一种杠杆式的输入设备微动开关按键的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可以用于计算机外围设备、电子仪器、及人机控制系统的输入设备，特别涉及一种杠杆式的输入设备微动开关按键。
【背景技术】
[0002]现有用于计算机外围设备、电子仪器、及人机控制系统的输入设备的按键开关，如鼠标器接键开关、机床控制开关、航空航天用途开关、军用仪器用开关、医疗设备用开关、自动化设备控制开关等领域，其结构基本上为轻触开关。
[0003]所述的轻触开关，其又称为敏感型开关，即使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关功能闭合接通，当撤销压力时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力变化来实现通断的。
[0004]轻触开关有接触电阻荷小、精确的操作力误差、规格多样化等方面的优势，在电子设备及白色家电等方面得到广泛的应用。轻触开关分成两大类:一类是利用金属簧片作为开关接触片的轻触开关，接触电阻小，大约为20mn。手感好，有“咔嚓”清脆的按压段落感声音。另一类是利用导电橡胶作为接触通路的开关，习惯称为导电橡胶开关。开关手感好，但接触电阻大，一般在100—300η，导致开关的敏感度不好，而且按压段落感不好，没有清脆的按压段落感声音。轻触开关的结构是靠按键向下移动，使接触簧片或导电橡胶块接触焊片，形成通路。
[0005]对于利用金属弹片作为开关接触片的轻触开关，在给轻触开关端子进行焊接时，如果在端子上施加负荷，因条件不同会有松动，金属弹片存在变形及电特性劣化的可能。开关的整机的周围材料产生腐蚀性气体，将有可能造成接触不良等现象。接触触点具有因推压负荷接触电阻发生变化的特性。另外轻触开关的触点会出现老化和产生误操作的现象。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种杠杆式的输入设备微动开关按键。
[0007]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0008]—种杠杆式的输入设备微动开关按键，包括开关控制本体和PCB印制电路板，所述开关控制本体和PCB印制电路板采用分体设置，可以根据需要更换选择所述开关控制本体；
[0009]其中，所述开关控制本体包括杠杆触动结构、开关功能结构以及按压段落感结构，利用所述杠杆触动结构以微动行程实现放大的触发行程，来控制所述开关功能结构以及利用所述按压段落感结构产生清脆的按键按压段落感声音；
[0010]其中，所述杠杆式触动结构采用可调节按压力度的滑动式杠杆结构或者固定单种按压力度的固定式杠杆结构；
[0011]其中，所述开关功能结构采用光路形式的光电开关功能结构或五金触点/弹片接触式开关功能结构。
[0012]优选的，所述杠杆式触动结构采用可调节按压力度的滑动式杠杆结构，所述开关功能结构采用光路形式的光电开关功能结构，所述输入设备微动开关按键包括:
[0013]上固定壳11、滑动式杠杆触动机构、第一按压块14、光学组件15、活动滑块16、金属弹片17、弹簧18、下固定壳19、PCB印刷电路板20、SMD IR管201、SMD PT管202，其中所述滑动式杠杆触动机构包括第一杠杆和微调片13。
[0014]优选的，所述输入设备微动开关按键包括:
[0015]上固定壳11、固定式杠杆结构、第一按压块14、第一光学组件15、活动滑块16、金属弹片17、弹簧18、下固定壳19、PCB印刷电路板20、SMD IR管201、SMD PT管202，其中所述固定式杠杆结构包括第二杠杆。
[0016]优选的，所述上固定壳11的两侧的下方有扣锁环111，其与位于所述下固定壳19两侧的扣锁凸起191相互锁紧，将所述输入设备微动开关按键的所有部件都锁在所述上固定壳11和所述下固定壳19之内，并固定在下方的所述PCB印刷电路板20上。
[0017]优选的，所述第一杠杆12的左侧有一个凸起的第二按压块121，用于按键的下压，其右侧的下方有一个用于微调位置的第一凸点122，用于调节按压力度。
[0018]优选的，所述微调片13的上方有3个位于不同位置的与所述第一凸点122相匹配的凹坑131，其与所述第一杠杆12下方的微调位置的所述第一凸点122配合使用，用于所述滑动式杠杆触动机构各种按压力度的微调，其右侧有一连轴132，使得所述滑动式杠杆触动机构可以绕所述连轴132旋转，根据杠杆原理来放大施加于下方所述第一按压块14的按压力度。
[0019]优选的，所述第一按压块14的左侧的下方有一个卡扣141、其右侧有一个第一光学棱镜142 ;当所述第一杠杆左侧凸起的第二按压块121受力下压时，所述滑动式杠杆触动机构受力下压，在杠杆原理的作用下推动下方的所述第一按压块向下运动，进一步带动左侧的所述卡扣141及右侧的所述第一光学棱镜142 —起向下运动。
[0020]优选的，所述活动滑块16被扣于所述卡扣141的外面，其左侧有一个第二凸点161。
[0021]优选的，所述金属弹片17的其右侧有一个折弯凸起171，当按键下压时，所述第一按压块14带动所述活动滑块16下行，当所述活动滑块16左侧的所述第二凸点161越过所述金属弹片17右侧的所述折弯凸起171时，在所述折弯凸起171反向作用力的作用下，所述活动滑块16向下快速运动，使得位于所述活动滑块16内侧上方的平面与所述卡扣141产生快速撞击，形成清脆的撞击音，从而产生按键下压时的按压段落感。
[0022]优选的，所述弹簧18位于所述下固定壳19的轴位置，其实现按键下压后的上升回弹功能。
[0023]优选的，所述SMD IR管201及所述SMD PT管202分别用来发射和接收光信号，其与上方的光学组件15及位于第一按压块14右侧的第一光学棱镜142 —起，实现所述按键开关导通与断开的控制。
[0024]优选的，所述光学组件为第一光学组件15，所述第一光学组件包括第一组合棱镜，所述第一组合棱镜包括位于所述SMD IR管201上方的第一透光平面151和第一准直凸面152、位于所述第一光学棱镜142右侧的第一竖直输入面153和第一全反射面154、以及位于SMD PT管202上方的第一菲涅尔面202。
[0025]优选的，当所述输入设备微动开关按键没有受力下压时，所述第一按压块14右侧的所述第一光学棱镜142处在上方位置，所述第一竖直输出面142-3未与所述第一光学组件15右侧的第一全反射面154对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第一透光平面151入射之后，再经过上方的所述第一准直凸面152准直，准直之后的光线入射到处于上方位置的所述第一光学棱镜142中，经过所述第一全反射斜面142-2全反射转折之后，沿水平的方向从右侧的所述第一竖直输出面142-3输出，此时由于所述第一竖直输出面142-3没有与所述第一光学组件15右侧的所述第一全反射面154对准，从所述第一竖直输出面142-3输出的光线不能被所述第一全反射面154进行全反射，光线不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路处于断开状态，与之相连的电路不能触发电流。
[0026]优选的，当所述输入设备微动开关按键受力下压时，所述第一杠杆12的第二按压块121受力下压，所述滑动式杠杆触动机构将位于所述第一按压块14右侧的所述第一光学棱镜142推向下方位置，此时所述第一竖直输出面142-3与所述第一光学组件15右侧的所述第一全反射面154相对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第一透光平面151入射之后，再经过上方的所述第一准直凸面152准直，准直之后的光线入射到所述第一光学棱镜142中，经过其所述第一全反射斜面142-2反射转折之后，沿水平的方向从其右侧的所述第一竖直输出面142-3输出，由于此时所述第一竖直输出面142-3与所述第一光学组件15右侧的所述第一全反射面154对准，从所述第一竖直输出面142-3输出的光线经所述第一竖直输入面153再次入射到所述第一光学组件15中，并向右入射到所述第一全反射面154上，进一步被所述第一全反射面154进行全反射，全反射后的光线向下转折并入射到所述第一菲涅尔面155上，最后会聚到其下方的所述SMD PT管202中，光路处于导通状态，与之相连的电路触发电流。
[0027]优选的，所述光学组件为第二光学组件15，所述第二光学组件包括第二组合棱镜，所述第二组合棱镜包括位于位于SMD IR管201上方的第二菲涅尔面351和第二透光平面352、位于所述第一光学棱镜142右侧的第二竖直输入面353和第二全反射面354、以及位于SMD PT管202上方的第三菲涅尔面355。
[0028]优选的，当所述输入设备微动开关按键没有受力下压时，位于所述第一按压块14的所述第一光学棱镜142处在上方位置，所述第一竖直输出面142-3没有与所述第二光学组件35右侧的所述第二全反射面354对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第二菲涅尔面351准直之后，准直光线再经过上方的所述第二透光平面352向上方输出，输出光线入射到处于上方位置的所述第一光学棱镜142中，经过其所述第一全反射斜面142-2全反射转折之后，沿水平的方向从右侧的所述第一竖直输出面142-3输出，由于此时所述第一竖直输出面142-3没有与所述第二光学组件35右侧的第二全反射面354对准，从所述第一竖直面142-3输出的光线不能被所述第二全反射面354进行全反射，光线不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路处于断开状态，与之相连的电路不能触发电流。
[0029]优选的，当所述输入设备微动开关按键受力下压时，所述滑动式杠杆触动机构将位于所述第一按压块14的所述第一光学棱镜142推向下方位置，此时所述第一竖直输出面142-3与所述第二光学组件35右侧的所述第二全反射面354相对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第二菲涅尔面351准直之后，再经过上方的所述第二透光平面352输出，输出光线入射到所述第一光学棱镜142中，经过其所述第一全反射斜面142-2反射转折之后，沿水平的方向从其右侧的所述第一竖直输出面142-3输出，此时由于所述第一竖直输出面142-3与所述第二光学组件35右侧的所述第二全反射面354对准，从所述第一竖直输出面142-3输出的光线由所述第二竖直输入面353再次入射到所述第二光学组件35中，并向右入射到所述第二全反射面354上，进一步被所述第二全反射面354进行全反射，全反射后的光线向下转折并入射到所述第三菲涅尔面355上，最后会聚到其下方的所述SMD PT管202中，光路处于导通状态，与之相连的电路触发电流。
[0030]优选的，所述光学组件为第三光学组件，所述第三光学组件包括第三组合棱镜以及第二平面反射镜454，其中所述第三组合棱镜包括位于所述SMD IR管201上方的第三透光平面451和第二准直凸面452、以及位于所述SMD PT管202上方的第四菲涅尔面455和第一水平输入面453，其中所述第二平面反射镜454设置为45度倾斜平面。
[0031]优选的，当所述输入设备微动开关按键没有受力下压时，与所述第一按压块14 一起联动的所述平面镜442处在上方位置，其没有与右侧位于下方位置的所述第二平面反射镜454对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第三透光平面451入射之后，入射光线再经过上方的所述第二准直凸面452进行准直，准直后的光线向上方输出，准直光线入射到处于上方位置的所述第一平面反射镜442中，经过其反射转折之后，沿水平的方向往右方的出射，由于此时所述第一平面反射镜442没有与右侧的所述第二平面反射镜454对准，被所述第一平面反射镜442反射转折的光线不能被所述第二平面反射镜454进行反射，光线不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路处于断开状态，与之相连的电路不能触发电流。
[0032]优选的，当所述输入设备微动开关按键受力下压时，所述滑动式杠杆触动机构将位于所述第一按压块14下方的所述第一平面反射镜442推向下方位置，此时所述第一平面反射镜442与位于右侧的所述第二平面反射镜454相对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第三透光平面451入射之后，再经过上方的所述第二准直凸面452进行准直，准直后的光线向上方输出，输出光线入射到上方的所述第一平面反射镜442上，经过其反射转折之后，沿水平的方向向右射出，由于此时所述第一平面反射镜442与右侧的所述第二平面反射镜454相对准，被所述第一平面反射镜442反射转折的光线被所述第二平面反射镜454进行反射，射向下方，进一步被所述第四菲涅尔面455进行会聚，会聚后的光线集中到其下方的所述SMD PT管202中，光路处于导通状态，与之相连的电路触发电流。
[0033]优选的，所述光学组件为第四光学组件15，所述第四光学组件包括第二自由曲面反射镜551，所述第二自由曲面反射镜与位于所述第一按压块右侧的第一自由曲面反射镜一起，形成对所述按键开关导通及断开的控制。
[0034]优选的，所述第一自由曲面反射镜及所述第二自由曲面反射镜为离轴抛物面、离轴二次曲面或多项式曲面。
[0035]优选的，当所述输入设备微动开关按键没有受力下压时，与所述第一按压块14 一起联动的所述第一自由曲面反射镜542处在上方位置，其没有与右侧位于下方位置的所述第二自由曲面反射镜551对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第一自由曲面反射镜542反射之后，光线被准直，并向右方水平射出，由于此时所述第二自由曲面反射镜542没有与右侧的所述第一自由曲面反射镜551相对准，被所述第二自由曲面反射镜542反射转折的光线不能被所述第一自由曲面反射镜551进行反射和会聚，光线不能耦合到其下方的所述SMD PT管202中，光路处于断开状态，与之相连的电路不能触发电流。
[0036]优选的，当所述输入设备微动开关按键受力下压时，所述滑动式杠杆触动机构将位于所述第一按压块14的所述第一自由曲面反射镜542推向下方位置，由于此时所述第一自由曲面反射镜542与位于右侧的所述第二自由曲面反射镜551相对准，从所述SMD IR管201射出的光线经过其上方的所述第一自由曲面反射镜542反射之后，光线被准直，并向右方水平射出，反射光线入射到右侧的所述第二自由曲面反射镜551上进行再次反射