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自發(fā)電無線開關(guān)的制作方法

文檔序號:11385711閱讀:228來源:國知局
自發(fā)電無線開關(guān)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及開關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及自發(fā)電無線開關(guān)。



背景技術(shù):

隨著電子技術(shù)的進步,各種電器產(chǎn)品在日常生活中被廣泛使用,而控制電器產(chǎn)品的無線遙控器也隨之進入了千家萬戶,但是,無線遙控器在大大方便人們生活的同時,也帶來環(huán)境污染及資源浪費等問題。

首先,無線遙控器在使用的時候,需要采用電池作為電源,而電池大多數(shù)是一次性用品,其使用周期較短,若無線遙控器要長期使用,則必須循環(huán)購買電池,其增加了使用者的經(jīng)濟負擔;其次,制造電池不僅要消耗資源,而且使用后的大量廢棄電池的隨意丟棄也給我們的環(huán)境帶來了不利的影響。近幾年來,全世界各個國家都在極力推行節(jié)能降耗、保護環(huán)境的措施,可見保護環(huán)境已經(jīng)是一件刻不容緩的事情。

目前,全世界在室內(nèi)照明控制領(lǐng)域,主要采用的是安裝在墻壁上的86型蹺板式有線開關(guān)來控制燈具的開啟與關(guān)閉,這就要求在室內(nèi)裝修之前必須把各個開關(guān)的位置進行詳細且準確的規(guī)劃,并且,還要在墻體上預(yù)埋開關(guān)底盒、鑿槽、預(yù)埋pvc管以及穿電纜等操作,不僅費時費力,浪費管線等材料,更重要的是,如果后期發(fā)現(xiàn)開關(guān)布局的位置不盡人意而需要移動或者更改的話,就必須重新鑿墻布線,否則無法變更,而且開關(guān)不能安裝在潮濕以及有防爆要求的場所。

針對上述的問題,現(xiàn)有技術(shù)中,也有采用無線遙控開關(guān)來控制燈具的開啟與關(guān)閉,但是,現(xiàn)有技術(shù)中無線遙控開關(guān)之所以沒有被大眾普遍接受,無法成為主流應(yīng)用,其存在多方面的原因:1)、人們的使用習慣難以改變;2)、一般無線遙控開關(guān)的隨意放置會使得人們常常找不到它,開關(guān)燈具時還要去找無線遙控開關(guān)是一件很費神的事;3)、如果將無線遙控開關(guān)做成可以固定在墻壁上的形式,那今后更換電池將會比較麻煩,必須將無線遙控開關(guān)拆卸下來才可以更換,需要定期更換電池,并且電池使用久了若更換不及時會漏液腐蝕產(chǎn)品,產(chǎn)生有害物質(zhì)污染環(huán)境,其可靠性也大大降低;上述這些不便利的因素阻礙了無線遙控開關(guān)在室內(nèi)照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

另外,在國外也曾有過無線遙控開關(guān)的產(chǎn)品,但是其采用上下往復(fù)式按壓發(fā)電,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命短、可靠性差,且價格高昂,不能普及應(yīng)用。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供自發(fā)電無線開關(guān),旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無線開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、成本高以致難以普及運用的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的,自發(fā)電無線開關(guān),包括微發(fā)電機以及用于向外發(fā)送無線控制信號的控制板;所述微發(fā)電機包括活動布置的磁鐵組以及線圈組,所述線圈組包括鐵芯以及電性連接于所述控制板的導(dǎo)線,所述導(dǎo)線纏繞于所述鐵芯外,形成線圈;所述磁鐵組置于所述線圈組的外側(cè),且與所述線圈的中心線正對布置,其包括永磁體以及分別置于所述永磁體兩相對側(cè)上的導(dǎo)磁板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的自發(fā)電無線開關(guān),通過外部的部件等與磁鐵組連接,操作磁鐵組上下移動,使得線圈組中的線圈中產(chǎn)生交流電,一瞬間的機械能轉(zhuǎn)化成電能,進而實現(xiàn)自發(fā)電為控制板提供電源,使得控制板向外發(fā)送控制信號的效果;該自發(fā)電無線開關(guān)具有有線開關(guān)的可靠性,可靠性較佳,且比傳統(tǒng)開關(guān)更安全、具有遙控開關(guān)的便捷性,無需使用化學(xué)電池,因而不會造成資源重復(fù)浪費與環(huán)境污染;另外,其不用布線,大大節(jié)約了電線、pvc管等原材料,縮短了照明施工周期;并且可以在照明施工后期進行開關(guān)的任意布局,使得布局更加合理;結(jié)構(gòu)簡單,通過蹺板的擺動,可以實現(xiàn)機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換,便于推廣運用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的自發(fā)電無線開關(guān)的立體爆炸示意圖;

圖2是本發(fā)明實施例提供的微發(fā)電機的立體示意圖;

圖3是本發(fā)明實施例提供的磁鐵組的立體爆炸示意圖;

圖4是本發(fā)明實施例提供的磁鐵組的立體示意圖;

圖5是本發(fā)明實施例提供的蹺板與磁鐵組連接的主視示意圖;

圖6是本發(fā)明實施例提供的蹺板的立體示意圖;

圖7是本發(fā)明實施例提供的磁鐵組與線圈組配合的主視示意圖一;

圖8是本發(fā)明實施例提供的磁鐵組與線圈組配合的主視示意圖二;

圖9是本發(fā)明實施例提供的自發(fā)電無線開關(guān)控制外部電器產(chǎn)品的原理示意圖。

具體實施方式

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。

如圖1~9所示,為本發(fā)明提供的較佳實施例。

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的實現(xiàn)進行詳細的描述。

本實施例提供的自發(fā)電無線開關(guān)1,可以用于與各類電器產(chǎn)品進行配套使用,利用該自發(fā)電無線開關(guān)1,控制電器產(chǎn)品的開啟或關(guān)閉,如本實施例中,其用于控制燈具的開啟或關(guān)閉,當然,其也可以運用于控制電視、冰箱以及風扇等的開啟或關(guān)閉。

本實施例中,自發(fā)電無線開關(guān)1包括微發(fā)電機14、控制板以及蹺板12,其中,控制板用于向外發(fā)送無線控制信號,當該控制板通電時,該控制板則可以對外發(fā)出無線控制信號,進而利用該無線控制信號控制外部電器產(chǎn)品的運行狀態(tài),例如開啟或關(guān)閉等;微發(fā)電機14包括活動設(shè)置的磁鐵組144以及固定布置的線圈組,磁鐵組144包括永磁體1443以及兩導(dǎo)磁板1442,該兩導(dǎo)磁板1442分別設(shè)置在永磁體1443的兩相對側(cè)面上,這樣,在永磁體1443的作用下,兩導(dǎo)磁板1442分別形成不同磁極;線圈組包括鐵芯142以及纏繞在鐵芯142外的導(dǎo)線,該導(dǎo)線電性連接控制板,且纏繞在鐵芯142上,形成線圈147,這樣,當鐵芯142中磁場發(fā)生變化時,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,導(dǎo)線中則會形成交流電。

磁鐵組144設(shè)置在鐵芯142的外側(cè),其與鐵芯142之間直接接觸,可以相對于鐵芯142上下滑行,與線圈147的中心線正對布置,且鐵芯142正對于磁鐵組144布置,形成置于兩導(dǎo)磁板1442之間的結(jié)構(gòu)形式。當然,鐵芯142也可以與磁鐵組144呈一定角度的布置,這樣,同樣可以使得穿過鐵芯142內(nèi)的磁感線的方向發(fā)生變化,具體設(shè)置可視實際需要而定。

上述的蹺板12,其中部鉸接布置,形成鉸接中心,這樣,其兩端則可以分別繞著該鉸接中心上下擺動,其中,其一端部與磁鐵組144連接,這樣,通過操作蹺板12的端部的上下移動,則使得整個磁鐵組144隨之上下移動,當然,此時,永磁體1443以及兩導(dǎo)磁板1442也同時上下移動,使得鐵芯142在分別與兩個導(dǎo)磁板1442正對之間切換,由于兩導(dǎo)磁板1442的磁級是不同的,從而,鐵芯142中形成的磁場也隨之變化,進而線圈147中的導(dǎo)線則會產(chǎn)生交流電,實現(xiàn)發(fā)電的效果,使得控制板通電,控制板則對外發(fā)送無線控制信號,控制電器產(chǎn)品的開啟或關(guān)閉。

對上述的操作過程原理具體解釋如下:

上述的鐵芯142具有兩個作用,首先是導(dǎo)磁作用,再則是作磁場換向作用;參照圖6所示,假設(shè)兩導(dǎo)磁板1442中的一導(dǎo)磁板1442的磁極為s極,另一導(dǎo)磁板1442的磁極則為n極。初始時,鐵芯142的端面與一導(dǎo)磁板1442的端面吸合接觸,由于鐵芯142具有導(dǎo)磁的作用,因此鐵芯142相當于延長了該導(dǎo)磁板1442的長度,這樣,磁場的磁感線則會穿過線圈147中,磁感線的方向可近似看做n-s,也就是穿過鐵芯142中的磁感線的方向是由a至b;參照圖7所示,當蹺板12擺動,使得磁鐵組144位置發(fā)生變化時,也就是磁鐵組144與鐵芯142之間的位置相對改變,鐵芯142從一導(dǎo)磁板1442的一側(cè)跳至另一導(dǎo)磁板1442的一側(cè)時,從s極跳至n極時,鐵芯142變成與另一導(dǎo)磁板1442瞬間吸合,并端面接觸在一起,同樣由于鐵芯142具有的導(dǎo)磁作用,因此,鐵芯142相當于延長了另一導(dǎo)磁板1442的長度,磁感線會通過鐵芯142與n極發(fā)生相互引力,鐵芯142中的磁感線方向可近似看做s-n,也就是穿過鐵芯142中的磁感線的方向是由b至a;這樣,通過磁鐵組144上下的運動過程,磁鐵組144與鐵芯142之間的相對位置變化,使通過鐵芯142的磁感線的方向發(fā)生了反轉(zhuǎn),鐵芯142中的磁場方向由先前的n-s突變成了s-n,鐵芯142中磁感線的變化會使套在鐵芯142外部的線圈147產(chǎn)生感生電流,從而實現(xiàn)自發(fā)電的效果。

當然,線圈147中的交變電流經(jīng)過整流電路后,才給控制板提供電源,使得控制板向外發(fā)送無線控制信號。

本實施例提供的自發(fā)電無線開關(guān)1,其通過手動操作蹺板12的上下運動,使得磁鐵組144相對于線圈組上下移動,一瞬間的機械能轉(zhuǎn)化成電能,進而實現(xiàn)自發(fā)電為控制板提供電源,達到控制板向外發(fā)送無線控制信號的效果;該自發(fā)電無線開關(guān)1具有有線開關(guān)的可靠性,可靠性較佳,且比傳統(tǒng)開關(guān)更安全、具有遙控開關(guān)的便捷性,無需使用化學(xué)電池,因而不會造成資源重復(fù)浪費與環(huán)境污染;另外,其不用布線,大大節(jié)約了電線、pvc管等原材料,縮短了照明施工周期;并且可以在照明施工后期進行開關(guān)的任意布局,使得布局更加合理;結(jié)構(gòu)簡單,通過蹺板12的擺動,可以實現(xiàn)機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換,便于推廣運用。

當然,根據(jù)該自發(fā)電無線開關(guān)1運用場合的不同,其也可以不包括蹺板12,只要能夠?qū)崿F(xiàn)磁鐵組144的上下移動則可,這樣,可以利用磁鐵組144與外部的其它部件連接,或者通過直接手動操作磁鐵組144上下移動都可以。微發(fā)電機14作為最基本的工作單元,其中的磁鐵組144的上下移動,可以通過多種方式來實現(xiàn),不僅僅限制于本實施例中的蹺板12。

本實施例中,磁鐵組144在相對線圈組的運動過程中,當鐵芯142與導(dǎo)磁板1442正對時,導(dǎo)磁板1442的端面與鐵芯142的端面是抵接吸引在一起的;當然,作為其它的實施例,兩者之間也可以存在間隙,同樣也可以實現(xiàn)自發(fā)電的效果,具體的布置可根據(jù)實際需要而定。

自發(fā)電無線開關(guān)1還包括底板13,上述的微發(fā)電機14以及蹺板12分別設(shè)置在底板13上,其中,線圈組固定在底板13上,且在底板13上凸設(shè)有兩滑軌板143,該兩滑軌板143相對布置,兩者之間相間布置,形成間隔,且各滑軌板143中設(shè)有沿上下延伸布置的滑軌,磁鐵組144的兩端分別活動置于該兩滑軌中,且可以沿著該滑軌上下移動。

上述滑軌板143的設(shè)置,通過設(shè)置滑軌的長度,可以限制磁鐵組144上下移動的范圍,對齊極限位置進行限位,且可以對磁鐵組144的移動方向進行定位,使得鐵芯142可以與導(dǎo)磁板1442正對布置,達到最佳效果。

本實施例中,磁鐵組144還包括外套架1441,該外套架1441中設(shè)有容腔1444,上述的永磁體1443以及兩導(dǎo)磁板1442置于該外套架1441的容腔1444中,這樣,可以使得永磁體1443以及兩導(dǎo)磁板1442之間連接穩(wěn)固,結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,避免在上下移動的過程中出現(xiàn)位置偏離。

外套架1441的兩端分別設(shè)置滑動凸塊1445,該兩滑動凸塊1445分別活動置于兩滑軌板143的滑軌中,且可以分別沿著滑軌上下移動,從而實現(xiàn)磁鐵組144的上下移動。

在底板13上設(shè)置有凸臺131,上述的蹺板12下表面的中部與該凸臺131鉸接,這樣,蹺板12則置于底板13的上方的位置,便于其端部上下擺動。具體地,可以通過連接軸貫穿凸臺131,而蹺板12下表面的中部轉(zhuǎn)動連接在轉(zhuǎn)軸上,從而蹺板12的端部則可以相對于轉(zhuǎn)軸擺動。

蹺板12的下表面形成有下端開口的凹腔,該凹腔的底部朝外延伸有轉(zhuǎn)動支點121,上述的轉(zhuǎn)軸活動穿設(shè)在該轉(zhuǎn)動支點121中,從而在凸臺131、轉(zhuǎn)軸以及轉(zhuǎn)動支點121的配合下,使得蹺板12的擺動更加方便。

由于磁鐵組144與蹺板12的端部連接,上述的磁鐵組144置于凹腔內(nèi),且與凹腔的側(cè)壁抵接,這樣,即可以保護磁鐵組144,且也使得磁鐵組144與蹺板12之間的連接更加穩(wěn)固。

另外,在蹺板12的端部的兩側(cè)分別朝下延伸有卡條,該卡條的下端形成有卡勾,磁鐵組144置于蹺板12的凹腔中,且位于兩卡條之間,卡條下端的卡勾鉤接在外套架1441上,從而避免磁鐵組144在上下移動的過程中,脫離蹺板12。

本實施例中,線圈組還包括彈性鋼片141,且一端固定布置,另一端連接在鐵芯142上,使得鐵芯142處于懸空狀,這樣,當磁鐵組144向下運行時,磁鐵組144與鐵芯142之間的引力會吸引鐵芯142向下行,彈性鋼片141則向下變形,儲蓄勢能,當磁鐵組144繼續(xù)向下行時,磁鐵組144與鐵芯142之間的引力以及彈性鋼片141的反向作用力超過臨界點時,彈性鋼片141則會以極快的速度帶動鐵芯142回彈,進而達到磁極快速切換、磁感線快速切割線圈147的效果;當然,當磁鐵組144在向上行的過程中,彈性鋼片141則相對應(yīng)向上變形,其作用過程與磁鐵組144下行對應(yīng)。鐵芯142一體成型,其包括中柱以及分別位于中柱兩側(cè)的側(cè)柱,中柱與磁鐵組144正對布置,彈性鋼片141置于鐵芯142上,且連接在中柱與側(cè)柱之間,本實施例中,彈性鋼片141通過鉚釘與鐵芯142固定鉚接,當然,還可以通過其它的連接結(jié)構(gòu)來固定連接。

在底板13上還凸設(shè)有固定支柱145,上述的彈性鋼片141的一端固定連接在該固定支柱145上,另一端朝外延伸,形成懸空狀,連接在鐵芯142上,并且,為了便于該彈性鋼片141的彈性變形,該彈性鋼片141呈彎折狀布置。

本實施例中,中柱與兩側(cè)柱之間形成e形狀,相對應(yīng)地,彈性鋼片141呈c形狀,當然,彈性鋼片141的形狀可以多樣化設(shè)計,只要其能實現(xiàn)彈性變形,在磁鐵組144上下運行的過程中,彈性鋼片141可以驅(qū)動鐵行回彈則可。

上述的導(dǎo)線纏繞在鐵芯142的中柱外,其形成的線圈147至少在300圈或以上,當然,隨著線圈147圈數(shù)的增多,其感生的電壓也就越高。每按蹺板12一次,微發(fā)電機14會發(fā)電一次,發(fā)電時間為每次1.5ms,產(chǎn)生的電壓為9v-15v,產(chǎn)生的電流為30ma;不同的線圈147圈數(shù)、不同的線徑以及不同的磁場強度會有不同的電壓與電流輸出值。

本實施例中,自發(fā)電無線開關(guān)1還包括外框11,該外框11呈環(huán)形狀,其側(cè)壁包裹在底板13的外周,且與蹺板12的外周,這樣,利用該外框11將底板13以及蹺板12形成一體結(jié)構(gòu),保護底板13上微發(fā)電機14以及控制板等元件。在進行自發(fā)電無線開關(guān)1安裝時,可以將外框11及兩側(cè)的蹺板12拿掉,利用螺釘?shù)葘⒆园l(fā)電無線開關(guān)1安裝在墻壁上。

具體地,底板13的外形狀與蹺板12的形狀都成方形狀,外框11也形成環(huán)狀的方形框狀。當然,作為其它的實施例,當蹺板12以及底板13的外形狀改變時,如為圓形或其它異性狀,外框11的形狀也隨之改變。

本實施例中,控制板內(nèi)設(shè)有二極管整流橋元件以及用于發(fā)送無線控制信號的射頻元件,其中,導(dǎo)線、二極管整流元件以及射頻元件依序電性連接,這樣,線圈147中產(chǎn)生的交流電先通過二極管整流元件整流,因為每按動一次蹺板12時,線圈147中電流的正負極性會與上一次的極性相反,用二極管整流元件可以使線圈147電流保持正確的極性為射頻元件供電,整流后的電流給射頻元件供電,驅(qū)動其向外發(fā)射控制信號,控制外部電器產(chǎn)品的開啟或關(guān)閉。

當然,上述的控制信號可以為帶有編碼的無線電波,電器產(chǎn)品接收端收到信號后,驅(qū)動繼電器做吸合與釋放的動作來控制電器產(chǎn)品的開啟與關(guān)閉。

本實施例中的自發(fā)電無線開關(guān)1的底板13可以隨意粘貼在木板、玻璃、大理石、瓷磚等材質(zhì)的表面,也可以用螺絲固定在原先預(yù)埋的開關(guān)底盒上,完全取代原來的傳統(tǒng)86型開關(guān),其安裝時,無需鑿槽挖洞,沒有了鑿墻的噪聲,降耗環(huán)保;在使用方法上,其傳統(tǒng)蹺板式86型開關(guān)一致,用戶還是按原來的方式使用,沒有改變用戶的使用習慣,因而便于推廣普及,可廣泛應(yīng)用于家居、辦公、酒店等各種需要控制設(shè)備開關(guān)的場所。

本實施例中,在底板13上設(shè)置有多個相間的微發(fā)電機14,對應(yīng)地,蹺板12的數(shù)量也為多個,其與微發(fā)電機14的數(shù)量對應(yīng)一致,在底板13上,多個蹺板12依序并排布置,分別用于控制多個微發(fā)電機14的自發(fā)電,這樣,本實施例中的自發(fā)電無線開關(guān)1則形成多鍵蹺板12式的自發(fā)電無線開關(guān)1,其通過對多個蹺板12的操作,可以實現(xiàn)多個微發(fā)電機14的運作,進而控制多個電器產(chǎn)品的開啟或關(guān)閉。

具體地,蹺板12及微發(fā)電機14分別設(shè)置了三個,也就是形成了三鍵蹺板12式自發(fā)電無線開關(guān)1。

當微發(fā)電機14的數(shù)量為多個時,控制板中的二極管整流元件可以相應(yīng)地增加組數(shù),從而可以起到把每個微發(fā)電機14作電源隔離的作用,隔離后,任意一個蹺板12動作時,產(chǎn)生的電流不會對其它的通道產(chǎn)生影響,從而使多個蹺板12完全獨立運行。

本實施例提供的自發(fā)電無線開關(guān)1,其具有以下優(yōu)點:

1)、設(shè)計巧妙、新穎合理;

2)、采用獨立的蹺板式磁路發(fā)電,結(jié)構(gòu)簡單,利于量產(chǎn);

3)、使用壽命長、可靠性高;

4)、無需使用電池,不污染環(huán)境,沒有重復(fù)浪費;

5)、節(jié)約大量電纜及管線;

6)、在潮濕的環(huán)境或者需要防爆的場所均可使用;

7)、比傳統(tǒng)有線開關(guān)更加安全;

8)、有效縮短照明施工周期,節(jié)省人工成本;

9)、可隨意布局開關(guān)位置與組合功能,無需挖孔打洞,使用方便;

10)、與傳統(tǒng)開關(guān)使用方式一致,不改變用戶的習慣,利于推廣;

11)、既可以新裝,又可以直接替換原有普通開關(guān),應(yīng)用價值大,社會經(jīng)濟效益好。

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)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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