一种无线按键装置及使用该无线按键装置的显示设备的制作方法

1.本实用新型涉及按键技术领域，具体涉及一种无线按键装置及使用该无线按键装置的显示设备。


背景技术：

2.随着画面显示技术的飞速发展，人们研发了众多不同功能的显示设备以应用于不同的行业中，同时，为了便于操作控制，还配备了相应的实体按键。特别是在游戏行业中，通常就在操作面板上设置有按键，以保证游戏的顺利进行及玩家操控的便捷性。
3.如公开号为cn2427933的专利文献在2001年4月25日就公开了一种电子游戏机的按键装置，其包括使游戏机电路接通的按键体和内设按键复位弹性体的限位按键座，在按键体的两侧分别设有与电子游戏机电路连接的并被按键体遮挡住光电信号的光电发射元件和光电接收元件，在按下的按键体处于光电发射元件与光电接收元件之间光电通道的位置设有透光道。同时光电发射元件与电源电路之间装有桥式保护电路，以避免金属触片的接触不良。该按键装置虽然具有较好的使用效果，但在实际使用过程中，由于该按键装置需要在游戏机壳体上开孔才能完成安装，因此导致其安装过程较为繁琐。另外，该按键装置上有供电和/或通信导线连接到游戏机电路，当按键装置出现问题时，后期维护或更换按键需要将整个面板取下，操作极为不便，同时耗时耗力。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种无线按键装置及使用该无线按键装置的显示设备，本实用新型采用了无线通信和无线供电技术，不需要开孔即能够完成按键的安装与正常使用，不仅减少了实体导线的连接，还极大地降低了工艺的复杂度，更有利于后期的维护及拆装，有效地解决了现有按键安装工艺繁琐、不便于拆装维护的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种无线按键装置，其特征在于：包括操作面板、主控模块、按键模块、无线供电发射单元和无线供电接收单元，所述无线供电发射单元固定在操作面板的背面，所述无线供电接收单元通过按键模块固定在操作面板的正面，且无线供电发射单元和无线供电接收单元之间无线传输电源，所述主控模块与无线供电发射单元电连接，所述按键模块与主控模块无线通信连接。
7.所述按键模块包括按键组件、接收控制电路、整流滤波电路、稳压电路、按键电路和按键通信电路，无线供电接收单元通过按键组件贴合在操作面板的正面，无线供电接收单元通过整流滤波电路与稳压电路连接，稳压电路分别与接收控制电路、按键电路和按键通信电路连接，按键组件通过按键电路与接收控制电路连接，接收控制电路通过按键通信电路与主控模块无线连接。
8.所述按键模块还包括粘固在操作面板上的壳体，按键组件安装在壳体的上部，接
收控制电路、整流滤波电路、稳压电路、按键电路和按键通信电路均通过pcb电路板安装在壳体内，无线供电接收单元固定在壳体底部并与操作面板贴合。
9.所述按键模块上设有分别与接收控制电路和稳压电路连接的led灯珠。
10.所述主控模块包括主控制电路、总供电电路、发射供电调制电路和主通信电路，总供电电路分别为主控制电路、发射供电调制电路和主通信电路供电，主控制电路通过主通信电路与按键模块无线通信连接，主控制电路通过发射供电调制电路与无线供电发射单元连接。
11.所述操作面板为塑料面板、不带触摸功能的玻璃面板和带触摸功能的玻璃面板。
12.所述无线供电发射单元和无线供电接收单元均为供电线圈。
13.一种显示设备，其特征在于：包括显示器和无线按键装置，显示器包括显示屏体和后壳，无线按键装置的操作面板固定在显示屏体的正面，主控模块固定在后壳上，无线供电发射单元通过后壳贴合在显示屏体的背面，无线供电接收单元通过按键组件贴合在操作面板的正面。
14.采用本实用新型的优点在于：
15.1、本实用新型采用操作面板、主控模块、按键模块、无线供电发射单元和无线供电接收单元组成的无线按键装置，及采用无线按键装置和显示器组成的显示设备，利用了无线通信和无线供电技术，不需要在操作面板上开孔即能够完成按键的安装与正常使用，不仅减少了实体导线的连接，还极大地降低了工艺的复杂度，更有利于后期的维护及拆装，有效地解决了现有按键安装工艺繁琐、不便于拆装维护的技术问题。
16.2、本实用新型在后期需要拆装维护按键模块时无需拆装整体操作面板，只需要将原按键模块取下再将新的按键模块粘贴到原位置即可，极为经济、省时、方便。
17.3、本实用新型按键响应速度快、响应精准、避免误触发，能极大提升用户体验。
18.4、本实用新型通过led灯珠便于为按键模块提供炫彩的灯光效果，有利于进一步提升用户的使用体验效果。
附图说明
19.图1为本实用新型的截面结构示意图；
20.图2为本实用新型的俯视结构示意图；
21.图3为本实用新型中按键模块的系统框图；
22.图4为本实用新型中主控模块的系统框图。
23.图中标记为：1、操作面板，2、主控模块，3、按键模块，4、无线供电发射单元，5、无线供电接收单元，6、显示屏体，7、后壳。
具体实施方式
24.如图1、2所示，本实用新型提供了一种无线按键装置，其包括操作面板1、主控模块2、按键模块3、无线供电发射单元4和无线供电接收单元5。其中，各组成的结构、位置及连接关系分别如下：
25.所述操作面板1可为塑料面板、不带触摸功能的玻璃面板和带触摸功能的玻璃面板。其中，当操作面板1为玻璃面板时，其可作为游戏设备的盖板使用。当操作面板1为塑料
面板时，其可单独作为游戏控制键使用。另外，当采用透明塑料面板时，仍然可采用该透明塑料面板作为游戏设备的盖板使用。
26.所述无线供电发射单元4固定在操作面板1的背面，所述无线供电接收单元5通过按键模块3固定在操作面板1的正面，且无线供电发射单元4和无线供电接收单元5之间无线传输电源。需要说明的是，无线供电发射单元4和无线供电接收单元5均为供电线圈，该供电线圈为现有常规市售产品，可直接购买使用。本实施例优选采用利兹线绕制的圆环形供电线圈，外径78mm、内径60mm，电感量10uh。
27.进一步的，无线供电发射单元4和无线供电接收单元5在操作面板1正面和背面的位置上下对齐，两者之间可根据电磁感应原理进行电源的无线传输，进而达到较高的电能传感效率。
28.所述主控模块1与无线供电发射单元3连接，该主控模块1的作用是为无线供电发射单元4提供交变的电流信号；同时，主控模块1也和上位机有通信连接，以便和上位机交换数据。所述按键模块2与主控模块1之间有无线通信连接，该按键模块2的作用是检测到用户按下按键后，将按键信号通以无线通信的方式发送给主控模块1。其中，
29.如图3所示，所述按键模块3包括按键组件、接收控制电路、整流滤波电路、稳压电路、按键电路和按键通信电路。其中，无线供电接收单元5通过按键组件贴合在操作面板1的正面，无线供电接收单元5通过整流滤波电路与稳压电路连接，稳压电路分别与接收控制电路、按键电路和按键通信电路连接，即无线供电接收单元5通过整流滤波电路和稳压电路为接收控制电路、按键电路和按键通信电路供电。按键组件通过按键电路与接收控制电路连接，接收控制电路通过按键通信电路与主控模块2无线连接，按压按键组件时将产生按键信号并发送给接收控制电路，接收控制电路再通过按键通信电路将按键信号无线发送给主控电路进行响应。本实施例中，无线供电接收单元5通过按键组件贴合在操作面板1的正面，该贴合是指无线供电接收单元5通过按键组件间接固定在操作面板1的正面，其与操作面板1之间无直接连接关系。
30.需要说明的是，按键组件可为现有常规按键结构，其具有按下自动复位的功能，例如，可为常规的机械键盘按键或游戏设备按键等。接收控制电路实质为常规单片机控制电路，按键通信电路实质为常规无线通信模块，整流滤波电路、稳压电路和按键电路均为现有常规电路。具体的，接收控制电路可为单片机及相应外围电路组成，整流滤波电路可为全桥整流及π型滤波电路，稳压电路可为dcdc芯片或者ldo芯片，按键电路可为按键加上拉或者下拉电阻的硬件消抖电路，按键通信电路可为集成无线芯片加天线。
31.进一步的，所述按键模块3还包括粘固在操作面板1上的壳体，为便于操作，该壳体优远为圆形，但也可为方形或其他形状。按键组件安装在壳体的上部，接收控制电路、整流滤波电路、稳压电路、按键电路和按键通信电路均通过pcb电路板安装在壳体内，无线供电接收单元5固定在壳体底部并与操作面板1贴合。其中，可以壳体的度部设置安装孔或安装槽，进而将无线供电接收单元5镶嵌在安装孔或安装槽内。
32.另外，为了便于提高按键操作时的炫酷效果，本实施例还在按键模块3上设有分别与接收控制电路和稳压电路连接的led灯珠。其中，led灯珠的数量为多个，较为规则或均匀地设置在按键模块3上。该led灯珠既可由接收控制电路直接控制其亮灭或闪烁，也可由主控模块2通过接收控制电路间接控制其亮灭或闪烁。
33.如图4所示，所述主控模块2包括主控制电路、总供电电路、发射供电调制电路和主通信电路。其中，主控制电路、总供电电路、发射供电调制电路和主通信电路均设置在pcb板上，总供电电路分别为主控制电路、发射供电调制电路和主通信电路供电，主控制电路通过主通信电路与按键模块3的按键通信电路进行无线通信连接，主控制电路分别与发射供电调制电路连和上位机接，发射供电调制电路与无线供电发射单元4连接。总供电电路为pcb板上的主控制电路、发射供电调制电路和主通信电路供电，再通过发射供电调制电路将直流电转变为交流电供应给无线供电发射单元4，其频率可受主控制电路pwm调控。
34.需要说明的是，主控制电路实质为常规单片机控制电路，主通信电路实质为常规无线通信模块，主控制电路、总供电电路、发射供电调制电路和主通信电路均为现有常规电路。具体的，主控制电路可为单片机及相应的外围电路，总供电电路可为dcdc或者ldo芯片，发射供电调制电路可为各种逆变电路，主通信电路可为集成无线芯片加天线。
35.本实用新型还提供了一种显示设备，包括显示器和前述无线按键装置。其中，显示器包括显示屏体6和后壳7，无线按键装置的操作面板1固定在显示屏体6的正面，主控模块2固定在后壳7上，无线供电发射单元4通过后壳7贴合在显示屏体6的背面，无线供电接收单元5通过按键组件贴合在操作面板1的正面。当无线按键装置与显示器相结合构成显示设备时，优选采用不带触摸功能的玻璃面板和带触摸功能的玻璃面板作为操作面板1盖设有显示器上。
36.需要说明的是，显示屏体6的应选择不带金属背板的屏体，这是因为无线供电接收单元5和无线供电发射单元4之间不能存在任何金属，否则电能将无法正常传输。
37.本实用新型的实施原理为：
38.1、总供电电路为主控模块2中的主控制电路、发射供电调制电路和主通信电路供电，再通过发射供电调制电路将直流电转变为交流电供应给无线供电发射单元4。
39.2、根据电磁感应原理，无线供电发射单元4的发射线圈上变化的电场会产生变化的磁场，变化的磁场又会在无线供电接收单元5的接收线圈上产生变化的电场，通过按键模块3上的整流滤波电路，将接收线圈上的交流电转化为直流电，再通过稳压电路使其稳定可靠，此时稳定可靠的直流电就可以供应给接收控制电路、按键电路、按键通信电路和led灯珠，并使其正常工作。
40.3、在按键模块3中，接收控制电路检测到按键组件按下之后会发送数据给按键通信电路，按键通信电路则会将数据通过射频信号发射到空间之中，主控制模块中的主通信电路接收到此射频信号会将数据发送给主控制电路，此时主控制电路也知晓按键被按下。
41.4、主控制电路再将按键被按下的信息发送给上位机，上位机收到之后则控制显示器做出相应动作从而达到人机交互的目的。
42.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

技术特征：
1.一种无线按键装置，其特征在于：包括操作面板（1）、主控模块（2）、按键模块（3）、无线供电发射单元（4）和无线供电接收单元（5），所述无线供电发射单元（4）固定在操作面板（1）的背面，所述无线供电接收单元（5）通过按键模块（3）固定在操作面板（1）的正面，且无线供电发射单元（4）和无线供电接收单元（5）之间无线传输电源，所述主控模块（2）与无线供电发射单元（4）电连接，所述按键模块（3）与主控模块（2）无线通信连接。2.根据权利要求1所述的一种无线按键装置，其特征在于：所述按键模块（3）包括按键组件、接收控制电路、整流滤波电路、稳压电路、按键电路和按键通信电路，无线供电接收单元（5）通过按键组件贴合在操作面板（1）的正面，无线供电接收单元（5）通过整流滤波电路与稳压电路连接，稳压电路分别与接收控制电路、按键电路和按键通信电路连接，按键组件通过按键电路与接收控制电路连接，接收控制电路通过按键通信电路与主控模块（2）无线连接。3.根据权利要求2所述的一种无线按键装置，其特征在于：所述按键模块（3）还包括粘固在操作面板（1）上的壳体，按键组件安装在壳体的上部，接收控制电路、整流滤波电路、稳压电路、按键电路和按键通信电路均通过pcb电路板安装在壳体内，无线供电接收单元（5）固定在壳体底部并与操作面板（1）贴合。4.根据权利要求2所述的一种无线按键装置，其特征在于：所述按键模块（3）上设有分别与接收控制电路和稳压电路连接的led灯珠。5.根据权利要求1所述的一种无线按键装置，其特征在于：所述主控模块（2）包括主控制电路、总供电电路、发射供电调制电路和主通信电路，总供电电路分别为主控制电路、发射供电调制电路和主通信电路供电，主控制电路通过主通信电路与按键模块（3）无线通信连接，主控制电路通过发射供电调制电路与无线供电发射单元（4）连接。6.根据权利要求1所述的一种无线按键装置，其特征在于：所述操作面板（1）为塑料面板、不带触摸功能的玻璃面板和带触摸功能的玻璃面板。7.根据权利要求1所述的一种无线按键装置，其特征在于：所述无线供电发射单元（4）和无线供电接收单元（5）均为供电线圈。8.一种显示设备，其特征在于：包括显示器和权利要求1-6中任一项所述的无线按键装置，其中，显示器包括显示屏体（6）和后壳（7），无线按键装置的操作面板（1）固定在显示屏体（6）的正面，主控模块（2）固定在后壳（7）上，无线供电发射单元（4）通过后壳（7）贴合在显示屏体（6）的背面，无线供电接收单元（5）通过按键组件贴合在操作面板（1）的正面。

技术总结
本实用新型公开了一种无线按键装置及使用该无线按键装置的显示设备，其中，所述无线按键装置包括操作面板、主控模块、按键模块、无线供电发射单元和无线供电接收单元，无线供电发射单元固定在操作面板的背面，无线供电接收单元通过按键模块固定在操作面板的正面，主控模块与无线供电发射单元电连接，按键模块与主控模块无线通信连接。所述显示设备包括显示器和无线按键装置。本实用新型采用了无线通信和无线供电技术，不需要开孔即能够完成按键的安装与正常使用，不仅减少了实体导线的连接，还极大地降低了工艺的复杂度，更有利于后期的维护及拆装，有效地解决了现有按键安装工艺繁琐、不便于拆装维护的技术问题。不便于拆装维护的技术问题。不便于拆装维护的技术问题。


技术研发人员：郑小平 谷阳
受保护的技术使用者：成都吉锐时代触摸技术有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/14