一种按键装置的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种按键装置。

背景技术：

开关是控制电路通断的关键，包括“接通”和“断开”两种状态的电路。同其他电子装置类似，短路是最严重的故障，短路保护是否可靠是影响开关可靠性的重要因素。

在汽车领域，为了防止开关内部短路异常，通常采用左右两路独立开关的设计。为了保证按压的有效及安全，通常，系统根据两路独立开关接通的时间差是否满足系统设定的要求而判定按键按压是否有效。

如图1所示，是现有技术的一种按键装置示例，按钮与推杆件固定连接构成按键本体，推杆件上分别为左右两路独立开关并设有导向槽，开关内部对应位置设置有导向筋，导向槽与导向筋配合移动，构成按键装置。其采用直按式按钮的按动导向结构，从而限制按键在水平方向的运动以防止开关晃动。当按下开关按键后，在系统检测到左右两路信号导通的时间差满足系统设定的要求时，认为此次按压有效并导通或断开开关电路。

然而，上述方式中，为了防止按键卡滞，导向槽与导向筋之间必然存在一定的合适的间隙。因而当按键的受力方向发生倾斜时或按键本身受力发生变形时，在开关的按动导向结构一定的情况下，按压时会产生一定的摩擦力，又由于两路开关电路独立设置，从而导致两路开关被先后触发，系统在检测到两路信号的导通的时间差不满足系统设定的要求时，判定此次按压失效(Mismatch Failure)。尽管现有技术中存在的上述问题可以通过控制其零部件尺寸的公差等机械的方式来解决，然而，这无疑会提高制造成本，且限于制造材料本身的物理特性，容易在温度变化的情况下造成按键的卡滞。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型要解决的问题是提供一种按键装置，解决了按键被触发时，其内部电路导通的时间差偏大的问题。

本实用新型提供按键装置，包括按键本体及印制电路板，其特征在于，包括：

所述按键本体具有多个触点；

所述印制电路板上具有开关电路，所述开关电路包括多个使能脚及与所述多个触点位置对应的多个组合开关电路，每个所述组合开关电路分别与一个所述使能脚对应连接；其中

每个所述组合开关电路包括多个子开关及至少一个电阻，每个所述组合开关电路的所述多个子开关与其他所述组合开关电路的所述多个子开关之间相互交错设置；

响应于所述按键本体被按压，所述按键本体与所述印制电路板通过所述触点相连接，当所述组合开关电路的所述多个子开关中的任一者导通或二者均导通时，所述组合开关电路产生导通或断开的开关信号，当所述多个组合开关电路的开关信号之间的时间差在预定时间内时，导通或断开所述开关电路。

进一步地，还包括：微控制单元，根据所检测的所述多个组合开关电路的所述开关信号，控制所述开关电路的导通或断开。

进一步地，所述多个组合开关电路按照不同顺序被所述按键本体触发，所述微控制单元根据从所述使能脚接收的与所述多个组合开关电路对应的开关信号的时间，当判断其时间差在预定时间内时，导通或断开所述开关电路。

进一步地，所述按键本体包括按钮及推杆件；还包括：硅胶垫，所述硅胶垫位于所述按键本体与所述印制电路板之间，包括与所述多个组合开关电路对应的所述多个触点及与所述多个子开关对应的多个子触点；各组合开关电路对应的触点包括其子开关对应的子触点以及其他组合开关电路的子开关对应的子触点，以构成所述交错设置；响应于所述按键本体的按压，所述硅胶垫的所述多个子触点与所述组合开关电路的所述子开关接触导通，并在释放所述按键本体的所述按压后自动弹起。

进一步地，每个所述使能脚根据其得失电状态检测对应的组合开关电路导通或断开的开关信号。

与现有技术相比，上述方案具有以下优点：

无需重新设计并调整按键内部零部件的尺寸公差，仅在电路上做出调整，有效解决了按键从不同受力面被触发时，其内部电路之间导通的时间差偏大的问题，从而大大降低按键卡滞的几率，其结构简单且成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍。本实用新型的其他细节及优点将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的基础上，还可以根据本实用新型描述的实施例附图获得其他的附图。

图1是现有技术的一种按键装置示意图；

图2是图1中现有技术的一种按键装置剖视图；

图3是本实用新型一种按键装置的一种实施例示意图；

图4是本实用新型一种按键装置的一种电路图；

图5是图4中本实用新型一种按键装置的一种组合开关电路图；

图6是图4中本实用新型一种按键装置的另一种组合开关电路图；

图7是图4中本实用新型一种按键装置的一种工作原理示意图；

图8是图4中本实用新型一种按键装置的另一种工作原理示意图；

图9是本实用新型一种按键装置的一种组合开关电路的时序图。

上述附图所示出的内容仅为举例和示意，而并不严格按照比例予以绘制，也并未完整地绘制出具体使用环境下相关的全部部件或细节。本领域技术人员在明了本实用新型的原理和构思之后，将能想到在特定的使用环境下为具体实施本实用新型而需要加入的本领域公知的相关技术内容。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有技术中，结合图1及背景技术所描述，通常情况下，当按下由按钮与推杆件固定连接构成的按键本体时，完成一次按键开关操作。结合图2所示，由于现有技术中为了防止开关内部短路，在印制电路板上(图1中的虚线框部分)采用左右两路独立开关的设计(SSB1及SSB2)，因而车辆根据接收到的两路开关的时间差判断按键的按压是否有效。当由于例如图1所示的按键倾斜等原因造成按键卡滞，从而增大了两路开关之间的时间差时，此次按压就会因为不满足车辆预先设定的时间差而被认定为按压失效。

根据本实用新型的一种实施例，按键装置包括按键本体及印制电路板。按键本体包括按钮、推杆件及多个触点。按键本体与印制电路板之间通过该多个触点相连接。按键本体用于触发输入和输出部分之间的导通和断开的双重操作，通过按压按键本体直接控制印制电路板上电路的开关状态。按键本体在受到外力被按下而触发后，可以自动弹起。关于按键本体的其他方面，属于现有技术的范畴，在此不作赘述。印制电路板进一步包括开关电路，该开关电路包括多个组合开关电路及多个使能脚，组合开关电路进一步包括多个子开关及至少一个电阻。每个组合开关电路的多个子开关与其他组合开关电路的多个子开关之间相互交错设置。每个组合开关电路分别与一个使能脚对应连接。使能脚用于根据其得失电状态检测多个组合开关电路导通或断开的开关信号。该按键装置还可以包括位于按键本体与印制电路板之间的硅胶垫，其包括与组合开关电路位置对应的多个触点及与多个子开关对应的多个子触点。各组合开关电路对应的触点包含其子开关对应的子触点以及其他组合开关电路的子开关对应的子触点，以构成所述交错设置。响应于按键本体的按压，硅胶垫的中每个触点与印制电路板上相应的组合开关电路接触导通，其中，位于该硅胶垫触点内的多个子触点又分别与该组合开关电路中的子开关接触导通，并在按键本体释放按压后，硅胶垫中的触点及其子触点自动弹起。为了方便描述，本实施例中以两个组合开关及两个子开关为例进行描述，本领域技术人员根据以下描述可以理解，本实施例还可以应用于两个以上的组合开关及两个以上的子开关。另外，为了便于表述，本实施例以圆形按键、圆形硅胶垫及圆形印制电路板为例进行描述，本领域技术人员应当理解，本实用新型还可以进一步适用于其他不规则形状的按键、硅胶垫及印制电路板中。

在以下描述中所使用的术语“第一”、“第二”等并不意欲限制任何序位，其目的仅仅在于区分各个独立的部件、零件、结构、元件等，并且这些独立的部件、零件、结构、元件可以相同、类似或者不同。同时，在以下描述中所使用的关于方位的说明，比如“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”、“径向”、“轴向”等，除非具有明确说明，仅为了方便描述，而无欲对实用新型技术方案形成任何限定。

如图3所示，为本实用新型一种按键装置的一种实施例示意图。印制电路板包括两个组合开关电路，为了方便描述，以第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)表示。第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)分别设置于印制电路板的两侧，并分别与一个使能脚(图中未示出)相连接，以向使能脚提供开关信号。其中，第一组合开关电路(SSB1)进一步包括两个子开关，为了方便描述，以第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)表示；第二组合开关电路(SSB2)进一步包括两个子开关，为了方便描述，以第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)表示。

结合图4所示，为本实用新型一种按键装置的一种电路图，描述了图3中印制电路板上的开关电路布线情况。第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)还分别包括第一电阻(R1)及第二电阻(R2)，以起到限流的作用。第一电阻(R1)的一端与使能脚连接，另一端连接有第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)。第二电阻(R2)的一端与使能脚连接，另一端连接有第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)。将第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)以及第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)以印制电路板的中心为中心，交错设置于印制电路板的两侧。也就是说，将第一组合开关电路(SSB1)的第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)设置于印制电路板的两侧，同理，再将第二组合开关电路(SSB2)的第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)按照与第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)对角交错的方式设置于印制电路板的两侧。由此，第一组合开关电路(SSB1)的第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)与第二组合开关电路(SSB2)的第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)呈互为交错的方式设置于印制电路板上。如此，结合图3中的机械结构以及图4中的电路排布及上述有关硅胶垫的说明可知，硅胶垫与第一组合开关电路(SSB1)对应的触点中不仅包含了与第一子开关(SW1)对应的子触点，也包含了与第三子开关(SW3)对应的子触点；硅胶垫与第二组合开关电路(SSB2)对应的触点中不仅包含了与第二子开关(SW2)对应的子触点，也包含了与第四子开关(SW4)对应的子触点。由于第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)分别设置于印制电路板的两侧，而其内部的子开关在电路结构上交错设置。因而按键本体在被按压接触到印制电路板任意一侧的组合开关电路时，都可以触发第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)导通，从而大大缩小印制电路板左右两侧的第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)在被触发时的时间差，相当于缩短了按键之间的距离，大大提高了由于按键卡滞而造成的按键失效的几率。

如图5及图6所示，分别为图4中本实用新型一种按键装置的第一组合开关电路(SSB1)图及第二组合开关电路(SSB2)图。如图5所示，第一组合开关电路(SSB1)包括第一电阻(R1)、第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)，其中，第一子开关(SW1)与第二子开关(SW2)并联后，其一端与第一电阻(R1)串联，另一端接地；第一电阻(R1)的另一端与与其对应的使能脚相连接。如图6所示，第二组合开关电路(SSB2)包括第二电阻(R2)、第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)，其中，第三子开关(SW3)与第四子开关(SW4)并联后，其一端与第二电阻(R2)串联，另一端接地；第二电阻(R2)的另一端与其对应的使能脚相连接。

本实施例中，还包括微控制单元(MCU，Micro Control Unit)，用于检测第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)的开关信号，并控制开关电路的导通和断开。微控制单元根据从与上述第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)对应的使能脚接收的二者的开关信号，类似于一个“导通”或“断开”的信号，并判断其时间差是否满足预定时间，从而判断是否是有效的按键按压，在按键按压有效的情况下，控制开关电路的导通或断开。例如，在开关电路为断开的情况下，通过接收判断一次有效的按键按压，将开关电路的状态转换为导通，反之，在在开关电路为导通的情况下，通过接收判断一次有效的按键按压，将开关电路的状态转换为断开。上述第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)的按压顺序不做限定，而仅根据接收到的二者的时间差作为按键按压是否有效的依据。该预定时间的时间差根据系统需求而设定。上述微控制单元可以通过进行简单的编码并结合诊断电路对开关电路进行诊断来完成。

以下结合表格进一步描述本实施例中一种按键装置的导通条件。

下表描述了本实施例中一种按键装置中开关电路的开关逻辑，为了便于表示，下表中，0代表导通，x代表断开。

由上表可知，当第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)中任一者导通或二者均导通时，第一组合开关电路(SSB1)导通，仅当第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)全部断开时，第一组合开关电路(SSB1)断开。又可知，当第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)中任一者导通或二者均导通时，第二组合开关电路(SSB2)导通，仅当第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)全部断开时，第二组合开关电路(SSB2)断开。由此，当第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)同时满足导通条件时，开关电路(SSB)导通，当第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)任一者或二者都不满足导通条件时，开关电路(SSB)断开。也就是说，当组合开关电路的多个子开关中的任一者导通时，触发对应的组合开关电路的开关信号，在微控制单元接收到多个组合开关电路的开关信号并判断其时间差满足预定时间时，导通或断开开关电路(SSB)。

以下结合其他附图进一步描述本实施例中一种按键装置的工作原理。以下描述的第一组合开关电路(SSB1)及第二组合开关电路(SSB2)的触发顺序不做限定，可以先后被触发，只要满足上述导通条件，能够触发开关电路(SSB)导通或断开即可。

如图7所示，为图4中本实用新型一种按键装置的工作原理示意图。当按键本体在受到外力被按下而触发后，第一组合开关电路(SSB1)被触发，由上述导通条件可知，在满足当第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)中任一者导通时，第一组合开关电路(SSB1)导通。因而，1)在满足当第一子开关(SW1)导通时，电路经由第一电阻(R1)及第一子开关(SW1)而后接地；2)在满足当第二子开关(SW2)导通时，电路经由第一电阻(R1)及第二子开关(SW2)而后接地；3)在满足当第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)均导通时，电路经由第一电阻(R1)后，分别经由第一子开关(SW1)及第二子开关(SW2)而后接地。

如图8所示，为图4中本实用新型另一种按键装置的工作原理示意图。与上述第一组合开关电路(SSB1)被触发的情况类似，当按键本体在受到外力被按下而触发后，第二组合开关电路(SSB2)被触发，由上述导通条件可知，在满足当第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)中任一者导通时，第二组合开关电路(SSB2)导通。因而，1)在满足当第三子开关(SW3)导通时，电路经由第二电阻(R2)及第三子开关(SW3)而后接地；2)在满足当第四子开关(SW4)导通时，电路经由第二电阻(R2)及第四子开关(SW4)而后接地；3)在满足当第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)均导通时，电路经由第二电阻(R2)后，分别经由第三子开关(SW3)及第四子开关(SW4)而后接地。

以下结合其他附图进一步描述本实施例中一种按键装置一种组合开关电路的时序图。

如图9所示，是本实用新型一种按键装置的一种组合开关电路的时序图。如背景技术描述的，现有技术中，为了防止按键卡滞，导向槽与导向筋之间必然存在一定的合适的间隙，因而印制电路板上的两路独立开关的导通必然存在先后顺序，从而产生时间差。由于两路独立开关的导通先后顺序不做限定，以下描述仅以第一组合开关电路(SSB1)先导通为例。当按键本体在受到外力被按下而触发后，第一组合开关电路(SSB1)先被触发导通，随后第二组合开关电路(SSB2)被按下触发导通，其被按下触发导通的时间与第一组合开关电路(SSB1)被按下触发导通的时间相差t1，当t1满足预定时间的时间差时，判定此次按压有效，由此控制开关电路的导通或断开。

可以理解的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。