一种无电池无线开关及其控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种无电池无线开关及其控制方法，包括壳体，置于壳体表面的开关以及置于壳体内的机械传动机构、微发电机、整流器、储能装置和无线通讯模块，所述机械传动机构用于在一定外力作用下带动微发电机运动；所述微发电机用于将机械能转换为电能，其产生电能经整流器存储于储能装置；所述无线通讯模块用于发送编码信号；所述开关为能够自动复位的按压式开关，与储能装置和无线通讯模块电气连接；按压使开关处于导通状态时，接通所述储能装置为无线通讯模块的供电回路；非按压时，所述开关处于断开状态。采用本发明的技术方案，能够自发电并能存储能量，从而简化了开关机械设计，大大降低了开关的成本。
【专利说明】一种无电池无线开关及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及开关控制领域，具体涉及一种无电池无线开关及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 开关在各种用电场合广泛使用，用于启动或关闭用电器。现有技术中，主要采用 86型跷板式有线开关，在开关与被控电器之间需要布线，开关与用电器直接电气连接，长期 使用存在漏电的安全隐患；同时这种有线开关施工非常麻烦，必须要准确设计开关的具体 位置、在墙体上开凿、布电线、埋开关底盒，这造成了人力物力的资源浪费；更为棘手的问题 是，后期开关线路改造几乎只能重新凿墙布线。
[0003] 现有无线遥控式开关可以解决布线问题，但几乎所有无线遥控开关式都采用电池 供电，当代社会越来越重视绿色环保，废弃的旧电池将会成为环境污染的重大问题。
[0004] 为了解决以上问题，一些厂家尝试将按压开关的机械能直接转换成电能作为遥控 式开关供电使用。但由于按压开关产生的能量是相当有限的，往往不能满足使用时间上的 要求；而且需要复杂的机械构造去配合按压机制，这就增加了成本。
[0005] 故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案， 解决现有技术中存在的缺陷。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种无电池无线开关，能自发电并 能预先存储一定能量供给开关工作，无需使用电池，无需布线，低成本且有利于环境保护。
[0007] 为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案为：
[0008] -种无电池无线开关，包括壳体，置于壳体表面的开关以及置于壳体内的机械传 动机构、微发电机、整流器、储能装置和无线通讯模块，其中，
[0009] 所述机械传动机构用于在一定外力作用下带动微发电机运动；
[0010] 所述微发电机用于将机械能转换为电能，其产生电能经整流器存储于储能装置； [0011] 所述无线通讯模块用于发送编码信号；
[0012] 所述开关为能够自动复位的按压式开关，与储能装置和无线通讯模块电气连接； 按压使开关处于导通状态时，接通所述储能装置为无线通讯模块的供电回路；非按压时，所 述开关处于断开状态。
[0013] 优选地，所述开关与机械传动机构相连接，操作开关时能带动所述机械传动机构 运动。
[0014] 优选地，还包括设置在所述壳体表面且与所述机械传动机构相连接的受力机构， 所述受力机构用于接受一定外力作用并带动机械传动机构运动。
[0015] 优选地，所述受力机构为手动轮或摇杆。
[0016] 优选地，还包括输入模块，所述输入模块与所述无线通讯模块相连接。
[0017] 优选地，所述储能装置为金电容器。
[0018] 优选地，所述开关内部设置弹性结构。
[0019] 本发明还公开了一种无线开关的控制方法，所述开关包括设置在壳体表面的机械 开关、发电装置、储能装置和无线通讯模块，
[0020] 通过发电装置在储能装置中预先存储电能，供无线通讯模块供电使用；
[0021] 在无线通讯模块中设置编码信号，上电后即发送所述编码信号；
[0022] 按压机械开关时，接通储能装置和无线通讯模块之间供电回路；非按压时，机械开 关自动恢复至断开状态，切断储能装置和无线通讯模块之间供电回路。
[0023] 优选地，按压机械开关的过程中通过发电装置将机械能转换为电能，并存储在储 能装置中。
[0024] 优选地，所述开关还包括用于用户操作输入的输入模块，预先设置输入模块与无 线通讯模块中的编码信号相绑定；按压机械开关的同时操作输入模块发送相应的编码信 号。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：能够自发电并能存储能量，从而无需要 求将每次按压开关的机械能转化为电能作为当次供电使用，简化了开关机械设计，大大降 低了开关的成本。使用该开关，无需进行开凿布线，降低了施工成本；同时无需使用电池，有 利于环境保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1是本发明实施例一无电池无线开关100的原理框图；
[0027] 图2是本发明实施例二无电池无线开关100的原理框图；
[0028] 图3是本发明实施例三无电池无线开关100的原理框图；
[0029] 图4是本发明实施例四无电池无线开关100的原理框图。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0031] 相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修 改、等效系统以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细 节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的 描述也可以完全理解本发明。
[0032] 现有技术中，将按压开关的机械能直接转换成电能的开关，由于按压开关产生的 能量是相当有限的，往往需要复杂的机械构造配合按压机制，这就增加了成本，影响了无电 池无线开关的商业前景。
[0033] 参见图1，所示为本发明实施例一无电池无线开关100的原理框图，包括壳体，置 于壳体表面的开关105以及置于壳体内的机械传动机构101、微发电机102、整流器103、储 能装置104和无线通讯模块106。
[0034] 机械传动机构101和微发电机102是联动的，为本发明的发电装置，在一定外力作 用下能带动机械传动机构101运动进而带动微发电机102运动；
[0035] 微发电机102用于将机械能转换为电能，其产生电能经整流器103存储于储能装 置 104。
[0036] 开关105与储能装置104和无线通讯模块106电气连接；按压使开关105处于导 通状态时，接通所述储能装置104为无线通讯模块106的供电回路；开关105内部设置弹性 结构，比如弹簧，按压时克服弹性应力；非按压时，由于存在弹性应力，能够自动复位至开关 断开状态，因此，非按压时，所述开关105处于断开状态，供电回路断开。
[0037] 无线通讯模块106用于发送编码信号；被控电器中也设置无线通讯模块，与无电 池无线开关100相绑定，用于在两者间进行信息通讯。每次按压开关时，无线通讯模块106 上电后即发送一个编码信号；被控电器接收编码信号后执行相应操作。假设被控电器只有 "开"或"关"两种状态，每次接收编码信号后执行反操作，也就是说被控电器在"开"状态时 执行"关"操作，反之亦然。
[0038] 由于具有储能装置104,用户可以通过发电装置预先在储能装置104存储足够的 电能。因此，无需要求将每次按压开关的机械能转化为电能作为当次供电使用，发电装置只 需在一定条件下能够将外力转化为电能，从而对发电效率的要求大大降低，从而大大简化 机械结构设计，因此，本发明只需采用现有技术的机械传动机构101和微发电机102就能满 足使用要求。
[0039] 本发明实施例采用能够自动复位的开关105,平时处于断开状态，几乎不消耗储能 装置104所存储的能量，只有在按压时接通供电回路才消耗电能，且在非按压时，能够自动 恢复至断开状态，从而能够延长储能装置104中电能的使用时间。
[0040] 由于无电池无线开关的低能量消耗，用户仅仅偶尔操作发电装置也是足够满足使 用需求；即便能量消耗完毕，通过发电装置也可以很快补充能量，满足开关正常使用的需 求。
[0041] 在一种优选的实施方式中，无线通讯模块106选用低功耗无线模块，以便使功耗 进一步降低。
[0042] 整流器103用于整流滤波，在一种优选的实施方式中，整流器103为二极管。
[0043] 在一种优选的实施方式中，机械传动机构101为传动带机构或者齿轮机构；机械 传动机构101的具体结构设计并非本发明的主要改进之处，也可以采用现有技术中的其他 技术手段实现机械传动机构101。
[0044] 在一种优选的实施方式中，微发电机102由磁铁组和线圈组组成；磁铁组与机械 传动机构101联动，而线圈固定在开关壳体上。当外力作用时，机械传动机构101带动磁铁 组运动，使磁铁组和线圈组的相对位置发生了改变，相当于磁场高速切割了线圈，在线圈中 产生感应电流，经整流器103向储能装置104充电。上述仅是微发电机102的一种实现方 法，微发电机102如何实现并非本发明的主要改进之处，本发明也可以采用现有技术中其 他技术手段实现微发电机102。
[0045] 参见图2,所示为本发明实施例二无电池无线开关100的原理框图，开关105与机 械传动机构101相连接，具有机械上联动结构，在开关105按压或复位过程中，能带动所述 机械传动机构101运动。
[0046] 采用上述技术方案，每次按压开关的过程中，就能将机械能转换为电能存储在储 能装置104中，从而能够进一步延缓能量消耗；如果储能装置104中的能量耗尽，通过多次 按压开关就可以产生足够的电能供开关正常使用。
[0047] 通过按压开关的方式进行转换能量，这种方式对用户来说是乏味，能量转换效率 也较低，而且会伴随着对被控电器的控制。
[0048] 在一种优选的实施方式中，采用了一种更方便更高效的方式将机械能转换为电 能。参见图3,所示为本发明实施例三无电池无线开关100的原理框图，无电池无线开关100 还包括设置在所述壳体表面且与所述机械传动机构101相连接的受力机构107,受力机构 107和机械传动机构101机械联动，受力机构107在一定外力作用下能带动机械传动机构 101运动。
[0049] 在一种优选的实施方式中，受力机构107为手动轮或摇杆。用户只需连续转动设 置在开关外壳上的手动轮或摇杆，可以将机械能转换为动能存储在储能装置104中。
[0050] 现有技术中，很多被控电器都具有多个被控量或者一个开关控制多个被控电器， 这就需要无线通讯模块106能发送多个不同编码信号。参见图4,所示为本发明实施例四无 电池无线开关100的原理框图，还包括输入模块108,与无线通讯模块106相连接。输入模 块107为多个按键式按钮或者触摸式按钮，每个按钮预先与无线通讯模块106所发射的一 个编码信号绑定。
[0051] 在该实施方式中，按压开关105时仅仅接通供电回路，使无线通讯模块106开始上 电工作，并未发射编码信号；用户只有在按压开关105的同时在输入模块107中选择相应的 按钮，才发送相应的编码信号，实现多个控制量的控制。
[0052] 在一种优选的实施方式中，储能装置104为金电容，也称为低泄漏电容器，在非工 作状态，电能几乎不损耗，从而降低在非工作状态下电能的损耗。
[0053] 在一种优选的实施方式中，在开关100壳体的底面具有固定结构，能将开关固定 于安装位置，比如墙面的某一位置。固定结构可以采用螺丝固定的方式，也可以采用双面胶 或吸盘来固定。
[0054] 为了解决现有技术存在的问题，本发明还公开了一种无线开关的控制方法，能通 过发电装置在储能装置中预先存储电能，供无线通讯模块供电使用；
[0055] 在无线通讯模块中设置编码信号，上电后发送所述编码信号；
[0056] 按压机械开关时，接通储能装置和无线通讯模块之间供电回路；非按压时，机械开 关自动恢复至断开状态，切断储能装置和无线通讯模块之间供电回路。
[0057] 采用上述技术方案，用户能够通过发电装置预先存储电能，从而无需将每次按压 开关的机械能转换为电能做供电使用（这要求精密的机械结构配合）；同时仅仅在按压开 关时消耗电能，功耗非常低，用户每次充电后可以使用很长时间，满足了正常使用需求。
[0058] 在一种优选的实施方式中，按压机械开关的过程中通过发电装置将机械能转换为 电能，并存储在储能装置中；每次按压开关的同时能够机械能转换为动能，进一步延缓能量 消耗，延长开关的使用时间。
[0059] 在一种优选的实施方式中，开关还包括用于用户操作输入的输入模块，输入模块 包括多个按键按钮或者触摸按钮，预先设置输入模块与无线通讯模块中的编码信号相绑 定，即每个按钮对应无线通讯模块中的一个编码信号，按压机械开关的同时操作输入模块 的按钮发送相应的编码信号。
[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
【权利要求】
1. 一种无电池无线开关，其特征在于，包括壳体，置于壳体表面的开关（105)以及置于 壳体内的机械传动机构（101)、微发电机（102)、整流器（103)、储能装置（104)和无线通讯 模块（106)，其中， 所述机械传动机构（101)用于在一定外力作用下带动微发电机（102)运动； 所述微发电机（102)用于将机械能转换为电能，其产生电能经整流器（103)存储于储 能装置（104); 所述无线通讯模块（106)用于发送编码信号； 所述开关（105)为能够自动复位的按压式开关，与储能装置（104)和无线通讯模块 (106)电气连接；按压使开关（105)处于导通状态时，接通所述储能装置（104)为无线通讯 模块（106)的供电回路；非按压时，所述开关（105)处于断开状态。
2. 根据权利要求1所述的无电池无线开关，其特征在于，所述开关（105)与机械传动机 构（101)相连接，操作开关时能带动所述机械传动机构（101)运动。
3. 根据权利要求1或2所述的无电池无线开关，其特征在于，还包括设置在所述壳体表 面且与所述机械传动机构（101)相连接的受力机构（107)，所述受力机构（107)用于接受一 定外力作用并带动机械传动机构（101)运动。
4. 根据权利要求3所述的无电池无线开关，其特征在于，所述受力机构（107)为手动轮 或摇杆。
5. 根据权利要求3所述的无电池无线开关，其特征在于，还包括输入模块（108)，所述 输入模块与所述无线通讯模块（106)相连接。
6. 根据权利要求3所述的无电池无线开关，其特征在于，所述储能装置（104)为金电容 器。
7. 根据权利要求3所述的无电池无线开关，其特征在于，所述开关（105)内部设置弹性 结构。
8. -种无线开关的控制方法，所述开关包括设置在壳体表面的机械开关、发电装置、储 能装置和无线通讯模块，其特征在于， 通过发电装置在储能装置中预先存储电能，供无线通讯模块供电使用； 在无线通讯模块中设置编码信号，上电后即发送所述编码信号； 按压机械开关时，接通储能装置和无线通讯模块之间供电回路；非按压时，机械开关自 动恢复至断开状态，切断储能装置和无线通讯模块之间供电回路。
9. 根据权利要求8所述的无线开关的控制方法，其特征在于，按压机械开关的过程中 通过发电装置将机械能转换为电能，并存储在储能装置中。
10. 根据权利要求8所述的无线开关的控制方法，其特征在于，所述开关还包括用于用 户操作输入的输入模块，预先设置输入模块与无线通讯模块中的编码信号相绑定；按压机 械开关的同时操作输入模块发送相应的编码信号。
【文档编号】G05B19/04GK104062920SQ201410287127
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】吴建锋 申请人:杭州派尼澳电子科技有限公司