CN204376768U - 一种无电池遥控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无电池遥控器，属于新能源应用领域。壳体端部装有护板，壳体前面板内侧装有带发射模块电路板；金属膜与其圆弧凸起处所粘接的压电膜构成压电振子，压电振子与其两端所铆销套构成换能器，所述销套分别套在定销和动销上，定销两端置于壳体左右侧壁上端的销孔内，动销两端置于壳体左右侧壁下端的导槽内；曲板斜臂上的导槽套在动销上，曲板立臂两侧的凸轴置于壳体左右侧壁下端的销孔内，曲板平臂上装有按钮，曲板平臂上设有导线孔；曲板平臂从壳体前面板下端的窗口伸出，按钮置于壳体之外；特色与优势：通过曲板转动拉伸压电振子，发电与开关控制同步、结构及操作简单、无冲击与噪音、供电及机械可靠性高、发电能力强。

Description

一种无电池遥控器

技术领域

本实用新型属于新能源应用领域，具体涉及一种无电池遥控器，用于组合灯具的无线控制。

背景技术

传统的固定式灯具开关通过导线与灯具连接，因需墙内布线，故建筑与装修成本高、且位置确定后难于变动。近年来，随着组合灯具的日益普及，灯具开关也逐步由以往墙壁固定式开关向便携式或可移动式遥控器过渡。目前的灯具遥控器基本都由电池供电，电池电能耗尽时无法使用，同时废弃电池也会造成严重的环境污染和资源浪费。因此，发明人曾先后提出了多种拨动式压电自供电的遥控器，如中国专利200810051579.9、200810051157.1和201010165882.9等，但随后的开发实践表明，专利200810051579.9的按键因缺少必要的导向限位而无法可靠地拨动压电振子并顺利复位，可靠性较差；专利200810051157.1和专利201010165882.9分别通过转动拨齿和可前后移动的拨快拨动悬臂梁压电振子，其结构及运动过程都较复杂、且加工制作成本高，微小的摩擦磨损即可导致拨齿及拨块失效、可靠性低；最关键的是上述在其拨动激励发电过程中会产生较大噪音，因此不便于家庭的夜晚应用，并且压电振子在双向变形过程中会因所受拉应力过大而损坏。

发明内容

针对现有灯具遥控器所存在的一系列问题，本实用新型提出一种基于伸缩式压电振子的自供电遥控器。本实用新型采用的实施方案是：壳体端部通过螺钉装有护板，壳体前面板内侧通过螺钉装有电路板，电路板上焊有发射模块；带圆弧凸起的S型金属膜与其圆弧凸起处所粘接的压电膜构成压电振子，压电振子上的不同压电膜间经导线L1连接，压电振子通过导线组L3与电路板连接；压电振子与其两端所铆接的销套构成换能器，换能器两端的销套分别套在定销和动销上，定销两端分别置于壳体左右侧壁上端的销孔内，动销两端分别置于壳体左右侧壁下端的纵向导槽内；曲板斜臂上的方腔两侧壁上的导槽套在动销上，曲板立臂两侧的凸轴分别置于壳体左右侧壁下端的销孔内，曲板平臂上装有按钮，曲板平臂上设有导线孔，连接按钮和电路板的导线组L2从导线孔穿过；曲板平臂从壳体前面板下端的窗口伸出，按钮置于壳体之外。

为使压电振子最大限度地发电、并避免压电膜受拉应力过大损坏，压电振子不受外力作用的自然状态下其金属膜圆弧外表面的最小半径为 $R=\frac{h_m+h_p}{2}\{2\mathrm{\α}+\frac{1}{1-\mathrm{\α}(1-\mathrm{\β})}[{\mathrm{\α}}^2(1-\mathrm{\β})-1-\mathrm{\η}\frac{E_p}{T_p}\left]\right\},$ 其中α＝h_m/(h_m+h_p)，h_p和h_m分别为压电膜和金属膜的厚度， $\mathrm{\η}=(1-\mathrm{\α})[1-\mathrm{\α}(1-\mathrm{\β})]+\mathrm{\α\β}/(1+k_{31}^2),$ β＝E_m/E_p，E_p和E_m分别为压电膜和金属膜的杨氏模量，T_p分别为压电材料的机电耦合系数和许用拉应力；当曲板平臂上表面与壳体窗口的上边框相互接触时，换能器两端销套所套的定销和动销间的中心距应大于或等于自然状态下换能器上两端销套间的中心距，以避免使压电膜因承受过大拉应力而损坏。

本实用新型中，当外力向下推动按扭时，按扭的电路接通、且按钮迫使曲板绕其立臂两侧凸轴的中心转动；同时，曲板上导槽的上边缘推动置于所述导槽内的动销沿着壳体左右侧壁下端的垂直导槽向下移动，从而使定销与动销间的中心距增加、压电振子被拉伸长，压电振子伸长过程中即将机械能转换成电能；所产生的电能经电路板上的电能转换电路处理后直接供给发射模块，发射模块发出控制信号；释放按扭后，按扭的电路断开，压电振子自身的弹性力使得曲板向上转动，压电振子及曲板都复位至初始状态；复位过程中压电振子也有电能产生，但因按扭的电路处于断开状态，电路板上的信号发射模块不发射有效控制信号。

特色与优势：①通过曲板转动拉伸压电振子，且发电与开关控制同步，故遥控器总体结构及操作简单、供电可靠性高、无冲击与噪音；②压电振子仅承受拉力作用，压电膜不致因拉应力过大损坏、机械可靠性高；③伸缩式压电振子的应力分布均匀、发电能力强。

附图说明

图1是本实用新型一个较佳实施例中遥控器的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本实用新型一个较佳实施例中换能器的结构示意图；

图4是本实用新型一个较佳实施例中曲板的结构示意图；

图5是图4的左视图；

具体实施方式：

壳体1的端部通过螺钉安装有护板8，壳体1的前面板1a的内侧通过螺钉安装有电路板2，电路板2上焊接有发射模块5；带圆弧凸起的S型金属膜h1与其圆弧凸起处所粘接的压电膜h2构成压电振子h，压电振子h上的不同压电膜h2之间通过导线L1连接，压电振子h通过导线组L3与电路板2连接；压电振子h与其两端所铆接的销套4构成换能器H，换能器H两端的销套4分别套在定销3和动销3’上，定销3的两端分别置于壳体1的左侧壁1c和右侧壁1d上端的销孔内，动销3’的两端置于壳体1的左侧壁1c和右侧壁1d下端的纵向导槽1e和1f内；曲板7的斜臂7b上的方腔7c两侧壁上的导槽7d和7d’套在动销3’上，曲板7的立臂7e两侧的凸轴7f和7f’分别置于壳体1左侧壁1c和右侧壁1d下端的销孔内，曲板7的平臂7a上安装有按钮6，曲板7的平臂7a上设有导线孔7g，连接按钮6和电路板2的导线组L2从导线孔7g穿过；曲板7的平臂7a从壳体1的前面板1a下端的窗口1b伸出，按钮6置于壳体1之外。

为使压电振子h最大限度地发电、并避免压电膜h2受拉应力过大而损坏，压电振子h不受外力作用时其金属膜h1的圆弧外表面的最小半径为 $R=\frac{h_m+h_p}{2}\{2\mathrm{\α}+\frac{1}{1-\mathrm{\α}(1-\mathrm{\β})}[{\mathrm{\α}}^2(1-\mathrm{\β})-1-\mathrm{\η}\frac{E_p}{T_p}\left]\right\},$ 其中α＝h_m/(h_m+h_p)，h_p和h_m分别为压电膜h2和金属膜h1的厚度， $\mathrm{\η}=(1-\mathrm{\α})[1-\mathrm{\α}(1-\mathrm{\β})]+\mathrm{\α\β}/(1+k_{31}^2),$ β＝E_m/E_p，E_p和E_m分别为压电膜h2和金属膜h1的杨氏模量，T_p分别为压电材料的机电耦合系数和许用拉应力；当曲板7的平臂7a上表面与壳体1的窗口1b的上边框相互接触时，换能器H两端销套4所套的定销3和动销3’间的中心距l应大于或等于自然状态下换能器H上两端销套4间的中心距L，即l≥L，以避免使压电膜h2承受过大拉应力而损坏。

本实用新型中，当外力向下推动按扭6时，按扭6的电路接通、且按钮6迫使曲板7绕其立臂7e两侧凸轴7f和7f’的中心转动；同时，曲板7上导槽7d和7d’的上边缘推动置于所述导槽7d和7d’内的动销3’沿着壳体1的左侧壁1c和右侧壁1d下端的垂直导槽1e和1f向下移动，从而使定销3与动销3’间的中心距增加、压电振子h被拉伸长，压电振子h伸长过程中即将机械能转换成电能；所产生的电能经电路板2上的电能转换电路处理后直接供给发射模块5，发射模块5发出控制信号；释放按扭6后，按扭6的电路断开，压电振子h自身的弹性力使得曲板7向上转动，压电振子h及曲板7都复位至初始状态；复位过程中压电振子h也有电能产生，但因按扭6的电路处于断开状态，电路板2上的信号发射模块5不发射有效控制信号。

Claims (1)

1.一种无电池遥控器，其特征在于：壳体端部通过螺钉装有护板，壳体前面板内侧通过螺钉装有电路板，电路板上焊有发射模块；带圆弧凸起的金属膜与其圆弧凸起处所粘接的压电膜构成压电振子，压电振子上的不同压电膜间经导线L1连接，压电振子通过导线组L3与电路板连接；压电振子与其两端所铆接的销套构成换能器，换能器两端的销套分别套在定销和动销上，定销两端分别置于壳体左右侧壁上端的销孔内，动销两端分别置于壳体左右侧壁下端的纵向导槽内；曲板斜臂上的方腔两侧壁上的导槽套在动销上，曲板立臂两侧的凸轴分别置于壳体左右侧壁下端的销孔内，曲板平臂上装有按钮，曲板平臂上设有导线孔，连接按钮和电路板的导线组L2从导线孔穿过；曲板平臂从壳体前面板下端的窗口伸出，按钮置于壳体之外。