一种柔性织物键盘转让专利
申请号 : CN200810152294.4
文献号 : CN100583009C
文献日 : 2010-01-20
发明人 : 王瑞 , 张美玲 , 马崇启 , 郭兴峰 , 杜立娜
申请人 : 天津工业大学
摘要 :
本发明涉及一种柔性织物键盘，包括按键层、功能层和绝缘层，其特征在于功能层为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性织物；该织物的径向截面为连续交替织造的支撑单元和孔洞单元结构，孔洞单元与按键层的按键位置一一对应；在孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成列电路；在孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成行电路；并且孔洞单元具有如下织物结构：当按键层上的任一按键受压时，该按键对应孔洞单元的上层经向导线与下层纬向导线能够有效接触，导通键盘开关电路；支撑单元具有如下织物结构：当按键层上的任一按键释压时，与该按键对应的孔洞单元相邻的支撑单元能够使孔洞单元恢复原状，断开键盘开关电路。
权利要求 :
1.一种柔性织物键盘，包括由上至下依次连接的按键层、功能层和绝 缘层，其特征在于所述的功能层为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性 织物；该三维柔性织物的经向截面为连续交替织造的支撑单元和孔洞单元结 构，所述孔洞单元与按键层的按键位置一一对应；在孔洞单元的上层织物植 入里面浮长线较长的经向导线，构成功能层的列电路；在孔洞单元的下层织 物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线，构成功能层的行电路；并且所述 的孔洞单元具有如下织物结构：当按键层上的任一按键受压时，按键对应孔 洞单元的上层经向导线与下层纬向导线能够有效接触，导通键盘开关电路； 所述的支撑单元具有如下织物结构：当按键层上的任一按键释压时，与按键 对应孔洞单元相邻的支撑单元能够使所述孔洞单元恢复原状，断开键盘开关 电路。
2.根据权利要求1所述的柔性织物键盘，其特征在于所述的支撑单元 经向截面为“X”形结构、梯形结构、角连锁贯穿接结结构和角连锁分层接 结结构中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的柔性织物键盘，其特征在于键盘的导线 包括金属导线和非金属导线。
说明书 :
技术领域
本发明涉及计算机键盘技术，具体是一种功能层为三维整体织物的柔性 织物键盘，国际专利主分类号拟为Int.Cl.G06 F3/02(2006.01)I。
背景技术
用于计算机的织物键盘在国内外已有一些文献报道，例如，中国专利 (200610050453.0)报道了一种“柔性织物键盘”。该柔性织物键盘包括按 键层、上电路层、隔离层和下电路层，均由不导电的织物构成，且由上至下 依次布置；所述按键层的上表面标识有键盘的键位；隔离层上布设与键位一 一对应的孔洞；上电路层和下电路层分别设置定义列的电路和定义行的电 路，且在隔离层孔洞的相应位置设置一一相对应的电极，两电路连接至一个 信号接口。该键盘的不足是：上电路层、中间的隔离层和下电路层都是独立 织造的平纹织物，并且需要按照键位要求各自独立地挖出一个个对应孔洞 (垂直于织物平面)，然后再按照要求把上电路层、隔离层和下电路层用粘 合剂粘合为键盘开关整体。因此该键盘分别织造过程繁复，对所挖出孔洞要 求严格，但随机织造差异大，且每一层单独织造不仅耗时费力，而且给合层 时的定位增加了难度，质量难于控制和保证。美国专利(US006861961B2) 公开的织物键盘层数更多，最多的共有7层：由上至下依次是上绝缘层、上 电路层、绝缘层、中间导电层、绝缘层、下电路层和下绝缘层，按键装置安 装在上绝缘层和上电路层之间，或者下电路层和下绝缘层之间；在此基础 上，又设计了5层，即去掉上电路层和中间导电层以及中间导电层和下电路 层之间的绝缘层；进一步又设计了4层键盘，即又去掉中间导电层。该键盘 的不足是：同样存在着各层织物单独织造，多层叠合成一个整体，技术要求 严格，组配费时费力，效率低等不足。同时也可看到，减少层数是织物键盘 技术进步的发展方向。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明主要解决的技术问题是，提供一种柔性 织物键盘。该键盘采用一层三维织物做功能层，具有整体结构好，一次成型 快，生产效率高，容易工业化实施等特点。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种柔性织物键盘，包 括由上至下依次连接的按键层、功能层和绝缘层，其特征在于所述的功能层 为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性织物；该三维柔性织物的经向截 面为连续交替织造的支撑单元和孔洞单元结构，孔洞单元与按键层的按键位 置一一对应；在孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成 功能层的列电路；在孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向 导线，构成功能层的行电路；并且所述的孔洞单元具有如下织物结构：当按 键层上的任一按键受压时，按键对应孔洞单元的上层经向导线与下层纬向导 线能够有效接触，导通键盘开关电路；所述的支撑单元具有如下织物结构： 当按键层上的任一按键释压时，与按键对应孔洞单元相邻的支撑单元能够使 所述孔洞单元恢复原状，断开键盘开关电路。
与现有技术相比，本发明柔性织物键盘的有益效果是：功能层由整体 的一层三维柔性织物构成，可在普通织机上实现连续织造，一次整体成型， 不需多层结构每层严格的孔洞定位和层间定位及再粘合的复杂制造工序，因 此织物织造时间比每层织物单独织造方法大幅减少，产品质量及其织造和键 盘制造效率大幅提高，也大大降低了柔性织物键盘的成本，适于工业化推广 应用，有利于电子纺织品和服装的发展及实际应用。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种柔性织物键盘，包 括由上至下依次连接的按键层、功能层和绝缘层，其特征在于所述的功能层 为绝缘纱线和导线连续织造成型的三维柔性织物；该三维柔性织物的经向截 面为连续交替织造的支撑单元和孔洞单元结构，孔洞单元与按键层的按键位 置一一对应；在孔洞单元的上层织物植入里面浮长线较长的经向导线，构成 功能层的列电路；在孔洞单元的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向 导线，构成功能层的行电路；并且所述的孔洞单元具有如下织物结构：当按 键层上的任一按键受压时，按键对应孔洞单元的上层经向导线与下层纬向导 线能够有效接触，导通键盘开关电路；所述的支撑单元具有如下织物结构： 当按键层上的任一按键释压时，与按键对应孔洞单元相邻的支撑单元能够使 所述孔洞单元恢复原状，断开键盘开关电路。
与现有技术相比，本发明柔性织物键盘的有益效果是：功能层由整体 的一层三维柔性织物构成，可在普通织机上实现连续织造，一次整体成型， 不需多层结构每层严格的孔洞定位和层间定位及再粘合的复杂制造工序，因 此织物织造时间比每层织物单独织造方法大幅减少，产品质量及其织造和键 盘制造效率大幅提高，也大大降低了柔性织物键盘的成本，适于工业化推广 应用，有利于电子纺织品和服装的发展及实际应用。
附图说明
图1本发明柔性织物键盘一种实施例的整体结构形状示意图；
图2本发明柔性织物键盘一种实施例的植入经向导线功能层的结构示 意图；
图3本发明柔性织物键盘一种实施例的植入纬向导线功能层的结构示 意图；
图4本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为“X” 形结构的示意图；
图5本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为梯形 结构的示意图；
图6本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为角连 锁贯穿接结结构的示意图；
图7本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为角连 锁分层接结结构的示意图。
图2本发明柔性织物键盘一种实施例的植入经向导线功能层的结构示 意图；
图3本发明柔性织物键盘一种实施例的植入纬向导线功能层的结构示 意图；
图4本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为“X” 形结构的示意图；
图5本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为梯形 结构的示意图；
图6本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为角连 锁贯穿接结结构的示意图；
图7本发明柔性织物键盘一种实施例功能层支撑单元经向截面为角连 锁分层接结结构的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：
本发明设计的柔性织物键盘(以下简称键盘，参见图1-7)，包括按 键层1、功能层2和绝缘层3(参见图1)，其特征在于所述的功能层2为 绝缘纱线25和导线24连续织造成型的三维柔性织物(以下简称织物)；该 织物的经向截面为连续交替织造的支撑单元21和孔洞单元22结构，孔洞单 元22与按键层1的按键位置一一对应；在所述孔洞单元22的上层织物植入 里面浮长线较长的经向导线241(参见图2)，构成功能层2的列电路；在 所述孔洞单元22的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线242 (参见图3)，构成功能层2的行电路；并且所述的孔洞单元22具有如下 织物结构：当按键层1上的任一按键受压时，该按键对应的孔洞单元22的 所述上层经向导线241与所述下层纬向导线242能够有效接触，导通键盘开 关电路；所述的支撑单元21具有如下织物结构：当按键层1上的任一按键 释压时，与该按键对应的孔洞单元22相邻的支撑单元21能够使所述孔洞单 元22恢复原状，断开键盘开关电路。
本发明键盘所述织物由经向截面连续交替的支撑单元21和孔洞单元22 构成。所述的支撑单元21(参见图4-7)是指为所述织物上层的列电路与 织物下层的行电路提供分离断开或绝缘状态的织物支持部分。设计要求所述 支撑单元21具有如下织物结构：当按键层1上的任一按键释(失)压时， 与该按键对应的孔洞单 22相邻的支撑单元21能够使该孔洞单元22恢复 原状，即所述上层的经向导线241与所述下层的纬向导线242能够有效脱离 接触，断开键盘开关电路。
本发明键盘的进一步特征是所述支撑单元21包括四种结构：经向截面 为“X”形结构、梯形结构、角连锁贯穿接结结构和角连锁分层接结结构。 根据需要所述支撑单元21可以任选其中的一种。所述的“X”形结构是指织 物支撑单元21的经向截面结构为“X”形状(参见图4)。所述的梯形结构 是指织物支撑单元21的经向截面结构为梯形形状(参见图5)。所述的角 连锁贯穿接结结构和角连锁分层接结结构都是指织物支撑单元的经向截面结 构为实心矩形的形状(参见图6、7)。所述的角连锁贯穿接结结构和角连 锁分层接结结构两者的区别在于接结经纱穿越织物的厚度或层数不同。角连 锁贯穿接结结构是指接结经纱穿越织物的整体厚度的织物结构(参见图 6)；而角连锁分层接结结构是指接结经纱只穿越织物的部分或层间厚度的 织物结构(参见图7)。这四种织物结构本身为现有技术。除所述四种织物 结构外，本发明并不排除其他适用的织物结构。
本发明键盘所述的孔洞单元22是指为所述织物上层的列电路与织物下 层的行电路提供有效接触或导通空间的织物功能部分。设计要求孔洞单元 22与按键层1的按键位置一一相对应。所述孔洞单元22具有如下织物结 构：当按键层1上的任一按键受压时，该按键对应的孔洞单元22的上层经 向导线241与该孔洞单元22的下层纬向导线242能够有效接触，导通键盘 开关电路。本发明设计所述的孔洞单元22，从经向截面看，是指由织物的 上层和下层以及与该织物的上层和下层两侧相邻的支撑单元21围构成的方 形或基本为方形的孔洞空间(参见图4-7)；从纬向截面看，是指由织物 的上层和下层构成的两端贯通的隧道(即平行于织物平面)。本发明所述的 孔洞与现有技术的垂直于织物平面的孔洞完全不同。
本发明键盘在所述孔洞单元22的上、下两层的内表面或里面特定位置 分别植入经向导线241(列电路)和纬向导线242(行电路)，以实现上、 下电路层的功能。所述的特定位置就是指与按键层1的按键一一对应的位 置。为了使所述的经向导线241与纬向导线242更为有效地接触，设计要求 所述孔洞单元22上、下层织物的内表面导线的浮长线较长。
本发明键盘的进一步特征在于所述的导线24(含经向导线241和纬向 导线242)包括金属导线(如铜丝、铝丝和不锈钢丝等)和非金属导线(如 导电纤维或导电纱线等)。本发明实施例的导线24采用细金属丝。
本发明所述支撑单元21和孔洞单元22的结构形状变化可由织造纱线 的品种、支数、织物组织结构和织造工艺等参数来调整实现。这些都是现有 技术。对于织物键盘的空格键、回车键等非标准键，可以简化为标准键，或 者是依照标准键来织造，相应地调整接口电路。而通过调整总经根数可以调 整织物的幅宽(参见图2-3的Y方向)，以满足织物键盘的宽度要求。
本发明键盘的工作原理是：所述支撑单元21结构设计可实现孔洞单元 22在休息状态(没有或失去按键压力状态)时，隔离开织物上、下层的经 向导线241和纬向导线242，断开键盘开关电路；而所述孔洞单元22在工 作状态(有按键信号或压力状态)时，可使所述织物上、下层的经向导线 241和纬向导线242有效接触，接通键盘开关电路。键盘功能层2的作用主 要就是按照按键指令实现键盘开关电路的通断，即按键受到压力时，键盘开 关电路导通；不受或失去压力时，键盘开关电路断开。
本发明键盘的关键是设计了一种特殊的三维柔性织物，并仅以其作为 键盘的功能层2。本发明的功能层2虽仅有一层织物，但可以实现现有技术 键盘的上电路层、下电路层和带有孔洞绝缘层的多层织物组配而成功能层的 作用。
本发明所述的三维柔性织物可以采用普通织机和三维织造工艺一次连 续织造完成，具有织造效率高，织物整体性良好，便于工业化实施等特点。 本发明所述支撑单元本身的织造工艺参数是在现有技术基础上根据键盘功能 层的需要做了一些调整和改进。这些调整和改进不涉及织造方法或工艺的本 质性调整和改进，是本领域技术人员不经创造性劳动即可实现的。本发明所 述的连续交替织造的支撑单元21和孔洞单元22织物结构及其连续织造方法 是本发明的创新。连续织造方法的创新之处主要在于当织造完所述支撑单元 以后，要把支撑单元21的经纱分为两组，一组经纱织造成为孔洞单元22的 上层，另一组经纱织造成为孔洞单元22的下层。在孔洞单元织物上层的每 个组织点是由上层的一组经纱和一根纬纱交织，在孔洞单元织物下层的每个 组织点是由下层的一组经纱和一根纬纱交织。织物的上下两层对称(如 “X”形结构支撑单元)或基本对称(如梯形结构支撑单元)。孔洞单元织 造完后，重复织造支撑单元和孔洞单元，按照设计要求连续织造下去，织物 两端为支撑单元。本发明键盘采用的按键层1、绝缘层3以及接口电路、开 关电路等也均为现有技术，不再赘述。
本发明未述及之处适用于现有技术。
下面给出本发明的具体实施例，该实施例只是对本发明技术方案的进 一步说明，不构成对本发明权利要求的限制。
实施例1
本实施例的三维柔性织物键盘是正交式的标准104键键盘，采用普通 织机和三维织造工艺织造完成。
设计织物的支撑单元结构为“X”形结构，或说设计X形支撑单元结 构的织物(参见图4，其中数字“①，②，……”代表纬纱，共47根纬 纱；数字“J1、J2……J8”分别代表8层经纱)，织造11层的三维柔性织 物(织物实际的层数由纬纱的层数来定，经纱虽为8层，织物的层数是11 层)。经纱采用刚度较大的150D涤纶长丝；纬纱采用150D高弹涤纶长 丝。为了便于说明，把该织物的断面或经向截面分为四层：J1、J2系统经 纱为上层不变经纱；J3、J4系统经纱为中上层经纱；J5、J6系统经纱为中 下层经纱；J7、J8系统经纱为下层不变经纱。织造时，J3、J4系统经纱与 J1、J2系统经纱在第①纬(第几纬，表示织造时的引纬顺序)交织后， J3、J4系统经纱开始织中层X形结构的上半部分结构；在第纬 时，J3、J4系统经纱与J1、J2系统经纱又和第纬纱共同交织； J5、J6系统经纱与下层J7、J8系统经纱一起和第④纬交织；然后开始织X 形结构的下半部分：在第纬，J3、J4、J5、J6系统经纱交织。在第 纬，J5、J6系统经纱与下层J7、J8系统经纱共同交织。至此，完 成一个“X”形结构的织造。支撑单元由三个“X”形组成，其他两个“X” 形同理织造。所述的X形结构起支撑作用，为平纹组织。在三个X形支撑单 元21的后面，织一个孔洞单元22。在织造孔洞单元22时，8个系统经纱分 为孔洞单元22的上、下两层，J1、J2、J3、J4系统经纱组成孔洞单元上层 的一组经纱，J5、J6、J7、J8系统经纱组成孔洞单元下层的一组经纱，孔 洞的上、下层均采用1/3的斜纹组织。按照设计要求循环支撑单元21和孔 洞单元22一定的次数(本例为22次)后，再织一次所述支撑单元21，依 次循环重复，完成功能层的织造。
从本实施例中可以看出，调节“X”形的个数可以调整支撑单元21的 长度(参见图4中X方向)；调节中上层、中下层的纬纱数及纬纱细度可以 调节孔洞单元22的高度(参见图4中Z方向)。中上层和中下层与上面的 中上层经纱和中下层经纱所述位置相同。循环织造第至纬纬纱时，可 以调节孔洞单元22的长度(参见图4中X方向)。
采用直径86μm的细不锈钢丝做导线。在设计的特定位置处J1、J2、 J3、J4系统经纱采用所述细不锈钢丝做经向导线241，在孔洞单元22上层 的内层或里面形成经向较长的细不锈钢丝浮长线，经浮长线长度为3，构成 经向导线241；在孔洞单元22下层的特定位置处纬纱也采用所述细不锈钢 丝导线，在孔洞单元22下层形成纬向较长的细不锈钢丝浮长线，纬浮长线 长度为3，构成纬向导线242。经纬经浮长线的长度设计以保证经、纬向导 线的有效接触为原则。根据设计的纬向导线242的特定位置，使孔洞单元 22下层的纬纱，如第纬中 穿入或植入细不锈钢丝，纬向细不锈钢丝为8根。8个系统的经纱采用顺穿 法，共需8片综，J1至J8个系统的经纱分别穿入1至8片综，每筘8入。
当经纱为4根细不锈钢丝时，穿1、2、3、4片综；当经纱为8根细不 锈钢丝时，穿1、2、3、4片综，循环2次。对于纬向也可以是4根细不锈 钢丝，如第纬中穿入，根据开关的需要确定经纬纱 细不锈钢丝的根数，但应满足1/3斜纹的循环，纬纱(纬向导线)应处于孔 洞单元22下层的中间位置。
织造好功能层织物后，与现有技术的按键层和绝缘层以及开关电路、 接口电路等组件直接装配为本发明所述的柔性织物键盘。
实施例2
设计标准键盘，所述支撑单元结构为梯形结构织物。
设计织物的支撑单元21结构为梯形，或说设计梯形支撑单元织物(参 见图5)。其中数字“①，②，……”代表纬纱，共44根纬纱；数字 “J1、J2……J8”分别代表8层经纱。为了便于说明，把该织物的断面或经 向截面图分为三层：J1、J2系统经纱为上层不变经纱；J3、J4系统经纱为 中层经纱；织造时，J3、J4系统经纱为中层经纱，织第⑦、⑧、⑩、以 及纬时作为中层经纱，在第②、③、纬与下层 的J5、J6、J7、J8系统经纱共同交织在下层，在第 纬与J1、J2系统经纱交织在上层。J5、J6、J7、 J8系统经纱为下层不变经纱。由第①至纬，即可织完一个循环的支撑单 元21和孔洞单元22。按照设计要求循环支撑单元21和孔洞单元22一定的 次数(本例为22次)后，完成功能层的织造。余同实施例1。
从本实施例中可以看出，调节梯形的个数可以调整支撑单元21的长度 (参见图5中X方向)；调节中层的纬纱数及纬纱细度，可以调节孔洞单元 21的高度(参见图5中Z方向)。循环织造第至纬纬纱时，可 以调节孔洞单元21的长度(参见图5中X方向)。
实施例3
设计标准键盘，支撑单元结构为角连锁贯穿接结结构的织物。
设计织物的支撑单元21结构为贯穿接结结构(参见图6)，该结构本 身及其织造方法均为现有技术，不再赘述。在织造完成一个角连锁贯穿接结 支撑单元21后，接续织造一个孔洞单元22。在织造孔洞单元22时，8个系 统经纱分为孔洞单元的上、下两层，J1、J2、J3、J4系统经纱组成孔洞单 元22的上层一组经纱，J5、J6、J7、J8系统经纱组成孔洞单元22的下层 一组经纱，孔洞单元22的上、下层均采用1/3的斜纹组织。按照设计要求 循环支撑单元21和孔洞单元22一定的次数(本例为22次)后，再织一次 所述支撑单元21；依此循环重复，完成功能层1的织造。余同实施例1。
实施例4
设计标准键盘，支撑单元21结构为角连锁分层接结结构的织物。
设计织物的支撑单元21结构为角连锁分层接结结构(参见图7)，织物 本身及其织造方法均为现有技术。在织造完成一个角连锁分层接结结构的支 撑单元21后，接续织造一个孔洞单元22。织造孔洞单元22的方法同于实 施例3所述角连锁贯穿接结结构孔洞单元22的织造方法。余同实施例1。
本发明设计的柔性织物键盘(以下简称键盘，参见图1-7)，包括按 键层1、功能层2和绝缘层3(参见图1)，其特征在于所述的功能层2为 绝缘纱线25和导线24连续织造成型的三维柔性织物(以下简称织物)；该 织物的经向截面为连续交替织造的支撑单元21和孔洞单元22结构，孔洞单 元22与按键层1的按键位置一一对应；在所述孔洞单元22的上层织物植入 里面浮长线较长的经向导线241(参见图2)，构成功能层2的列电路；在 所述孔洞单元22的下层织物对应地植入里面浮长线较长的纬向导线242 (参见图3)，构成功能层2的行电路；并且所述的孔洞单元22具有如下 织物结构：当按键层1上的任一按键受压时，该按键对应的孔洞单元22的 所述上层经向导线241与所述下层纬向导线242能够有效接触，导通键盘开 关电路；所述的支撑单元21具有如下织物结构：当按键层1上的任一按键 释压时，与该按键对应的孔洞单元22相邻的支撑单元21能够使所述孔洞单 元22恢复原状，断开键盘开关电路。
本发明键盘所述织物由经向截面连续交替的支撑单元21和孔洞单元22 构成。所述的支撑单元21(参见图4-7)是指为所述织物上层的列电路与 织物下层的行电路提供分离断开或绝缘状态的织物支持部分。设计要求所述 支撑单元21具有如下织物结构：当按键层1上的任一按键释(失)压时， 与该按键对应的孔洞单 22相邻的支撑单元21能够使该孔洞单元22恢复 原状，即所述上层的经向导线241与所述下层的纬向导线242能够有效脱离 接触，断开键盘开关电路。
本发明键盘的进一步特征是所述支撑单元21包括四种结构：经向截面 为“X”形结构、梯形结构、角连锁贯穿接结结构和角连锁分层接结结构。 根据需要所述支撑单元21可以任选其中的一种。所述的“X”形结构是指织 物支撑单元21的经向截面结构为“X”形状(参见图4)。所述的梯形结构 是指织物支撑单元21的经向截面结构为梯形形状(参见图5)。所述的角 连锁贯穿接结结构和角连锁分层接结结构都是指织物支撑单元的经向截面结 构为实心矩形的形状(参见图6、7)。所述的角连锁贯穿接结结构和角连 锁分层接结结构两者的区别在于接结经纱穿越织物的厚度或层数不同。角连 锁贯穿接结结构是指接结经纱穿越织物的整体厚度的织物结构(参见图 6)；而角连锁分层接结结构是指接结经纱只穿越织物的部分或层间厚度的 织物结构(参见图7)。这四种织物结构本身为现有技术。除所述四种织物 结构外，本发明并不排除其他适用的织物结构。
本发明键盘所述的孔洞单元22是指为所述织物上层的列电路与织物下 层的行电路提供有效接触或导通空间的织物功能部分。设计要求孔洞单元 22与按键层1的按键位置一一相对应。所述孔洞单元22具有如下织物结 构：当按键层1上的任一按键受压时，该按键对应的孔洞单元22的上层经 向导线241与该孔洞单元22的下层纬向导线242能够有效接触，导通键盘 开关电路。本发明设计所述的孔洞单元22，从经向截面看，是指由织物的 上层和下层以及与该织物的上层和下层两侧相邻的支撑单元21围构成的方 形或基本为方形的孔洞空间(参见图4-7)；从纬向截面看，是指由织物 的上层和下层构成的两端贯通的隧道(即平行于织物平面)。本发明所述的 孔洞与现有技术的垂直于织物平面的孔洞完全不同。
本发明键盘在所述孔洞单元22的上、下两层的内表面或里面特定位置 分别植入经向导线241(列电路)和纬向导线242(行电路)，以实现上、 下电路层的功能。所述的特定位置就是指与按键层1的按键一一对应的位 置。为了使所述的经向导线241与纬向导线242更为有效地接触，设计要求 所述孔洞单元22上、下层织物的内表面导线的浮长线较长。
本发明键盘的进一步特征在于所述的导线24(含经向导线241和纬向 导线242)包括金属导线(如铜丝、铝丝和不锈钢丝等)和非金属导线(如 导电纤维或导电纱线等)。本发明实施例的导线24采用细金属丝。
本发明所述支撑单元21和孔洞单元22的结构形状变化可由织造纱线 的品种、支数、织物组织结构和织造工艺等参数来调整实现。这些都是现有 技术。对于织物键盘的空格键、回车键等非标准键，可以简化为标准键，或 者是依照标准键来织造，相应地调整接口电路。而通过调整总经根数可以调 整织物的幅宽(参见图2-3的Y方向)，以满足织物键盘的宽度要求。
本发明键盘的工作原理是：所述支撑单元21结构设计可实现孔洞单元 22在休息状态(没有或失去按键压力状态)时，隔离开织物上、下层的经 向导线241和纬向导线242，断开键盘开关电路；而所述孔洞单元22在工 作状态(有按键信号或压力状态)时，可使所述织物上、下层的经向导线 241和纬向导线242有效接触，接通键盘开关电路。键盘功能层2的作用主 要就是按照按键指令实现键盘开关电路的通断，即按键受到压力时，键盘开 关电路导通；不受或失去压力时，键盘开关电路断开。
本发明键盘的关键是设计了一种特殊的三维柔性织物，并仅以其作为 键盘的功能层2。本发明的功能层2虽仅有一层织物，但可以实现现有技术 键盘的上电路层、下电路层和带有孔洞绝缘层的多层织物组配而成功能层的 作用。
本发明所述的三维柔性织物可以采用普通织机和三维织造工艺一次连 续织造完成，具有织造效率高，织物整体性良好，便于工业化实施等特点。 本发明所述支撑单元本身的织造工艺参数是在现有技术基础上根据键盘功能 层的需要做了一些调整和改进。这些调整和改进不涉及织造方法或工艺的本 质性调整和改进，是本领域技术人员不经创造性劳动即可实现的。本发明所 述的连续交替织造的支撑单元21和孔洞单元22织物结构及其连续织造方法 是本发明的创新。连续织造方法的创新之处主要在于当织造完所述支撑单元 以后，要把支撑单元21的经纱分为两组，一组经纱织造成为孔洞单元22的 上层，另一组经纱织造成为孔洞单元22的下层。在孔洞单元织物上层的每 个组织点是由上层的一组经纱和一根纬纱交织，在孔洞单元织物下层的每个 组织点是由下层的一组经纱和一根纬纱交织。织物的上下两层对称(如 “X”形结构支撑单元)或基本对称(如梯形结构支撑单元)。孔洞单元织 造完后，重复织造支撑单元和孔洞单元，按照设计要求连续织造下去，织物 两端为支撑单元。本发明键盘采用的按键层1、绝缘层3以及接口电路、开 关电路等也均为现有技术，不再赘述。
本发明未述及之处适用于现有技术。
下面给出本发明的具体实施例，该实施例只是对本发明技术方案的进 一步说明，不构成对本发明权利要求的限制。
实施例1
本实施例的三维柔性织物键盘是正交式的标准104键键盘，采用普通 织机和三维织造工艺织造完成。
设计织物的支撑单元结构为“X”形结构，或说设计X形支撑单元结 构的织物(参见图4，其中数字“①，②，……”代表纬纱，共47根纬 纱；数字“J1、J2……J8”分别代表8层经纱)，织造11层的三维柔性织 物(织物实际的层数由纬纱的层数来定，经纱虽为8层，织物的层数是11 层)。经纱采用刚度较大的150D涤纶长丝；纬纱采用150D高弹涤纶长 丝。为了便于说明，把该织物的断面或经向截面分为四层：J1、J2系统经 纱为上层不变经纱；J3、J4系统经纱为中上层经纱；J5、J6系统经纱为中 下层经纱；J7、J8系统经纱为下层不变经纱。织造时，J3、J4系统经纱与 J1、J2系统经纱在第①纬(第几纬，表示织造时的引纬顺序)交织后， J3、J4系统经纱开始织中层X形结构的上半部分结构；在第纬 时，J3、J4系统经纱与J1、J2系统经纱又和第纬纱共同交织； J5、J6系统经纱与下层J7、J8系统经纱一起和第④纬交织；然后开始织X 形结构的下半部分：在第纬，J3、J4、J5、J6系统经纱交织。在第 纬，J5、J6系统经纱与下层J7、J8系统经纱共同交织。至此，完 成一个“X”形结构的织造。支撑单元由三个“X”形组成，其他两个“X” 形同理织造。所述的X形结构起支撑作用，为平纹组织。在三个X形支撑单 元21的后面，织一个孔洞单元22。在织造孔洞单元22时，8个系统经纱分 为孔洞单元22的上、下两层，J1、J2、J3、J4系统经纱组成孔洞单元上层 的一组经纱，J5、J6、J7、J8系统经纱组成孔洞单元下层的一组经纱，孔 洞的上、下层均采用1/3的斜纹组织。按照设计要求循环支撑单元21和孔 洞单元22一定的次数(本例为22次)后，再织一次所述支撑单元21，依 次循环重复，完成功能层的织造。
从本实施例中可以看出，调节“X”形的个数可以调整支撑单元21的 长度(参见图4中X方向)；调节中上层、中下层的纬纱数及纬纱细度可以 调节孔洞单元22的高度(参见图4中Z方向)。中上层和中下层与上面的 中上层经纱和中下层经纱所述位置相同。循环织造第至纬纬纱时，可 以调节孔洞单元22的长度(参见图4中X方向)。
采用直径86μm的细不锈钢丝做导线。在设计的特定位置处J1、J2、 J3、J4系统经纱采用所述细不锈钢丝做经向导线241，在孔洞单元22上层 的内层或里面形成经向较长的细不锈钢丝浮长线，经浮长线长度为3，构成 经向导线241；在孔洞单元22下层的特定位置处纬纱也采用所述细不锈钢 丝导线，在孔洞单元22下层形成纬向较长的细不锈钢丝浮长线，纬浮长线 长度为3，构成纬向导线242。经纬经浮长线的长度设计以保证经、纬向导 线的有效接触为原则。根据设计的纬向导线242的特定位置，使孔洞单元 22下层的纬纱，如第纬中 穿入或植入细不锈钢丝，纬向细不锈钢丝为8根。8个系统的经纱采用顺穿 法，共需8片综，J1至J8个系统的经纱分别穿入1至8片综，每筘8入。
当经纱为4根细不锈钢丝时，穿1、2、3、4片综；当经纱为8根细不 锈钢丝时，穿1、2、3、4片综，循环2次。对于纬向也可以是4根细不锈 钢丝，如第纬中穿入，根据开关的需要确定经纬纱 细不锈钢丝的根数，但应满足1/3斜纹的循环，纬纱(纬向导线)应处于孔 洞单元22下层的中间位置。
织造好功能层织物后，与现有技术的按键层和绝缘层以及开关电路、 接口电路等组件直接装配为本发明所述的柔性织物键盘。
实施例2
设计标准键盘，所述支撑单元结构为梯形结构织物。
设计织物的支撑单元21结构为梯形，或说设计梯形支撑单元织物(参 见图5)。其中数字“①，②，……”代表纬纱，共44根纬纱；数字 “J1、J2……J8”分别代表8层经纱。为了便于说明，把该织物的断面或经 向截面图分为三层：J1、J2系统经纱为上层不变经纱；J3、J4系统经纱为 中层经纱；织造时，J3、J4系统经纱为中层经纱，织第⑦、⑧、⑩、以 及纬时作为中层经纱，在第②、③、纬与下层 的J5、J6、J7、J8系统经纱共同交织在下层，在第 纬与J1、J2系统经纱交织在上层。J5、J6、J7、 J8系统经纱为下层不变经纱。由第①至纬，即可织完一个循环的支撑单 元21和孔洞单元22。按照设计要求循环支撑单元21和孔洞单元22一定的 次数(本例为22次)后，完成功能层的织造。余同实施例1。
从本实施例中可以看出，调节梯形的个数可以调整支撑单元21的长度 (参见图5中X方向)；调节中层的纬纱数及纬纱细度，可以调节孔洞单元 21的高度(参见图5中Z方向)。循环织造第至纬纬纱时，可 以调节孔洞单元21的长度(参见图5中X方向)。
实施例3
设计标准键盘，支撑单元结构为角连锁贯穿接结结构的织物。
设计织物的支撑单元21结构为贯穿接结结构(参见图6)，该结构本 身及其织造方法均为现有技术，不再赘述。在织造完成一个角连锁贯穿接结 支撑单元21后，接续织造一个孔洞单元22。在织造孔洞单元22时，8个系 统经纱分为孔洞单元的上、下两层，J1、J2、J3、J4系统经纱组成孔洞单 元22的上层一组经纱，J5、J6、J7、J8系统经纱组成孔洞单元22的下层 一组经纱，孔洞单元22的上、下层均采用1/3的斜纹组织。按照设计要求 循环支撑单元21和孔洞单元22一定的次数(本例为22次)后，再织一次 所述支撑单元21；依此循环重复，完成功能层1的织造。余同实施例1。
实施例4
设计标准键盘，支撑单元21结构为角连锁分层接结结构的织物。
设计织物的支撑单元21结构为角连锁分层接结结构(参见图7)，织物 本身及其织造方法均为现有技术。在织造完成一个角连锁分层接结结构的支 撑单元21后，接续织造一个孔洞单元22。织造孔洞单元22的方法同于实 施例3所述角连锁贯穿接结结构孔洞单元22的织造方法。余同实施例1。