CN112671262A - 一种自发电电源及无线无源开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自发电电源，所述自发电电源包括压电组件、第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层，所述第一压电陶瓷层与压电组件相对设置，所述第二压电陶瓷层与所述压电组件接触，在所述第一压电陶瓷层向所述压电组件冲击的过程中，第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层产生电能，其中，压电组件包括与导电关节连接的至少两个环形的压电槽，若干第二压电球以间隔分布的方式固定分布在压电槽中。本发明中，若干子导电柱通过导电链固定并与导电关节连接，从而减少导电柱与第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层的接触面积，使得第一压电陶瓷和/或第二压电陶瓷层的形变更大，产生的电能更多。

Description

一种自发电电源及无线无源开关

本发明是申请日为2019年11月5日，申请号为201911075262.3，发明名称为一种跷板式无线无源装置，申请类型为发明的发明专利的分案。

技术领域

本发明涉及无线开关的技术领域，尤其涉及一种自发电电源及无线无源开关。

背景技术

无线无源开关主要包括能量采集装置和无线通讯模块，所以无线无源开关是能量采集装置和无线通讯模块发展到一定阶段结合的产物。通过检索，发现无线无源开关的专利的对比文件可为早期关于基于电磁感应原理的发电器的专利，例如2012年的一个关于自发电开关的美国专利(US9106110B2)的对比文件为1925年的一个关于发电器的美国专利(US1621469A)。用电磁感应的方式将机械能转换为电能。后来，发电模块变得小型化，采用自发电的方式为便携式设备供电，关于自发电开关的装置为便携式的小型发电器(如JPS5656144A)。其中，能量采集模块能够采集周围环境产生的能量(机械能、光能和温差能)，能量经过处理以后用来供给无线通讯模块。

近几年，随着面向家庭控制及自动化短距离无线技术的发展，家庭智能化所带来的机遇正成为现实。轻家居相比传统智能家居很明显的两个优势就是在易安装和易交互。在已出现的各种短距离无线通信技术中，EnOcean、Zigbee、Z-Wave和蓝牙是当前连接智能家居产品的主要手段。

例如，中国专利CN 104407522 B公开了一种自发电无线开关，其特征在于，包括微发电机以及用于向外发送无线控制信号的控制板；所述微发电机包括活动布置的磁铁组以及线圈组，所述线圈组包括铁芯以及电性连接于所述控制板的导线，所述导线缠绕于所述铁芯外，形成线圈；所述磁铁组置于所述线圈组的外侧，且与所述线圈的中心线正对布置，其包括永磁体以及分别置于所述永磁体两相对侧上的导磁板，所述自发电无线开关还包括底板，所述微发电机置于所述底板上，所述底板上凸设有两相对布置的滑轨板，所述滑轨板中设有沿上下延伸布置的滑轨，所述磁铁组的两端分别活动置于所述滑轨中。即该专利通过铁芯切割磁感线来产生电磁感应，从而为控制板提供电源，使得控制板向外发送控制信号。但是，该专利同样具有缺陷：用于向外发送无线控制信号的传统控制板的耗能较高。尤其面临智能家居系统，一个无线无源开关需要对多个智能家电进行集中控制。当控制板对多个智能家电进行多次控制的时候，控制板无疑需要记忆并发射多种含有控制信息的信号，而且，信号传输的距离是相对延长的。控制板的体量和耗电无疑会相当大。即瞬时产生的电能是不足够满足控制板的需要。顺应时代的科技发展，无线无源开关加入了芯片，相对控制板的耗能有所降低。但是，自发电线圈的发电量不够稳定，有时会随着按键的位移大小、速度而发生变化。当用户仅用微小的力按动开关的时候，电圈的发电量不稳定，不足以以支持通讯芯片远距离传输数据。因此，低功耗、能够远距离传输信号的无线无源开关是目前市场需要的，也是需要快速改进的未来技术。

本发明的母案在实质审查的过程中，审查员没有找到最接近的现有技术，也没有提出创造性的问题。因此，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，具有明显的创造性。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种跷板式无线无源装置，所述装置至少包括自发电电源和无线通讯组件，其特征在于，所述自发电电源包括至少两个压电陶瓷层、压电组件和跷板式驱动组件。所述跷板式驱动组件包括由贯穿盖板的牵引组件连接的跷板式压片和可移动的且表面设置有第一压电陶瓷层的第一绝缘层，所述盖板和所述第一绝缘层之间设置有至少一个弹性件，所述压电组件包括由可导电的导电关节连接的若干导电柱，在所述牵引绳基于所述跷板式压片的非平衡压力牵引所述第一绝缘层移动并且压迫所述弹性件发生弹性形变的情况下，所述弹性件在所述牵引力消失时刻以弹力驱动所述第一绝缘层和所述第一压电陶瓷层向所述压电组件冲击以驱动所述压电组件压迫与其本身接触的第二压电陶瓷层，从而所述第一压电陶瓷层和第二压电陶瓷层共同在与若干所述导电柱挤压变形的过程中产生电能。现有技术中，压电陶瓷发电电源都是通过按压式的结构来按压压电陶瓷层，在将按压处与跷板式开关键连接后，由于按压的力量、速度不稳定，产生的电量不稳定，则开关发出的无线信号会受到影响，开关不灵敏。本发明通过将按压部分设置为跷板式，由于跷板按压的下降距离是受开关按键设定的，是可调节和可控制的，受按压者的力量影响较小，因此使得压电陶瓷电源的发电量稳定。本发明通过改变压电陶瓷层的受力方式，使得每一次按压后的跷板能够自动回弹，不需要用户进行二次按压。

根据一个优选实施方式，所述第一绝缘层通过至少两个滑动组件以可滑动的方式设置于所述压电组件的第一侧面，处于所述盖板和所述第一绝缘层之间的所述牵引绳段套设有与其一端与所述盖板或所述第一绝缘层固定的至少一个弹性件；在所述牵引绳牵引所述第一绝缘层向远离所述压电组件的方向移动的过程中，所述弹性件迫于所述盖板和所述第一绝缘层之间的距离缩小而发生弹性形变以产生驱动力。本发明通过设置滑动组件使得压电陶瓷层快速移动的优势在于，减小了移动过程中的阻力，压电陶瓷层在弹性件的驱动下快速冲击压电组件，速度越快，冲力越大，压电陶瓷层的形变程度就越大，从而产生更多的电能。

根据一个优选实施方式，所述滑动组件包括分别设置于所述第一绝缘层两端的并行的滑动轨道，所述盖板固定于框架的一端，所述滑动轨道固定于与框架的另一端连接的缓冲层上。

所述压电组件与第二压电陶瓷层接触，所述第二压电陶瓷层固定设置于所述两个滑动组件之间。

所述第二压电陶瓷层设置于所述压电组件和第二绝缘层之间。

所述第二绝缘层一侧设置有至少一层缓冲层，所述缓冲层在所述压电组件与所述第一压电陶瓷层和所述第二压电陶瓷层同时撞击的过程中减小所述滑轮组件和所述框架的振动程度。

所述跷板式组件的跷板式压片通过支柱以可转动的方式设置于所述盖板上，所述牵引绳的一端与所述跷板式压片的牵引端连接，从而所述跷板式压片的按压端在压力的作用下由于失去平衡二使得所述跷板式压片的牵引端移动以牵引所述第一压电陶瓷层沿滑动组件的滑动轨道移动。

根据一个优选实施方式，所述压电组件中的若干所述导电柱以轴线与所述第一绝缘层的移动方向垂直的方式间隔排布，连接所述导电柱的所述导电关节的厚度小于所述导电柱的直径，从而所述导电柱以较小的接触面积分别与所述第一压电陶瓷层和第二压电陶瓷层接触来促进所述第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层的形变程度。本发明将导电柱如此设置的优势在于，导电柱的侧面是具有弧度的，接触面积小，导电柱之间的间隔能够增加压电陶瓷层的形变空间，使得压电陶瓷层更容易发生形变。

根据一个优选实施方式，所述压电组件中的处于非导电关节边沿的至少一个导电柱包括间隔排布的若干子导电柱，若干所述子导电柱通过导电链固定并与所述导电关节连接从而减少所述导电柱与所述第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层的接触面积，其中，相邻的两个所述导电柱中的彼此临近的子导电柱以错位的方式排布来所述第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层的形变程度。本发明中的若干子导电柱间隔排布，有利于进一步减小导电柱与第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层的接触面积，使得接触的冲力的压强在接触瞬间变得更大，从而导致第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层变形的程度进一步加大。子导电柱以错位的方式排布的优势在于，有利于导电柱与导电链之间连接的稳定性。若子导电柱整齐排布整齐，则导电关节容易在碰撞过程中发生弯折或者变形。子导电柱以错位的方式排布有利于维持压电组件的稳定性，使得压电组件不容易断裂。

根据一个优选实施方式，所述子导电柱之间的间隔空间设置有沿所述导电柱的轴线方向自由活动且与所述导电链切向接触的第一压电球，在所述第一压电陶瓷层与所述导电柱冲击碰撞的过程中，所述第一压电球基于撞击的冲力变换位置从而所述第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层与所述第一压电球接触的形变位置非固定。本发明通过设置能够自由活动的第一压电球，使得第一压电球在撞击的过程或撞击后容易改变位置，从而避免压电陶瓷层的撞击位置固定不变而形变有限的缺陷。若陶瓷压电层的撞击位置固定不变则在某个固定位置撞击变形后，后续继续撞击则该固定位置的形变程度就会变小，从而产生电能不足，压电陶瓷层的寿命也会缩短。因此，本发明的自由活动的第一压电球的设置，有利于延长压电陶瓷层的使用寿命，也延长了无线无源装置的使用寿命。

根据一个优选实施方式，所述压电组件包括有导电关节连接的至少两个环形的压电槽，若干第二压电球以间隔分布的方式固定分布在所述压电槽中，其中，所述压电槽以槽底凸出所述导电关节所在平面的方式与所述第一压电陶瓷层或第二压电陶瓷层接触，从而若干所述第二压电球在与所述第一压电陶瓷层或第二压电陶瓷层撞击的过程中将所述第一压电陶瓷层或第二压电陶瓷层由于形变产生的电能通过导电关节进行传输。压电组件设置成压电球和压电槽，使得压电球与压电陶瓷层存在若干撞击点接触面积小且接触点多，从而促进压电陶瓷成发生形变。与导电柱相比，压电球无疑更容易使陶瓷压电层发生形变，产生更多电能。

根据一个优选实施方式，相邻的所述第二压电球之间的间隔内设置有能够自由移动的第一压电球，在所述第一压电陶瓷层与所述第一压电球冲击碰撞的过程中，所述第一压电球基于撞击的冲力变换位置从而所述第一压电陶瓷层和/或第二压电陶瓷层与所述第一压电球接触的形变位置非固定。通过设置能够自由活动的第一压电球，使得第一压电球在撞击的过程或撞击后容易改变位置，从而避免压电陶瓷层的撞击位置固定不变而形变有限的缺陷。

根据一个优选实施方式，所述盖板和所述第一绝缘层之间设置有卡压组件，所述卡压组件固定于框架上从而与所述盖板并行，其中，与所述盖板与所述卡压组件之间悬空设置有通过牵引绳与跷板式压片连接的微型滑轮，一端与所述第一绝缘层连接的蓄能绳以贯穿所述卡压组件的方式绕接于所述微型滑轮并且将另一端固定于所述卡压组件上，所述微型滑轮基于所述跷板式压片的牵引力移动并通过所述蓄能绳牵引所述第一绝缘层缩短其与所述卡压组件之间的距离从而所述弹性件发生弹性形变以进行蓄能。通过增加微型滑轮，使得跷板式压片的牵引距离成倍减少。有利于自发电电源的进一步缩小。即，同样的跷板式压片的移动距离，能够压缩2倍弹性件的距离，从而弹性势能增加，第一压电陶瓷层冲击的速度更快。

根据一个优选实施方式，所述第二压电陶瓷层的与所述压电组件不接触的一面设置有至少一个缓冲层，其中，第二压电陶瓷层与缓冲层之间设置有第二绝缘层。设置缓冲层有利于消除压电陶瓷层与压电组件的撞击而形成的振动，有利于保护电路。

根据一个优选实施方式，所述跷板式压片包括以可转动方式与其连接的支杆以支持所述跷板式压片牵引所述第一绝缘层移动，与跷板按键连接的跷板式压片的牵引端设置有限位杆以辅助跷板式压片按压至使得第一压电陶瓷层或第二压电陶瓷层产生电能的预设位置。将按压位置设置成跷板式的方式，即有利于用户使用更小的力量按压，又能够在按压的同时实现牵引压电陶瓷层的作用，使得本发明的自发电电源更方便使用，即本发明的无线无源装置的使用寿命更长。

附图说明

图1是本发明的逻辑结构图；

图2是本发明的自发电电源的结构示意图；

图3是本发明的自发电电源的另一种优选的结构示意图；

图4是自发电电源中冲击导电组件的其中一种优选实施方式；

图5是自发电电源中冲击导电组件的另一种优选实施方式；

图6是自发电电源中冲击导电组件的第三种优选实施方式；

图7是自发电电源中冲击导电组件的第四种优选实施方式；

图8是本发明跷板式无线无源装置的基本结构；

图9是本发明的限位杆的结构示意图；和

图10是本发明的限位块的结构示意图。

附图标记列表

100：自发电电源 200：整流模块 300：储能模块

400：射频组件 1：第一缓冲层； 2：第二缓冲层；

3：电导组件； 4：压电组件； 5：第二绝缘层；

6：滑动组件； 7：第一压电陶瓷层； 8：第一绝缘层；

9：框架； 10：盖板； 11：弹性件；

12：卡压组件； 13：跷板式压片； 14：牵引绳；

15：第二压电陶瓷层 16：微型滑轮 17：蓄能绳

18：跷板按键 19：压电陶瓷组件 20：电路元件

21：边盖 22：壳体 41：导电柱

42：导电关节 43：导电链 44：导电端

45：第一压电球 46：压电槽 47：第二压电球

23：限位杆 24：限位块

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明的跷板式无线无源装置，如图8所示，本发明的无线无源装置至少包括自发电电源和无线通讯组件。优选的，无线无源装置还包括壳体组件。无线无源装置包括跷板按键18、压电陶瓷组件19、电路元件20、边盖21和壳体22。

跷板按键18与压电陶瓷组件19建立机械连接。按动跷板按键能够按压跷板式压片的按压端。即跷板按键的移动方向与跷板式压片的移动方向是一致的。

优选的，本发明的自发电电源包括至少两个压电陶瓷层、压电组件4和跷板式驱动组件。如图2所示，自发电电源包括框架9。框架9可以是两边框架，也可以是自发电电源周边的四边框架。盖板10设置在框架上，与框架连接。盖板10上设置有跷板式驱动组件。

跷板式驱动组件包括跷板式压片13。优选的，跷板式压片13包括以可转动方式与其连接的支杆。支杆设置在盖板上并且与跷板式压片以跷跷板的方式设置，跷板式压片可以转动。牵引绳连接于跷板式压片13的牵引端，使得跷板式压片13能够受到牵引力而具有一定的倾斜角度。优选的，牵引绳的另一端贯穿盖板10，并且连接第一绝缘层8。优选的，第一绝缘层8通过至少两个滑动组件6以可滑动的方式设置于压电组件4的第一侧面。优选的，第一绝缘层8的两端分别设置滑轨，使得第一绝缘层8能够在牵引绳的牵引力的作用下快速移动。优选的，第一绝缘层8的表面设置有第一压电陶瓷层7，从而第一压电陶瓷层7随着第一绝缘层8的移动而移动。第一压电陶瓷层7与压电组件相对。优选的，盖板1O和第一绝缘层8之间设置有至少一个弹性件11。优选的，弹性件11可以是弹簧，也可以是橡胶柱等具有弹性且能够恢复形变性质的物体。优选的，弹性件的数量可以是一个、两个甚至更多。优选的，多个弹性件可以并列设置。

优选的，第二压电陶瓷层15的与压电组件4不接触的一面设置有至少一个缓冲层，其中，第二压电陶瓷层15与缓冲层之间设置有第二绝缘层5。优选的，缓冲层包括第一缓冲层1和第二缓冲层2。优选的，缓冲层的设置能够缓解第二压电陶瓷层的冲力，减缓自发电电源整体结构的振动，有利于无线无源装置的整体结构的安全和稳定，更有利于自发电电源与电路板连接之间的稳定性。优选的，缓冲层可以是橡胶层。

优选的，压电组件4包括由可导电的导电关节42连接的若干导电柱41。优选的，导电柱为能够导电的圆柱。导电关节为能够导电的金属层。优选的，导电关节将导电柱以间隔的方式连接起来并且使得导电柱凸出于导电关节所在金属层的两个侧面。优选的，压电组件的不与第一压电陶瓷层相对方向的一侧与第二压电陶瓷层接触。优选的，若干导电柱41与第二压电陶瓷层15接触。优选的，压电陶瓷层15的一侧设置有第二绝缘层5，从而避免电能的损失，提高安全保障。优选的，在牵引绳14基于跷板式压片13的非平衡压力牵引第一绝缘层8移动并且压迫弹性件11发生弹性形变的情况下，弹性件11在牵引力消失时刻以弹力驱动第一绝缘层8和第一压电陶瓷层7向压电组件4冲击以驱动压电组件4压迫与其本身接触的第二压电陶瓷层15，从而第一压电陶瓷层7和第二压电陶瓷层15共同在与若干导电柱41挤压变形的过程中产生电能。具体地，在跷板式压片的一端即按压端因为压力而跷动时，跷板式压片的另一端会基于杠杆原理移动从而拉动牵引绳。牵引绳的拉动牵引第一绝缘层向靠近盖板的方向滑动，第一绝缘层与盖板之间的距离缩小从而压迫弹性件压缩。在跷板式压片的按压端的压力消失时，弹性件发生弹性形变后，弹力作为驱动力驱动第一绝缘层8及第一压电陶瓷层7向压电组件快速移动，直至与压电组件4撞击，此时，由于第一绝缘层的移动，通过牵引绳将跷板式压片的牵引端牵引至恢复原位。在第一压电陶瓷层7和压电组件撞击时，压电组件4也与第二压电陶瓷层15同时撞击，即第一压电陶瓷层7和第二压电陶瓷层15同时发生形变并产生电能。优选的，导电关节的边缘设置有导电组件3。第一压电陶瓷层7的上端面、第二压电陶瓷层15的下端面和压电组件4的末端处均电连接有导电组件3且导电组件3穿过第二绝缘层5向外部延伸。则第一压电陶瓷层7和第二压电陶瓷层15根据压电效应分别在各自的上下端面产生相反的且与弹性件11的弹力相对应的电荷量，第一压电陶瓷层7下端面的电荷、第二压电陶瓷层15上端面的电荷依靠压电组件4和导电组件3传输走，而第一压电陶瓷层7上端面的电荷、第二压电陶瓷层15下端面的电荷依靠连接的导线3传输走。优选的，牵引绳可以是可弯折的金属绳、非金属绳。

优选的，处于盖板10和第一绝缘层8之间的牵引绳14段套设有与其一端与盖板10或第一绝缘层8固定的至少一个弹性件11。例如，弹簧串在牵引绳上。例如，弹性件11的一端与盖板固定，另一端为自由端。或者，弹性件11的一端与第一绝缘层固定，另一端为自由端。在牵引绳14牵引第一绝缘层8向远离压电组件4的方向移动的过程中，弹性件11迫于盖板10和第一绝缘层8之间的距离缩小二发生弹性形变以产生驱动力。如图2所示，优选的，盖板10设置有卡压组件12，例如卡压块。在弹性件的两端均为自由端的情况下，卡压组件12贯穿盖板并卡压弹性件以增大其与弹性件的接触面积，从而使得弹性件能够快速发生弹性形变而不是倾斜。优选的，卡压组件上设置有与弹性件适配的卡压槽，以更好的固定弹性件的位置。优选的，卡压件适应性的设置供牵引绳贯穿的孔洞。

优选的，如图3所示，盖板10和第一绝缘层8之间设置有卡压组件12。卡压组件12固定于框架9上从而与盖板10并行。其中，与盖板10与卡压组件12之间悬空设置有通过牵引绳14与跷板式压片13连接的微型滑轮16。一端与第一绝缘层8连接的蓄能绳17以贯穿卡压组件12的方式绕接于微型滑轮16并且将另一端固定于卡压组件12上。微型滑轮16基于跷板式压片13的牵引力移动并通过蓄能绳17牵引第一绝缘层8缩短其与卡压组件12之间的距离从而弹性件11发生弹性形变以进行蓄能。如此设置的优势在于，微型滑轮相当于缩距工具，能够成倍缩短牵引绳的牵引距离。优选的，微型滑轮还可以替换为其他能够缩距的机械结构。通过设置微型滑轮，跷板式压片的牵引端提升A距离，则第一绝缘层移动2A距离，弹簧缩短2A距离，弹性更大。相应地，驱动第一绝缘层移动的速度更大，使得第一压电陶瓷层和第二压电陶瓷层形变的程度更强，产生的电荷量更多。

优选的，如图4所示，压电组件4中的若干导电柱41以轴线与第一绝缘层8的移动方向垂直的方式间隔排布。连接导电柱41的导电关节42的厚度小于导电柱41的直径，从而导电柱41以较小的接触面积分别与第一压电陶瓷层7和第二压电陶瓷层15接触来促进第一压电陶瓷层7和/或第二压电陶瓷层15的形变程度。导电柱的侧面具有一定弧度，第一压电陶瓷层和第二压电陶瓷层与其撞击则能够获得较大的冲力，更容易变形，产生的电荷量更多。优选的，导电柱与第一压电陶瓷层和第二压电陶瓷层接触的面可以不设置为弧形，而是宽度小于直径的平面，更有利于导电柱的稳定性。

优选的，如图5所示，压电组件4中的处于非导电关节边沿的至少一个导电柱41包括间隔排布的若干子导电柱。若干子导电柱通过导电链43固定并与导电关节42连接，从而减少导电柱与第一压电陶瓷层7和/或第二压电陶瓷层15的接触面积。其中，相邻的两个导电柱41中的彼此临近的子导电柱以错位的方式排布来第一压电陶瓷层7和/或第二压电陶瓷层15的形变程度。

如图5所示，优选的，至少一个导电柱41设置有至少一个凹槽。优选的，凹槽沿导电柱41的轴向间隔设置。优选的，如图5所示，凹槽的横截面与导电柱相同，从而使得凹槽部分不与第一压电陶瓷层7接触受力。凹槽的设置优势在于，减少了导电柱与第一压电陶瓷层的接触面积，增加了冲击压电陶瓷层的冲击压强，使得第一压电陶瓷层的形变更大，产生的电量更多。优选的，凹槽可以是贯穿导电柱41的通孔。则，由通孔隔断开的若干个导电节42由导电链固定，以避免导电节与导电带在冲击过程中断开。优选的，不是所有的导电柱都设置有凹槽。设置在导电板两个边缘的导电柱不设置有凹槽，能够有利于提高导电关节42的整体稳定性，防止导电板由于导电柱的影响而变形。若所有的导电柱全部是间隔的结构，则导电关节42则会容易受变形影响而断裂。

优选的，如图6所示，子导电柱之间的间隔空间设置有沿导电柱的轴线方向自由活动且与导电链43切向接触的第一压电球45。在第一压电陶瓷层7与导电柱41冲击碰撞的过程中，第一压电球45基于撞击的冲力变换位置从而第一压电陶瓷层7和/或第二压电陶瓷层15与第一压电球45接触的形变位置非固定。导电柱与第一压电陶瓷层7和第二压电陶瓷层15之间的形变接触点长期不变，在长期的撞击过程中会形成固定的凹陷或者变形点，使得压电陶瓷层的形变和振动的幅度变小。而第一压电球45能够在每一次震动后小幅度移动位置，从而使得导电柱与与第一压电陶瓷层7和第二压电陶瓷层15之间的部分形变点产生变化，从而使得第一压电陶瓷层7和第二压电陶瓷层15的形变寿命更长，延长了压电陶瓷电源的发电寿命。

优选的，如图7所示，压电组件4包括有导电关节42连接的至少两个环形的压电槽46。若干第二压电球47以间隔分布的方式固定分布在压电槽46中。其中，压电槽46以槽底凸出导电关节42所在平面的方式与第一压电陶瓷层7或第二压电陶瓷层15接触，从而若干第二压电球47在与第一压电陶瓷层7或第二压电陶瓷层15撞击的过程中将第一压电陶瓷层7或第二压电陶瓷层15由于形变产生的电能通过导电关节42进行传输。压电组件设置成压电球和压电槽，使得压电球与压电陶瓷层存在若干撞击点接触面积小且接触点多，从而促进压电陶瓷成发生形变。与导电柱相比，压电球无疑更容易使陶瓷压电层发生形变，产生更多电能。

优选的，相邻的第二压电球47之间的间隔内设置有能够自由移动的第一压电球45。在第一压电陶瓷层7与第一压电球45冲击碰撞的过程中，第一压电球45基于撞击的冲力变换位置从而第一压电陶瓷层7和/或第二压电陶瓷层15与第一压电球45接触的形变位置非固定。

优选的，至少两个第二压电球之间设置有大于直径的间隔。该间隔内设置有至少一个可以沿压电槽自由滚动的第一压电球。优选的，第一压电球可以小幅度活动。优选的，在第一压电要瓷层7下落并与冲击导电组件4碰撞的时候，第一压电球和第二压电球共同与第一压电陶瓷层和第二压电陶瓷层同时撞击，此时第一压电球可能轻微滚动，但最终不会影响第一压电陶瓷层和第二压电陶瓷层的形变。如此反复，第一压电球每次撞击的位置都有轻微变化，从而可以改善压电陶瓷层总是撞击同一部位而导致长期形变有限的缺陷。

优选的，设置环形压电槽的优势还在于，环形压电槽内的第二压电球可以完全设置为沿轨道紧密排布的第一压电球。优选的，轨道内的第一压电球只能沿轨道滚动，而不能够轨道内弹出。如此设置的优势还在于，第一压电球与压电陶瓷层的撞击点不固定，从而更缓解了压电陶瓷层由于同一撞击点二缩短寿命的缺陷。

优选的，本发明的跷板式无线无源装置，还可以调节电能的大小。例如，与跷板按键连接的跷板式压片13的牵引端设置有限位杆23以辅助跷板式压片按压至使得第一压电陶瓷层7或第二压电陶瓷层15产生电能的预设位置。设置限位杆的优势在于，使得牵引端移动限定距离，从而限定弹性件的压缩距离，限定了弹性驱动力以及第一压电陶瓷层与压电组件的冲击速度，获得预定的电荷量。

优选的，如图9所示，限位杆23的高度可以调节。例如，限位杆23可以按照预设的高度标记贯穿并通过卡合机构卡在盖板上

优选的，如图10所示，限位杆可以是限位块24.限位块24设置在跷板按键与牵引端对应的一端的内侧面，限位块的高低可以通过螺旋固定来调节。从而，根据预设的高度标记或者电能标记，将限位块调长，则跷板式压片的牵引端的移动空间受到限制，限定了弹性驱动力以及第一压电陶瓷层与压电组件的冲击速度，获得预定的电荷量，形成了调节电量的技术效果。

优选的，本发明无线无源装置的电路元件包括整流模块200、储能模块300和射频组件400。优选的，如图1所示，自发电电源100与整流模块200连接，即自发电电源通过导电组件3与整流模块200电连接。整流模块200、储能模块300和射频组件400依次串联。经由自发电电源装置所产生的能量，经过整流模块到达储能装置。无线模块连接储能装置，用于在获得储能装置供电后，发送无线控制信号。

优选的，射频组件400为433HZ射频发射器。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种自发电电源，其特征在于，所述自发电电源包括压电组件(4)、第一压电陶瓷层(7)和/或第二压电陶瓷层(15)，

所述第一压电陶瓷层(7)与压电组件(4)相对设置，所述第二压电陶瓷层(15)与所述压电组件(4)接触，

在所述第一压电陶瓷层(7)向所述压电组件冲击的过程中，第一压电陶瓷层(7)和/或第二压电陶瓷层(15)产生电能，其中，

压电组件(4)包括与导电关节(42)连接的至少两个环形的压电槽(46)，若干第二压电球(47)以间隔分布的方式固定分布在压电槽(46)中。

2.根据权利要求1所述的自发电电源，其特征在于，所述压电槽(46)以槽底凸出导电关节(42)所在平面的方式与第一压电陶瓷层(7)或第二压电陶瓷层(15)接触，从而若干第二压电球(47)在与第一压电陶瓷层(7)或第二压电陶瓷层(15)撞击的过程中将第一压电陶瓷层(7)或第二压电陶瓷层(15)由于形变产生的电能通过导电关节(42)进行传输。

3.根据权利要求2所述的自发电电源，其特征在于，在相邻的所述第二压电球(47)之间的间隔内设置有能够自由移动的第一压电球(45)，在第一压电陶瓷层(7)与第一压电球(45)冲击碰撞的过程中，第一压电球(45)基于撞击的冲力变换位置从而第一压电陶瓷层(7)和/或第二压电陶瓷层(15)与第一压电球(45)接触的形变位置非固定。

4.根据权利要求3所述的自发电电源，其特征在于，至少两个第二压电球之间设置有大于第一压电球直径的间隔，所述第一压电球间隔内设置有至少一个沿压电槽自由滚动的第一压电球。

5.根据权利要求4所述的自发电电源，其特征在于，所述环形压电槽内的第二压电球设置为沿轨道紧密排布的第一压电球，其中，

轨道内的第一压电球只能沿轨道滚动，而不能够轨道内弹出。

6.根据权利要求1～5任一项所述的自发电电源，其特征在于，所述自发电电源还包括跷板式压片(13)、至少一个弹性件(11)和限位杆(23)，

跷板式压片(13)通过牵引绳(14)与设置有所述第一压电陶瓷层(7)的所述第一绝缘层(8)连接，至少一个弹性件(11)设置在盖板(10)和第一绝缘层(8)之间，

所述限位杆(23)设置在与跷板按键连接的跷板式压片(13)的牵引端以辅助跷板式压片按压至使得第一压电陶瓷层(7)或第二压电陶瓷层(15)产生电能的预设位置。

7.一种无线无源开关，其特征在于，所述无线无源开关包括自发电电源(100)、整流模块(200)、储能模块(300)和射频组件(400)，自发电电源通过导电组件(3)与整流模块(200)电连接，整流模块(200)、储能模块(300)和射频组件(400)依次串联，其中，

自发电电源(100)包括压电组件(4)、第一压电陶瓷层(7)和/或第二压电陶瓷层(15)，

所述第一压电陶瓷层(7)与压电组件(4)相对设置，所述第二压电陶瓷层(15)与所述压电组件(4)接触，

在所述第一压电陶瓷层(7)向所述压电组件冲击的过程中，第一压电陶瓷层(7)和/或第二压电陶瓷层(15)产生电能，其中，

压电组件(4)包括与导电关节(42)连接的至少两个环形的压电槽(46)，若干第二压电球(47)以间隔分布的方式固定分布在压电槽(46)中。

8.根据权利要求7所述的无线无源开关，其特征在于，在相邻的所述第二压电球(47)之间的间隔内设置有能够自由移动的第一压电球(45)，在第一压电陶瓷层(7)与第一压电球(45)冲击碰撞的过程中，第一压电球(45)基于撞击的冲力变换位置从而第一压电陶瓷层(7)和/或第二压电陶瓷层(15)与第一压电球(45)接触的形变位置非固定。

9.根据权利要求7所述的无线无源开关，其特征在于，所述自发电电源还包括跷板式压片(13)、至少一个弹性件(11)和限位杆(23)，

跷板式压片(13)通过牵引绳(14)与设置有所述第一压电陶瓷层(7)的所述第一绝缘层(8)连接，至少一个弹性件(11)设置在盖板(10)和第一绝缘层(8)之间，

所述限位杆(23)设置在与跷板按键连接的跷板式压片(13)的牵引端以辅助跷板式压片按压至使得第一压电陶瓷层(7)或第二压电陶瓷层(15)产生电能的预设位置。

10.一种用于无线无源开关的压电组件，其特征在于，所述压电组件(4)包括与导电关节(42)连接的至少两个环形的压电槽(46)，若干第二压电球(47)以间隔分布的方式固定分布在压电槽(46)中。

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