一種自供電的無線開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)和電學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種能自身發(fā)電而解決其工作時所需電能的無線開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)是最廣泛使用的電子電氣元件之一，傳統(tǒng)上開關(guān)可以為分兩大類:一類是通過電纜供電的有線開關(guān)，另一類是通過電池供電的無線開關(guān)。對于通過電纜供電的有線開關(guān)，電纜布線的施工成本是其主要成本，往往施工成本達(dá)到每米數(shù)十元之高，而一個家用燈具開關(guān)的電纜長度往往超過3米，而一個工業(yè)開關(guān)的電纜長度少則數(shù)十米多則百米以上，因此有線開關(guān)的安裝成本通常非常高昂。另一方面，對于通過電池供電的無線開關(guān)，電池的有限使用壽命導(dǎo)致需要定期更換電池，對于一個壽命二十年以上的無線開關(guān)，其消耗的電池可能達(dá)到數(shù)十只，而現(xiàn)有的電池產(chǎn)品在其生產(chǎn)和廢棄過程中存在著非常高的污染風(fēng)險，因此對環(huán)境形成了巨大的壓力。
[0003]基于上述傳統(tǒng)開關(guān)所面臨的問題，本發(fā)明提供一種無需使用電池和電纜供電的無線開關(guān)，在此稱之為自供電的無線開關(guān)。這種無線開關(guān)的按鍵既是發(fā)送“開”和“關(guān)”命令的控制鍵，又是一個機(jī)械能-電能轉(zhuǎn)換裝置的一個部件，該部件獲得人體按壓時所產(chǎn)生的機(jī)械能后，機(jī)械能-電能轉(zhuǎn)換裝置把之轉(zhuǎn)換為電能而輸出，該電能經(jīng)后續(xù)電路處理后供給無線開關(guān)以維持其正常工作。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種能自身發(fā)電而解決其工作時所需電能的無線開關(guān)，從而擺脫傳統(tǒng)上電纜供電或電池供電的束縛。與傳統(tǒng)的無線開關(guān)相比，自供電無線開關(guān)在開關(guān)安裝結(jié)束之后，用戶不需進(jìn)行定期更換電池等維護(hù)工作，不僅實現(xiàn)了“安裝后不管”，而且避免了電池的污染風(fēng)險，更加節(jié)能環(huán)保;與傳統(tǒng)的有線開關(guān)相比，為用戶節(jié)約了一筆昂貴的電纜線材和施工布線成本，同時在使用過程中不會存在電弧引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險，保障了用戶的安全。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種自供電的無線開關(guān)，由微型電機(jī)6、卡箍9、增速齒輪組8、蹺杠7、榔擊頭1和榔擊頭5、砧板2以及底座4組成;微型電機(jī)6通過卡箍9固定在底座4上，增速齒輪組8的輸出軸10與微型電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸10通過共用同一根軸棒進(jìn)行連接，蹺杠7通過中心孔11與增速齒輪組8的輸入軸12進(jìn)行裝配固定連接，榔擊頭1和榔擊頭5分別緊固在蹺杠7的兩端，在底座4上位于蹺杠7下方的位置處固定砧板2。
[0007]在所述的自供電無線開關(guān)中，微型電機(jī)6的電線與一電路模塊3進(jìn)行連接；當(dāng)按壓榔擊頭1或榔擊頭5時，蹺杠7帶動增速齒輪組8進(jìn)行工作，進(jìn)而驅(qū)動微型電機(jī)6的轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，微型電機(jī)6在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生一定的電能，所產(chǎn)生的電能流入電路模塊。電路模塊3由電壓處理單元18、信號處理單元15和無線發(fā)送單元16組成；當(dāng)電路模塊獲得微型電機(jī)6所提供的電能后，由電壓處理單元18驅(qū)動信號處理單元15進(jìn)行工作，信號處理單元15向無線發(fā)送單元16發(fā)送“開”/“關(guān)”指令代碼，隨后無線發(fā)送單元16通過天線17把“開關(guān)”指令代碼向外無線發(fā)送。
[0008]在所述的自供電無線開關(guān)中，砧板2由兩層材料組成:一層是緩沖層13，另一層是磁性材料層14;緩沖層13是一層高分子材料，磁性材料層14可以是任何軟磁性材料也可以是任何硬磁性材料，例如鐵氧體磁性材料、硅鋼片或是硬磁性材料例如鋁鎳鈷合金、鈦鈷合金。在所述的自供電無線開關(guān)中，榔擊頭1和榔擊頭5由磁性材料組成；當(dāng)砧板2的磁性材料層14為軟磁性材料時，榔擊頭1和榔擊頭5可以是任何硬磁性材料;當(dāng)砧板2的磁性材料層14為硬性磁性材料時，榔擊頭1和榔擊頭5可以是任何軟磁性材料。由于榔擊頭1和榔擊頭5的磁性與砧板2的磁性不同，榔擊頭1和榔擊頭5與砧板2之間存在磁性吸引力，并且隨著它們之間的距離減小，吸引力快速增大。在榔擊頭1落在砧板2上的狀態(tài)下，當(dāng)按壓榔擊頭5時，則在按壓過程的起始階段，所施加的壓力經(jīng)歷一個從零逐漸增大的過程，此時由于壓力與榔擊頭5-砧板2間磁性吸引力之和小于榔擊頭1-砧板2間磁性吸引力，蹺杠7保持靜止?fàn)顟B(tài);隨著所施加的壓力逐漸增大，壓力與榔擊頭5-砧板2間磁性吸引力之和大于榔擊頭1-砧板2間磁性吸引力，曉杠7開始隨所施加的壓力轉(zhuǎn)動，由于榔擊頭1和砧板2之間隨著距離增大而磁性吸引力快速減小，以及榔擊頭5和砧板2之間隨著距離減小而磁性吸引力快速增大，因此蹺杠7的轉(zhuǎn)動加速度急劇增加，最后榔擊頭5以及高速的速度落在砧板2上?；谕瑯釉?，在榔擊頭5落在砧板2上的狀態(tài)下，當(dāng)按壓榔擊頭1時，最后榔擊頭1以高速的速度落在砧板2上。由于蹺杠7以極高速度轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動微型電機(jī)6的轉(zhuǎn)子以極高速度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而輸出較大的電能。
[0009]有益效果
本發(fā)明可以應(yīng)用于家用電器、工業(yè)設(shè)備、電插座和各種用電設(shè)備的無線開關(guān)和遙控器，也可應(yīng)用于無線呼叫和呼救等，與傳統(tǒng)的有線或無線開關(guān)相比，不僅安裝和使用成本較低，而且具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。
[0010]
【附圖說明】
[0011]圖1:為本發(fā)明機(jī)械能轉(zhuǎn)電能裝置示意圖；卜榔擊頭、2-砧板、4-底座、5-榔擊頭、6-微型電機(jī)、7-蹺杠、8-增速齒輪組、9-卡箍。
[0012]圖2:為本發(fā)明開關(guān)曉板的結(jié)構(gòu)圖:1-榔擊頭、7-曉杠、11-中心孔、5-榔擊頭。
[0013]圖3:為本發(fā)明卡箍固定底座結(jié)構(gòu)圖:2-砧板、4-底座、9-卡箍。
[0014]圖4:為本發(fā)明砧板2結(jié)構(gòu)圖:13_緩沖層、14-磁性材料層。
[0015]圖5:為本發(fā)明增速齒輪組左視圖:6_微型電機(jī)、10-動力輸出軸、8-增速齒輪組、
12-動力輸入軸。
[0016]圖6:為本發(fā)明電路模塊3功能圖:6_微型電機(jī)、3-電路模塊、18-電壓處理單元、15-信號處理單元、16-無線發(fā)送單元、17-天線。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0019]【具體實施方式】如下:
如圖1、圖6所示，本發(fā)明是一種自供電的無線開關(guān)，由微型電機(jī)6、卡箍9、增速齒輪組8、蹺杠7、榔擊頭1和5、砧板2以及底座4組成;微型電機(jī)6通過卡箍9固定在底座4上，增速齒輪組8的動力輸出軸10與微型電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸10通過共用同一根軸棒連接，榔擊頭1和榔擊頭5分別固定在蹺桿7的兩端，在底座4上位于蹺桿7的位置固定砧板2;另外微型電機(jī)6的電線與電路模塊3相連接；當(dāng)按壓榔擊頭1或者榔擊頭5時，蹺桿7帶動增速齒輪組8進(jìn)行工作，進(jìn)而驅(qū)動微型電機(jī)6的轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，微型電機(jī)6在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生一定的電能，所產(chǎn)生的電能流入電源模塊3，電源模塊3獲得微型電機(jī)6所提供的電能后，由電壓處理單元驅(qū)動信號處理單元進(jìn)行工作，信號處理單元向無線發(fā)送單元發(fā)送“開” / “關(guān)”指令代碼，無線發(fā)送單元通過天線17把“開” / “關(guān)”指令代碼向外無線發(fā)送出去；
如圖1、圖2、圖4、圖5所示，本發(fā)明中砧板2由兩層材料組成:上層是緩沖層13，下層是磁性材料層14;緩沖層13是一層高分子材料，磁性材料層14可以是任何軟磁性材料也可以是任何硬磁性材料;本發(fā)明中榔擊頭1和5由磁性材料組成；當(dāng)砧板2的磁性材料層14為軟磁性材料(例如鐵氧體磁性材料、硅鋼片)時，榔擊頭1和5可以是任何硬磁性材料(例如鋁鎳鈷合金、鈦鈷合金);當(dāng)砧板2的磁性材料層14為硬磁性材料(例如鋁鎳鈷合金、鈦鈷合金)時，榔擊頭1和5可以是任何軟磁性材料(例如鐵氧體磁性材料、硅鋼片)。由于榔擊頭1和5的磁性與砧板2的磁性不同，榔擊頭1和5與砧板2之間存在磁性吸引力，并且隨著它們之間的距離減小，吸引力快速增大。在榔擊頭1落在砧板2上的狀態(tài)下，當(dāng)按壓榔擊頭5時，則在按壓過程的起始階段，所施加的壓力經(jīng)歷從零增大的過程，此時由于壓力與榔擊頭5-砧板2間的磁性吸引力之和小于榔擊頭1-砧板2間磁性吸引力，蹺板7保持靜止不變狀態(tài);隨著所施加的壓力逐漸增大，壓力與榔擊頭5-砧板2間的磁性吸引力之和大于榔擊頭1-砧板2間的磁性吸引力，曉桿7開始隨所施加的壓力轉(zhuǎn)動，由于榔擊頭1和砧板2之間隨著距離增大而磁性吸引力快速減小，以及榔擊頭5和砧板2之間隨著距離減小而磁性吸引力快速增大，因此蹺杠7的轉(zhuǎn)動加速度急劇增加，最后榔擊頭5以極高速的速度落在砧板2上?；谕瑯釉恚诶茡纛^5落在砧板2上的狀態(tài)下，當(dāng)按壓榔擊頭1時，最后榔擊頭1以高速的速度落在砧板2上。與此同時蹺杠7以極高的速度轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動微型電機(jī)6的轉(zhuǎn)子以極高的速度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而輸出較大的電能。
[0020]如圖2、圖3、圖5所不，本發(fā)明中，圖2的開關(guān)曉板是由榔擊頭1、曉桿7、榔擊頭5、中心孔11組成;開關(guān)蹺板通過中心孔11固定在增速齒輪組8的輸入軸12上，從而，蹺桿7的轉(zhuǎn)動將帶著輸入軸12轉(zhuǎn)動，經(jīng)過增速齒輪組8的工作，輸出軸10帶動微型電機(jī)6的轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，微型電機(jī)6在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的條件下產(chǎn)生電能。
【主權(quán)項】
1.一種自供電的無線開關(guān)，其特征在于，由微型電機(jī)(6)、卡箍(9)、增速齒輪組(8)、蹺杠(7)、榔擊頭(1)和(5)、砧板(2)以及底座(4)組成;微型電機(jī)(6)通過卡箍(9)固定在底座(4)上，增速齒輪組(8)的輸出軸(10)與微型電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸(10)通過共用同一根軸棒進(jìn)行連接，蹺杠(7)通過中心孔(11)與增速齒輪組(8)的輸入軸(12)進(jìn)行裝配固定連接，榔擊頭(1)和榔擊頭(5)分別緊固在蹺杠(7)的兩端，在底座(4)上位于蹺杠(7)下方的位置固定砧板(2);微型電機(jī)(6)的電線與一電路模塊(3)進(jìn)行連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自供電無線開關(guān)，其特征在于，砧板(2)由兩層材料組成:一層是緩沖層(13)，另一層是磁性材料層(14);緩沖層(13)是一層高分子材料，磁性材料層(14)為軟磁性材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自供電無線開關(guān)，其特征在于，榔擊頭⑴和榔擊頭(5)由磁性材料組成；當(dāng)砧板(2 )的磁性材料層為軟磁性材料時，榔擊頭(1)和榔擊頭(5 )可以是硬磁性材料;當(dāng)砧板(2)的磁性材料層為硬性磁性材料時，榔擊頭(1)和榔擊頭(5)可以是軟磁性材料。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能自身發(fā)電而解決其工作時所需電能的無線開關(guān)，該無線開關(guān)由微型電機(jī)6、增速齒輪組8、蹺杠7、榔擊頭1和榔擊頭5、砧板2以及底座4組成。當(dāng)按壓榔擊頭1或榔擊頭5時，蹺杠7帶動增速齒輪組8進(jìn)行工作，進(jìn)而驅(qū)動微型電機(jī)6的轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，微型電機(jī)6在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生一定的電能，所產(chǎn)生的電能流入一電路模塊3。當(dāng)電路模塊3獲得微型電機(jī)6所提供的電能后，由其電壓處理單元18驅(qū)動信號處理單元15進(jìn)行工作，無線發(fā)送單元16接受信號處理單元15的“開”/“關(guān)”指令代碼后，通過天線17向外發(fā)送指令代碼。與傳統(tǒng)的有線或無線開關(guān)相比，不僅安裝和使用成本較低，而且具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。
【IPC分類】H02K7/18, G08C17/02
【公開號】CN105469568
【申請?zhí)枴緾N201510851080
【發(fā)明人】曹自平, 楊鋒, 朱洪波
【申請人】南京郵電大學(xué), 南京霍威特電子科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月30日