用于感测触控输入的输入装置和人机交互设备的制作方法

本实用新型涉及触控技术领域，尤其涉及到用于感测触控输入的输入装置和人机交互设备。

背景技术：

各种类型的触控部件、装置或设备已经获得了广泛应用，用户可以通过对其进行例如滚动、点击、轻按等触控操作来实现相应控制，从而完成所期望的交互操作。然而，此类现有的输入装置在诸如对于用户触控输入的信号响应、传感器工作性能、系统防水性能、零部件加工及装配等方面仍然存在着一些缺陷或不足之处。举例来讲，按照现有方式，一些涉及到触控操作的零部件需要使用CNC（Computerized Numerical Control Machine）来进行加工制造，这将会不可避免地增加整体成本，降低了产品的竞争力。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了用于感测触控输入的输入装置和人机交互设备，从而有效解决或缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。

首先，根据本实用新型的一个方面，它提供了一种用于感测触控输入的输入装置，其包括：

输入部，其被构造成用于接受并传递施加于其上的作用力；

传感器单元，其具有两个或更多个被叠置的传感器层用于响应由所述输入部所传递的作用力而产生信号，并且在至少两个传感器层之间布置有中间层；以及

支撑部，其被构造成用于支撑所述输入部和所述传感器单元，并提供回复力以使得所述输入部和所述传感器单元在所述作用力被释放后回复至各自初始状态。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述中间层被单独布置在两个相邻的传感器层之间、或者被附接到其中一个传感器层上。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述中间层包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分被分别附接到两个相邻的传感器层上。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述第一部分和/或所述第二部分被构造成各自具有多个凸出部。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述传感器层包括Rx传感器层和Tx传感器层，并且/或者所述中间层采用橡胶材料制成。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述支撑部包括：

中心部分，其具有与所述传感器单元相连的第一侧、以及与所述第一侧相对的第二侧，并被构造成用于提供所述回复力；

轴，其设置在所述第一侧上，并且与所述输入部相连；以及

一个或多个延伸部分，其与所述中心部相连并且向外延伸。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述中心部分和所述延伸部分被构造成扁平形状，并且在所述第二侧上设置有垫片层和/或弹性回复层，所述弹性回复层被构造成在受到所述输入部所传递的作用力后产生弹性变形而形成所述回复力；并且/或者

所述轴被焊接在所述第一侧的中心位置，并且所述轴与所述输入部之间铆接连接；并且/或者

至少一个所述延伸部分设置有安装部，其被构造成用于所述输入装置的安装定位。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述弹性回复层和所述垫片层均沿着所述中心部分的周向进行布置，并且/或者所述弹性回复层采用织物材料制成并被设置在所述第二侧与所述垫片层之间。

在根据本实用新型的输入装置中，可选地，所述输入部与所述传感器单元之间铆接连接，所述输入部与所述支撑部之间铆接连接；并且/或者，所述输入部采用黄铜材料制成。

其次，根据本实用新型的另一个方面，它提供了一种人机交互设备，所述人机交互设备包括一个或多个如以上任一项所述的用于感测触控输入的输入装置。

从结合了附图的以下详细描述中，将会明了根据本实用新型提供的用于感测触控输入的输入装置和人机交互设备的各技术方案的特点、特征及技术优势等，其中通过举例方式示出了本实用新型的设计思想、结构和效果，例如可以提升对于触控输入的信号响应的及时性、精确性和稳定性，增强系统防水防气性能，而且能够有效降低此类输入装置在零部件制造、装配加工等方面的成本投入，从而有助于提升产品的竞争力。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个根据本实用新型的用于感测触控输入的输入装置实施例的局部剖视结构示意图。

图2是图1所示的输入装置实施例中的支撑部的一个立体侧视结构示意图，其中示出了该支撑部的中心部分的第一侧。

图3是图1所示的输入装置实施例中的支撑部的另一个立体侧视结构示意图，其中示出了该支撑部的中心部分的第二侧。

图4是图1所示的输入装置实施例在受力后产生形变的局部剖视结构示意图。

图5是图1所示的输入装置实施例中的传感器单元处于未组装状态下的局部俯视结构示意图。

图6是图1所示的输入装置实施例中的传感器单元已被组装后的局部俯视结构示意图。

图7是图1所示的输入装置实施例中的传感器单元已被组装后的局部放大结构示意图，其中同时示出了Tx传感器层、中间层和Rx传感器层。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的用于感测触控输入的输入装置和人机交互设备的结构组成、特点和优点等，然而所有描述仅是用来进行说明而不构成对本实用新型的任何限制。

在本文中，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的，而无意于表示它们的顺序以及相对重要性；技术术语“连接”意味着将一个部件直接连接至另一部件和/或间接连接至另一部件，其实现手段包括但不限于机械方式、电磁方式、化学方式或者它们的任意组合；技术术语“上”、“下”、“前”、“后”、“右”、“左”、“竖直”及其派生词等应联系附图中的定向，除非明确指出以外，本实用新型可以采取多种替代定向。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，本实用新型仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。

请参考图1，在该附图示意性地显示出了一个根据本实用新型的用于感测触控输入的输入装置实施例的基本构成情况。在这个实施例中，该输入装置可以包括输入部1、支撑部2和传感器单元3，下面就通过这个实施例来对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，输入部1是该输入装置100的一个组成部分，它用于接受并传递作用到其上的作用力F（图4）。该作用力F可能是通过例如用户、其他生物或物体（如机械触手）等来施加的，然后将经由输入部1传递给传感器单元3，并且进而传递到支撑部2。仅作为示例说明，输入部1可以采用例如黄铜材料来制成，这可使其具备良好的工作性能（例如抗弯曲的机械性能等），从而有助于保证输入部1能长期稳定可靠地使用。当然，本实用新型也允许采用任何其他的适宜材料来制成输入部1，以便能够更好地适应并满足各种不同的应用需求。

传感器单元3将会对由上述输入部1传递过来的作用力F做出响应，从而产生信号，这样的信号包括但不限于电流信号、电压信号等。这也就是说，借助于输入装置100中的传感器单元3，可以形成与从外部施加的作用力F相对应关联的感测信号。具体来讲，可以在传感器单元3中设置两个或更多个被叠置的传感器层，例如在图5中示范性地展示出了尚未将它们进行叠置组装的Tx传感器层31和Rx传感器层33，并且在图6中进一步展示了已将它们进行叠置组合后的状态。这些传感器层在检测到当前受力情况后将产生相应的响应信号，此类信号将被采集用来对上述作用力F的状况（如大小、强度、触控频率等）做出分析，进而能够由此判断出该作用力F施加者的操作意图，从而可以做出相应的反馈/交互操作。

根据不同的实际应用需求，传感器单元3中的传感器层设置数量、传感器层形状、各传感器层内使用的传感器类型等均被允许进行灵活选择、设置和调整。

此外，在传感器单元3的这些传感器层中，可以在其中至少两个传感器层之间布置中间层，例如在图6中示例性地显示出了将一个中间层32设置在Tx传感器层31和Rx传感器层33之间，从而由它们形成了三层叠置布置。当然，在可选情形下，可以在传感器单元3中所有的相邻传感器层之间都设置中间层。

本实用新型设计人经过大量研究后发现，通过在相邻的传感器层之间创新性地布置中间层，可以获得明显优于现有技术的更佳技术效果。这是因为，当将中间层布置在两个相邻的传感器层之间并由此形成了层叠布置之后，借助于该中间层可以填充这两个传感器层之间的原先间隙，这样将能够显著减少或杜绝其间的气隙，从而可以有效缓解或避免这些传感器可能会受到以上环境的不利影响，使得它们能获得更加均匀一致的受力作用，保证了它们能如所期望地长期精确、稳定且可靠地工作。

此外，通过在传感器单元内采用以上所讨论的层叠布置方式，由于其中专门设置有中间层，因此使得传感器单元具备了更加可靠且突出的防水/防气（如雾气、蒸汽等）功能，这能有效拓展根据本实用新型的输入装置的应用范围，增强了产品竞争力，并且有助于提升用户满意度。

对于中间层来讲，它可以采用例如橡胶等任何适宜的材料来制成。在实际应用中，在可选情形下，可以直接将中间层直接地单独布置在两个相邻的传感器层之间，或者也可以将中间层附接到两个邻的传感器层中的任何一个传感器层上。

此外，在可选情形下，可以将中间层构造形成为具有两个部分，即被附接到两个相邻的传感器层其中之一上的第一部分，以及被附接到其中另一个上的第二部分。换句话说，可以使得两个相邻的传感器层在彼此相对的接触面上各自具有可作为中间层一部分的部分。因此，当将这两个传感器层叠置在一起时，分别位于这两个传感器层之上的第一部分和第二部分将被组合在一起，从而可形成中间层。

应当理解的是，尽管以上第一部分和第二部分可以具有完全相同的结构构造，但是在一些应用场合下也可以使它们具有不相同的结构构造。此外，作为举例说明，可将中间层的第一部分和/或第二部分设置成各自具有多个凸出部，这样的凸出部可被构造成块状、圆点状、截断线状、弧线状、不规则形状等或者它们之间的任意组合。根据应用场合需要，通过设计布置这样的凸出部，同样可以起到例如填充两个相邻传感器层之间的间隙、防水防气、各传感器层在更均匀一致的受力作用下形成精确可靠的响应信号等良好效果。

请结合参考图1至图4，下面将通过这些附图中的示例来介绍该输入装置100中的支撑部2。总体来讲，支撑部2是被设置用来对输入部1和传感器单元3提供支撑，并且可以提供回复力F'，以便当上述的施加到输入部1上的作用力F被释放之后，可以通过该回复力F'来促使输入部1和传感器单元3回复到它们各自的初始状态，由此可以等待下一次的另一作用力的施加操作。在所给出的实施例中，支撑部2被示例为可以包括中心部分21、轴22和三个延伸部分23。

具体来讲，可将中心部分21构造成具有相对的第一侧211和第二侧212，并且该中心部分21的本体可具有例如圆形、椭圆形、方形等任何的为应用场合所需的形状。可以将轴22设置在该第一侧211上，同时将第一侧211与传感器单元3之间进行连接。此外，可以在第二侧212上设置弹性回复层24和垫片层25，例如将它们可选地都沿着中心部分21的周向进行布置，并且将弹性回复层24设置在第二侧212与垫片层25之间。作为举例说明，弹性回复层24可采用例如织物、金属、复合材料等材料制成，可以通过这些材料在受力产生弹性变形后来产生弹性回复力，这样的弹性回复力可作为上述的回复力F'；垫片层25可采用例如橡胶、塑料、金属、复合材料等材料制成，可以通过该垫片层25来提供支撑，并可使得该输入装置100与周边零部件之间形成隔离或缓冲效果。

如图4中所示，当该输入装置100中的输入部1接受并传递作用力F的作用时，中心部分21中的弹性回复层24将会受此影响而产生形变，由此可形成与作用力F方向相反而形成对抗的力，即此时使得该中心部分21可提供回复力F'。随后，一旦作用力F被释放，那么该回复力F'就会如图4中示例性表示地那样推动输入部1和传感器单元3向上运动，从而回复到它们各自的原先位置，即回复到初始状态。

如图2和图3所示，可以在支撑部2上设置三个延伸部分23，它们都与中心部分21相连并且向外延伸，可以通过这些延伸部分23来实现支撑部2对于输入部1和传感器单元3的支撑功能。在可选情形下，可以在一个或多个延伸部分23上设置安装部231，以便用来将输入装置100安装定位在所期望的位置上。关于安装部231的具体结构构造，可以根据实际应用情况来进行设计，例如可将其构造成安装孔、卡槽等。此外，应当理解的是，对于各延伸部分23上的安装部231来讲，它们彼此之间被允许具有完全相同的或者不相同的结构构造。

仅作为示例性说明，可以将中心部分21和延伸部分23都构造成具有扁平形状，这在一些应用场合下将会便于进行零部件的加工制造或者组装连接，从而有助于降低成本，提高生产效率。

应当理解，在不违背本实用新型主旨的情况下，支撑部2以及输入部1、传感器单元3的各自结构组成、构造、彼此之间的连接布置等都是可以根据实际应用情况来进行设计和修改的。

举例来讲，在一些实施例中，可不必设置弹性回复层24和垫片层25，可以通过使用具有抗弯曲性能的材料（如铜等金属材料、复合材料等）来制成中心部分21的本体，从而可借助该本体自身的弹性恢复性能来提供以上所讨论的回复力F'。

再举例来讲，可以通过常规的车工工艺来加工制成轴22，然后再将其例如竖直地焊接（如激光焊接等）组装到具有扁平形状的中心部分21的第一侧211上的中心位置处，采用这种方式将会避免业界习惯于使用CNC加工所带来的较高的制造成本。

此外，可以单独制造中心部分21和延伸部分23，然后可以使用任何现有的连接方式将它们连接在一起。当然，也可将中心部分21和延伸部分23直接一体化制成。另外，延伸部分23的具体设置数量、各自形状构造等都是可以根据应用需要来进行灵活设置的。

还举例而言，在输入部1与传感器单元3之间、在输入部1与支撑部2之间是可以采用任何适宜的连接方式来进行连接的。例如可以通过铆接或焊接方式将支撑部2的轴22与输入部1可靠地连接在一起。

以上已经结合图1至图7所展示的这些示例，针对根据本实用新型的用于感测触控输入的输入装置进行了详细描述。可以将这样的输入装置应用到众多类型的单元、模块、装置、设备等中，用来对采用作用力形式的输入量进行感测响应。在实际应用中，可将根据本实用新型的输入装置构造成例如按键、触摸件、指点杆等多种形式。

根据本实用新型的另外一个技术方案，还提供了一种人机交互设备，可以根据具体应用情况在该人机交互设备中设置一个或多个根据本实用新型所设计提供的输入装置，以便能够充分利用如前所述的这些明显优于现有技术的技术优势。应当理解的是，根据本实用新型所提供的人机交互设备包括但不局限于例如触摸板、笔记本电脑、平板电脑、移动通讯终端、车辆中控台等。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本实用新型的用于感测触控输入的输入装置和人机交互设备，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本实用新型的范畴并为本实用新型的各项权利要求所限定。