一種無電池?zé)o線開關(guān)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無電池?zé)o線開關(guān)及其控制方法，包括殼體，置于殼體表面的開關(guān)以及置于殼體內(nèi)的機械傳動機構(gòu)、微發(fā)電機、整流器、儲能裝置和無線通訊模塊，所述機械傳動機構(gòu)用于在一定外力作用下帶動微發(fā)電機運動；所述微發(fā)電機用于將機械能轉(zhuǎn)換為電能，其產(chǎn)生電能經(jīng)整流器存儲于儲能裝置；所述無線通訊模塊用于發(fā)送編碼信號；所述開關(guān)為能夠自動復(fù)位的按壓式開關(guān)，與儲能裝置和無線通訊模塊電氣連接；按壓使開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時，接通所述儲能裝置為無線通訊模塊的供電回路；非按壓時，所述開關(guān)處于斷開狀態(tài)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠自發(fā)電并能存儲能量，從而簡化了開關(guān)機械設(shè)計，大大降低了開關(guān)的成本。
【專利說明】一種無電池?zé)o線開關(guān)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及開關(guān)控制領(lǐng)域，具體涉及一種無電池?zé)o線開關(guān)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)在各種用電場合廣泛使用，用于啟動或關(guān)閉用電器。現(xiàn)有技術(shù)中，主要采用 86型蹺板式有線開關(guān)，在開關(guān)與被控電器之間需要布線，開關(guān)與用電器直接電氣連接，長期 使用存在漏電的安全隱患；同時這種有線開關(guān)施工非常麻煩，必須要準確設(shè)計開關(guān)的具體 位置、在墻體上開鑿、布電線、埋開關(guān)底盒，這造成了人力物力的資源浪費；更為棘手的問題 是，后期開關(guān)線路改造幾乎只能重新鑿墻布線。
[0003] 現(xiàn)有無線遙控式開關(guān)可以解決布線問題，但幾乎所有無線遙控開關(guān)式都采用電池 供電，當(dāng)代社會越來越重視綠色環(huán)保，廢棄的舊電池將會成為環(huán)境污染的重大問題。
[0004] 為了解決以上問題，一些廠家嘗試將按壓開關(guān)的機械能直接轉(zhuǎn)換成電能作為遙控 式開關(guān)供電使用。但由于按壓開關(guān)產(chǎn)生的能量是相當(dāng)有限的，往往不能滿足使用時間上的 要求；而且需要復(fù)雜的機械構(gòu)造去配合按壓機制，這就增加了成本。
[0005] 故，針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案， 解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種無電池?zé)o線開關(guān)，能自發(fā)電并 能預(yù)先存儲一定能量供給開關(guān)工作，無需使用電池，無需布線，低成本且有利于環(huán)境保護。
[0007] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] -種無電池?zé)o線開關(guān)，包括殼體，置于殼體表面的開關(guān)以及置于殼體內(nèi)的機械傳 動機構(gòu)、微發(fā)電機、整流器、儲能裝置和無線通訊模塊，其中，
[0009] 所述機械傳動機構(gòu)用于在一定外力作用下帶動微發(fā)電機運動；
[0010] 所述微發(fā)電機用于將機械能轉(zhuǎn)換為電能，其產(chǎn)生電能經(jīng)整流器存儲于儲能裝置； [0011] 所述無線通訊模塊用于發(fā)送編碼信號；
[0012] 所述開關(guān)為能夠自動復(fù)位的按壓式開關(guān)，與儲能裝置和無線通訊模塊電氣連接； 按壓使開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時，接通所述儲能裝置為無線通訊模塊的供電回路；非按壓時，所 述開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
[0013] 優(yōu)選地，所述開關(guān)與機械傳動機構(gòu)相連接，操作開關(guān)時能帶動所述機械傳動機構(gòu) 運動。
[0014] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述殼體表面且與所述機械傳動機構(gòu)相連接的受力機構(gòu)， 所述受力機構(gòu)用于接受一定外力作用并帶動機械傳動機構(gòu)運動。
[0015] 優(yōu)選地，所述受力機構(gòu)為手動輪或搖桿。
[0016] 優(yōu)選地，還包括輸入模塊，所述輸入模塊與所述無線通訊模塊相連接。
[0017] 優(yōu)選地，所述儲能裝置為金電容器。
[0018] 優(yōu)選地，所述開關(guān)內(nèi)部設(shè)置彈性結(jié)構(gòu)。
[0019] 本發(fā)明還公開了一種無線開關(guān)的控制方法，所述開關(guān)包括設(shè)置在殼體表面的機械 開關(guān)、發(fā)電裝置、儲能裝置和無線通訊模塊，
[0020] 通過發(fā)電裝置在儲能裝置中預(yù)先存儲電能，供無線通訊模塊供電使用；
[0021] 在無線通訊模塊中設(shè)置編碼信號，上電后即發(fā)送所述編碼信號；
[0022] 按壓機械開關(guān)時，接通儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路；非按壓時，機械開 關(guān)自動恢復(fù)至斷開狀態(tài)，切斷儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路。
[0023] 優(yōu)選地，按壓機械開關(guān)的過程中通過發(fā)電裝置將機械能轉(zhuǎn)換為電能，并存儲在儲 能裝置中。
[0024] 優(yōu)選地，所述開關(guān)還包括用于用戶操作輸入的輸入模塊，預(yù)先設(shè)置輸入模塊與無 線通訊模塊中的編碼信號相綁定；按壓機械開關(guān)的同時操作輸入模塊發(fā)送相應(yīng)的編碼信 號。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：能夠自發(fā)電并能存儲能量，從而無需要 求將每次按壓開關(guān)的機械能轉(zhuǎn)化為電能作為當(dāng)次供電使用，簡化了開關(guān)機械設(shè)計，大大降 低了開關(guān)的成本。使用該開關(guān)，無需進行開鑿布線，降低了施工成本；同時無需使用電池，有 利于環(huán)境保護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明實施例一無電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明實施例二無電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明實施例三無電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明實施例四無電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖。

【具體實施方式】
[0030] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0031] 相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效系統(tǒng)以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細 節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的 描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0032] 現(xiàn)有技術(shù)中，將按壓開關(guān)的機械能直接轉(zhuǎn)換成電能的開關(guān)，由于按壓開關(guān)產(chǎn)生的 能量是相當(dāng)有限的，往往需要復(fù)雜的機械構(gòu)造配合按壓機制，這就增加了成本，影響了無電 池?zé)o線開關(guān)的商業(yè)前景。
[0033] 參見圖1，所示為本發(fā)明實施例一無電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖，包括殼體，置 于殼體表面的開關(guān)105以及置于殼體內(nèi)的機械傳動機構(gòu)101、微發(fā)電機102、整流器103、儲 能裝置104和無線通訊模塊106。
[0034] 機械傳動機構(gòu)101和微發(fā)電機102是聯(lián)動的，為本發(fā)明的發(fā)電裝置，在一定外力作 用下能帶動機械傳動機構(gòu)101運動進而帶動微發(fā)電機102運動；
[0035] 微發(fā)電機102用于將機械能轉(zhuǎn)換為電能，其產(chǎn)生電能經(jīng)整流器103存儲于儲能裝 置 104。
[0036] 開關(guān)105與儲能裝置104和無線通訊模塊106電氣連接；按壓使開關(guān)105處于導(dǎo) 通狀態(tài)時，接通所述儲能裝置104為無線通訊模塊106的供電回路；開關(guān)105內(nèi)部設(shè)置彈性 結(jié)構(gòu)，比如彈簧，按壓時克服彈性應(yīng)力；非按壓時，由于存在彈性應(yīng)力，能夠自動復(fù)位至開關(guān) 斷開狀態(tài)，因此，非按壓時，所述開關(guān)105處于斷開狀態(tài)，供電回路斷開。
[0037] 無線通訊模塊106用于發(fā)送編碼信號；被控電器中也設(shè)置無線通訊模塊，與無電 池?zé)o線開關(guān)100相綁定，用于在兩者間進行信息通訊。每次按壓開關(guān)時，無線通訊模塊106 上電后即發(fā)送一個編碼信號；被控電器接收編碼信號后執(zhí)行相應(yīng)操作。假設(shè)被控電器只有 "開"或"關(guān)"兩種狀態(tài)，每次接收編碼信號后執(zhí)行反操作，也就是說被控電器在"開"狀態(tài)時 執(zhí)行"關(guān)"操作，反之亦然。
[0038] 由于具有儲能裝置104,用戶可以通過發(fā)電裝置預(yù)先在儲能裝置104存儲足夠的 電能。因此，無需要求將每次按壓開關(guān)的機械能轉(zhuǎn)化為電能作為當(dāng)次供電使用，發(fā)電裝置只 需在一定條件下能夠?qū)⑼饬D(zhuǎn)化為電能，從而對發(fā)電效率的要求大大降低，從而大大簡化 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此，本發(fā)明只需采用現(xiàn)有技術(shù)的機械傳動機構(gòu)101和微發(fā)電機102就能滿 足使用要求。
[0039] 本發(fā)明實施例采用能夠自動復(fù)位的開關(guān)105,平時處于斷開狀態(tài)，幾乎不消耗儲能 裝置104所存儲的能量，只有在按壓時接通供電回路才消耗電能，且在非按壓時，能夠自動 恢復(fù)至斷開狀態(tài)，從而能夠延長儲能裝置104中電能的使用時間。
[0040] 由于無電池?zé)o線開關(guān)的低能量消耗，用戶僅僅偶爾操作發(fā)電裝置也是足夠滿足使 用需求；即便能量消耗完畢，通過發(fā)電裝置也可以很快補充能量，滿足開關(guān)正常使用的需 求。
[0041] 在一種優(yōu)選的實施方式中，無線通訊模塊106選用低功耗無線模塊，以便使功耗 進一步降低。
[0042] 整流器103用于整流濾波，在一種優(yōu)選的實施方式中，整流器103為二極管。
[0043] 在一種優(yōu)選的實施方式中，機械傳動機構(gòu)101為傳動帶機構(gòu)或者齒輪機構(gòu)；機械 傳動機構(gòu)101的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計并非本發(fā)明的主要改進之處，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的其他 技術(shù)手段實現(xiàn)機械傳動機構(gòu)101。
[0044] 在一種優(yōu)選的實施方式中，微發(fā)電機102由磁鐵組和線圈組組成；磁鐵組與機械 傳動機構(gòu)101聯(lián)動，而線圈固定在開關(guān)殼體上。當(dāng)外力作用時，機械傳動機構(gòu)101帶動磁鐵 組運動，使磁鐵組和線圈組的相對位置發(fā)生了改變，相當(dāng)于磁場高速切割了線圈，在線圈中 產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)整流器103向儲能裝置104充電。上述僅是微發(fā)電機102的一種實現(xiàn)方 法，微發(fā)電機102如何實現(xiàn)并非本發(fā)明的主要改進之處，本發(fā)明也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其 他技術(shù)手段實現(xiàn)微發(fā)電機102。
[0045] 參見圖2,所示為本發(fā)明實施例二無電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖，開關(guān)105與機 械傳動機構(gòu)101相連接，具有機械上聯(lián)動結(jié)構(gòu)，在開關(guān)105按壓或復(fù)位過程中，能帶動所述 機械傳動機構(gòu)101運動。
[0046] 采用上述技術(shù)方案，每次按壓開關(guān)的過程中，就能將機械能轉(zhuǎn)換為電能存儲在儲 能裝置104中，從而能夠進一步延緩能量消耗；如果儲能裝置104中的能量耗盡，通過多次 按壓開關(guān)就可以產(chǎn)生足夠的電能供開關(guān)正常使用。
[0047] 通過按壓開關(guān)的方式進行轉(zhuǎn)換能量，這種方式對用戶來說是乏味，能量轉(zhuǎn)換效率 也較低，而且會伴隨著對被控電器的控制。
[0048] 在一種優(yōu)選的實施方式中，采用了一種更方便更高效的方式將機械能轉(zhuǎn)換為電 能。參見圖3,所示為本發(fā)明實施例三無電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖，無電池?zé)o線開關(guān)100 還包括設(shè)置在所述殼體表面且與所述機械傳動機構(gòu)101相連接的受力機構(gòu)107,受力機構(gòu) 107和機械傳動機構(gòu)101機械聯(lián)動，受力機構(gòu)107在一定外力作用下能帶動機械傳動機構(gòu) 101運動。
[0049] 在一種優(yōu)選的實施方式中，受力機構(gòu)107為手動輪或搖桿。用戶只需連續(xù)轉(zhuǎn)動設(shè) 置在開關(guān)外殼上的手動輪或搖桿，可以將機械能轉(zhuǎn)換為動能存儲在儲能裝置104中。
[0050] 現(xiàn)有技術(shù)中，很多被控電器都具有多個被控量或者一個開關(guān)控制多個被控電器， 這就需要無線通訊模塊106能發(fā)送多個不同編碼信號。參見圖4,所示為本發(fā)明實施例四無 電池?zé)o線開關(guān)100的原理框圖，還包括輸入模塊108,與無線通訊模塊106相連接。輸入模 塊107為多個按鍵式按鈕或者觸摸式按鈕，每個按鈕預(yù)先與無線通訊模塊106所發(fā)射的一 個編碼信號綁定。
[0051] 在該實施方式中，按壓開關(guān)105時僅僅接通供電回路，使無線通訊模塊106開始上 電工作，并未發(fā)射編碼信號；用戶只有在按壓開關(guān)105的同時在輸入模塊107中選擇相應(yīng)的 按鈕，才發(fā)送相應(yīng)的編碼信號，實現(xiàn)多個控制量的控制。
[0052] 在一種優(yōu)選的實施方式中，儲能裝置104為金電容，也稱為低泄漏電容器，在非工 作狀態(tài)，電能幾乎不損耗，從而降低在非工作狀態(tài)下電能的損耗。
[0053] 在一種優(yōu)選的實施方式中，在開關(guān)100殼體的底面具有固定結(jié)構(gòu)，能將開關(guān)固定 于安裝位置，比如墻面的某一位置。固定結(jié)構(gòu)可以采用螺絲固定的方式，也可以采用雙面膠 或吸盤來固定。
[0054] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明還公開了一種無線開關(guān)的控制方法，能通 過發(fā)電裝置在儲能裝置中預(yù)先存儲電能，供無線通訊模塊供電使用；
[0055] 在無線通訊模塊中設(shè)置編碼信號，上電后發(fā)送所述編碼信號；
[0056] 按壓機械開關(guān)時，接通儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路；非按壓時，機械開 關(guān)自動恢復(fù)至斷開狀態(tài)，切斷儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路。
[0057] 采用上述技術(shù)方案，用戶能夠通過發(fā)電裝置預(yù)先存儲電能，從而無需將每次按壓 開關(guān)的機械能轉(zhuǎn)換為電能做供電使用（這要求精密的機械結(jié)構(gòu)配合）；同時僅僅在按壓開 關(guān)時消耗電能，功耗非常低，用戶每次充電后可以使用很長時間，滿足了正常使用需求。
[0058] 在一種優(yōu)選的實施方式中，按壓機械開關(guān)的過程中通過發(fā)電裝置將機械能轉(zhuǎn)換為 電能，并存儲在儲能裝置中；每次按壓開關(guān)的同時能夠機械能轉(zhuǎn)換為動能，進一步延緩能量 消耗，延長開關(guān)的使用時間。
[0059] 在一種優(yōu)選的實施方式中，開關(guān)還包括用于用戶操作輸入的輸入模塊，輸入模塊 包括多個按鍵按鈕或者觸摸按鈕，預(yù)先設(shè)置輸入模塊與無線通訊模塊中的編碼信號相綁 定，即每個按鈕對應(yīng)無線通訊模塊中的一個編碼信號，按壓機械開關(guān)的同時操作輸入模塊 的按鈕發(fā)送相應(yīng)的編碼信號。
[0060] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精
【權(quán)利要求】
1. 一種無電池?zé)o線開關(guān)，其特征在于，包括殼體，置于殼體表面的開關(guān)（105)以及置于 殼體內(nèi)的機械傳動機構(gòu)（101)、微發(fā)電機（102)、整流器（103)、儲能裝置（104)和無線通訊 模塊（106)，其中， 所述機械傳動機構(gòu)（101)用于在一定外力作用下帶動微發(fā)電機（102)運動； 所述微發(fā)電機（102)用于將機械能轉(zhuǎn)換為電能，其產(chǎn)生電能經(jīng)整流器（103)存儲于儲 能裝置（104); 所述無線通訊模塊（106)用于發(fā)送編碼信號； 所述開關(guān)（105)為能夠自動復(fù)位的按壓式開關(guān)，與儲能裝置（104)和無線通訊模塊 (106)電氣連接；按壓使開關(guān)（105)處于導(dǎo)通狀態(tài)時，接通所述儲能裝置（104)為無線通訊 模塊（106)的供電回路；非按壓時，所述開關(guān)（105)處于斷開狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電池?zé)o線開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)（105)與機械傳動機 構(gòu)（101)相連接，操作開關(guān)時能帶動所述機械傳動機構(gòu)（101)運動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無電池?zé)o線開關(guān)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述殼體表 面且與所述機械傳動機構(gòu)（101)相連接的受力機構(gòu)（107)，所述受力機構(gòu)（107)用于接受一 定外力作用并帶動機械傳動機構(gòu)（101)運動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無電池?zé)o線開關(guān)，其特征在于，所述受力機構(gòu)（107)為手動輪 或搖桿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無電池?zé)o線開關(guān)，其特征在于，還包括輸入模塊（108)，所述 輸入模塊與所述無線通訊模塊（106)相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無電池?zé)o線開關(guān)，其特征在于，所述儲能裝置（104)為金電容 器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無電池?zé)o線開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)（105)內(nèi)部設(shè)置彈性 結(jié)構(gòu)。
8. -種無線開關(guān)的控制方法，所述開關(guān)包括設(shè)置在殼體表面的機械開關(guān)、發(fā)電裝置、儲 能裝置和無線通訊模塊，其特征在于， 通過發(fā)電裝置在儲能裝置中預(yù)先存儲電能，供無線通訊模塊供電使用； 在無線通訊模塊中設(shè)置編碼信號，上電后即發(fā)送所述編碼信號； 按壓機械開關(guān)時，接通儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路；非按壓時，機械開關(guān)自 動恢復(fù)至斷開狀態(tài)，切斷儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線開關(guān)的控制方法，其特征在于，按壓機械開關(guān)的過程中 通過發(fā)電裝置將機械能轉(zhuǎn)換為電能，并存儲在儲能裝置中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線開關(guān)的控制方法，其特征在于，所述開關(guān)還包括用于用 戶操作輸入的輸入模塊，預(yù)先設(shè)置輸入模塊與無線通訊模塊中的編碼信號相綁定；按壓機 械開關(guān)的同時操作輸入模塊發(fā)送相應(yīng)的編碼信號。
【文檔編號】G05B19/04GK104062920SQ201410287127
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】吳建鋒 申請人:杭州派尼澳電子科技有限公司