压电能量收集器和包括其的无线开关的制作方法_2

文档序号:9633446阅读:来源:国知局
生电荷。
[0045] 例如,打开和关闭按钮均为压电能量收集器100的组件之中的第一弹性构件141, 如图3和图4所示。
[0046] 压电能量收集器100提供用于操作无线开关所需的量的驱动能量。运里,压电能 量收集器100提供用于操作发送模块500所需的电力。
[0047] 压电能量收集器100中产生的电力通过整流器200,然后储存在电容器300中。
[0048] 例如,由电容器300供应的电力通过电力控制器400转换成具有预设电压值的电 力,然后被发送到发送模块500。
[0049] 发送模块500使用从电力控制器400接收到的电力产生通信信号。通信信号发送 到外部电子装置的接收模块。
[0050] 也就是说,根据示例的无线开关使用利用压电能量收集器100产生的能量作为发 送模块500的驱动电力的来源,从而使用源自利用压电能量收集器将机械力转换成电能的 能量将打开/关闭信号发送到外部照明装置。
[0051] 因此,在家中,简单地建立了无线控制系统,而无需使用用于将开关连接到照明装 置等的复杂的机械组件。
[0052] 另外,由于无线开关容易地设置在难W连接电源线或使电源线的连接复杂化的位 置,因此无线控制系统与可替代方案相比更容易建立。
[0053] 另外,根据示例的无线开关发送用于打开或关闭照明装置的信号,而不包括嵌在 其中的单独的电池。
[0054] 接下来,将参照图3和图4描述根据示例的用于产生用作发送模块500的驱动电 力的能量的压电能量收集器100的构造。
[0055] 图3是根据示例的压电能量收集器的截面图,图4是示出操作根据示例的压电能 量收集器的方式的截面图。
[0056] 首先,参照图3的示例,根据示例的压电能量收集器100包括:板110 ;压电元件 120,设置在板110上;按压板130,设置为与压电元件120分开;压力传输部140,设置在按 压板130与压电元件120之间。
[0057] 在图3的示例中,板110由能够弹性地变形的材料形成。 阳05引在该示例中,压电元件120设置在板110的一个表面上。压电元件120包括:压电 主体121 ;第一电极123,设置在压电主体121的一个表面上;第二电极125,设置在压电主 体121的另一表面上。
[0059] 另外,在一些示例中,板110由支撑部支撑。 W60] 例如,支撑部分别设置在板110的两个末端,W支撑板110。
[0061] 因此,在板110由支撑部支撑的状态下,板110与压电元件120 -起弹性地变形。
[0062] 按压板130设置为与压电元件120分开,并具有形成在按压板130中W穿透按压 板130的通孔(未示出)。此外,压力传输部140嵌入在通孔(未示出)中。
[0063] 例如,压力传输部140的一侧嵌入在通孔(未示出)中,压力传输部140的另一侧 设置为接触压电元件120的一个表面。
[0064] 压力传输部140包括:主体143,具有敞开的上部和下部,并包括内部空间;第一弹 性构件141,使主体143的上部封闭;第二弹性构件145,使主体143的下部封闭。 阳0化]主体143的一侧嵌入在通孔(未示出)中,主体143的另一侧设置为接触触压电 元件120的一个表面。
[0066] 运里,在示例中,主体143的上部和下部的面积彼此不同。
[0067] 在一个示例中,主体143具有其上部和下部的面积彼此不同的圆锥形状。然而,主 体143的形状不限于圆锥形状。也就是说,主体143的形状不限于具体形状,只要主体143 的上部和下部的面积彼此不同即可。因此,主体可具有各种具体的形状中的任何一种。 W側另外,在一些示例中,主体143的上部的面积大于主体143的下部的面积。
[0069] 第一弹性构件141设置在主体143的上部上并使主体143的上部封闭。
[0070] 另外,第二弹性构件145设置在主体143的下部上并使主体143的下部封闭。
[0071] 因此,主体143的内部空间由第一弹性构件141和第二弹性构件145封闭。
[0072] 例如,主体143的由第一弹性构件141和第二弹性构件145封闭的内部空间填充 有液体C。
[0073] 示例中使用如液体C的各种合适的液体。运里,此外,在一些示例中,设置在主体 143的内部空间中的液体C选择为非压缩性液体。
[0074] 在将压力施加到第一弹性构件141的情况下,液体C用于将施加到第一弹性构件 141的压力传输到第二弹性构件145。当液体C选择为非压缩性液体时,有助于发挥液体C 的传输施加的压力的作用。
[0075] 例如,当将压力(例如,由用户按压第一弹性构件141引起的压力)施加到第一弹 性构件141时,第一弹性构件141沿着将压力施加到第一弹性构件141的方向移动,并且压 力通过液体C传输到第二弹性构件145。 阳076] 因此,压力也通过第二弹性构件145施加到压电元件120的接触第二弹性构件145 的一个表面,从而压电元件120产生位移。
[0077] 运里,在压力未施加到第一弹性构件141的情况下,压电元件120不产生位移。
[0078] 因此,第二弹性构件145不通过第二弹性构件145和液体C的重量朝压电元件120 移动。
[0079] 同时,与上述不同,主体143不是填充有液体,而是填充有固体。
[0080] 在运种情况下,固体展现出弹性力,W将施加到第一弹性构件141的压力传输到 第二弹性构件145。
[0081] 当压电元件120产生位移时,产生引起电势差的压电效应。
[0082] 例如,当用户按压设置在按压板130中的第一弹性构件141时,第一弹性构件141 产生位移。
[0083] 当第一弹性构件141产生位移时,设置在主体143的内部空间中的液体C的体积 改变,从而也将压力施加到第二弹性构件145。
[0084] 另外,由于第二弹性构件145接触压电元件120的一个表面,因此施加到第二弹性 构件145的压力也传输到压电元件120。 阳0财另外,当压力通过第二弹性构件145施加到压电元件120时,压电元件120产生位 移。
[0086] 当压电元件120产生位移时,在压电元件120中产生电极化。
[0087] 因此,在分别设置在压电主体121的一个表面和另一表面上的第一电极123和第 二电极125中产生电压,通过电压产生的输出电流用作发送模块500的驱动电力。
[0088] 在示例中,压电主体121由错铁酸铅、铁酸领度aTi〇3)、铁酸铅任bTi〇3)、妮酸裡 (LiNb〇3)、二氧化娃(Si〇2)等形成。运些材料是示例材料,该示例材料具有压电响应,因此 能够适当地产生能量,从而产生如上所述的电压。然而,运些仅是用于压电主体121的可选 材料的示例,在其它示例中也使用其它可选材料。
[0089] 设置第二电极125 W产生电势差,并且第二电极125设置在压电主体121的另一 表面上W与第一电极123相对应。
[0090] 同时,在力作用于第一弹性构件141的情况下,力通过压力传输部140均匀地传输 到压电元件120。
[0091] 如图4所示,当施加到第一弹性构件141的压力的量为PU第一弹性构件141的面 积为AU施加到第二弹性构件145的压力的量
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