自主发电自主供电的按键结构及无线键盘的制作方法

本发明涉及键盘结构领域，特别涉及一种自主发电自主供电的按键结构及无线键盘。

背景技术：

传统的键盘都需要有线连接，使用和安装都受到连接线的限制，还使得桌面很凌乱。如今电子产品的普及，尤其是电脑的普及，使得无线键盘的使用日益增多，无线键盘一般通过无线蓝牙与电脑连接，可以突破传统键盘的这些限制。由于无线键盘与电脑没有电连接对其进行充电，无线输入键盘都需要电池供电，目前，市场上的无线键盘多采用一次性电池式来提供能源，续航能力低，一旦电池耗尽，设备将无法正常运行，需更换电池，这大大增加了消费者的使用成本。倘若在外地办公，无线键盘的电池电量不足，无线键盘将无法使用，如果使用文字编辑软件，没有键盘的使用将加大操作难度。大多数厂商在这种情况下，出于对续航能力的考虑，就要删减键盘的一些功能和效果，这样相对于传统键盘又失去了一些优势，制约了无线键盘的推广使用。并且，无线键盘的电量使用完毕后，有的无线键盘电池安装紧密，电池更换难度大，经常有将指甲破损的情况出现。最后，更换电池后，若不有效处理，还带来较为严重的环境污染。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种自主发电自主供电的按键结构及无线键盘，利用键盘的机械运动实现自主发电供电，解决无线键盘更换电池以及键盘没有电量而无法使用得问题，节约能源，绿色环保，使用便捷。

技术方案：本发明提供了一种自主发电自主供电的按键结构，包括指压块、触盘、轴承、磁性转子组件、线圈组件、弹簧和底座，所述指压块固定在所述触盘上，所述轴承同轴设置在所述触盘中部，所述磁性转子组件通过所述轴承与所述触盘转动连接；所述弹簧套设在所述磁性转子组件的转子外部，其顶端与所述触盘固定连接，底端与所述底座固定连接；所述线圈组件中的线圈与所述转子的旋转方向垂直设置，所述线圈组件中的线圈的两端分别与整流器的输入端和输出端连接。

进一步地，所述磁性转子组件包括转子和至少一个运动导体所述底座的中部为中空腔体，该中空腔体的侧壁具有与所述运动导体数量相等的且相互平行设置的螺旋状轨迹槽；所述转子的顶部外壁与所述轴承的内圈固定连接，所述轴承的外圈与所述触盘中部的轴承接口内壁固定连接；所述转子的底部外侧转动连接所述运动导体，所述运动导体卡在所述轨迹槽内且所述转子的底部位于所述底座的中空腔体内。按压指压块，指压块带动触盘下移，触盘下移压缩弹簧且带动转子下移，转子下移迫使运动导体沿底座的轨迹槽旋转下移，从而转子旋转下移；当施加在指压块上的压力消失后，弹簧回弹带动触盘上移，从而转子上移，运动导体沿轨迹槽旋转上移，从而转子旋转上移；在上述转子上移或下移的过程中，转子的n极和s极快速转动均会切割线圈组件内的磁感应线，导致线圈内产生电流，再将电流经整流器输出给蓄电装置即可实现对按键的供电。

优选地，所述运动导体为两个，所述轨迹槽为两条；两个所述运动导体对称设置在所述转子的外侧下部，且两个所述运动导体分别卡在两个所述轨迹槽内。运动导体设置两个有利于磁性转子组件的运动平衡。

进一步地，所述线圈组件包括线圈和线圈支架，所述线圈支架套设在所述弹簧的外部且顶部与所述触盘固定连接，所述线圈绕在所述线圈支架上，且所述线圈的绕线方向与所述转子的转动平面垂直。当外力按压指压块时，触盘下移，会带动线圈支架及其上的线圈一起下移，而转子是随着触盘的下移边下移边旋转的，这样转子与线圈之间的位置始终保持不变，转子只是相对线圈转动，线圈的绕线方向与转子的转动平面垂直，能够保证转子转动时，其迅速转动的n极和s极能够有效切割磁感应线运动。

优选地，所述触盘、所述轴承、所述轴承接口、所述底座、所述轨迹槽、所述线圈以及所述线圈支架均同轴设置。上述各部件同轴设置，能够有效保证转子做竖直下移的旋转运动，保证转子能够有效切割磁感应线运动。

优选地，所述轴承接口与所述轴承的外圈为过盈配合。

优选地，所述轴承的内圈与所述转子为过盈配合。

优选地，所述轨迹槽与所述运动导体之间为间隙配合。

优选地，所述转子为永久磁性转子。

本发明还提供了一种无线键盘，包括上述的自主发电自主供电的按键结构。

有益效果：本发明中的自主发电自主供电的按键结构在工作时，按压指压块，指压块下压触盘，触盘带动磁性转子组件下移的同时压缩弹簧，磁性转子组件中的转子在线圈组件的线圈内转动，转动的同时切割磁感线运动；当松开指压块后，弹簧回弹，将触盘和磁性转子组件一起上移，且磁性转子组件在上移的同时也会旋转切割磁感应线，触盘的上移带动指压块上移，指压块复位；在磁性转子组件下移旋转和上移旋转的过程中，转子的n极和s极快速转动均会切割磁感应线在线圈内产生电流，电流输出到整流器，再经整流器输出给蓄电装置实现为按键供电。

可见，本键盘在按下指压块和松开指压块的同时都能够在线圈内产生电流，使得本按键结构能够自主发电自主供电；利用键盘的机械运动实现自主发电供电，解决无线键盘更换电池以及键盘没有电量而无法使用得问题，节约能源，绿色环保，使用便捷。

附图说明

图1为实施方式1中自主发电自主供电的按键结构的整体示意图；

图2为去除了线圈组件的自主发电自主供电的按键结构示意图；

图3为去除了线圈组件和指压块的自主发电自主供电的按键结构示意图；

图4为自主发电自主供电的按键结构的剖视图；

图5和图6为自主发电自主供电的按键结构在发电时的状态示意图；

图7为实施方式1中磁性转子组件的示意图；

图8为实施方式1中底座的示意图；

图9为弹簧的示意图；

图10为轴承的示意图；

图11为触盘与线圈支架结合的示意图；

图12为触盘与线圈组件结合的示意图；

图13为实施方式2中磁性转子组件的结构示意图；

图14为实施方式2中磁性转子组件与底座配合的结构示意图；

图15为图14的剖视图；

图16为实施方式2中底座的结构示意图；

图中：指压块1、触盘2、轴承接口201、轴承3、磁性转子组件4、转子401、运动导体402、线圈组件5、线圈5、线圈支架501、弹簧6、底座7、轨迹槽701。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

实施方式1：

本实施方式提供了一种自主发电自主供电的按键结构，如图1至12，主要由有指压块1、触盘2、轴承3、磁性转子组件4、线圈组件5、弹簧6和中部为中空腔体的底座7组成，底座7的中空腔体的侧壁具有螺旋状轨迹槽701；指压块1固定在触盘2上，轴承3的外圈与触盘2中部的轴承接口201内壁同轴固定连接，且轴承接口201与轴承3的外圈为过盈配合；磁性转子组件4主要由永久磁性转子401和运动导体402组成，转子401的顶部外壁与轴承3的内圈固定连接，且轴承3的内圈与转子401为过盈配合；转子401的底部外侧转动连接运动导体402，运动导体402卡在底座7的轨迹槽701内，轨迹槽701与运动导体402之间为间隙配合，且转子401的底部位于底座7的中空腔体内。弹簧6套设在转子401外部，其顶端与触盘2固定连接，底端与底座7固定连接。线圈组件5主要由线圈501和线圈支架502组成，线圈支架502套设在弹簧6的外部且顶部与触盘2固定连接，线圈501绕在线圈支架502上，且线圈501的绕线方向与转子401的转动平面垂直。上述触盘2、轴承3、轴承接口201、底座7、轨迹槽701、线圈501以及线圈支架502均同轴设置。上述轴承3优选使用角接触球轴承或者圆锥滚子轴承。

本发明中的自主发电自主供电的按键结构的工作原理如下：

在工作时，按压指压块1，指压块1下压触盘2，触盘2下移压缩弹簧6且带动转子401下移，同时触盘2下移也会带动线圈501及线圈支架502下移；转子401下移迫使运动导体402沿底座7的轨迹槽701旋转下移，从而转子401旋转下移；当施加在指压块1上的压力消失后，弹簧6回弹带动触盘2上移，从而转子401和线圈501及线圈支架502上移，运动导体402沿轨迹槽701旋转上移，从而转子401旋转上移；触盘2和指压块1上移复位；在上述转子401上移或下移的过程中，转子401的n极和s极快速转动切割线圈501内的磁感应线，导致线圈501产生电流，再将电流经整流器输出给蓄电装置如可充电电池中即可实现对按键的供电，收集电能，为按键提供电能。

在实际应用中，可以由多个上述按键组装成键盘，转子401与轴承接口201处尽量加润滑剂，如石墨等等；转子401下部的运动导体402与底座7的轨迹槽701之间尽量使用润滑剂，如石墨等。

实施方式2：

本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式1中，转子组件4中，转子401下部只有一侧有运动导体402，当转子401下移带动运动导体402沿轨迹槽701下移时，转子401可能会出现偏移现象，所以在本实施方式中，在转子401的下部两侧对称位置分别设置一个运动导体402，如图13~16，相应地，在底座7上设计两个相互平行的轨迹槽701，两个运动导体402分别卡在两个轨迹槽701内，这样，在转子下移时，两侧的运动导体402分别沿两个轨迹槽701下移，由于两个运动导体402对称设置在转子401两侧，使得转子401的下移比较平稳。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。