一种电子表冠模组及电子设备的制作方法

1.本发明涉及智能穿戴设备技术领域。更具体地，涉及一种电子表冠模组及电子设备。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，越来越多的智能穿戴设备尤其是智能手表逐渐走入人们的生活，表冠作为智能手表重要的输入部件，其一被用作按键操作，其二被用作旋转操作。目前，表冠通常采用光学方式进行旋转操作，例如在表冠的转轴上设置光栅盘，用来测量转轴的角度和角位移，该种结构对零器件的加工精度和装配精度要求都非常高，导致表冠的生产良率较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种电子表冠模组及电子设备。该电子表冠模组对加工精度和装配精度要求较低，产品良率较高。
4.根据本发明的一个方面，提供了一种电子表冠模组，包括：形成容纳空间的壳体、穿设于所述壳体的转轴，以及收容于所述容纳空间内的磁性组件和电磁感应组件；
5.所述磁性组件包括固定于所述转轴的环形磁体，所述环形磁体沿其径向方向充磁，且所述环形磁体与所述转轴同轴设置；
6.所述电磁感应组件包括c型铁芯以及缠绕于所述c型铁芯上的线圈，所述c型铁芯设有缺口，所述环形磁体的一部分位于所述缺口处，以使所述线圈位于所述环形磁体形成的磁场内，当转动所述转轴时，所述环形磁体相对于所述线圈运动，所述线圈生成感应电动势，以使所述电磁感应组件采集所述转轴的旋转速度和/或角度。
7.优选地，所述磁性组件还包括与所述转轴固定连接的支撑盘，所述环形磁体设置于所述支撑盘表面。
8.优选地，所述电磁感应组件还包括柔性电路板和围合形成容纳腔的上盖与下盖，所述c型铁芯和线圈位于所述容纳腔内，且所述线圈与所述柔性电路板上的处理器单元连接，所述处理器单元与所述线圈形成回路，以使所述处理器单元采集所述线圈的感应电流信号。
9.优选地，所述线圈包括串联连接的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈分别缠绕于所述c型铁芯的两侧。
10.优选地，多个磁体并排设置在所述支撑盘上形成所述环形磁体，所述磁体的磁极方向沿支撑盘的径向设置，且相邻所述磁体的磁极相反设置。
11.优选地，多个磁体并排设置在所述支撑盘上形成所述环形磁体，所述磁体的磁极方向沿支撑盘的径向设置，相邻所述磁体的磁极相同，且磁场强度不同。
12.优选地，所述转轴位于所述壳体外侧的一端设有帽，所述壳体的内侧表面嵌设有与所述处理器单元连接的导电片，所述转轴上设有与所述导电片接触的固定片，以使所述
帽与所述处理器单元电性连接。
13.优选地，所述转轴的另一端位于所述壳体内，且所述转轴能够延其轴线方向移动，所述壳体内设有按键，通过所述转轴的轴向移动，所述转轴的另一端触发所述按键。
14.优选地，所述转轴上设有驱动所述转轴轴向移动的弹性元件。
15.根据本发明的一个方面，提供了一种电子设备，包括上述的电子表冠模组。
16.本发明的有益效果如下：
17.本发明的电子表冠模组通过所述环形磁体相对于所述电磁感应组件的线圈运动，以使所述电磁感应组件采集所述转轴的旋转速度和/或角度，降低了对加工精度和组装精度的要求，降低了生产难度，提高了产品良率，从而降低生产成本。
附图说明
18.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
19.图1示出本发明电子表冠模组的结构示意图。
20.图2示出本发明电子表冠模组的分解结构示意图。
21.图3示出本发明电子表冠模组的剖视图。
22.图4示出本发明电子表冠模组的局部结构示意图。
23.图5示出本发明电子表冠模组的电磁感应组件的分解图。
具体实施方式
24.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
25.本公开的一些实施例包括电子表冠模组，该电子表冠模组可以并入便携式电子设备中，以便提供输入。所述便携式电子设备可为智能穿戴设备，在一些实施例中，智能穿戴设备是能够戴在用户手腕上的智能手表、智能手环等。
26.在图1和图2所示的本发明电子表冠模组的一种实施方式中，该电子表冠模组包括壳体10、转轴20、磁性组件30和电磁感应组件40，壳体10内形成有容纳空间，磁性组件30和电磁感应组件40收容于所述容纳空间内。转轴20穿设于壳体10，且转轴20能够绕自身轴线旋转，电磁感应组件40固设于壳体10内，磁性组件30与转轴20固定连接，当转动转轴20时，磁性组件30相对于电磁感应组件40运动，即磁性组件30形成的磁场相对于电磁感应组件40运动，电磁感应组件40根据电磁感应现象产生电动势，若电磁感应组件40闭合成一回路，则形成感应电流。根据感应电流或电动势，电磁感应组件40能够采集转轴20的旋转速度和/或旋转角度，从而向电子设备提供一种或多种类型的输入。
27.在本实施方式中，磁性组件30包括环形磁体32，环形磁体32沿其径向方向充磁，且环形磁体32沿转轴20的径向方向设置，即环形磁体32与转轴20同轴设置，通过转动转轴20能够使环形磁体32转动。
28.电磁感应组件40包括线圈41和c型铁芯44，由于线圈41需要与处理器单元连接，因此将电磁感应组件40与壳体10固定连接，避免线圈41在转动过程中影响其电连接的状态。c型铁芯44具有一缺口441，环形磁体44的一部分位于该缺口441处，当环形磁体32转动时，线
圈41周围的磁场发生周期性变化，通过线圈41的磁通量变化，从而线圈41中产生感应电动势。
29.具体地，磁性组件30还包括支撑盘31，支撑盘31的形状设置为圆盘状，并与转轴20同轴固定连接，从而支撑盘31与转轴20一同转动。环形磁体32设置在支撑盘31上，线圈41位于环形磁体32形成的磁场内，当转动转轴20时，多个磁体随支撑盘31一同转动，线圈41周围的磁场发生周期性变化，通过线圈41的磁通量变化，从而线圈41中产生感应电动势。
30.如图5所示，电磁感应组件40还包括上盖42、下盖43和柔性电路板45，上盖42与下盖43围合形成容纳腔，线圈41缠绕在c型铁芯44上，二者共同收容于所述容纳腔内。下盖43和柔性电路板45固定于壳体10内，c型铁芯44固定连接在下盖43上。上盖42和下盖43可以采用磁屏蔽材料制成，例如市售的磁性屏蔽材料spc系列产品，该系列产品均为钢材。其中英文缩写spc中第一个英文字母表示材质，即s(英文全称：steel)表示钢材；第二个spc英文字母表示形状种类用途，即p(英文全称：plate)表示板；第三个英文字母表示钢材种类，即c(英文全称：cold)表示冷轧。该spc系列产品包括spce、spcd等不同牌号产品，其中第四英文字母表示冲压级别，如e(英文全称：elongation)表示深冲级；而d(英文全称：deep drawn)表示深拉伸级。
31.将线圈41置入容纳腔内，能够避免外界的磁场干扰，线圈41缠绕于c型铁芯44，且c型铁芯44设置在靠近环形磁体32处，使得穿过线圈41的磁感线密集，能够准确拾取磁体的磁场变化。柔性电路板45上还设有处理器单元，所述处理器单元与线圈41闭合形成回路，以使处理器单元能够采集线圈41产生的感应电流。
32.本实施方式中的c型铁芯44设置为c型，在c型c型铁芯44的一侧设有缺口441，线圈41包括串联连接的第一线圈411和第二线圈412，第一线圈411和第二线圈412分别缠绕于c型铁芯44的两侧，从而第一线圈411与第二线圈412中均产生感应电流，提高处理器单元的检测精度。上盖42和下盖43与缺口441对应处设置有开口。
33.如图3和图4所示，多个磁体并排设置在支撑盘31上形成环形磁体32，每个所述磁体的磁极方向沿支撑盘31的径向方向设置，即环形磁体32的充磁方向沿支撑盘31的径向充磁。支撑盘31与转轴20同轴设置，环形磁体32上的一部分位于c型铁芯44的缺口441处，并且转动转轴20时，磁环32的一部分始终位于缺口441处，即环形磁体32转动时始终会通过缺口441。由于环形磁体32与c型铁芯44之间具有间隙，二者不直接接触，对加工精度和组装精度的要求较低，降低了生产难度，提高了产品良率，从而降低生产成本。
34.在本实施方式中，相邻所述磁体的磁极相反设置，即相邻磁体的ns极相反设置，当环形磁体32转动时，通过线圈41的磁通量的方向大小交替变化，从而线圈41产生周期性变化的感应电流，所述处理器单元根据该周期性的变化电流，获得转轴20的旋转速度和/或角度，进而获得一种或多种输入信号。该种结构的环形磁体32能够使线圈41产生较大的电流，便于处理器单元获得较为精确的转速或角度值。优选地，环形磁体32可以通过印刷或涂布的方式形成在支撑盘31的表面。
35.在一些实施方式中，相邻所述磁体的磁极相同，即相邻磁体的ns极同，且相邻磁体的磁场强度不同，通过线圈41的磁通量的大小交替变化，从而线圈41产生周期性变化的感应电流，所述处理器单元根据该周期性的变化电流，获得转轴20的旋转速度和/或角度，进而获得一种或多种输入信号。该种结构的环形磁体32加工难度较低，便于生产制造。
36.本发明的电子表冠模组通过转轴带动环形磁体32旋转，使得通过线圈41的磁通量保持变化，从而线圈41产生电动势。由于线圈41与柔性电路板45上的处理器单元形成回路，该电动势驱使电子流动，线圈41中产生周期性电流，从而处理器单元根据该电流获得转轴20的旋转速度和/或角度，进而获得一种或多种输入信号，可用于控制屏幕显示信息的切换或选择，例如通过转动转轴20，可以在智能手表屏幕上滚动页面或选择不同的应用程序。
37.如图3所示，转轴20穿设于壳体10上，转轴20的一端位于壳体10的外侧，且在该侧端部设有帽21，转轴20上还套接有环形的固定片22，壳体10的内侧表面嵌设有导电片11，固定片22与导电片11接触，导电片11与柔性电路板45上处理器单元连接。帽21、转轴20、固定片22和导电片11均由导电金属材料制成，从而实现帽21与所述处理器单元的电性连接。
38.在一些实施方式中，可以将帽21作为触觉开关使用，例如通过使用者的手指触碰帽21，唤醒点亮控制屏幕，然后转动帽21进行应用程序的选择，从而避免在其它物体转动帽21时对设备进行操作，避免发生误操作的问题。也就是说，只有使用者的手指与所述处理器单元建立了电连接后，才能转动帽21对设备进行操作。
39.在一些实施方式中，可以将帽21作为采集使用者身体的电学参数的电极，例如智能穿戴设备可以包括第一用户接触位置，并且帽21在被使用者触碰时形成第二用户接触位置，两处接触位置可以在使用者与设备之间生成电气路径，允许设备的处理器单元感测使用者的电学参数，例如心率、心电图等心脏的电活动等。
40.如图2和图3所示，转轴20的另一端位于壳体10内，且转轴20能够沿其轴向方向移动，壳体10内设有按键12，按键12固定于壳体10的内侧壁上，且位于转轴20的轴线方向。通过转轴20的轴向移动，转轴20的另一端可触发按键12。
41.按压帽21不仅可以沿轴向移动转轴20实现对按键12的触发，还可以通过转动帽21产生磁场变化信息，并通过线圈41输出根据接收到的磁场变化信息转化的信号，不同的输出信号可以用于控制设备屏幕显示信息的切换或选择，相比于触摸屏的设置方式，本具体实施例提供的电子表冠的功能集成化程度提高，并且使用过程更加方便。
42.进一步地，转轴20上设有弹性元件23，具体地，弹性元件23为套接于转轴20外侧的弹簧，该弹簧的一端与壳体10抵接，另一端与转轴20抵接。如图中所示方向，在使用者按压帽21驱动转轴20向右侧移动触发按键12后，弹性元件23向左侧驱动转轴20移动解除对按键12的触发，即弹性元件23驱动转轴20与按键12分离，提供转轴20复位的动力。此时，固定片22与壳体10上的导电片11接触，固定片22可阻挡了转轴20继续向左侧移动，实现了对转轴20轴向移动的限位。
43.本发明还公开了一种包括上述电子表冠模组的电子设备，该电子表冠模组连接到电子设备外壳的侧壁。
44.在一些实施方式中，使用者通过按压或转动电子表冠模组的帽21可对电子设备进行操作。
45.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。