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有一拆一,从结构与原理谈机械键盘轴体

 昵称29435191 2018-11-29

放假了,升级游戏装备的朋友也多。今年显卡贵,还不如先买外设。说起外设,机械键盘是不可少的,而轴体可以说是机械键盘的灵魂。时至今日,市面上主流的轴体有六种,樱桃原厂轴,仿 MX 轴,双飞燕光轴,其他光电轴,静电容,定制轴。想知道是怎样的吗?拆拆看

1. 原厂黑轴

原厂黑轴有六个部件组成,轴体有两个触点,对应的分别是静片和动片。平的是静片负责导通,静片影响回弹和发声。弹簧,下盖,上盖,开关帽

总行程:4-0.4mm

触发行程:2 ± 0.6 mm

初始压力:30 cN min.

触发压力:60 ± 20 cN

段落压力:无

段落行程:无

点评:图中的 BLACK SWITCH Linear ( 60cN ) 中的 60cN 即说的这个开关的特点压力。所以黑轴被描述为 60cN 特点。

黑轴的触发行程经常被误以为 1.5mm,请注意官方给出的数据是 2mm,后面的 ± 0.6 mm 只是设计允许出现的误差,不计入常规数据。

以上信息均是德国的黑轴源文件提供的数据

简单介绍:cherry 德国原厂樱桃 MX 黑轴 触发行程 2.0mm 触发压力 60g 点击寿命 5000 万次

2. 原厂青轴

黑轴,茶轴,红轴结构是基本上是一致的,但是青轴的结构有一点点不一样

注意看,开关帽多了一块白色的东西,俗称白套。

开关帽的构造主要是影响键程和 Click 声,同时还会影响键程。而在青、红、茶、黑中,Click 声最响的就是青轴,那是因为青轴选用的是分体式开关帽,就是由这个蓝色的开关帽上的白色小底座决定的。

总行程:4-0.5mm

触发行程:2.2 ± 0.6 mm

初始压力:25 cN min.

触发压力:50 ± 15 cN

段落压力:60 ± 15 cN

段落行程:1.75 mm

点评:青轴是最具机械键盘特点的轴体,从数据上分析特点在哪。

与其他 3 种常见的轴体黑、茶、红不同的是,初始压力仅是 25cN。第一手感 " 软 "。触发行程是 2.2mm,触发需要更 " 远 " 的行程 ( 0.2mm ) ,当然 0.2mm 的距离,可以忽略不计。

在 0-1.3mm 的键程中 ( 1.3mm ) ,压力克数变化是 20cN ( 45-20cN ) ,手感是平缓增加。

但从 1.3 到 1.75mm 键程中 ( 0.45mm ) ,压力克数变化是 15cN ( 45-60cN ) ,咔嗒声带来的手感很有 " 力量 "。

过了段落点后,压力克数也随之减小至 50cN 产生触发,随之平缓到 60cN 触底。

所以,所谓的青轴段落感强,关键还是行程中压力的变化这个是客观原因,声音仅仅是表象

3. 雷蛇绿轴

在仿 MX 轴之中,最为特别也是最贵的应该就是凯华生产的雷蛇轴(新的雷蛇轴代工已经更换)

雷蛇轴有绿轴和橙轴两种,年头接触过当年负责人刘江,知道很多凯华的有趣事情。其中绿轴对应的经典 MX 青轴,橙轴对应的是茶轴。

雷蛇 RGB 绿轴和雷蛇单色橙轴的上盖及下盖的材质均为 PA66 材质(聚酰胺 66 或尼龙 66)。从颜色来看,雷蛇这两种轴体的 2 个触点金属片材质都采用了黄铜材质,并且在金属触点位置也都采用了镀金工艺。

结构而言,和 MX 轴还是基本上一致的,行程变短了。MX 轴为 2.2ms,而雷蛇轴为 1.9ms,比起原厂轴更加快

4. 樱桃红轴,松鼠红轴,高特红轴

松鼠轴主要是 KBtalking 的前方有着一个可爱的小松鼠,所以大家就亲切的称它为 " 松鼠轴 "。左樱桃,右高特,中间的就是松鼠轴

松鼠轴的黑轴压力比起经典 MX 轴小一点,但变化不大。变化最大的反而是寿命,经典黑轴的寿命是 5000 万次,其他的仅为 2000 万次;而松鼠轴是全员 8000 万次。

5. 凯华 box 轴

BOX 轴主要用在达尔优的键盘上面,也是凯华生产的。

相比 CHERRY 青轴,内部结构已经很大不同了。

导通和发声过程分析

轴芯(触发器)+ 弹簧,套在内部的轴柱上,通过上下活动来主导整个开关的运作。

左边三角凸起刮擦扭力弹簧变形、回位,然后撞击内壁出声。

右边凸起刮擦绿色 T 行传动件,挤开封闭的开关区内的触点接触,判定。

(PS:CHERRY 轴是接触后导通,BOX 轴是断开后导通。)

在这个空间里,只有机械行为,没有电子讯号产生(普通轴的讯号在这里通过触点接触产生),这个机械结构中弹簧的作用是保证手感的压力克重。

只看弹片,简化了因为它只负责导通。

而普通机械轴的弹片,一方面是导通,一方面要负责手感,越复杂就越难控制

声腔并非耳机才有,在我体验这 10 天,我认为这个 " 声腔 " 它是个黑科技。

这个声腔值得注意,是个向下和向外的开放式(类似于耳机的开放式腔体)的腔体,

然后靠近轴体内壁有个很细的扭力弹簧(力道小、速度快),

它就是按键咔嗒,咔嗒发声的声源。

在轴芯的下压过程中,向外挤开扭力弹簧的力臂,

下到 2mm 左右形变最大,继续下压,二者的接触瞬间被断开,

弹簧在扭力作用下瞬间归位,撞击内壁发出声音,

弹簧撞击端顶部有个 " 鱼钩 ",这个设计应该是制造处更干脆悦耳的撞击声,

同时外壁还有个限位的凸起,来控制弹簧准确回位和降低抖动。

相比于 MX 轴,box 轴的行程更加短,仅有 1.8mm。寿命也达到了 8000 万次,比起经典 MX 黑轴更高。

6. 赛睿 QS1 轴

这个貌似凯华代工的,凯华自己的 KO 轴结构上基本上一样

造型上,赛睿 QS1 轴体上盖为奶白色,底座为黑色,黑白两色形成了强烈的反差,而固定在键盘上时轴体黑色底座为钢板遮挡并不太明显。赛睿 QS1 轴轴体底部一共有 6 个金属针脚与 2 个塑料材质的轴体固定脚,由于 QS1 轴为中心发光,底座中心的四个金属针脚也全为 LED 灯针脚,而在下方不对称 2 个不对称金属针脚才是轴体触发信号传输的通道。

同大多数轴一样,QS1 采用轴体两侧的卡扣固定,用镊子轻轻一挑就可以打开。与传统机械轴体结构一样,赛睿 QS1 轴同样由上盖、轴芯、弹簧、底座以及金属片几大部分组成,结构相同,但就造型上 QS1 轴与类 Cherry 轴却相去甚远。

对比类 Cherry 轴轴芯,QS1 轴轴芯高度下降,中心为圆形空档,而这也是继罗技欧姆龙轴之后在轴体造型上的另一大突破。

赛睿 QS1 轴的簧片正面采用镀金工艺处理,背面则为金属本色,因为设计不同,簧片工艺自然有所变动,对比之下,赛睿 QS1 轴的簧片给人的第一感觉就是更小,但仅从面积上孰优孰劣不能妄下定论。而在轴体弹簧方面,Cherry 轴体弹簧直径普遍为 4mm,而赛睿 QS1 轴弹簧的直径则为 7mm,弹簧圈数为 5 圈,长度为 12mm,这也是为了搭配其独特轴芯而特制的。

45g 压力克数,比起经典 MX 轴轻多了。

中央发光高亮 RGB LED 灯和半透明轴盖设计,提供均匀明亮的发光效果,并且有效杜绝了光从键帽缝隙中透出。

另附:凯华 KO 轴参数

7. 欧姆龙 R 轴

罗技部分产品用,小众产品。

右边的才是欧姆龙轴,左边的是烟台的仿欧姆龙

针脚是 3 针的,跟 MX 轴明显不一样

在触点簧片的对比中,两款轴基本上相同,要说有一点区别的话,就是在簧片的底部侧面,欧姆龙轴的簧片缺角比较小,而烟台轴的比较明显。不过这个位置并不会影响轴体的手感。

欧姆龙的轴体与青轴相比较而言,初始压力都差不多,不过段落压力和段落行程都要比青轴大很多,另外欧姆龙轴的 " 咔哒 " 声也要比青轴大很多,并且更脆,手感相当不错。

烟台轴与欧姆龙轴的初始压力相同,但是烟台轴的段落压力和段落行程要比欧姆龙轴还要大,声音也更脆一些。

以上这些,主要结构还是机械开关,金属触点导通。因此寿命,手感均会受到物理定律的限制,氧化,磨损是一个必然。

而光轴却是另辟蹊径,用光电导通代替金属触点。

8.LK 光轴

光轴比传统的黑轴多了 2 个针脚,总共 4 个针脚。大家可以想象家里的灯泡发光也需要正负极,这个也一样的原理,两个发光源,所以总共四个针脚

拆开后的光轴,看不到传统的金属片。其他配置和传统机械轴是一样的

光轴轴体全部配件,和传统轴不一样的就是各两个针脚的发光原件,这样的原件取代了传统的铜牌,就是血手最直接的提升!

光轴使用红外线开关取代了传统的金属开关,用光信号的通断来实现按键,这样没有物理的摩擦等损耗,基本不会存在损坏的可能!

键帽按下之前,光信号被阻断。而按下之后形成了同路,这样就实现了按键功能

由于结构不一样,行程速度仅仅为 0.2ms,寿命可以达到亿次

和 MX 轴一样,LK 光轴也开始被模仿

比方说,富勒的光轴

结构和原理和 LK 光轴二代有点类似

而 LK 光轴还有第三代

三代主要是加了一个平衡杆的设计,下压的时候能做到百分百垂直。同时,由于平衡杆的作用,也保证了按键不会有松动的隐患

9. 静电容

静电电容键盘内部并没有实质性触点,而是依靠两个电极中的电容变化来判断键盘是否触发。

每一个按键对应电路板上的一个圆圈,圆圈中央设计有两个极其微小的电极。按键下后,电极之间的电容量会产生微妙变化,键盘主控芯片靠感应通过感知电容变化来判断按键是否触发。

富勒 FL8000 静电电容键盘最大的不足之处则在于,它使用了与薄膜上常见的透明硅胶碗。如果说静电电容键盘的按键手感与高端薄膜极其接近,那么透明硅胶碗的使用,则让富勒 FL8000 静电电容键盘薄膜键盘和 Noppoo 108EC-Pro 一样,在使用手感方面与薄膜键盘保持高度一致。

机械键盘从结构上来说,可以分为三类,MX 轴代表的金属触点类,LK 光轴代表的光信号导通类,以及静电容键盘的电极电容值变化类。静电容键盘资料太少,下面还是继续说说 MX 轴与光轴吧

从速度而言,MX 轴现在已经有 1.8ms 行程的键盘,LK 光轴一开始就能做到 0.2ms,相信未来还是光轴更加快

寿命方面,从物理定律而言,MX 轴在起跑线之前就已经输掉。毕竟金属磨损和非金属接触两者已经毫无可比性了。

未来的机械键盘会走到何方,有可能是从更多功能方面进行完善。

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