無線開關(guān)裝置的制造方法
【專利摘要】無線開關(guān)裝置，包括：開關(guān)盒，待最終固定于所需位置；和開關(guān)本體，獨立于開關(guān)盒并用于控制相應電器的電路開閉，其中開關(guān)盒具有：摩擦件，響應于摩擦動作而產(chǎn)生相應的電能；電能收集/轉(zhuǎn)換單元，將摩擦件產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成所需電能；和信號發(fā)射單元，接收電能收集/轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后的電能而發(fā)射相應的開關(guān)信號，并且其中開關(guān)本體具有主回路開關(guān)控制單元，主回路開關(guān)控制單元響應于信號發(fā)射單元所發(fā)射的開關(guān)信號而開閉相應電器的電路。本發(fā)明的無線開關(guān)裝置通過例如手指摩擦運動來產(chǎn)生控制電信號，從而部件簡單、體積小巧、使用方便并且成本低。
【專利說明】
無線開關(guān)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體涉及電器開關(guān)領(lǐng)域，具體涉及無線開關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)在各種用電場合廣泛使用，用于啟動或關(guān)閉用電器?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要采用翹板式開關(guān)，在開關(guān)與被控電器之間需要布線，開關(guān)與用電器直接電器連接，長期使用存在漏電的安全隱患；同時這種有線開關(guān)施工非常麻煩，必須要準確設(shè)計開關(guān)的具體位置、在墻體上開鑿、布電線、埋開關(guān)底盒，這造成了人力物力的資源浪費；更為棘手的問題是，后期開關(guān)線路改造幾乎只能重新鑿墻布線。
[0003]現(xiàn)有無線遙控式開關(guān)可以解決布線問題，但通常都需要采用干電池或可充電蓄電池來供電，當代社會越來越重視綠色環(huán)保，廢棄的舊電池將會成為環(huán)境污染的重大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的某些或某種缺陷，提供一種通過摩擦運動來產(chǎn)生電能的無線開關(guān)裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的無線開關(guān)裝置包括:
[0006]開關(guān)盒，待最終固定于所需位置；和
[0007]開關(guān)本體，獨立于開關(guān)盒并用于控制相應電器的電路開閉，
[0008]其中開關(guān)盒具有:
[0009]摩擦件，響應于摩擦動作而產(chǎn)生相應的電能；
[0010]電能收集/轉(zhuǎn)換單元，將摩擦件產(chǎn)生的電能收集/轉(zhuǎn)換成所需電能；和
[0011]信號發(fā)射單元，用于接收電能收集/轉(zhuǎn)換單元所收集/轉(zhuǎn)換的電能而發(fā)射相應的開關(guān)信號，
[0012]并且其中開關(guān)本體具有主回路開關(guān)控制單元，主回路開關(guān)控制單元響應于信號發(fā)射單元所發(fā)射的開關(guān)信號而開閉相應電器的電路。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，開關(guān)盒可以構(gòu)造成壁式開關(guān)盒形式，并最終固定于室內(nèi)墻壁期望位置。
[0014]在本發(fā)明的另一個實施例中，開關(guān)盒可以構(gòu)造成可移動式開關(guān)盒，并能夠選擇性固定于室內(nèi)擺放物上的期望位置。這種情況下，可移動式開關(guān)盒的固定面上可以設(shè)置有可重復固定裝置?？芍貜凸潭ㄑb置優(yōu)選為可重復粘貼膠皮或磁鐵。
[0015]在本發(fā)明的另一個實施例中，開關(guān)本體安裝在待控制電器附近。這種情況下，待控制電器可以為電燈，開關(guān)本體則可以安裝在電燈的燈罩內(nèi)。
[0016]在本發(fā)明的另一個實施例中，摩擦件可以包括:絕緣背襯；附著在絕緣背襯上的導電層；以及固定在導電層上的摩擦體。
[0017]在本發(fā)明的替代性實施例中，摩擦件還可以包括摩擦滑動件，其能夠相對于摩擦體產(chǎn)生摩擦滑動。這種情況下，摩擦滑動件可以由類似皮膚材料例如硅橡膠等材料制成。
[0018]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，導電層可以由金箔或氧化錫制成。另外，摩擦體可以為硅橡膠柱陣列。
[0019]在本發(fā)明的又一個實施例中，信號發(fā)射單元產(chǎn)生的開關(guān)信號優(yōu)選為加密信號，主回路開關(guān)控制單元具有能夠?qū)獯a所述加密信號的接收器。
[0020]本發(fā)明還提供了一種室內(nèi)裝修用無線開關(guān)裝置，其包括:
[0021]開關(guān)盒，在室內(nèi)裝修期間位置可改變并在裝修結(jié)束后能夠選擇性固定于室內(nèi)所需位置；和
[0022]開關(guān)本體，與開關(guān)盒物理隔開并用于控制相應電燈的電源電路開閉，
[0023]其中開關(guān)盒具有:
[0024]摩擦件，響應于摩擦動作而產(chǎn)生相應的電信號，
[0025]并且其中開關(guān)本體具有控制單元，控制單元響應于摩擦件所產(chǎn)生的電信號而控制相應電燈的電源電路開閉。
[0026]本發(fā)明的無線開關(guān)裝置通過使用高能量轉(zhuǎn)換率摩擦材料而借助例如手指的摩擦運動來產(chǎn)生控制電信號，從而結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、使用方便并且成本大大降低。
【附圖說明】
[0027]圖1為根據(jù)本發(fā)明的無線開關(guān)裝置的開關(guān)盒的示意圖；
[0028]圖2為根據(jù)本發(fā)明的無線開關(guān)裝置的開關(guān)本體的示意圖；
[0029]圖3為電能收集/轉(zhuǎn)換單元與信號發(fā)射單元示意圖；
[0030]圖4為能量收集器示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，實施例和附圖只是為了更好地理解本發(fā)明，并不用來做出任何限制。
[0032]參見圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的無線開關(guān)裝置主要包括開關(guān)盒I和開關(guān)本體2，開關(guān)盒I和開關(guān)本體2相互獨立。開關(guān)盒I包括摩擦件、電能收集/轉(zhuǎn)換單元15和信號發(fā)射單元16，其中摩擦件響應于摩擦動作而產(chǎn)生相應的電能；電能收集/轉(zhuǎn)換單元15將摩擦件產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成符合要求的電能；信號發(fā)射單元16接收上述電能并發(fā)射相應的開關(guān)信號。開關(guān)本體2獨立于開關(guān)盒I并用于控制相應電器的電路開閉，開關(guān)本體2具有主回路開關(guān)控制單元，主回路開關(guān)控制單元響應于信號發(fā)射單元16所產(chǎn)生的開關(guān)信號而開閉相應電器的電路。
[0033]開關(guān)盒I的樣式和設(shè)置位置可以根據(jù)具體應用進行選擇，待最終固定于所需位置即可。在本發(fā)明的一個具體實施例中，開關(guān)盒I構(gòu)造成壁式開關(guān)盒形式，并最終固定于室內(nèi)墻壁期望位置。在本發(fā)明的另一個具體實施例中，開關(guān)盒I構(gòu)造成可移動式開關(guān)盒，并能夠選擇性固定于室內(nèi)擺放物上的期望位置。當構(gòu)造成可移動式開關(guān)盒時，其固定面上設(shè)置有可重復固定裝置，可重復固定裝置例如可以為可重復粘貼膠皮或磁鐵，從而可以方便地固定于所需位置。
[0034]開關(guān)本體2通常安裝在待控制電器附近，例如當待控制電器為電燈時，開關(guān)本體2安裝在電燈的燈罩內(nèi)，從而使開關(guān)本體2與電燈成為一體，減少開關(guān)本體2與電燈之間的接線。開光本體2既可以在生產(chǎn)電燈時與電燈安裝在一起，也可以在對現(xiàn)有有線開關(guān)控制的電燈進行無線控制改造時進行安裝。
[0035]參見圖1，在本發(fā)明的一個具體實施例中，摩擦件包括絕緣背襯11、導電層12、摩擦體13以及摩擦滑動件14，其中導電層12附著在絕緣背襯11上，摩擦體13固定在導電層12上。導電層12可以由金箔或氧化錫制成。摩擦體13則可以設(shè)置成圖示的硅橡膠柱(或棒)陣列。摩擦滑動件14可以由類似皮膚材料例如硅橡膠板等橡膠類材料制成，能夠相對于摩擦體13產(chǎn)生摩擦滑動，從而產(chǎn)生電荷，產(chǎn)生的電荷通過導電層12傳遞到電能收集/轉(zhuǎn)換單元15。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，可以省略摩擦滑動件14，直接通過人的手指與摩擦體13進行摩擦來產(chǎn)生電荷，從而使本發(fā)明的無線開關(guān)裝置部件更加簡化。在另外的實施例中，也可以省略電能收集/轉(zhuǎn)換單元15或?qū)㈦娔苁占?轉(zhuǎn)換單元15的功能直接集成于信號發(fā)射單元16。
[0036]參見圖2，在本發(fā)明的一個具體實施例中，開關(guān)本體2的主回路開關(guān)控制單元包括主回路開關(guān)控制器21和主回路開關(guān)22。其中主回路開關(guān)控制器21主要包括依次連接的開關(guān)信號接收器、解碼器以及主回路開關(guān)控制驅(qū)動器；主回路開關(guān)22可以是可控硅式功率三極管、功率場效應管或繼電器，其通斷由主回路開關(guān)控制驅(qū)動器控制。信號發(fā)射單元16發(fā)射的信號通常為無線脈沖信號，例如可以是無線電磁信號、紅外信號或超聲波信號等。為了使同一開關(guān)僅能控制與之對應的電器，實現(xiàn)定向控制，信號發(fā)射單元16發(fā)射的信號可以為加密信號。主回路開關(guān)控制器21通過開關(guān)信號接收器接收信號發(fā)射單元16發(fā)射的信號，通過解碼器對加密信號進行解碼，如果信號正確，則通過主回路開關(guān)控制驅(qū)動器來驅(qū)動主回路開關(guān)22的開啟或關(guān)閉；如果信號不正確，則停止下一步反應。
[0037]參見圖3，電能收集/轉(zhuǎn)換單元15包括能量收集器151和控制器152。工作時，摩擦電能被能量收集器151收集，并將摩擦件產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換成符合要求的電壓和電流，能量收集器151為控制器152和信號發(fā)射單元16提供電源?？刂破?52控制信號發(fā)射單元16發(fā)射相應的開關(guān)信號。
[0038]參見圖4，能量收集器151用于收集小的摩擦能源并生成系統(tǒng)電源，而不使用傳統(tǒng)的可充電電池電源。其可直接連接至導電層12，對電壓波形進行校正并將收集的能量存儲在一個外部電容器上，通過一個內(nèi)部并聯(lián)穩(wěn)壓器泄放任何多余的功率并借助一個毫微功率高效降壓型穩(wěn)壓器來保持一個已調(diào)輸出電壓。內(nèi)部全波橋式整流器可通過兩個差分輸入來使用，即負責對輸入進行整流的PZl和PZ2。該整流輸出隨后被存儲在位于VIN引腳上的一個電容器上，并可用作降壓型轉(zhuǎn)換器的能量儲存器。低損耗橋式整流器具有一個約400mV的總壓降和典型壓電生成電流(一般在10 μ A左右)。該電橋能夠傳輸高達50mA的電流。當VIN引腳上擁有足夠的電壓時，降壓型轉(zhuǎn)換器將被使能以產(chǎn)生一個穩(wěn)壓輸出。
[0039]降壓型穩(wěn)壓器采用了遲滯電壓算法，以通過來自VOUT檢測引腳的內(nèi)部反饋對輸出加以控制。降壓型轉(zhuǎn)換器通過一個電感器將一個輸出電容器充電至一個略高于調(diào)節(jié)點的數(shù)值。它通過利用一個內(nèi)部PMOS開關(guān)使電感器電流斜坡上升至260mA、并隨后利用一個內(nèi)部NMOS開關(guān)使電感器電流斜坡下降至零以完成該任務(wù)，從而有效地將能量輸送至輸出電容器。其提供穩(wěn)壓輸出的遲滯方法降低了因FET開關(guān)操作所引起的損耗，并在輕負載條件下保持了一個輸出。
[0040]下面介紹本發(fā)明的無線開關(guān)裝置應用于室內(nèi)裝修的具體實例，其中無線開關(guān)裝置主要包括開關(guān)盒I和開關(guān)本體2。其中開關(guān)盒I具有摩擦件，響應于摩擦動作而產(chǎn)生相應的電信號。其中開關(guān)本體2與開關(guān)盒I物理隔開，開關(guān)本體2具有控制單元，控制單元響應于摩擦件所產(chǎn)生的電信號而控制相應電燈的電源電路開閉。特別當對房間內(nèi)原有有線控制的電燈進行改造時，可以方便地將開關(guān)本體2安裝到原有電燈的燈罩內(nèi)，開關(guān)盒I在室內(nèi)裝修期間位置可改變，并在裝修結(jié)束后能夠根據(jù)住戶需要固定于室內(nèi)所需位置。實現(xiàn)由有線控制到無線遙控的升級改造。既能隨意改變開關(guān)的位置又無需鑿墻布線，后期使用時又安全又省電。
[0041]另外，盡管也可以考慮采用在開關(guān)盒中設(shè)置致動部件，并通過人工致動該致動部件而將相應的機械運動直接轉(zhuǎn)換成電能以產(chǎn)生相應的遙控信號，但由于這種機械運動所轉(zhuǎn)化的能量是相對有限的，通常不能滿足實際使用要求；而且這種情況下還需要設(shè)計復雜的機械構(gòu)造，這會使得開關(guān)非常復雜，安裝和使用不便，并且還會引起過高的成本。本發(fā)明的無線開關(guān)裝置通過使用高能量轉(zhuǎn)換率摩擦材料而借助例如手指的摩擦運動來產(chǎn)生控制電信號，從而結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、使用方便并且成本大大降低。
【主權(quán)項】
1.一種無線開關(guān)裝置，包括: 開關(guān)盒，待最終固定于所需位置；和 開關(guān)本體，獨立于開關(guān)盒并用于控制相應電器的電路開閉， 其中開關(guān)盒具有: 摩擦件，響應于摩擦動作而產(chǎn)生相應的電能； 電能收集/轉(zhuǎn)換單元，將摩擦件產(chǎn)生的電能收集/轉(zhuǎn)換成所需電能；和 信號發(fā)射單元，用于接收電能收集/轉(zhuǎn)換單元所收集/轉(zhuǎn)換的電能而發(fā)射相應的開關(guān)信號， 并且其中開關(guān)本體具有主回路開關(guān)控制單元，主回路開關(guān)控制單元響應于信號發(fā)射單元所發(fā)射的開關(guān)信號而開閉相應電器的電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線開關(guān)裝置，其中開關(guān)盒構(gòu)造成壁式開關(guān)盒形式，并最終固定于室內(nèi)墻壁期望位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線開關(guān)裝置，其中開關(guān)盒構(gòu)造成可移動式開關(guān)盒，并能夠選擇性固定于室內(nèi)擺放物上的期望位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線開關(guān)裝置，其中可移動式開關(guān)盒的固定面上設(shè)置有可重復固定裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線開關(guān)裝置，其中所述可重復固定裝置為可重復粘貼膠皮或磁鐵。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線開關(guān)裝置，其中開關(guān)本體安裝在待控制電器附近。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線開關(guān)裝置，其中待控制電器為電燈，開關(guān)本體安裝在電燈的燈罩內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線開關(guān)裝置，其中摩擦件包括: 絕緣背襯； 附著在絕緣背襯上的導電層；以及 固定在導電層上的摩擦體。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線開關(guān)裝置，其中摩擦件還包括: 摩擦滑動件，能夠相對于摩擦體產(chǎn)生摩擦滑動。10.一種室內(nèi)裝修用無線開關(guān)裝置，包括: 開關(guān)盒，在室內(nèi)裝修期間位置可改變并在裝修結(jié)束后能夠選擇性固定于室內(nèi)所需位置；和 開關(guān)本體，與開關(guān)盒物理隔開并用于控制相應電燈的電源電路開閉， 其中開關(guān)盒具有: 摩擦件，響應于摩擦動作而產(chǎn)生相應的電信號， 并且其中開關(guān)本體具有控制單元，控制單元響應于摩擦件所產(chǎn)生的電信號而控制相應電燈的電源電路開閉。
【文檔編號】H03K17/94GK106033963SQ201510117179
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月17日
【發(fā)明人】王云川, 李才力, 李良清, 王曉冰
【申請人】肇慶市衡藝實業(yè)有限公司