触摸板组件和电子设备的制作方法

1.本技术涉及触控技术领域，尤其涉及一种触摸板组件及应用其的电子设备。


背景技术：

2.目前，用户在对电子设备(如，笔记本电脑)的触摸板进行按压操作时，不同的位置触发按键开关所需的按压力不同，体验不好。


技术实现要素：

3.本技术第一方面提供一种触摸板组件，其包括：
4.壳体，设置有开口；
5.触摸板，设置于壳体的一侧，触摸板的至少部分从开口处暴露出，触摸板包括按键开关；
6.底板，设置于触摸板远离壳体的一侧，并固定连接于壳体；
7.支架，设置于底板和触摸板之间，并能够在触摸板的带动下做靠近或远离底板的运动；
8.平衡杆，支撑于支架和壳体之间，平衡杆包括卡接于壳体的主体部和连接于主体部的两端的支撑部，支架包括卡接部，支撑部转动连接于卡接部；以及
9.磁体和线圈，位于触摸板和底板之间，磁体和线圈的其中之一者设置于触摸板上，另一者设置于底板上，磁体和线圈能够在电力作用下相互吸引或相互排斥。
10.本技术实施例的触摸板组件，采用平衡杆传递按压力，按压触摸板时，支架能够在触摸板的带动下做靠近或远离底板的运动，进而支架能够带动平衡杆发生转动，使平衡杆将按压力传递给按键开关。此外，磁体和线圈能够在电力作用下相互吸引或相互排斥，使得通过线圈和磁体之间的吸引力或排斥力可促进或阻碍触摸板与底板相对运动，进而补偿用户不同位置触发按键开关的按压力，达到触摸板的不同位置的按压力度基本等同的效果，提升用户体验。
11.一些实施例中，支架设置有贯穿其自身的支架通孔，磁体经支架通孔至少部分容置于线圈内。如此，能够减小整个触摸板组件的厚度，利于应用该触摸板组件的电子设备整体的轻薄化。
12.一些实施例中，壳体包括卡槽，主体部卡接于卡槽。主体部能够在卡槽中轴向转动，但不能脱离卡槽。一些实施例中，卡槽的相对两侧还设置有卡扣，以便于卡入平衡杆，增强平衡杆与第二壳体连接的可靠性，以避免平衡杆从卡槽中脱落。
13.一些实施例中，壳体包括避让槽，支撑部能够在避让槽中活动。由于避让槽的设置，可使得平衡杆具有大的转动空间，从而可使得平衡杆能够及时高效地将按压力传递给按键开关，使得按键开关能够及时被触发，从而使得电子设备的工作性能更加突出。
14.一些实施例中，支架包括对应触摸板设置的主板部以及自主板部延伸超出触摸板的延伸部，支架通孔设置于主板部上，卡接部自延伸部朝向壳体方向延伸。主板部固定于触
摸板上，当用户按压触摸板时，支架能够随触摸板一起朝向底板上下运动。
15.一些实施例中，平衡杆设置于延伸部和壳体之间。延伸部扣设在平衡杆的主体部上。如此，按压触摸板，支架带动平衡杆发生转动，且当按压平衡杆的一端时，整个平衡杆均发生转动。
16.一些实施例中，延伸部设置有贯穿其自身的避让孔，支撑部能够在避让孔中活动。由于避让孔的设置，可使得平衡杆具有大的转动空间，从而可使得平衡杆能够及时高效地将按压力传递给按键开关，使得按键开关能够及时被触发，从而使得电子设备的工作性能更加突出。
17.一些实施例中，多个平衡杆围绕开口间隔设置。平衡杆环绕触摸板，由于平衡杆位于触摸板的外侧，而非是平衡杆直接支撑在触摸板和底板之间，如此使得平衡杆的设置具有较大的空间。在一定程度上，平衡杆的尺寸可相对做粗，进而提升平衡杆对按压力传递的能力。如此，在一定程度上能够提升用户体验度。
18.一些实施例中，多个磁体间隔设置，多个线圈间隔设置，每一个磁体对应一个线圈。由于触摸板组件设置有多个线圈和多个磁体，且多个线圈和多个磁体分散设置，使得当电路板感应到用户在触摸板上的按压位置点时，根据用户的按压位置，控制组件可调整多个线圈中的电磁强度的大小，以补偿用户在不同位置的按压力度，使触摸板在不同位置处用户能够触发按键开关的按压力基本等同。
19.一些实施例中，线圈设置于触摸板上，磁体设置于底板上。线圈与电路板上的控制组件电性连接。当用户按压触摸板时，控制组件能够通过调整施加至线圈的电流的方向，改变线圈的磁场方向，使磁体和线圈处于相互吸引或相互排斥的状态，进而改变触摸板所受到的磁力的方向。控制组件还能够通过调整施加至线圈的电流的大小，调整磁体和线圈之间的吸引力或排斥力的大小。如此，以补偿用户触发按键开关所需的按压力，从而提升用户体验。
20.一些实施例中，按键开关为按键弹片，底板包括与对应按键弹片设置并能够触发按键弹片的凸起。当按键弹片接触底板上的凸起，按键弹片被凸起按压，按键弹片的中部下凹，其中部与电路板上的线路接触后，形成回路，电路板会将按压动作转换为电信号，以使电子设备(如，笔记本电脑)进行相应的操作(如，键盘的输入或点击鼠标)。
21.一些实施例中，按键开关设置于触摸板的中部，但不限于此。
22.一些实施例中，触摸板还包括控制组件，底板设置有贯穿其自身的底板通孔，控制组件从底板通孔处暴露出。如此，利于电路板上的器件散热，或将该些器件与电子设备的其他元器件进行连接。
23.一些实施例中，底板包括安装部，第二壳体包括安装孔。安装部通过紧固件(如螺钉)固定连接至安装孔。另一些实施例中，底板和壳体还可采用其他固定连接的方式，如壳体和底板中，其中一者设置有卡孔，另一者设置有卡块，卡孔和卡块卡接配合，从而实现底板和壳体的配合连接。
24.本技术第二方面提供一种电子设备，其包括上述的触摸板组件。电子设备例如为笔记本电脑，由于其包括上述的触摸板组件，其能够实现全域按压，且能够达到四周的力度和中间的按压力度基本等同的效果，具有较佳的用户体验。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本技术的一些实施例中，电子设备的示意图。
27.图2为本技术的一些实施例中，触摸板组件的分解图。
28.图3为本技术的一些实施例中，壳体、触摸板、线圈及平衡杆组装后的示意图。
29.图4为本技术的一些实施例中，壳体、触摸板、线圈、平衡杆及支架组装后的示意图。
30.图5为本技术的一些实施例中，磁体在底板上的分布示意图。
31.图6为本技术的一些实施例中，触摸板组件的正面示意图。
32.图7为本技术的一些实施例中，触摸板组件的背面示意图。
33.图8为本技术的一些实施例中，触摸组件被按压的结构示意图。
34.主要元件符号说明：
35.电子设备
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100
36.显示屏
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20
37.键盘
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30
38.触摸板组件
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10
39.壳体
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11
40.开口
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111a
41.第一壳体
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111
42.第一开口
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1111
43.第二壳体
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112
44.第二开口
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1121
45.卡扣
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1122
46.避让槽
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1123
47.安装孔
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1124
48.卡槽
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1125
49.触摸板
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12
50.电路板
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121
51.按键开关
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122
52.控制组件
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123
53.芯片
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1231
54.连接器
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1232
55.粘合层
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124
56.操作层
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125
57.平衡杆
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13
58.主体部
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59.支撑部
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60.支架
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61.主板部
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141
62.支架通孔
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1411
63.延伸部
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142
64.避让孔
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1421
65.卡接部
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143
66.线圈
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15
67.磁体
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16
68.底板
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69.凸起
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70.底板通孔
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172
71.安装部
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173
72.紧固件
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18
具体实施方式
73.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
74.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
75.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
76.本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
77.图1为本技术的一些实施例中，电子设备的结构示意图。如图1所示，电子设备100为笔记本电脑。电子设备100包括显示屏20、键盘30和触摸板组件10。触摸板组件10可替代鼠标对电子设备100进行控制以提高电子设备100的便携性，或者触摸板组件10与鼠标协同工作。
78.图2为本技术的一些实施例中，触摸板组件10的结构分解图。如图2所示，触摸板组件10包括壳体11、触摸板12、平衡杆13、支架14、底板17、线圈15、磁体16和紧固件18。
79.壳体11用于固定平衡杆13和底板17。触摸板12位于壳体11的一侧。底板17设置于触摸板12远离壳体11的一侧。支架14位于触摸板12和底板17之间。平衡杆13位于底板17和壳体11之间。平衡杆13转动连接于壳体11，并卡接至支架14。支架14为运动件，其固定于触摸板12，并能在触摸板12的带动下做靠近或远离底板17的运动。平衡杆13支撑于支架14和
壳体11之间，并能够绕支架14的设定支点转动。触摸板12包括按键开关122，当触摸板12被按压时，触摸板12带动支架14朝向底板17运动，以使支架14带动平衡杆13绕支架14的设定支点转动，从而将触摸板12承受的按压力传递给按键开关122。磁体16和线圈15位于触摸板12和底板17之间。磁体16和线圈15能够相互吸引或相互排斥，从而补偿触发按键开关122所需的按压力。该触摸板组件10通过电磁辅助补偿调节，可达到全域同等按压力度，提升用户体验。
80.如图2所示，壳体11包括第一壳体111和连接第一壳体111的第二壳体112。第一壳体111设置有第一开口1111，第二壳体112设置有第二开口1121。第一开口1111开设于第一壳体111的大致中部。第二开口1121开设于第二壳体112的大致中部。第一开口1111和第二开口1121大致呈矩形。第二开口1121与第一开口1111位置对应并连通，共同形成图6所示的开口111a。一些实施例中，第二开口1121的尺寸大于等于第一开口1111的尺寸。即，第二壳体112不会在第一开口1111处暴露。在另一些实施例中，第一开口1111、第二开口1121的形状、位置及尺寸不限于此。
81.第一壳体111的材料例如为金属，以增强壳体11的机械强度。第二壳体112的材料例如为塑胶。另一些实施例中，第一壳体111和第二壳体112为一体成型的，其材质为塑胶或金属。
82.如图2所示，触摸板12设置于壳体11的一侧。触摸板12的尺寸与第一开口1111及第二开口1121的尺寸大致相当。触摸板12对应壳体11的第一开口1111和第二开口1121设置。触摸板12组装至壳体11上后，至少部分触摸板12经第二开口1121、第一开口1111暴露出，以供用户进行触摸按压操作。
83.具体地，触摸板12包括电路板121、按键开关122、控制组件123、粘合层124以及操作层125。电路板121可以为印刷电路板，其还包括用于实现触摸和/或按压操作的其他线路及其他电子器件(图未示)。
84.按键开关122和控制组件123均位于电路板121上并朝向底板17。按键开关122设置于触摸板12的中部，但不限于此。一些实施例中，按键开关122为按键弹片(又称锅仔片)，其电性连接电路板121。底板17的材料可以为金属，底板17包括对应按键开关122设置并能够触发按键开关122的凸起171。当按键弹片接触底板17上的凸起171，按键弹片被凸起171按压，按键弹片的中部下凹，其中部与电路板121上的线路接触后，形成回路，电路板121会将按压动作转换为电信号，以使电子设备100(如，笔记本电脑)进行相应的操作(如，键盘30的输入或点击鼠标)。
85.控制组件123包括电性连接的芯片1231和连接器1232，连接器1232可以为柔性扁平电缆(flexible flat cable，ffc)连接器1232。芯片1231、连接器1232电性连接电路板121，以共同配合识别触摸和/或按压操作。
86.操作层125位于电路板121靠近壳体11一侧，操作层125为接受用户触摸和/或按压操作的膜层。操作层125可起到保护位于其下方的电路板121以及其位于电路板121上的元器件的作用。另外，触摸板12与壳体11组装后，操作层125从壳体11的开口111a暴露出，还作为用户触摸按压操作直接接触的表面。一些实施例中，操作层125的材料为玻璃或者塑胶。
87.粘合层124位于电路板121和操作层125之间。粘合层124用于粘合固定电路板121和操作层125。一些实施例中，粘合层124的材料为双面胶，但不限于此。如图2所示，多个线
圈15间隔固定于电路板121上。线圈15与电路板121上的控制组件123电性连接。四个线圈15在电路板121上呈两行两列间隔分布。位置上，对应每一个线圈15有一个磁体16。线圈15为圆形线圈15，磁体16为圆形磁体16，二者形状相适配，但不限于此。如图5所示，多个磁体16间隔设置于底板17上。线圈15和磁体16配合以补偿用户触发按键开关122所需的按压力。另一些实施例中，线圈15的数量及位置不限于此。并且也可将线圈15设置于底板17上，磁体16设置于电路板121上，二者配合以补偿用户触发按键开关122所需的按压力。
88.具体地，当用户按压触摸板12时，控制组件123能够通过调整施加至线圈15的电流的方向，改变线圈15的磁场方向，使磁体16和线圈15处于相互吸引或相互排斥的状态，进而改变触摸板12所受到的磁力的方向。控制组件123还能够通过调整施加至线圈15的电流的大小，调整磁体16和线圈15之间的吸引力或排斥力的大小。如此，以补偿用户触发按键开关122所需的按压力，从而提升用户体验。
89.请继续参阅图2，如果定义壳体11为触摸板组件10的最上层，那么底板17为触摸板组件10的最下层。底板17为固定件，其固定连接于第二壳体112。具体地，底板17包括安装部173，第二壳体112包括安装孔1124。安装部173通过紧固件18(如螺钉)固定连接至安装孔1124。
90.另一些实施例中，底板17和壳体11还可采用其他固定连接的方式，如壳体11和底板17中，其中一者设置有卡孔，另一者设置有卡块，卡孔和卡块卡接配合，从而实现底板17和壳体11的配合连接。
91.请结合参阅图2、图5和图7，底板17设置有贯穿其自身的底板通孔172。底板17组装至壳体11上后，控制组件123从底板通孔172处暴露出。如此，利于电路板121上的器件散热，或将该些器件与电子设备100的其他元器件进行连接。
92.请结合参阅图2和图3，多个平衡杆13围绕第二开口1121间隔设置。每一平衡杆13包括主体部131和连接于主体部131的两端的支撑部132。主体部131和支撑部132大致呈圆柱体。平衡杆13的材料可以为高弹性模量的金属。支撑部132和主体部131可一体成型，形成大致u型杆。第二壳体112环绕第二开口1121具有多个卡槽1125。卡槽1125的截面呈弧形，与主体部131相适配。每一平衡杆13的主体部131卡接于卡槽1125内，并能够在卡槽1125中轴向转动，但脱离卡槽1125。卡槽1125的相对两侧还设置有卡扣1122，以便于卡入平衡杆13，增强平衡杆13与第二壳体112连接的可靠性，以避免平衡杆13从卡槽1125中脱落。
93.请结合参阅图2和图4，支架14包括对应触摸板12设置的主板部141、自主板部141延伸超出触摸板12的延伸部142以及自延伸部142朝向壳体11方向延伸的卡接部143。支架14的材料可以为金属或塑胶，但不限于此。主板部141固定于触摸板12上。当用户按压触摸板12时，支架14能够随触摸板12一起朝向底板17上下运动。主板部141设置有贯穿其自身的支架通孔1411。电路板121上设置的芯片1231、连接器1232、按键开关122及线圈15等经支架通孔1411暴露出。一些实施例中，磁体16经支架通孔1411至少部分容置于线圈15内，以减小整个触摸板组件10的厚度，利于电子设备100整体的轻薄化。
94.如图4所示，平衡杆13位于第二壳体112和支架14之间。支架14的延伸部142扣设在平衡杆13的主体部131上。支架14的卡接部143具有与支撑部132的形状相适配的半圆形缺口，支撑部132卡接于卡接部143，并能够绕卡接部143转动。按压触摸板12，支架14带动平衡杆13发生转动，且当按压平衡杆13的一端时，整个平衡杆13均发生转动。
95.请结合参阅图2和图4所示，支架14的延伸部142设置有贯穿其自身的避让孔1421，第二壳体112设置有连通第二开口1121的避让槽1123。避让槽1123连通避让孔1421，支撑部132能够在避让槽1123及避让孔1421中活动。由于避让孔1421和避让槽1123的设置，可使得平衡杆13具有大的转动空间，从而可使得平衡杆13能够及时高效地将按压力传递给按键开关122，使得按键开关122能够及时被触发，从而使得电子设备100的工作性能更加突出。
96.平衡杆13用于将触摸板12承受的按压力传递给按键开关122。以下具体说明该按压力传递的过程。为描述方便，定义平衡杆13的主体部131相对两端的支撑部132分别为第一支撑部和第二支撑部。当触摸板12对应第一支撑部的位置被按压时，平衡杆13邻近第一支撑部的位置受到向下并转动的力，使得第一支撑部在支架14的带动下绕卡接部143的设定支点转动(或者说在卡接部143处形成一个杠杆，卡接部143与第一支撑部的接触点即为卡接部143的设定支点)，平衡杆13的主体部131在卡槽1125内转动，进而平衡杆13的另一端的第二支撑部132绕支架14的卡接部143转动。如此，在支架14的卡接部143和平衡杆13的支撑部132的配合下，支架14带动带动整个触摸板12朝向底板17运动。当按键开关122接触底板17上的凸起171，按键开关122被触发，可使电子设备100(如，笔记本电脑)进行相应的操作(如，点击鼠标或键盘30输入等)。
97.需要说明的是，现有的触摸板的开关触发主要是半域的，即，仅触摸板的局部区域能触发开关。这给用户的使用操作造成不便。本技术实施例中，通过设置多个平衡杆，使得触摸板上的任意位置受到的按压力均可以被传递到按键开关，如此能够实现全域触发按键，增强用户体验。
98.此外，现有的触摸板存在不同位置的触发力度和触发行程不一样的问题。具体地，距离按键开关近的位置触发力和触发行程小，而距离按键开关远的位置触发力和触发行程大，使得在使用手感上，体验不好。本技术实施例中，通过增加平衡杆的数量，可在一定程度上减小不同位置的触发力和触发行程的差异。而且，本技术实施例中，平衡杆环绕触摸板，由于平衡杆位于触摸板的外侧，而非是平衡杆直接支撑在触摸板和底板之间，如此使得平衡杆的设置具有较大的空间，使得在一定程度上，平衡杆的尺寸可相对做粗，进而提升平衡杆对按压力传递的能力，如此，在一定程度上能够提升用户体验度。
99.考虑到系统空间的限制，平衡杆不能做的无限粗，以及考虑到平衡杆的材料模量的影响、组装间隙的影响等，本技术的实施例中，还通过在触摸板和底板之间设置线圈和磁体，以进一步提升用户体验度，以实现触摸板12全域的触发力和触发行程基本一致。
100.本技术实施例中，触摸板12为运动件，底板17为固定件，线圈15和磁体16其中之一者设置在触摸板12上，另一者设置在底板17上，当给线圈15通电时，线圈15和磁体16之间能够产生吸引力或排斥力，以促进或阻碍触摸板12向底板17的运动，补偿用户触发按键开关122所需的按压力。如此，用户按压在触摸板12的任意位置，以触发按键开关122时，均具有近似或相同的按压力。
101.如图8所示，用户按压触摸板12的边缘区域时，可控制通向线圈15的电流，使线圈15和磁体16处于相互吸引的状态，触摸板12受到的吸引力可以补偿用户的按压力，促进触摸板12向底板17运动，使得用户实际按压力会比没有线圈15和磁体16作用时偏小，达到用户按压触摸板12的中央位置同等的按压力度的效果。而且，由于线圈15和磁体16的作用，使得按压周边区域时，按压点的行程也会比没有线圈15和磁体16作用时要小。
102.一些实施例中，当用户按压触摸板12后，用户的手指离开触摸板12的过程中，还可以控制线圈15和磁体16，使二者处于相互排斥的状态，以使触摸板12可快速与用户的手指分开，增强用户体验。
103.此外，本技术实施例中，触摸板组件设置有多个线圈和多个磁体，且多个线圈和多个磁体分散设置。当电路板感应到用户在触摸板上的按压位置点时，根据用户的按压位置，控制组件可调整多个线圈中的电磁强度的大小，以补偿用户在不同位置的按压力度，使触摸板在不同位置处用户能够触发按键开关的按压力基本等同。
104.需要说明的是，现有的触摸板的包括以下三种。
105.第一种为采用剪刀脚控制触摸板和底板之间距离。然而，由于剪刀脚尺寸小，其能够调节的距离有限，且仍存在不同位置的触发力和触发行程不平衡的问题。而本技术实施例的触摸板组件，采用多个平衡杆传递按压力，而且平衡杆位于触摸板的外侧，而非是平衡杆直接支撑在触摸板和底板之间，如此使得平衡杆的设置具有较大的空间，使得在一定程度上，平衡杆的尺寸可相对做粗，进而提升平衡杆对按压力传递的能力。另外，本技术实施例中，线圈和磁体的设置，可进一步补偿不同位置的按压力，提升用户体验度。
106.第二种为采用压力感应的方式，在触控板下方放压力应变片，当用户按压触控板会引起应变片的阻值变化，当用户按压超过设定值时，触控板附近的线性马达会带动触控板振动给用户反馈。然而，该种方式，对于每一生产的触摸板模组，因为其变形量不同的缘故，在生产的时候，相同力度对应的应变片的固有电气参数，相差很大，这样就要求对于每一触摸板模组，在组装后需要逐个校准，定补偿参数，这样对生产效率影响较大，在用户后期使用中，发生较大变形时，按压感应可能会出现偏差。本技术实施例的触摸板组件，平衡杆、线圈和磁体的实现成本相较于应变片成本更低，而且为重复性制程，相较于应变片的制备更简单。此外，按键开关采用锅仔片，其压力曲线比振动马达好。
107.第三种为采用压电陶瓷的方式给予用户按压反馈。然而，该种方式中，按压不同位置的压电陶瓷，在收到反馈后开始振动，会有延时的问题；另外，按压不同的位置，压电陶瓷给与的振动量不一样，给用户在不同位置的振动反馈感不一样，会让用户觉得按压开关不敏。参上分析，本技术实施例的触摸板组件，基于按键弹片和多个平衡杆，结合线圈和磁体进行电磁补偿调节，结构简单，并能够实现全域按压，而且通过线圈和磁体的辅助补偿调节，能够达到四周的力度和中间的按压力度基本等同的效果，提升用户体验。
108.以上实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本技术技术方案的精神和范围。