CN107994752B - 一种自发电装置及具有该发电装置的无线开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供的自发电装置及具有该发电装置的无线开关，可以通过压下施压翘板，驱动磁铁组件上下移动，使得磁铁组件中的导磁体分别交替与线圈组件中弹性铁片接触，从而改变弹性铁片的磁极，进而改变线圈中磁感线的方向，根据电磁感应原理，线圈组件产生电流，该电流可以为射频控制板供电，因此，可以实现无源无线式开关控制，且由于弹性铁片悬空布置，可以增加发电效率，提高电流供应量，使开关控制更加稳定；同时，本发明的结构简单，零部件更少，生产成本低；本发明使用的零部件均为标准化部件，具有较强的通用性，在出现故障后只需要更换零部件即可，极大的降低了使用成本。

Description

一种自发电装置及具有该发电装置的无线开关

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种自发电装置及具有该发电装置的无线开关。

背景技术

开关是用于控制电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。最常见的开关是让人操作的机电设备，其中有一个或数个电子接点。然而，传统的开关，都是需要在墙面布设电源线，将通过电源线将开关接入电路中，这种方式在安装上极为不方便，破环墙面结构，而且存在安全隐患。

随着科技的进步，无线控制器已经非常普遍的应用于各种家用电器中，相应的也就出现了使用无线开关来控制家用电器，无线开关可分为电池式(有源)无线开关和自发电式(无源)无线开关，这些无线开关的使用，极大的方便了人们的日常生活，然而，现有的无线开关在使用时存在很多的问题：1、电池式无线开关需要安装充电电池，由于开关处于无线连接状态，需要经常将电池取出充电，由于用户经常忘记充电，导致在使用电器的时候误判断为停电，使用不方便；2、现有的自发电式无线开关结构复杂，生产成本和使用成本高；3、现有的自发电式开关发电装置发电效率低，电流弱，供电量不足，导致家用电器的控制不稳定。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种自式发电装置及具有该发电装置的无线开关。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种发电装置，包括：

底盒，所述底盒设有容纳部；

磁铁组件，包括磁铁、上导磁板和下导磁板，所述磁铁安装于所述上导磁板与下导磁板之间；

感应线圈组件，设置于底盒容纳部内，包括M型铁片和电磁线圈，其中，所述M型铁片的铁芯穿过并突出所述电磁线圈；

施压翘板，所述施压翘板可活动的连接于所述底盒，所述磁铁组件设置在所述施压翘板下侧，所述铁芯位于所述上导磁板和所述下导磁板之间，当交替按下施压翘板两端时，所述铁芯可与所述上导磁板和所述下导磁板交替接触。

作为优选，所述M型铁片的两个外脚底部分别设置固定孔，通过螺丝将所述M型铁片安装在底盒上，所述M型铁片头部一端悬空。

作为优选，所述磁铁组件还包括磁铁组外壳，所述磁铁组外壳包括磁铁容纳腔以及两个导磁板插孔，所述磁铁安装于所述磁铁容纳腔内，所述上导磁板和下导磁板分别插入两个导磁板插孔中。

作为优选，所述磁铁组外壳两侧分别设置导向斜面和凹槽；所述施压翘板下方设置连接部，所述连接部包括卡扣部和施压部，所述卡扣部可通过导向斜面卡于凹槽内，所述施压部接触磁铁组外壳。

作为优选，所述电磁线圈为自粘线圈，具有中空腔体，将M型铁片的铁芯插入所述中空腔体后组装在一起；也可以是将导线直接缠绕在M型铁片的铁芯制成。

作为优选，所述施压翘板底面的中间设有铰支部，所述铰支部上设有铰接孔，所述底盒内设有两位于同一轴线上的铰接轴，两所述铰接轴的相对端分别具有一切口，两相对的所述切口之间形成V型插口；所述施压翘板的铰支部由所述V型插口插入两所述铰接轴之间，以使两所述铰接轴卡入所述铰支部的铰接孔内。

作为优选，所述底盒设置磁铁组件容纳部，所述磁铁组件可活动的设置在施压翘板和底盒之间。

作为优选，所述底盒并排设置两个或多个相同的所述施压翘板，每个所述施压翘板对应设置相同的所述磁铁组件和所述感应线圈组件。

作为优选，所述底盒背面设置金属挂钩或者双面胶，通过金属挂钩或者双面胶将所述底盒固定于安装位置。

另一方面，本发明的无线开关，包括：射频控制板，用于控制用电设备的开/关；

以及上述实施例中任一项所述发电装置，所述发电装置的电磁线圈与所述射频控制板电性连接。

本发明的有益效果在于：本发明提供的自发电装置及具有该发电装置的无线开关，可以通过压下施压翘板，驱动磁铁组件上下移动，使得磁铁组件中的导磁体分别交替与线圈组件中弹性铁片接触，从而改变弹性铁片的磁极，进而改变线圈中磁感线的方向，根据电磁感应原理，线圈组件产生电流，该电流可以为射频控制板供电，因此，可以实现无源无线式开关控制，且由于弹性铁片悬空布置，可以增加发电效率，提高电流供应量，使开关控制更加稳定；同时，本发明的结构简单，零部件更少，设备故障率低，使用标准化部件，出现故障后只需更换零部件，无需更换开关，使用成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中待要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明施压盖板与底盒分离爆炸示意图；

图2是本发明的爆炸示意图；

图3是本发明的磁铁组件示意图；

图4是图3中的磁铁组件的爆炸示意图；

图5是本发明的感应线圈组件示意图；

图6(a)是本发明的自发电装置的俯视图，图6(b)是图6(a)A-A处的剖面图，图6(c)是本发明的自发电装置的侧视图，图6(d)是本发明的自发电装置的背面结构示意图，图6(e)是本发明的平视图，图6(f)是图6(b)的A处的局部放大图；

图7(a)是本发明单个开关轴测图，图7(b)是本发明两个开关轴测图，图7(c)是本发明三个开关轴测图；

图8是本发明贴双面胶的背面示意图；

图9是本发明设置金属挂钩的背面示意图。

附图标记说明如下：

1、底盒；103、铰接轴；1031、切口；1032、V型插口；2、施压翘板；201、连接部；202、卡扣部；203、铰支部；2031、铰接孔；203、铰支部；204、施压部；3、磁铁组件；301、上导磁板；302、下导磁板；303、磁铁；305、导向斜面；306、凹槽；307、外壳；308、磁铁容纳腔；309、导磁板插孔；4、感应线圈组件；401、电磁线圈；402、M型铁片；403、铁芯；404、外脚；405、固定孔；406、螺丝；5、射频控制板；6、金属挂钩；7、双面胶。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1-图9所示，本发明提供的一种自发电装置，包括底盒1、磁铁组件3、感应线圈组件4以及施压翘板2。

具体而言，如图1所示，底盒1可以构造成方形，也可以是其他形状，在底盒1内设有可以容纳自发电装置各个部件的容纳部，容纳部可以根据开关内的部件形状及体积利用隔板设置成大小不同的腔部；施压翘板2通过铰接部与底盒1连接在一起，按压施压翘板2的两侧可以使得施压翘板2绕铰接轴103上下转动，施压翘板2和底盒1的具体连接结构在下文中具体阐述。

如图3-图4所示，磁铁组件3包括上导磁板301、下导磁板302、磁铁303，所述磁铁303安装于所述上导磁板301与下导磁板302之间，磁铁303的南极在上侧，与上导磁板301接触，磁铁303的北极在下侧，与下导磁板302接触，当然，可以理解的是，也可以磁铁303的北极在上侧，与上导磁板301接触，磁铁303的南极在下侧，与下导磁板302接触；

具体而言，磁铁组件3还包括磁铁组件外壳307，外壳307具有磁铁容纳腔308，外壳307的侧面开设有两个导磁板插孔309，底部开设有开口，使用时，先将上导磁板插入上导磁板插孔309，然后将磁铁303放通过开口入磁铁容纳腔308中，最后将下导磁板302插入导磁板插孔309即可，安装方便，简单快捷；可以理解的是，上导磁板301和下导磁板302插入导磁板插孔309后，需要预留一部分导磁板在外壳307外部，从而使得上导磁板301和下导磁板302露出外壳307的突出部分之间形成磁隙。

如图5所示，感应线圈组件4设置于底盒1的容纳部内，包括电磁线圈401和M型铁片402，M型铁片402包括铁芯403、两个外脚404以及头部，其中铁芯403穿过并突出电磁线圈401，优选地，电磁线圈401为自粘线圈，具有中空腔体，将铁芯403插入电磁线圈401中空腔体后将M型铁片402和电磁线圈401组装在一起；当然，电磁线圈401也可以是将线圈直接缠绕在铁芯403上制成，同时也可以采用本领域中其他的手段制成；

此外，两个外脚404上分别设置有固定孔405，通过螺丝406将感应线圈组件4固定在底盒1的相应的感应线圈组件容纳腔内，M型铁片402的头部处于悬空状态，使得M型铁片402具有弹片作用，其用处在下文会具体介绍。

如图1、图4所示，施压翘板2下方设置连接部201，连接部包括卡扣部202和施压部204，卡扣部202位于连接部201的两侧；磁铁组件外壳307上部两侧分别设置导向斜面305，磁铁组件外壳307下部分别设置有凹槽306，导向斜面305与凹槽306相对应，导向斜面305和凹槽306的大小以能容纳卡扣部202为准，在将磁铁组件3与施压翘板2装配在一起时，只需要将卡扣部对准导向斜面305，然后施加一定压力，卡扣部202会产生形变，顺着导向斜面305即可卡入凹槽306内，从而实现磁铁组件3与施压翘板2的装配固定；可以理解的是，磁铁组件3与施压翘板2的装配还可以采用其他的结构形式，只要能够将二者固定在一起即可。

如图6(f)所示，在安装磁铁组件3和感应线圈组件4时，应保证M型铁片的铁芯403位于电磁线圈401的突出部分伸入上导磁板301和下导磁板302露出磁铁组件外壳307外部部分之间的磁隙中，当交替按下施压翘板2两端时，由于施压翘板2可以带动磁铁组件3上下运动时，铁芯403应能与上导磁板301和下导磁板302交替接触，从而磁化铁芯403。

在工作时，上导磁板301和下导磁板302会分别被磁铁303磁化，从而带有相反的磁极，例如：上导磁板301被磁化为N极，下导磁板302被磁化为S极，由于磁铁组件3铰接于施压翘板2的下部，当按下施压翘板2的磁铁组件3时，施压部204作用于磁铁组件外壳307上部，带动磁铁组件向下运动，此时，铁芯403由磁铁下导磁板302运动到磁铁上导磁板301，电磁线圈401内的磁场方向由S-N极变成了N-S极，发生突变，从而产生了感应电流，将按压施压翘板2的机械能转化为电能；同理，当按下施压翘板2的另一端时，由于卡扣部202扣于凹槽306内，卡扣部202会带动磁铁组件3向上运动，电磁线圈401内的磁场方向由N-S极变成了S-N极，发生突变，从而产生了感应电流，将按压施压翘板2的机械能转化为电能，该自发电设备还可设置储能器(未示出)，用于储存开关按压产生的电能。

值得说明的是，由于M型铁片402的两个外脚通过螺丝406固定在底盒1上，头部悬空设置，此时悬空的M型铁片402铁芯403会起到弹片的作用，当按压施压翘板2磁铁组件3一侧时，磁铁组件3向下移动，下导磁板302与铁芯403会产生一个磁吸力，用于拉动铁芯403向下移动，以便于弯曲铁芯403,使之向下移动，从而积蓄回弹力。当磁铁组件3继续向下移动时，铁芯403的回弹力转化为作用于自身的反作用力。当铁芯403的反作用力大于磁吸力时，铁芯403会快速地向上弯曲至初始形状，并快速带动铁芯403向上移动，以便于快速地改变线圈铁芯403的磁力线，换句话说，电磁线圈401将会产生大量的感应电流，提高发电量；同理，当按压施压翘板2的另外一侧时，磁铁组件3向上移动，上导磁板301与铁芯403会产生一个磁吸力，用于拉动铁芯403向上移动，以便于弯曲铁芯403,使之向上移动，从而积蓄回弹力。当磁铁组件3继续向上移动时，铁芯403的回弹力转化为作用于自身的反作用力。当铁芯403的反作用力大于磁吸力时，铁芯403会快速地向下弯曲至初始形状，并快速带动铁芯403向下移动，以便于快速地改变线圈铁芯403的磁力线，换句话说，电磁线圈401将会产生大量的感应电流，提高发电量。

在本发明的一个优选实施例中，如图1所示，为了便于施压翘板2与底盒1之间的组装，在本发明的一个实施例中，施压翘板2底面的中间设有铰支部203，铰支部203上设有铰接孔2031，底盒1内设有两位于同一轴线上的铰接轴103，两铰接轴103的相对端分别具有一切口1031，两相对的所述切口1031之间形成V型插口1032；施压翘板2的铰支部203由所述V型插口1032插入两所述铰接轴103之间，以使两所述铰接轴103卡入所述铰支部203的铰接孔2031内。

也就是说，在组装施压翘板2和底盒1时，只要将施压翘板2上的铰支部203与底盒1上的上述V型插口1032对准，再施加一定压力，即可将施压翘板2的铰支部203插入两铰接轴103之间，对应的两铰接轴103也自动卡入至铰接孔2031内，如此，即可轻松实现组装。

可选地，磁铁303可以为方形磁铁，设置在上导磁板301和下导磁板302之间夹紧。当然，该磁铁303可以根据需要选择其他结构形式的磁铁。

可选地，上导磁板301和下导磁板302可以适用硅钢片、普通铁片或者其他能够传导磁性的构件。

在本发明的另一个优选实施例中，如图7所示，为了实现多个电器开关的集中控制，可以在同一个底盒1内并排设置两个或多个相同上述自发电装置，每个自发电装置设置相对独立的施压翘板2，内部的磁铁组件3和感应线圈组件4的设置方式与前文所述相同，在各施压翘板2之间可以以隔板断开，也可以不要隔板，共同安装在一个底盒1中。

在本发明的另一个优选实施例中，如图8、图9所示，底盒1背面设置双面胶7或者金属挂钩6，通过双面胶7或者金属挂钩6将所述底盒1固定于安装位置，需要说明的是，该处的双面胶7和金属挂钩6是采用本领域中常见的设置形式即可，在此不进行阐述。

需要说明的是，本发明中的底盒1及施压翘板2，可以是普通翘板开关的结构，如此，只需要在底盒1内设置对应的磁铁组件3和感应线圈组件4等即可，形成带有本发明发电装置的无线开关。

综上所述，本发明提供的自发电装置及具有该发电装置的无线开关，可通过按压施压翘板2两端时，施压翘板2绕铰接轴103转动，从而带动磁铁组件3上下运动，当铁芯403由下导磁板302运动到上导磁板301或者从上导磁板301运动到下导磁板302的过程中，电磁线圈401中的磁场方向发生了突变，从而产生感应电流，该电流可以为射频控制板供电，如此，可以实现无源无线式开关控制，相对于传统的开关，无需布线，无需内置电源，且使用更加方便，能够满足人们对智能家居的要求。此外，此种自发电装置由于施压翘板2绕铰接轴103为中心转动的角度非常小(2.5°左右)，即可带动磁铁组件3上下运动产生电流，因此，可以使得整个底盒1的厚度做到更薄，比同类产品要薄5-10mm，结构更加简单，成本更低，更加美观。

本发明还提供了一种无线开关，包括射频控制板5及如上述实施例所述的自发电装置。也就是，在上述实施例的发电装置中安装对应的射频控制板5即可形成无线开关。其中，射频控制板5用于控制用电设备(例如灯具、门铃等)的开/关；自发电装置中的电磁线圈401与射频控制板5电性连接，用于为射频控制板提供所需工作电压。

由于采用了本发明上述实施例的自发电装置，本实施例提供无线开关，可通过按压施压翘板2两端，施压翘板2绕铰接轴103转动，带动磁铁组件3上下运动，当铁芯403由下导磁板302运动到上导磁板301或者从上导磁板301运动到下导磁板302的过程中，电磁线圈401中的磁场方向发生了突变，从而产生感应电流，该电流可以为射频控制板5供电，如此，可以实现无源无线式开关控制，相对于传统的开关，无需布线，无需内置电源，且使用更加方便，能够满足人们对智能家居的要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种自发电装置，其特征在于，包括：

底盒，所述底盒设有容纳部；

磁铁组件，包括磁铁、上导磁板和下导磁板，所述磁铁安装于所述上导磁板与下导磁板之间；

感应线圈组件，设置于底盒容纳部内，包括M型铁片和电磁线圈，其中，所述M型铁片的铁芯穿过并突出所述电磁线圈；

施压翘板，所述施压翘板可活动的连接于所述底盒，所述磁铁组件设置在所述施压翘板下侧，所述铁芯位于所述上导磁板和所述下导磁板之间，当交替按下施压翘板两端时，所述铁芯可与所述上导磁板和所述下导磁板交替接触；

所述M型铁片的两个外脚底部分别设置固定孔，通过螺丝将所述M型铁片安装在底盒上，所述M型铁片头部一端悬空；

所述磁铁组件还包括磁铁组外壳，所述磁铁组外壳包括磁铁容纳腔以及两个导磁板插孔，所述磁铁安装于所述磁铁容纳腔内，所述上导磁板和下导磁板分别插入两个导磁板插孔中；

所述磁铁组外壳两侧分别设置导向斜面和凹槽；所述施压翘板下方设置连接部，所述连接部包括卡扣部和施压部，所述卡扣部可通过导向斜面卡于凹槽内，所述施压部接触磁铁组外壳；

所述电磁线圈为自粘线圈，具有中空腔体，将M型铁片的铁芯插入所述中空腔体后组装在一起，或是将导线直接缠绕在M型铁片的铁芯制成。

2.根据权利要求1所述的一种自发电装置，其特征在于：所述施压翘板底面的中间设有铰支部，所述铰支部上设有铰接孔，所述底盒内设有两位于同一轴线上的铰接轴，两所述铰接轴的相对端分别具有一切口，两相对的所述切口之间形成V型插口；所述施压翘板的铰支部由所述V型插口插入两所述铰接轴之间，以使两所述铰接轴卡入所述铰支部的铰接孔内。

3.根据权利要求1所述的一种自发电装置，其特征在于：所述底盒设置磁铁组件容纳部，所述磁铁组件可活动的设置在施压翘板和底盒之间。

4.根据权利要求1所述的一种自发电装置，其特征在于：所述底盒并排设置两个或多个相同的所述施压翘板，每个所述施压翘板对应设置相同的所述磁铁组件和所述感应线圈组件。

5.根据权利要求1所述的一种自发电装置，其特征在于：所述底盒背面设置金属挂钩或者双面胶，通过金属挂钩或者双面胶将所述底盒固定于安装位置。

6.一种无线开关，其特征在于，包括：射频控制板，用于控制用电设备的开/关；

以及如权利要求1-5中任一项所述自发电装置，所述自发电装置的电磁线圈与所述射频控制板电性连接。