能量采集設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于采集能量的非常簡單且穩(wěn)健的無線無電池設(shè)備（100）。在按鈕壓下/釋放時的致動導(dǎo)致：第一部件（1）繞其中心軸線（11）旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致通過樞轉(zhuǎn)點（14）松動地安裝在所述第一部件（1）上的元件（3）的運動；和能量采集器的發(fā)生器軸線所連接到的第二部件（2）繞中心軸線（11）的旋轉(zhuǎn)，所述發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)軸線與中心軸線（11）重合。在完全壓下/釋放時，元件（3）被迫繞樞轉(zhuǎn)點（14）旋轉(zhuǎn)，從而允許第二部件（2）的豎直凸起插銷（22）與元件（3）的狹槽（30）的每個端部處的凹入?yún)^(qū)域（31、32）脫離并且第二部件（2）旋轉(zhuǎn)到其靜止位置。
【專利說明】能量采集設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及諸如光開關(guān)、傳感器設(shè)備和控制器設(shè)備的無線無電池能量采集設(shè)備的領(lǐng)域，并且更具體來說涉及機電能量采集撥動開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線技術(shù)因為不需要牽引纜線和鉆孔而在設(shè)備放置自由度、便攜性/移動性和安裝成本減少方面呈現(xiàn)出主要優(yōu)勢。由此，這些技術(shù)對于使用諸如光設(shè)備、調(diào)光器、無線遠程控制器和運動或光探測器的傳感器設(shè)備的互連、探測、自動化、控制或監(jiān)控系統(tǒng)尤其具有吸引力，所述系統(tǒng)必須建立在彼此遠離的位置中并且遠離它們控制的設(shè)備。例如，照明控制可以包括旋轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)盤調(diào)光器開關(guān)、滑動調(diào)光器開關(guān)、觸控板調(diào)光器或插入式調(diào)光器開關(guān)。旋轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)盤調(diào)光器開關(guān)具有可以從非常亮調(diào)到非常暗和其之間的所有亮度程度的旋鈕，同時開/關(guān)功能可以集成在旋鈕中或者由單獨按鈕處理?；瑒诱{(diào)光器開關(guān)具有允許調(diào)整光量和亮度的滑動手柄，同時開/關(guān)功能可以集成在手柄中或者由單獨按鈕處理。觸控板調(diào)光器通過在板上移動他的手指來調(diào)整光和亮度。插入式調(diào)光器開關(guān)將插入到插座中，同時燈被插入到開關(guān)中。光和亮度通過在插入式調(diào)光器開關(guān)上撥動來控制。
[0003]這類網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題之一與設(shè)備供電有關(guān)。事實上，由于設(shè)備不接線，所以它們再也不能從電源或通過與控制器的連接來接收用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)中要求的所有操作所必需的電力。因此，已經(jīng)設(shè)想為這些設(shè)備配備內(nèi)置電池。然而，由于設(shè)備的尺寸相當受限，所以電池不可以具有大尺寸，由此導(dǎo)致減少的設(shè)備壽命并且隨后導(dǎo)致可能耗時的勞動力密集的電池更換。
[0004]此問題可以通過提供自供電設(shè)備來解決，該設(shè)備從諸如光、溫度、運動(例如，旋轉(zhuǎn)、振動、流動)和電磁輻射的其周圍環(huán)境或者從與人類使用者的互動來采集操作和通信所需要的能量。
[0005]例如，可以使用諸如ECO 100的電動電力發(fā)生器來為來自EnOcean的專用無線電發(fā)射機模塊PTM 200供電。這種發(fā)生器如同常見電動能量轉(zhuǎn)換器一樣工作,其中磁性兀件在由可以通過適當?shù)陌粹o或開關(guān)搖桿從設(shè)備外側(cè)推動的彈簧致動之后在能量采集線圈中移動。當彈簧被向上或向下推動時，所產(chǎn)生的電能供應(yīng)到模塊PTM 200，并且包括32位模塊ID和電源電壓的極性的RF電報隨后可以通過模塊PTM 200傳輸。然而，此說明性解決方案對于與專有控制技術(shù)一起工作來說最佳，這使得在選擇與其他控制技術(shù)一起操作時系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計更復(fù)雜并且更昂貴。事實上，隨后需要網(wǎng)關(guān)來從專有控制技術(shù)轉(zhuǎn)化成例如與IEEE 802.15.4和基于ZigBee標準的協(xié)議兼容的標準控制技術(shù)。此外，采集到的能量的量與磁場改變的速度成比例，該速度又由機械器件/采集器的一些部分的移動速度確定。使用者對按鈕采取動作(壓下/釋放/握住)的速度通常不足并且不可預(yù)測。致力于最佳化諸如機械器件、電力采集、轉(zhuǎn)換和儲存以及與負載(無線電)集成的設(shè)計的技術(shù)方面以便匹配可從使用者動作采集到的能量的量可能導(dǎo)致犧牲諸如提供給使用者的功能性、控制的直觀性和控制的使用便利性(例如，與電源或電池供電的設(shè)備相比，所需步驟的數(shù)量和次序)的可用性方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目標在于提供一種非常簡單并且穩(wěn)健的無線無電池的能量采集設(shè)備，該設(shè)備能夠通過完全推動和釋放開關(guān)按鈕來采集足夠的能量。
[0007]此目標通過如權(quán)利要求1所述的無線無電池的能量采集設(shè)備來實現(xiàn)。
[0008]因此，提供一種簡單、穩(wěn)健并且允許在推動和釋放按鈕時采集能量的采集機制。所提出的采集設(shè)備或采集器非常簡單、非常穩(wěn)健并且僅在具體動作結(jié)束時采集能量，即，當按鈕被完全壓下/釋放時(即，無論如何不受動作速度影響)。
[0009]根據(jù)第一方面，無線無電池的能量采集設(shè)備包括:
-適于繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)的第一部件；
-第二部件，其適于從第二部件的第一端部開始繞第一部件的中心軸線旋轉(zhuǎn)；
-元件，其具有穿過該元件形成的狹槽和橫向凸起部分，所述狹槽的每個端部分別包括第一和第二凹入?yún)^(qū)域；
-連接到第一部件的第一端部的部分的第一彈簧；
-連接到第二部件的第一端部的部分的第二彈簧；
-第一止擋件；
-面對第一止擋件的第二止擋件；
-第三止擋件；以及 -面對第三止擋件的第四止擋件，
其中:
-第二部件的第二端部具有豎直凸起插銷；
-能量采集器的發(fā)生器軸線連接到第二部件，這樣使得發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)軸線與中心軸線重合；
-豎直凸起插銷適于嚙合所述元件的狹槽；
-所述元件松動地安裝在第一部件的第二端部的部分上；以及 -第三和第四止擋件限制第一部件的角運動。
[0010]根據(jù)可以與第一方面組合的第二方面，無線無電池的能量采集設(shè)備包括按鈕，其壓下和/或壓下之后的釋放引起第一部件的第一端部的角運動，由此致動采集機制。
[0011]根據(jù)可以與第二方面組合的第三方面，在按鈕壓下時，此角運動是在第一彈簧彈性地變形的方向上，第一彈簧的所述變形由此儲存壓下能量。
[0012]根據(jù)可以與第二方面組合的第四方面，在按鈕釋放時，此角運動是在第二彈簧彈性地變形的方向上，第二彈簧的所述變形由此儲存釋放能量。
[0013]根據(jù)可以與第二方面組合的第五方面，在按鈕壓下時，第二部件在與所述元件的運動方向相同的方向上繞第一部件的中心軸線的旋轉(zhuǎn)由第二部件的豎直凸起插銷在嚙合第一凹入?yún)^(qū)域時引起。由此，能量采集器的發(fā)生器軸線可以移動并且附接到第二部件的第
二彈簧可以進一步儲存能量。
[0014]根據(jù)可以與第五方面組合的第六方面，當按鈕幾乎被完全壓下時所述元件的橫向凸起部分倚靠在第一止擋件上。由此，所述元件準備好在完全壓下時被迫旋轉(zhuǎn)。[0015]根據(jù)可以與第五或第六方面組合的第七方面，在按鈕完全壓下時，所述元件被迫繞第一部件的第二端部的所述部分旋轉(zhuǎn)，在所述部分處所述元件安裝到樞轉(zhuǎn)點上，以此方式使得豎直凸起插銷可以與第一凹入?yún)^(qū)域脫離以便隨后嚙合第二凹入?yún)^(qū)域。由此，第二部件可以旋轉(zhuǎn)到其靜止位置，并且可以在完全壓下時與壓下動作的速度無關(guān)地采集足夠的能量。
[0016]根據(jù)可以與第二方面組合的第八方面，在按鈕釋放時，第二部件在與所述元件的運動方向相同的方向上繞第一部件的中心軸線的旋轉(zhuǎn)由第二部件的豎直凸起插銷在嚙合第二凹入?yún)^(qū)域時引起。由此，能量采集器的發(fā)生器軸線可以移動并且附接到第二部件的第
二彈簧可以進一步儲存能量。
[0017]根據(jù)可以與第八方面組合的第九方面，當按鈕幾乎完全釋放時所述元件的橫向凸起部分倚靠在第二止擋件上。由此，所述元件準備好在完全釋放時被迫旋轉(zhuǎn)。
[0018]根據(jù)可以與第八或第九方面組合的第十方面，在按鈕完全釋放時，所述元件被迫繞第一部件的第二端部的所述部分旋轉(zhuǎn)，在所述部分處所述元件安裝到樞轉(zhuǎn)點上，以此方式使得豎直凸起插銷可以與第二凹入?yún)^(qū)域脫離以便隨后嚙合第一凹入?yún)^(qū)域。由此，第二部件可以旋轉(zhuǎn)到其靜止位置，并且可以在完全釋放時與釋放動作的速度無關(guān)地采集足夠的能量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的這些和其他方面將從下文描述的實施例顯而易見并且參照這些實施例進行闡述:
附圖中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的在靜止位置的設(shè)備的全視圖，其中在按鈕的壓下和釋放時的采集機制期間由第一部件掃過的區(qū)域由虛線描繪；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的采集機制循環(huán)的示意圖，該循環(huán)被分成一系列步驟a至
i ;
圖3a和3b示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備在采集機制的平面中(圖3a)和垂直于采集機制的平面(圖3b)的致動(如由箭頭所示)的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明涉及如圖1中所示的無線無電池能量采集設(shè)備100。設(shè)備100包括:第一部件I ;具有豎直凸起插銷22的第二部件2 ;元件3，其具有穿過其形成的狹槽30和從元件3向外延伸的橫向凸起部分33 ;連接到第一部件I的第一端部的部分的第一彈簧4 ;連接到第二部件2的第一端部21的部分的第二彈簧5 ;彼此面對的第一止擋件6和第二止擋件7 ；以及彼此面對的第三止擋件12和第四止擋件13。
[0021]第一部件I適于繞其中心軸線11旋轉(zhuǎn)。第二部件2安裝在第一部件I上方并且適于從其第一端部開始繞第一部件I的中心軸線11旋轉(zhuǎn)。能量采集器的發(fā)生器軸線連接到第二部件2 (例如，相對于線圈運動以便在能量采集線圈或步進馬達中產(chǎn)生電壓脈沖的磁體)，這樣使得發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)軸線與中心軸線11重合。豎直凸起插銷22嚙合元件3的狹槽30、31、32，狹槽30的每個端部包括各自的第一凹入?yún)^(qū)域31和第二凹入?yún)^(qū)域32。安裝在第二部件2上方的元件3在第一部件I的第二端部的部分處松動地安裝到樞轉(zhuǎn)點14上(例如，螺栓與平墊圈的組合)，這允許元件3在樞轉(zhuǎn)點14上繞所述部分的被迫旋轉(zhuǎn)。
[0022]現(xiàn)在將結(jié)合圖2描述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備100的采集機制循環(huán)。從靜止位置開始(步驟a)，通過使用者按壓引起的按鈕或開關(guān)手柄的線性運動被轉(zhuǎn)化成第一部件I的第一端部在旋轉(zhuǎn)方向(例如，順時針)上的角運動(參照圖1的虛線)，第一部件I的第一端部的掃過區(qū)域?qū)τ谠摲较蛟黾硬⑶业谝粡椈?在這個方向上開始彈性地變形。因此，第一部件I在與第一部件I的第一端部相同的旋轉(zhuǎn)方向上繞其中心軸線11旋轉(zhuǎn)，由此使得松動地安裝在第一部件I的第二端部上的元件3在與第一部件I的第一端部相同的旋轉(zhuǎn)方向上運動。在狹槽30的端部處嚙合第一凹入?yún)^(qū)域31的第二部件2的豎直凸起插銷22引起第二部件2在與元件3的移動方向相同的方向上繞第一部件I的中心軸線11的旋轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致第二彈簧5的彈性變形。第一部件I的角運動受第三止擋件12限制。當按鈕幾乎完全壓下時(例如，壓下90%時)，元件3的橫向凸起部分33倚靠在第一止擋件6上。由此，使用者可以直觀地感受到按鈕幾乎完全壓下(步驟b)。隨后，通過完全壓下按鈕，即壓下100%時，第一部件I倚靠在第三止擋件12上，并且元件3 (其橫向凸起部分33倚靠在第一止擋件6上)被迫繞第一部件I的第二端部的部分旋轉(zhuǎn)，在該部分處元件3安裝到樞轉(zhuǎn)點14上，以此方式使得豎直凸起插銷22可以與第一凹入?yún)^(qū)域31脫離(步驟C)。然后，第二彈簧5為了返回到其靜止位置而施加的力導(dǎo)致豎直凸起插銷22沿狹槽30滑動(步驟d)并且最終嚙合第二凹入?yún)^(qū)域32 (步驟e)。最終，第二彈簧5、第二部件2和順便地豎直凸起插銷22返回到其初始或靜止位置。因此，當完全壓下按鈕時采集能量并且第二部件2已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到其靜止位置。
[0023]在按下的按鈕釋放時，第一彈簧4為了返回到其靜止位置而施加的力導(dǎo)致第一部件I的第一端部沿相對于按下時的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向(例如，逆時針)運動。因此，第一部件I繞其中心軸線11在那個相反旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，由此使得松動地安裝在第一部件I的第二端部上的元件3在與第一部件I的第一端部相同的旋轉(zhuǎn)方向上運動。嚙合在狹槽30的端部處的第二凹入?yún)^(qū)域32的第二部件2的豎直凸起插銷22引起第二部件2在與元件3的運動方向相同的方向上繞第一部件I的中心軸線11旋轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致第二彈簧5的彈性變形(步驟f)。第一部件I的角運動受第四止擋件13限制。當按鈕幾乎完全釋放時(例如釋放90%時)，元件3的橫向凸起部分33倚靠在第二止擋件7上。隨后，在完全釋放按鈕時，即釋放100%時，元件3 (其橫向凸起部分33倚靠在第二止擋件7上)由第二彈簧5迫使繞第一部件I的第二端部的部分旋轉(zhuǎn)，在該部分處元件3安裝在樞轉(zhuǎn)點14上，以此方式使得豎直凸起插銷22可以與第二凹入?yún)^(qū)域32脫離(步驟g)。然后，第二彈簧5為了返回到其靜止位置而施加的力導(dǎo)致豎直凸起插銷22沿狹槽30滑動(步驟h)并且最終嚙合第一凹入?yún)^(qū)域31 (步驟i)。最終，設(shè)備100返回到其靜止位置；具體來說，第一彈簧4和第二彈簧5、第二部件2和順便地豎直凸起插銷22返回到其靜止位置(步驟i)。因此，當完全釋放按鈕時采集能量并且第二部件2已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到其靜止位置。
[0024]圖3a和3b描繪在采集機制的平面中(圖3a，對接部件IOa)或垂直于采集機制的平面(圖3b，對接部件IOb)由對接部件10a、10b來致動根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備100的可能方式，如由箭頭所示。此外，為了進行說明描繪了第一部件1、第二部件2、元件3和對接按鈕(未示出)與第一部件I的部件10a、10b的角運動以及這些部分的分解圖。
[0025]應(yīng)注意，如以上結(jié)合圖1至3提及的第一部件1、第二部件2和元件3的安裝次序僅用于說明目的。沿豎直方向的其他安裝/堆疊次序?qū)τ诘谝徊考?、第二部件2和元件3而言是可能的。
[0026]應(yīng)注意，在本發(fā)明的采集機制中，與磁體形式的典型能量采集器不同，在完全按下或釋放開關(guān)手柄或按鈕時采集到的能量的量與動作的速度無關(guān)。
[0027]另外應(yīng)注意，本發(fā)明可以應(yīng)用于任何機電能量采集撥動開關(guān)從而對于使用者允許諸如開/關(guān)和調(diào)光二者的額外控制特征，所述控制特征可以通過直觀、方便且可靠的方式實現(xiàn)。
[0028]概括而言，已經(jīng)描述了用于采集能量的非常簡單且穩(wěn)健的無線無電池設(shè)備100。在按鈕壓下/釋放時的致動引起第一部件I繞其中心軸線11的旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致通過樞軸點14松動地安裝在第一部件I上的元件3的運動和能量采集器的發(fā)生器軸線所連接到的第二部件2繞中心軸線11的旋轉(zhuǎn)，發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)軸線與中心軸線11重合。在完全按下/釋放時，元件3被迫繞樞轉(zhuǎn)點14旋轉(zhuǎn)，從而允許第二部件2的豎直凸起插銷22與元件3的狹槽30的每個端部處的凹入?yún)^(qū)域31、32脫離并且第二部件2旋轉(zhuǎn)到其靜止位置。
[0029]雖然已經(jīng)在附圖和以上描述中詳細示出和描述了本發(fā)明，但是此說明和描述將被認為是說明性或示例性而非限制性；本發(fā)明并不限于所披露的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在根據(jù)附圖、披露內(nèi)容和隨附權(quán)利要求的教示來實踐所要求的發(fā)明時可以理解并實現(xiàn)所披露的實施例的其他變化。在權(quán)利要求中，詞語“包括”并不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”并不排除多個。在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉某些方法的簡單事實并不指示這些方法的組合不能有利地使用。權(quán)利要求中的任何參考符號不應(yīng)解釋為限制范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無線無電池能量采集設(shè)備(100)，包括: -適于繞其中心軸線(11)旋轉(zhuǎn)的第一部件(I); -第二部件(2)，其適于從所述第二部件(2)的第一端部(21)開始繞所述第一部件(I)的所述中心軸線(11)旋轉(zhuǎn)； -元件(3)，其具有穿過所述元件(3)形成的狹槽(30)和橫向凸起部分(33)，所述狹槽(30)的每個端部分別包括第一和第二凹入?yún)^(qū)域(31、32)； -連接到所述第一部件(I)的第一端部的部分的第一彈簧(4)； -連接到所述第二部件(2)的所述第一端部(21)的部分的第二彈簧(5)； -第一止擋件(6)； -面對所述第一止擋件(6)的第二止擋件(7); -第三止擋件(12);以及 -面對所述第三止擋件(12)的第四止擋件(13)， 其中: -所述第二部件(2)的第二端部具有豎直凸起插銷(22); -能量采集器的發(fā)生器軸線連接到所述第二部件(2)，以使得所述發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)軸線與所述中心軸線11重合； -所述豎直凸起插銷(22)適于嚙合所述元件(3)的所述狹槽(30、31、32)； -所述元件(3)松動地安裝在所述第一部件(I)的第二端部的部分上；以及 -所述第三和第四止擋件(12、13)限制所述第一部件(I)的角運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其包括按鈕，其中所述第一部件(I)的第一端部的角運動由所述按鈕的壓下和/或所述壓下按鈕的釋放引起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中在所述按鈕壓下時，所述第一部件(I)的第一端部的角運動是在所述第一彈簧(4)開始彈性地變形的方向上進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中在所述按鈕釋放時，所述第一部件(I)的第一端部的角運動是在所述第二彈簧(5)開始彈性地變形的方向上進行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中在所述按鈕壓下時，所述第二部件(2)在與所述元件(3)的運動方向相同的方向上繞所述第一部件(I)的中心軸線(11)的旋轉(zhuǎn)由所述第二部件(2)的所述豎直凸起插銷(22)在嚙合所述第一凹入?yún)^(qū)域(31)時引起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中當所述按鈕幾乎被完全壓下時，所述元件(3)的所述橫向凸起部分(33)倚靠在所述第一止擋件(6)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中在所述按鈕完全壓下時，所述元件(3)被迫繞第一部件(I)的第二端部的所述部分旋轉(zhuǎn)，在所述部分處所述元件(3)安裝到樞轉(zhuǎn)點(14)上，以此方式使得所述豎直凸起插銷(22)能與所述第一凹入?yún)^(qū)域(31)脫離以便隨后嚙合所述第二凹入?yún)^(qū)域(32)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中在所述按鈕釋放時，所述第二部件(2)在與元件(3)的運動方向相同的方向上繞所述第一部件(I)的中心軸線(11)的旋轉(zhuǎn)由所述第二部件(2)的所述豎直凸起插銷(22)在嚙合所述第二凹入?yún)^(qū)域(32)時引起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中當所述按鈕幾乎完全釋放時，所述元件(3)的所述橫向凸起部分(33)倚靠在所述第二止擋件(7)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的無線無電池能量采集設(shè)備(100)，其中在所述按鈕完全釋放時，所述元件(3)被迫繞所述第一部件(I)的第二端部的所述部分旋轉(zhuǎn)，在所述部分處所述元件(3)安裝到樞轉(zhuǎn)點(14)上，以此方式使得所述豎直凸起插銷(22)能與所述第二凹入?yún)^(qū)域(32)脫離以便隨后嚙合所述第一凹入?yún)^(qū)域(31)。
【文檔編號】H01H9/16GK103975403SQ201280062092
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】B.埃德曼恩, A.J.J.范德霍斯特, A.R.范伊斯, B.W.德維特, A.M.M.萊肯斯, L.M.G.M.托休伊曾 申請人:皇家飛利浦有限公司