一种自供电的无线开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械技术和电学领域，特别涉及一种能自身发电而解决其工作时所需电能的无线开关。
【背景技术】
[0002]开关是最广泛使用的电子电气元件之一，传统上开关可以为分两大类:一类是通过电缆供电的有线开关，另一类是通过电池供电的无线开关。对于通过电缆供电的有线开关，电缆布线的施工成本是其主要成本，往往施工成本达到每米数十元之高，而一个家用灯具开关的电缆长度往往超过3米，而一个工业开关的电缆长度少则数十米多则百米以上，因此有线开关的安装成本通常非常高昂。另一方面，对于通过电池供电的无线开关，电池的有限使用寿命导致需要定期更换电池，对于一个寿命二十年以上的无线开关，其消耗的电池可能达到数十只，而现有的电池产品在其生产和废弃过程中存在着非常高的污染风险，因此对环境形成了巨大的压力。
[0003]基于上述传统开关所面临的问题，本发明提供一种无需使用电池和电缆供电的无线开关，在此称之为自供电的无线开关。这种无线开关的按键既是发送“开”和“关”命令的控制键，又是一个机械能-电能转换装置的一个部件，该部件获得人体按压时所产生的机械能后，机械能-电能转换装置把之转换为电能而输出，该电能经后续电路处理后供给无线开关以维持其正常工作。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明提供一种能自身发电而解决其工作时所需电能的无线开关，从而摆脱传统上电缆供电或电池供电的束缚。与传统的无线开关相比，自供电无线开关在开关安装结束之后，用户不需进行定期更换电池等维护工作，不仅实现了“安装后不管”，而且避免了电池的污染风险，更加节能环保;与传统的有线开关相比，为用户节约了一笔昂贵的电缆线材和施工布线成本，同时在使用过程中不会存在电弧引发火灾的风险，保障了用户的安全。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种自供电的无线开关，由微型电机6、卡箍9、增速齿轮组8、跷杠7、榔击头1和榔击头5、砧板2以及底座4组成;微型电机6通过卡箍9固定在底座4上，增速齿轮组8的输出轴10与微型电机转子的转轴10通过共用同一根轴棒进行连接，跷杠7通过中心孔11与增速齿轮组8的输入轴12进行装配固定连接，榔击头1和榔击头5分别紧固在跷杠7的两端，在底座4上位于跷杠7下方的位置处固定砧板2。
[0007]在所述的自供电无线开关中，微型电机6的电线与一电路模块3进行连接；当按压榔击头1或榔击头5时，跷杠7带动增速齿轮组8进行工作，进而驱动微型电机6的转子进行旋转，微型电机6在转子旋转条件下产生一定的电能，所产生的电能流入电路模块。电路模块3由电压处理单元18、信号处理单元15和无线发送单元16组成；当电路模块获得微型电机6所提供的电能后，由电压处理单元18驱动信号处理单元15进行工作，信号处理单元15向无线发送单元16发送“开”/“关”指令代码，随后无线发送单元16通过天线17把“开关”指令代码向外无线发送。
[0008]在所述的自供电无线开关中，砧板2由两层材料组成:一层是缓冲层13，另一层是磁性材料层14;缓冲层13是一层高分子材料，磁性材料层14可以是任何软磁性材料也可以是任何硬磁性材料，例如铁氧体磁性材料、硅钢片或是硬磁性材料例如铝镍钴合金、钛钴合金。在所述的自供电无线开关中，榔击头1和榔击头5由磁性材料组成；当砧板2的磁性材料层14为软磁性材料时，榔击头1和榔击头5可以是任何硬磁性材料;当砧板2的磁性材料层14为硬性磁性材料时，榔击头1和榔击头5可以是任何软磁性材料。由于榔击头1和榔击头5的磁性与砧板2的磁性不同，榔击头1和榔击头5与砧板2之间存在磁性吸引力，并且随着它们之间的距离减小，吸引力快速增大。在榔击头1落在砧板2上的状态下，当按压榔击头5时，则在按压过程的起始阶段，所施加的压力经历一个从零逐渐增大的过程，此时由于压力与榔击头5-砧板2间磁性吸引力之和小于榔击头1-砧板2间磁性吸引力，跷杠7保持静止状态;随着所施加的压力逐渐增大，压力与榔击头5-砧板2间磁性吸引力之和大于榔击头1-砧板2间磁性吸引力，晓杠7开始随所施加的压力转动，由于榔击头1和砧板2之间随着距离增大而磁性吸引力快速减小，以及榔击头5和砧板2之间随着距离减小而磁性吸引力快速增大，因此跷杠7的转动加速度急剧增加，最后榔击头5以及高速的速度落在砧板2上。基于同样原理，在榔击头5落在砧板2上的状态下，当按压榔击头1时，最后榔击头1以高速的速度落在砧板2上。由于跷杠7以极高速度转动，从而驱动微型电机6的转子以极高速度旋转，进而输出较大的电能。
[0009]有益效果
本发明可以应用于家用电器、工业设备、电插座和各种用电设备的无线开关和遥控器，也可应用于无线呼叫和呼救等，与传统的有线或无线开关相比，不仅安装和使用成本较低，而且具有节能环保的特点。
[0010]
【附图说明】
[0011]图1:为本发明机械能转电能装置示意图；卜榔击头、2-砧板、4-底座、5-榔击头、6-微型电机、7-跷杠、8-增速齿轮组、9-卡箍。
[0012]图2:为本发明开关晓板的结构图:1-榔击头、7-晓杠、11-中心孔、5-榔击头。
[0013]图3:为本发明卡箍固定底座结构图:2-砧板、4-底座、9-卡箍。
[0014]图4:为本发明砧板2结构图:13_缓冲层、14-磁性材料层。
[0015]图5:为本发明增速齿轮组左视图:6_微型电机、10-动力输出轴、8-增速齿轮组、
12-动力输入轴。
[0016]图6:为本发明电路模块3功能图:6_微型电机、3-电路模块、18-电压处理单元、15-信号处理单元、16-无线发送单元、17-天线。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]以下结合实施例和说明书附图对本发明创造作进一步的详细说明。
[0019]【具体实施方式】如下:
如图1、图6所示，本发明是一种自供电的无线开关，由微型电机6、卡箍9、增速齿轮组8、跷杠7、榔击头1和5、砧板2以及底座4组成;微型电机6通过卡箍9固定在底座4上，增速齿轮组8的动力输出轴10与微型电机转子的转轴10通过共用同一根轴棒连接，榔击头1和榔击头5分别固定在跷杆7的两端，在底座4上位于跷杆7的位置固定砧板2;另外微型电机6的电线与电路模块3相连接；当按压榔击头1或者榔击头5时，跷杆7带动增速齿轮组8进行工作，进而驱动微型电机6的转子进行旋转，微型电机6在转子旋转条件下产生一定的电能，所产生的电能流入电源模块3，电源模块3获得微型电机6所提供的电能后，由电压处理单元驱动信号处理单元进行工作，信号处理单元向无线发送单元发送“开” / “关”指令代码，无线发送单元通过天线17把“开” / “关”指令代码向外无线发送出去；
如图1、图2、图4、图5所示，本发明中砧板2由两层材料组成:上层是缓冲层13，下层是磁性材料层14;缓冲层13是一层高分子材料，磁性材料层14可以是任何软磁性材料也可以是任何硬磁性材料;本发明中榔击头1和5由磁性材料组成；当砧板2的磁性材料层14为软磁性材料(例如铁氧体磁性材料、硅钢片)时，榔击头1和5可以是任何硬磁性材料(例如铝镍钴合金、钛钴合金);当砧板2的磁性材料层14为硬磁性材料(例如铝镍钴合金、钛钴合金)时，榔击头1和5可以是任何软磁性材料(例如铁氧体磁性材料、硅钢片)。由于榔击头1和5的磁性与砧板2的磁性不同，榔击头1和5与砧板2之间存在磁性吸引力，并且随着它们之间的距离减小，吸引力快速增大。在榔击头1落在砧板2上的状态下，当按压榔击头5时，则在按压过程的起始阶段，所施加的压力经历从零增大的过程，此时由于压力与榔击头5-砧板2间的磁性吸引力之和小于榔击头1-砧板2间磁性吸引力，跷板7保持静止不变状态;随着所施加的压力逐渐增大，压力与榔击头5-砧板2间的磁性吸引力之和大于榔击头1-砧板2间的磁性吸引力，晓杆7开始随所施加的压力转动，由于榔击头1和砧板2之间随着距离增大而磁性吸引力快速减小，以及榔击头5和砧板2之间随着距离减小而磁性吸引力快速增大，因此跷杠7的转动加速度急剧增加，最后榔击头5以极高速的速度落在砧板2上。基于同样原理，在榔击头5落在砧板2上的状态下，当按压榔击头1时，最后榔击头1以高速的速度落在砧板2上。与此同时跷杠7以极高的速度转动，从而驱动微型电机6的转子以极高的速度旋转，进而输出较大的电能。
[0020]如图2、图3、图5所不，本发明中，图2的开关晓板是由榔击头1、晓杆7、榔击头5、中心孔11组成;开关跷板通过中心孔11固定在增速齿轮组8的输入轴12上，从而，跷杆7的转动将带着输入轴12转动，经过增速齿轮组8的工作，输出轴10带动微型电机6的转子进行旋转，微型电机6在转子旋转的条件下产生电能。
【主权项】
1.一种自供电的无线开关，其特征在于，由微型电机(6)、卡箍(9)、增速齿轮组(8)、跷杠(7)、榔击头(1)和(5)、砧板(2)以及底座(4)组成;微型电机(6)通过卡箍(9)固定在底座(4)上，增速齿轮组(8)的输出轴(10)与微型电机转子的转轴(10)通过共用同一根轴棒进行连接，跷杠(7)通过中心孔(11)与增速齿轮组(8)的输入轴(12)进行装配固定连接，榔击头(1)和榔击头(5)分别紧固在跷杠(7)的两端，在底座(4)上位于跷杠(7)下方的位置固定砧板(2);微型电机(6)的电线与一电路模块(3)进行连接。2.根据权利要求1所述的自供电无线开关，其特征在于，砧板(2)由两层材料组成:一层是缓冲层(13)，另一层是磁性材料层(14);缓冲层(13)是一层高分子材料，磁性材料层(14)为软磁性材料。3.根据权利要求1所述的自供电无线开关，其特征在于，榔击头⑴和榔击头(5)由磁性材料组成；当砧板(2 )的磁性材料层为软磁性材料时，榔击头(1)和榔击头(5 )可以是硬磁性材料;当砧板(2)的磁性材料层为硬性磁性材料时，榔击头(1)和榔击头(5)可以是软磁性材料。
【专利摘要】本发明提供一种能自身发电而解决其工作时所需电能的无线开关，该无线开关由微型电机6、增速齿轮组8、跷杠7、榔击头1和榔击头5、砧板2以及底座4组成。当按压榔击头1或榔击头5时，跷杠7带动增速齿轮组8进行工作，进而驱动微型电机6的转子进行旋转，微型电机6在转子旋转条件下产生一定的电能，所产生的电能流入一电路模块3。当电路模块3获得微型电机6所提供的电能后，由其电压处理单元18驱动信号处理单元15进行工作，无线发送单元16接受信号处理单元15的“开”/“关”指令代码后，通过天线17向外发送指令代码。与传统的有线或无线开关相比，不仅安装和使用成本较低，而且具有节能环保的特点。
【IPC分类】H02K7/18, G08C17/02
【公开号】CN105469568
【申请号】CN201510851080
【发明人】曹自平, 杨锋, 朱洪波
【申请人】南京邮电大学, 南京霍威特电子科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月30日