CN105656276A

CN105656276A - 一种用于无线开关的按键式自发电装置

Info

Publication number: CN105656276A
Application number: CN201410631203.0A
Authority: CN
Inventors: 黄峰; 杨文鑫; 杨杰; 董飞青
Original assignee: Zhejiang Huangyan Hongxing Handicraft Factory
Current assignee: Zhejiang Huangyan Hongxing Handicraft Factory
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2016-06-08

Abstract

本发明公开了一种用于无线开关的按键式自发电装置。该装置包括铁芯、线圈、磁钢、磁轭、弹簧、支撑杆和底板等主要部分。线圈绕制于U型铁芯中间部分，铁芯的两边分别与两个Z型磁轭相接触，两个磁轭可在长支撑杆上滑动，同时两个磁轭以一前一后的方式分别与一个长条形磁钢的S、N磁极相连接固定，三者组成一个一体件。按键与Z型磁轭和磁刚一体件相连接，在按键按下过程中两个Z型磁轭与U型铁芯的两边接触分别进行了交换，因而通过U型铁芯的磁通完成了一次反转，磁通量的变化使绕制于U型铁芯上的线圈产生了感应电动势。本发明将按键的微能量用来发电，结构简单，体积小，适用于无线开关等多种需要按键式自发电装置的场合。

Description

一种用于无线开关的按键式自发电装置

技术领域

本发明涉及智能家居领域，尤其是涉及一种用于无线开关的按键式自发电装置。

背景技术

智能家居旨在提升人们家居生活的便利性、舒适性和环保节能。无线开关作为智能家居中一个重要的产品，其优势在于远程控制，可移动、免布线，为用户提供更便捷、舒适和环保的家居解决方案。目前有的无线开关中仍采用电池为开关中的电路进行供电，电池的寿命有限，需要在一定时期后进行更换，这在一定程度上影响了开关的使用。按键式自发电装置可以将开关按键的机械动作转化为电能，从而为后续电路进行供电，它解决了无线开关电能供给的问题，使得无线开关的使用更加方便。同时，这种按键式的自发电装置也能用于汽车钥匙、手持遥控器等其它多种场合，使用范围十分广泛。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于无线开关的按键式自发电装置，能够实现按键动作转化成电能给后续低功耗电路进行供电。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

装置包括铁芯、线圈、磁钢、磁轭、弹簧、支撑杆和底板等主要部分。线圈绕制于U型铁芯中间凹陷部分，铁芯通过四个短支撑杆与底板相固定，铁芯的两边分别与两个Z型磁轭相接触，两个Z型磁轭上分别有一个通孔，与长支撑杆相配合，可在长支撑杆上滑动，同时两个Z型磁轭以一前一后的方式分别与一个长条形磁钢的S、N极相连接固定，三者组成一个整体，长支撑杆上套有压缩弹簧，其顶端配有固定帽，两个Z型磁轭和磁钢组成的一体件受到弹簧向上的弹力作用从而被顶到固定帽上。按键与Z型磁轭和磁刚一体件相连接，在按键尚未按下时，由于弹簧向上弹力的作用，两个Z型磁轭的下部分与U型铁芯的两边接触，当按键按下，两个Z型磁轭的上部分与U型铁芯的两边接触，在这一过程中两个Z型磁轭与U型铁芯的两边接触进行了交换，因而通过U型铁芯的磁通完成了一次反转，磁通量的变化使绕制于U型铁芯上的线圈产生了感应电动势，继而为后续的低功耗电路进行供电。

所述的U型铁芯为超薄扁平形状，厚度为1～3mm，其绕线圈部分外面可加套塑料等非导磁材料以增大所绕线圈的横截面积，从而增加通过线圈的磁通量。

所述的磁钢为长条形状，充磁方向为厚度方向，其厚度比U型铁芯的厚度多1～2mm，此数值即为按键的键程。

所述的前后两个Z型磁轭由铁等导磁材料加工而成，其厚度为1～2mm，以一前一后的方式与磁钢相连接组成一体件，其中前Z型磁轭的下部与磁钢的S磁极相贴合，后Z型磁轭的上部与磁钢的N磁极相贴合。在按键未按下时，前后Z型磁轭的下部分别依次与U型铁芯的右、左两边接触；而按键按下后，前后Z型磁轭的下部与U型铁芯脱离，变为前后Z型磁轭的上部分别依次与U型铁芯的左、右两边相接触。

所述的线圈由漆包线绕制，线径为0.1～0.2mm，共绕制1200～2000匝。

本发明的有益效果是：

结构简单，装置包含的部件数量少，并且各个部件的生产加工容易；体积小，所有部件尺寸都很小，可以集成到无线开关等需要按键式自发电装置的产品中；产生的感应电动势大，由于通过线圈的磁路发生了一次反转，因此在按键的瞬间穿过线圈的磁通量变化较大，能够产生的感应电动势也较大。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是按键未按下时装置的正向图。

图3是按键按下时装置的正向图。

图4是前后Z型磁轭和磁钢一体件的示意图。

图5是装置按键按下前后的磁路变化示意图。

图中：1、U型铁芯，2、线圈，3、磁钢，4、前Z型磁轭，5、后Z型磁轭，6、弹簧，7、弹簧，8、固定帽，9、固定帽，10、短支撑杆，11、长支撑杆，12、底板，13、线圈引出线，4A、前Z型磁轭的上部，4B、前Z型磁轭的下部，4C、前Z型磁轭的竖直部，4D、前Z型磁轭上部的通孔，5A、后Z型磁轭的上部，5B、后Z型磁轭的下部，5C、后Z型磁轭的竖直部，5D、后Z型磁轭上部的通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图1～3所示，本发明装置包括U型铁芯1、线圈2、磁钢3、前后两个Z型的铁条磁轭4和5、两个弹簧6和7、两个固定帽8和9、四根短支撑杆10、两根长支撑杆11、底板12以及线圈2的引出线13。线圈2绕在U型铁芯1上，并具有引出线13对后续低功耗电路进行供电，U型铁芯1与底板12通过四根短支撑杆10相连接从而得以固定，两个Z型磁轭4、5分别与磁钢3的S、N磁极固定在一起，三者组成一个一体件，同时两个Z型磁轭4、5通过其边缘的通孔4D、5D分别与两根长支撑杆11相配合，两个Z型磁轭4、5可在长支撑杆11上进行上下滑动，两根长支撑杆11上分别套有两个弹簧6、7，这两个弹簧6、7的压缩回复弹力用来支撑Z型磁轭4、5和磁钢3组成的整体，同时Z型磁轭4、5上方有两个固定帽8、9套在长支撑杆11上，用以限制Z型磁轭4、5在弹簧作用下过度的向上运动。按键将与前后Z型磁轭4、5和磁刚3组成的一体件相连接。

如图1所示，所述的U型铁芯1为超薄扁平形状，厚度为1～3mm，其绕线圈2部分外面可加套塑料等非导磁材料以增大所绕线圈2的横截面积，从而增加通过线圈2的磁通量。

如图1～图4所示，所述的磁钢3为长条形状，充磁方向为厚度方向，其厚度比U型铁芯1的厚度多1～2mm，此数值即为按键的键程。

如图1、图4所示，所述的前后两个Z型磁轭4、5由铁等导磁材料加工而成，其厚度为1～2mm，以一前一后的方式与磁钢3相连接组成一体件，其中前Z型磁轭的下部4B与磁钢3的S磁极相贴合，后Z型磁轭的上部5A与磁钢3的N磁极相贴合。在按键未按下时，前后Z型磁轭的下部4B、5B分别依次与U型铁芯1的右、左两边接触；而按键按下后，前后Z型磁轭的下部4B、5B与U型铁芯1脱离，变为前后Z型磁轭的上部4A、5A分别依次与U型铁芯1的左、右两边相接触。

如图1所示，所述的线圈由漆包线绕制，线径为0.1～0.2mm，共绕制1200～2000匝。

图5是按键按下前后通过U型铁芯1和线圈2的磁路反转变化示意图。结合图1～图4所示，在按键按下之前，前Z型磁轭的下部4B与U型铁芯1的右边接触，后Z型磁轭的下部5B与U型铁芯1的左边接触，此时磁感线从磁钢3的N极出发，分别经过后Z型磁轭5、U型铁芯1的左边、U型铁芯1的右边和前Z型磁轭4后回到磁钢S极，因此此时磁路是顺时针方向；按键按下后，前后Z型磁轭的下部4B、5B与U型铁芯1脱离，而前Z型磁轭的上部4A与U型铁芯1的左边接触，后Z型磁轭的上部5A与U型铁芯1的右边接触，此时磁感线从磁钢3的N极出发，分别经过后Z型磁轭5、U型铁芯1的右边、U型铁芯1的左边和前Z型磁轭4后回到磁钢S极，因此此时磁路是逆时针方向。由上述可知，每次按键按下将使通过U型铁芯1和线圈2的磁路发生反转，即穿过线圈2的磁通量发生反向变化，由电磁感应定律可以知道，线圈2中将会产生感应电动势，此感应电动势的大小与按键速度、线圈匝数和线圈截面积相关。本装置实现按键动作到电能转化的方法简单有效，装置本身的体积小，制作简便，可以为无线开关等产品中低功耗电路进行供电。

Claims

1.一种用于无线开关的按键式自发电装置，其特征在于：包括U型铁芯(1)、线圈(2)、磁钢(3)、前后两个Z型的铁条磁轭(4、5)、两个弹簧(6、7)、两个固定帽(8、9)、短支撑杆(10)、长支撑杆(11)和底板(12)；线圈(2)绕在U型铁芯(1)上，并具有引出线(13)对后续低功耗电路进行供电，U型铁芯(1)与底板(12)通过4根短支撑杆(10)相连接从而得以固定，两个Z型磁轭(4、5)分别与磁钢(3)的S、N磁极固定在一起，三者组成一个一体件，同时两个Z型磁轭(4、5)通过其边缘的通孔(4D、5D)分别与两根长支撑杆(11)相配合，Z型磁轭(4、5)可在长支撑杆(11)上进行上下滑动，两根长支撑杆(11)上分别套有两个弹簧(6、7)，这两个弹簧(6、7)的压缩回复弹力用来支撑Z型磁轭(4、5)和磁钢(3)组成的整体，同时Z型磁轭(4、5)上方有两个固定帽(8、9)套在长支撑杆(11)上，用以限制Z型磁轭(4、5)在弹簧作用下过度的向上运动。按键将与前后Z型磁轭(4、5)和磁刚(3)组成的一体件相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线开关的按键式自发电装置，其特征在于：所述的U型铁芯(1)为超薄扁平形状，厚度为1～3mm，其绕线圈(2)部分外面可加套塑料等非导磁材料以增大所绕线圈(2)的横截面积，从而增加通过线圈(2)的磁通量。

3.根据权利要求1所述的一种用于无线开关的按键式自发电装置，其特征在于：所述的磁钢(3)为长条形状，充磁方向为厚度方向，其厚度比U型铁芯(1)的厚度多1～2mm，此数值即为按键的键程。

4.根据权利要求1所述的一种用于无线开关的按键式自发电装置，其特征在于：所述的前后两个Z型磁轭(4、5)由铁等导磁材料加工而成，其厚度为1～2mm，以一前一后的方式与磁钢(3)相连接组成一体件，其中前Z型磁轭的下部(4B)与磁钢(3)的S磁极相贴合，后Z型磁轭的上部(5A)与磁钢(3)的N磁极相贴合。在按键未按下时，前后Z型磁轭的下部(4B、5B)分别依次与U型铁芯(1)的右、左两边接触；而按键按下后，前后Z型磁轭的下部(4B、5B)与U型铁芯(1)脱离，变为前后Z型磁轭的上部(4A、5A)分别依次与U型铁芯(1)的左、右两边相接触。

5.根据权利要求1所述的一种用于无线开关的按键式自发电装置，其特征在于：所述的线圈由漆包线绕制，线径为0.1～0.2mm，共绕制1200～2000匝。