一种运动转换装置及微型电磁感应发电装置及触点开关的制作方法

本发明属于开关结构及开关结构应用的改进技术。

背景技术：

随着物联网技术的高速发展，越来越多的传感、控制设备采用无线、可移动状态与执行设备联系，其中有一部分“非自动”设备，仅仅在受到操作时向执行设备发送指令或数据。以往这类设备多采用电池或光伏供电。如公开号为CN202334252 U的发明专利公开了一种微型电磁感应发电装置，该装置可为传感器和开关等各种微小型设备供电，采用铁磁体固定，套有线圈的软磁体转动实现磁通正反变换感应发电。该装置以跷跷板模式操作时每次可发出一个脉冲，为此每次需找到“翘起”的一端按压，显得操作不便。上述发明专利技术采用全系统弹簧复位，问题在于：为了抵抗复位弹簧，操作时必须消耗两倍以上的能量。尽管复位时会再产生一个电脉冲，但由于实际操作中复位的时间不确定，使得该脉冲不具时效性，不得不弃用，以上问题导致该装置的操作手感显得沉重、阻滞。

技术实现要素：

针对上述现有技术的问题和不足，本发明要解决的技术问题之一是提供一种运动转换装置，该装置动作高效、快速、可靠。

本方案采用了如下实现：

一种运动转换装置，用于将直线往复运动转换为往返摆动运动，该装置包括操作件、包含弹性元件的蓄能弹性组件、摆动件，该摆动件有两个稳态极限位置，所述摆动件有两个相对于其旋转轴左右对称且向操作件一侧凸起的受力点，当按下操作件做一次直线往复运动时，操作件通过弹性组件变形蓄能推压摆动件的受力点，当弹性组件变形弹力超过维持摆动件稳态的力时，摆动件以其旋转轴为中心，从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置,摆动件与其他部件之间通过躲避或退让动作避免运动干涉。

作为对上述方案的一种改进，摆动件摆动过程中，其他部件与摆动件发生接触时其中一方作退让动作避免干涉。

其中，所述弹性元件采用弹片，所述弹片作为摆动件的凸起的受力点固定于摆动件的上面，弹片相对摆动件的转轴对称分布，并向上伸呈“八”字收拢，在两个弹片内侧有支撑件，所述弹片位于支撑件底部的根部相对其他部位减弱，操作件下压过程中，摆动件上摆向操作件一端的弹片与操作件接触受压弹片向内变形蓄能，当弹片变形弹力超过维持摆动件稳态的力时推动摆动件摆动，另一侧弹片与操作件发生接触时弹片根部向外侧发生变形退让，避免与操作件发生干涉。

或，所述弹性元件采用弹片，弹片固定于操作件上，弹片相对摆动件的转轴对称分布，弹片呈对称的几字型张开，外侧有支撑壁，弹片位于支撑壁内的根部相对其他部位减弱，操作件下压过程中，弹片与操作件一同下移，摆动件摆向操作件的一端的受力点与同端弹片接触并使弹片变形蓄能，当弹片变形弹力超过维持摆动件稳态的力时推动摆动件摆动，另一侧弹片与摆动件受力点发生接触时弹片位于支撑壁内的根部向内侧变形退让，避免与操作件发生干涉。

作为对上述方案的另一改进，所述的蓄能弹性组件包括弹性元件和用于直接与摆动件接触的推动件，在弹性元件变形蓄能的过程中推动件作躲避动作避让摆动件，摆动件摆动过程中，所述推动件与摆动件发生接触时推动件退让避免干涉。

其中，所述的蓄能弹性组件包括用于直接与摆动件接触的推动件以及一个或多个弹簧，该弹簧为竖直设置，两端分别与操作件及推动件铰接，为每次操作提供蓄能推动；所述推动件上端有一可沿操作方向滑动的转轴，所述操作件内壁设置有支撑推动件的支撑台，操作件下压过程中，弹簧与推动件同步下移，推动件与摆动件摆向推动件的一端的受力点接触并使弹簧变形蓄能，推动件另一端受支撑台支撑，当弹簧变形力超过维持摆动件稳态的力时，弹簧推动摆动件摆动，在弹簧变形过程中推动件绕其上端转轴转动，推动件另一端沿支撑台向内滑动躲避摆动件，当摆动件因摆动与推动件接触时，推动件作退让动作。

或，所述的蓄能弹性组件包括用于直接与摆动件接触的推动件以及两个或两个以上对称分布于推动件左右两侧的弹簧，弹簧的两端分别与操作件及推动件铰接，分别为摆动件左右受力点提供操作蓄能推动，操作件下压过程中，弹簧与推动件同步下移，推动件与摆动件摆向推动件一端受力点撑顶时，该端的弹簧变形蓄能，当弹簧力开始超过维持摆动件稳态的力时，弹簧推动摆动件摆动，所述推动件另一端的弹簧保持原长，躲避摆动件，当摆动件因摆动与推动件接触时，推动件作退让动作。

并且，所述操作件或推动件具有导向结构，所述导向结构位于两个线圈之间。

上述方案在摆动件从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置过程中，摆动件的动作是由操作件通过蓄能弹性组件推动，与操作件的动作速度无关，保证了每次操作转动特性的一致性，手感好，该装置结构紧凑、动作高效快速、轻便、可靠，可应用于驱动微型发电装置取代电池，为小电流设备提供“即用即发”供电，还可以广泛应用于驱动各种“开/关”位置转换。

本发明要解决的另一技术问题提供一种微型电磁感应发电装置，该装置动作高效、快速、可靠。

本方案采用如下方案实现：

一种运动转换装置的微型电磁感应发电装置包括运动转换装置及磁电转换组件，利用运动转换装置中所述摆动件的摆动来驱动磁电转换组件工作，利用磁电转换组件的磁力为摆动件提供维持稳态的力。

作为对上述方案的改进，所述磁电转换组件包括一工字型的磁铁摆动件以及处于静止状态的软磁芯及感应线圈绕组，所述工字型的中心为磁铁摆动件的摆动中心，所述磁铁摆动件中的铁磁体由两块相互平行的软磁片、及两软磁片之间的一永磁体呈工字型连接固定而成，或该磁铁摆动件为一个整体的工字型永磁体。

作为对上述方案的进一步改进，在磁铁摆动件上表面两侧均设置有用于与弹性元件接触的凸起的受力点，两受力点沿摆动件旋转中心对称。

并且，所述的软磁芯为“U”字型，感应线圈绕组绕于两臂上，软磁芯两臂前端分别伸入所述磁铁摆动件的“工字型”两侧上下软磁片所夹空间并固定，磁铁摆动件利用自身与软磁芯之间的磁力提供两个稳态位置的力，从而在感应线圈中产生一个脉冲感应电动势。

上述方案在摆动件从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置过程中，摆动件的动作是由操作件通过蓄能弹性组件推动，与操作件的动作速度无关，保证了每次操作转动特性的一致性，不会产生多余的“废弃”脉冲信号，手感更好。并且该装置最大的部件U型软磁芯被固定，线圈与U型软磁芯之间不必留间隙，结构更紧凑、牢固可靠。本装置可降低用户的使用成本，可应用于驱动微型发电装置取代电池，为小电流设备提供“即用即发”供电。

本发明要解决的另一技术问题提供一种触点开关，该触点组件开关动作高效、快速、可靠。

本方案采用如下方案实现：

一种触点开关，该开关包括运动转换装置及通过运动转换装置控制的触点组件，该运动转换装置包括操作件、包含弹性元件的蓄能弹性组件、摆动件，该摆动件有两个稳态极限位置，所述摆动件有两个相对于其旋转轴左右对称且向操作件一侧凸起的受力点，当按下操作件做一次直线往复运动时，操作件通过弹性组件变形蓄能推压摆动件的受力点，当弹性组件变形弹力超过维持摆动件稳态的力时，摆动件以其旋转轴为中心，从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置,摆动件与其他部件之间通过躲避或退让动作避免运动干涉。

其中，所述触点组件为翘板开关的动触点。或，所述触点组件为摆杆开关的动触点。

上述方案在摆动件从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置过程中，摆动件的动作是由操作件通过蓄能弹性组件推动，与操作件的动作速度无关，保证了每次操作转动特性的一致性，手感更好，开关的触点组件分断快速，避免现有开关中由于缓慢按压操作引起的触点组件拉弧、熔焊等问题。

附图说明

图1为本发明运动转换装置应用于微型电磁感应发电装置中实施例一整体结构示意图。

图2～6为实施例一一个工作循环示意图。

图7为本发明运动转换装置应用于微型电磁感应发电装置中实施例二整体结构示意图。

图8～12为实施例二一个工作循环示意图。

图13为本发明运动转换装置应用于微型电磁感应发电装置中实施例三整体结构示意图。

图14～18为实施例三一个工作循环示意图。

图19为本发明运运动转换装置应用于微型电磁感应发电装置中实施例四整体结构示意图。

图20～24为实施例四一个工作循环示意图。

图25为本发明运运动转换装置应用于微型电磁感应发电装置中实施例五整体结构示意图。

图26～30为实施例五一个工作循环示意图。

图31为本发明实施例六整体结构示意图，该实施例揭示了运运动转换装置应用于触点开关中一种实现状态。

图32～34为实施例六一个工作循环示意图。

图35为本发明实施例七整体结构示意图，该实施例揭示了运运动转换装置应用于触点开关中另一种实现状态。

图36～38为实施例六一个工作循环示意图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

以下各实施例直接通过运动转换装置应用于不同装置中说明运动转换装置的结构即工作原理，没有单独将运动转换装置作为实施例进行说明。在以下各实施例中的运动转换装置均可单独形成一个实施例。

实施例一：

如附图1所示，本实施例揭示的是一种微型电磁感应发电装置，该装置可应用于驱动微型发电装置取代电池，为小电流设备提供“即用即发”供电。

具体而言，该微型电磁感应发电装置包括运动转换装置及磁电转换组件4。其中，该运动转换装置包括操作件1、包含弹性元件的蓄能弹性组件、摆动件2。该摆动件2有两个稳态极限位置，摆动件2有两个相对于其旋转轴左右对称且向操作件一侧凸起的受力点21，当按下操作件1做一次直线往复运动时，操作1件通过弹性组件变形蓄能推压摆动件2的受力点21，当弹性组件变形弹力超过维持摆动件2稳态的力时，摆动件2以其旋转轴为中心，从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置,摆动件2与其他部件之间通过退让动作避免运动干涉。通过摆动件2的摆动驱动磁电转换组件4工作。其中，上述的弹性元件采用弹片31，弹片31作为摆动件2的凸起的受力点固定于摆动件2的上面，弹片31相对摆动件2的转轴对称分布，并向上伸呈“八”字收拢，在两个弹片31内侧有支撑件03，所述弹片31位于支撑件03底部的根部相对其他部位减弱（反向时根部弹力弱），操作件1下压过程中，摆动件2上摆向操作件1一端的弹片31与操作件1接触受压弹片31向内变形蓄能，当弹片31变形弹力超过维持摆动件2稳态的力时推动摆动件2摆动，另一侧弹片31与操作件1发生接触时弹片根部向外侧发生变形退让，避免与操作件发生干涉（由于该根部弹力较弱，该变形所需力极小，不会影响操作件的准备复位）。

本方案中的磁电转换组件4包括一工字型的磁铁摆动件41(本实施例该磁铁摆动件与上述摆动件2为同一部件，当然也可为固定为一体的两个部件)以及处于静止状态的软磁芯42及感应线圈绕组43。该工字型的中心为磁铁摆动件41的摆动中心，磁铁摆动件41中的铁磁体由两块相互平行的软磁片411、及两软磁片411之间的一永磁体412呈工字型连接固定而成（当然，该磁铁摆动件也可为一个整体的工字型永磁体）。该软磁芯42为“U”字型，感应线圈绕组43绕于两臂上，软磁芯42两臂前端分别伸入所述磁铁摆动件41的“工字型”两侧上下软磁片411所夹空间并固定，磁铁摆动件41利用自身与软磁芯42之间的磁力提供两个稳态位置的力。

在操作件1往复下压过程中（为了导引操作件1滑动方向，在操作件1内壁设置有导向结构332，该导向结构位于两线圈之间，为一槽道），操作件1两端依次下压弹片31两受力点21，使弹片31受力端向内变形蓄能，推动磁铁摆动件41摆动，由于推动磁铁摆动件41的摆动，通过感应线圈绕组43的磁场完成从最大到反向最大的变化，从而在感应线圈绕组43中产生一个脉冲感应电动势。

上述方案中，磁铁摆动件41从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置过程中，磁铁摆动件41的动作是由操作件1通过弹片31推动，与操作件1的动作速度无关，保证了每次操作转动特性的一致性，不会产生多余的“废弃”脉冲信号，手感更好。并且该装置最大的部件U型软磁芯被固定，线圈与U型软磁芯之间不必留间隙，结构更紧凑、牢固可靠。

对于该实施例中工作过程，可参考附图2～附图6，其中，附图2为初始状态示意图，操作件1与弹片31无接触。图3为蓄能状态示意图，该状态操作件1下移与朝操作件1方向翘起端（右端）弹片31接触并压迫弹片31向内变形状态，该状态下磁铁摆动件41与软磁芯42之间的磁力大于弹片31被压缩端变形的复位弹力，使磁铁摆动件41保持稳态位置。附图4为过中性点示意图，该状态为弹片31的变形的复位弹力刚好克服了磁力，而使磁铁摆动件41被动作状态，该状态下弹簧31右端仍然存在小的变形量，使磁铁组41持续向同一方向摆动（即弹片31右端下摆），而进入附图5所示状态（避让状态示意图），该状态也可看出操作件1与弹片31在工作过程中相互之间虽然有接触，但是由于弹片31位于支撑件03底部的根部弹性弱且无支撑件03支撑，弹片31向外张开一定角度a，不影响操作件1复位动作。附图6为完成复位示意图，此时操作件1已经复位，磁铁摆动件41摆动至另一个极限稳态位置，由此完成一个工作循环，产生一个脉冲信号。

实施例二：

如附图7所示，本实施例与实施例一不同之处为运动转换装置以及磁铁摆动件41存在差异。本实施例中的运动转换装置虽然同样包括操作件1、蓄能弹性组件以及摆动件2（即磁铁摆动件41），该运动转换装置的弹性元件采用弹片，弹片固定于操作件1上，弹片31相对摆动件1的转轴对称分布，弹片31呈对称的几字型张开，外侧有支撑壁32，弹片31位于支撑壁32内的根部相对其他部位减弱。操作件1下压过程中（为了导引操作件1滑动方向，在操作件1内壁设置有导向结构332，该导向结构位于两线圈之间，为一槽道），弹片31与操作件1一同下移，磁铁摆动件41摆向操作件1的一端的受力点与同端弹片31接触并使弹片变形蓄能，当弹片变形弹力超过维持磁铁摆动件41稳态的力时推动磁铁摆动件41摆动，另一侧弹片与磁铁摆动件41受力点发生接触时弹片31位于支撑壁32内的根部向内侧变形退让，避免与操作件1发生干涉。

对于该实施例中工作过程，可参考附图8～附图9，其中，附图8为初始状态示意图，图9为蓄能状态示意图，图10为过中性点示意图，图11避让状态示意图, 由于弹片31位于支撑壁32根部弹性弱且无支撑壁32支撑，弹片31向内张开一定角度b，不影响弹片以及操作件复位，图12为完成复位示意图，因其工作原理以及技术效果均与实施例一一致，在此不作赘述。

实施例三：

如附图13所示，本实施例与实施例二不同之处为运动转换装置存在差异，磁电转换组件均一致。本实施例中的运动转换装置虽然同样包括操作件1、蓄能弹性组件，但是蓄能弹性组件不同，该蓄能弹性组件包括作为弹性元件的一弹簧34（当然也可以为多个）和用于直接与摆动件2（即磁铁摆动件41）接触的推动件33，在弹性元件变形蓄能的过程中推动件33作躲避动作避让摆动件2，摆动件2摆动过程中，该推动件33与摆动件2发生接触时推动件33退让避免干涉。

本实施例该弹簧34为竖直设置，两端分别与操作件1及推动件33铰接，为每次操作提供蓄能推动。该推动件33上端有一可沿操作方向滑动的转轴331（为了导引推动件滑动方向，在操作件1内壁设置有导向结构332，该导向结构位于两线圈之间，为一槽道），操作件1内壁设置有支撑推动件33的支撑台35。操作件1下压过程中，弹簧34与推动件33同步下移，推动件33与摆动件2摆向推动件33的一端的受力点接触并使弹簧34变形蓄能，推动件33另一端受支撑台35支撑，当弹簧34变形力超过维持摆动件2稳态的力时，弹簧34推动摆动件2摆动，在弹簧34变形过程中因推动件33绕其上端转轴转动，推动件33整体倾斜，推动件33另一端沿支撑台35向内滑动躲避摆动件2，当摆动件2因摆动与推动件33接触时，推动件33作倾斜退让动作，避免推动件33与摆动件2在动作过程中产生干涉。

对于该实施例中工作过程，可参考附图14～附图18，其中，附图14为初始状态示意图，图15为蓄能状态示意图，图16为过中性点示意图，图17避让状态示意图，图18为完成复位示意图，因其工作原理以及技术效果均与实施例二一致，在此不作赘述。

实施例四：

如附图19所示，本实施例与实施例三不同之处为运动转换装置存在差异，磁电转换组件均一致。本实施例中的运动转换装置采用了两个弹簧作为弹性元件，其它部件以及结构连接关系均与实施例三一致，在此不作赘述。

对于该实施例中工作过程，可参考附图20～附图24，其中，附图20为初始状态示意图，图21为蓄能状态示意图，图22为过中性点示意图，图23避让状态示意图，图24为完成复位示意图，因其工作原理以及技术效果均与实施例三一致，在此不作赘述。

实施例五：

如附图25所示，本实施例与实施例四不同之处为运动转换装置存在差异，磁电转换组件均一致。本实施例中的运动转换装置虽然同样包括操作件1、蓄能弹性组件，但是蓄能弹性组件不同，该蓄能弹性组件包括用于直接与摆动件接触的推动件33以及两个对称分布于推动件33左右两侧的弹簧34（当然也可以为多个），弹簧34的两端分别与操作件1及推动件33铰接，分别为摆动件2左右受力点提供操作蓄能推动。操作件1下压过程中，弹簧34与推动件33同步下移，推动件33与摆动件2摆向推动件2一端受力点撑顶时，该端的弹簧34变形蓄能，当弹簧34力开始超过维持摆动件2稳态的力时，弹簧34推动摆动件2摆动，推动件33另一端的弹簧34保持原长，导致推动件33倾斜，躲避摆动件2，当摆动件2因摆动与推动件34接触时，推动件33作倾斜退让动作。

对于该实施例中工作过程，可参考附图26～附图30，其中，附图26为初始状态示意图，图27为蓄能状态示意图，图28为过中性点示意图，图29避让状态示意图，图30为完成复位示意图，因其工作原理以及技术效果均与实施例四一致，在此不作赘述。

实施例六：

如附图31所示。该实施例揭示了运运动转换装置应用于翘板式触点开关中的一种实现状态。该实施例选用实施例二中的运动转换装置作为参考（当然，也可以采用实施例一、实施例三以及实施例四、实施例五中的运动转换装置，因结构原理及技术效果均一致，在此不作一一赘述）。

在本实施例中，除了运动转换装置之外还包括通过运动转换装置控制的触点组件5。其中，触点组件5包括一翘板51（该翘板51即为实施例二中的摆动件），翘板51下端连接一弹簧顶珠52，弹簧顶珠52下方顶压一翘板53，通过翘板53控制触点开关中的电触点（图中未示出）动作，实现开关的电通断。其中，运动转换装置其他部分与实施例二基本一致，在此不作赘述。

对于该实施例中工作过程，可参考附图31～附图34，其中，附图31为初始状态示意图。图32为蓄能状态示意图，该状态弹片左端与翘板51左端接触，并开始压缩变形蓄能，该状态弹片变形的复位弹力小于弹簧顶珠52对翘板51的反作用力。图33为过中性点示意图，该状态状态弹片变形的复位弹力克服弹簧顶珠52对翘板51的反作用力，使翘板脱离初始位置。图34为避让状态示意图，该状态翘板51已经转至另一稳定极限状态，弹片与翘板之间也不会形成干涉，不会影响弹片复位和翘板51位置稳定。

上述方案在翘板从一个稳态极限位置转向另一个稳态极限位置过程中，翘板的动作是由操作件通过蓄能弹性组件推动，与操作件的动作速度无关，保证了每次操作转动特性的一致性，手感更好，开关的触点组件分断快速，避免现有开关中由于缓慢按压操作引起的触点组件拉弧、熔焊等问题。

实施例七：

如附图35所示。该实施例揭示了运运动转换装置应用于摆杆式触点开关中的一种实现状态。该实施例与实施例六相似，不同之处仅为触点组件5不同，该实施例触点组件5中的摆杆57（该摆杆57即为实施例二中的摆动件）下端内安装有压缩弹簧54，开关的动触片55顶压与压缩弹簧54下端，通过摆杆57下端的控制动触片55与开关的静触点56断开与接触。因本实施例其他部分与实施例六均一致，在此不作赘述。

对于该实施例中工作过程，可参考附图35～附图38，其中，附图35为初始状态示意图，图36为蓄能状态示意图，图37为过中性点示意图，图38为避让状态示意图。

以上为本发明较佳的实现方式，需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。