本发明涉及一种利用压电能量采集电能并实现远程控制线路通断的方法及装置，可有效地收集手动旋拨开关的机械能量进行发电，属于压电能量采集以及自供能无线开关领域。
背景技术：
近些年来随着便携式电子设备的普及以及无线传感器网络的蓬勃发展，为无线设备供能的问题受到人们的广泛关注。振动能量属于可再生的清洁能源，具有环保廉价的优点，压电材料的正压电效应可将旋转运动中的振动能量转化成电能，以实现无线开关的自供能，是一种具有可行性的供能方法。
压电能量收集装置具有结构简单，发热量少，抗干扰强等优点，对机械振动能量的利用具有较好的效果，特别是在微能量的采集与利用。
市场上已存在的无线开关相关的技术，但是普遍都是按压式开关，旋转式结构能有效利用结构的空间，合理且紧凑的小型化结构对于无线开关的应用具有较大优势。
技术实现要素：
本发明将收集旋转开关的机械振动能量并利用压电效应进行发电，将电能存储到储能结构中，利用微电能控制信号传输元件以控制主电路的通断，操作简便，结构简单，具有理想的发电效果以及控制远端线路通断的效果。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种利用压电能量采集原理的旋转式自供能无线开关，旋拨外壳主体10，外壳主体10带动第一永久磁体61旋转，轴体6通过上轴承3和下轴承9与外壳主体10的中心孔同轴安装，轴体6上依次安装有采能部分4和滑环5，采能部分4包括悬臂梁夹具21，压电悬臂梁22以及第三永久磁体23，压电悬臂梁22固定安装在悬臂梁夹具21上，第三永久磁体23粘贴在压电悬臂梁22的自由端，压电悬臂梁22端部的第三永久磁体23的磁极摆放相同，滑环5安装在采能部分的下端，将采能部分4采集到的电能转接到滑环5上，定位装置8包括定位钢珠41、弹簧推42以及弹簧43，定位钢珠42可在轴头的浅凹槽内旋转，浅凹槽深度为定位钢珠42的半径的一半，并可定位于四个深凹坑中，深凹坑的深度和定位钢珠42的半径相同，弹簧43向弹簧推42施加弹力，弹簧推42给定位钢珠41施加弹力以保证定位准确，通断触点部分7包括触点62、屈曲梁63以及屈曲梁夹具64，触点62粘贴在第一永久磁体61的内侧表面上，屈曲梁63安装在屈曲梁夹具64上，屈曲梁63的中部粘贴第二永久磁体65，且第二永久磁体65正对于触点62，所述第一永久磁体61的n极正对第二永久磁体65时，第一永久磁体61对第二永久磁体65吸引力大于第三永久磁体23的吸引力，屈曲梁63向第一永久磁体61的方向屈曲，则第二永久磁体65与触点62接触使线路信号接通，旋转外壳主体10使相邻第一永久磁体61的s极正对第二永久磁体65时，第一永久磁体61对第二永久磁体65施加排斥力，屈曲梁63向第三永久磁体23的方向屈曲，则第二永久磁体65与触点62远离使线路信号断开，上端盖2安装在外壳主体10的上端部，上轴承压盖1和下轴承压盖11分别安装在上端盖2和外壳主体10的表面，且分别和上轴承3下轴承9配合安装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)将压电悬臂梁与屈曲梁结合，使得采集的电能量更加充足，为信号的传输提供保证。
(2)将弹簧与钢珠组成的定位装置应用于开关的定位中，使得开关通断位置的准确和可靠。
(3)利用旋转式结构实现开关的通断模式变换以及自主供能，使得整体结构紧凑合理。
(4)引入磁体结构，通过磁体间的吸引和排斥作用力将旋转运动的能量转换为梁体的振动能量。
(5)将屈曲梁结构应用到开关的通断结构中，可靠性好。
(6)本发明的结构稳定，装配简单，经济性好。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明中采能装置结构示意图；
图3是本发明中采能装置的俯视图；
图4是本发明中定位装置结构示意图；
图5是本发明中定位装置结构俯视图；
图6是本发明中压电悬臂梁与屈曲梁配合示意图；
图7是本发明整体结构剖视图；
图8是本发明的通断触点结构的通断模式图
附图说明：
1-上轴承压盖2-上端盖3-上轴承4-采能部分
5-滑环6-轴体7-通断触点部分8-定位装置
9-下轴承10-外壳主体11-下轴承压盖21-悬臂梁夹具
22-压电悬臂梁23-第三永久磁体41-定位钢珠
42-弹簧推43-弹簧61-第一永久磁体62-触点63-屈曲梁64-屈曲梁夹具65-第二永久磁体
具体实施方式
下面结合具体实施方案对本发明作进一步详细地描述。
如图1至图8所示，一种旋转式自供能无线开关。
图1为整体装配示意图，图7为整体结构剖视图，包括旋转外壳部分、压电发电部分、弹簧定位部分和通断触点部分。
如图1和图2所示，旋拨外壳主体10，外壳主体10带动第一永久磁体61旋转，轴体6通过上轴承3和下轴承9与外壳主体10的中心孔同轴安装，轴体6上依次安装有采能部分4和滑环5，上端盖2安装在外壳主体10的上端部，上轴承压盖1和下轴承压盖11分别安装在上端盖2和外壳主体10的表面，且分别和上轴承3下轴承9配合安装。
如图2和图3所示，压电发电部分即采能部分4，包括悬臂梁夹具21、压电悬臂梁22、第三永久磁体23以及滑环5，压电悬臂梁22固定安装在悬臂梁夹具21上，第三永久磁体23粘贴在压电悬臂梁22的自由端，四根悬臂梁端部的第三永久磁体23的磁极摆放均相同，即n极向内s极向外，滑环5安装在采能部分的下端，将采能部分4采集到的电能转接到滑环5上，防止线路缠结。
如图4和图5所示，弹簧定位部分就是轴体6的轴头与定位装置8的配合以实现定位，定位装置8包括定位钢珠41、弹簧推42以及弹簧43，定位钢珠42可在轴头的浅凹槽内旋转，并可定位于四个深凹坑中，弹簧43推动弹簧推42给定位钢珠41施加弹力以保证定位准确，并且四个定位装置都装配在外壳主体10的四个均布的圆形通孔中，位于第一永久磁体61的正下方。
如图6和图8所示，通断触点部分7包括触点62、屈曲梁63以及屈曲梁夹具64，触点62粘贴在第一永久磁体61的内侧表面并且正对于第二永久磁体65，屈曲梁63安装在屈曲梁夹具64上，屈曲梁63的中部安装第二永久磁体65，且第二永久磁体65正对于触点62，四根屈曲梁63中部的第二永久磁体23的磁极摆放均相同为n极向内s极向外，当第一永久磁体61的n极正对第二永久磁体65时，第一永久磁体61对第二永久磁体65吸引力大于第三永久磁体23对第二永久磁体65的吸引力，屈曲梁63向第一永久磁体61的方向屈曲，则第二永久磁体65与触点62接触使线路信号接通，旋转外壳主体10使相邻额第一永久磁体61的s极正对第二永久磁体65时，第一永久磁体61对第二永久磁体65施加排斥力，第三永久磁体23对第二永久磁体65施加吸引力，屈曲梁63向第三永久磁体23的方向屈曲，则第二永久磁体65与触点62远离使线路信号断开。
尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护范畴。