智能按键罩的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能按键罩，与电器设备上的按键面板配合使用，其由罩体构成，该罩体包括容纳腔和底座，所述的容纳腔与上述电器设备上的按键面板相接触并固定其上；所述的底座内设有：可变形伸缩的弹片、与弹片相接触的加热器、与加热器连接的控制单元、及对各部分进行供电的供电模块。本发明实现了各类按键式电器设备的无线远程控制。
【专利说明】智能按键罩
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线控制【技术领域】，尤其涉及一种无线控制能够改变电器设备按键状 态的智能按键罩。
【背景技术】
[0002] 随着科技的进步，各式各样的电器设备涌入了市场，现有的电器设备在使用时大 多都是通过其上设有按键来实现各项功能的控制，这样也就意味着用户需要使用某个电器 设备时，必须本人亲自到电器设备处进行人工操作，才能开启相应的功能。随着科技的迅猛 发展，大量的智能化产品已进入用户的生活，上述人工式的机械操作已跟不上时代发展的 步伐，上述的智能化产品的主要工作原理是通过智能手机或平板电脑等可上网设备来远程 控制电器设备，无需用户近距离手动操作。然而这些智能化产品并不能普及到每个电器设 备，一些电器设备还不能实现远程的遥控控制，因为一些技术上的难题很难解决。
[0003] 记忆金属，在固态时其晶体结构随温度发生变化而变化，例如：镍-钛合金在40°C 以上和40°C以下的晶体结构是不同的，但温度在40°C上下变化时，合金就会收缩或膨胀， 使得它的形状发生变化。这里40°C就是镍-钛记忆合金的"变态温度"，各种合金都有自己 的变态温度。
[0004] 记忆金属具有记忆效应和超弹性，利用其上述特性可用于制造管接头、天线、套 环、热敏元件、机器人、接线柱、弹簧、人体关节、接骨板等。在航空、军事、工业、农业、医疗等 领域均有着重要的用途。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种智能按键罩，以解决现有技术中传统的电器设备无法 实现远程的遥控操作的问题，实现了各类按键式电器设备的无线远程控制。
[0006] 为达到上述目的，本发明提供一种智能按键罩，与电器设备上的按键面板配合使 用，其由罩体构成，该罩体包括容纳腔和底座，所述的容纳腔与上述电器设备上的按键面板 相接触并固定其上；所述的底座内设有：可变形伸缩的弹片、与弹片相接触的加热器、与加 热器连接的控制单元、及对各部分进行供电的供电模块，其中： 所述的弹片可变形伸缩于底座与容纳腔之间，并与上述按键面板相接触配合；所述的 加热器包含加热电路和加热管，二者电性连接，该加热管接触上述弹片，通过加热使弹片变 形，来接触按键面板；所述的控制单元和加热电路电性连接，控制加热电路的工作状态，其 由接收无线指令数据的无线通信模块、执行控制指令数据的处理模块及探测弹片温度的温 度传感器构成。
[0007] 优选地，上述的弹片由记忆金属制成。
[0008] 优选地，上述的弹片的两端分别固定于底座的内壁上，该弹片的中间部可变形地 伸缩于底座与容纳腔之间，当弹片受热达到阈值温度时，弹片拉伸至容纳腔，并与按键面板 相接触；当弹片低于阈值温度，弹片恢复原状，收缩至底座中。
[0009] 优选地，上述的无线通信模块采用ZigBee、蓝牙、Z-Wave或WIFI无线通信协议进 行数据传输。
[0010] 优选地，上述的容纳腔底面设有供弹片伸缩移动的开孔。
[0011] 优选地，上述弹片的数量为至少一个，其数量与上述开孔、加热管的数量一一对 应。
[0012] 本发明的智能按键罩中的控制单元可接收外界终端设备发送的无线控制按键面 板的指令信号，接收到控制按键面板指令信号后控制单元内的处理模块会控制产生低电平 信号，控制加热电路工作，对加热管进行加热，加热管将热量传导给与之相接触的弹片，弹 片的温度升高到一定程度（阈值温度）后会发生形变，即从底座内拉伸至容纳腔中与按键面 板相接触，触控按键；当加热电路停止加热后温度下降，弹片恢复至初始的形状，收缩至底 座内，与按键分离。
[0013] 本发明的有益效果： 本发明的智能按键罩能够使传统的按键式电器设备实现无线远程控制，且适合不同类 型的电器设备，结构简单，设计成本低。用户仅需要使用一个授权的移动终端即可实现对按 键式电器设备的无线远程控制，具有高效性及智能化。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1绘示本发明智能按键罩第一实施例中的内部结构图。
[0015] 图2绘示本发明智能按键罩第一实施例中弹片处于收缩状态的结构示意图。
[0016] 图3绘示本发明智能按键罩第一实施例中弹片处于拉伸状态的结构示意图。
[0017] 图4绘示本发明智能按键罩第一实施例中加热电路部分的原理图。
[0018] 图5绘示本发明智能按键罩于第一实施例中的原理框图。
[0019] 图6绘示本发明智能按键罩于第二实施例中的内部结构图。
[0020] 图7绘示本发明智能按键罩于第二实施例中的弹片处于拉伸状态的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说 明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0022] 参照图1至图5所示，本发明的智能按键罩，于第一实施例中，与墙面开关1配合 使用，其由罩体2构成，该罩体2包括容纳腔21和底座22,该罩体2通过容纳腔21扣设于 上述墙面开关1上，所述的底座22内设有：可变形伸缩的弹片221、与弹片221相接触的加 热器222、与加热器222连接的控制单元223、及对各部分进行供电的供电模块224 ;所述的 容纳腔21的底面还设有开孔（图中未做标识)，其贯穿延伸至底座22中，其中： 所述的弹片221可变形伸缩于底座22与容纳腔21之间，设于上述开孔中，弹片221和 开孔的数量均为一个，适用于控制一键式墙面开关1，该弹片221由记忆金属制成，当弹片 221本身的温度发生变化时，其所处的形态也发生变化，具体选取镍-钛合金，其"变态温 度"为40°C，弹片221在常温时处于收缩状态，弹片置于底座22中；弹片221在温度达到 40°C或以上时处于拉伸状态，弹片221通过开孔延伸至容纳腔21中，并与墙面开关1上的 按键11相接触，触动按键11。
[0023] 弹片221的两端分别固定于底座22的内壁上，弹片221的中间部2211可变形地 伸缩于底座22与容纳腔21之间。
[0024] 所述的加热器222包含加热电路2221和加热管2222,二者电性连接，参照附图4， 其中，当光电耦合器U32的输入端2输入低电平信号时，会控制电路中的三极管Q7导通，进 而使M0S管Q6导通，这样加热电路2221的输出端的端点1、2会输出电流，供连接两个输出 端的加热管2222加热，本实施例中该加热管2222的规格尺寸为直径10mm，电压为5V，功率 为8W，加热管2222接触上述弹片221的表面，对其加热，从而改变弹片221的温度。
[0025] 所述的控制单元223与加热电路2221连接，控制加热电路2221的工作状态，其由 接收无线指令的无线通信模块2231、执行控制指令的处理模块2232及探测弹片221温度的 温度传感器（图中未做标识）构成，该无线通信模块2231可接收外界移动终端31发出的控 制墙面开关1上按键11的指令信息，采用ZigBee、蓝牙、Z-Wave或WIFI无线通信协议进行 数据传输；以采用ZigBee通信为例：无线通信模块2231与一个ZigBee网关设备32处于 一个局域网络内，接收ZigBee网关设备32发送的数据指令，而ZigBee网关设备32则是通 过以太网络连接云端服务器33后接收移动终端31发出的控制墙面开关1上按键11的指 令信息，进行完成控制墙面开关1上按键11指令信息的传输。该处理模块2322接收到上 述的控制墙面开关1上按键11指令信息后，会产生一个低电平信号，该低电平信号输出给 上述的加热电路2221。该温度传感器探测弹片221的温度，当探测到温度达到"变态温度" 时，则处理模块2232输出高电平信号，控制加热电路2221关闭，停止对加热管2222进行加 热。上述实例中的通过移动终端发出指令信息属于现有的技术方案， 申请人:在此不加以详 细说明书控制原理。
[0026] 所述的底座22内设有的供电模块224,其选用两节3V充电电池供电，并在底座22 的一端面设有电池盒及盒盖（图中未做标识)，方便更换电池，供电模块224与控制单元223 及加热电路2221电性连接，并为上述组件提供电能。
[0027] 所述的容纳腔21内壁的边缘位置还设有多个卡勾211，与墙面开关1的侧壁相配 合，加固二者的连接，防止罩体2与墙面开关1脱离。
[0028] 本实施例中智能按键罩工作原理如下：智能按键罩处于初始状态（即弹片221处 于收缩状态)，罩体2内的控制单元223接收移动终端发出的开启/关闭墙面开关1上按键 11的控制指令，经分析后产生一个低电平信号给加热电路2221，加热电路2221中的光电耦 合器的输入端接收到的低电平信号后导通，从而使电路中的三极管及M0S管分别导通，这 样使得输出端连接的加热管2222发热，由于加热管2222接触弹片221，将热量传递给弹片 221，当弹片221的温度达到40°C即"变态温度"时，弹片221拉伸，弹片221的中间部2211 变形，触控按键11，实现开启/关闭指令，温度传感器会实时探测到弹片221的温度，并将温 度信息实时发送给控制度单元223,控制度单元223会控制输出高电平信号，即切断加热电 路2221工作，使得弹片221自动冷却，当温度低于40°C时，弹片221恢复至初始状态，即收 缩状态，与按键11分离。通过上述实现对墙面开关1上按键11的开启/关闭的动作。
[0029] 参照图6、图7所示，于第二实施例中，与二键式墙面开关4配合使用，其由罩体5 构成，该罩体5包括容纳腔51和底座52,该罩体5通过容纳腔51扣设于上述墙面开关4上， 所述的底座52内设有：可变形伸缩的弹片521、与弹片521相接触的加热器522、与加热器 522连接的控制单元523、及对各部分进行供电的供电模块524 ;所述的容纳腔51的底面还 设有开孔（图中未做标识)，其贯穿延伸至底座52中，其中： 所述的弹片521可变形伸缩于底座52与容纳腔51之间，设于上述开孔中，弹片521和 开孔的数量均为两个，与二键式墙面开关4上的按键41数量相对应，弹片521由记忆金属 制成，当弹片521本身的温度发生变化时，其所处的形态也发生变化，具体选取镍-钛合金， 其"变态温度"为40°C，弹片521在常温时处于收缩状态，弹片521置于底座52中；弹片521 在温度达到40°C或以上时处于拉伸状态，通过开孔延伸至容纳腔51中，并与墙面开关4上 的按键41相接触，触动按键41。
[0030] 各弹片521的两端分别固定于底座52的内壁上，弹片521的中间部5211可变形 地伸缩于底座52与容纳腔51之间。
[0031] 所述的加热器522包含两个加热电路5221和两个加热管5222,每个加热电路 5221电性连接一个加热管5222,并进行加热，一个加热管5222对应一个弹片521，二者相接 触，加热管5222对弹片521加热，改变弹片521的温度。具体的加热电路原理与上述第一 实施例中的相同， 申请人:不再加以详细说明。
[0032] 所述的控制单元523与加热电路5221连接，分别控制两个加热电路5221的工作 状态，其由接收无线指令的无线通信模块5231、执行控制指令的处理模块5232及探测弹片 521温度的温度传感器（图中未做标识)构成，该无线通信模块5231可接收外界移动终端发 出的控制墙面开关4上按键41的指令信息，具体的无线传输过程与上述第一实施例原理相 同， 申请人:不再加以详述。需要说明的是，控制单元523中设有两个温度传感器，分别探测 不同弹片521的温度。该处理模块5322判断接收到控制墙面开关4上按键41的指令信息， 并将产生的低电平信号发送给对应控制的加热电路5221，从而对指定的(需要控制的)按键 41进行触控控制。
[0033] 所述的底座52内设有的供电模块524,其选用两节3V充电电池供电，并在底座52 的一端面设有电池盒及盒盖（图中未做标识)，方便更换电池，供电模块524与控制单元523 及加热电路5221电性连接，并为上述组件提供电能。
[0034] 于本实施例中，智能按键罩处于初始状态时，两个弹片521均处于收缩状态，当控 制单元523接收到外界移动终端发送的控制指令后，进行分析，判断需要控制的按键41，并 产生低电平信号输出给按键41相对应的加热电路5221，对应的弹片521加热，当达到阈值 温度（即变态温度)时，弹片521拉伸变形，触控按键41，同时加热电路5221停止加热；当温 度低于阈值温度后，弹片521恢复至初始状态，即收缩状态，与按键41分离。通过上述实现 对墙面开关4上按键41的开启/关闭的动作。
[0035] 上述的两个实施例均以应用于墙面开关为例，本发明的智能按键罩还可应用于如 洗衣机、电饭煲、微波炉等电器设备上，根据应用电器设备上按键面板的不同，其罩体的形 状设计也不同，技术人员很容易理解，根据电器设备上的按键数量的不同来选择对应的弹 片及加热电路数量，而具体的实现原理与上述两个实施例相同， 申请人:在此不加以赘述。
[0036] 本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于 本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这 些改进也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种智能按键罩，与电器设备上的按键面板配合使用，其由罩体构成，其特征在于， 该罩体包括容纳腔和底座，所述的容纳腔与上述电器设备上的按键面板相接触并固定其 上；所述的底座内设有：可变形伸缩的弹片、与弹片相接触的加热器、与加热器连接的控制 单元、及对各部分进行供电的供电模块，其中： 所述的弹片可变形伸缩于底座与容纳腔之间，并与上述按键面板相接触配合；所述的 加热器包含加热电路和加热管，二者电性连接，该加热管接触上述弹片，通过加热使弹片变 形，来接触按键面板；所述的控制单元和加热电路电性连接，控制加热电路的工作状态，其 由接收无线指令数据的无线通信模块、执行控制指令数据的处理模块及探测弹片温度的温 度传感器构成。
2. 根据权利要求1所述的智能按键罩，其特征在于，上述的弹片由记忆金属制成。
3. 根据权利要求2所述的智能按键罩，其特征在于，上述的弹片的两端分别固定于底 座的内壁上，该弹片的中间部可变形地伸缩于底座与容纳腔之间，当弹片受热达到阈值温 度时，弹片拉伸至容纳腔，并与按键面板相接触；当弹片低于阈值温度，弹片恢复原状，收缩 至底座中。
4. 根据权利要求1所述的智能按键罩，其特征在于，上述的无线通信模块采用ZigBee、 蓝牙、Z-Wave或WIFI无线通信协议进行数据传输。
5. 根据权利要求1所述的智能按键罩，其特征在于，上述的容纳腔底面设有供弹片伸 缩移动的开孔。
6. 根据权利要求5所述的智能按键罩，其特征在于，上述弹片的数量为至少一个，其数 量与上述开孔、加热管的数量一一对应。
【文档编号】G06F21/55GK104156664SQ201410389053
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】朱俊岗, 朱峰, 朱俊岭, 余建美 申请人:南京物联传感技术有限公司