【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于键盘自发电，具体涉及一种基于磁铁的非接触式自供能按键及键盘。
技术介绍
1、在科学技术进步日新月异的现代，无线键盘的供电技术正逐渐成为研究人员逐渐关注的重点。键盘的无线技术通常通过蓝牙实现，而为了无线键盘的便携性考虑，其供能技术自然也不能利用有线供电。由此可见，无线键盘的自供能技术具有较大的价值和现实意义。
2、近年来，各类键盘按键的轴体结构层出不穷，但是大体可以分为两类：机械敲击式和薄膜触发式。在机械键盘轴体常见结构中，每个键轴由多个关键组件组成，包括上壳、下壳、金属触点、弹簧和键帽。通过这些关键组件的协同作用，实现了高度灵敏的按键触发和响应，使用户在键入过程中能够感知到明确的触发点和快速的反弹力。此外，这种结构还具有较长的使用寿命和稳定的性能。薄膜键盘轴相比传统机械键盘轴结构更为简单，通常由一层薄膜和橡胶穿孔组成，其敲击触发通过薄膜的压力传导来实现。薄膜键盘轴在成本和体积上较机械键盘轴有优势，因此被广泛应用于便携式设备和低端键盘产品中。例如，中国专利文献cn109947262a提出了一种自供能的无线键盘，其结构对传统的“火山口”结构的薄膜键盘进行有限的改造，利用电磁和太阳能发电，可以利用按键的按键以及光照对无线键盘蓄电池的持续充电。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：本专利技术提供了一种基于磁铁的非接触式自供能按键及键盘，将按键下落时产生的机械能转换成电能，解决了现有键盘自供能方式单一的问题。
2、本专利技术目的通过下述技术方案来实现
3、一种基于磁铁的非接触式自供能按键，包括键帽，键帽设在轴芯的上端，轴芯的下端设有磁铁撞针，键帽、轴芯和磁铁撞针一起在满弹位与满压位之间竖向运动，磁铁撞针运动路径边侧设有线圈，满压位的磁铁撞针与力放大器接触，力放大器上设有压电叠堆。
4、进一步的，所述的键帽通过螺栓与轴芯固连，轴芯与磁铁撞针过盈连接。
5、进一步的，所述的磁铁撞针为铷铁硼永磁体，磁铁撞针的磁向为沿轴向的竖向。
6、进一步的，所述的线圈为铜线。
7、进一步的，所述的轴芯的两侧设有磁铁卡扣，满弹位的磁铁撞针与磁铁卡扣磁性相斥。
8、进一步的，所述的磁铁卡扣的磁向为水平，磁铁卡扣的内端磁极与磁铁撞针的下端磁极相斥。
9、进一步的，所述的磁铁撞针的下方设有与其磁性相斥的下磁铁。
10、进一步的，所述的下磁铁位于力放大器的下方。
11、进一步的，所述的下磁铁的磁向为水平，下磁铁的两端磁极与磁铁撞针的下端磁极相斥，下磁铁的中间磁极与磁铁撞针的下端磁极相吸。
12、一种基于磁铁的非接触式自供能键盘，包括键盘外框，还包括上述的按键，轴芯与键盘外框间隙配合，线圈和力放大器设在架盘外框上，还包括电池和按键触发及自供能电路。
13、本专利技术的原理：本专利技术所设计的压电叠堆自供能键盘主要基于机械键盘轴，能吸收敲击键盘时浪费的冗余冲击能量，同时非接触式设计也为能显著降低能量损耗，提升用户敲击手感，为无线键盘的信号传输以及键盘背灯提供较好的供电性能。压电叠堆是一种利用压电效应的复合结构设计，旨在实现高效能量转换的装置，该叠堆结构通常由多个压电层交叠而成，以最大化压电材料的效能。压电效应是指在受到外部机械压力或应力时，压电材料会产生电荷分布的非均匀性，从而引发电位差，当该电位差在内部电路中形成闭合回路时，将导致电流流动，从而实现能量的转换与输出。压电叠堆总是与力放大器结合使用，但由于其较大的内阻，通常希望较大的冲击力作为供能的触发条件，从而降低内阻、实现较好的能量转换效率，而敲击键盘时的冲击力能很好的满足压电叠堆的触发条件。
14、本专利技术的有益效果：
15、(1)提供了一种基于压电叠堆的非接触式自供能键盘，包括键盘外框和自供能按键，按键包括键帽、轴芯、非线性磁弹簧、磁铁撞针、感应线圈、压电叠堆和力放大器，通过非线性磁弹簧与压电叠堆两种俘能方法的结合，实现了无线键盘的自供能。
16、(2)将电磁俘能与压电俘能巧妙地结合在一起，提高了结构的俘能效率，并为按键在不同环境下地提供了良好地适应性，在其中一部分损坏时另一部分仍能工作，自供能稳定性得以更好。
17、(3)磁铁撞针与各个结构的结合的设计，完成了按键所需的各项功能，有效提高了按键内部的空间利用率，键盘的占地空间减少，提高了无线键盘本身的便携性。
18、(4)磁弹簧非接触式的设计能提升按键的手感，同时降低接触式弹簧垂直移动时损耗的机械能，从而提高其俘能效率。
19、前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案；且本专利技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于磁铁的非接触式自供能按键，包括键帽(1)，其特征在于：所述的键帽(1)设在轴芯(2)的上端，轴芯(2)的下端设有磁铁撞针(3)，键帽(1)、轴芯(2)和磁铁撞针(3)一起在满弹位与满压位之间竖向运动，磁铁撞针(3)运动路径边侧设有线圈(5)，满压位的磁铁撞针(3)与力放大器(6)接触，力放大器(6)上设有压电叠堆(7)。
2.根据权利要求1所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的键帽(1)通过螺栓与轴芯(2)固连，轴芯(2)与磁铁撞针(3)过盈连接。
3.根据权利要求1所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的磁铁撞针(3)为铷铁硼永磁体，磁铁撞针(3)的磁向为沿轴向的竖向。
4.根据权利要求1或3所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的线圈(5)为铜线。
5.根据权利要求1所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的轴芯(2)的两侧设有磁铁卡扣(4)，满弹位的磁铁撞针(3)与磁铁卡扣(4)磁性相斥。
6.根据权利要求5所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特
7.根据权利要求1或5所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的磁铁撞针(3)的下方设有与其磁性相斥的下磁铁(8)。
8.根据权利要求7所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的下磁铁(8)位于力放大器(6)的下方。
9.根据权利要求7所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的下磁铁(8)的磁向为水平，下磁铁(8)的两端磁极与磁铁撞针(3)的下端磁极相斥，下磁铁(8)的中间磁极与磁铁撞针(3)的下端磁极相吸。
10.一种基于磁铁的非接触式自供能键盘，包括键盘外框，其特征在于：还包括权利要求1～9任一所述的按键，轴芯(2)与键盘外框间隙配合，线圈(5)和力放大器(6)设在架盘外框上，还包括电池和按键触发及自供能电路。
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁铁的非接触式自供能按键，包括键帽(1)，其特征在于：所述的键帽(1)设在轴芯(2)的上端，轴芯(2)的下端设有磁铁撞针(3)，键帽(1)、轴芯(2)和磁铁撞针(3)一起在满弹位与满压位之间竖向运动，磁铁撞针(3)运动路径边侧设有线圈(5)，满压位的磁铁撞针(3)与力放大器(6)接触，力放大器(6)上设有压电叠堆(7)。
2.根据权利要求1所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的键帽(1)通过螺栓与轴芯(2)固连，轴芯(2)与磁铁撞针(3)过盈连接。
3.根据权利要求1所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的磁铁撞针(3)为铷铁硼永磁体，磁铁撞针(3)的磁向为沿轴向的竖向。
4.根据权利要求1或3所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的线圈(5)为铜线。
5.根据权利要求1所述的基于磁铁的非接触式自供能按键，其特征在于：所述的轴芯(2)的两侧设有磁铁卡扣(4)，满弹位的磁铁撞针(3)与磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：张良梁，刘界鹏，李忠杰，彭艳，宫荧，王标，
申请(专利权)人：精海智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。