。该织物键盘的不足是:由于该织物键盘的浮长经纱是以较长的浮长线形式存在于孔洞部分的纬向，因此浮长线形式给予孔洞的弹性有限；且当织物键盘开关变形时，浮长线的位置不稳定，容易干扰按键开关的上下导电层，影响开关的通断率和性能稳定。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种格栅式织物键盘开关。该织物键盘开关具有格栅式织物结构，在键盘按键的经向和纬向四面均有支撑作用，可有效保证织物键盘开关的功能性和稳定性。
[0005]本发明解决所述技术问题的技术方案是:设计一种格栅式织物键盘开关，该织物键盘开关为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性织物，其经向截面为连续交替织造的经向支撑单元和孔洞单元，所述经向支撑单元采用角连锁贯穿接结结构，所述孔洞单元依照键盘按键位置织造，其特征在于该织物键盘开关的纬向截面为间隔排列的孔洞单元和纬向支撑单元，使在键盘按键位置的孔洞单元的纬向具有间隔织物的支撑，所述孔洞单元依照键盘按键位置织造；所述纬向支撑单元为间隔织物，该间隔织物是上下两片平面织物在垂直的方向由长丝或纱线连接织成的立体织物，该织物的上层和下层之间形成键盘按键位置的中空间距；在键盘按键位置的孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成开关的列电路；在键盘按键位置的孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成开关的行电路。[0006]与现有技术相比，本发明织物键盘开关的设计创新之处是:在键盘按键位置的孔洞单元的纬向设计了作为纬向支撑单元的间隔织物，利用间隔织物的特点给予孔洞部分纬向较好的弹性；而且当织物键盘开关变形时，由于间隔经纱是和上下层织物接结的结构，因此间隔经纱位置稳定，不会错位，避免了影响键盘按键上下导电层的正确导通；使该间隔织物的支撑单元既能提供孔洞部分纬向的弹性，又不会影响开关的性能和稳定性。同时，本发明格栅式织物键盘开关可在普通织机和三维织机上实现连续织造，一次整体成型，有利于电子纺织品和服装的发展及实际应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的分解结构示意图；其中
[0008]图1 (a)为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的孔洞单元经向支撑单元结构示意图；
[0009]图1(b)为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的孔洞单元和其纬向支撑单元结构示意图；
[0010]图2为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的总体结构示意图；
[0011]图3为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的孔洞单元和其经向支撑单元的第一纵向截面结构示意图；
[0012]图4为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的经向支撑单元和纬向支撑单元的第二纵向截面结构示意图；
[0013]图5为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的孔洞单元和其经向支撑单元结构的立体结构示意图(即图3的立体图)；
[0014]图6为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的经向支撑单元和纬向支撑单元的立体结构示意图(即图4的立体图)；
[0015]图7为本发明格栅式织物键盘开关一种实施例的按键位置结构示意图。
【具体实施方式】:
[0016]下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明:
[0017]本发明设计的格栅式织物键盘开关(简称织物键盘开关，参见图1-7)为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性织物；经向为X方向，纬向为Y方向，织物键盘开关的高度为Z方向。其经向截面为连续交替织造的经向支撑单元11和孔洞单元12，所述经向支撑单元11采用角连锁贯穿接结结构，是实心矩形形状，在孔洞单元12的经向方向起到支撑作用；所述孔洞单元12依照键盘按键位置织造，其特征在于该织物键盘开关的纬向截面为间隔排列的孔洞单元12和纬向支撑单元22，使在键盘按键位置的孔洞单元12的纬向具有间隔织物的支撑，所述孔洞单元12依照键盘按键位置织造，所述纬向支撑单元22为间隔织物，该间隔织物是由长丝或纱线在垂直方向连接上下两片平面织物形成的具有弹性和缓冲性能的空间或立体织物。由于在孔洞单元12的四周都有经向支撑单元11和纬向支撑单元22的支撑，因此把织物键盘开关称为格栅式织物键盘开关；在键盘按键位置的孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成开关的列电路；在键盘按键位置的孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成开关的行电路。[0018]简单说，本发明织物键盘开关是由连续交替的经向支撑单元11，孔洞单元12和纬向支撑单元22构成的。所述的经向支撑单元11和纬向支撑单元22 (参见图1)是指为所述孔洞单元12上层的列电路与下层的行电路提供分离断开或绝缘状态的织物支持部分，并且在键盘按键位置的孔洞单元12的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成织物键盘开关的列电路；在键盘按键位置的孔洞单元12的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成织物键盘开关的行电路。所述经纬向导线的植入位置和植入方法，适用于 申请人:的在先专利(200810152294.4，“一种柔性织物键盘”)。
[0019]本发明织物键盘开关的关键特征是所述纬向支撑单元22采用了间隔织物，即通过长丝或纱线将上下两层织物连接，同时保持上下两层织物形成一定的间距或高度，形成的间距或高度正是间隔织物的本质意义所在。在上下两层间隔织物之间，存在以一定密度斜向站立或直立的纱线丛，纱线丛的两端连接上下两层织物。利用具有一定高度的间距，使得间隔织物具有适当的回弹性，充分发挥间隔织物的回弹特点；当孔洞单元12受到按压时，在孔洞单元12的经向和纬向都具有支撑单元，保证了孔洞单元12的回弹稳定性，也即保证了键盘开关的效果。
[0020]本发明织物键盘开关所述的孔洞单元12是指为所述织物上层的列电路与织物下层的行电路提供有效接触或导通空间的织物功能部分。设计要求孔洞单元12与按键位置相对应(参见图7，实施例采用色纱交织)。孔洞单元12上层织物和下层织物的里面植入经纬向导线。导线的植入位置和方法与 申请人:的在先专利(200810152294.4，“一种柔性织物键盘”)相同。本发明设计所述的孔洞单元12，从经纬向截面看，是指由织物的上层和下层以及与该织物的上层和下层四周相邻的经向支撑单元11和纬向支撑单元22围构成的正方体的孔洞空间(参见图1 一 2)。本发明所述的孔洞单元12与现有技术的隧道式孔洞以及带有浮长线的孔洞完全不同。
[0021]本发明所述的三维柔性织物可以采用普通织机和三维织造工艺一次连续织造完成，具有织造效率高，织物整体性良好，便于工业化实施等特点。本发明所述纬向支撑单元22本身的织造工艺参数是在现有技术基础上根据键盘的功能需要做了调整和改进。特别是所述在孔洞单元12的纬向设计了纬向支撑单元22是本发明织造方法的主要创新。
[0022]本发明织物键盘开关织造方法的巧妙设计实现了织物纬向具有纬向支撑单元22的织造。本发明织物键盘开关织造方法是在公知织造方法的基础上，当织造完所述经向支撑单元11以后，要把经向支撑单元11的经纱分为两部分，分别用于织造孔洞单元12和纬向支撑单元22 ;当织造孔洞单元12时，将经纱分为两组，一组经纱织造成为孔洞单元12的上层，另一组经纱织造成为孔洞单元12的下层。当织造纬向支撑单元22时，将经纱分为三组，上下两组经纱分别织造上下两层织物，中间的一组经纱则上下接结该上下两层织物，形成具有设计间距的间隔织物。
[0023]具体看，按照织造过程，首先织造经向支撑单元11 (参见图1 (a))。接着织造孔洞单元12和纬向支撑单元22 (参见图1 (b))。在图1 (b)中，沿着纬向，即Y方向，孔洞单元12和纬向支撑单元22连续交替织造，当织造完成后，要以纬向支撑单元22结束。根据设计要求，沿着经向，即X方向，连续织造经向支撑单元11、孔洞单元12和纬向支撑单元22，形成织物键盘开关结构单元(参见图2)。当织造完后，再重复织造经向支撑单元11。要求织物键盘开关的经向两端要以经向支撑单元11结束，织物键盘开关的纬向两端要以纬向支撑单元22结束(参见图1 一 2)。
[0024]下面给出本发明的具体实施例，该实施例只是对本发明技术方案的进一步说明，不构成对本发明权利要求保护范围的限制。
[0025]本发明设计的格栅式织物键盘开关，可以采用普通织机和三维织造工艺织造完成。按照织造工艺设计，为了实现织物键盘开关，需要设计织物键盘开关的纵向截面结构(参见图3-4)，即需要设计第一纵向截面结构(参见图3)和第二纵向截面结构(参见图4)。第一纵向截面结构是由经向支撑单元11和孔洞单元12组成。在孔洞单元12上层的里层需要植入按键开关的经向导电纱线。在孔洞单元12下层的里层需要植入按键开关的纬向导电纱线。第二纵向截面图可以固结和稳定第一纵向截面结构中的纬向导电纱线，更重要的是可以形成孔洞单元12在纬向的间隔织物支撑单元22。纬向的间隔织物支撑结构采用接结上下层经纱的方法织造，结构稳定，并可充分利用间隔织物的弹性和缓冲性能好的特点，使得第一纵向截面结构中的孔洞单元12在经向和纬向都具有支撑结构。
[0026]按照织造工艺设计，第一纵向截面和第二纵向截面都是首先织造经向支撑单元11。当织造完经向支撑单元11后，在第一纵向截面中，接着织造孔洞单元12 ;在第二纵向截面中，接着织造纬向支撑单元22 ;此时将经向支撑单元11的经纱分为了孔洞单元12和纬向支撑单元22两个部分。
[0027]第一纵向截面结构(参见图3)中的圆圈数字“①，②，……”代表纬纱，共78根纬纱；有“11、J2……J8”，8个系统经纱。J7和J8形成织物的表层，经向支撑单元11为角连锁贯穿接结结构。在织造完成一个角连锁贯穿接结支撑单元后，接续织造一个孔洞单元12。在织造孔洞单元12时，“Jl、J2……J6”分别代表6层经纱，6个系统经纱分为孔洞单元12的上、下两层，“J1、J2、J3、J4”分别代表4层经纱，4个系统经纱组成孔洞单元上层的一组经纱，J5、J6系统经纱组成孔洞单元下层的一组经纱，孔洞单元的上层采用1/3的斜纹组织，使孔洞单元上层的里层形成较长的浮长线。按照设计要求循环经向支撑单元11和孔洞单元12 —定的次数后，再织一次所述经向支撑单元11。从第一纵向截面结构中可以看出，循环织造第43至78纬纬纱时，可以调节孔洞单元的长度。结构中I~42纬部分为键盘开关的支撑部分，贯穿接结结构中间的两层纬纱将孔洞单元12的上下层分隔开，各经纱贯穿整个织物，将各层织物连接成一个整体。
[0028]在按键位置处，第Jl、J2、J3、J4系统经纱可以全部或部分选取为导电材料，形成开关的上电路层。第48、53、56、61、64、69、72纬可以全部或部分选取为导电材料，形成下电路层。其中第45纬和第77纬不能采用导电材料，否则会使得J4和第45纬、第77纬意外接触导通。
[0029]第二纵向截面结构(参见图4)中的圆圈数字“①，②，……”代表纬纱，共78根纬纱；有“J9、JlO……J16”，8个系统经纱。主要目的，第一是为了防止第一纵向截面图中的第45、48、53、56、61、64、69、72、77纬，即孔洞单元12下层的纬向导电材料的浮长线过长，起到固结纬向导电材料的作用。第二是为了使孔洞单元12的纬向具有支撑单元。
[0030]J15和J16形成织物的表层，经向支撑单元11为角连锁贯穿接结结构。在织造完成一个角连锁贯穿接结支撑单元后，接续织造一个纬向支撑单元22。“J9、J10……J14”，这6个系统经纱，当织造完成支撑单元11后，将经纱分为3部分，J9和JlO以及J13和J14，形成两层织物，即第二纵向截面图(参见图4)中纬向支撑单元22部分的第二和第三层织物。Jll和J12上下接结第二和第三层织物，两层之间保持一定的高度，形成纱线丛，形成目前广泛使用的间隔织物。使得第一纵向截面图(参见图3)的孔洞单元12的纬向也具有纬向支撑单元22。在孔洞单元12的纬向方向选择间隔织物，使得孔洞单元的纬向具有缓冲和弹性的功能，增加了孔洞单元12按键位置按键的回复性和可靠性。将所述第一纵向截面结构和第二纵向截面结构有机结合，即将两个织物立体结构(参见图5-6)有机结合，即形成本发明所述织物键盘开关总体结构(参见图2)。
[0031]“Jll、J12”系统经纱通过接结上下层，结构稳定，不会出现干扰孔洞单元12中的上下导电层的现象。更重要的是充分利用和发挥了间隔织物空间弹性和缓冲的性能。这种性能正是按键开关通断所迫切需求的性能。这对于立体织物来说，也是长期探索所寻求到的一种方法。
[0032]在所述第一和第二纵向截面结构(参见图3-4)中，“J7、J8”系统经纱和“J15、J16”系统经纱，组成织物键盘开关的表层，起到保护导电材料和美化外观的作用。在织物键盘开关的表层，通过色经纱和色纬纱的设计配置，可显著形成容易辨识的织物键盘开关的按键位置。即在按键位置处，J7、J8系统经纱选用色纱；在按键位置的孔洞单元12处，如J50、J51、J58、J59、J66、J67和J74纬纱，也选用色纱，即可形成容易辨识的按键位置(参见图7，图中的数字“1-9”为色纱交织形成的按键位置)。
[0033]本发明未述及之处适用于现有技术。特别是 申请人:的在先专利技术(参见200810152294.4，“一种柔性织物键盘”)。尽管在先专利技术因公知和简洁没有被具体引述，但应当视为已被全文引入到本发明申请中。
【权利要求】
1.一种格栅式织物键盘开关，该织物键盘开关为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性织物，其经向截面为连续交替织造的经向支撑单元和孔洞单元，所述经向支撑单元采用角连锁贯穿接结结构，所述孔洞单元依照键盘按键位置织造，其特征在于该织物键盘开关的纬向截面为间隔排列的孔洞单元和纬向支撑单元，使在键盘按键位置的孔洞单元的纬向具有间隔织物的支撑，所述孔洞单元依照键盘按键位置织造；所述纬向支撑单元为间隔织物，该间隔织物是上下两片平面织物在垂直的方向由长丝或纱线连接织成的立体织物，该织物的上层和下层之间形成键盘按键位置的中空间距；在键盘按键位置的孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成开关的列电路；在键盘按键位置的孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成开关的行电路。
2.—种权利要求1所述格栅式织物键盘开关的织造方法，该织造方法是在公知织造方法的基础上，当织造完所述经向支撑单元以后，要把经向支撑单元的经纱分为两部分，分别用于织造孔洞单元和纬向支撑单元；当织造孔洞单元时，将经纱分为两组，一组经纱织造成为孔洞单元的上层，另一组经纱织造成为孔洞单元的下层；当织造纬向支撑单元时，将经纱分为三组，上下两组经纱分别织造上下两层织物，中间的一组经纱则上下接结该上下两层织物，形成具有设计间距的间隔织物。
3.根据权利要求2所述格栅式织物键盘开关的织造方法，其特征在于所述在织物键盘开关的表层，通过色经纱和色纬纱的设计配置，形成容易辨识的织物键盘开关的按键位置。
【文档编号】D03D25/00GK103794395SQ201410070071
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】张美玲, 王占刚, 王瑞, 袁立静, 周莉, 刘皓, 李鸿强, 张淑洁, 徐磊, 张 诚, 陈云军 申请人:天津工业大学