CN104506084B - 一种微小型环保遥控器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微小型环保遥控器，属于新能源应用领域。主体上端自上而下依次设有上腔一、二和三，主体下端设有下腔，下腔与上腔三之间通过阶梯孔连通；金属膜的一端经螺钉固定在上腔一的底壁上，金属膜与其圆弧凸起处所粘接的压电膜构成压电振子；电路板安装在上腔二的底壁上，按钮从下腔装入阶梯孔并焊在电路板上，按钮的另一端置于下腔内；在安装完压电振子和按钮后，上腔一及下腔中都通过浇注的方法设置橡胶密封层，下腔中橡胶密封层上对应按钮的位置设有圆弧凸起；特色与优势：压电振子与壳体集成，发电与开关控制同步，故遥控器总体结构及操作简单、体积小、无冲击噪音、防水防潮、供电及机械可靠性高、发电能力强。
Description
技术领域
本发明属于新能源应用领域，具体涉及一种微小型环保遥控器，用于灯具的无线控制。
背景技术
传统的固定式灯具开关通过导线与灯具连接，因需墙内布线，故建筑与装修成本高、且位置确定后难于变动。近年来，随着组合灯具的日益普及，灯具开关也逐步由以往墙壁固定式开关向便携式或可移动式遥控器过渡。目前的灯具遥控器基本都由电池供电，电池电能耗尽时无法使用，同时废弃电池也会造成严重的环境污染和资源浪费。因此，发明人曾先后提出了多种拨动式压电自供电的遥控器，如中国专利200810051579.9、200810051157.1和201010165882.9等，但随后的开发实践表明，专利200810051579.9的按键因缺少必要的导向限位而无法可靠地拨动压电振子并顺利复位，可靠性较差；专利200810051157.1和专利201010165882.9分别通过转动拨齿和可前后移动的拨快拨动悬臂梁压电振子，其结构及运动过程都较复杂、体积较大、且加工制作成本高，微小的摩擦磨损即可导致拨齿及拨块失效、可靠性低；最关键的是上述在其拨动激励发电过程中会产生较大噪音、且需固定于墙壁之上，不便于家庭的夜晚应用，而且压电振子在双向变形过程中会因所受拉应力过大而损坏。
发明内容
针对现有灯具遥控器所存在的一系列问题，本发明提出一种基于弯曲型压电振子全密封式的微小型遥控器。本发明采用的实施方案是：主体上端自上而下依次设有上腔一、上腔二和上腔三，上腔一的底壁上设有与上腔二连通的导线槽；主体下端设有下腔，下腔与上腔三之间通过阶梯孔连通；金属膜上带有走线豁口的一端通过螺钉固定在上腔一的底壁上，金属膜与其圆弧凸起处所粘接的压电膜构成压电振子，压电膜置于金属膜上面；电路板通过螺钉安装在上腔二的底壁上，按钮从下腔装入阶梯孔并焊在电路板上，按钮的另一端置于下腔内，电路板通过导线组与压电振子连接；在安装完压电振子和按钮后，上腔一及下腔中都通过浇注的方法设置橡胶密封层，下腔中橡胶密封层上对应按钮的位置设有圆弧凸起。
为使压电振子最大限度地发电、避免压电膜因受拉应力过大损坏，自然状态下金属膜与压电膜交界面的最小圆弧半径为其中α＝hm/(hm+hp)，hp和hm分别为压电膜和金属膜的厚度，β＝Em/Ep，Ep和Em分别为压电膜和金属膜的杨氏模量，k31、Tp分别为压电材料的横向机电耦合系数和许用拉应力。
本发明中，压电振子与主体相集成，具有发电和主体上盖的双重功能；工作中，两个手指握住遥控器的上下两端，即同时按压压电振子和某一按钮，按钮受压后将电路接通、压电振子受力变形后将机械能转换成电能，所生成的电能经电路板上能量转换电路处理后供给电路板上的发射单元，发射单元发出有效的无线信号；外力释放后，按扭的电路断开，压电振子在自身弹性力作用下恢复至原始状态，压电振子复位过程中也有电能产生，但因按扭的电路处于断开状态，电路板上的发射单元不发射有效控制信号。
特色与优势：①弯曲型压电振子与壳体集成，发电与开关控制同步，故遥控器总体结构及操作简单、体积小、无冲击噪音、且防水防潮；②压电振子单向变形，压电膜不致因拉应力过大损坏、机械可靠性高；③弯曲型压电振子的应力分布均匀、发电能力强；④除灯具控制外，还适于汽车、野外作业的仪器设备等控制，用途广泛。
附图说明
图1是本发明一个较佳实施例中遥控器的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明一个较佳实施例中主体的结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是本发明一个较佳实施例压电振子的结构示意图；
图6图5的俯视图；
具体实施方式：
主体1的上端自上而下依次设有上腔一1a、上腔二1b、和上腔三1c，上腔一1a的底壁上设有与上腔二1b连通的导线槽1d；主体1的下端设有下腔1e，下腔1e与上腔三1c之间通过阶梯孔1f相连通；金属膜h1上带有走线豁口h3的一端通过螺钉固定在上腔一1a的底壁上，金属膜h1与其圆弧凸起处所粘接的压电膜h2构成压电振子h，压电膜h2置于金属膜h1上面；电路板3通过螺钉安装在上腔二1b的底壁上，按钮2从下腔1e装入阶梯孔1f并焊在电路板3上，按钮2的另一端置于下腔1e内，电路板3通过导线组L与压电振子h连接；在安装完压电振子h和按钮2后，上腔一1a及下腔1e中分别通过浇注的方法设置橡胶密封层J1和J2，下腔1e中橡胶密封层J2上对应按钮2的位置设有圆弧凸起J21；
为使压电振子h最大限度地发电、避免压电膜h2因受拉应力过大损坏，自然状态下金属膜h1与压电膜h2交界面的最小圆弧半径为其中α＝hm/(hm+hp)，hp和hm分别为压电膜h2和金属膜h1的厚度，β＝Em/Ep，Ep和Em分别为压电膜h2和金属膜h1的杨氏模量，k31、Tp分别为压电材料的横向机电耦合系数和许用拉应力。
本发明中，压电振子h与主体1相集成，具有发电和主体1上盖的双重功能；工作中，两个手指握住遥控器的上下两端，即同时按压压电振子h和某一按钮2，按钮2受压后将电路接通、压电振子h受力变形后将机械能转换成电能，所生成的电能经电路板3上能量转换电路处理后供给电路板3上的发射单元，发射单元发出有效的无线信号；外力释放后，按扭2的电路断开，压电振子h在自身弹性力作用下恢复至原始状态，压电振子h复位过程中也有电能产生，但因按扭2的电路处于断开状态，电路板3上的发射单元不发射有效控制信号。
本发明的遥控器具有结构简单、体积小、操作方便等优势，尤其具有防水、防潮等功能，除了家居灯具控制外，还适于汽车、野外作业的仪器设备等控制，用途广泛。
Claims (1)
1.一种微小型环保遥控器，其特征在于：主体上端自上而下依次设有上腔一、上腔二和上腔三，上腔一的底壁上设有与上腔二连通的导线槽；主体下端设有下腔，下腔与上腔三之间通过阶梯孔连通；金属膜上带有走线豁口的一端通过螺钉固定在上腔一的底壁上，金属膜与其圆弧凸起处所粘接的压电膜构成压电振子，压电膜置于金属膜上面；电路板通过螺钉安装在上腔二的底壁上，按钮从下腔装入阶梯孔并焊在电路板上，按钮的另一端置于下腔内，电路板通过导线组与压电振子连接；在安装完压电振子和按钮后，上腔一及下腔中都通过浇注的方法设置橡胶密封层，下腔中橡胶密封层上对应按钮的位置设有圆弧凸起；为使压电振子最大限度地发电、避免压电膜因受拉应力过大损坏，自然状态下金属膜与压电膜交界面的最小圆弧半径为其中α＝hm/(hm+hp)，hp和hm分别为压电膜和金属膜的厚度，β＝Em/Ep，Ep和Em分别为压电膜和金属膜的杨氏模量，k31、Tp分别为压电材料的横向机电耦合系数和许用拉应力。
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