CN105867198B - 平衡式轻触磁极突变开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平衡式轻触磁极突变开关设备。包括线包盒、键帽、底板、发电体上盖和线路板，线包盒设置在底板上，线包盒上设有线包架；所述线包架的铁芯孔中设有铁芯，线包架上设有线包；所述发电体上盖的两侧均设有弹片和磁铁盒，磁铁盒内设有衔铁和磁铁，弹片上设有弹性舌和保险舌；所述键帽内壁的两侧均设有弹性压块和保险压块，所述弹性舌与弹性压块接触配合，所述保险舌与保险压块接触配合；所述线包架一侧设有导线臂，导线臂上设有PIN脚。本发明提供一种在磁极突变开关原理之上采用模块化设计，简化零件造型，提高生产效率，降低生产成本，利于大规模推广的开关设备。

Description

平衡式轻触磁极突变开关设备

技术领域

本发明涉及一种开关，具体涉及一种平衡式轻触磁极突变开关设备。

背景技术

近年来随着科学技术的不断进步，人们的生活方式也越来越时尚，越来越便利。无线技术的普及给人们带来了很多便利，无线上网使得智能手机平板电脑迅速普及。但是不管多么先进的电子设备都无法离开电源，要么需要一根电源线要么需要一组电池来供电。所以使用这些设备要么需要不断的充电要么需要经常更换电池。这样就降低了使用的便利性，同时电池的生产和消费过程也会给生态环境造成严重的破坏。

这就给了无线自供电系统很大的发展空间，而市场上常见的无线自供电系统又面临，效率低，稳定性差，成本高，用户使用麻烦费力等问题，市场接受度较低。另一方面，由于自发电装置结构不成熟，制造工艺复杂。不易实现大批量自动化生产。从而无法提高产品的可靠性和降低产品的生产成本，导致产品不易普及。零组件生产装配过程，产品的生产效率低，精度和可靠性差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种平衡式轻触磁极突变开关设备的技术方案。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：包括线包盒、键帽、底板、发电体上盖和线路板，线包盒设置在底板上，线包盒上设有线包架；所述线包架的铁芯孔中设有铁芯，线包架上还设有绕设在其上的线包；所述发电体上盖的两侧均设有弹片和磁铁盒，磁铁盒内设有衔铁和磁铁，弹片上设有弹性舌和保险舌；所述键帽内壁的两侧均设有弹性压块和保险压块，所述弹性舌与弹性压块接触配合，所述保险舌与保险压块接触配合；所述线包架一侧设有导线臂，导线臂上设有PIN脚，所述线包通过PIN脚与所述线路板连接；所述发电体上盖与所述线包盒通过轴孔连接配合，所述键帽与所述底板通过轴孔连接配合。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述磁铁盒与所述发电体上盖卡接配合，所述弹片与所述发电体上盖卡接配合，所述线包架与所述线包盒卡接配合。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述线包架通过其上设置的榫眼与所述线包盒上设置的榫头配合。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述发电体上盖的两侧均设有弹片定位柱，所述弹片上设有弹片定位孔，弹性定位柱与弹片定位孔连接配合。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述底板上设有用于引导键帽运动的导柱。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述铁芯通过其上的铁芯定位孔与线包盒上的铁芯定位柱连接配合。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述导线臂上设有导线槽。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述线路板上设有电源管理模块、无线发射模块、开关面板控制模块和磁极开关按压方向识别电路，其中磁极开关按压方向识别电路包括二极管D1、二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、二极管D3、二极管D4、二极管D5 和二极管D6，线包的两端A 端和B 端接入磁极突变开关按压方向识别电路，通过二极管D3、二极管D4、二极管D5 和二极管D6 给电容C1 充电，电路从电容C1汲取电能工作，用户按压的方向信号通过电阻R1、电阻R2 送入开关面板控制模块，开关控制模块控制LED1 与LED2为用户指示按压方向。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于控制方法如下：

整个系统由线路板、负载控制器和网关3个部分组成，这３个部分之间通过无线信号连接，并且在线路板内部保存有设备识别ID码，用户通过操作负载控制器上的ID码学习键进入学习状态，用户操作线路板发射无线信号，负载控制器接收相应无线信号从中提取ID码，用户操作智能设备的Ａｐｐ可以使网关进入ID码学习状态，用户操作线路板发射无线信号，网关从无线信号中提取ID码。

所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：用户的操作方式：

Ａ.用户操作按下键帽，发电体开始工作，磁极开关按压方向识别电路识别用户动作方向，通知开关控制模块点亮相应的LED指示灯，并且通过无线发射模块将识别到的状态发射出去；负载控制器接收到相应信号切换相应负载的开关状态，并且将切换完毕后的负载状态发射出去；网关接收到负载控制器发来的信号通过网线或WｉＦｉ将负载状态通知智能设备，智能设备上装有相应的Ａｐｐ显示状态；

Ｂ．用户操作智能设备上的Ａｐｐ，通过网线或WｉＦｉ链接网关，网关将相应信号通过无线收发模块发射出去，负载控制器接收到相应信号切换负载状态；然后将操作完毕后的负载状态动过无线收发模块发射回网关，网关再通过网线ＷｉＦｉ通知智能设备上的Ａｐｐ显示状态。

本发明的有益效果：

1.利用自身机构的两个稳态代表开关的开和关两个状态，与传统开关操作方式及手感相同；

2.无需电池和外部电源就可以使整个电路工作，节能环保，省事省力。

免去用户装修布线的不便，大量节省建材，简化装修工程，减少建筑垃圾；

3.将弹性部件设置在发电体上盖两侧，发电体上盖本身由于采用刚性设计，在铁芯和衔铁相对运动的同时保证了运动的稳定性和相互的配合精度；而两侧设置的弹片又能提供稳定Δt所需的弹性蓄能。从而大大提高产品的稳定性；

4.发电体上盖内壁的弹性压块保险压块，配合弹片上的弹性舌和保险舌；弹性舌提供改善Δt和用户手感舒适性所需的弹性，保险压块和保险舌在弹性舌和弹性压块失效时维持产品的可靠性；

5.由于整体机构搭配合理，刚柔并济所以大大的提高了发电效率，从而得以降低磁铁吸力而使得手感变轻，实现轻触开关的使用体验；

6.每个键帽下方底板上的导柱设置，使得键帽在运动的同时保持平稳性，并且使键帽与键帽之间，键帽与边框之间的缝隙保持一致性；

7.按键装配体总成的模块式结构，适合大批量分散式生产，能够适应产品款式的不断推陈出新。

附图说明

图1为开关设备结构的第一爆炸图；

图2为开关设备结构的第二爆炸图；

图3为开关设备安装的结构示意图；

图4为A稳态结构示意图；

图5为B稳态结构示意图；

图6为开关设备的电路框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作详细说明。

本发明在一根铁芯上绕满线圈，两端各放置一组由一块磁铁和两块衔铁组成的组件，当铁芯旋转时，可以使得铁芯接触不同衔铁的表面而产生N、S 极突然变化，导致铁芯内的磁力线方向大小突然变化而感生电动势。本发明是在专利201420267207.0 上进行的改进， A 稳态和B 稳态的具体实现原理就不再赘述。

如图1和图2所示，本发明包括线包盒3、键帽1、底板10、发电体上盖2和线路板5，发电体上盖2与线包盒3通过轴孔连接配合，键帽1与底板10通过轴孔连接配合。线包盒3设置在底板10上，线包盒3上设有线包架4，线包架上设有绕设在其上的线包12。线包架4与线包盒3卡接配合，作为优选方案，线包架4通过其上设置的榫眼与线包盒3上设置的榫头连接配合或线包架4通过其上设置的钩头与线包盒3上设置钩槽配合。

当线包架4装入线包盒3时，线包盒3将线包架4紧紧卡住，使两部件紧密配合不至松脱。线包架4的铁芯孔11中设有铁芯8，铁芯8通过其上的铁芯定位孔9与线包盒3上的铁芯定位柱20连接配合，使铁芯8不会前后攒动。铁芯两侧的头部均设有斜面，可使铁芯与衔铁可靠吸合在一起。发电体上盖2的两侧均设有弹片6和磁铁盒27，磁铁盒27内设有衔铁和磁铁，弹片6上设有弹性舌7和保险舌13。键帽1内壁的两侧均设有弹性压块15和保险压块16，弹性舌7与弹性压块15接触配合，保险舌13与保险压块16接触配合，当弹性舌失效时，保险舌13与保险压块16接触配合；弹片6与发电体上盖2卡接配合；作为优选方案，发电体上盖2两侧均设有弹片定位柱21，弹片6上设有弹片定位孔14，弹性定位柱与弹片定位孔14连接配合，可以使弹片稳稳与发电体上盖2固定在一起。

键帽1内壁的保险压块16通常不与弹片上的保险舌13接触，而且保险舌13的力臂比弹性舌7的力臂短，所以保险舌13硬度较高。当弹性舌7出现老化变形或其他原因导致失效无法推动发电体上盖旋转时，保险压块16可压迫保险舌13推动发电体上盖2转动，保证了发电体上盖转动的可靠性。

线包架4一侧设有导线臂23，导线臂23上设有两根PIN脚24，线包12通过PIN脚24与线路板5连接，导线臂23上设有两个导线槽29，线包架4上绕满线圈。生产时自动绕线机先将导线绕在其中一个PIN脚24上，然后通过导线槽29将导线引入线包架4绕线，绕线结束后再通过另外一个导线槽29将导线引入另外一个PIN脚24将线头盘在PIN脚24上，使得线包架4可以实现自动化生产。

底板10上设有用于引导键帽1运动的导柱17，每个键帽配置4根导柱17，导柱17外侧与键帽1内壁之间保持一个很小的间隙。当键帽1运动时导柱17起到引导键帽1运动的作用，以此保持键帽1在转动时的平稳性。

如图4和图5所示，当按下键帽右侧时，键帽1顺时针转动，键帽1左侧的弹性压块压迫发电体上盖左侧弹片上的弹性舌变形蓄能，当发电体上盖左侧弹片的弹性力大于衔铁和铁芯的吸力时，发电体上盖顺时针转动，第二衔铁28与铁芯8左侧下表面接触吸合，第三衔铁30与铁芯8右侧上表面接触吸合，使得铁芯内磁力线由第二磁铁2的S极出发，依次穿过第三衔铁30、铁芯8、第二衔铁28，到达第一磁铁33的N极，形成A稳态，电路产生电能，为线路板供电。当按下键帽左侧时，键帽1逆时针转动，键帽1右侧的弹性压块压迫发电体上盖右侧弹片上的弹性舌变形蓄能，当发电体上盖右侧弹片的弹性力大于衔铁和铁芯的吸力时，发电体上盖逆时针转动，第四衔铁32与铁芯8右侧下表面接触吸合，第一衔铁26与铁芯8左侧上表面接触吸合，使得铁芯8内的磁力线由第一磁铁33的S极出发，依次穿过第一衔铁26、铁芯8、第四衔铁32，到达第二磁铁31的N极，形成B稳态，电路产生电能，为线路板供电。

根据电磁感应定律E＝nΔΦ/Δt，弹片弹性作用可改善Δt数据，使得衔铁与铁芯释放与吸合的动作迅速利落，Δt的数值稳定，不容易受外部环境与用户按压开关动作快慢的影响。同时由于保险压块和保险舌的构造，使得产品的可靠性大大增加，从而使整个机构更稳定。

如图6所示，线路板上设有电源管理模块、无线发射模块、开关面板控制模块和磁极开关按压方向识别电路，其中磁极开关按压方向识别电路包括二极管D1、二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、二极管D3、二极管D4、二极管D5 和二极管D6，线包的两端A 端和B 端接入磁极突变开关按压方向识别电路，通过二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6 给电容C1 充电，电路从电容C1 汲取电能工作，用户按压的方向信号通过电阻R1、电阻R2 送入开关面板控制模块，开关控制模块控制LED1 与LED2为用户指示按压方向。

平衡式轻触磁极突变开关设备的控制方法如下：

整个系统由线路板、负载控制器和网关3个部分组成，这３个部分之间通过无线信号连接，并且在线路板内部保存有设备识别ID码，用户通过操作负载控制器上的ID码学习键进入学习状态，用户操作线路板发射无线信号，负载控制器接收相应无线信号从中提取ID码，用户操作智能设备的Ａｐｐ可以使网关进入ID码学习状态，用户操作线路板发射无线信号，网关从无线信号中提取ID码。

用户的操作方式：

Ａ.用户操作按下键帽，发电体开始工作，磁极开关按压方向识别电路识别用户动作方向，通知开关控制模块点亮相应的LED指示灯，并且通过无线发射模块将识别到的状态发射出去；负载控制器接收到相应信号切换相应负载的开关状态，并且将切换完毕后的负载状态发射出去；网关接收到负载控制器发来的信号通过网线或WｉＦｉ将负载状态通知智能设备，智能设备上装有相应的Ａｐｐ显示状态；

Ｂ．用户操作智能设备上的Ａｐｐ，通过网线或WｉＦｉ链接网关，网关将相应信号通过无线收发模块发射出去，负载控制器接收到相应信号切换负载状态；然后将操作完毕后的负载状态动过无线收发模块发射回网关，网关再通过网线ＷｉＦｉ通知智能设备上的Ａｐｐ显示状态。

如图3所示，一个与86盒兼容的开关设备的整机，包括4个键帽装配体总成。底板10下方有一块挂墙背板19，挂墙背板19上设有4个与底板10上的挂钩槽连接配合的背板挂钩25。底板10上设有边框18，边框18内边设有背板限位卡22，背板限制卡用于限制背板挂钩25活动。用户在完成挂墙背板安装之后，将边框套在底板10外部，底板10装在挂墙背板上，使整机非常牢固的安装在墙面上。边框18内边的背板限位卡22两侧设置有凹槽便于用户使用简单的工具将其拆除，当用户拆除背板限位卡22时，此时开关整机就变成非固定式。用户可以随时将其取下使用，使用完毕再将其挂在墙上。

Claims (8)

1.平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：包括线包盒、键帽、底板、发电体上盖和线路板，线包盒设置在底板上，线包盒上设有线包架；所述线包架的铁芯孔中设有铁芯，所述铁芯通过其上的铁芯定位孔与线包盒上的铁芯定位柱连接配合，线包架上还设有绕设在其上的线包；所述发电体上盖的两侧均设有弹片和磁铁盒，所述发电体上盖的两侧均设有弹片定位柱，所述弹片上设有弹片定位孔，弹性定位柱与弹片定位孔连接配合，磁铁盒内设有衔铁和磁铁，弹片上设有弹性舌和保险舌；所述键帽内壁的两侧均设有弹性压块和保险压块，所述弹性舌与弹性压块接触配合，所述保险舌与保险压块接触配合；所述线包架一侧设有导线臂，导线臂上设有PIN脚，所述线包通过PIN脚与所述线路板连接；所述发电体上盖与所述线包盒通过轴孔连接配合，所述键帽与所述底板通过轴孔连接配合。

2.根据权利要求1所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述磁铁盒与所述发电体上盖卡接配合，所述弹片与所述发电体上盖卡接配合，所述线包架与所述线包盒卡接配合。

3.根据权利要求2所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述线包架通过其上设置的榫眼与所述线包盒上设置的榫头配合。

4.根据权利要求1所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述底板上设有用于引导键帽运动的导柱。

5.根据权利要求1所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述导线臂上设有导线槽。

6.根据权利要求1所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：所述线路板上设有电源管理模块、无线发射模块、开关面板控制模块和磁极开关按压方向识别电路，其中磁极开关按压方向识别电路包括二极管D1、二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、二极管D3、二极管D4、二极管D5 和二极管D6，线包的两端A 端和B 端接入磁极突变开关按压方向识别电路，通过二极管D3、二极管D4、二极管D5 和二极管D6 给电容C1 充电，电路从电容C1 汲取电能工作，用户按压的方向信号通过电阻R1、电阻R2 送入开关面板控制模块，开关面板控制模块控制LED1 与LED2为用户指示按压方向。

7.根据权利要求6所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于控制方法如下：

整个系统由线路板、负载控制器和网关3个部分组成，这３个部分之间通过无线信号连接，并且在线路板内部保存有设备识别ID码，用户通过操作负载控制器上的ID码学习键进入学习状态，用户操作线路板发射无线信号，负载控制器接收相应无线信号从中提取ID码，用户操作智能设备的Ａｐｐ可以使网关进入ID码学习状态，用户操作线路板发射无线信号，网关从无线信号中提取ID码。

8.根据权利要求7所述的平衡式轻触磁极突变开关设备，其特征在于：用户的操作方式：

Ａ.用户操作按下键帽，发电体开始工作，磁极开关按压方向识别电路识别用户动作方向，通知开关面板控制模块点亮相应的LED指示灯，并且通过无线发射模块将识别到的状态发射出去；负载控制器接收到相应信号切换相应负载的开关状态，并且将切换完毕后的负载状态发射出去；网关接收到负载控制器发来的信号通过网线或WｉＦｉ将负载状态通知智能设备，智能设备上装有相应的Ａｐｐ显示状态；

Ｂ．用户操作智能设备上的Ａｐｐ，通过网线或WｉＦｉ链接网关，网关将相应信号通过无线收发模块发射出去，负载控制器接收到相应信号切换负载状态；然后将操作完毕后的负载状态动过无线收发模块发射回网关，网关再通过网线或ＷｉＦｉ通知智能设备上的Ａｐｐ显示状态。