CN105391437A - 无线开关 - Google Patents
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Abstract
提供一种无线开关。所述无线开关包括：第一能量收集器，包括电路；第二能量收集器，构造为通过外部操作使第一能量收集器的电路断开或闭合。因此，通过使用这种方法，无需提供单独的电源就能够操作无线开关。
Description
本申请要求分别于2014年9月1日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0115724号、于2015年4月22号在韩国知识产权局提交的第10-2015-0056483号韩国专利申请的权益，这些韩国专利申请的全部公开内容为了所有目的通过引用包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种包括能量收集器的无线开关。
背景技术
通常，无线照明控制系统包括嵌入有电源模块和通信模块的照明部、无线控制器、连接照明部和无线控制器的网络装置以及照度传感器。
然而，由于在现有的无线照明控制系统中使用单独的无线照明控制器和单独的网络装置，因此结构已经变得复杂并且制造成本已经提高。
就使用单独的无线照明控制器和单独的网络装置的方法而言，由于以上描述的问题，可能难以在家庭或办公室等应用无线照明控制系统。
发明内容
提供该发明内容以简化形式来介绍选择的发明构思，以下在具体实施方式中进一步描述该发明构思。本发明内容并不意在限定所要求保护的主题的主要特征和必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
本示例的一方面提供一种使用能量收集器的无线开关。
根据本示例的一方面，一种无线开关包括：第一能量收集器单元，包括初始闭合电路；第二能量收集器单元，构造为通过外部操作使第一能量收集器单元的闭路断开或使第一能量收集器单元的开路闭合。
在一个主要方面，一种无线开关包括：第一能量收集器，包括电路；第二能量收集器，构造为通过外部设操作使第一能量收集器的电路断开或使第一能量收集器的电路闭合。
无线开关可还包括积累由第一能量收集器和第二能量收集器中的至少一个产生的能量的电力储存装置。
第一能量收集器可具有电磁感应式能量收集器结构。
第一能量收集器可包括：芯部构件，其一侧敞开；线圈构件，形成在芯部构件上；磁体构件，位于芯部构件的敞开部分的一侧。
第二能量收集器可具有压电式能量收集器结构。
第二能量收集器可包括：薄膜构件；支撑构件，设置为支撑薄膜构件的中央或边缘；压电构件，位于薄膜构件上；驱动构件，位于薄膜构件上，且构造为在薄膜构件的驱动构件不面对支撑构件的部分上按压的薄膜构件的中央或边缘。
第一能量收集器产生的电压的值低于由第二能量收集器产生的电压的值。
在另一个主要方面，一种无线开关包括：第一能量收集器，包括使第一能量收集器的闭路断开或使第一能量收集器的开路闭合的致动器；第二能量收集器，产生操作致动器所需要的能量。
第一能量收集器可包括：芯部构件，其一侧敞开；线圈构件，位于在芯部构件上；磁体构件，位于芯部构件的敞开部分的一侧。
致动器可位于芯部构件与磁体构件之间。
第二能量收集器可包括：薄膜构件；支撑构件，设置为支撑薄膜构件的中央或边缘；压电构件，位于薄膜构件上；驱动构件，位于薄膜构件上，且构造为在薄膜构件的驱动构件不面对支撑构件的部分上按压的薄膜构件的中央或边缘。
第二能量收集器还可包括位于薄膜构件上并连接到压电构件的电极。
支撑构件可设置为支撑薄膜构件的边缘。
驱动构件可设置为按压薄膜构件的中央。
薄膜构件可呈圆形形状或半球形形状。
薄膜构件可在不同的方向上放射状地延伸。
通过以下具体实施方式、附图及权利要求，其他特征和方面将变得清楚。
附图说明
图1是根据示例的无线开关的主视图。
图2是根据示例的无线开关的结构图。
图3是根据示例的能量收集器的结构图。
图4根据另一示例的能量收集器的结构图。
图5是根据示例的第二能量收集器单元的结构图。
图6是图5中示出的第二能量收集器单元的操作状态图。
图7是根据另一示例的第二能量收集器单元的透视图。
图8是沿图7的A-A线截取的第二能量收集器单元的截面图。
图9是根据另一示例的第二能量收集器单元的平面图。
图10是根据另一示例的第二能量收集器单元的平面图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。为了清晰、说明及方便，附图可不按比例绘制，并且可放大附图中元件的描绘、相对尺寸和比例。
具体实施方式
提供以下详细描述，以帮助读者获得对这里所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，这里所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改及其等同物对于本领域普通技术人员将是明显的。这里所描述的操作顺序仅仅是示例，且其并不局限于这里所阐述的，但是，除了必须以特定顺序出现的操作，可做出对于本领域普通技术人员将是明显的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省去对于本领域普通技术人员公知的功能和结构的描述。
这里描述的特征可通过不同的形式实施，并且将不被解释为限制于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例，以使本公开是彻底的和完整的，且将把本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。
参照图1的示例描述根据示例的无线开关。
无线开关1安装在用户能够容易地操作无线开关1的区域。例如，无线开关1安装在墙面等上。然而，这仅仅是示例，且在其他示例，无线开关1安装在其他地方。无线开关1发送用于操作设置在离无线开关1较远距离处的装置的控制信号。例如，无线开关1根据用户的开关操作发送不同的无线信号以便于控制位于天花板上的照明装置的开/关操作。这仅仅是示例，且由无线开关1控制其操作的照明装置可能位于除天花板以外的其他地方。然而，由无线开关1控制的远距离装置不限于照明装置。作为可选示例，无线开关1可控制空调单元或音响系统等。例如，这些装置也选择性地位于天花板上。然而，这些仅仅是示例，且在其他示例中，由无线开关1控制其他合适的装置，并且其他合适的装置位于天花板或其他合适的位置上。
参照图2的示例描述根据示例的无线开关的主要结构。
根据图2的示例的无线开关1包括能量收集器10、整流器20、电容器30、转换器40和无线发送模块50。
在图2的示例中，能量收集器10提供操作无线开关1的驱动能量。例如，能量收集器10提供操作无线发送模块50的电力。
整流器20转换由能量收集器10产生的能量或电流。例如，整流器20将由能量收集器10产生的交流电流或脉冲电流转换为直流电流。
电容器30储存由能量收集器10产生的能量。例如，电容器30积累由能量收集器10产生的电流，以便使电流的振幅足以操作无线发送模块50。
转换器40将由电容器30产生的电压转换成适于无线发送模块50的电压。例如，转换器40是将第一DC电压转换为第二DC电压的DC/DC转换器。
无线发送模块50发送无线信号。例如，无线发送模块50在能量收集器10的输入电力通过整流器20和转换器40传输时，发送无线信号。
无线发送模块50控制外部电子装置。例如，无线发送模块50发送打开/关闭安装在远距离处的发光二极管(LED)灯的无线信号。
如上所述构造的无线开关1控制外部电子装置，而无需单独的驱动电力。因此，从而，根据本示例的无线开关1安装到这样的位置：难以进行电力连接或使电力连接复杂化，使得人身难以接近。
参照图3描述根据示例的能量收集器。
能量收集器10包括第一能量收集器单元100和第二能量收集器单元200。然而，能量收集器10的结构并不限于上述单元。因此，能量收集器10可选地包括有助于其操作的合适的另外的组件。例如，能量收集器10还包括电力储存单元300。
在示例中，能量收集器10具有串联结构。例如，在能量收集器10中，第一能量收集器单元100和第二能量收集器单元200串联连接。在如上所述构造的能量收集器10中，第二能量收集器单元200为第一能量收集器单元100提供驱动力。然而，能量收集器10的结构并不限于此。例如，可改变能量收集器10的结构，使得第一能量收集器单元100为第二能量收集器单元200提供驱动力。
在图3的示例中，第一能量收集器单元100产生基本上低的电压。例如，第一能量收集器单元100是磁感应式能量收集器。如上所述构造的第一能量收集器单元100有利于产生驱动小型电子元件所需的能量。
例如，第一能量收集器单元100包括：芯部构件110、线圈构件120和磁体构件130。芯部构件110、线圈构件120和磁体构件130组成闭合电路。例如，芯部构件110、线圈构件120和磁体构件130组成形成预定磁场的电路。
芯部构件110呈一侧敞开的形状。例如，芯部构件110可呈形状。然而，芯部构件110的形状并不限于此，在其他示例中，使用其他合适的不同形状的芯部构件110。
在图3的示例中，线圈构件120设置在芯部构件110上。例如线圈构件120设置在芯部构件110的二等分点处。提供多个线圈构件120，其中，包括卷绕芯部构件110的多个线圈。例如，两个或更多个线圈构件120卷绕芯部构件110。
设置磁体构件130以使第一能量收集器单元100形成闭合电路。作为示例，磁体构件130设置在芯部构件110的敞开部分的一侧。作为另一示例，磁体构件130设置为具有连接到芯部构件110的一侧和连接到致动器140的另一侧。
例如，如上所述设置的磁体构件130通过与线圈构件120的相互作用产生预定磁场。
第一能量收集器单元100包括致动器140。例如，第一能量收集器单元100包括用于选择性地使磁体构件130与芯部构件110分离的致动器140。
在示例中，致动器140包括压电元件。压电元件利用压电效应把机械力转换为电能。例如，致动器140利用压电元件的特性。在非致动状态，致动器140使第一能量收集器单元100保持闭路状态，在致动状态，致动器140使第一能量收集器单元100保持开路状态。然而，致动器可能以相反的方式操作。在这样的示例中，在致动状态，致动器140使第一能量收集器单元100保持闭路状态，在非致动状态，致动器140使第一能量收集器单元100保持开路状态。
当第一能量收集器单元100从闭路状态转换为开路状态时，如上所述构造的第一能量收集器单元100产生能量。这里，所产生的能量用作如上所述的无线发送模块的驱动能量。
然而，在图3的示例中，与第一能量收集器单元100相比，第二能量收集器单元200产生基本上高的电压。例如，第二能量收集器单元200是压电式能量收集器。如上所述的第二能量收集器单元200适于提供强劲的驱动力。
在示例中，第二能量收集器单元200能够通过第一能量收集器单元100产生能量。例如，第二能量收集器单元200改变第一能量收集器单元100的闭路状态。例如，第二能量收集器单元200使致动器140致动以将第一能量收集器单元100的闭路的状态变为开路状态。
在该示例中，第二能量收集器单元200连接到第一能量收集器单元100的致动器140以操作致动器140。例如，第二能量收集器单元200产生操作致动器140所需的能量。
因此，第二能量收集器单元200使用户的开关操作变为能量。例如，第二能量收集器单元200包括能够将用户的开关操作转换为能量的压电构件。
电力储存单元300设置在第一能量收集器单元100与第二能量收集器单元200之间，并积累从第二能量收集器单元200产生的能量。
在如上所述构造的能量收集器10中，由于将用户的开关操作转换为能量的结构和产生无线发送模块中所需要的能量的结构彼此分离，因此改善了无线开关的操作可靠性。
在下文中，参照图4描述根据另一示例的能量收集器。
根据本示例的能量收集器10与根据以上描述的示例的能量收集器的区别在于致动器140所设置的结构。例如，在图4的示例中，致动器140位于芯部构件110和磁体构件130之间。由于如上所述构造的致动器140可能在左右方向上延伸或收缩，因此基于图4，致动器使芯部构件110和磁体构件130彼此连接或使芯部构件110和磁体构件130彼此分离。
参照图5和图6进一步描述根据示例的第二能量收集器单元。
根据示例的第二能量收集器单元200包括薄膜构件210、支撑薄膜构件210的支撑构件220、设置在薄膜构件210上的压电构件230、设置在压电构件130的一个表面上的上电极240、设置在压电构件230的另一个表面上的下电极250以及使薄膜构件210产生位移的驱动构件260。
例如，薄膜构件210形成为板状，具有弹性，并由支撑构件220支撑。
支撑构件220设置在薄膜构件210的下表面的中央部分上，以支撑薄膜构件210。因此，当对薄膜构件210的基于支撑构件220的一侧和另一侧施加外力时，薄膜构件210的施加有外力的部分产生位移。
压电构件230设置在薄膜构件210上。因此，当薄膜构件210产生位移时，压电构件230也产生位移，从而产生引起电势差的压电效应。
例如，当薄膜构件210产生位移时，设置在薄膜构件210上的压电构件230也产生位移，从而在压电构件230中产生电极化。因此，在设置在压电构件230的一个表面上的上电极240中产生电压，并且由电压产生的输出电流用作无线发送模块50的驱动电力。
在示例中，压电构件230由锆钛酸铅、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、铌酸锂(LiNbO3)或二氧化硅(SiO2)等形成。然而，这些仅仅是示例性材料，压电构件230可选地由其他合适的可能的材料形成。
例如，设置下电极250以产生电势差，下电极250设置在压电构件230的另一表面上，以与上电极240对应。
参照图6进一步描述第二能量收集器的操作状态。
当用户按压第二能量收集器单元200的驱动构件260时，外力被施加到与驱动构件260相对应的薄膜构件210的一侧和另一侧，从而在薄膜构件210的一侧和另一侧产生位移。
因此，当在薄膜构件210的关于支撑构件220的一侧和另一侧上产生位移时，响应于该位移，也在压电构件230的一侧和另一侧上产生位移。结果，在压电构件230的一个表面上的上电极240中产生电压。
在如上所述的薄膜构件210的两侧产生位移的情况下，移动距离相对减小，并且，但获得与在仅移动薄膜构件210的两侧中的一侧的情况下的电压相比相等或更大的电压，从而使施加到薄膜构件210的冲击最小化。
因此，根据本示例的第二能量收集器单元减少了由于损坏薄膜构件发生的寿命缩短的现象。
在上电极240中产生的电压用作无线发送模块50的驱动电力，且无线发送模块50根据薄膜构件通过驱动构件而产生的位移将无线通信信号传输到外部电子装置。
接下来，描述根据另一示例的第二能量收集器单元。作为参考，在下文中，由相同的标号指示与上述示例中的组件相同的组件，且为了简洁将省去其描述。
参照图7和图8描述根据另一示例的第二能量收集器单元。
根据本示例的第二能量收集器单元200与根据以上描述的示例的第二能量收集器单元的区别在于薄膜构件210的形状的方面。例如，根据本示例的薄膜构件210呈半球形形状。
在示例中，具有如如上所述的形状的薄膜构件210具有优异的回复力。
作为示例，薄膜构件210在用户按压操作之后迅速地回复到原始状态。作为另一个示例，薄膜构件210即使在用户频繁地使用无线开关之后也始终保持原始状态。
因此，在频繁地使用开关的位置或使用情况下，使用根据本示例的第二能量收集器单元200是有效的。
根据本示例的第二能量收集器单元200与根据以上描述的示例的压电能量收集器单元的区别在于支撑构件220的形状。例如，根据本示例的支撑构件220形成为沿着半球形薄膜构件210的边缘以环状延长。
具有如上所述的形状的支撑构件220有利于平稳地支撑半球形的薄膜构件110。
如上所述构造的第二能量收集器单元200通过单次开关操作获得了大量的压电能量。
作为示例，当薄膜构件210从薄膜构件210从向上凸的形状的状态变形为薄膜构件210向下凹的形状的状态时，压电构件230产生压电能量。作为另一示例，当薄膜构件210从薄膜构件210从向下凹的形状的状态回复为薄膜构件210向上凸的形状的状态时，压电构件230产生压电能量。
因此，根据本示例的第二能量收集器单元200通过单次操作产生大量的压电能量。
参照图9描述根据另一示例的第二压电能量收集器单元。
根据本示例的第二压电能量收集器单元与根据以上描述的示例的第二能量收集器单元的区别在于薄膜构件210的形状。例如，根据本示例的薄膜构件210呈圆形形状。
在该示例中，压电构件230在径向方向从薄膜构件210的中心延伸。例如，薄膜构件210的直径与压电构件230的长度彼此相同。
支撑构件220、222、224和226仅支撑薄膜构件210的部分。例如，支撑构件220、222、224和226设置在薄膜构件的布置有压电构件130的端部的部分上。
由于薄膜构件210和压电构件230呈板状，因此，容易制造如上所述构造的第二能量收集器单元200。
参照图10进一步描述根据另一示例的第二能量收集器单元。
根据本示例的第二能量收集器单元200与根据以上描述的示例的第二能量收集器单元的区别在于薄膜构件210的形状。
根据本示例的薄膜构件210关于驱动构件260放射状地延伸。作为示例，薄膜构件210关于驱动构件260在八个方向上延伸。作为另一示例，薄膜构件210关于驱动构件260在六个方向上延伸。
支撑构件220分别地设置在薄膜构件210的端部。作为示例，支撑构件220设置在分别在几个方向上延伸的薄膜构件210的末端。在这种情况下，支撑构件220的数量与薄膜构件210的延伸的分支的数量相同。作为另一示例，支撑构件220使在几个方向上分别延伸的薄膜构件110的所有末端彼此连接。在示例中，支撑构件220呈直径与薄膜构件210的最大长度相等的环状。
压电构件230形成在薄膜构件210上。作为示例，压电构件230分别形成在分别在几个方向上延伸的薄膜构件210上。作为另一示例，压电构件230选择性地形成在分别在几个方向上延伸的薄膜构件210的部分上。
在如上所述构造的第二能量收集器单元200中，由于用于多个压电构件230的空间形成在薄膜构件210上，因此，根据需要的压电能量的大小，容易地调节形成在薄膜构件210上的压电构件230的数量。
如上所述，根据本公开的示例，提供一种不需要单独的电源的无线开关。
除非另外表明，否则第一层“在”第二层或基板“上”的表述解释为涵盖两种情况：第一层直接地接触第二层或基板的情况；一个或更多个其它层设置在第一层和与第二层或基板之间的情况。
描述相对空间关系的术语(诸如“在……下面”、“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“底部”、“在……上面”、“在……之上”、“在……上方”“上面的”、“顶部”、“左”和“右”)可用于方便地描述一个装置或元件与其它装置或元件的空间关系。这样的术语将解释为包含装置在如附图中示出的方位以及在使用或操作中的其它方位。例如，装置包括基于附图中示出的装置的方位设置在第一层上的第二层的示例也包含在该装置使用或操作时颠倒翻转时的该装置。
虽然本公开包括特定示例，但是，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可对这些示例做出形式和细节上的各种改变。这里描述的示例将仅被视为描述性意义，而并不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被视为可适用于其他示例中相似的特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式来组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或通过其他的组件或其等同物替换或者增加组件，则可实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由详细的描述限定，而是由权利要求及其等同物限定，权利要求及其等同物范围内的全部变型将被解释为包括在本公开中。
Claims (16)
1.一种无线开关，包括：
第一能量收集器，包括电路；
第二能量收集器，构造为通过外部操作使第一能量收集器的电路断开或使第一能量收集器的电路闭合。
2.根据权利要求1所述的无线开关，所述无线开关还包括积累由第一能量收集器和第二能量收集器中的至少一个产生的能量的电力储存装置。
3.根据权利要求1所述的无线开关，其中，第一能量收集器具有电磁感应式能量收集器结构。
4.根据权利要求1所述的无线开关，其中，第一能量收集器包括：
芯部构件，所述芯部构件的一侧敞开；
线圈构件，形成在芯部构件上；
磁体构件，位于芯部构件的敞开部分的一侧。
5.根据权利要求1所述的无线开关，其中，第二能量收集器具有压电式能量收集器结构。
6.根据权利要求1所述的无线开关，其中，第二能量收集器包括：
薄膜构件；
支撑构件，设置为支撑薄膜构件的中央或边缘；
压电构件，位于薄膜构件上；
驱动构件，位于薄膜构件上，且构造为在薄膜构件的驱动构件不面对支撑构件的部分上按压薄膜构件的中央或边缘。
7.根据权利要求1所述的无线开关，其中，第一能量收集器产生的电压的值低于由第二能量收集器产生的电压的值。
8.一种无线开关，包括：
第一能量收集器，包括使第一能量收集器的闭路断开或使第一能量收集器的开路闭合的致动器；
第二能量收集器，产生操作致动器所需要的能量。
9.根据权利要求8所述的第一能量收集器，其中，第一能量收集器包括：
芯部构件，所述芯部构件的一侧敞开；
线圈构件，位于芯部构件上；
磁体构件，位于芯部构件的敞开部分的一侧。
10.根据权利要求9所述的无线开关，其中，致动器位于芯部构件与磁体构件之间。
11.根据权利要求8所述的无线开关，其中，第二能量收集器包括：
薄膜构件；
支撑构件，设置为支撑薄膜构件的中央或边缘；
压电构件，位于薄膜构件上；
驱动构件，位于薄膜构件上，且构造为在薄膜构件的驱动构件不面对支撑构件的部分上按压的薄膜构件的中央或边缘。
12.根据权利要求11所述的无线开关，其中，第二能量收集器还包括位于薄膜构件上并连接到压电构件的电极。
13.根据权利要求11所述的无线开关，其中，支撑构件设置为支撑薄膜构件的边缘。
14.根据权利要求13所述的无线开关，其中，驱动构件设置为按压薄膜构件的中央。
15.根据权利要求14所述的无线开关，其中，薄膜构件呈圆形形状或半球形形状。
16.根据权利要求15所述的无线开关，其中，薄膜构件在不同的方向上放射状地延伸。
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