CN111681897B - 一种无源无线机械按键 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无源无线机械按键，包括开关帽，按键帽，压套，上盖，弹簧，发电体，弹片，底座。按键帽有两个固定卡，安装在压套的卡口中，与压套结合。按键帽的环形结构，用以防止按键帽按下时有灰尘等其它物质进入到按键内部，按键帽与压套都有凸出棱形结构，用于与上盖中内壁的凹槽配合，凸出棱形结构能够沿着凹槽滑动，用于固定按键，同时防止按键转动。本发明的无源无线机械按键，体积小，结构简单，同时能够提供较大的发电功率，能够为无线信号的处理与传输提供有效的电能来源。该具有良好的按键行程，有按下的顿挫感，并且方便安装与更换。

Description

一种无源无线机械按键
技术领域
本发明属于电子技术领域，涉及一种无源无线机械按键。
背景技术
无源无线开关是一种不同于传统电源开关的新式开关。这种开关无需使用电池，无需连接电源线。主要有两种，一种动能开关，只需您手指轻轻按下开关的按键产生的机械能，就可自动转换为电能，从而控制灯具、空调、电视机等多种电器设备。无源无线开关的安装方便。传统的有线开关，安装时需要在室内装修时就需要对开关的位置进行规划，安装好后不能变更。无线无源开关安装方便，可以随时更换安装位置。同时无线无源按键采用自供电方式，没有储能电池，使用寿命长，不需要更换电池。电的薄膜按键，但是由于薄膜按键的发电量很低。
现有发明的无线无源按键，一种采用的是利用电磁感应现象。人力按下开关时，带动磁铁或线圈运动，将机械能转换为电能，为信号提供电能。现有技术中，有的是采用摩擦纳米发电原理的薄膜按键，按键按下时，由接触起点效应产生电能，为信号的处理与发送提供电能。但是由于单个按键的接触面小，发电量低且不稳定，供无线传输的功率低，通讯距离短，难以得到实际开发及应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无源无线机械按键。
其具体技术方案为：
一种无源无线机械按键，包括开关帽，按键帽，压套，上盖，弹簧，发电体，弹片，底座。
按键帽设有两个固定卡，安装在压套的卡口中，与压套结合。
按键帽在受到压力时，能够向下移动。
压套与按键帽通过卡口固定，共同运动。压套用于稳定按键帽的运动轨迹，增大对发电体的挤压面积。
压套与弹片配合，提供较好的按键手感与提高对发电体的冲击力。
按键帽具有环形结构，用以防止按键帽按下时有灰尘等其它物质进入到按键内部，
按键帽与压套都有凸出棱形结构，用于与上盖中内壁的凹槽配合，凸出棱形结构能够沿着凹槽滑动，用于固定按键，同时防止按键转动。
进一步，所述弹片安装在上盖中，弹片的突出通过上盖的孔接触压套，使按键刚开始按下时需要更大的力。这样能够稳定按键弹起时的状态，同时能够提供按下和会弹的顿挫感，也为发电体提供更好的冲击力。
进一步，所述发电体采用螺旋结构，发电体在被压缩后能够产出电能，所述发电体本身具有良好的弹性，按键按下时，同时作为缓冲件，降低材料碰撞时发出的声音。
进一步，支撑轴与按键帽之间安装有弹簧，与发电体共同实现按键复位。在按键压力消失时，弹簧与发电体的弹性势能够推动按键的按键帽向上移动。
为了提高发电体的寿命，加入了弹簧，作为辅助支撑，弹簧安装在底座的支撑轴上，与按键帽接触。按键按下时，会同时按压弹簧与发电体。
按键中装置有弹片，可以防止按键抖动，提供更好的按键手感。同时为按键挤压发电体时，提供更好的冲击力。
进一步，所述底座上的支撑轴，用于固定发电体，弹簧。底座通过两个卡或柱形卡与安装底座进行装配。
发电体通过底座通孔，伸出两个引出电极。安装时，电极会与安装底座上的电极接触导通。
按键伸出的电极需要区分方向。按键按下时，电极流出电流的流向先后顺序不同。
在多个按键组合时，可以通过按键的流出电流的流向顺序判断按键按下的位置，简化按键检测电路。
按键的上盖非全对称形状，可以通过按键的外壳区分按键的引出电极的方向。
有益效果：
本发明的无源无线机械按键，体积小，结构简单，同时能够提供较大的发电功率，能够为无线信号的处理与传输提供有效的电能来源。该具有良好的按键行程，有按下的顿挫感，并且方便安装与更换。
附图说明
图1为本发明提供的机械按键的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的机械按键的爆炸结构示意图；
图3为图2中所示的机械按键爆炸示意图；
图4为图3中所示的机械按键部分示意图；
图5为图3中所示的上盖示意图；
图6为图3中发电体的部分截断图。
1-开关帽；2-机械按键；3-安装底座；4-通讯模块；5-圆形卡口；6-金属接触点；7-打通孔；8-第一卡口； 9-第一卡；10-按键帽；11-上盖；12-弹簧；13-压套；15-支撑轴；16-第三卡；17-底座； 18-引出电极；19-发电体； 21-弹片；22-环形结构；23-第二卡；14-第一凸出棱形结构；20-第二卡口；26-通孔；27-矩形通孔； 30-凸起；31-孔；32-第二凸出棱形结构；33-第一凹槽；34-第三卡口；35-滑槽；36-第二凹槽；37-中通孔；38-上接触面；39-上感应层；40-下感应层；41-下接触面；42-弹性体塑料；43-弹性塑料薄膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1-图6，一种无源无线机械按键，包括开关帽1，至少一个机械按键2，安装底板3，通讯模块4。
机械按键2安装在安装底板3时，可以通过按键底板上的圆形卡口5在安装底板上的打通孔7进行安装，或通过按键底板上的第一卡9在安装底板上的第一卡口8进行安装。
机械按键的引出电极18通过底板17上的矩形通孔27伸出，与安装板上的接触电极6相接触相连，不用通过焊接连接。
机械按键2包括：按键帽10，压套13，上盖11，弹簧12，发电体19，弹片21，底座17。
开关帽1套在按键帽10上，开关帽1的外部形状可以多样，用于配合实际使用环境，开关帽1内部与按键帽10过盈配合。
底座17与上盖11，通过底座17上的第三卡16与上盖11上的第三卡口34装配。
机械按键的按键帽10，在按下时其环形结构22始终与上盖11内壁相接触，防止灰尘等其他物质进入。
弹片21安装在上盖第二凹槽36中。
弹簧12套在底座17上的支撑轴15上，穿过压套13上的通孔26，在按键帽10的孔31中与按键帽接触。将弹簧12嵌入在按键帽10中，可以有效的降低机械按键的整体高度。
按键帽10与压套13通过按键帽上的第二卡23与压套上的第二卡口20装配，使按键帽11与压套13结合在一起，同时运动。
压套13与按键帽10通过卡口固定，共同运动。压套13用于稳定按键帽10的运动轨迹，增大对发电体19的挤压面积，提高按键的输出功率。
发电体19采用螺旋体结构，其材料由上至下为，上接触面38，弹性体塑料薄膜43，上感应层39，弹性体塑料42，下感应层40，弹性塑料薄膜43，下接触面41。上接触面采用较以失电材料，下接触面采用较易得电的材料，并通过特殊加工保持接触面具有较高的电荷密度。中心的弹性塑料为螺旋体的主要支撑，并对上下感应层进行绝缘。上下感应层主要使用导电油墨或导电金属材料。
按键在弹起状态下，按键帽上的第二凸出棱形结构32进入上盖11中的第一凹槽33中，保证按键在弹起状态下按键的稳定，同时防止按键的转动，造成按键内部的损坏。
弹片21上的凸起30会通过上盖11内壁中通孔37挤压压套13上的第一凸出棱形结构14。可以使按键最初按下时，需要更大的压力，提供按键按下的顿挫感，也为发电体19提供更大的冲击力。压套13上的凸出棱形结构具有一定的导角，弹片的的滑动。
按键在上下按压的过程中，压套13上的第一凸出棱形结构14会沿着上盖11内壁中的滑槽35运动，稳定按键上下运动过程。按键按下时会将弹片21上的凸起30会被压入中通孔37中。弹簧12与发电体19同时被挤压。
按键在按到底部时，发电体19的弹性材料可以提供很好的缓冲效果。发电体19中上接触面38与下接触面41完全接触，由于接触起点效应，会瞬间在上感应层39和下感应层40中产生感应电势，产生电流。在按键弹起时，由于上感应层39与下感应层40距离变大，电势发生变化，产生反向电流。电流通过引出电极18引出。
按键的流出电流的流向顺序不同，在多个按键组合时，可以通过判断按键电流的流向，判断具体按下的按键位置，简化按键的检测电路。按键的上盖11非完全对称，可以根据外壳判断按键的引出电极方向，方便安装分辨。
按键流出的电流，通过无线通讯模块4中的整流处理分析，信号处理与发射，将控制信号发出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种无源无线机械按键，其特征在于，包括开关帽，按键帽，压套，上盖，弹簧，发电体，弹片，底座；
机械按键安装在安装底板上，通过按键底板上的圆形卡口在安装底板上的打通孔安装，或通过按键底板上的第一卡在安装底板上的第一卡口进行安装；
机械按键的引出电极通过底板上的矩形通孔伸出，与安装板上的接触电极相接触相连；
机械按键包括：按键帽，压套，上盖，弹簧，发电体，弹片，底座；
开关帽套在按键帽上，开关帽内部与按键帽过盈配合；
底座与上盖，通过底座上的第三卡与上盖上的第三卡口装配；
弹片安装在上盖第二凹槽中；
弹簧套在底座上的支撑轴上，穿过压套上的通孔，在按键帽的孔中与按键帽接触；
按键帽与压套通过按键帽上的第二卡与压套上的第二卡口装配，使按键帽与压套结合在一起；
压套与按键帽通过卡口固定，压套用于稳定按键帽的运动轨迹；
发电体采用螺旋体结构，其材料由上至下为，上接触面，弹性体塑料薄膜，上感应层，弹性体塑料，下感应层，弹性塑料薄膜，下接触面。
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