[发明专利]一种智能反馈开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能反馈开关，特别是涉及各类按键开关、键盘等按键技术。

背景技术

目前，比较常见的按键开关包括机械式、电容式、电感式按键开关，机械式开关虽然工艺简单、维修方便、但手感一般、噪声大、易磨损、间隙大，大部分廉价的机械按键采用铜片弹簧作为弹性材料，铜片易折易失去弹性。电容式开关的原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。理论上这种开关是无触点非接触式的，磨损率极小甚至可以忽略不计，也没有接触不良的隐患，具有噪音小，容易控制手感，可以制造出高质量的键盘，但工艺比机械结构复杂。完全密封采用轻触薄膜按键，只适用于特殊场合。电感式开关只能检测金属，它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场的接近开关时，使物体内部产生涡流，这个涡流反作用到开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种开关所能检测的物体必须是导电体，具有局限性。

以上三种方式各有优缺点，但是它们共同的缺点是反馈灵敏性差、功能单一。

发明内容

本发明提供一种智能反馈开关，解决现有技术开关不能及时反馈、功能单一的问题，它是一种利用压电效应中的正、逆压电原理将产生的振动变成电流信号，通过电气装置分析处理，并对压电晶体反向施加电场，产生振动反馈，同时执行指令的开关，此开关可以通过振动频率的大小、振动幅值的大小、和/或按压时间的长短对开关进行智能设置，使单个开关具备多种功能，其结构简单、可靠性高、可用于各种日常智能按键设备中。

本发明的一种智能反馈开关可以通过压电晶体的受力，产生电位差，经过电气装置的分析处理，有效地控制开关的命令，同时给压电晶体反向施加电场，产生机械振动，及时通过振动反馈给用户指令已接受，并执行指令。

本发明也可以通过压电晶体把声音的振动转变为电流的变化。声波一碰到压电晶体，就会使薄片两端电极上产生电荷，其大小、幅值、频率随着声音的变化而变化，再通过可编程电气装置有效地控制，来智能地判断需要的指令，最后利用压电陶瓷的逆压电效应使压电陶瓷受到电场的作用产生振动的声波，反馈给用户指令收到，同时执行指令。

以上智能开关可以通过振动幅值的大小、振动频率的大小和/或按压时间的长短，对开关按压时的手势、力度、习惯进行采集，通过智能自主学习软件来判断操作者的习惯和爱好，进而进入大数据分析系统，可以进行身份的识别、行为预测或智能预判功能，也可以对单个开关附加多个功能，例如：手机持续按一秒为解锁功能，一个开关通过不同的振动幅值、频率、按压设置不同的指令。

普通的按键开关由于结构或成本的限制，应用领域有所受限，而此智能反馈开关通过压电晶体的正、逆压电效应和电路的控制，使得造价成本降低，可靠性高，通过材质的选择，此智能反馈开关可制作成薄厚若一张纸的开关，方便携带，也可将其设计为穿戴键盘。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种智能反馈开关，包括基座，压电晶体，柔性材料，芯片，电源模块，盖板，其中压电晶体贴合在基座上端，柔性材料覆盖在压电晶体上以传递压力使得压电晶体产生电荷，芯片及提供电源的电源模块安装在基座下端，为压电晶体提供电场，产生振动反馈，盖板固定芯片和电源模块，其中芯片包含检测模块，控制模块、驱动模块。

优选地，基座用来放置压电晶体、芯片、和电源模块，其材料是塑制品或者已做好绝缘处理的钢制品；极化后的压电晶体在受到某些物质沿其一定方向施加压力或外界声波的情况下产生电荷，压力和声波的大小影响产生的电荷的大小；检测模块在压电晶体受到施加压力或外界声波情况下，对产生的电荷进行检测放大；可编程的控制模块将检测放大处理后的电荷信号进行分析处理，对压电晶体施加电场，产生机械振动或声波反馈用户指令已处理，同时智能地判断信号指令；驱动模块驱动执行控制模块分析确定的信号指令。

优选地，压电陶瓷材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应是完成智能反馈的关键所在。

优选地，压电晶体包括单个压电晶体，智能反馈开关构成单个智能反馈开关执行结构。

优选地，压电晶体包括多个压电晶体，智能反馈开关构成多个智能反馈开关执行结构。

优选地，压电晶体是具备压电正、逆电原理的材料，例如石英晶体或压电陶瓷。

优选地，检测模块、驱动模块、控制模块为分立模块，或者一起集成到芯片上。

优选地，柔性材料的接缝处用高强度防水剂密封，保证整个智能反馈开关内部防水。