开关及开关面板的制作方法

本公开涉及智能控制领域，尤其涉及一种开关及开关面板。

背景技术：

家庭控制设备的应用已经越来越广泛，其中包括对家用电器设备的开关的多种应用和改进。一般来说，在建筑装饰或装修过程中将电器的供电线缆埋入建筑墙面内以达到整洁简化的室内空间效果，但布线较为复杂且不利于后续改装，因此可以使用无线式控制开关。无线式开关最常用的方式是基于wi-fi，蓝牙协议或红外辐射等方式，但是这些需要使用电池供电，不利于节能降耗。

图1示出了一种目前本领域较为常见的具有无源开关装置的开关面板的侧面剖视图。如图1所示，其中该开关面板包括一个跷板组件2、装设在该跷板组件2后侧的无源开关装置1、壳体3。在该示例中，示出了这个无源开关装置1的初始状态。所述跷板组件2后侧设有拨杆22，所述拨杆22用于连接第一导磁部件11，通过用户4的手指接触按动跷板组件2时，跷板组件2沿着h方向运动，此时第一导磁部件11底部的磁体125将逐渐完全接触永磁体121内的铁芯123，在磁体125运动的过程中，处于该铁芯123内的磁通量将发生变化，尤其是，在手指快速按动跷板组件2时，磁场的突变将使得与铁芯123耦接(例如磁性耦合)的线缆中产生第一感应电流，在一般技术中，所产生感应电动势e可计算为：

其中，n为线缆(例如缠绕在铁芯123外的线圈)匝数，为磁通量随时间的变化量，即作用力时间越短，磁通量的变化越大。

同样地，当用户4在按动该跷板组件2的下部位置时，该跷板组件2又将回复到上述初始状态，此时可通过拨杆22将第一导磁部件11拉回至初始状态。在此过程中，将在上述线缆中产生第二感应电流。所述第二感应电流通常没有作为控制信号，这部分能量被浪费。或者，在相关技术中，也可以利用第二感应电流生成与第一感应电流幅值相同但方向相反的信号，例如开/关，关/开，但这种机械动作产生的信号是有顺序的，也就是说连续按动两次跷板组件2所产生的信号是彼此相反，而不存在其他变化。

另外，这种开关的形式主要是模拟相关技术中的通用开关结构，相关技术中的通用开关结构是采用可摆动的脱扣结构来实现开/关控制，一般是用于照明设备，例如白炽灯等。因此，相关技术的开关的应用方式限制了无源开关的应用范围，即一般只能用于控制灯的亮灭。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提出了一种开关及开关面板，更优化地利用磁场变化感应产生电信号、模拟机械开关的触感。

根据本公开的一方面，提供了一种开关，包括：换能器组件，将来自外部作用力产生的动能转换为电信号并输出至通讯组件；通讯组件，耦接至该换能器组件，所述通讯组件接收该电信号并根据所述电信号调制出控制指令，以无线方式将控制指令发送给接收装置；以及，机械开关，耦接至该换能器组件，用于将所述换能器组件恢复至初始状态。

在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：按压组件，设置于所述换能器组件的上方。

在一种可能的实施方式中，所述换能器组件包括：一个或多个固定设置的软磁体，外侧包覆有感应线圈；一个或多个固定设置的永磁体；导磁部件，通过所述外部作用力和机械开关的控制，在初始状态和吸合状态之间转换。

在一种可能的实施方式中，所述机械开关包括：拨杆，卡接所述导磁部件和按压组件；弹性组件，固定在所述拨杆的下方，在所述外部作用力消失时通过所述拨杆带动所述导磁部件恢复至初始状态。

在一种可能的实施方式中，所述机械开关包括：张力结构，张力结构的两端分别设置有卡扣，所述卡扣分别卡接所述导磁部件的两端。

在一种可能的实施方式中，所述导磁部件为对称结构，两端分别设置有突伸部，在突伸部之间设置有具有平整表面的接触部，每一个突伸部向接触部两侧方向、以曲面延伸形成延伸部，所述导磁部件通过所述延伸部卡接所述卡扣。

在一种可能的实施方式中，所述张力结构为一体成型的对称结构；所述张力结构的对称中心部位耦接至所述按压组件底部的支点并可绕所述支点旋动。

在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：开关本体，开关本体内设置有空腔；所述张力结构沿所述对称中心向下对称设置有第一支杆，所述第一支杆延伸至所述空腔的底部；所述第一支杆两侧设置有第二支杆，所述第二支杆从所述空腔底部向上延伸，所述第二支杆向上的两端设置有卡扣；所述张力结构通过所述卡扣卡接所述导磁部件。

在一种可能的实施方式中，所述第一支杆上部通过弹性部件连接所述按压组件底部。

在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：旋动组件，设置于所述按压组件上方；信号驱动组件，位于所述旋动组件和按压组件之间，并电性耦接至通讯组件；其中，所述信号驱动组件根据旋动组件的旋动生成相应的控制编码，并将所述控制编码发送给所述通讯组件；所述通讯组件，根据所述电信号和所述控制编码调制出控制指令，并以无线方式将控制指令发送给接收装置。

在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：逻辑电路组件，嵌入所述旋动组件的本体内，电性耦接至通讯组件。

在一种可能的实施方式中，所述逻辑电路组件包括：光学逻辑组件，固定耦接于信号驱动组件，用于获取指纹信息。

根据本公开的另一方面，提供了一种开关面板，包括：接收组件，与上述任一项所述开关的通讯组件以无线方式进行通信，接收所述通讯组件发送的控制指令；解码组件，耦接所述接收组件，通过所述接收组件获得所述控制指令，对所述控制指令进行解码获得控制信号；控制器，耦接所述解码组件，根据所述控制信号生成调节信号，并将所述调节信号输出到外部设备。

根据本公开的开关可以将机械能转换为电信号，并根据所述电信号调制出控制指令，以无线方式将控制指令发送给接收装置，实现对设备的控制。通过机械开关可以模拟机械开关的触感，无线控制可以便于用户控制设备状态。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出示出了一种相关技术中的具有无源开关装置的开关面板的侧面剖视图。

图2示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。

图3示出根据本公开一实施例的开关的技术原理示意图。

图4示出根据本公开一实施例的开关的应用示例的示意图。

图5a、图5b示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。

图6示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。

图7示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。

图8示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。

图9示出根据本公开一实施例的开关面板的示意图。

图10示出根据本公开一实施例的开关面板的示意图。

附图标记列表：

无源开关装置1，跷板组件2，壳体3，用户4，第一导磁部件11，拨杆22，永磁体121，铁芯123，磁体125；

通讯组件5，空腔51，导磁部件52，永磁体53，感应线圈54，机械开关55，软磁体56，按压组件57；

公卡接件111，母卡接件112，支点113，固定点114；

突伸部521，延伸部522，上壳体551，下壳体552；

弹性组件553，第二支杆561，卡扣562，第一支杆563；

旋动组件61，信号驱动组件62，金属环63，电接触部件64；

天线组件600，解码组件601，控制器602，输出组件603，外部设备604；

逻辑组件611，本体612，线缆613，旋钮621，导电触片622，卡槽623，金属接触面641。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

实施例1

图2示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图，图3示出根据本公开一实施例的开关的技术原理示意图。如图2所示，该开关包括：

换能器组件，将来自外部作用力产生的动能转换为电信号并输出至通讯组件；

通讯组件5，耦接至该换能器组件，所述通讯组件5接收该电信号并根据所述电信号调制出控制指令，以无线方式将控制指令发送给接收装置；

以及，

机械开关55，耦接至该换能器组件，用于将所述换能器组件恢复至初始状态。

如图2所示，所述换能器组件可以包括：

一个或多个固定设置的软磁体56，外侧包覆有感应线圈54；

一个或多个固定设置的永磁体53；

导磁部件52，通过所述外部作用力和机械开关的控制，在初始状态和吸合状态之间转换。

如图2所示，该开关可以包括开关本体，开关本体内具有空腔51，软磁体56和永磁体53可以设置在所述空腔51内。以一个软磁体56作为示例进行说明，如图2所示，永磁体53可以设置在软磁体56的周围，永磁体53的个数可按照所需产生的磁通量的大小以及导磁部件52尺寸等确定。

在一种可能的实施方式中，可以将永磁体53对称设置在软磁体56的周围，这样设置可产生均匀的磁场。当所述换能器组件包括多个软磁体56时，多个软磁体56可以分开设置，在所有软磁体56的周围、或者每个软磁体56的周围设置永磁体53，本公开对具体的设置方式不作限定，可以根据所需产生的磁通量确定。

感应线圈54可以是内芯为金属的线缆，感应线圈54可以耦接通讯组件5，将感应产生的电信号(电流、电压等)输出到通讯组件5。

导磁部件52可以为金属片组件，金属片组件可不具有磁性，在用户4(例如，通过手指等部位)的按压(外部作用力)下接触并吸合(吸合状态)开关本体的空腔51内的一个或多个软磁体56。在按压之前，没有外部作用力作用于所述导磁部件52时，导磁部件52处于初始状态。

如图3所示，在每次该导磁部件52逐渐接近软磁体56的过程中，穿过软磁体56内的磁场强度将发生变化，图3中所示的原先均匀的磁场将发生“扭曲”，导磁部件52吸合软磁体56时，处于软磁体56内的磁通量将发生骤变，具体磁通量的变化可以参见公式(1)。

在软磁体56内的磁通量发生变化的情况下，将在感应线圈54内感应产生电信号，例如，产生感应电动势。感应产生的电信号将输出到与感应线圈54耦接的通讯组件5，通讯组件5接收该电信号并根据所述电信号调制出控制指令，以无线方式将控制指令发送给接收装置，接收装置可以根据控制指令对相应的设备进行控制。

其中，所述无线方式可以是通过发射wifi、蓝牙、红外或者rf(射频)等无线信号实现，一般可采用rf方式来发射该无线信号，从而在实际使用过程中，有效发射距离可以达到百米且不受任何实体障碍物(除过金属屏蔽或金属障碍物以外)的限制。

所述通讯组件5可以包括无线发射组件，例如可以为wifi模块、蓝牙模块、红外发射模块或者rf模块中的一个或多个。所述通讯组件5可以包括调制器，将接收的电信号调制为rf信号。

在一种可能的实施方式中，所述导磁部件52也可以在一定时间后也可具有磁性，可以通过改变软磁体56内的磁通量来感应产生电流。

在一种可能的实施方式中，如图2所示，所述开关还包括：按压组件57，按压组件57设置于所述换能器组件的上方。所述按压组件57可以由非导磁材料制成，这样，按压组件57的位置变化不影响软磁体56内的磁通量变化。所述按压组件57可以与导磁部件52固定连接，在外部作用力作用于所述按压组件57时，可以在外部作用力的作用下由按压组件57带动导磁部件52运动。

在一种可能的实施方式中，机械开关55可以包括：

拨杆，卡接所述导磁部件52和按压组件57；

弹性组件553，固定在所述拨杆的下方，在所述外部作用力消失时通过所述拨杆带动所述导磁部件52恢复至初始状态。

举例来说，如图2所示，所述拨杆可以为固定在弹性组件553的上壳体551，所述拨杆的侧面可以设置卡接口卡接所述导磁部件52，所述拨杆的上侧和所述按压组件57的下侧可以设置卡接部件，所述卡接部件可以包括公卡接件111和母卡接件112，所述公卡接件111和母卡接件112可以互相咬合。在一种可能的实施方式中，所述母卡接件112可以设置于所述按动组件57下侧，所述公卡接件111可以设置于所述拨杆的上侧，如图2所示，所述公卡接件111可以与所述拨杆一体形成，也可以分开设置；或者，所述公卡接件111可以设置于所述拨杆的上侧，所述母卡接件112可以设置于所述按动组件57下侧，本公开对卡接部件的设置方式不作限定。

所述弹性组件553可以为弹簧，其一侧固定设置在所述拨杆下侧，通过弹性组件553的弹力作用，使得导磁部件52可以解除与软磁体56的吸合并恢复至初始状态。应当理解的是，弹性组件553的弹性力略大于或等于软磁体56与导磁部件52之间的磁场力，如此，在达到按压吸合状态时能很好地弹回，以保持按压的触感。所述弹性组件553也可以通过其他弹性结构实现。

在一种可能的实施方式中，所述机械开关55还可以包括下壳体552，所述下壳体552嵌套该拨杆(上壳体551)，所述下壳体552内还可以设置空腔，所述弹性组件553下侧可以固定设置于所述下壳体552的空腔内。弹性组件553也可以直接固定在开关本体上，外侧不设置所述下壳体552，本公开对此不作限定。

可以理解的是，当导磁部件52在弹性组件553的作用力下脱离软磁体56时，在软磁体56内将同样感应产生一次电信号，不同的是，这次感应产生的电信号方向与之前相反。

根据本公开的开关可以将机械能转换为电信号，并根据所述电信号调制出控制指令，以无线方式将控制指令发送给接收装置，实现对设备的控制。通过机械开关可以模拟机械开关的触感，无线控制可以便于用户控制设备状态。

图4示出根据本公开一实施例的开关的应用示例的示意图。

如图4所示，在一种可能的实施方式中，该开关可以被装设在墙上，此时，所述按动组件57外侧从顶部到底部逐渐变薄，按动组件57的外侧下部可以设置跷板组件2，在用户4按动时可保持导磁部件52垂直向软磁体56接触。可以理解的是，以上仅仅是一个示例，按动组件57可不具有坡度，例如，如图2所示的平板状结构。

实施例2

图5a、图5b示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。图5a中与图2中相同的组件或部件不再赘述，如图5a所示，所述机械开关可以包括：

张力结构，张力结构的两端分别设置有卡扣562，所述卡扣562分别卡接所述导磁部件52的两端。

如图5b所示，在这一实施例中，所述导磁部件52在用户(例如，通过手指等部位)的按压下发生形变，接触并吸合(吸合状态)开关本体的空腔51内的一个或多个软磁体56。在按压之前，没有外部作用力作用于所述导磁部件52时，导磁部件52处于初始状态。

所述张力结构使得导磁部件52能够通过自身挠性恢复至初始状态，并配合用户的按压动作更好地接触软磁体56。

在一种可能的实施方式中，所述导磁部件52为对称结构，两端分别设置有突伸部521，在突伸部521之间设置有具有平整表面的接触部，每一个突伸部向接触部两侧方向、以曲面延伸形成延伸部522，所述延伸部522可以为弧形，所述导磁部件52通过所述延伸部522卡接所述卡扣562。

以上导磁部件52的结构仅仅是一个示例，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此，还可以采用其他结构的导磁部件，例如，板状结构等。上述导磁部件52的结构，突伸部521的设置可以更好地使导磁部件52的挠性被最优地利用，并且可以使导磁部件52两端与卡扣562更自然、牢固的卡接，不易脱开。

在一种可能的实施方式中，如图5a和图5b所示，所述张力结构为一体成型的对称结构；所述张力结构的对称中心部位耦接至所述按压组件57底部的支点113并可绕所述支点113旋动。如此，在向下按动按压组件57时，支点113将带动张力结构向空腔51内两侧旋转，如图5b示出的箭头方向，卡扣562带动所述延伸部522向上移动，进一步挤压所述突伸部521向内移动，从而使所述接触部向下弯曲变形直至吸合软磁体56。

该接触部的长度l与按压组件57的按压行程△l之间满足关系式：

其中α为该接触部弯曲后对应的圆心角。其中，圆心角α可直接通过对长度l的测量得知，本领域技术人员可根据该长度l设计△l的取值范围。

采用上述的张力结构可以缩减空腔51的空间，使整体结构更加紧凑。

在一种可能的实施方式中，所述张力结构沿所述对称中心向下对称设置有第一支杆563，所述第一支杆563延伸至所述空腔51的底部；所述第一支杆563两侧设置有第二支杆561，所述第二支杆561从所述空腔51底部向上延伸，所述第二支杆561向上的两端设置有卡扣562；所述张力结构通过所述卡扣562卡接所述导磁部件52。通过这种设置方式，可以更好的使所述导磁部件52发生形变，接触并吸合开关本体的空腔51内的软磁体56，用户不需要用特别大的按压力量即可使开关发出控制指令。

在一种可能的实施方式中，所述第一支杆561上部通过弹性部件连接所述按压组件57底部。其中，所述弹性部件可以为弹簧，每一第一支杆561通过其上的固定点连接至按压组件57底部的固定点114，两个固定点之间通过弹性部件相联，如此，弹性部件在按压组件57向下移动时产生弹性张力以增强所述导磁部件52的弹性回复力。

图6、图7示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。

如图6和图7所示，在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：

旋动组件61，设置于所述按压组件57上方；

信号驱动组件62，位于所述旋动组件61和按压组件57之间，并电性耦接至通讯组件5；

其中，所述信号驱动组件62根据旋动组件61的旋动生成相应的控制编码，并将所述控制编码发送给所述通讯组件5；

所述通讯组件5，根据所述电信号和所述控制编码调制出控制指令，并以无线方式将控制指令发送给接收装置。

举例来说，所述开关可以设置为一种遥控装置，或者，还可以包括如图6所示的面板结构，便于用户操作。

可以理解的是，所述开关还可以包括旋转编码器(未图示)，用户可以通过旋动组件61旋动所述旋转编码器产生并输出信号到信号驱动组件61，信号驱动组件接收信号并生成相应的控制编码，并将所述控制编码发送给所述通讯组件5，所述通讯组件5根据按压感应产生的电信号和所述控制编码调制出控制指令，并以无线方式将控制指令发送给接收装置，接收装置可以根据控制指令对相应的设备进行控制。

需要说明的是，图7中示出的开关是根据图2所示的开关的一个示例，本领域技术人员可以理解，图5a所示的开关也可以包括所述旋动组件61和信号驱动组件62。

图8示出根据本公开一实施例的开关的结构示意图。

如图8所示，在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：逻辑电路组件，嵌入所述旋动组件61的本体内，电性耦接(例如，通过线缆613)至通讯组件5。该逻辑电路组件可包括用于表示光学、电磁等的逻辑信号的逻辑电路。

在一种可能的实施方式中，所述的逻辑电路组件可包括：

电接触部件64，该电接触部件64可以为环形构造，其内布置有金属接触面641，在该金属接触面641内具有若干个用于穿入来自上述通讯组件5版图上的导电触片622的孔642。

金属环63，扣接于该金属接触面641内的，该金属环63的至少一部分曝露于所述按压组件57表面，用于接触用户4的手指并获得一个或多个电容信号。

逻辑组件611，同轴地穿入该电接触部件64、金属环63中的，在一示例中，该逻辑组件611可以是光学逻辑组件，固定耦接于信号驱动组件，用于获取(例如，用户4)指纹信息。其中，该逻辑组件611可通过卡扣614卡固在该旋动组件61的本体612内卡槽623中，并且固定耦接于信号驱动组件62的旋钮621。

实施例3

图9和图10示出根据本公开一实施例的开关面板的示意图。该开关面板可应用于电器设备等，该开关面板可以包括：

接收组件，与实施例1所述开关的通讯组件以无线方式进行通信，接收所述通讯组件发送的控制指令，例如可以是天线组件600，还可以是wifi模块、蓝牙模块或者红外接收模块。

解码组件601，耦接所述接收组件，通过所述接收组件获得所述控制指令，对所述控制指令进行解码获得控制信号；

控制器602，耦接所述解码组件601，根据所述控制信号生成调节信号，并将所述调节信号输出到外部设备604。

解码组件601可以对所述控制指令进行解码，获得所述电信号和所述控制编码等控制信号。

控制器602可以根据所述电信号和所述控制编码生成调节信号，并通过输出组件603将所述调节信号输出到外部设备604，对所述外部设备604进行控制，所述外部设备可以是家用电器等设备。

在一种可能的实施方式中，所述开关可以用于控制不同的设备，如图9所示，开关面板可以连接不同的设备，例如设备i、设备ii或设备iii，通过旋动所述旋动组件61到不同的位置可以生成不同的控制编码，控制器可以根据所述控制编码，通过输出组件603选择将调节信号输出给不同的外部设备，实现对不同设备的控制。

图9所示的仅仅为一个示例，开关面板还可以设置在不同的设备上，所有开关面板都可以接收开关发送的无线信号，解码组件601获得所述控制编码后，可以根据所述控制编码确定所述控制指令是否用于控制本设备，若所述控制指令不用于控制本设备，则可以不向所述控制器602输出控制信号，若所述控制指令用于控制本设备，则可以向所述控制器602输出控制信号。

在一种可能的实施方式中，所述开关可以用于色温的调节，如图10所示，在旋转该旋动组件61至每一个调节位置时，可形成一个调节档，当按压上述按压组件57时，上述通讯组件5获得电信号以读取该调节档对应的控制编码，例如，对应于3500k至4000k色温调节控制。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。