开关组件、开关装置、智能开关及智能开关控制系统的制作方法

本申请涉及开关技术领域，尤其是涉及一种开关组件、开关装置、智能开关及智能开关控制系统。

背景技术：

随着技术的革新，开关在日常生活、工作以及娱乐等各方面的作用越来越重要，其从最初的拉线开关，拇指开关，翘板开关逐渐向着触屏开关以及智能开关的方向发展。随着智能家居的普及，人们对开关的追求已经不仅仅局限于灯控，对全屋环境有更高的要求，这些极大促进了智能显示触控开关的发展。

以灯开关为例，针对旋钮或开关功能单一，只能实现电源开关功能，而无法对灯的亮度等进行调节的问题，旋钮式开关被开发出来。

旋钮式开关有两种：第一种旋钮与按键为两个独立的部件，除装配位置之间与配合外，这两个部分各自独立工作，这种旋钮式开关相对而言结构比较复杂；第二种旋钮与按键为同一部件，一个部件具有两种功能，按压时切换参数，旋转时调节参数值。

而目前的旋钮按键一体的旋钮式开关通常需要垂直向下按压旋钮按键的正中间才能实现开关功能，在其它位置无法有效按压开关，使得使用时的操作便利性大大降低。

技术实现要素：

为解决现有存在的技术问题，本申请提供一种提高操作便利性的开关组件、开关装置、智能开关及智能开关控制系统，能够实现在旋钮按键的任意位置按压实现操作。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种开关组件，应用于电源开关，包括：

旋钮按键组件，用于承受用户施加的按压及旋转的作用力，定义一垂直于所述旋钮按键组件的按压端面且经过所述按压端面中心的按压方向及绕所述按压方向转动的旋转方向；及

本体，用于安装所述旋钮按键组件；

其中，所述旋钮按键组件环绕所述按压方向设有凸起，所述旋钮按键组件在受到作用于所述按压端面中心一侧的按压力时所述凸起与所述本体接触以在所述按压端面中心的相对的另一侧形成以所述旋钮按键组件为杠杆的杠杆支点，从而将所述按压力转换为沿所述按压方向作用于所述按压端面中心的作用力。

在一实施例中，所述旋钮按键组件包括旋钮按键和旋钮支架，所述旋钮按键在所述按压方向上的上端面定义所述按压端面，所述旋钮按键绕所述上端面设置的侧壁定义所述旋转方向，所述旋钮支架与所述旋钮按键固定连接或形成为一体，所述凸起在平行于所述按压方向的方向上位于所述旋钮按键与所述旋钮支架之间。

在一实施例中，所述凸起与所述旋钮按键在平行于所述按压方向上对应的表面之间的距离大于其间所述本体的高度。

在一实施例中，所述旋钮支架绕所述按压方向形成有凸缘，所述凸起为在所述凸缘上呈环形均匀间隔设置的多个向所述按压方向相反方向凸出的部分；或者，所述凸起呈在所述旋钮支架上形成绕所述按压方向形成的环状结构。

在一实施例中，所述本体包括外壳及安装在所述外壳上的导光柱，所述导光柱对应所述凸起设有抵接缘，所述抵接缘自所述导光柱的内壁沿径向向内延伸而出，在所述旋钮按键受到作用于所述按压端面中心一侧按压力时在所述按压端面中心的相对的另一侧所述凸起背向所述按压方向抬起与所述抵接缘接触。

在一实施例中，所述导光柱上设置有开口背向所述按压方向的导向凹槽，所述旋钮按键的下缘对应设有导向边，所述导向凹槽的位置和槽宽与所述导向边的位置和宽度对应，使得所述旋钮按键在受到按压力时沿着所述导向凹槽在所述按压方向上移动。

在一实施例中，所述旋钮按键呈以所述按压端面处为底倒置圆筒状，所述旋钮支架置于所述旋钮按键的中部空腔中；

所述旋钮按键的中部空腔中设有旋钮卡扣，所述旋钮支架上对应设有支架卡孔，所述卡扣与对应的所述卡扣配合，

和/或，所述旋钮按键的中部空腔中设有紧固螺孔，所述旋钮支架上对应设有紧固件通孔，旋钮按键紧固螺钉从所述紧固件通孔中穿出并锁紧于对应的所述紧固螺孔中。

第二方面，本申请实施例还提供一种开关装置，包括：

旋钮按键，用于承受用户施加的按压及旋转的作用力，定义一垂直于所述旋钮按键的按压端面且经过所述按压端面中心的按压方向及绕所述按压方向转动的旋转方向；

旋钮支架，与所述旋钮按键固定连接或形成为一体；

本体，用于安装所述旋钮按键和所述旋钮支架；及

旋转编码器，安装于所述本体上，所述旋转编码器的编码器轴连接于所述旋钮按键且所述编码器轴的轴线方向沿所述按压方向设置；

其中，所述旋钮按键在受到作用于所述按压端面中心一侧的按压力时所述旋钮支架与所述本体抵接以在所述按压端面中心的相对的另一侧形成杠杆支点，从而将所述按压力转换为沿所述按压方向作用于所述按压端面中心的作用力施加于所述旋转编码器上。

在一实施例中，所述旋转编码器为带按压开关的编码器；或者，所述开关装置还包括沿所述按压方向设置在所述旋转编码器下方的按压开关，所述旋转编码器可相对所述按压开关在所述按压方向上移动以打开或关闭所述按压开关。

在一实施例中，所述本体包括外壳及安装在所述外壳上的导光柱，所述旋钮支架上环绕所述按压方向设有凸起，所述导光柱对应所述凸起设有抵接缘，所述抵接缘自所述导光柱的内壁沿径向向内延伸而出，在所述旋钮按键受到作用于所述按压端面中心一侧按压力时在所述按压端面中心的相对的另一侧所述凸起背向所述按压方向抬起与所述抵接缘接触。

在一实施例中，所述导光柱上设置有开口背向所述按压方向的导向凹槽，所述旋钮按键的下缘对应设有导向边，所述导向凹槽的位置和槽宽与所述导向边的位置和宽度对应，使得所述旋钮按键在受到按压力时沿着所述导向凹槽在所述按压方向上移动。

在一实施例中，所述旋钮支架上绕所述按压方向形成有凸缘，所述凸起为在所述凸缘上呈环形均匀间隔设置的多个向所述按压方向相反方向凸出的部分；或者，所述凸起呈在所述旋钮支架上形成绕所述按压方向形成的环状结构。

在一实施例中，所述旋钮按键呈以所述按压端面处为底倒置圆筒状，所述旋钮支架置于所述旋钮按键的中部空腔中；

所述旋钮按键的中部空腔中设有旋钮卡扣，所述旋钮支架上对应设有支架卡孔，所述卡扣与对应的所述卡扣配合，

和/或，所述旋钮按键的中部空腔中设有紧固螺孔，所述旋钮支架上对应设有紧固件通孔，旋钮按键紧固螺钉从所述紧固件通孔中穿出并锁紧于对应的所述紧固螺孔中。

第三方面，本申请还提供一种智能开关，用于连接至少一用电设备，其特征在于，包括上述开关装置及设置在所述开关装置内的通讯组件，所述通讯组件通过有线或无线方式与所述用电设备连接。

第四方面，本申请还提供一种智能开关控制系统，其特征在于，包括上位机控制装置和上述智能开关，所述智能开关的数量至少为一个，所述智能开关与所述上位机控制装置通过所述通讯组件进行数据交互，所述上位机控制装置用于获取所述智能开关的控制指令，并将所述控制指令发送给所述用电设备，以控制所述用电设备的通断状态。

本申请实施例提供的开关组件、开关装置、智能开关及智能开关控制系统，通过在旋钮按键组件和本体之间通过巧妙的设计，在旋钮按键组件受到按压端面中心一侧按压力时与本体抵接以在按压端面中心的相对的另一侧形成以杠杆支点，从而将按压力转换为沿所述按压方向作用于所述按压端面中心的作用力，实现对开关组件中的旋钮按键组件在按压端面任意位置按压均可实现电源通断，同时通过对旋钮按键组件进行转动可实现电信号调节，大大提高了操作便利性和用户的体验感。

附图说明

图1为本申请实施例中的开关装置的立体结构示意图；

图2为图1中的开关装置的分解示意图；

图3为图1中的开关装置另一角度的立体结构图；

图4为3中的开关装置的分解示意图；

图5为图3中开关装置的旋钮按键、外壳、导光柱和旋钮支架的结构示意图；

图6为图5的分解示意图；

图7为图1中开关装置去掉外壳后的结构示意图；

图8为图7去掉旋钮按键后的结构示意图；

图9为图8去掉旋钮支架后的结构示意图。

图中各元件标号如下：

旋钮按键10(其中，编码器轴孔11、旋钮卡扣12、紧固螺孔13、导向边14)；

外壳20(其中，中孔21、电路板安装螺孔22、导光柱卡钩23、定位卡块24、壳体卡扣25)；

导光柱30(其中，抵接缘31、导向凹槽32、导光柱卡扣33、定位缺口34、加强筋35)；

旋钮支架40(其中，编码器穿过孔41、支架卡孔42、紧固件通孔43、凸起44、凸缘45)；

旋转编码器50(其中，编码器轴51)；

pcb60(其中，按压开关61、led62)；

底座70(其中，底座卡孔71、粘贴部72)；

旋钮按键紧固螺钉80；

电路板紧固螺钉90。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请的实现方式。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1至图4，其为本申请实施例提供的一种开关装置，包括旋钮按键10、外壳20、导光柱30、旋钮支架40、旋转编码器50、pcb60及底座70，导光柱30安装在外壳20上，旋钮按键10与旋钮支架40通过旋钮按键紧固螺钉80安装成一体形成旋钮按键组件，旋转编码器50安装在pcb60上，pcb60通过电路板紧固螺钉90固定到外壳20上，底座70与外壳20扣合并紧固以封闭外壳20的开口形成开关装置的本体，pcb60、旋转编码器50安装收容在本体内，旋钮按键10与旋钮支架40形成的旋钮按键组件安装在本体上。

旋钮按键组件，用于承受用户施加的按压及旋转的作用力。本实施例中，旋钮按键组件由旋钮按键10与旋钮支架40通过旋钮按键紧固螺钉80连接成一体；在其它实施例中，在可以实现装配的前提下，旋钮按键组件可采用一体件。

旋钮按键10定义一垂直于旋钮按键10的按压端面且经过按压端面中心的按压方向(如图1中向下的箭头所示)及绕按压方向转动的旋转方向(如图1中左右方向的箭头所示)。在图示实施例中，旋钮按键10呈以按压端面处为底倒置圆筒状，旋钮支架20置于旋钮按键10的中部空腔中。旋钮按键10在按压方向上的上端面即为按压端面，垂直于上端面并经过上端面的中心向下的方向为按压方向，与上端面连接的侧壁的圆周方向即为旋转方向。旋钮按键10、导光柱30及旋钮支架40的轴线方向沿按压方向设置。

请结合参阅图5至图9，旋钮按键10中部空腔内沿按压方向向下形成有编码器轴孔11，编码器轴孔11呈轴线沿所按压方向的圆筒状，编码器轴孔11的内壁上形成有与旋转编码器50的编码器轴51的侧壁上沟槽配合的肋条(未标示)。编码器轴孔11的孔径与编码器轴51外径相匹配，使得编码器轴51的侧壁上的沟槽与编码器轴孔11内的肋条配合，从而编码器轴51可随着旋钮按键10转动。即，沿旋转方向旋动旋钮按键10即可转动编码器轴51，编码器轴51的角位移被转换为电信号，进而进行相应的电调节。

旋钮按键10中部空腔内沿按压方向向下还形成有用于与旋钮支架40扣合的旋钮卡扣12。具体地，多个旋钮卡扣12绕按压方向环形间隔分布，可将旋钮卡扣12的扣爪伸入旋钮支架40上的支架卡孔42中，从而将旋钮按键10与旋钮支架40连接。图示实施例中，旋钮按键10中分布四个旋钮卡扣12，对应地，旋钮支架40上设有四个支架卡孔42，旋钮卡扣12与支架卡孔42的数量和位置均对应，使得每一旋钮卡扣12可卡入对应的支架卡孔42内。旋钮卡扣12与支架卡孔42的数量不少于三个为佳，具体的数量和位置可根据实际情况进行调整。

旋钮按键10中部空腔内沿按压方向向下还形成紧固螺孔13，紧固螺孔13用于旋钮按键紧固螺钉80的安装。具体地，多个形成紧固螺孔13的凸柱自旋钮按键10中部空腔内沿按压方向向下形成，旋钮支架40上对应开设有紧固件通孔43，旋钮按键紧固螺钉80穿过紧固件通孔43后旋入对应的紧固螺孔13中，从而将旋钮支架40与旋钮按键10固定。在图示实施例中，旋钮按键10中设有四个紧固螺孔13，对应地，旋钮支架40上设有四个紧固件通孔43，固螺孔13与紧固件通孔43的数量和位置均对应，使得每一旋钮按键紧固螺钉80可穿过紧固件通孔43并锁紧在对应的紧固螺孔13中。固螺孔13与紧固件通孔43的数量同样以不少于三个为佳。

旋钮按键10的侧壁在按压方向上的下边缘形成有导向边14，图示实施例中，导向边14的厚度小于旋钮按键10的侧壁的壁厚。导光柱30上设置有开口背向按压方向的导向凹槽32，导向凹槽30的位置和槽宽与导向边14的位置和宽度对应，使得旋钮按键10在受到按压力时进入导向凹槽32内并沿着导向凹槽32在按压方向上移动，起到对旋钮按键10进行导向的作用。

旋钮支架40上沿按压方向开设有编码器穿过孔41，以供旋转编码器50的编码器轴51由此穿过进入旋钮按键10的编码器轴孔11中并与编码器轴孔11配合。如前文所述，旋钮支架40的上端面上开设有与旋钮按键10的旋钮卡扣12配合的支架卡孔42，还设有供旋钮按键紧固螺钉80穿过的紧固件通孔43。旋钮支架40的下端面沿径向向外延伸出环形的凸缘45，凸缘45上以按压方向为轴线环形间隔分布有若干凸起44，凸起44与导光柱30上的对应部分接触形成支点。凸起44与旋钮按键10在平行于按压方向上对应的表面之间的距离大于其间可与凸起44接触的本体(导光柱30)的对应部分的高度，从而提高足够的活动空间，使得旋钮按键组件可相对本体倾斜从而凸起44与本体接触形成支点、可沿按压方向向下运动。

具体地，当旋钮按键组件(旋钮按键10)的按压端面受到的按压力不在按压端面的中心，即按压力的在按压端面上的作用点位于中心的一侧时，旋钮按键组件受力的一侧向下，而相对的另一侧抬起，此时，抬起一侧的凸起44与导光柱30上的对应部分接触形成以旋钮按键组件为杠杆的杠杆支点，受按压力的一侧的按压力进而可在杠杆作用下转换为沿按压方向作用于按压端面中心的作用力，使得旋钮按键组件沿按压方向向下运动。由于凸起44与导光柱30的杠杆支点作用，使得用户的按压力无论作用在按压端面上任意位置均可产生使旋钮按键组件沿按压方向向下运动的效果。

在图示实施例中，凸起44为凸出于凸缘45表面的间隔布置的圆形凸出物；在其它实施例中，凸起44也可设计为在旋钮支架40上形成的绕按压方向的环状结构。在图示实施例中，凸起44在旋钮按键组件受到偏心按压力时与导光柱30接触形成杠杆支点；在其它实例中，凸起44也可在旋钮按键组件受到偏心按压力时直接与本体(如外壳20)上的部分接触形成杠杆支点。

本体用于安装旋钮按键组件及旋转编码器50和pcb60。本实施例中，本体包括外壳20及底座70，底座70通过扣合结构及紧固件连接于外壳20的下端开口。

外壳20在按压方向的上端面开设有中孔21，用于安装导光柱30。具体地，中孔21的孔径与导光柱30的对应部分(即导向凹槽32处)的外径相匹配，使得导向凹槽32处正好可容置在中孔21中，如此从外壳20外可看到导光柱30导出的光，使用户能够了解开关装置的状态。外壳20的背面还分别设有电路板安装螺孔22、导光柱卡钩23及定位卡块24，外壳20的侧壁内侧设有壳体卡扣25。导光柱卡钩23及定位卡块24用于导光柱30的安装和定位，其绕中孔21设置，电路板安装螺孔22用于将pcb60通过电路板紧固螺钉90安装到外壳20上。在图示实施例中，三个电路板安装螺孔22绕圆周间隔分布，三个电路板紧固螺钉90穿过pcb60上的对应的孔后旋入电路板安装螺孔22中，从而将pcb60固定到外壳20上；三个导光柱卡钩23绕按压方向分布在圆周方向间隔分布，一个定位卡块24设置在圆周某处，定位卡块24与导光柱30上的定位缺口34配合将导光柱30在圆周方向进行定位，三个导光柱卡钩23卡入导光柱30上对应开设的导光柱卡扣33内，从而将导光柱30与外壳20固定连接。外壳20侧壁上的壳体卡扣25与底座70上的向上伸出的底座卡孔71配合，将底座70扣合到外壳20下端的开口处。在图示实施例中，外壳20的每一侧壁上均设有两个壳体卡扣25，底座70的每一边上对应地延伸出两个底座卡孔71，底座70通过八个底座卡孔71与壳体卡扣25的连接实现与外壳20的连接后再通过紧固件(图未示)进行锁紧。

为了简化开关装置的安装，底座70的底面还设有粘贴部72，粘贴部72一面贴附在底座70上，另一面可通过剥开离型纸后粘贴于安装开关装置的位置上。

导光柱30起到将pcb60上的led62发出的光导出到开关装置的表面，从而使用户通过导光柱30导出的光来获知开关装置的状态(例如，开启或关闭，或者亮度高低等)的作用。导光柱30上对应于凸起44设有抵接缘31，抵接缘31自导光柱30的筒部的内壁沿径向向内延伸而出，抵接缘31置于凸起44的上表面与旋钮按键10的空腔顶面之间。由于抵接缘31的下表面为受力面，因此为了提高此处的结构强度，抵接缘31的上表面与导光柱30的筒部内壁的上部之间设有加强筋35连接，多个加强筋35在导光柱的筒部内壁上沿周向间隔布置，使得抵接缘31的下表面在受到凸起44的抵压时不会发生变形。如前文所述，导光柱30上对应于旋钮按键10的导向边设有导向凹槽32，导光柱30的下端边缘设有用于与外壳20连接定位的导光柱卡扣33和定位缺口34。导光柱30的光入射面与pcb60上的led62的出光面相对，从而可将led62发出的光导出到可从开关装置外部可观察到的位置(图示实施例中为导向凹槽32处)。

开关装置沿按压方向在旋转编码器50下方设置有按压开关61，旋转编码器50可相对按压开关61在按压方向上移动以打开或关闭按压开关61，图示实施例中，按压开关61设置在pcb60上，编码器50可沿按压方向移动地安装在pcb60上；或者，旋转编码器50为带按压开关的编码器，编码器轴51可相对按压开关在按压方向上移动以打开或关闭所述按压开关。如此，当旋转编码器50或者旋转编码器50的编码器轴51受到沿按压方向的按压力时，旋转编码器50或者编码器轴51沿按压方向下压作用于按压开关，按压开关控制为用电设备供电电路的通断，从而实现开关装置的开、关操作。

上述开关装置的装配方式如下：将导光柱30装入外壳20；分别从上下两个方向装入旋钮按键10和旋钮支架40(通过扣位预固定)，然后通过锁四颗旋钮按键紧固螺钉80把旋钮按键10和旋钮支架40固定成整体；把旋转编码器50、pcb60装入外壳20并锁三颗电路板紧固螺钉90固定，其中，pcb60上的编码器50的编码器轴51卡入旋钮按键10上的编码器轴孔11内；将底座70扣合到外壳20上并在四角落锁四颗螺丝固定。

上述开关装置的使用如下：由于旋钮按键10和旋钮支架40固定在一起形成旋钮按键组件，当按压旋钮按键10的按压端面任意边沿时，旋钮按键10和旋钮支架40一起向下倾斜，旋钮支架40的相对另一侧凸起44与导光柱30的抵接缘31抵接形成支点，此时，旋转编码器50位于施力点和支点之间，由于存在杠杆原理，旋转编码器50也会被按压，从而触发按压开关开启或者关闭电源(例如，打开或关闭灯光)。按压旋钮按键10任意一点时，旋钮按键10和旋钮支架40一起动，然后会带动编码器动，导光柱始终不会动。当绕转动方向旋转旋钮按键10时，旋钮按键10、旋钮支架40和旋转编码器50的编码器轴51三者一起转动，从而进行调节(例如，使得灯光有一个连续的变化)。

本实用新型还提供一种智能开关，用于连接至少一用电设备，包括上述开关装置及设置在开关装置内的通讯组件，通讯组件通过有线或无线方式与用电设备连接。通过对智能开关的按压或旋转操作，可实现对用电设备的控制。

本实用新型还提供一种智能开关控制系统，包括上位机控制装置和上述智能开关，智能开关的数量至少为一个，智能开关与所述上位机控制装置通过通讯组件进行数据交互，上位机控制装置用于获取智能开关的控制指令，并将控制指令发送给用电设备，以控制用电设备的通断状态。

本实用新型的开关组件、开关装置、智能开关及智能开关控制系统在旋钮按键组件和本体之间通过巧妙的设计实现对开关组件中的旋钮按键组件在按压端面任意位置按压均可实现电源通断，通过对旋钮按键组件进行转动可实现电信号调节，大大提高了操作便利性和用户的体验感。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围之内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。