专利名称：一种汽车遥控钥匙自供电装置的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车遥控钥匙领域，具体涉及一种汽车遥控钥匙自供电装置，可广泛应用于任何乘用车和商务用车或其它遥控领域。
背景技术：
随着集成电路、MEMS (微机电系统)和便携式电子设备的日益应用，汽车遥控钥匙已经得到了广泛的使用。但在其能量供应，依然采取着传统的供能方式，即利用电池作为主要的能量供应。由于电池供能方式存在着诸多弊端，包含汞、铅、镉等多种有害物质同，供能寿命有限、需要定期更换等，由此所带来的材料浪费、环境污染、增加消费者使用成本等问题也不容忽视，尤其对于目前发展日益迅速的无线网络和嵌入式系统来说，电池供电的缺陷更加明显。同时，有些汽车厂家将电池密封于遥控钥匙内，无法打开，还有些汽车厂家采用非标准电池，也给电池的更换带来了不便。因此，研究新型、环保的能源装置来代替传统的电池势在必行。随着各种便携式微小型电子产品的发展，用于满足其使用要求的各种新的微型发电方法有电磁发电、静电发电及压电发电。与其它的发电原理相比，压电发电是利用压电材料的正压电效应将机械振动能量转变为电能，具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现微小化及集成化等诸多优点，尤其适用于汽车遥控钥匙等低功耗微机电系统供电，替代电池或自动为电池充电。但目前压电发电方法主要都集中在单悬臂梁压电振子的压电发电研究，如中国发明专利(申请号)200810051157. 1和200810051579. 9，然而环境中的振动源振动频率往往不稳定，单悬臂梁压电振子不易实现与环境振动源振动频率的良好匹配，不能充分吸收环境中的振动能，这将导致压电发电装置的能量转化效率低下。
发明内容
本发明提供一种汽车遥控钥匙自供电装置，以解决现有技术中汽车遥控钥匙电池供能寿命有限、增加消费者使用成本、更换不便和缓解大量废旧电池所造成的环境污染问题。本发明的技术方案是汽车遥控钥匙自供电的装置结构主要由壳体、悬臂梁双晶片压电振子、按钮机构、金属球、复位弹簧和电路板组成，电路板与壳体内部固定连接，按钮与壳体固定连接，电路板通过连接导线与并联联接的四个悬臂梁双晶片压电振子连接，四个悬臂梁双晶片压电振子组成一个压电振子振列，悬臂梁双晶片压电振子一端悬置固定于支座上、另一端自由，按钮机构与悬臂梁双晶片压电振子接触连接；按钮机构由主动按钮、 从动按钮和按钮外壳构成，按钮机构固定连接在壳体与挡板之间，按钮机构底部通过档圈与复位弹簧压接，按钮机构、复位弹簧与轴套接，轴与壳体固定连接，金属球分别置于多悬臂梁双晶片压电振子、壳体和挡板构成的空腔内；主动按钮上有周向均布方形柱销，主动按钮下端有棘轮结构，从动按钮上有周向上均布的拨齿，从动按钮上有拨齿斜面，拨齿斜面与棘轮结构卡接，按钮外壳内有曲面轮廓、圆周台阶、凹槽、内径端面，按钮外壳与主动按钮、从动按钮套接，方形柱销与凹槽滑动连接，拨齿与内径端面滑动连接。本发明的优点在于可通过按压、摇动或汽车行驶过程中的振动方式来获得电能， 不仅能满足汽车遥控钥匙自供能所需的电压、功率要求，而且具有操作简单、节能环保、免维护、不会因能量耗尽而无法使用等特点。同时，采用四个悬臂梁双晶片压电振子结构拓宽了压电振子的谐振频带，提高了压电发电的能量转换效率并能采集环境中更多的频率范围的能量，因而发电功率较大，并且可靠性更高，有利于实现结构上的小型化、系统的集成化。从根本上解决了目前汽车遥控钥匙使用电池所带来的供能寿命有限、增加使用成本、更换不便和大量废旧电池所造成的环境污染等问题。
图1是本发明汽车遥控钥匙自供电装置剖面示意图； 图2是图1的A—A剖视图3a是本发明按钮机构结构；
图: 是本发明按钮机构爆炸结构示意图3c是本发明从动按钮卡位到主动按钮棘轮结构中示意图3d是本发明按钮壳体内部结构示意图3e是本发明按钮壳体内部剖面示意图4是本发明的电源电路和遥控电路图。
具体实施例方式汽车遥控钥匙自供电的装置结构主要由壳体1、悬臂梁双晶片压电振子6、按钮机构4、金属球11、复位弹簧5和电路板2组成，电路板2与壳体1内部固定连接，按钮3与壳体1固定连接，电路板2通过连接导线与并联联接的四个悬臂梁双晶片压电振子6连接，四个悬臂梁双晶片压电振子6组成一个压电振子振列，悬臂梁双晶片压电振子6 —端悬置固定于支座8上、另一端自由，按钮机构4与悬臂梁双晶片压电振子6接触连接；按钮机构4 由主动按钮41、从动按钮42和按钮外壳43构成，按钮机构4固定连接在壳体1与挡板7之间，按钮机构4底部通过档圈9与复位弹簧5压接，按钮机构4、复位弹簧5与轴10套接， 轴10与壳体1固定连接，金属球11分别置于多悬臂梁双晶片压电振子6、壳体1和挡板7 构成的空腔内；主动按钮41上有周向均布方形柱销411，主动按钮41下端有棘轮结构412， 从动按钮42上有周向上均布的拨齿422，从动按钮42上有拨齿斜面421，拨齿斜面421与棘轮结构412卡接，按钮外壳43内有曲面轮廓431、圆周台阶432、凹槽433、内径端面434，按钮外壳43与主动按钮41、从动按钮42套接，方形柱销411与凹槽433滑动连接，拨齿422 与内径端面434滑动连接。当外力F推动主动按钮41向下运动时，主动按钮41的棘轮结构412顶住拨齿斜面421 —起向下运动，由于主动按钮41周向均布方形柱销411的制约而在按钮外壳的凹槽 433内上下滑动，当主动按钮41运动接近到终点时，拨齿422刚好脱离按钮外壳43内径端面434的制约，在复位弹簧5的作用下卡位到主动按钮41的棘轮结构412中，此时主动按钮41运动到达终点，按钮外壳43下边的圆周台阶432卡住定位；外界压力F除去后，由于复位弹簧5的作用，拨齿斜面421与按钮外壳43内的曲面轮廓431接触并沿着曲面轮廓431滑动，使从动按钮42和其周向上均布的拨齿422—同旋转，拨动悬臂梁双晶片压电振子 6的自由端，脱离后拨动悬臂梁双晶片压电振子6持续振动，从而发电，在从动按钮42转动同时拨齿422推动主动按钮41和棘轮结构412向上运动，最终主从按钮运动至触发前的状态，此时从动按钮42刚好旋转了 90度完成了一个运动循环，在整个过程中，复位弹簧5与挡圈9上下运动，而挡圈9与从动按钮42面接触，有轻微的相对转动并能恢复。通过摇动汽车钥匙或利用汽车行驶过程中的振动，使金属球11持续撞击激励悬臂梁双晶片压电振子6使之产生弯曲振动获得电能，或者通过按压按扭机构4拨动悬臂梁双晶片压电振子6的另一自由端，使之产生持续的弯曲振动和金属球11撞击振动产生电荷，完成机械能到电能的转化。压电发电电源电路对悬臂梁双晶片压电振子6产生的电能进行收集和存储，并为控制电路和无线收发电路25供电。在用手晃动汽车钥匙或者汽车在行驶过程中汽车钥匙产生振动，同样使金属球11 撞击悬臂梁双晶片压电振子6，使之产生振动变形，从而发电，悬臂梁双晶片压电振子6振动产生的交流电能，经整流桥21整流后存储在一个超级电容22中，其后电源管理模块23 具有两个作用一是当能量足以驱动微处理器M和无线收发电路25时，开关才导通使控制模块工作，二是当蓄得的能量电压过高时将多余电能释放，从而保护其后的控制模块。控制及收发电路由C8051F920低功耗单片机M、无线收发模块25、板载PCB天线沈与按钮开关 3组成。C8051F920单片机M的功能是检测到按钮3按下后，将该按钮3对应的编码信号经板载PCB天线沈发送出去。
权利要求
1. 一种汽车遥控钥匙自供电装置，其特征在于汽车遥控钥匙自供电的装置结构主要由壳体、悬臂梁双晶片压电振子、按钮机构、金属球、复位弹簧和电路板组成，电路板与壳体内部固定连接，按钮与壳体固定连接，电路板通过连接导线与并联联接的四个悬臂梁双晶片压电振子连接，四个悬臂梁双晶片压电振子组成一个压电振子振列，悬臂梁双晶片压电振子一端悬置固定于支座上、另一端自由，按钮机构与悬臂梁双晶片压电振子接触连接；按钮机构由主动按钮、从动按钮和按钮外壳构成，按钮机构固定连接在壳体与挡板之间，按钮机构底部通过档圈与复位弹簧压接，按钮机构、复位弹簧与轴套接，轴与壳体固定连接， 金属球分别置于多悬臂梁双晶片压电振子、壳体和挡板构成的空腔内；主动按钮上有周向均布方形柱销，主动按钮下端有棘轮结构，从动按钮上有周向上均布的拨齿，从动按钮上有拨齿斜面，拨齿斜面与棘轮结构卡接，按钮外壳内有曲面轮廓、圆周台阶、凹槽、内径端面， 按钮外壳与主动按钮、从动按钮套接，方形柱销与凹槽滑动连接，拨齿与内径端面滑动连接。
全文摘要
本发明涉及一种汽车遥控钥匙自供电装置，属于汽车遥控钥匙领域。汽车遥控钥匙自供电的装置结构主要由壳体、悬臂梁双晶片压电振子、按钮机构、金属球、复位弹簧和电路板组成，电路板与壳体内部固定连接，电路板通过连接导线与并联联接的四个悬臂梁双晶片压电振子连接，四个悬臂梁双晶片压电振子组成一个压电振子振列，悬臂梁双晶片压电振子一端悬置固定于支座上、另一端自由，按钮机构与悬臂梁双晶片压电振子接触连接。优点在于可通过按压、摇动或汽车行驶过程中的振动方式来获得电能，不仅能满足汽车遥控钥匙自供能所需的电压、功率要求，而且具有操作简单、节能环保、免维护、不会因能量耗尽而无法使用等特点。
文档编号E05B49/00GK102386804SQ201110334540
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月30日 优先权日2011年10月30日
发明者刘家郡, 刘建芳, 孙威, 杨志刚, 范尊强 申请人:吉林大学