CN1689218B - 能量自给的机电式无线电开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能量自给的机电式无线电开关，它包括至少一个换能器元件，用于实现从机械能至电能的转换；至少一个用于引入机械能的操作区；至少具有一个传感器用于每个操作区来识别开关命令；至少一个电子装置用于产生和发送一种无线电信号；以及至少一个机械装置，用于将通过操作区引入的力转向到换能器元件上。

Description

能量自给的机电式无线电开关
本发明涉及一种能量自给的机电式无线电开关，例如作为室内布线开关。 
已知的室内布线开关是导线连接的，其可断开或者接通负载的输入电压。DE 10063305C1已知了一种可基本实现的能量自给的无线电开关，这种无线电开关从开关的操作中获得能量。操作的力和速度总是不同的，因此总是造成不同量的能量输出。如果用于产生要传递的无线电信号的电路取决于这种能量供给的话，那么这就具有重要的意义。 
在应用中出于美学或功能方面的原因，需要一种形状和外表与室内布线开关相同或者至少很相似的无线开关。 
WO 01/67580A2中提供了一种这种无线开关，包括操作摇杆、用于将机械能转换为电能的换能器元件、止点机械装置和至少一个用于产生和发送无线电信号的电子装置，利用止点机械装置可以在操作摇杆和换能器元件之间形成机械连接。通过摇臂开关引入的机械能将在止点机械装置中存储直到达到转变点，在超过转变点之后，机械能量将传输给换能器元件，而因此获得的换能器元件的激发通过止点机械装置来确定。在WO 01/67580A2中，示出了一用于能量传输的机械装置，其利用操作摇杆在一个方向张紧，因此，在弹簧或可延伸的元件中存储的机械能量在达到了转变点之后将朝相反方向释放，从而可以将机械能传输到换能器元件上。因此，激发和止点机械装置有关，而与引入到摇臂开关上的机械能的形式无关。WO 01/67580A2中示出了一种止点机械装置，其定向运动的运动停止点只有一个止点，因此，只示出了一个开关方向。因此，这种开关应用的可能性受到了限制。 
DE 10025561 A1中示出了一种能量自给的高频发射器，具有一换能器元件和一用于产生和发送无线电信号的电子装置。 
本发明的目的是提供一种能量自给的无线电开关，其相对于现有技术可以更加灵活地应用。 
本发明的目的通过提供了一种能量自给的机电式无线电开关来实现，该开关包括：至少一个换能器元件，用于将机械能转换成电能；至少一个操作区，用于引入机械能；至少一个传感器，用于每个操作区来识别开关命令；至少一个电子装置，用于产生和发送无线电信号；至少一个机械装置，用于将通过操作场引入的力转向到换能器元件上。 
本发明是将电子装置和机械装置结合的一种紧凑的微型化模块。通过在一个或多个操作区上施加压力来进行操作，其中机械力通过杆或类似元件改变方向并转送给换能器元件。因此，每个操作区的操作可作用于换能器元件，从而提供足够能量用于使电子装置快速运行并且产生和发送无线电信号。换能器元件优选是一种压电换能器。电动或者磁致伸缩换能器以及不同物理原理的两种或多种换能器的组合同样也适合。 
换能器元件前接有一止点机械装置，该止点机械装置一直到转换点都接收或者说存储通过操作区引入的机械能，该机械能从转换点起在下一个止点的方向上例如通过弹力而释放并因此操作换能器。也就是说，当有力作用时首先将能量收集在一个机械存储装置优选是一个或多个弹簧里，这种能量在超过转折点时就快速地而且与操作速度无关地并同样也与操作力无关地传递到转换能量的元件即换能器元件上。通过此方式总是可以与操作区的操作类别无关地转换相同数量的能量。 
根据本发明，每个操作区都设置有一传感器，该传感器仅在操作操作区时起动，优选是一柔性的导电垫形式的机电触片，其导电部分在操作时接通线路板的印制导线。也可以是如微型按钮、微型光栅或者干簧触点作为传感器的其他开关形式。 
通过换能器元件供给能量的电子装置通过各自的传感器记录哪些操作区产生了能量，并且除了开关的明确的识别信息以外将这些信息以及操作区的开关方向也编码到一个无线电报中。 
每个操作区例如可以是按键摇杆、操作摇杆或者按键区，其可以激发机械装置，因而无论是按压还是松开操作区都使换能器元件激发并因此给电子装置提供能量，因此也产生一无线电报。该无线电报不仅包含了用于标识无线电开关和操作的操作区的信息，此外还包含了关于操作区操作的方向的信息。探测操作方向的一种方法就是对在电子装置上所产生电压的极性进行测定。无线电电报例如包含但是并不限于以下信息： 
1.无线电开关的标识号码； 
2.操作区的识别信息； 
3.有关操作方向的信息。 
以下根据7个附图对本发明进行详细说明。 
附图示出了： 
图1是无线电开关的一个实施例的立体图； 
图2是无线电开关的一个实施例的剖视图； 
图3是用于传递力的机械部件的立体图； 
图4是具有电子部件的图3所示的部件； 
图5是具有止点机械装置和拔杆的换能器元件； 
图6是具有止点机械装置和拔杆的换能器元件的剖视图； 
图7是具有止点机械装置和拔杆的换能器元件的另一剖视图； 
图1示出了根据本发明的室内布线开关，其在一实施例中具有由一外壳8包围的两个操作区2。该例示性的实施例在形状和设计上都与室内布线开关相一致。 
图2示出了相同实施例的沿操作区2的纵向剖切的剖视图。在该实施例中，操作区2设计成操作摇杆，此处示出在其静止位置上，即位于中间。操作区2与机械装置4有直接的机械接触并与传感器3有直接的接触。若在一侧操作摇杆的话，那么机械装置4和传感器3同时动作或者说启动。 
图3中的立体图只示出了用于将力转向到换能器元件1的机械装置4，它表明了机械装置4的作用原理。所示的实施例应用了设置在机械装置4的中间的换能器元件1。该机械装置具有两个杆9和10，它们分别通过操作面的运动或者说操作而运动。当压操作面2时，杆9和10就推动拨杆5向上移动，并且在松开操作面时又使其退回。 
由于杆为双侧布置，拨杆5在操作面2的每个操作方向上运动。由于拨杆5通过止点机械装置6促使换能器元件1激发，因此在操作区2进行每个操作均可确保电子装置7的能量供给。 
图4示出了与电子部件相结合的上述机械装置，包括： 
用于产生和发送无线电信号的电子装置7，以及用于探测操作的操作区以及用于探测操作方向的传感器3。 
换能器元件1和电子装置7之间设置有给电子装置7供给电压电触片。 
图5的立体图示出了操作换能器元件1的止点机械装置6。上述附图已经示出了拨杆5的操作的形式。以下根据图5至图7说明通过拨杆5将机械能传递到换能器元件1上的情况。 
 若拨杆5运动，那么与换能器元件1相结合的止点机械装置6以及其弹力和其它的弹簧元件就首先将机械能储存起来。若止点机械装置6达到一个转换点，那么接着就在下一个止点的方向并以预定的方式释放能量。与原始作用的机械操作的速度、持续时间和力都无关，能量总是以相同的形式、力和持续时间传递到换能器元件1上。因而确保通过换能器元件1所产生的电能总是恒定的。 

Claims (14)

1.一种能量自给的机电式无线电开关，包括：
至少一个换能器元件(1)，用于将机械能转换为电能；
至少一个止点机械装置(6)；以及
至少一个电子装置(7)，所述电子装置和所述换能器元件(1)电连接，用于产生和发送无线电信号；
至少一个操作摇杆(2)，所述每一个操作摇杆(2)具有至少一个传感器(3)；
至少一个另一机械装置(4)，用于将通过所述操作摇杆引入的力转向到所述止点机械装置上；
其中，利用所述止点机械装置(6)在所述操作摇杆(2)和所述换能器元件(1)之间形成机械连接，通过所述操作摇杆(2)引入的机械能在达到一个转变点之前存储在所述止点机械装置(6)中，在超过所述转变点之后，机械能传送到所述换能器元件(1)上，因此所述换能器元件(1)获得的激发的力和速度通过所述止点机械装置(6)的弹力确定，其特征在于：
所述止点机械装置(6)具有一个上止点和一个下止点，所述上止点和下止点分别形成了所述止点机械装置(6)的定向运动的运动终止点，所述转变点设置在两个止点之间，所述止点机械装置(6)使得所述换能器元件(1)在用于能量收集的机械存储装置的运动方向激发。
2.根据权利要求1所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，拨杆(5)将所述操作摇杆的定向运动以定向的方式传递到所述止点机械装置(6)上。
3.根据权利要求1或2中所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述换能器元件(1)通过所述止点机械装置(6)利用弹力激发。
4.根据权利要求1或2所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述换能器元件的激发的力和速度通过所述换能器元件(1)的弹力来确定。
5.根据权利要求1或2所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述换能器元件(1)是压电和/或磁动和/或磁致伸缩的换能器元件。
6.根据权利要求1所述的能量自给的机电式无线电开关，所述另一机械装置(4)具有至少一个杆(9或10)，所述杆用于将通过操作摇杆引入的功传递到拨杆(5)上，所述拨杆使所述止点机械装置运动。
7.根据权利要求1或2所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述操作摇杆在中间位置是一静止位置，第一操作方向和第二操作方向分别从所述静止位置开始。
8.根据权利要求1所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述操作摇杆(2)的每个操作通过至少一个传感器(3)来探测并因而识别出操作摇杆(2)的操作方向，并将其传送给电子装置(7)。
9.根据权利要求1所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述电子装置(7)利用通过换能器元件(1)提供的能量和探测到的操作方向产生编码的无线电信号。
10.根据权利要求8所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，对于每个探测到的操作方向都产生一个编码无线电信号。
11.根据权利要求8所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，传感器是开关触片。
12.根据权利要求11所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述开关触片是微型按钮或者电磁或静电动作的开关触片。
13.根据权利要求11所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述开关触片是开关垫。
14.根据权利要求10所述的能量自给的机电式无线电开关，其特征在于，所述编码无线电信号包含了无线电开关的和/或操作摇杆的和/或操作方向的识别信号。
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