CN111918465B - 无源自发电照明控制开关及其电路 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种无源自发电照明控制开关及其电路，通过设置开关按压板、电源生成组件和射频信号发生模块；电源生成组件包括：弹簧储能模块、压电陶瓷发电模块、整流模块；用户按压开关按压板产生压力；开关按压板下设置有弹簧储能模块；弹簧储能模块在开关按压板传递的压力下通过压缩进行储能，并通过瞬间释放储能使与其连接的压电陶瓷发电模块受到撞击；压电陶瓷发电模块在受到撞击后两端产生电压，并利用金属导线将产生电压传递至与金属导线连接的所述整流模块；整流模块对电压进行整流，并向与整流模块连接的射频信号发生模块输入电压；射频信号发生模块在输入电压下生成射频控制信号，并发送射频控制信号，以控制照明灯具的开启或者关闭。

Description

无源自发电照明控制开关及其电路

技术领域

本公开涉及开关技术领域，尤其涉及一种无源自发电照明控制开关及其电路。

背景技术

铁路隧道照明应急启动开关采用在照明电路上设置紧急启动按钮箱，通过箱内按钮启动一个供电臂内照明灯具的点亮。这种按钮箱控制方式，在启动紧急启动按钮后，先通过控制线路接通末端控制箱内继电器开关，继电器开关辅助触点吸合，通过控制线路接通首端控制箱接触器线圈电源，接触器关合，从而实现对整个分支照明回路的控制。然而，这种控制按钮箱必须由首端控制箱接引电源，采用控制线路，并通过末端控制箱才能实现对隧道照明灯具的一键启动，因此这种紧急启动按钮箱存在设置位置限制较多、控制原理复杂、耗费线材等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种无源自发电照明控制开关及其电路。

本公开一方面提供一种无源自发电照明控制开关，包括：

开关按压板、电源生成组件和射频信号发生模块；其中，所述电源生成组件包括：弹簧储能模块、压电陶瓷发电模块、整流模块；

其中，所述开关按压板用于接受用户的按压产生压力；所述开关按压板下设置有所述弹簧储能模块；

所述弹簧储能模块用于在所述开关按压板传递的压力下通过压缩进行储能，并通过瞬间释放储能使与其连接的所述压电陶瓷发电模块受到撞击；

所述压电陶瓷发电模块用于在受到撞击后两端产生电压，并利用金属导线将产生电压传递至与所述金属导线连接的所述整流模块；

所述整流模块用于对所述电压进行整流，并向与所述整流模块连接的射频信号发生模块输入电压；

所述射频信号发生模块用于在输入电压下生成射频控制信号，并发送所述射频控制信号，以控制照明灯具的开启或者关闭。

可选的，所述弹簧储能模块包括：

顶板、储能弹簧、第一复位弹簧、第二复位弹簧、撞击锤和储能释放阀；

所述储能弹簧的第一端与所述顶板连接，所述储能弹簧的第二端与所述撞击锤的第一面连接，所述第一复位弹簧的第一端与所述撞击锤的第一面连接，所述第一复位弹簧的第二端与开关底板连接，所述第二复位弹簧第一端与开关按压板连接，所述第二复位弹簧的第二端与开关底板连接，所述储能释放阀设置在所述撞击锤和所述压电陶瓷发电模块之间；

所述顶板用于在所述开关按压板传递的压力下压缩所述储能弹簧，所述储能弹簧通过压缩进行储能，当能量大于储能阈值，储能释放阀开启，所述撞击锤撞击所述电陶瓷发电模块；撞击后，外部压力消失，所述所述储能弹簧复位，在所述第一复位弹簧和所述第二复位弹簧的作用下，所述储能弹簧恢复至储能前的状态。

可选的，所述开关按压板为开灯按压板；

所述射频信号发生模块具体用于在输入电压下生成开灯射频控制信号，并发送所述开灯射频控制信号，以控制照明灯具的开启。

可选的，所述射频信号发生模块还用于在输入电压下，所述照明灯具连续处于照明状态预设时间长度时生成关灯射频控制信号，并发送所述关灯射频控制信号，以控制照明灯具的关闭。

可选的，所述开关按压板包括：开灯按压板和关灯按压板；

所述电源生成组件为两组，分别为开灯电源生成组件和关灯电源生成组件；

所述开灯电源生成组件的整流模块与所述射频信号发生模块的第一端口和第二端口连接；所述关灯电源生成组件的整流模块与所述射频信号发生模块的第三端口和第四端口连接；

所述射频信号发生模块具体用于根据输入电压的端口号，控制所述照明灯具的开启或关闭。

可选的，所述开灯按压板和所述关灯按压板为同一块按压板相对称的两部分，在所述对称轴还设置有支柱。

所述开关设置有底板，所述底板上设置有螺丝孔和/或粘胶；

其中，所述螺丝孔用于通过螺丝将所述开关固定于安装面；

所述粘胶用于将所述开关粘贴于安装面。

本公开另一方面提供一种无源自发电照明控制开关的电路，包括：

压电陶瓷发电模块、整流模块和射频信号发生模块；

压电陶瓷发电模块的第一端与所述整流模块的第一输入端连接；所述压电陶瓷发电模块的第二端与所述整流模块的第二输入端连接；

所述整流模块的第一输出端与所述射频信号发生模块的第一端连接；

所述整流模块的第二输出端与所述射频信号发生模块的第二端连接。

可选的，所述整流模块包括：电阻、限压二极管、限压模块、第一电容和第二电容；

压电陶瓷发电模块的第一端与电阻的输入端连接，所述电阻的输出端与所述限压二极管的第一输入端连接，所述压电陶瓷发电模块的第二端与所述压二极管的第二输入端连接，所述限压二极管的第一输出端与限压模块的输入端和所述第一电容的第一端分别连接，所述限压模块的输出端与所述第二电容的第一端连接；所述限压二极管的第二输出端与所述第一电容的第二端和第二电容的第二端分别连接；

所述射频信号发生模块包括：编码控制模块和射频信号发射模块；

其中，所述限压模块的输出端与所述编码控制模块的第一端和射频信号发射模块第一端分别连接；所述限压二极管的第二输出端与所述编码控制模块的第二端和射频信号发射模块第二端分别连接。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

通过设置开关按压板、电源生成组件和射频信号发生模块；其中，所述电源生成组件包括：弹簧储能模块、压电陶瓷发电模块、整流模块；用户按压开关按压板产生压力；开关按压板下设置有弹簧储能模块；弹簧储能模块在开关按压板传递的压力下通过压缩进行储能，并通过瞬间释放储能使与其连接的压电陶瓷发电模块受到撞击；压电陶瓷发电模块在受到撞击后两端产生电压，并利用金属导线将产生电压传递至与金属导线连接的所述整流模块；整流模块对所述电压进行整流，并向与整流模块连接的射频信号发生模块输入电压；所述射频信号发生模块在输入电压下生成射频控制信号，并发送射频控制信号，以控制照明灯具的开启或者关闭。上述开关通过机械能转化为电能的方式为照明控制开关提供电能，无需外接电源，实现无源自发电照明控制开关，并且，通过射频信号发生模块生成并发送射频控制信号，通过无线的方式控制照明灯具的开启或者关闭，无需部署控制线缆，因此，上述无源自发电照明控制开关易于实现，设置位置不受限制，控制原理简单，节约耗材。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种无源自发电照明控制开关的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种无源自发电照明控制开关的结构示意图；

图3为公开提供的再一种无源自发电照明控制开关的结构示意图；

图4为公开提供的又一种无源自发电照明控制开关的结构示意图；

图5为公开提供的又一种无源自发电照明控制开关的结构示意图；

图6为本公开提供的一种无源自发电照明控制开关的电路的结构示意图；

图7为本公开提供的无源自发电照明控制开关的一种应用场景示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本发明提供的一种无源自发电照明控制开关的结构示意图，如图1所示，包括：开关按压板01、电源生成组件02和射频信号发生模块03；其中，电源生成组件02包括：弹簧储能模块021、压电陶瓷发电模块022和整流模块023；

其中，开关按压板01用于接受用户的按压产生压力；开关按压板01下设置有弹簧储能模块021；

弹簧储能模块021用于在开关按压板01传递的压力下通过压缩进行储能，并通过瞬间释放储能使与其连接的压电陶瓷发电模块受022到撞击；

压电陶瓷发电模块022用于在受到撞击后两端产生电压，并利用金属导线将产生电压传递至与金属导线连接的整流模块023；

整流模块023用于对电压进行整流，并向与整流模块连接的射频信号发生模块03输入电压；

射频信号发生模块03用于在输入电压下生成射频控制信号，并发送射频控制信号，以控制照明灯具的开启或者关闭。

可选的，本实施例的开关可以是开灯开关，当用户需要开灯时，通过按压所述开关按压板实现开灯操作。

可选的，本实施例的开关可以是关灯开关，当用户需要关灯时，通过按压所述开关按压板实现关灯操作。

本实施例，通过设置开关按压板、电源生成组件和射频信号发生模块；其中，所述电源生成组件包括：弹簧储能模块、压电陶瓷发电模块、整流模块；用户按压开关按压板产生压力；开关按压板下设置有弹簧储能模块；弹簧储能模块在开关按压板传递的压力下通过压缩进行储能，并通过瞬间释放储能使与其连接的压电陶瓷发电模块受到撞击；压电陶瓷发电模块在受到撞击后两端产生电压，并利用金属导线将产生电压传递至与金属导线连接的所述整流模块；整流模块对所述电压进行整流，并向与整流模块连接的射频信号发生模块输入电压；所述射频信号发生模块在输入电压下生成射频控制信号，并发送射频控制信号，以控制照明灯具的开启或者关闭。上述开关通过机械能转化为电能的方式为照明控制开关提供电能，无需外接电源，实现无源自发电照明控制开关，并且，通过射频信号发生模块生成并发送射频控制信号，通过无线的方式控制照明灯具的开启或者关闭，无需部署控制线缆，因此，上述无源自发电照明控制开关易于实现，设置位置不受限制，控制原理简单，节约耗材。

图2为本发明提供的另一种无源自发电照明控制开关的结构示意图，图2是在图1所示实施例的基础上，进一步地，弹簧储能模块021包括：顶板0211、储能弹簧0212、第一复位弹簧02131、第二复位弹簧02132、撞击锤0214和储能释放阀0215；

储能弹簧0212的第一端与顶板0211连接，储能弹簧0212的第二端与撞击锤0214的第一面连接，第一复位弹簧02131的第一端与撞击锤0214第一面连接，第一复位弹簧02131的第二端与开关底板连接，第二复位弹簧02132的第一端与开关按压板01连接，第二复位弹簧02132的第二端与开关底板连接；储能释放阀0215设置在撞击锤0214和压电陶瓷发电模块022之间；储能释放阀0215由钢珠和阈值弹簧组成。

顶板0211用于在开关按压板01传递的压力下压缩储能弹簧0212，储能弹簧0212通过压缩进行储能，当能量大于储能阈值，储能释放阀开启，撞击锤0212撞击电陶瓷发电模块022；撞击后，外部压力消失，储能弹簧0212复位，在第一复位弹簧02131和第二复位弹簧02132的作用下，储能弹簧0212恢复至储能前的状态。

本实施例，通过顶板在开关按压板传递的压力下压缩储能弹簧，储能弹簧通过压缩进行储能，当能量大于阈值阈值，储能释放阀开启，撞击锤撞击电陶瓷发电模块；压电陶瓷发电模块在受到撞击后两端产生电压，并利用金属导线将产生电压传递至与金属导线连接的整流模块；整流模块对电压进行整流，并向与整流模块连接的射频信号发生模块输入电压；射频信号发生模块在输入电压下生成射频控制信号，并发送射频控制信号，以控制照明灯具的开启或者关闭。撞击后，在第一复位弹簧和第二复位弹簧的作用下，储能弹簧恢复至储能前的状态。上述开关通过机械能转化为电能的方式为照明控制开关提供电能，无需外接电源，实现无源自发电照明控制开关，并且，通过射频信号发生模块生成并发送射频控制信号，通过无线的方式控制照明灯具的开启或者关闭，无需部署控制线缆，因此，上述无源自发电照明控制开关易于实现，设置位置不受限制，控制原理简单，节约耗材。尺寸小巧、寿命长、应用广泛，可应用于各种场合。

在上述实施例中，一种可能的实现方式中，开关按压板为开灯按压板；射频信号发生模块具体用于在输入电压下生成开灯射频控制信号，并发送开灯射频控制信号，以控制照明灯具的开启。

可以通过其他方式控制照明灯具的关闭，例如：射频信号发生模块还用于在输入电压下，生成关灯射频控制信号，并发送关灯射频控制信号，以控制照明灯具的关闭。

在上述实施例中，另一种可能的实现方式中，开关按压板包括：开灯按压板011和关灯按压板012；可选的，开灯按压板和关灯按压板可以为独立的两块按压板；也可以为同一块按压板相对称的两部分，还可以在对称轴还设置有支柱013，以提高开关操作的稳定性，如图3所示，图3为公开提供的再一种无源自发电照明控制开关的结构示意图，图3是在图1所示实施例的基础上，其中，电源生成组件为两组，分别为开灯电源生成组件和关灯电源生成组件；

开灯电源生成组件的整流模块与射频信号发生模块的第一端口031和第二端口032连接；关灯电源生成组件的整流模块与射频信号发生模块的第三端口033和第四端口034连接；

射频信号发生模块具体用于根据输入电压的端口号，控制照明灯具的开启或关闭。

当射频信号发生模块检测到输出电压来自于第一端口和第二端口，则生成开灯射频控制信号，以控制照明灯具的开启；当射频信号发生模块检测到输出电压来自于第三端口和第四端口，则生成关灯射频控制信号，以控制照明灯具的关闭。

其中，开灯射频控制信号和关灯射频控制信号的频率不同，照明灯具可以根据接收到的射频信号的频率确定其为开灯射频控制信号还是关灯射频控制信号，并进行相应的操作。

本实施例的无源自发电照明控制开关，通过设置两组电源生成组件，两组电源生成组件与射频信号发生模块的不同端口连接，射频信号发生模块根据输入电压的端口号，控制照明灯具的开启或关闭，使得同一个开关可以实现开灯和关灯的功能。

图4为公开提供的又一种无源自发电照明控制开关的结构示意图，图4是在上述实施例的基础上，为了便于将开关固定于安装面，在底板上设置有螺丝孔04，安装时，通过螺丝穿过螺丝孔，将开关固定于安装面，安装面可以是墙面或者其他可用来安装开关的位置，对此，本公开不做限制。

图5为公开提供的又一种无源自发电照明控制开关的结构示意图，图5是在上述实施例的基础上，为了便于将开关固定于安装面，在底板上设置有粘胶05，安装时，通过粘胶将开关固定于安装面，安装面可以是墙面或者其他可用来安装开关的位置，对此，本公开不做限制。

图4和图5所示的安装方式也可以结合，根据具体的应用场景选择其一，提高安装方式的灵活性，或者双重固定，提高安装的稳固性。并且更换方便，便于维护。

图6为本公开提供的一种无源自发电照明控制开关的电路的结构示意图，图6是在上述各实施例的基础上，对其实现的电路结构的一种可能的实现方式的描述，该电路包括：

压电陶瓷发电模块61、整流模块62和射频信号发生模块63；

压电陶瓷发电模块61的第一端与整流模块62的第一输入端连接；压电陶瓷发电模块61的第二端与整流模块62的第二输入端连接；

整流模块62的第一输出端与射频信号发生模块63的第一端连接；

整流模块62的第二输出端与射频信号发生模块63的第二端连接。

可选的，整流模块62包括：电阻621、限压二极管622、限压模块623、第一电容624和第二电容625；

压电陶瓷发电模块的第一端与电阻621的输入端连接，电阻621的输出端与限压二极管622的第一输入端连接，压电陶瓷发电模块的第二端与压二极管的第二输入端连接，限压二极管622的第一输出端与限压模块623的输入端和第一电容624的第一端分别连接，限压模块623的输出端与第二电容625的第一端连接；限压二极管622的第二输出端与第一电容624的第二端和第二电容625的第二端分别连接；

射频信号发生模块63包括：编码控制模块631和射频信号发射模块632；

其中，限压模块623的输出端与编码控制模块631的第一端和射频信号发射模块632第一端分别连接；限压二极管622的第二输出端与编码控制模块631的第二端和射频信号发射模块632第二端分别连接。

本实施例，通过上述电路结构，可以实现无源自发电照明控制开关，上述电路结构简单，易于实现。

本公开上述各实施例的无源自发电照明控制开关可以应用于基于无线物联网技术的铁路隧道照明系统，如图7所示，图7为本公开提供的无源自发电照明控制开关的一种应用场景示意图；也可以应用于其他照明系统，对此，本公开不做限制。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种无源自发电照明控制开关，其特征在于，包括：

开关按压板、电源生成组件和射频信号发生模块；其中，所述电源生成组件包括：弹簧储能模块、压电陶瓷发电模块和整流模块；

其中，所述开关按压板用于接受用户的按压产生压力；所述开关按压板下设置有所述弹簧储能模块；

所述弹簧储能模块用于在所述开关按压板传递的压力下通过压缩进行储能，并通过瞬间释放储能使与其连接的所述压电陶瓷发电模块受到撞击；

所述压电陶瓷发电模块用于在受到撞击后两端产生电压，并利用金属导线将产生电压传递至与所述金属导线连接的所述整流模块；

所述整流模块用于对所述电压进行整流，并向与所述整流模块连接的射频信号发生模块输入电压；

所述射频信号发生模块用于在输入电压下生成射频控制信号，并发送所述射频控制信号，以控制照明灯具的开启或者关闭；

所述弹簧储能模块包括：

顶板、储能弹簧、第一复位弹簧、第二复位弹簧、撞击锤和储能释放阀；

所述储能弹簧的第一端与所述顶板连接，所述储能弹簧的第二端与所述撞击锤的第一面连接，所述第一复位弹簧的第一端与所述撞击锤的第一面连接，所述第一复位弹簧的第二端与开关底板连接，所述第二复位弹簧第一端与开关按压板连接，所述第二复位弹簧的第二端与开关底板连接，所述储能释放阀设置在所述撞击锤和所述压电陶瓷发电模块之间；

所述顶板用于在所述开关按压板传递的压力下压缩所述储能弹簧，所述储能弹簧通过压缩进行储能，当能量大于储能阈值，储能释放阀开启，所述撞击锤撞击所述压电陶瓷发电模块；撞击后，外部压力消失，所述储能弹簧复位，在所述第一复位弹簧和所述第二复位弹簧的作用下，所述储能弹簧恢复至储能前的状态。

2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述开关按压板为开灯按压板；

所述射频信号发生模块具体用于在输入电压下生成开灯射频控制信号，并发送所述开灯射频控制信号，以控制照明灯具的开启。

3.根据权利要求2所述的开关，其特征在于，所述射频信号发生模块还用于在输入电压下，所述照明灯具连续处于照明状态预设时间长度时生成关灯射频控制信号，并发送所述关灯射频控制信号，以控制照明灯具的关闭。

4.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述开关按压板包括：开灯按压板和关灯按压板；

所述电源生成组件为两组，分别为开灯电源生成组件和关灯电源生成组件；

所述开灯电源生成组件的整流模块与所述射频信号发生模块的第一端口和第二端口连接；所述关灯电源生成组件的整流模块与所述射频信号发生模块的第三端口和第四端口连接；

所述射频信号发生模块具体用于根据输入电压的端口号，控制所述照明灯具的开启或关闭。

5.根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述开灯按压板和所述关灯按压板为同一块按压板相对称的两部分，在所述同一块按压板对称轴所在位置还设置有支柱。

6.根据权利要求1-5任一项所述开关，其特征在于，所述开关设置有底板，所述底板上设置有螺丝孔和/或粘胶；

其中，所述螺丝孔用于通过螺丝将所述开关固定于安装面；

所述粘胶用于将所述开关粘贴于安装面。

7.一种无源自发电照明控制开关的电路，其特征在于，包括：

压电陶瓷发电模块、整流模块和射频信号发生模块；

压电陶瓷发电模块的第一端与所述整流模块的第一输入端连接；所述压电陶瓷发电模块的第二端与所述整流模块的第二输入端连接；

所述整流模块的第一输出端与所述射频信号发生模块的第一端连接；

所述整流模块的第二输出端与所述射频信号发生模块的第二端连接；

所述压电陶瓷发电模块与弹簧储能模块连接，所述弹簧储能模块包括：

顶板、储能弹簧、第一复位弹簧、第二复位弹簧、撞击锤和储能释放阀；

所述储能弹簧的第一端与所述顶板连接，所述储能弹簧的第二端与所述撞击锤的第一面连接，所述第一复位弹簧的第一端与所述撞击锤的第一面连接，所述第一复位弹簧的第二端与开关底板连接，所述第二复位弹簧第一端与开关按压板连接，所述第二复位弹簧的第二端与开关底板连接，所述储能释放阀设置在所述撞击锤和所述压电陶瓷发电模块之间；

所述顶板用于在所述开关按压板传递的压力下压缩所述储能弹簧，所述储能弹簧通过压缩进行储能，当能量大于储能阈值，储能释放阀开启，所述撞击锤撞击所述压电陶瓷发电模块；撞击后，外部压力消失，所述储能弹簧复位，在所述第一复位弹簧和所述第二复位弹簧的作用下，所述储能弹簧恢复至储能前的状态。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述整流模块包括：电阻、限压二极管、限压模块、第一电容和第二电容；

压电陶瓷发电模块的第一端与电阻的输入端连接，所述电阻的输出端与所述限压二极管的第一输入端连接，所述压电陶瓷发电模块的第二端与所述压二极管的第二输入端连接，所述限压二极管的第一输出端与限压模块的输入端和所述第一电容的第一端分别连接，所述限压模块的输出端与所述第二电容的第一端连接；所述限压二极管的第二输出端与所述第一电容的第二端和第二电容的第二端分别连接；

所述射频信号发生模块包括：编码控制模块和射频信号发射模块；

其中，所述限压模块的输出端与所述编码控制模块的第一端和射频信号发射模块第一端分别连接；所述限压二极管的第二输出端与所述编码控制模块的第二端和射频信号发射模块第二端分别连接。

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