用于在电气自动化中使用的机械保持继电器和具有保持继电器的混合开关的制作方法

用于在电气自动化中使用的机械保持继电器和具有保持继电器的混合开关的制作方法
【专利摘要】一种用于选自包括以下的项的组中的继电器的至少一个极的机械保持的方法和设备，该组包括SPST、SPDT、DPDT、换向DPDT、多极MPST和MPDT，包括将单个或多个混合SPDT或DPDT开关中的一个与SPDT和DPDT机械保持继电器中的一个集成，其利用弹性元件以维持极和继电器触头和结构的接触器中的一个之间的接触，以及连接继电器的极和包括PCB组件的开关，用于经由开关的手动键操作电气负载，包括将键?柱塞组合引入到保持继电器中并且通过电力脉冲给继电器线圈供电而远程操作，包括CPU程序用于提供每个SPDT或DPDT的任何手动键，该以SPDT或DPDT在移动线中连接至集成的开关?继电器，以经由光学电缆、RF、视线中的IR和总线接通?断开家庭自动化网络或网的成组的负载和所有负载。
【专利说明】
用于在电气自动化中使用的机械保持继电器和具有保持继电器的混合开关
技术领域
[0001]本发明涉及电气自动化装置，所述电气自动化装置包括用于手动和远程操作住宅和其它建筑物中的设备的开关和继电器。
【背景技术】
[0002]广泛公知的是用于打开和关闭电子设备的开关和继电器，所述电子设备例如住宅、办公室、公共建筑物、企业、餐馆和工厂中的热水器、空调、加热器、灯、和任何其它电子设备和设备。用于家庭自动化的公知的继电器装置通常安装在给定房产的主电气柜和子电气柜中。所安装的继电器的操作经由总线、RF或通过经由AC线传播的控制信号操作。
[0003]现有的已知自动化装置和继电器(包括其安装)的成本是非常高的，这因为电线必须从其标准对通常应用的接线系统中改变，在接线系统中，经由通常安装在电气墙上接线盒中的开关提供电力。这与经由继电器从主电气柜或子电气柜的直接供电呈明显的对比。为了控制电气柜中的继电器，通常使用的标准开关被控制开关替换、在空气中传播的电信号、RF信号、AC力线信号、和在一些情况下的某些IR信号以达到并且操作电气柜中的继电器的控制电路。
[0004]在结构化电气系统中的该本质的基本改变变得太复杂、成本高、而且这种复杂性是所安装的电气自动化系统的严重的重复故障的原因。而且，已知的家庭自动化装置不汇报由单个电气设备消耗的电力，并且不将用于汇报统计的有用数据提供给家庭拥有者，也不会提供给将诞生的“智能电网”。
[0005]美国专利N0.7，649，727引入了新的概念，由此，连接到通常使用的单刀双掷(sroT)开关或双刀双掷(DPDT)开关的单刀双掷(sroT)继电器能够使经由通常安装的开关手动地或经由家庭自动化控制器远程地开关电气设备或灯。还已知的是SPDT开关和DPDT开关分别作为两路开关或四路开关。
[0006]另外，美国专利第7,639,907、7，864,500、7，973 ,647、8，041,221、8，148 ,921、8，170，722、8，175，463、8，269，376、8，331，794、8，331，795、8，340，527、8，344，668、8，384，249、8，442，792号和美国公开2013/0183043号公开了经由以下装置的用于操作电气设备的家庭自动化控制、连接、开关、和继电器，所述装置为附加件，例如，SPDT继电器和DPDT继电器或电流损耗适配器。
[0007]所引用的美国专利还详细地公开了通过继电器或通过AC出口和插头或通过电流损耗适配器，汇报设备消耗的电力。电流损耗或电力消耗汇报经由以下方式通信:经由通过塑料光导纤维电缆(已知为POF或光导)的光学信号、经由空气中的IR或RF、和直接经由通过总线或其它网络的电线号或经由指令转化器。
[0008]上述所列举的美国专利和其它国家中的很多审查中的申请公开了附加件或分别的SPDT或DPDT开关的组合和/或电源插座和/或电流传感适配器组合，其全部教导了基本上先进的住宅和其它建筑物自动化。
[0009]然而，需要包括开关和继电器组合的单个自动化装置(包括传感、计算和汇报电力消耗电路)在当前通常使用的AC开关的尺寸和形状内构造比当前自动化装置成本更低的装置，并且提供进一步的安装便利性和简易性。

【发明内容】

[0010]因此，本发明的主要目的是提供SPDT开关或DPDT开关、SroT继电器和电力消耗测量和汇报电路的小尺寸的组合，其被构造成类似于通常使用的AC开关(在下文中被称为“标准AC开关”)的形状和尺寸，其被安装在标准电气墙上接线盒中，所述标准电气墙上接线盒例如美国的已知的2X4或4X4墙上接线盒或用于安装多个标准AC开关和AC插座/插口，例如欧洲的60_圆形的电气墙上接线盒或如在欧洲使用的其它矩形的电器盒。
[0011]本发明的另一目的是集成组合的开关、将AC SPDT或DPDT开关与SPDT继电器和电力消耗循环电路(在下文中并且在权利要求书中称为“混合开关”)组合到在所引用的美国专利和专利申请中所公开的住宅自动化系统用于控制混合开关，并且通视频对讲机系统或购物终端的经由混合开关和/或经由专门的自动化控制器或控制站来汇报所消耗的电力。视频对讲机公开在美国专利第5，923,363,6,603，842和6，940，957号中，购物终端公开在美国专利第 7,461，012、8，117,076 和8,489,469 号中。
[0012]影响电力消耗的另一问题是使用很多继电器，所述继电器消耗用于自身操作和控制的电力。安装在住宅或商店、或工厂中或在公共设施中的很多继电器不断地损耗电流并消耗电力，因此当安装有很多这样的自动化系统时，整个所消耗的电力将是可观的。
[0013]利用两个磁电枢或极或其它结构化的磁元件的保持电力继电器是昂贵的并且需要复杂的电路和复杂编程以控制。而且，大多数磁保持继电器可以提供有限的电流损耗，因为用于紧密地接合继电器触头的有限的磁功率，其设置为以16安培为标准，诸如最大8安培，其低于作为示例的通常使用的用于照明的AC开关。
[0014]保持继电器被短的电力脉冲操作并且锁定或者保持在接通或者断开(SPST)或利用SPDT或DPDT继电器改变状态。在接合触头之后，线圈不再消耗电力并且极被磁性地保持就位。磁功率随时间下降，最终使接触表面恶化并且最终故障。
[0015]需要用于集成到混合开关中的小功率继电器(例如，在2013年10月4日提交的美国专利申请14/045，877中所公开的)，其可经由机械保持结构被保持就位。
[0016]由本发明实现的另一实际的目的是提供具有一定结构的混合开关，所述结构可以与不同键杠杆(key lever)配合并且可以自由地在广泛多种的杠杆、装饰性盖和框架中进行任何选择，包括可获得的并且由不同开关制造商经常性地引入到施工和/或电气工业中的多种设计和颜色。因此，本发明解决了在匹配这种很广范围内的可获得的AC开关设计、其板颜色和装饰时所面临的难题。
[0017]通常使用用于AC设备和灯固件的三种类型的开关，单刀单掷(SPST)和单刀双掷(sroT)开关。SPST开关是基本的接通-断开开关，而SPDT开关是转换开关。sroT开关是用于来自两个分离位置的给定设备(例如，灯固件)的接通-断开开关，所述两个分离位置例如相同客厅或房间的两个入口。
[0018]在需要三个或多个开关以接通-断开给定厅或房间的相同的灯固件的情况下，使用另一类型的双刀双掷(DPDT)开关。DPDT开关或多个开关以给定的直-交叉(straight-cross)配置连接在前述两个SPDT开关之间C3DPDT开关还被称为“换向(reversing)”开关。
[0019]如在下文中将阐述的，两个SPDT开关包括以连续移动器(continuous traveler)配置连接的一个或多个DPDT开关，其为每个单个的开关提供其自身的操作，无论其它开关的状态。因此，连接到该SPDT和/或DPDT设置配置中的任何开关将通或断灯固件，无论其它连接的开关的状态。这还意味着对于任何的连接的开关杠杆来说，没有特定的通或断的位置，并且开或关的实现是通过将开关杠杆推动到其相对位置，或通过推动推上-推下(pushon-push off)|^o
[0020]因此，本发明的目的是将包括SPDT继电器的混合开关连接至SPDT或DPDT开关，该SPDT或DPDT开关连接用于操作灯固件或其它电气设备，由此经由“通用的”手动开关维持操作；并且经由混合开关的SPDT继电器提供远程开关，或者用于经由通用的DPDT及SPDT开关链操作灯固件，并且经由混合开关的SPDT继电器提供相同的远程开关。
[0021]本发明的另一目的是提供连接的DPDT继电器，用于远程地开或者关灯固件或者其它电气设备，该灯固件或者其它电气设备连接到手动SPDT开关或者连接到包括两个SPDT以及一个或多个DPDT开关的更综合的开关设置。
[0022]现有技术的家庭自动化系统的链式连接的SPDT和DPDT开关不可能识别设备(例如，灯固件)的接通-断开的状态，除非给定电路的所有开关和继电器状态的数据被传输至控制器。这授权了将所有的手动开关的位置和继电器的数据记录和更新至控制器。这表示复杂的数据处理并确保操作上的复杂性，每次在系统中随意地启动手动开关和继电器就需要传输所有的数据，并且这反过来引入实质上更多的数据传输和处理。
[0023]由于该原因，本发明的另外的重要的目的是将AC流传感器引入到混合开关中，用于识别何时设备是开的，并且用于处理关于设备所消耗的电力的数据。这通过以下方式实现:通过引入电流传感器(例如，环形或特定结构的电流变换器)，或通过与AC火线线共线连接的低欧姆的合金，或通过磁霍尔传感器或可以产生对应于通过AC火线端子的电流损耗水平的输出信号的任何其它元件。
[0024]电流传感器的输出信号水平以mV单位测量并且被放大到可以由CPU处理的水平，放大器和CHJ包括在混合开关中用于生成所消耗的电流数据、或所消耗的电力数据、或接通-断开状态数据及其组合。
[0025]本发明的混合开关包括收发器，所述收发器用于接收指令以操作继电器并且用于传输关于设备的状态、所消耗的效率或电流损耗的数据。数据处理是基于识别的设备、通过计时的电流传感器的损耗的AC流相对于由CI3U测量的AC电力的正弦曲线的各处的电压参考。
[0026]所接收的指令和传输的数据经由选自以下组的通信网络供给:包括有线网络(例如总线)、光学网络或光学电缆网，两路IR网络、RF无线网络及其组合。
[0027]混合开关的收发器将两路或双向信号的至少一路与家庭自动化控制器、视频对讲机或购物终端通信。收发器或CPU被编程为响应接通电源的指令到所连接的设备，其回复确认接通电源;或响应于关于状态、电流损耗和设备所消耗的电力的询问，由此更新家庭自动化控制器、或者视频对讲机或购物终端(如在前面所引用的美国专利所描述的);或如果该指令是断开设备，则响应以“断开状态”。
[0028]在下文中涉及的家庭自动化控制器是指具有控制键、触摸图标或触摸屏的显示装置和类似于前面所引用的申请和美国专利所公开的视频对讲机和/或购物终端。
[0029]下文中和权利要求书中的“混合开关”和“混合开关继电器”指的是选自以下组的集成组合:SPDT继电器、DPDT继电器、具有SPDT开关的DPDT换向继电器、和本发明的优选实施例中的DPDT开关和换向DPDT开关。
[0030]术语“sroT混合开关”指的是用于手动和远程地操作给定负载的独立的开关装置。
[0031]术语“DPDT混合开关”指的是，用于在湿润或潮湿环境中(例如浴室或洗衣区)，通过手动和远程地开关负载的两极(即火线AC和零线AC)操作负载的独立的开关装置。
[0032]术语“换向混合开关(reversing hybrid switch)”、“交叉混合开关(crossinghybrid switch)””和“换向DPDT混合开关”指的是用于给定负载的开关装置，其经由换向混合开关接通-断开，并经由至少一个SPDT开关和/或经由全部连接在双移动线的级联链中的η个中间DPDT开关，其中所连接的开关的每个个均可以操作给定负载或开关其接通-断开。
[0033]在下文和权利要求书中的术语“接触器(contactor)”指的是包括如用于SPDT和DPDT混合开关的双触头的导电支撑结构;或指包括如用于换向DPDT混合开关的三触头的导电支撑结构；或指SPDT或DPDT继电器的触头和经由内部连接件(例如，PCB (印刷电路板)或导电结构)连接在SPDT和DPDT继电器之间的SPDT或DPDT开关。
[0034]本发明的目的是使用机械保持结构，所述机械保持结构类似于所公开的用于双推(push-push)或推动-释放开关的保持结构，其将在下文对优选实施例的说明中阐述。机械保持结构提供添加的接触压力，使得用于20A或更大的AC流的小的继电器能够使用在保持的接通状态或非保持的断开状态。应当注意的是，在这两种状态中，不供给继电器线圈供电，并且在任一状态中，通过SPDT或DPDT保持继电器的移动端子和/或经由本发明的混合开关，该负载能够被通电或者被通电。
[0035]另一主要目的是控制保持电枢的部分释放运动，这将显示在附图中并且在下文中详细阐述。保持或锁定装置将极保持到接触位置中，该接触位置与完全吸引的电枢状态稍微不同。
[0036]该运动引起了两个触头之间的运动，该两个触头为极触头和接触器触头。通过将电气污点从触头的表面清洁掉，该运动可以提供刷扫效果，但是该运动还可以产生接触压力变型，该接触压力变型必须被最小化以确保电流承载能力不被内部接触运动影响。
[0037]提供延伸的“弯折(bending)”极或弹簧激活的触头(包括极本身的触头)的决定是将进一步阐述的设计选择，并且其它目的为提供平滑可靠的保持机构，所有这些覆盖了本发明的其它优选实施例。
[0038]术语“弹性元件(springy element)”指的是弯折和/或弯曲(flexing)极，或指的是被构造成提供类似弹簧的触头，或指的是包括弹簧的极，或指的是由弹簧驱动的极，或指的是由弹簧驱动的电触头，或指的是包括弹簧的触头，或指的是构造成类似弹簧元件的触头、和与极相关的弹簧或结构以及保持继电器的触头的任何组合。
【附图说明】
[0039]参考附图，从本发明的优选实施例的以下描述中，本发明的前述目的和其它目的和特征将变得明显，在附图中:
图1A和图1B为现有技术的用于操作AC设备的电SPDT继电器和SPDT开关的电工图、连接和图不；
图1C显示现有技术的用于操作AC设备的电SPDT继电器和SPDT微型开关的图示及其包封或壳体；
图2A至图2C显示包括附加DPDT继电器的示出的图的电工图，该附加DPDT继电器被设计并且被构造在壳体中，该壳体用于附接至现有技术中在美国中使用的SPDT开关；
图3A显示了现有技术的微型开关和继电器在印刷电路板上的组件；
图3B为显示本发明的SPDT继电器和SPDT微型开关的组合或集成的剖视图；
图3C显示优选实施例的混合SPDT开关和继电器的组合结构的透视图；
图4A显示公知的拨动开关或翘板电开关的现有技术的元件和操作；
图4B显示图3B的SPDT翘板开关和SPDT继电器的剖面图、分解图和透视图，该SPDT翘板开关和SPDT继电器具有用于集成本发明的另外的SPDT混合开关-继电器的修改的结构、接触器、触头和端子；
图5A为显示包括换向触头和端子的修改后的结构的集成的SPDT继电器和DPDT微型开关的分解图；
图5B显示具有SPDT继电器的集成的DPDT触头的四个状态，其强调了触头状态组合；
图5C为本发明的优选实施例的DPDT或换向混合开关-继电器的集成触头的电路图；
图6A为图4B的延伸显示了具有换向DPDT翘板开关的SPDT继电器的分解图和集成图；
图6B显示本发明的集成的换向DPDT混合微型开关和SPDT继电器的组件和壳体；
图7A至图7B为包括具有本发明的DPDT继电器的DPDT微型开关的直(straight)DPDT混合开关的透视图和电路图；
图7C显示包括具有本发明的DPDT继电器的DPDT翘板开关的直DPDT混合开关的分解图和透视图；
图8A至图SC为显示现有技术的如用于本发明的混合SPDT和DPDT微型开关继电器的锁定释放结构的透视图和剖面图；
图9A至图9C为显示具有框架支撑、盖和按键变型的混合SPDT或DPDT开关和SPDT继电器的组件的透视图和剖面图；
图1OA至图1OC为显示具有如在欧洲使用的框架支撑、盖和按键变型的混合SPDT和DPDT开关和SPDT继电器的组件的透视图和分解图；
图1lA至图1lC为显示具有如在美国使用的框架支撑、盖和按键变型的混合SPDT和DPDT开关和SPDT继电器的组件的透视图和分解图；
图12A至图12B为包括在优选实施例的混合SPDT和DPDT开关中的控制和通信电路的框图；
图12C为如在混合开关中使用的优选实施例的状态传感器的框图和电路图；
图13A为显示用于远程操作本发明的混合开关和相关装置的家庭自动化网和网络的框图；
图13B为由用于在家庭自动化网和网络内传播指令和响应的家庭自动化分配器所提供的示意性连接；
图14A为本发明的优选实施例的电流传感电路的框图；
图14B显示在五个正弦周期上具有测量时间分割的相对电流及其相移的电力线电压的正弦曲线；
图15A和图15B显示集成到壳体中的多个混合开关的示意性结构和壳体，壳体尺寸和形状其还可被插入到具有接线端子和控制电路(控制电路未示出)的插口壳体中；
图16A至图16C显示图8A至图8C中所示的保持机构的透视图和剖视图，其如适配为用于本发明的优选实施例的SPDT和DPDT继电器的单极或两极的保持机构；
图17A为具有重新构造的极和延展以容纳机械保持结构的本体的公知的继电器的示意性和剖视图；
图17B为显示本发明优选的实施例的保持继电器的简化的操作步骤的示意性剖视图；图18A为提供本发明的优选实施例的具有SPDT保持继电器的混合开关的SPDT继电器和开关组合的示意性剖面图；
图18B为换向DPDT混合开关和DPDT继电器极的包括两极保持机构的结构化细节的示意图；
图19A为包括完全释放、完全吸引和部分释放状态的三个保持步骤的剖面图，其显示了在从完全吸引到部分释放的状态改变期间触头的微运动和本发明的优选实施例的延伸或延长极的弯折；
图19B为图19A的对于给定极的三个保持步骤的剖视图，其具有本发明的另一优选实施例的未延伸长度的接合弹簧驱动的触头；
图19C为图19B的给定极的弹性触头的又一优选实施例的剖面图，其中弹簧驱动触头为极本身的结构一部分；
图20A和图20B为图19A至图19C中显示的用于手动致动继电器的电枢的手动键和柱塞的剖面图；
图20C为具有图20B的键和柱塞的图19A中所示的继电器的示意图；以及图21A至图21C为用于致动图20A至图20C的混合开关的图9A至图9C所示的按键的修改后的示意图和剖面图。
【具体实施方式】
[0040]图1A显示包括连接到单刀双掷(SPDT)AC开关7的电路，SPDT AC开关7连接到由继电器线圈6L操作的自动化SPDT继电器6，例如在美国专利7，649，727中公开的现有技术那样。该电路为以下公知的电路的变型:该电路用于连接两个SPDT AC开关的两个移动端子I和2之间的两个移动线(traveIer wire)，以用于从地点内的两个不同地点接通-断开灯，例如，从走廊的两端开关走廊的灯。STOT开关公知为两路开关并且完善多年。
[0041 ]图1B中所示的现有技术的SPDT开关7和SPDT继电器6的组合介绍于引用的专利7，649，727和其它引用的美国专利中，其记载用于简化住宅和其它建筑物中家庭电气自动化接线的新的电气自动化概念。SPDT开关和SPDT继电器的组合能够将电气接线维持在其通常传统结构中，这与要求将自动化继电器引入到地点的主电气柜的流行的家庭自动化系统相反。
[0042]通过新概念对现有接线和开关的唯一改变是附加SPDT继电器6和将传统的接通-断开灯的开关(已知为单刀单掷(SPST)开关)替换为SPDT开关。这能够经由传统的机械开关杠杆手动地并且经由继电器控制远程地操作设备或灯。
[0043]每个SPDT继电器和SPDT开关均超驰另一个并且二者均可以独立地和无限制地开关并操作灯和其它负载。手动开关的独立操作将自动化系统转换为故障安全系统，因为无论出于什么原因，当自动化故障时可以操作手动开关。在下文中所使用的术语“负载”是任何电设备或灯。
[0044]图1C显示SPDT微型开关10和SPDT继电器6，二者均为由多个制造商(例如，日本的OMRON和很多国家的其它制造商)制造的已知电气装置。显示SPDT微型开关10具有其已移除的盖1C并具有致动杠杆5L。显示柱塞或键5显示为触碰极PS，其显示为触碰结构为移动器的导体IA的不可见的触头1)，这将极触头P连接到端子Tl。图3B中所示，当柱塞5被提升以释放极PS且极组件PS的触头P接合触头2时，结构的导体2A的端子T2经由触头2连接。
[0045]包括继电器磁性线圈6L的SPDT继电器6还显示在图1C中，其中移除了继电器盖6C。该继电器还包括极结构PR，极结构PR由磁性合金基部结构PM(已知为电枢)支撑。该极被显示为触碰支撑机构IE的触头I并且连接到端子Tl，但是当经由图3C中显示的端子Cl和端子C2供给至线圈6L的电力被切断时，将切换以接合支撑结构2E的触头2。
[0046]如图3A所示，通过将继电器6和开关10焊接到所显示的PCB 8上，继电器6和微型开关10可被组合以提供集成或混合SPDT开关和继电器。尽管这样的集成是本发明的目的，将两个装置附接和焊接到PCB或其它导电结构是一种解决方案。对于集成或混合的两路开关-继电器，将开关-继电器组合到所示的PCB上是一种实施例，但是其不是本发明的优选的实施例。这将在下文中讨论。
[0047]包括所示的Cl和C2(图3C所示)线圈端子的继电器端子Tl、T2和L固定地安装在继电器本体6Β下方以用于将继电器6的端子Τ2与SPDT开关10的Τ2连接、继电器6的Tl与开关10的Tl连接，同时继电器的L(线)端子连接到图1A和图1B中所示的AC设备，而开关的L端子连接到AC火线。
[0048]AC线和设备连接可以是相反的，如下文中将阐述的。然而，当SPDT继电器和SPDT开关的Tl端子和Τ2端子彼此连接时，明显的优点是，集成的开关和继电器的仅有的两个剩余的连接端子为用于连接到负载和AC火线的L端子，由此其缩短时间和减少劳力。
[0049]组合的SPDT开关和SPDT继电器不能被用于将两个移动线连接到另一 SPDT开关或继电器，这因为仅仅提供有单个的L端子用于连接负载。为了连接在用于操作给定负载的开关的级联线中的两个SPDT开关或多于两个的开关，需要在换向双刀双掷DPDT之间的双移动线的级联连接，该双刀双掷DPDT形成在交叉开关或换向开关，如图2Α所示。
[0050]图2Α显示这样的级联开关链，在该级联开关链中，由所示的继电器线圈6L操作的DPDT继电器60通过其移动触头与布置成使连接线换向的两极Ρ2-1和Ρ2-2的移动触头连接，显示为S2-1和S2-2的DPDT开关以相同的方式操作。在这样的级联开关线中，在图2Β和图2C中所示的附加继电器60的使用被公开在美国专利7，649，727和公开在很多其它所引用的美国专利中。必须注意的是，可以将交叉DPDT开关连接到附加SPDT继电器，但是不能连接到本发明的SPDT混合继电器。
[0051]在所有的情况下，现有技术的将单独的继电器添加到开关和/或将这样的继电器附接至如在美国专利8，384，249中所公开的开关要求用于连接移动线和/或必须将电线和接线装置挤到非常小的墙上接线盒中的劳动，所述墙上接线盒例如公知为美国接线盒4〃Χ4"的图2C中所示的接线盒14的一半尺寸或2"Χ4"的接线盒。安装附加继电器需花费时间安装并且增加安装成本。为了提高安装效率并由此降低安装成本，需要本发明的SPDT开关和SPDT继电器或DPDT继电器的组合。
[0052]为了组合或集成SPDT开关10和继电器6，最简单的方法将是之后安装到如图3A所示的印刷电路板8上。还需要该PCB提供自动化操作和通信电路(在图3A中未示出)，这但将在下文中讨论。
[0053]从将SPDT继电器6附接和连接到SPDT开关10明显的是，这完全消除了通过单独的移动线连接两个装置的需要。尽管移动线仅仅可能是短的跳线，但是安装该移动线花费时间并且成本较高。
[0054]图3A中所示的组合开关和继电器8A是非常有用的，并且可通过简单的机构来实施，如图3所示的混合或集成开关10和继电器6不是本发明的优选的结构，本发明的优选的结构将进一步减小了混合开关的尺寸和部件。
[0055]图3B显示一个优选实施例的剖面图，其中，继电器本体6B和微型开关本体1B被重新构造成新的混合本体9B，该新的混合本体9B将移动触头支撑结构1A、2A、IE和2E组合到SPDT接触器IC和2C并且减小了这样的混合开关-继电器装置的整体尺寸并减少了成本。
[0056]术语接触器指的是导电的连结结构(linking structure)，该导电连结结构包括SPDT和DPDT开关和继电器的直的双触头和换向三触头。
[0057]微型开关10的两个移动触头I和2被固定到由黄铜或类似金属合金制成的坚固的导电结构上，其被设计形成包括在微型开关10的模制本体1B内的触头I和触头2和端子Tl和端子T2的完整的导电体。同样适用于继电器的移动触头I和移动触头2，移动触头I和移动触头2附于两个导电结构IE和2E上以形成包括模制到继电器本体6B中的触头I和触头2以及端子TI和端子T2的完整的导电体。
[0058]如所示，混合开关和继电器本体9B将两个装置的触头I和触头2，和开关和继电器的导体结构1A、2A、1E和2E集成到两个装置的极PS和PR的两个触头P之间的简单的连结接触器IC和2C中。不需要移动端子，因为移动连接被限制在开关10和继电器6的移动端子之间。这仅仅留下两个L端子，一个用于开关而另一个用于继电器。
[0059]取消在图2C中所示的接线盒内部的用于连接在两个移动线的四个端子，使得混合开关的安装更简单、更简洁和更便宜。
[0060]图3C示出了不同SPDT微型开关和继电器组合20，包括平直组合中的本体9B，显示为右角组合的9BR，以及显示为左角组合的9BL。
[0061]如从所有的组合组件9、9L和9R可以看到，继电器-开关结构被简化，极端子PR和极触头P显示在实际上与原始的极PR相同。包括支撑磁合金或电枢PM的极触头P被显示为与公知的继电器本体6B的极结构相同。去除且不使用移动端子和支撑结构IE和2E，同时具有包括线圈端子Cl和C2的磁芯6L的继电器线圈保持不变。
[0062]同样适用于微型开关本体10B，其中包括移动触头和端子Tl和T2的复杂的导电移动支撑机构IA和2A被替换为的组合的简化的接触器IC和2C其中IC包括双触头I和2C、双触头2和单个本体6B和1B被组合到单个本体9B (在如9B、9BR和9BL所示的不同变型中)和单个的组合盖(例如，图6B中所显示的盖50 )中。
[0063]从上述的描述中，明显的是，不需要移动线和/或端子用于本发明的混合开关-继电器，并且组合的混合本体的内部结构被简化。
[0064]图3B中所示的切割本体9B再现了图1A中所示的电路，但是不具有移动线和/或移动端子。明显的是，将电力应用到线圈6L将把极PR的触头P接合至所显示的接触器IC的触头1、并且接合到微型开关的触头I并且通过极PS用于通过端子L之间的混合开关连接AC。将极PS位置的换向或从线圈6L切断电力将断开到流向连接的负载(未示出)的电流。应当清楚的是，可以使本发明的混合开关或混合继电器紧凑并且较易于安装。
[0065]图3A、图3B和图3C中的所显示的混合开关-继电器结构，全部示出为两个基部6B和1B保持在图示的底部处，并且组合基部9B、9BR和9BL也是如此。所做图示是为了显示利用现有技术的装置可多么简单地实现。类似的开关-继电器组合另外显示在图4B、图6A和图6B中，这利用现有技术的装置使混合解决方案的简单组合可行。然而，可以进行多种结构改变以提供改进的并且较低成本的组合。
[0066]图4B和图6A中显示不同结构，其中继电器线圈安装在开关触头的基部下方。图4A示出了 SPDT拨动开关或翘板开关、灯或其它设备的开关3的公知结构。开关3-1显示嵌入在开关本体3中的双触头-端子结构21和22以及用于极端子24的支撑端子23。两个端子21和22分别提供了连接端子Tl和T2并且支撑端子23提供用于SPDT开关的L端子或AC火线。
[0067]极端子24围绕其中心销25旋转并且在3-1中显示为接合Tl的触头I。极24由活塞26A通过伸展弹簧26加压，这提供了足够的压力以用于在高压力条件下维持触头P和I。
[0068]当可围绕其中心销34旋转的拨动开关或翘板杠杆33以其它方式推动，如显示为3-2的弹簧26在活塞26A内部被压缩并且活塞-弹簧组合一直沿着鞍部24A运动，直到活塞通过鞍部24A的中心点。在该点，该弹簧将带有高的压力伸展到拨动开关或将极24切换到另一侧以用于接合触头2并且将L端子连接到在3-3中显示的T2端子，正如在图1A、图1B和图2B中显示的。
[0069]图4A中显示的开关机构和结构为被称为灯开关的主支持(mainstay)，灯开关在字面含义上用在所有灯应用中，该灯应用具有各种内部结构、具有不同杠杆设计、或面板设计的。然而，弹簧-活塞运动为多年用于电灯开关中的常见结构。
[0070]图4B在6-1中显示具有继电器线圈6L和极PR的混合开关-继电器30的剖面图，该继电器线圈6L和极PR被放置在包括开关的触头I和2的接触器ID的后方或后部。显示在分解图6-2中的接触器2D和ID包括两个触头，两个触头的每个组合双触头I和双触头2以接合极PR的触头P以及两个开关触头I和2以接合开关的极24。
[0071]6-1中所显示的继电器极PR的P触头触碰接触器2D的触头2，其还显示在6-2中以包括开关组件30的触头2。从6-1的剖面图和6-2的分解图中明显的是，通过开关本体30的结构，其不同于图3B和图3C中所示的微型开关本体9B，微型和翘板/拨动开关混合开关-继电器的操作是相同的。
[0072]为了更好地理解混合开关-继电器中所使用的有限的元件和部分，图4B的分解图6-2和30-4显示与其它元件分离的触头和拨动开关。6-2中所示的继电器线圈6L被从极结构PR81拉回，并且磁芯PM的电枢显示经由结构81附接至端子L，这将在下文中阐述。类似地，两个接触器ID和2D显示为与极PR81分离，极PR81包括端子23D组合其接合的机械触头23B，并为极端子或结构24提供电触头。
[0073]端子结构23D的另一端被显示为铆接，或其可被焊接至低欧姆的金属合金结构81，金属合金结构81被设计并计算为具有在毫欧姆范围内的特定欧姆值。该低欧姆的金属合金在AC电源插座中的使用被公开在美国专利申请13，349，939中。使用该金属结构的优点在于显著的可靠性，因为该金属合金不像用在电流传感应用中的其它低欧姆电阻器那样容易产生故障并且其电阻稳定。在下文中进一步讨论关于电流损耗和电力消耗的汇报的其它细节和说明。
[0074]分解图6-2显示连接到极PR81和端子23D的两个结构81，然而，在混合开关-继电器组件中仅需要一个并且仅仅使用一个。所显示的两个结构81为了强调在设计和制造该混合开关-继电器装置中的可选择的变型。
[0075]与结构23D和结构23B组合的端子81的另一端为用于连接火线或负载的L端子。在30-4中所示的其它结构为支架37，支架37提供触头23B的通路和提供用于支撑极结构24的中心旋转销25的中心枢转孔25A。
[0076]应当注意的是，支架37不是单独的部分或部件。其被示出在分解图中并且可被用作单独的部件，但是优选实施例的混合开关结构的模制壳30组合了支架37、接触器ID和2D、结构23B、和继电器极PR的端子L或PR81端子以及开关极端子23A或23D，以变成单个模制的开关本体30。
[0077]图4B的结构30和图6A中所示的结构40没有显示将电力提供给控制电路(在图12A至图12B中所示)所需要的AC零线端子。当需要该端子时，则包括该零线端子。显示在图3A至图6B中的混合开关-继电器本体结构没有显示零线端子以简化将相关的开关与继电器触头组合的图示。图4B、图5A、图6A和图6B中所显示的图示显示了控制电路80和58，以及集成控制、电力消耗汇报和给继电器电路供电。
[0078]如前面所阐述的，混合SPDT继电器-开关可以用于从仅仅一个位置手动接通-断开给定负载。其不能连接至另一SPDT开关或连结到DPDT开关的级联链中，已知为换向开关。在该级联链中，每个开关可以手动操作相同的给定负载或从多个位置接通-断开负载。
[0079]如所阐述的原因是经由两个移动线进行链式连接，其中，链的每个段可通过换向开关独立地“换向”。如所阐述的，STOT混合开关提供两个L端子、负载端子和火线端子。为了提供来自多开关和多位置的相同的给定负载的手动开关，例如，接通-断开灯固件，则需要DPDT混合换向开关-继电器。
[0080]图6A中所示的是换向DPDT开关-继电器本体组件40，其中分解图40-2显示用于DPDT开关-继电器组件40的极、端子、接触器和其它结构项。
[0081 ] 图6A还显示换向DPDT混合开关-继电器40的本体结构和细节。在该DPDT设置中，继电器6使用相同的继电器线圈和芯部6L以及相同的继电器极结构以组合具有极PR81的触头P、磁合金或电枢PM和低欧姆的合金结构81。结构23A的连接端子Tl可被用于替换图4B的结构23D，组合前面和下文中所提到的电流传感的低欧姆合金结构部81。
[0082]所显示的DPDT开关40L和40R的两个角应用了两个旋转极24和两个支架37，其与图4B的旋转极24和支架37相同。连接旋转极的端子(显示为23A和23G的)用于连接两个移动线Tl和T2。类似或相同的端子可被用在图4B的SPDT混合-开关。在图4B中显示的端子23D可以用在L标识(S卩，负载或火线)或其可以为图6A的具有L标识的端子23A。对于DPDT混合开关-继电器，显示的低欧姆的合金结构81仅仅被引入到端子PR81，其在6-3中显示并且在图6A的40R中显示在PCB81的后方，经由端子81B在81C处被焊接到PCB，安培IC I输入。
[0083]用于DPDT混合组件的端子23A和端子23G之间的不同是提供连接端子T2和连接端子L之间的所需距离。为此，端子23G被构造成将其端子T2转移远离端子Lο然而，类似地，相同结构23A可用于两个移动端子，并且通过将端子L偏移到在DPDT组件40R的后部内的不同位置，远离端子T2或远离零线端子(未示出)而重新构造极PR81。
[0084]在图6A的分解图40-2中的所显示的触头包括两个接触器2G和1G，两个接触器2G和IG以图4B的接触器2D和ID的延伸换向结构的方式。两个接触器2G和IG中的每个分别设置有额外的触头2R和IR。所添加的两个触头2R和IR显示在触头I和2的左侧，并且在相反位置中(2相对于IR和12相对于2R)，因此，它们为换向触头。
[0085]类似于图4B中所示的混合开关30L/30R，在图6A中所示的DPDT混合开关-继电器被封装到模制结构40C、40L和40R，将分解的视图的部件和组件组合到一个固体模制壳40中。
[0086]图40-C中显示四个触头1、2、IR和2R，所有的触头被模制在开关-继电器组件的前表面上，其显示没有两个模制的支架37，支架37为用于旋转拨动开关或翘板开关极24的支架。所示的模制组件40L清晰地示出DPDT手动开关如何被制造为通过拨动极24操作。拨动极通过其中心销25而附接至中心枢转孔25A中。
[0087]图4B和图6A显示具有两个安装孔81C的PCB80，用于将PCB附接并焊接至电流传感结构。该PCB组合整个控制通信和电力消耗汇报并且被装配到小的壳体(如显示在30R和40R)中。所组合的小的结构提供用于将模制的开关-继电器和其电控制和通信电路装配到通常使用的壳体中或包装成一定尺寸和形状，其可以被安装到标准或通常的电气墙上接线盒中。
[0088]由低欧姆合金制成的所显示的结构81包括用于将结构81附接至所显示的印刷电路板80的两个焊接销81B。需要类似于图5A和6B所示的PCB 58和PCB 58A的PCB 80用于引入控制、处理和通信电路，以用于经由其线圈6L操作SPDT继电器并且用于处理和汇报所损耗的电流和/或由通过混合开关-继电器的负载消耗的电力。
[0089]图5A和图6B显示用于组合换向DPDT微型开关的触头和SPDT继电器所使用的分解图和结构。DPDT微型开关包括两极PSl和PS2，两极的每个具有其触头P，并且公知的支撑结构嵌入或模制到基部50B中。触头结构或接触器IH和2H显示在分解图中。
[0090]接触器IH包括双触头I，一个触头用于继电器极PR81，另一个触头用于极PS2，以及换向触头IR用于极PSl。接触器2H包括双触头2，一个触头用于继电器极PR81，另一个触头用于极PS2，以及换向触头2R用于极PSl。
[0091]图5A所显示的本体组件还包括继电器线圈6L，极PR81具有磁金属合金支撑件或电枢结构PM，并且低欧姆合金结构81经由铆钉81A铆接至极PR81，或以其它方式焊接至极PR。电流传感结构经由PCB组件58A的对应孔81C中的结构焊接销8IB被焊接至PCB 58A。
[0092]安装在本体50B下方的所示的PCB 58可以为用于给定混合继电器-开关组件的延伸的PCB或主PCB;或者其是不必要的并且整个控制、通信和电力消耗汇报电路可被安装到PCB 58A上。
[0093]端子L和两个端子Tl和T2与上面所提到的连接端子是相同的。在很多附图中该端子全部显示为螺纹型端子，然而，可以替代使用不同类型的接线端子。这样的端子包括公知为不具有螺纹的自锁或卡扣的端子，或用于连接在级联链中从一个开关到另一开关的电线的双自锁端子、或用于连接从一个开关到另一开关的级联电线的螺纹类型的端子、或用于电线装置的其它已知的端子，例如开关、电源插座和其它安装和/或有电线的电设备。
[0094]图5B显示接触器Hl和H2的触头的剖面图，接触器Hl和H2的触头嵌入、模制或以其它方式附接至混合本体50B，连同继电器极PR和开关极PS1/2的四个剖面图5B-1至5B-4。开关极PSl和PS2经由柱塞55—起操作，因此PSl和PS2的触头总是一起显示接合上2加IR或下I加2R触头。
[0095]图5B示出继电器极PR位置vs.开关极PSl/ PS2位置的四个状态组合5B-1至5B-4。从图5C变得清楚的是，四个位置中的两个位置提供直连接至移动线Tl和T2，以及其它两个换向或跨越该连接，其中，SroT继电器的触头2将连接至极PS2或连接至PSl，同时SPDT继电器的触头I将连接至极PSl或连接至极PS2。然而，随着两极PSl和极PS2经由柱塞55—起操作，并且两个移动端子Tl和T2将仅以两个状态连接:直接或换向。
[0096]图5C为换向DPDT混合开关-继电器的电路图。必须注意的是，已知的交叉或换向继电器(例如，在图2B的现有技术中所示)使移动线的级联对经由两对移动端子相交。而且，现有技术的移动线的级联链使用SPDT开关和附加DPDT或换向继电器，占据两个墙上接线盒空间并且经由很多端子互连线。
[0097]图5C中所示的电路全部经由图6B的单个混合开关-继电器装置51，该混合开关-继电器装置51被包装到小壳体50中，小壳体50适配任何已知的单个美国或欧洲电气墙上接线盒的尺寸和形状，并实际上具有最少接线(已知的如图5A中所示的仅仅三个端子T1、T2和L)。未知的是下文中所包括和讨论的零线端子。
[0098]图6Β的混合装置51Α显示利用柱塞55将图5Α的分解图中所示的结构装配到基部50Β上，以用于操作双微型开关极PS1-PS2。
[0099]相同的混合装置50Β显示为包封或包装到用于容纳组件51Α、柱塞55和现有技术的致动杠杆5L的壳体或接线盒50中。
[0100]组件51显示作为包装的装置的混合DPDT换向微型开关-继电器，其包括杠杆支撑件61和锁定-释放装置60，这在下文中进一步阐述并且显示在图8、图8Β和图8C中。
[0101]所显示的混合DPDT装置51还包括设置开关(setting switch)57_l至57_n、LED指示灯54、控制、通信和电力消耗汇报电路(在51中未示出)，但在下文中阐述。
[0102]混合DPDT或SPDT开关-继电器二者可以包封或包装在类似的壳体或接线盒50中，该壳体或接线盒50构造成附接至用于支撑混合装置的框架、装饰性盖、键杠杆或按键以及被安装到通常使用的电气墙上接线盒中，电气墙上接线盒例如已知的美国4〃 X 2〃电盒、或欧洲圆形的60mm墙上接线盒、或不同尺寸的矩形盒。
[0103]图8A、图8B和图8C显示公知的锁定-释放装置，其还称为机械保持装置60。在图8A至图SC中显示的已知锁定-释放机构使用在手动按键中用于选择电子设备的给定输入或给定功能，或用于手动选择以前使用的电视机调谐器的电视频道。该机构单个地被嵌入在每个键棒中。如将在下文中阐述的，类似的保持结构用于保持SPDT继电器极或DPDT继电器的两极。
[0104]图SC显示了现有技术的机构，其被引入以阐述由将非常简单的锁定-释放组合到图中所示的结构60而形成的特征，其包括杠杆支撑件61用于经由图9A的按键70容易地并且以较小的力地机械地致动混合开关-继电器51，无论是推动锁定、推动释放还是双推的组入口 ο
[0105]图8A示出按键(未示出)的棒的模制的锁定-释放凹口的一部分。在图8A至图8C所指的键棒67非开关本身的一部分，其为包含凹口或凹槽69的推杆(push rod)或棒(bar)，凹口或凹槽69形成用于导向锁定连结件66的路径，锁定连结件66与凹口一起形成锁定释放结构。
[0106]导向锁定连结件的一端被保持就位(示出为导向件中心点66A)，其中导向锁定连结件在凹槽或凹口 69A内侧移动，这限制了棒在锁定点69A和释放点69C之间的运动。导向锁定连结件的另一端沿着凹口 69在锁定点69C和释放点69B之间以逆时针运动而移动。
[0107]通过弹簧支架67B和通过键本体60保持就位的弹簧62提供双功能，一个功能是朝向释放位置释放力到键60上，与手指推动相反以将按键锁定在锁定位置中。弹簧62的另一功能是，当棒以任意方式运动并且导向锁定连结件66被迫使通过凹口升高部和脊部(显示为68A至68D)左右和上下运动时，将导向锁定连结件66保持在其凹口69和69A(二者显示在图SB中)，该凹口升高部和脊部被设计成驾驭导向连结件66以逆时针旋转运动通过凹口(图8C中所示)。
[0108]导向锁定连结件将棒67的向前-向后运动限制到凹口69A的长度并限制到仅仅两个位置中:锁定位置或锁定点69B和释放位置69C。
[0109]棒67在凹口路径69内的运动是通过手指被迫移动到锁定位置，并且通过弹簧压力到释放位置。通过阻挡脊部68A和68B形成逆时针运动以便解锁，以及通过68C和68D形成逆时针运动以便锁定。该脊部防止在顺时针方向上任何运动，其中仅仅保留两个静止点:分别为锁定点或位置69C和释放点或位置69B。
[0110]可以使用前面所引述的现有技术的两个位置机构、或被应用来锁定或保持机械结构的任何其它已知的锁定-释放机构，例如，杠杆支撑件61以接合柱塞55。所示的现有技术为仅仅利用三个运动部件的优选低成本机构，模制键本体60包括作为一个部件的键棒67和杠杆支撑件61、作为另一部件的弹簧62、作为第三部件的导向锁定连结件66，这样简单的机构是非常可靠的。
[0111]显示为键导向件60A、棒容器67A、弹簧支架67B的元件、导向件运动范围66B、和导向件中心点包括在混合开关-继电器模制壳体50中，并且非单个元件或部件。这使得整个机构(包括键60、弹簧62和导向锁定连结件66)为用于给混合开关-继电器提供三个主要功能(推动锁定、推动释放和双推)的仅有的运动部分，这在下文中进一步阐述。
[0112]如图SB所示，锁定和释放之间的距离是图SC中所示的最大运动距离65。在实践中，这样的运动延展4mm至5_。在该锁定-释放运动，其中杠杆支撑件61将通过4mm至5mm的行程运动被锁定和释放，柔性杠杆5L的端部为优秀的行程运动，用于操作图3A至图3C的SPST或SPDT微型开关10和图6B的51。
[0113]指代上述结构或不同锁定-释放机构的结构能够操作混合开关组合(其为SPDT开关或DPDT开关并具有SPDT继电器)并且提供两路开关:经由键60或经由装饰性键的手动开关和通过SPDT继电器的线圈6L来操作SPDT继电器的远程开关。类似地，显而易见的是，利用拨动开关或翘板SPDT开关30或DPDT开关40的混合开关-继电器组合可以低成本制造、具有简单性并且安装和使用便利。
[0114]需要图7A至图7C中所示的直DPDT以替换DPST(双刀单掷)开关，该DPST(双刀单掷)开关用于建筑物或住宅中潮湿的房间和区域，以接通-断开两个AC线，S卩AC火线和AC零线。在一些国家中通常或确立的规则是，在盥洗间或洗衣间的灯、加热器和热水器必须经由双刀开关开关。
[0115]对于这样的直接应用，本发明完全满足了需求并且供给两个AC线的手动和远程致动。
[0116]图7A显示的DPDT混合开关200包括与两极PRl和PR2连结的微型开关的两极PSl和PS2，两极PRl和PR2由绝缘体结构PP和电枢PMD支撑，并且由集成到基部90DP中的继电器线圈6L操作。还显示四个接触器1C、2C、IU和2U。事实上，DPDT混合开关200包括两个SPDT混合开关20由图6B的单个线圈6L和致动器55—起操作。
[0117]图7B显示混合开关200的电路图，其为图1A的现有技术的电路的延伸，其完美地配合了用于经由手动键和远程地开关双AC线(火线和零线)的需要。
[0118]图7C显示拨动或翘板DPDT混合开关40DP，其为图6A的所显示的换向混合开关40R的延伸。40DP混合开关类似于混合开关40R地操作和构造，除了双继电器极PR-1和PR-2和电枢PMD，其被构造有绝缘本体PP以将两极PRl和PR2彼此绝缘并与电枢本身绝缘。
[0119]其它不同是，用四个直接触器1C、2C、IU和2U替换两个换向接触器IG和2G，端子从N、L、T1和T2改变到N、L、L(负载)和NL(零线负载)。所改变的元件显示在分解图40DP中和图7C的包装的或壳体中的组件40C-2和40R-2。
[0120]从前述的描述中，还应当明显的是，虽然上面所指的换向DPDT混合开关40R和51显示为包括SPDT继电器和DPDT开关，但是换向DPDT混合开关可以集成包括两个继电器极PRl和PR2的DPDT继电器和包括单个极24的SPDT开关。为了进一步阐述换向DPDT混合开关可以集成包括单刀开关20和30的SPDT开关与DPDT双继电器极PRl和PR2，例如在图7A和图7C中所描述和显示的。
[0121]电线装置(例如，AC开关和AC插座)被提供有装饰性键和盖设计，包括被建筑行业内的建筑师和室内设计师接受或同意的颜色选择。接线装置制造者因此努力提供用于电气开关的不同盖、键和时尚颜色范围，包括使用LED来指示被给定开关操作的负载状态。
[0122]因此，优选的是提供在给定包封或包装中的混合开关继电器组件，其可以适于被不同制造者的盖或键附接、或设置有可通过简单的附接件配合到给定混合开关继电器包封的多种范围的支架、盖和键，例如，图9A的所显示的卡扣附接结构50C和其对应的锁定结构50D，包括用于支撑按键70的止动导向件70A的支架59A的表面的导向接收件59B。
[0123]图9A显示利用所选择的盖59的显示为安装到保持框架上的混合SPDT开关-继电器20和混合DPDT开关-继电器51，保持框架包括本体59A、导向接收件59B和自锁结构50D。图1OA和图1OB显示模制的框架本体87A和87B，包括欧洲装置尺寸下的混合开关-继电器30或40的壳体，包括盖89A和89B。
[0124]图1IA和图1IB显示盖99A或99B和框架本体97A和97B，其构造用于将混合开关-继电器安装到标准的4〃 X 2〃美国墙上接线盒中以与公知的翘板键90或92—起使用。盖99A或99B广泛地用在美国，其中所示的盖99A利用可见的螺纹头用于附接。盖99B为具有用于附接卡扣基部99C的隐藏螺纹的已知的装饰性盖以用于附接干净的装饰性盖99B而没有所示的螺纹头。
[0125]类似地，图9A、图9B和图9C中所示的混合SPDT微型开关-继电器和DPDT微型开关-继电器使用具有框架59、59A和59D的壳体50，其配合用于将混合微型开关SPDT20和DPDT51安装在欧洲的圆形或矩形的墙上接线盒中。所显示的键70和72为通过向内推动键而操作的按键，无论其用于接通或断开开关动作。
[0126]图9B中所示的键72在推动锁定和推动释放模式中操作，其中，键表面可被识别为锁定的或释放的。这通过提供具有自锁支架73的键72实现，自锁支架73自附接至图5C的键60上，因此，键伴随行程运动(例如，4mm至5mm)而停下，其在图9B中被指为锁定位置72L和释放位置72R。在手指推动动作期间，显示通过弹簧-活塞结构75/75A的协助为键提供更好的平衡和稳定性。
[0127]显示的另一键70不附接至键60，该键70被显示的四个弹性结构70B支撑，或通过安装在键的内表面上的弹簧和活塞支撑(例如，图9B的75和75A)。键70还包括插入到显示在支架59A表面上的导向接收件59B中的四个止动导向件70A，从而当键70被推动以锁定键60时，其将始终被推动回并且通过四个止动导向件驻停。
[0128]因此，键70保持在其固定的驻停位置，无论混合开关在锁定还是释放位置中，该键因此被称为双推键，因为该键保持在驻停位置中，与盖59D齐平。
[0129]键70或72可以具有匹配或不同设计和处理、色彩或颜色、纹理和/或具有或不具有指示器窗74和/或IR传播窗74W<JR通过过滤器为深灰或实际黑色着色的透明塑料材料(例如，聚碳酸酯)。由该着色的透明材料制成的模制键70或盖59将使IR信号在通过该键或盖在空气中传播。
[0130]例如，还可以模制着色的透明材料制成的弹性结构70B，由用在空气中传播IR信号，从而弹性结构基部成为图9A至图9C中所示的IR透明窗74W。
[0131]在混合开关继电器51的前表面上显示的指示器54指示负载的接通-断开状态，包括其状态的明显改变，例如“待机”状态，其中，被负载损耗的电流或消耗的电力可观地减少。指示颜色(例如，绿色、红色、黄色、或蓝色)通过键70和键72的表面指示器的薄的半透明的窗74透射。
[0132]同样适用于翘板键，翘板键可被设计并构造成很多种形状并被附接至翘板键本体33上的翘板开关(在图4六中所示)或翘板键本体83、84、93和94(显示在图1(^、图108、图11八和图11 B)，包括关于自锁附接件的细节，例如分别适配到对应的容器孔84H和94H中的键80和82的销80A和键90和92的90A。还显示分别附接至键本体的锁定结构84B和94B的锁定钩80B、82B、90B和92B。
[0133]所显示的键本体80和90的每个包括单个活塞86和96，分别用于拨动SPDT开关的单个翘板极24，同时键本体82和92的每个包括双活塞86-1和86-2或96-1和96-2用于拨动DPDT开关的双翘板极24，这是通过将键本体84或94的止动棒84A与混合开关壳体30或40的止动棒84S接合。
[0134]图1OA至图1OC还显示在键本体84中的透明窗84W和指示器薄半透明窗80W，二者与图6A的40-C中显示的指示器44共线。
[0135]在分解图1(^、108、11六、118中的键本体的每个还包括以上提到的锁定结构848和92B，用于支撑键锁定钩80B、82B、90B和92B和双枢转件或短轴84C1/2和94C1/2，其分别附在模制壳体30和40的中心旋转插口 85和95中。图1OC和图1IC显示分别由手指推动键80或键90而操作的组装的翘板开关。
[0136]用于翘板开关30和40的盖可以为与图9A中显示的用于按键的盖59具有相同的盖设计、形状和尺寸，或任何其它装饰性形状。盖59、89或99可被设计并设置用于安装多个混合开关，其安装墙上接线盒中包含多于一个的开关和/或混合开关和/或混合开关和其它开关的组合。盖优选地应当被设计并设置用于覆盖多个混合和通常的开关，包括安装在相同墙上接线盒中的电源插座。
[0137]图12A显示用于操作AC设备的接通-断开开关电路的框图，该AC设备例如灯固定件或加热器，手动操作通过包括极PS和两个触头I和2的SPDT开关，并且远程操作经由包括线圈6L、极PR的SPDT继电器，以及图3B、图3C和图4B中的混合开关-继电器10、20或30的两个触头I和2。
[0138]经由所示的两个移动触头，图12A和图12B的SPDT或DPDT开关和SPDT继电器的组合是为了提供AC设备的两种独立的接通-断开开关:经由继电器线圈6L远程开关和经由手动开关键70或例如图9A和图1OA的键80的手动开关。
[0139]然而，混合开关20、30、40或51的远程开关呈现了可靠性问题，其中对于设备的无错误的远程开关，需要知道设备的操作状态。需要在指令继电器切换之前知道设备的电力是接通还是断开的。没有设备状态，SPDT或DPDT继电器的换向可能使设备电力的开关与所意在的指令相反。
[0140]例如，不知道加热器或灯关闭，而指令继电器关闭可能将加热器或灯打开。出于该基本原因，不可能依靠继电器线圈状态对应任意手动操作的未知的SPDT或DPDT手动开关的位置。
[0141]而且，为了使SPDT继电器控制变得真正可靠，需要提供涉及灯或AC设备的电流损耗或接通-断开状态的返回确认或数据，其从灯或设备传播到控制器。这要求两路或双向的通信、到混合开关继电器或设备本身的控制指令、以及从设备或混合开关继电器到控制器的返回的确认、状态、电流损耗数据或电力损耗数据。
[0142]将电流损耗或电力消耗数据实时通信到发电站和配电器的需求是对于家庭自动化考量的核心主题和主要目标，以及关于信号或数据连接性主题和智能电网项目当前在世界范围内进行的争论。
[0143]所引用的美国专利和图12A和图12B所示的已知电路图公开了经由扭转对132的双向总线、经由IR发射器和接收器109A/109B的IR以及经由天线106(空气中)的RF，以及经由通过光导或光纤电缆130的两个光学发射接收器104的光学通信以用于远程操作设备，包括接收分别通过驱动器107、109、105、103-1和103-2的返回数据。
[0144]尽管无线IR和RF通信被认为简单的，但是它们不是很可靠，例如，在房间内的障碍物体的运动和放置可能阻碍IR远程接通-断开指令到给定设备的视线(Iine of sight)，包括来自在所引用专利和申请中公开的IR远程控制中继器的指令。设备返回的确认和/或接通或断开指令本身可能被阻碍和不可靠。
[0145]可能通过错误地侵入传输至和接收自其它住宅的RF，和/或该RF信号不必然覆盖整个住宅，以及指令或返回的数据没有被通信或没有到达其期望的目的地。用于覆盖住宅的很多设备和AC插座的RF网络需要昂贵的、复杂的和精确的地址设定，这远远超出电气安装者培训和技巧。
[0146]前面所陈述的其它基本的可靠性问题是图12A和图12B中显示的SPDT PSl或DPDTPS1/PS2极的未知状态，这使得混合开关和/或级联SPDT或DPDT开关的接通或断开状态不清楚。因此，无法知晓手动SPDT或DPDT开关的精确的接通或断开状态带来了系统的可靠性问题。如将在下文中阐述的，CPU 101控制线圈6L到6L-n的通信和状态并被提供有电流损耗信号，CPU 101能够基于电流损耗或接通-断开状态探测而识别具有负载的移动连接。而且，对于包装在一起的η个混合开关中的多个，CPU可被提供有电流损耗信号和状态探测器信号的组合。
[0147]引入电流传感器100和状态传感器100Α的方案是用于将电气开关的可靠的接通_断开状态给专用的控制器、提供给可视对讲机、或提供给控制AC装置的购物端子，其公开在所引用的美国专利和申请中。
[0148]电流传感器100，实时识别设备状态，以用于传播涉及设备状态的数据，该传播可以经由POF 130、视线中的IR空气中RF或经由总线或网络的电气信号。电流传感器100可以是通过感应的电流传感器、磁霍尔传感电路、低欧姆电阻器或金属合金、或任何其它已知的电流传感电路和方法。当混合开关被构造为具有用于安装在电气柜内的分离部或分隔部时，或构造在区分低压连接器与AC电力线和接触器的分隔的墙上接线盒内时，在总线132中使用扭转对也是可以的。
[0149]实时电流损耗数据识别负载状态，使得控制器无误地积极地接通或断开灯或其它设备。而且，其向住宅、办公室或其它企业或组织提供将它们的实时电流损耗或电力消耗到供电者或供电站的电力智能电网的基础。
[0150]用于继电器线圈6L、CPU101和其它内部电路的DC电力可提供自小功率IC电路，这利用用于输出所需的低DC电压和电流的已知的开关供电电路，和/或利用DC模拟电压调节器，或其它小电流的供电电路(例如，在美国专利8，444，124中所提到的)。尽管继电器线圈电力消耗是IW的一小部分，但是有利地使用具有线圈6L的磁的或机械的保持极PR和电枢PM，因为保持继电器被短脉冲致动，并且因此节省电力消耗，减少来自内部供电和生热的DC电流损耗。在下文中进一步阐述利用机械保持继电器的保持继电器和混合开关。
[0151]通常的灯开关不连接至AC零线并且仅仅使用AC火线和负载线，其中通常在电路中和在灯开关墙上接线盒中仅仅找到两个电线。
[0152]另一方面，所有已知的电线的现有规则、准则和规章允许将AC零线不受限制地引入到电路和电气墙上接线盒中，包括将该AC零线连接到任何和所有AC开关和其它AC装置和电路中，例如，本发明的混合开关-继电器。
[0153]从上述的描述中变得明显的是，本发明的SPDT混合开关-继电器装置可被安装到标准的电气AC接线盒中，依据电气准则和规则来接线，在低成本和简单的情况下对于通常安装的电气系统的基本接线不作显著地改变，需要添加零线和光学电缆、IR或空气中的RF中的一个用于双向通信。
[0154]所引用的美国专利公开了将光学电缆直接附接至光纤接驳部(accesses)。该POF电缆端部被锋利的乳刀切断，以用于使切割表面经由接驳部104直接地附接至光学收发器103，其被公开为单路或双向的和两路或双向以及其组合，以用于经由通过光学电缆130的级联链传播光学信号来控制，并且通过调节为在视线中的IR和/或通过无线RF信号和/或通过经由总线132的电气信号。
[0155]从所引用的美国专利的教导，还变得显然的是，AC装置，例如电流传感器或AC开关装置或AC插座，可被设置有地址，该地址涉及设备的详情，包括设备或负载所位于的地点的房间或区域。
[0156]该设置的处理是经由设置选择器108-1至108-n(例如，在图12A和图12B中所示)、和/或经由将该详情和地址下载到包括在CPU 101中的存储器中。这包括的下载可经由AC装置的RF信号、空气中信号中的IR、通过光学电缆的光学信号、和通过手持装置进入到一个或多个被称为光电端口(optoport)的光导接驳部、或直接经由负载连接器或端子。
[0157]本发明的混合开关-继电器的另一特征在于CPU101的编程和以下方法:将“双键控”或“三键控”分配至混合开关的键70、80或90，或将“双动作”分配至开关的杠杆，例如，“接通-断开-接通”或“断开-接通-断开”。该分配适用于单独地安装的或通过移动线与SPDT和/或DPDT开关连接的任何混合开关，以用于接通或断开地点内的成组的或所有的灯或成组的其它设备，这在下文中进一步阐述。
[0158]图12A和图12B显示电流传感器100和图12C显示状态传感器100A。不需要所显示的状态传感器100A用于操作图12A和图12B的混合装置，这因为通过极PR与负载串联连接的电流传感器100将积极地识别通过负载的电流损耗，并且因此提供无错误的状态。
[0159]与电流传感器100相比，状态传感器100A不提供电流损耗值或数据，然而，其确实供给状态数据，这是通过识别移动线状态相对于SPDT和/或DPDT开关位置，并且当AC火线从负载断开连接时输出信号。简单来说，当负载连接至Tl或T2移动线中的一个，并且AC火线被提供给另一移动线时，状态传感器输出信号。
[0160]图12C显示本发明的另一优选实施例的状态传感器100A的概念电路的电路图或框图，其中，所示的两个传感电阻器R2和R3均具有高欧姆值，其被连接到SPDT继电器的两个端子I和2。1?2和R3在其另一端处经由串联电阻器R4—起连接到FET Ql门(gate)，并且经由稳压二极管(zener d1de)Dl接地。为了清楚，地电位和由用于给CPU供电的电源102提供的DC极性、混合装置20、30、40、51或200的继电器和其它电路连接到AC火线。DC地电位和正DC或VCC为，例如相对与AC火线测量的+12V或+5V或+nV。
[0161]AC火线直接连接到极端子PR，因此当极PR和PS与触头2(图12C中所示)接合，负载和火线连接并且传感器电阻器R3在DC地电位并且FET Ql门信号为零，将FET Ql保持在断开状态中。当极PR开关至接合触头I时，负载将经由R3和R2连接至火线L，并且固定连接至零线N的负载将替代地经由传感器电阻器R2和R3将零线与AC火线串联连接。
[0162]结果分压器(resultant voltage divider)R2和R3(负载的电阻是可以忽略的)提供通过R4和稳压Dl的到地面的微小电流，呈现了到场效应管(FET)栅极的足够的电压电位以将FET Ql接通，其中，栅源极(gate source pole)将高态信号(high state signal)提供给CPUlOl的1/0端口，识别待断开的负载。
[0163]CPU101的存储器存储CPU无误地操作继电器所需的状态，从而单个触头Tl或T2端子相当于接通指令或断开指令，这是通过键70、80或90，或通过经由光电端口、IR、RF或总线从自动化控制器250(图13A所示)接收的指令，包括经由通过因特网的PC网络指令，或在下文中将阐述的，通过重复的键控(例如双键控或三键控)其包括由SPDT或SPDT开关(未示出)的键控，该SPDT或SPDT开关连接在至编程的DPDT混合开关继电器的级联链中。
[0164]所引用的美国专利8，269，376教导了用于接通-断开负载的方法和设备，所述负载例如单独地灯或其它设备、成组的负载和所有负载或给定设备，这是经由混合开关和/或经由在连接到混合开关的级联链中的SPDT或DPDT机械开关通过开关“接通-断开-接通”或“断开-接通-断开”实现的。
[0165]混合开关将接通或断开发送指令到单个、成组的或所有的给定负载，无论其为灯或其它设备，这直接经由级联光学纤维电缆或RF和经由家庭自动化的控制器250，包括专用的控制器、视频对讲机监控器或购物终端，包括键盘150或触摸板或触摸屏和/或经由家庭自动化分配器140，如图13A和图13B中所示。
[0166]图12A和图12B中所显示的混合开关20、30、40和51中的每个和混合开关200(未示出)可以包括很多电路，例如，级联收发器103和用于POF 130的光电端口 104、IR和RF收发器109和105、总线驱动器107、电流传感器100、状态传感器100A、设置选择器108-1至108-n。
[0167]显然，并非需要所有的电路，例如，当不使用级联光波导或POF时，仅仅需要单个光电端口 104，并且当仅仅使用IR或RF指令时，不使用光电端口并且在混合开光-继电器中仅仅包括IR109或RF105收发器。
[0168]类似于由所引用的专利和申请的教导，混合开关-继电器的设置包括混合开关和/或负载在哪个房间或区域中安装并操作，设备识别和其它操作详情的设置可经由设置选择器108-1至108-n、或经由通过光电端口 104的光学下载、经由IR收发器109的IR下载或经由RF收发器105的RF下载。下载和设置包括用于接通或断开成组的灯或设备和所有的灯或给给定设备的程序，如在下文中阐述的。
[0169]相应地，根据意在的目的，将设置选择器108-1至108-n和状态传感器100A或电流传感器100包括在不同的混合开关20、30、40、51和200的电路中，能够意图的目的，并且改并不需要或包括显示的所有电路。
[0170]对于独立的(Stand-alone)SPDT混合开关或对于单个换向DPDT混合开关，其连接到安装在地点中的级联DPDT和SPDT手动开关，详情和地址设置和全部整体系统控制器完全没有必要。
[0171]相反，住宅的单个混合开关的该设置可以操作为经由用于传播接通-断开指令的非常低成本的接通-断开遥控器(未示出)，例如，经由AC火线和经由AC控制信号(已知为X10)致动可控的线圈6L的电枢PM，或当电枢或极为磁的机械的保持类型时经由到线圈的简单的短驱动脉冲，如在下文中进一步阐述。
[0172]针对该简单的操作，该线圈6L可以通过驱动脉冲驱动，并且致动所述磁电枢或保持所述极PR-E(如图17B、图18A和图18B中显示的)以使其保持位置换向，由此将负载状态从接通换向到断开或从断开换向到接通。不需要或使用其它的控制电路。
[0173]混合开关可被安装在电气柜中，并且线圈6L可以连接至低压或AC电力以用于致动具有远程致动极PR的电枢PM，对于该远程致动，不需要或使用另外的电路。
[0174]相对于状态传感器100A使用电流传感器100或使用二者的问题在于将所测量和计算的电流损耗和/或所电力消耗进行汇报的特定要求和/或需要。使用电流传感器100或状态传感器100A或二者不仅是技术问题，而且其包括服从商业的和/或未来监管的规定，例如，要求汇报实时电力消耗。
[0175]例如，可以使用状态传感器100A替代电流传感器100以实时汇报电力消耗。其实现是通过使用户在CPUlOl的存储器中安装负载的特定电力消耗。这能够汇报记录和存储在存储器中的电力消耗并且必需进行测量。
[0176]优选的方案是使用电流传感器101用于提供电力消耗或电流损耗值，即使状态传感器很适于控制单个的负载，成组的负载和所有的负载，例如，住宅中的灯或空调。
[0177]用于接通或断开的指令和类似指令和指令响应包括房产内的状态和电力消耗汇报，这不需要高速进行。相反，低速(例如，500波特)是常见的并且为用于在空气中、视线内的IR指令的标准。
[0178]经由POF应用不同的速率用于光学信号是错误的，并且该低速是用于光学信号、空器中的IR和经由POF的可见光的优选的速率。该低速不仅仅涉及信号速度能力，还经由继电器和机械开关的极的电力开关时间以毫秒为单位测量，该时间配合500波特的低速，并且以高速提供控制指令和响应带来很少的价值或根本没有价值，特别是当响应元件或电路未准备好进行回复时。而且，电力消耗计算是缓慢的，这在下文中提到。
[0179]如前面所提到，可以操作混合开关-继电器以接通或断开住宅内中的成组的灯或所有的灯，或其它成组的设备和所有其它成组的设备。这要求通过住宅自动化网或网络(如图13A中显示的)和自动化信号分配器(如图13B中显示的)来传播指令。
[0180]从前面的阐述清晰的是，电路和程序的不同组合可被使用并且被应用于提供操作模式的很多变型。
[0181]本发明的混合开关-继电器被编程以产生和传播指令，该指令用于接通-断开成组的或成簇的灯或成组的或成簇的其它给定负载，包括地点内的所有的灯或所有的其它组或其它簇的给定负载，这经由混合开关键70、80、82、90或92和经由SPDT开关和/或DPDT开关的多个手动开关杠杆的任何一个，其连接在到本发明的DPDT混合开关-继电器的级联链中。
[0182]说明书和权利要求书中的术语“簇”指的是任何组的灯或其它“给定”设备或负载，术语“给定负载”指的是任何类型的设备，例如加热器、空调、风扇、灯、或窗帘或百叶窗等。
[0183]接通或断开成组的或所有的住宅的灯的指令可以传播自混合开关，该从使用选自以下几者中的任何的双向信号:经由光导(PCF)的光学信号、在视线内的直接的或经由IR中继器的空气中的IR信号、空气中的RF、经由总线的电信号和经由具有电力提供的总线的电信号、或其任何组合。
[0184]所引用的美国专利8，269，376公开了由不同公知的品牌制造的标准的ACSPDT或DPDT开关，其还显示将AC开关装置和AC手动SPDT开关组合到墙上接线盒中的安装方法，其连接是通过级联链的移动线Tl和T2。
[0185]所公开的用于开关成组的灯和所有灯的过程是重复键控或以其它方式换向地致动机械SPDT或DPDT开关，无论其为推动、按压、翘板、敲击、拨动、滑动、旋转、或任何其它致动动作以使该开关状换向态，以上所有均应用至本发明的混合开关-继电器并且应用至相关的SPDT和/或DPDT开关。
[0186]CPU 101被编程为对开关状态中的改变进行计时，这是经由状态传感器100A，或经由电流损耗水平中的改变，这种改变是被提供至图14A的CPU 1I的I/0 C端口的电流传感器100探测到的。例如，当状态为“切断状态”并且混合开关键被致动以将灯接通时，状态或电流损耗的改变启动CPU 1I的计时程序。例如，该计时程序或计时器激活持续时间，例如I秒或500毫秒，这是用于重复键控的“等待时间”。
[0187]如果在I秒或500毫秒的持续时间内，重复该键控，这实际上再次使该状态换向，然而，编程的CPU 1I操作线圈6L以立即重新换向极PR状态以维持第一换向状态(示例中的灯接通状态)并且同时将指令提供给家庭自动化网或网络以如编程的那样接通给定的成组的灯，这是经由系统控制器或直接地经由设置键或给定混合开关-继电器的存储器。
[0188]当混合开关包括多个集成的开关，并且该组灯或所有的灯全部或部分地连接至相同的集成的多个混合开关时，CPU将直接地操作那些灯、或与其直接连接的其它负载，并且经由自动化网传播指令到其它组或所有的灯或负载。
[0189]同样适用于换向的过程，其中，第一开关致动是为了将灯断开，在I秒或500毫秒内的下一致动将使状态换向，CPU将操作继电器线圈6L至6L-n以维持断开状态，并且提供指令以断开成组的灯或其它灯如设置的那样。
[0190]当探测到第二致动时，计时器或CPU101的计时程序被重置以为了另一个I秒(作为示例)重新启动计时器，并且如果在延伸的I秒内，发生状态的新的致动或换向，则继电器线圈被指令以维持先前状态并通过自动化网或网络提供指令以根据可能的情况接通或断开所有灯。
[0191]当在任何(例如I秒)计时器程序期间，无论其是第一计时还是延伸的计时，没有发生致动，或没有探测到致动，计时或计时器程序被重置并且开关操作返回至其基本的操作模式，将移动器换向，即，接通-断开。
[0192]由于电流传感器100和状态传感器100A均在感应负载状态，经由移动线连接到混合开关的级联开关中的任何开关中的改变，无论其为SPDT和/或DPDT机械开关，启动该计时器程序。致动开关中的任一个将使移动线和负载状态换向，由此，启动CPU 101的重复键控计时器程序。
[0193]这使明确了接通或断开成组的或所有的灯或设备是通过与混合开关以级联链连接的每个单个的标准机械SPDT或DPDT来操作的。
[0194]混合开关指示器被编程以给定颜色发光以指示计时器状态和该负载、该组负载和所有负载的接通-断开状态，如编程的那样。
[0195]图14A为用于将电流损耗信号提供给CPU101的I/O端口的框图。显示AC火线连接到电路接地，其在前文中阐述为VCC的负极。
[0196]信号放大器ICl为公知的线性放大器或双重放大器1C，其串联连接以用于放大从电流损耗电阻器R81(在前面被称为结构81)提供的电流损耗信号。放大器ICl，其还组合已知为操作放大器(或op.amp)的两个放大器，其中每个放大器被设置为放大，例如，达100倍，并且串联的二者因此可以提供高达10，000的放大倍数。I?500mA和10mA至20 A损耗(drain)产生的信号的线性放大将正好在放大器ICl的线性范围内。
[0197]CPU 101包括模拟/数字处理器和模拟到数字和数字到模拟转换器端口、数字端口和模拟端口。CPU 101为通常可用的CPU，例如8位或16位和包括低成本存储器的低功率消耗的处理器。
[0198]放大电流信号从放大器ICl提供到端口I/O C并且基于放大控制状态，并且数据涉及转换的模拟电流信号到数字的，CPU被编程以经由I /0 A端口调节放大器I Cl的放大倍数以获得如编程的优化的放大，使其相当于将在传感器特定范围的一半或最线性范围所接收到的信号。
[0199]负载，例如荧光灯或洗衣机的马达，不是纯欧姆的或电阻负载。非欧姆负载引起了电压曲线和电流曲线之间的相移和/或扭曲了由高功率的数字开关供电和负载的曲线。图14B显示两个正弦曲线，电压曲线180-186和电流曲线190-196，二者被偏移了任意角度，这是由包括线圈和电容器的负载引起的。
[0200]电压曲线190-196为零线AC端子N从经由大欧姆分配器R6和R5提供给CPU的I/0V的参考电压的曲线，其中R6值在例如0.5?1.0 Mohm的范围内，并且R5值为若干Kohm，以提供表示电力线电压的优化的参考信号水平，例如，美国的120V/60HZ或欧洲的230V/50HZ。电流曲线190-196为放大的电流信号并且为电流损耗值的精确参考。
[0201]参考电压曲线的零交叉180为开始位置或时间点，用于处理电力消耗读数。从电流曲线的零交叉的偏差中电流相移是明显的。
[0202]所显示的零交叉180是从负到正的交叉点，同时，电流曲线的开始位置时间190显示为接近负曲线的峰值，或在大于90°的相移处。
[0203]图14Β中显示的过程是测量五个参考周期181至185和相移的五个电流周期191至195。所测量的位置或时间点在图13Β中显示为在电源曲线上分布的十个点，如时间电压点181-1、182-1、183-2、184-3和185-4，其中在电流曲线上精确的时间点显示为192-4、193-5、194-6和195-8。
[0204]处理位置或时间点的的端部显示为186和196。所示的时间间隔为用于50Hz的20毫秒和用于60Hz的16.6毫秒。竖直的线将一个周期分割成10个时间点，因此每个时间点之间的间隔是一个周期除以10的持续时间。
[0205]在一个周期(Hz)期间的时间间隔或测量点的数目直接涉及到测量的精度，同样适用于在一个测量循环中所测量的AC周期的数目。二者均是将要决定的，其中，更高的精度需要在一个测量循环中的更多的测量AC周期(Hz)以及时间间隔的减小和测量点的数目的增大。
[0206]电力消耗是计算的正弦VxA图的产品，其创建基于在每个时间点处同时的测量值，并且是基于电源参考计时在每周期求和。图13B中所显示的五个周期181-185是重复的测量的一个循环的示例，例如，每2秒。当计算循环被编程以每2秒执行一次时，五个测量周期的总和将乘以20(对于50取)和24(对于60取)的因数(50:5/秒.x 2秒)or (60:5秒x 2秒)。这将呈现在2秒内的电力消耗。
[0207]通过上述，应当明显的是，通过本发明的电流传感器的电力消耗计算可被简化并且由低成本的中央处理器(CPU)执行或由模拟/数字处理器执行，二者都可从很多IC制造商获得。同样明显的是，本发明的电流传感器可以尺寸上更小，被适配到AC混合开关-继电器和其它电接线装置并提供对电力消耗的汇报提供精确的、实际的和低成本的方案。
[0208]所计算的电力消耗值在包括在CPU中的存储器中存储并更新，以用于如编程地那样汇报到系统控制器。所计算的电力消耗值被转换成预定的程序协议，其包括负载或设备的详情和负载的位置和/或混合开关的位置。在存储器中存储和更新的数据为编码的协议。
[0209]所引用的美国专利8，170，722公开了电力消耗协议的编码和协议汇报的信号结构。指令结构被设计为包括5比特的短的指令，该短的指令仅仅包括用于汇报电力消耗、负载详情和其位置的所有必要的数据。
[0210]如前面所陈述的，电力消耗的处理为延伸5个周期的低速测量/读取过程，其持续时间为100毫秒，或用于50Hz的0.1秒和用于60Hz的83毫秒。在用于电力消耗汇报的地点或住宅中使用高速网络没有价值。
[0211]从所有上述，应当明显的是，可以将SPDT或DPDT混合开关-继电器的尺寸和形状制造为适于安装在标准的墙上接线盒内和仅通过两个AC火线和负载电线连接到负载，外加零线以给电路提供电力。
[0212]还明显的是，混合开关可通过推动、拨动或翘板键或任何其它已知的开关键操作，并且该混合开关可以接通或断开单个的负载、成组的负载和所有的负载(如编程的那样)，这是通过混合开关键或在移动线中的级联链中连接到混合开关-继电器的一个或多个开关的键的多个键控或重复键控。
[0213]图15A和图15B示出构造在单个基部50Bn并且包装到单个封装40η和50η中的多个混合开关。组合的集成开关-继电器的每个与单个的集成开关20、30、40或51相同，除了单个的AC火线端子L可被接线用于给多个负载的全部供电，由于其减少了接线连接和劳力，故其是有利的。
[0214]集成开关的每个可被分配到不同的负载或全部被分配到相同类型的负载，例如灯。每个负载和详情和位置的分配和设置与前面所提到的相同，这是经由设置开关和/或经由将该数据储存或加载到所述存储器中。
[0215]图12Α和图12Β中显示的CPU 101可以单独地操作每个线圈6L至6L_n、成组的所述线圈、所有的线圈和以上几者的组合。指示器54-1至54-n经由所述CPU单独地驱动，但是所有或成组的指示器根据单独连接到每个极端子的多个负载的每个负载驱动。使单个包封开关操作多个负载并具有最少控制部件和最少接线连接端子的能力，是本发明的另一明显的优点。
[0216]图15A示出了模制到通常的基部50Bn中的η个开关-继电器结构，其中所有其它元件联系参考前面提到的单个的混合开关。所显示的η个混合开关包封50η可以直接地连接至η个负载端子。所示的壳体500-1包括用于AC火线501-1和零线(未示出)的销中的2个插头，包括用于η个负载的η个销501-1至505-η。所示的包封组件500-1为不具有接线端子的插入式类型、用于插入结构504的插口包括用于AC火线的2个销插口 503-1和用于零线的503-2，用于负载销503-1至503-η的η个销插口 502-1至502-η。结构504还包括显示在图6Β、图12Α和图12Β中(未示出在图15Α中)的控制电路，从而整个500-1包封组件可被插入到插口中，其中所有的接线经由所示的AC火线、零线和η个负载端子在插口的后侧处完成。框架盖50Dn类似于图9A的框架盖50D提供用于η个混合开关组件500-1。
[0217]图15Β示出了包封在结构40η中的η个翘板开关，其与结构30或40相同，但被放大以供给用于η个开关-继电器集成。
[0218]开关组件40η安装在框架盖87D上，框架盖87D类似于提供用于安装组件包封40η的框架87Β。键84D尺寸设置成配合η个混合开关，与框架盖89D和键盖82D相同，其全部被调节成配合本发明的多个混合开关或多混合开关的尺寸。
[0219]同样重要的是，图4Β的结构81的每个可以用于多个混合开关中的每个，和/或通常的结构81可以用于所有的单个混合开关，并且通常的结构81和多个状态传感器可以组合以用于探测所连接的η个负载中的每个的状态，并且单个电流被计算并且存储在所述存储器中。
[0220]同样应当明显的是，混合开关能够探测和汇报负载状态、由负载损耗的电流和/或由负载消耗的电力并进行通信，该通信是通过经由POF(塑料光学纤维)的双向光学信号的至少一路、空气中的IR信号、空气中的RF信号和经由总线或具有电力提供的总线的电气信号。[0221 ] 图16A、图16B和图16C显示了保持装置700，保持装置700类似于图8A至图8C中显示的锁定-释放装置，用于保持双推或推动锁定或推动释放键以用于图1C的微型开关。所显示的保持装置或结构700包括用于SPDT继电器极的极容器707和用于DPDT继电器的两极的702、棒67、弹簧62、和导向锁定连结件66，该棒67其为图18B中显示的继电器模制的基部600或900DP的部或部分。
[0222]锁定和释放结构类似于前面所阐述的锁定和释放结构和操作步骤，其参照图8A至图8C和图9A至图9C中的微型开关键60。然而，用于装置700的保持结构的键60被容器707或702替换，容器707或702经由附接件701支架附接至单极，并且经由双支架701-1和701-2(其显示在图16A的容器702的伸展的上盖的上方)附接至DPDT继电器的两极。
[0223]否则，当棒67在锁定位置中时，或当与磁合金极PM-E组合的极PR-E被由短电力脉冲持续时间通电的线圈6L拉动时，图17A、图17B、图18A和图18B中显示的极被保持。图17A不显示保持装置700，然而，其显示重新构造的极PR-E和PM-E，其中，极PR-E在其下侧附接至极PM-E0
[0224]当极PR-E被图17B的A3中显示的保持装置700保持时，极PR-E附接至极PM-E的下侧能够稍微释放极PM-E ο极PR-E被牢固地保持(触头P与触头I牢固地接合)，但极PR-E不再被线圈6L的磁力拉动，并且其被极PR-E的弹性结构稍微地向上拉动。
[0225]图17A的继电器6E和图1C中显示的现有技术的继电器6之间的另一不同是极PM-E和极PM-E的长度。继电器6E为伸展或延长的继电器结构，以用于给保持装置700提供内部空间，并且给极供给柔性，从而当极PR-E被保持并且被提供给线圈6L的电力脉冲被切断(即，极PM-E不再被吸引至线圈6L的磁芯)，更长的极可被构造成允许自由释放伸展到极PM-E。
[0226]出于上述原因，图17A的继电器6E仅仅在其两个位置中显示:接通或断开，其分别经由到线圈的连续的电力供给或电力切断而由线圈6L操作。
[0227]图17B显示由保持结构700保持的保持继电器6LA的基本四种状态。Al显示继电器6LA处于其通常的断开状态中，其中极PR-E的触头P接合触头2，将端子L与端子移动器T2连接。
[0228]A2显示继电器的供电是通过具有短的持续时间(例如，200毫秒)的电力脉冲，或在一秒或数秒内的其它长度的电力脉冲。两极PR-E被磁力地拉动并接合线圈6L的芯，并且触头P被保持装置700保持以接合触头I，连接火线端子L与移动端子Tl。
[0229]在电力脉冲持续时间的端部处，磁力被切断并且极PM-E不再被线圈6L的磁芯吸弓丨。该状态将极PM-E从其磁锁定状态稍微释放，给予其轻微的机械运动范围，该范围是释放保持装置700的保持状态所需要的。需要这种作用在容器707上的轻微压力，并且其参考图8A至图SC中显示的锁定释放装置而在上面充分地阐述。
[0230]如上面所阐述的轻微运动将导向锁定连结件从其锁定位置释放并且开始释放步骤。在图17B的A4中所示的，新提供给线圈6L的电力脉冲重新接合磁极PM-E，该磁极PM-E现在供给容器707的初始推动运动以开始释放步骤，这还利用了弹簧62压力，该弹簧62压力提供添加的压力以用于将触头P快速接合图17B的A5中所示的触头2，将端子L与移动端子T2连接。
[0231 ] 如图17B中所示，极PR-E构造有补充边缘711以配合图16A的支架701，这通过将极边缘滑动到容器707的上盖的支架701中。通过这种布置，保持装置700引入到继电器6E变得简单。然而，无尽的不同结构可被设计并且提供用于物理地将极PR-E附接至容器707的上部。
[0232]而且，类似地，可以将棒67与容器707换向，并且同样地操作保持装置700。该二者在类似活塞的动作中匹配，并且它们的位置的换向是设计选择的问题。而且，其它保持装置，例如圆珠笔，使用简单的保持用于通过旋转结构实现进-出笔的动作。替换地，可以使用经由旋转盘的其它保持。很多保持装置是已知的，并且考虑到本发明的重量、方便、和结构简单性，优选的实施例是使用图16A至图18B中的保持结构。
[0233]图18A显示组合SPDT保持继电器和微型开关极PS的混合开关-继电器300，二者经由接触器IC和2C连结。部分显示保持装置700附接至基部900B，否则并排的混合开关300的透视图与图3C中所示并阐述的混合开关20相同。
[0234]图18A的剖面图显示混合开关-继电器300类似于图3B显示的混合开关-继电器，除了继电器和位置，该继电器为延长的继电器具有修改的更长结构的极PR-E和PM-E相对于更短的极PR和PM的继电器，并且关于位置其中，极PR-E安装在极PM-E的下方，提供当电力脉冲被切断时(如图17B的A3中所示)，用于保持极PR-E所需要的微小运动，迫使极和接触器的触头之间的微小运动。微小运动供给在触头表面上的刷扫动作，该刷扫动作刷掉电触头的污点。
[0235]其它明显不同是混合开关300的极PR-E附接至极PM-E的下表面。最后是将保持装置700弓I入到极PR-E，这一起将混合开关变型成保持混合继电器和开关。
[0236]图18B显示换向DPDT混合开关和保持DPDT继电器400 JPDT继电器401为双极PRl-E和PR2-E的简化的图示，显示经由双边缘结构711 -1和711 -2附接至保持装置700的容器的上至
ΠΠ ο
[0237]双极PRl-E和PR2-E附接至单个的PM-E极，单个的PM-E极在PM-E极下方设置有绝缘体层(未示出)以提供给两极足够的绝缘，因为它们为两个电气分开的极，否则具有保持继电器的混合开关类似于具有继电器的混合开关，其具有换向接触器IH和2H的(如图5A中显示和阐述的)或具有直接触器C1、C2、U1和U2(如图7A中显示和阐述的)。在此同样，极PEl-E和PE2-E更长并且附接至磁极PME-DP的下表面，而非附接至图5A(SPDT继电器)和图7A(DH)T继电器)中显示的上表面，但是操作是相同的，除了保持和释放机构和保持继电器提供的很多其它优点。
[0238]这包括无电力浪费、更低的操作温度、不具有恶化(例如，磁保持继电器的恶化)的稳定和可靠的保持操作，和实质上更低的成本。
[0239]作为本发明的优选实施例的延长的柔性极或多个极PR-E并非用于保持继电器的唯一类型的极。在很多不同结构中的其它优选实施例可以等同用于极的机械保持。
[0240]其它公知的保持继电器通过固定磁体保持其电枢，它们不通过重复压缩保持装置而换向，它们通过施加换向的电力脉冲极性而换向。如前面所阐述的，重复压缩对于释放机械锁定装置700或其它公知的机械锁定装置(未示出)是必要的，其它公知的机械锁定装置例如通过重复压缩弹簧动作锁定装置的圆珠笔式的锁定机构，其通过压缩交替锁定和释放。
[0241]从完全吸引电枢到某一点的运动是基本的，在该点中，该电枢可通过重复压缩锁定装置700而释放。如图8A至图8C和图16A至图16C所示，存在从完全吸引状态的运动，其中导向锁定连结件66被一直推动到超出脊部68C的凹口中。
[0242]为了达到锁定位置69C，导向锁定连结件必须被弹簧62的动作推回，从而到导向锁定连结件66将跨越脊部68D到锁定位置69C中。
[0243]当电力脉冲被施加至图19A的继电器300的线圈6L时，从脊部68C跨越脊部68D到锁定位置的运动与磁吸引和电枢PM-E的运动相反的换向运动。
[0244]该运动应当被最小化，并且在实践中，保持装置700被设计成使运动小于0.2mm或小于0.008"。极PR-E具有总长度为1〃或25mm，其可被制成弯折成曲线(如图19A的A2中所示)，足以提供用于维持极P和触头I之间的触头压力，其在前面还被称为Tl用于具有保持继电器组件的混合开关。
[0245]图19A显示限定极的状态的三个状态，其中Al为释放状态，A2为完全吸引状态和A3为部分释放状态，其中，在A2中该极通过电枢的完全吸引而弯曲，并且在A3中，电枢被部分地释放。A3的电枢PM-E被保持极PR-E阻止，保持极PR-E在A3中显示为直的。触头P被显示为轻微旋转的，并且该旋转为微小运动，刷扫掉触头表面上的电气污点，如前面所公开的。
[0246]在Al中显示保持装置700完全地释放，其中弹簧62_1完全地伸展，在A2中显示弹簧62-2完全被压缩并且导向锁定连结件显示在下左部或跨越图8B和图16B的脊部68C。在A3中显示弹簧62-3被部分压缩，其中导向锁定连结件66定位超出脊部68D，驻停在图16B的锁定点69C中ο
[0247]从前面的阐述中应当清晰地理解到，完全吸引状态和部分释放状态之间的运动是跨越脊部68D到锁定点69C中的运动。这是设计选择，包括选择导向锁定连结件直径、脊部的结构和定位、和凹口长度。在实践中，如前面所陈述的，部分释放运动小于0.2mm，具有25_或1〃长度尺寸的延长的极PR-E可简单地将其克服。
[0248]重要的是要注意到，通过将电力脉冲重复施加到线圈6L以用于释放保持极的拉动或吸引不要求任何预防或限制极的运动对与继电器的触头I的接合。电枢的重复吸引在触头之间形成增大的压力，并且开始到释放位置中的完全运动，或用于接合触头2(在前面还被称为T2 )的触头P的换向被弹簧62很好地支撑。
[0249]释放或换向动作还被保持装置的弹簧62的卸压或伸展协助，确保快速运动以接合触头2，提供了施加高压以将触头P与触头2接合的优点，这是在通过将保持装置锁定在锁定位置而将触头P与触头I牢固接合之外的。
[0250]图19B引入保持继电器结构，其应用通常非延伸或延长的极PR和由弹簧ISP驱动的所示的触头1，弹簧ISP可被设计并计算为提供用于全范围的电流承载能力从自信号水平的例如，500mA并且达到10A或更大。
[0251]图19B中所示的三个状态包括BI完全释放状态、B2完全吸引状态、和B3部分释放状态。图19B的保持或锁定装置700与图19A的锁定装置700相同或类似。然而，图19A的保持装置700从其前表面显示，同时图19B的装置700显示为其侧视图的切割表面。重要的是在B2中看到，当其完全被吸引时，导向锁定连结件位于脊部68C下方的在图16B的凹口69的下左侧的位置中。导向锁定连结件66在B3中显示在凹口的中心处、在锁定位置69C中并且被保持。这与当极和电枢被释放时(如在BI中所示)的释放上中心位置69B相反。
[0252]类似于保持装置700的弹簧62，触头I的弹簧IPS在BI中释放，并且显示为被伸展和测量为B1-D。在B2中，弹簧62被显示为完全地压缩并且被测量为B2-D，而B3的部分释放的弹簧显示为被测量为B3-D。具有不同伸展/收缩测量值的三个弹簧状态完全地对应于极PR的运动。该弹簧被设计提供补偿压力以便使给定继电器的电流承载能力维持在其完全压缩和部分压缩状态中，并且完全地伸展用于下一接触周期。
[0253]清楚的是，从完全吸引电枢到部分释放电枢的运动可被弹簧驱动的触头克服，并且该运动将不会引起保持过程中的电流承载能力中的任何恶化。
[0254]继电器330的触头I和极PR的触头P没有显示对于具有伸展的极PR-E的继电器300的旋转，如上面所阐述的，但是在极的运动期间由继电器300的极PR的触头接合将迫使一些将刷扫触头表面的微型运动，即使微信运动在尺寸上是更小的。另外，重新定型触头表面是设计选择以改进触头之间通过微型运动的刷扫。
[0255]图19C没有显示整个继电器350，其仅仅显示极PR-U并且分裂(split)极触头Pl和P2包括继电器触头I和2(在前面还被引用为Tl和T2)。极PR和极PR-U之间的不同是将极弯折成U形弹性结构，其中触头P分裂成两个单独的触头Pl和P2。
[0256]U形弹性结构显示其三种状态:C1为完全释放，C2为完全吸引，C3为部分释放。三个状态的伸展测量分别显示为C1-D、C2-D和C3-D。它们通过相同的导向锁定连结件66(图19B中所示)驱动和保持，以用于完全地补偿在用于保持极的电枢的部分释放状态期间内的触头Pl和I之间的触头压力，通过重复地施加电力脉冲到线圈6L用于释放保持极PR-U和将P2触头与触头2接合而提供电枢的下一个吸引周期。
[0257]从前面的说明和图19A至图19C中的所示结构，应当明显的是，可以设计很多其它结构，例如U形接触器、螺旋弹簧和不同弹性结构以替换螺旋弹簧，其全部充分地补偿可能恶化或妨碍继电器的电流承载能力的任何运动，和/或防止对触头的损坏。
[0258]另一重要提示是，线圈(例如，继电器的6L)实际上操作达几毫秒的持续时间。这能够使继电器线圈的电力增大到超出连续施加电力到继电器线圈的水平。在实际期间非常短的电力脉冲可以为由线圈的增大的电压水平和电流损耗相对于施加到未保持继电器的电压和电流。这使得能够使用更小的线圈，通过增大施加到线圈的电力，产生更大的磁吸引，用于减小尺寸和降低成本。
[0259]本发明的首要目的是引入用于手动致动的不具有延伸的接触器的所述保持继电器的更简单的集成和/或所述混合开关的手动致动的极。
[0260]图20A显示如施加至图19A、图19B和图19C的继电器300、330和350的该简化的解决方案。其实现是通过引入柱塞5-60和键60R的组合360，在图20B中详细显示。柱塞和键的组合360还包括压缩弹簧60RS1-60RS2当不压缩键时用于保持柱塞5-60远离触碰电枢PM-E。
[0261]显示的柱塞5-60在Al、C1或A3和C3状态期间、或当电枢PM-E分别处于释放或部分释放状态时，稍微远离继电器300、330和350的电枢，并且弹簧60RS1在Al、C1、A3和C3状态中显示为伸展用于保持柱塞远离该电枢。相比而言，显示在A2和C2中的柱塞5-60自始至终压缩三个柱塞PM-E用于压缩保持装置700和极PR-E、PR和PR-U以接合触头1，其中弹簧60RS-2处于完全压缩状态中。
[0262]应当明显的是，为了操作电负载和经由设计者按键70H和72H(图21A至图21C所示)将其手动接通或断开，并且为了通过将用于使保持继电器状态换向的新的短电力脉冲供给到线圈6L以由此致动电枢PM-E远程地操作负载，其全部所需要的是引入柱塞和键的组合360(在图20A和图20B中所示)以用于手动致动保持继电器(例如，在图19A至图19C中所示)。
[0263]柱塞和键的组合360显示在图20B中，其中弹簧完全地伸展以将键60R推动远离顶部或继电器顶部的外表面或前表面600T。键导向件606为继电器包封的模制部分，从而整个键和柱塞组件仅仅由两个元件构成，弹簧60RS1和具有柱塞的键60R—起形成单个的模制结构，其全部具有低成本。
[0264]图20C示出键和柱塞的组件相对于PM-E极位置，其中，柱塞被设计成触碰电枢，仅仅当通过压缩保持装置700键被手动压缩到接合触头I中的一个，并且手动释放极以接合触头2时，或者柱塞被设计成脱离触头I当不使用触头2时，其通过同样地压缩保持装置700。
[0265]图21A和图22B为图9A和图9B中所示的设计者键70H和72H以及盖59的修改的图示。修改的图显示键推动区域70和用非保持键60R来替换保持键60并且不再需要自保持支架73。这是因为装饰性键70H和72H通过其弹簧结构70B和弹簧75A而保持在固定的相对于装饰性框架59的设计位置中。键70H和键72H通过软触碰向内压缩到的深度或大约0.Γ(如所21C所示)。
[0266]当然，应当理解的是，前述的公开仅仅设计本发明的优选实施例，并且其意在覆盖本文中本发明的示例的所有的改变和变型，其选择是出于公开的目的，该改变不构成背离本发明的范围。
【主权项】
1.一种用于保持继电器的至少一个极的方法，用于通过在所述至少一个极和所述继电器的基部和本体中的一个之间延伸的弹簧驱动的锁定装置维持至少第一触头与所述极的接合状态，当电力脉冲被供给至所述线圈时，所述极附接至由所述继电器的磁性线圈拉动的电枢，所述脉冲具有持续时间用于通过分别将所述至少一个极与所述至少一个第一触头和至少一个第二触头中的一个接合，包括无触头，将所述继电器操作到选自包括以下项的组中的状态，所述组包括:接通、切换、断开、从交叉切换到直的并且从直的切换到交叉，并且用于通过用于所述至少一个极的锁定和释放中的一个的拉动的电枢压缩所述锁定装置； 通过将所述至少一个极与所述至少一个第一触头接合和断开中的一个，并且通过切换在所述至少一个第一触头和至少一个第二触头之间的所述至少一个极的接合，每个新的所述电力脉冲供给至所述线圈使继电器状态换向，所述极和所述第一触头中的至少一个为构造成弹性元件中的一个并且包括弹簧和弹性结构中的一个以便当所述供给至所述线圈的所述电力脉冲的所述持续时间结束并且所述极被保持时，为所述电枢提供部分释放，所述方法包括以下步骤: a.将所述电力脉冲供给至所述线圈以用于吸引所述电枢； b.将所述至少一个极与所述至少一个第一触头接合以用于在所述持续时间之后通过所述锁定装置保持所述至少一个极； c.在包括所述保持的所述持续时间期间和之后维持所述接合； d.在所述持续时间之后部分地释放所述电枢； e.供给新的所述电力脉冲以使所述继电器状态换向，所述继电器状态选自包括从接通到断开、从断开到接通、切换、从交叉到直的和从直的到交叉的组中； f.将新的所述电力脉冲供给至所述线圈用于开始新的所述a到e的步骤。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述继电器选自包括下列项的组:单刀单掷(SPST)、单刀双掷(SPDT)、双刀单掷(DPST)、双刀双掷(DPDT)、换向DPDT、三个或多个(多)刀单掷(MPST)和多刀双掷(MPDT)。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述电枢的所述部分释放运动迫使在所述至少一个极的触头和所述第一触头之间的微小运动，用于刷扫所述触头上的电气污点。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述继电器被构造成在所述持续时间期间和之后通过选自包括以下项的组的弹性元件维持与所述第一触头的所述接合，所述组包括:弹性构造极、延长极、弹簧驱动极、弹性构造的所述第一触头、弹簧驱动的所述第一触头、及其组入口 ο5.如权利要求1所述的方法，其中，所述继电器集成到用于给至少一个电负载供电的混合开关，通过用于致动所述电枢的手动柱塞中的一个和连接到所述电枢中的一个的手动致动的单极和双极中的一个，所述电枢中的一个经由至少两个接触器附接到至少一个所述SPDT和DPDT继电器的单极和双极，所述混合开关还包括至少一个电力端子、手动致动键、用于经由直接和移动线连接至负载的单端子和双端子中的一个，所述方法包括以下步骤: a.通过级联的SPDT和DPDT手动开关中的至少一个，经由直接和移动线中的一个，将负载连接到单极端子和双极端子中的所述一个； b.将电力连接到所述至少一个电力端子； c.将所述混合开关安装在电气墙上接线盒和柜中的一个中；以及 d.通过所述手动致动键的一个给所述负载供电，并且将电力脉冲供给到所述线圈。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述SPDT包括用于连接至AC电力的AC火线和零线端子和用于经由AC火线直接给所述负载供电的一个极端子，所述DPDT包括用于连接到AC电力的AC火线和零线端子和用于经由AC和零线直接给所述负载供电的两个极端子，并且所述换向DPDT包括用于连接到AC电力的AC火线和零线端子和用于经由双移动线和级联的SPDT和DPDT手动开关中的至少一个给所述负载供电的两个极端子。7.如权利要求5所述的方法，其中，所述手动致动的极通过选自包括以下项的组中的键动作致动，所述组包括:推动锁定、推动释放、双推、翘板、拨动、滑动、旋转、及其组合。8.如权利要求5所述的方法，其中，所述手动致动的极为微型开关和翘板开关中的至少一个，其中，所述微型开关经由杠杆被致动，所述杠杆被推动锁定和推动释放机构的保持键支撑。9.如权利要求5所述的方法，其中，所述混合开关被包装到壳体中，所述壳体尺寸和形状适于安装到标准的墙上接线盒内，所述墙上接线盒使用可选择的装饰性盖并具有选自包括以下项的组中的键，所述组包括:不透明、IR通过透明、指示器透明、指示器透明窗、IR通过窗、色彩着色、及其组合。10.如权利要求5所述的方法，其中，所述混合开关还包括选自包括以下项的组中的电路，所述组包括:CPU、存储器、电流损耗传感器、电流信号放大器、状态传感器、用于光学电缆的具有光学接驳器的至少一个光学收发器、具有天线的RF收发器、具有在空气中访问的IR收发器、总线驱动器、至少一个指示器驱动器、至少一个继电器线圈驱动器、至少一个设置选择器、及其组合； 所述电路的功能选自包括以下项的组，所述组包括:响应操作指令、探测电流传感器和负载状态信号中的一个、计算由负载消耗的电力、及其组合，包括选自包括以下项的组中的双向信号传播中的至少一路，所述组包括:经由所述光学电缆中的一个的光学的、视线中的IR、经由所述天线的RF、经由所述总线驱动器的电的、及其组合，用于通信选自包括以下项的组中的数据，所述组包括:接收指令、响应指令、所述负载状态、由所述负载消耗的电力、及其组合。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述手动和远程致动的极中的一个被构造成包括用于供给关于用于所述计算和所述通信的所述负载的电流损耗的信号水平的低欧姆合金。12.如权利要求10所述的方法，其中，两个高欧姆的电阻器每个均连接到每个所述移动触头共同形成电压分配器，所述电压分配器用于将分配器信号供给到用于识别所述负载和所述AC火线端子之间的连续性的所述处理电路。13.如权利要求10所述的方法，其中，所述负载的详情和位置为经由所述设置选择器的设置中的一个并且被下载到所述存储器。14.如权利要求13所述的方法，其中，用于使所述负载状态换向的每个键控动作，包括，所述手动致动的极和所述至少一个级联的SPDT和DPDT开关的键中的一个的第一键控，将所述负载的状态换向到从接通到断开和从断开到接通中的一个，并且启动第一持续时间计时器，在此期间，重复的键控启动延伸的持续时间计时器和一簇给定负载的在接通和断开中的一个切换的指令，并且在所述延伸的持续时间计时器期间，随后的键控启动到给定家庭自动化的所有给定负载的以在接通和断开中的一个切换的指令； 每个接通和断开中的一个的切换的指令是通过光学电缆、RF、视线中的IR、总线、及其组合传播的，包括所述电枢的内部控制，所述电枢附接至单极和双极中的一个以维持在所述第一持续时间计时器和所述延伸的持续时间计时器期间的所述第一换向状态，所述方法还包括以下步骤: e.经由所述设置选择器中的一个设置所述给定负载的详情和位置并下载到所述存储器； f.键控所述手动致动的极和所述一个级联的SPDT和DPDT开关的所述键中的一个以使所述负载状态第一换向； g.所述第一持续时间计时器内重复所述键控用于将所述簇的给定负载切换到对应于所述第一换向负载状态； h.直接和经由家庭自动化分配器，将通常信号传播到所述家庭自动化网和网络内的混合开关和所述簇的其它控制继电器； 1.在所述延伸持续时间计时器内重复所述键控用于切换所述家庭自动化网和网络内的所有的给定负载以对应于所述第一换向状态；以及 j.直接和经由家庭自动化分配器，将指令信号传播到所述家庭自动化网或网络内的混合开关和所述所有给定负载的其它控制继电器。15.如权利要求5所述的方法，其中，多个混合开关中的每个包括所述手动柱塞和所述手动致动的单极和双极中的一个中的一个，所述手动致动键和所述线圈集成和包装到具有致动的组合的多种尺寸的基部和壳体，所述混合开关致动可选地选自包括以下项的组:全部一起地、成组地、单独地及其组合。16.—种保持继电器，包括用于维持至少一个极与至少一个第一触头的接合状态的弹簧驱动的锁定装置，所述锁定装置在所述至少一个极和基部与所述继电器的本体中的一个之间延伸，所述继电器的本体包括所述弹簧、锁定连结件、棒、和容器用于通过压缩将所述锁定状态切换为从锁定到释放和从释放到锁定； 所述继电器还包括磁性线圈、电枢附接到所述至少一个极和用于连接电源和负载和移动线的至少一个及其组合的连接端子，所述电枢被供给有电力脉冲的所述磁性线圈拉动，所述电力脉冲具有持续时间用于将所述至少一个极分别与所述至少一个所述第一触头和至少一个第二触头接合，包括无触头，将所述继电器操作到选自包括以下项的组中的状态，所述组包括:接通、切换、断开、从交叉切换到直的并且从直的切换到交叉； 被所述磁性线圈拉动的所述电枢利用所述电力脉冲到所述线圈的每个新的供给同时压缩所述锁定装置，通过使所述至少一个极与所述至少一个第一触头的接合及断开中的一个，并且通过切换所述至少一个极在至少一个第一触头和至少一个第二触头之间的接合使继电器换向； 所述极和所述第一触头中的至少一个是被构造成弹性元件并且包括弹簧和弹性结构中的一个以便当供给到所述线圈的所述电力脉冲被切断时，向所述电枢提供部分释放，并且通过用于切换所述继电器状态的压缩提供所述锁定装置的释放，所述继电器状态的切换是通过所述电力脉冲的新的供给。17.如权利要求16所述的保持继电器，其中，所述继电器选自包括下列项的组:单刀单掷(SPST)、单刀双掷(SH)T)、双刀单掷(DPST)、双刀双掷(DTOT)、换向DPDT、三个或多个(多)刀单掷(MPST)和多刀双掷(MPDT)。18.如权利要求16所述的保持继电器，其中，所述电枢的所述部分释放运动迫使所述至少一个极的触头和所述第一触头之间的微小运动，用于刷扫所述触头上的电气污点。19.如权利要求16所述的保持继电器，其中，所述继电器被构造成在所述持续时间期间和之后通过选自包括以下项的组的弹性元件维持与所述第一触头的所述接合，所述组包括:弹性构造极、延长极、弹簧驱动极、弹性构造的所述第一触头、弹簧驱动的所述第一触头、及其组合。20.如权利要求17所述的保持继电器，其中，所述继电器集成到混合开关经由用于手动致动所述电枢的柱塞中的一个和经由连接到所述电枢中的一个的手动致动的单极和双极中的一个，所述电枢中的一个经由用于给所述电负载供电的至少两个接触器附接到至少一个所述SPDT和DPDT继电器的单极和双极； 用于安装到电气墙上接线盒和电气柜中的一个的集成混合开关还包括用于电力连接的至少一个电力端子、用于直接地连接到所述负载的负载端子中的至少一个、和用于经由成级联的对的移动线连接所述负载的一对移动端子包括SPDT和DPDT开关和手动致动键中的至少一个；以及 所述电负载的供电是通过所述手动致动键中的一个和通过将新的电力脉冲供给到所述线圈用于使所述混合开关的状态换向。21.如权利要求20所述的保持继电器，其中，所述SPDT包括用于连接至AC电力的AC火线和零线端子和用于经由AC火线直接给所述负载供电的一个极端子，所述DPDT包括用于连接到AC电力的AC火线和零线端子，和用于用于接通和断开电力线火线和零线经由AC和零线直接给所述负载供电的两极端子，并且所述换向DPDT包括用于连接到AC电力的AC火线和零线端子和用于经由双移动线和级联的SPDT和DPDT手动开关中的至少一个给所述负载供电的两极端子。22.如权利要求20所述的保持继电器，其中，所述手动致动的极通过选自包括以下项的组中的键动作致动，所述组包括:推动锁定、推动释放、双推、翘板、拨动、滑动、旋转、及其组入口 ο23.如权利要求20所述的保持继电器，其中，所述手动致动的极为微型开关和翘板开关中的至少一个，其中，所述微型开关经由杠杆被致动，所述杠杆被推动锁定和推动释放机构的保持键支撑。24.如权利要求20所述的保持继电器，其中，所述混合开关被包装到壳体中，所述壳体尺寸和形状适于安装到标准的墙上接线盒内，所述墙上接线盒使用可选择的装饰性盖并具有选自包括以下项的组中的键，所述组包括:不透明、IR通过透明、指示器透明、指示器透明窗、IR通过窗、色彩着色、及其组合。25.如权利要求20所述的保持继电器，其中，所述混合开关还包括选自包括以下项的组中的电路，所述组包括:CPU、存储器、电流损耗传感器、电流信号放大器、状态传感器、用于光学电缆的具有光学接驳器的至少一个光学收发器、具有天线的RF收发器、具有在空气中访问的IR收发器、总线驱动器、至少一个指示器驱动器、至少一个继电器线圈驱动器、至少一个设置选择器、及其组合； 所述电路的功能选自包括以下项的组，所述组包括:响应操作指令、探测电流传感器和负载状态信号中的一个、计算由负载消耗的电力、及其组合，包括选自包括以下项的组中的双向信号传播中的至少一路，所述组包括:经由所述光学电缆中的一个的光学的、视线中的IR、经由所述天线的RF、经由所述总线驱动器的电的、及其组合，用于通信选自包括以下项的组中的数据，所述组包括:接收指令、响应指令、所述负载状态、由所述负载消耗的电力、及其组合。26.如权利要求25所述的保持继电器，其中，所述手动的和电枢致动的极的一个被构造成包括用于供给关于用于所述计算和所述通信的所述负载的电流损耗信号水平的低欧姆I=IO27.如权利要求25所述的保持继电器，其中，两个高欧姆的电阻器的每个均连接到每个所述移动触头共同形成电压分配器，所述电压分配器用于将分配器信号供给到用于识别所述负载和所述火线AC端子之间的连续性的所述处理电路，。28.如权利要求25所述的保持继电器，其中，所述负载的详情和位置为经由所述设置选择器的设置中的一个并且被下载到所述存储器。29.如权利要求28所述的保持继电器，其中，用于使所述负载状态换向的每个键控动作，包括，所述手动致动的极和所述至少一个级联的SPDT和DPDT开关的键中的一个的第一键控，将所述负载的状态换向到从接通到断开和从断开到接通中的一个，并且启动第一持续时间计时器，在此期间，重复键控传播指令以使一簇给定负载在接通和断开中的一个切换，并且启动延伸的持续时间计时器，在所述延伸的持续时间期间，重复键控传播指令以使给定家庭自动化的所有的给定负载在接通和断开中的一个切换； 一簇负载中的每个给定负载的详情和位置以及经由所述给定家庭自动化的网和网络的一个连接的所有给定负载的详情和位置是所述设置选择器中的一个设置并被下载到所述存储器； 所述簇和所述所有给定负载的在接通和断开中的一个切换的每个所述指令是对应于所述负载的所述第一换向状态的指令，所述指令经由所述家庭自动化的网和网络的选自包括以下项的组中的一个而传播，所述组包括:光学电缆、RF、视线中的IR、总线、及其组合，包括所述电枢的内部控制，所述电枢附接至单极和双极中的一个以维持在所述第一持续时间计时器和所述延伸的持续时间计时器期间的所述负载的所述换向状态。30.如权利要求20所述的保持继电器，其中，所述接触器为继电器的触头结构和通过印刷电路板和连结所述继电器与所述开关的其它导电结构连结的开关。
【文档编号】H01H50/54GK106030750SQ201480076643
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年12月24日
【发明人】D.埃尔贝鲍姆
【申请人】埃尔贝克斯视象株式会社