一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤的製作方法

2023-11-03 11:46:12

一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤的製作方法
【專利摘要】一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤，包括印刷電路板、導氣層、金屬簧片、頂層薄膜、插接件和指示膜，印刷電路板為雙面板，印刷電路板上焊接有插接件；導氣層包括塗有雙面膠的薄膜，其一面與印刷電路板粘接，另一面與頂層薄膜粘接並將金屬簧片封裝固定，導氣層上開有導氣槽和假鍵；指示膜放置在頂層薄膜上。本發明在導氣層上開有假鍵，使在多個按鍵操作時有足夠的空氣交換空間；在頂層薄膜周邊加厚薄膜，防止鍵盤金屬襯板不平造成鍵盤中間鼓起造成的周邊薄膜上的雙面膠鬆弛；在指示膜上增加具有彈性的凸起的防護層，即可用來防止鍵盤受到外部尖銳的機械應力而損壞，提高了對鍵盤防砸、抗砸的可靠性，並具有安裝、維護、使用方便等優點。
【專利說明】一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤，尤其涉及一種在採煤工作面控制裝置上安裝使用的操作鍵盤。
【背景技術】
[0002]在煤礦井下採煤工作面生產過程中，有粉塵、噴霧、片幫，導致控制裝置上的操作鍵盤經常會進水、進潮，或被砸壞，從而降低了控制裝置的可靠性，一般情況下，控制裝置的使用壽命為5年以上，而操作鍵盤的壽命則不足兩年，在環境較惡劣的煤礦有時甚至用不到半年，使操作鍵盤與控制裝置的可靠度不能匹配，操作鍵盤的可靠性成為制約採煤工作面設備使用壽命的瓶頸。
[0003]目前，用於採煤工作面控制裝置上使用設備的操作鍵盤大部分都採用基於硬性薄膜開關式的操作鍵盤，即鍵盤的控制電路採用印刷電路板，通過薄膜將金屬簧片固定在鍵盤的上下電路之間，並通過操作金屬簧片使上下電路導通，從而起到電路開/關導通的作用。薄膜開關式的操作鍵盤具有生產成本低、生產效率高、生產易於標準化等優點，為國內外煤礦設備製造上所普遍採用的一種方法。國外公司的操作鍵盤也經常由於防水性不好，導致鍵盤經常性失效，後來改進工藝，使用整體塗膠並用金屬外框壓死的方法提高了產品的防水能力，但產品無法在進行維修更換，成為一次性的產品，在被砸壞使，只能進行控制裝置的整體更換，降低了設備的可維護性能。
[0004]現有技術中，CN201126776Y公開了一種防水鍵盤，其具有外置的氣囊以實現整體的全密封，但這種外置氣囊容易損壞，不適用於環境惡劣的井下工作面，且氣囊獨立於整個鍵盤外殼，運輸安裝和使用都很不方便。
[0005]為此，本領域急需研製一種具有防水抗砸結構的高可靠性操作鍵盤，以提高煤礦電氣產品的整體可靠性能。

【發明內容】

[0006]為解決上述問題，本發明提出一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤，包括印刷電路板、導氣層、金屬簧片、頂層薄膜、插接件和指示膜，其特徵在於:鍵盤電路採用印刷電路板來實現，印刷電路板為雙面板，分別布置有鍵盤的上電路和下電路，並可通過所述金屬簧片操作使上電路和下電路連通，從而達到電路開/關的作用。印刷電路板上焊接有所述插接件，可與外部電路實現電氣連接。所述導氣層是在薄膜上塗有雙面膠，其一面可與所述印刷電路板粘接，另一面可與所述頂層薄膜粘接並將所述金屬簧片封裝固定，從而使印刷電路板、導氣層、金屬簧片和頂層薄膜以及插接件形成一個組件並達到防水密封作用。
[0007]具體技術方案如下:
[0008]一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤，包括印刷電路板、導氣層、金屬簧片、頂層薄膜、插接件和指示膜，所述印刷電路板為雙面板，分別布置有鍵盤的上電路和下電路，並可通過所述金屬簧片操作使上電路和下電路連通，印刷電路板上焊接有所述插接件；所述導氣層包括塗有雙面膠的薄膜，其一面可所述印刷電路板粘接，另一面與所述頂層薄膜粘接並將所述金屬簧片封裝固定，所述導氣層上開有導氣槽和假鍵，所述導氣槽和假鍵通過裁減所述塗有雙面膠的薄膜形成；所述指示膜放置在所述頂層薄膜上。
[0009]優選所述頂層薄膜的周邊貼覆有一層薄膜使所述指示膜凸起。
[0010]優選所述指示膜上具有按鍵，所述按鍵為凸起的彈性實體。
[0011]上述具有防水抗砸結構的操作鍵盤的裝配方法，包括:
[0012]①印刷電路板測試，確保印刷電路板上電路和下電路的各迴路連接線路可靠，並用酒精將電路板擦拭乾淨；
[0013]②進行導氣層開模切割，將導氣層上的導氣槽和假鍵切割下來，並將周邊殘渣碎屑清理乾淨；
[0014]③將導氣層的一面的不乾膠撕去，與印刷電路板對好粘貼並壓實；
[0015]④將金屬簧片放置在印刷電路板按鍵的上下電路之間，並與電路板鍵盤電路對齊；
[0016]⑤將導氣層的另一面不乾膠撕去，與頂層薄膜對齊粘貼並壓實；
[0017]⑥將指示膜放置在頂層薄膜上，也可用不乾膠固定；
[0018]⑦將已經粘貼好的鍵盤使用雙面膠粘貼在一個金屬襯板上並壓實；
[0019]⑧使用周邊有螺釘孔的金屬防護板把以上操作鍵盤機構通過螺釘緊固在控制裝置殼體上，使操作鍵盤周邊受力，把鍵盤壓實，金屬襯板與殼體通過密封圈壓實，以保證控制裝置殼體腔內的密封。
[0020]本發明的優點在於:①在導氣層上開有假鍵，假鍵作為儲氣囊對被按鍵的壓縮氣體進行排洩，在鍵盤內部形成一個呼吸腔室，使在多個按鍵操作時有足夠的空氣交換空間；
②在頂層薄膜周邊加厚薄膜，使在操作鍵盤安裝時，螺釘加載在金屬防護板上的壓力能夠全部傳導到操作鍵盤的周邊，使操作鍵盤的周邊薄膜上的膠被充分擠壓，從而保證操作鍵盤的密封性，防止鍵盤金屬襯板不平造成鍵盤中間鼓起，周邊薄膜上的雙面膠鬆弛，容易受到外部潮氣的侵蝕；③在指示膜上增加具有彈性的凸起的防護層，即可用來防止鍵盤受到外部尖銳的機械應力而損壞，又可用來防止在操作按鍵框內粘連著大量的汙物，，造成操作困難。通過本方法提高了鍵盤多多鍵操作的適應性，提高了安裝的密封性，提高了對鍵盤防砸、抗砸的可靠性，並具有安裝、維護、使用方便等優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1為本發明所使用的操作鍵盤的爆破分解結構示意圖；附圖標記如下:1-印刷電路板；2_導氣層；3_頂層薄膜；4_指示膜；5_鍵盤防護板；6_鍵盤襯板；7_鍵盤安裝面(法蘭)；8_上電路；9_下電路；10-導氣層雙面膠A面；11-導氣層雙面膠B面；12_鍵盤襯板雙面膠；13_鍵盤襯板與控制裝置殼體法蘭之間的O型密封圈；14_操作鍵盤組件；15-支架控制裝置外殼；
[0022]附圖2為本發明所述操作鍵盤所使用的導氣層示意圖；附圖標記如下:16_按鍵電路開孔；17-導氣槽；18-假鍵(儲氣囊)；
[0023]附圖3為本發明所使用的頂層薄膜的俯視圖；附圖4為本發明所使用的頂層薄膜的側視圖；附圖標記如下:3_頂層薄膜；19_鍵盤頂層周邊加厚的薄膜。【具體實施方式】
[0024]參見附圖1，其顯示了本發明所述操作鍵盤的一個優選實施例的結構示意圖。操作鍵盤整體安裝在支架控制裝置外殼的鍵盤安裝面上，安裝採用法蘭連接。操作鍵盤基本包括印刷電路板、導氣層、金屬簧片、頂層薄膜、插接件和指示膜，印刷電路板為雙面板，分別布置有鍵盤的上電路和下電路，並可通過金屬簧片(未示出)操作使上電路和下電路連通，從而達到電路開/關的作用。印刷電路板上焊接有插接件，可通過接插件與外部電路實現電氣連接。導氣層包括塗有雙面膠的薄膜，其一面(導氣層雙面膠A面)可與印刷電路板下電路側粘接，另一面(導氣層雙面膠B面)可與頂層薄膜粘接並將金屬簧片封裝固定。參見附圖2，導氣層上開有導氣槽和假鍵(即儲氣囊)，導氣槽和假鍵通過裁減導氣層的塗有雙面膠的薄膜形成，使導氣槽和假鍵都處於操作鍵盤的整體框架之內，在導氣槽和假鍵的地方印刷電路板和頂層薄膜之間形成一個厚度為導氣層薄膜厚度的空間場，用來進行按鍵操作時，假鍵作為儲氣囊對被按鍵的壓縮氣體進行排洩，在鍵盤內部形成一個呼吸腔室。在進行多鍵同時操作時，可以通過導氣槽將被壓縮的氣體排洩到假鍵中，防止鍵盤按鍵操作時按鍵的氣體被擠壓從鍵盤邊緣向外排放呼吸，並防止從鍵盤邊緣與外部接觸的部分與外部空氣進行交換而導致的鍵盤進潮。在操作鍵盤的四周靠邊的位置不布置上、下電路和按鍵，參見附圖3，優選在頂層薄膜的周邊多貼一層薄膜(附圖3-4中鍵盤頂層周邊加厚的薄膜)使其凸起，在操作鍵盤固定在控制裝置上時，使操作鍵盤的周邊優先著力被壓緊，以保證鍵盤模塊薄膜周邊的雙面膠被壓實，以增強鍵盤模塊的防水性。指示膜放置在頂層薄膜上，用來指示操作按鍵功能，指示膜上的按鍵為凸起具有彈性實體，使按鍵操作具有手感，鍵盤具有一定的抗砸性能，同時避免操作按鍵框內粘連著大量的汙物，降低鍵盤操作性能。
[0025]上述操作鍵盤可方便的用於採煤工作面液壓支架控制裝置，實現對液壓支架的動作控制，使用時，印刷電路板、導氣層、頂層薄膜、指示膜依次安裝在板狀的操作鍵盤組件上，在指示膜的外側設置鍵盤防護板防止矸石、落煤等對鍵盤造成破壞，組裝完成後的操作鍵盤組件通過鍵盤襯板雙面膠粘貼在板狀的金屬或硬塑料鍵盤襯板上，鍵盤襯板雙面膠一側粘貼上電路，另一側粘貼鍵盤襯板，組裝完成後的鍵盤襯板通過螺栓、焊接、粘接等方式連接在鍵盤安裝面上，為起到更好的防水效果，在鍵盤襯板與控制裝置殼體鍵盤安裝面的法蘭之間設置有O型密封圈。
[0026]上述操作鍵盤的優選的安裝方式包括以下步驟:
[0027]①印刷電路板做防水處理，表面塗抹防水膠，觸盤及焊盤沉金工藝，沉金厚度1.3微米，焊接插接件，完成電路板測試，確保印刷電路板上電路和下電路的各迴路連接線路可靠，並用酒精將電路板擦拭乾淨；
[0028]②導氣層採用VHB材質4920規格的0.40mm厚度的薄膜雙面膠，採用雷射切割技術將導氣槽和假鍵切割下來製作導氣層薄膜，並將導氣層薄膜雷射切割的周邊殘渣碎屑清理乾淨；
[0029]③將導氣層的一面的不乾膠撕去，與印刷電路板對好粘貼並壓實，壓著力不小於15(N / 25mm)。
[0030]④採用300g以上金屬簧片，保證金屬簧片的手感性能，將金屬簧片放置在印刷電路板按鍵的上、下電路之間，並與電路板鍵盤電路對齊，在安裝時應採用橡膠滾輪，將電路板上的雜物吸去，保持印刷電路板按鍵位置上下電路的清潔；
[0031]⑤頂層薄膜為0.25mmPET材質的薄膜，頂層薄膜上不塗膠，將導氣層的另一面不乾膠撕去，與頂層薄膜對齊粘貼並壓實，壓著力不小於15 (N / 25mm)；
[0032]⑥指示膜採用滴塑的方式進行成型，選用具有較好彈性且韌性較好的雙組份AB膠，其厚度使安裝後按鍵稍凸起高出鍵盤金屬防護板，使操作人員可以摸到凸起的鍵，防止在按鍵框內粘連汙物造成操作困難，將指示膜放置在頂層薄膜上，也可用不乾膠固定；
[0033]⑦鍵盤襯板採用金屬加工製作，將已經粘貼好的操作鍵盤組件通過0.5mmPET雙面膠粘貼在鍵盤襯板上並壓實，壓著力不小於15 (N / 25mm)；
[0034]⑧使用周邊有螺釘孔的金屬防護板把以上操作鍵盤機構通過螺釘緊固在支架控制裝置殼體上，使操作鍵盤周邊受力，把鍵盤壓實，金屬襯板與殼體通過密封圈壓實，螺釘的扭矩不小於4Nm，以保證控制裝置殼體腔內的密封變形張力和操作鍵盤周邊薄膜的壓著力。
[0035]以上所述，僅為本發明專利較佳的【具體實施方式】，但本發明專利的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明專利揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明專利的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤，包括印刷電路板、導氣層、金屬簧片、頂層薄膜、插接件和指示膜，其特徵在於: 所述印刷電路板為雙面板，分別布置有鍵盤的上電路和下電路，並可通過所述金屬簧片使上電路和下電路連通，所述印刷電路板上焊接有所述插接件； 所述導氣層包括塗有雙面膠的薄膜，其一面與所述印刷電路板粘接，另一面與所述頂層薄膜粘接並將所述金屬簧片封裝固定，所述導氣層上開有導氣槽和假鍵，所述導氣槽和假鍵通過裁減所述塗有雙面膠的薄膜形成； 所述指示膜放置在所述頂層薄膜上。
2.如權利要求1所述的一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤，其特徵在於:所述頂層薄膜的周邊貼覆有一層薄膜使所述指示膜凸起。
3.如權利要求1所述的一種具有防水抗砸結構的操作鍵盤，其特徵在於:所述指示膜上具有按鍵，所述按鍵為凸起的彈性實體。
【文檔編號】H01H13/86GK103915272SQ201410103812
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】牛劍峰 申請人:北京天地瑪珂電液控制系統有限公司