CN204465311U - 一种对称结构的自发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对称结构的自发电装置，包括：底座外壳；两E字铁芯，分别包括中柱和两边柱，两E字铁芯开口相对地对称套设在底座外壳内；两线圈组件，至少包含相互串联的两铜线绕组，两铜线绕组对称套设在两E字铁芯的中柱上；两翘板组件，至少包含上轭铁、下轭铁及夹设中间的永磁铁，E字铁芯被夹在翘板组件的上、下轭铁之间，两翘板组件的相对内侧通过连接机构活动连接；两翘板组件与两线圈组件十字交叉套装在E字铁芯中柱与边柱之间。由于结构的对称性，按压受力点在按钮的中心位置，按压施力较小，手感很好。且由于磁铁极性翻转简单，线圈组件和翘板组件均为对称分布，在实现自发电装置的薄型化同时，减少线圈电阻和寄生电容，改善了输出电能。

Description

一种对称结构的自发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用在家居电器中具自发电功能的无线遥控开关，尤其是一种能够将机械能转换为电能的对称结构的自发电装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高,会有很多新的需求产生。其中具自发电功能的无线遥控开关可把家居电器和控制开关之间的电线用无线遥控信号取代，用电器只需连接上接收器就可以实现无线控制电路通/断电，可实现对家居电器如灯具、窗帘、门铃、插座及其他电源的无线无源控制。无线遥控开关利用自发电技术实现自我供电，为其供电的自发电装置能够将按压产生的机械能转换为电能，是其中非常关键的部件。由于人们对美观和人体工学的要求越来越高，现在很多的自发电无线遥控开关都设计为按钮式。而现有技术的自发电装置则为翘板式，按压点总是处在装置的某一侧。这样的话，翘板式自发电装置由于其自身的不对称性，用在按钮式无线遥控开关上就会需要占用更大的体积，且按压的手感不好。

实用新型内容

本实用新型提供一种对称结构的自发电装置，能够使得按压点能够位于装置的中间对称位置，有助于减小按钮式无线遥控开关的体积，且具更好的按压手感。

本实用新型的技术方案是：一种对称结构的自发电装置，其特征在于，包括：一底座外壳；两E字铁芯，分别包括一中柱和两边柱，所述两E字铁芯开口相对地对称套设在所述底座外壳内；两线圈组件，至少包含相互串联的两铜线绕组，所述两铜线绕组对称套设在所述两E字铁芯的中柱上；两翘板组件，所述翘板组件至少包含一上轭铁、一下轭铁及夹在所述上、下轭铁之间的一永磁铁，所述E字铁芯被夹在所述翘板组件的所述上、下轭铁之间，所述两翘板组件的相对内侧通过一连接机构活动连接；

其中，所述两翘板组件与所述两线圈组件呈十字交叉套装在所述E字铁芯的中柱与边柱之间。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述两线圈组件的两铜线绕组中间反向串接，以使同一电流下所述两铜线绕组产生的感应磁通方向相反。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述两翘板组件的永磁铁的极性排列为同向。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述线圈组件进一步包括：

一绕线外壳，用以对所述铜线绕组绕线。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述线圈组件进一步包括：

一触点弹片，安装在所述绕线外壳的端部，用以连接所述铜线绕组的出线头。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述翘板组件还进一步包括：两支C形夹，以固定所述上、下轭铁及所述永磁体的相对位置，且使所述翘板组件能上下翻转。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述翘板组件进一步包括：一外侧把柄，供按压使用。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述翘板组件的永磁铁材质为NdFeB。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述两翘板组件相对内侧的所述连接机构进一步包括：

至少一凸出部和一容置空间，所述凸出部嵌入所述容置空间以达到活动连接的目的，当按下或弹起其中一个所述翘板组件的外侧把柄，另一个翘板组件的外侧把柄也同时按下或弹起。

比较好的是，本实用新型的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述自发电装置进一步包括：

一发射模块，设置在所述底座外壳的上部，通过所述两触点弹片的触点连接所述发射模块。

本实用新型由于结构的对称性，对按钮式自发电无线遥控开关来说，按压受力点可以做到按钮的中心位置，同时按压施力较小，手感可以做到很好。再者磁铁极性翻转的方式简单，线圈组件和翘板组件均为对称分布，在实现自发电装置的薄型化同时，减少线圈电阻和寄生电容，改善了输出电能。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1为本实用新型的自发电装置的结构示意图；

图2为图1所示的自发电装置的S－S’横截面结构示意图；

图3本实用新型的自发电装置的铜线绕组反向串接示意图；

图4本实用新型的自发电装置的两翘板组件的第一实施例；

图5本实用新型的自发电装置的两翘板组件的第二实施例。

附图标记

1－底座外壳

1a－底座外壳内部卡扣

1b－底座外壳支柱

2－E字铁芯

3－线圈组件

3a－铜线绕组

3b－绕线外壳

3c－触点弹片

4－翘板组件

4a－上轭铁

4b－永磁铁

4c－下轭铁

4d－C形夹

4e－连接机构

4f－把柄

401－凸出部

402－容置空间

501－凸出部

502－容置空间

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的一种对称结构的自发电装置的结构示意图。

该对称结构的自发电装置包括一底座外壳1、上下两E字铁芯2、两线圈组件3和两翘板组件4(均仅标示了其中一组)。具体来说，在制程时，先将线圈组件3组装完成，该线圈组件3包括绕线外壳3b、绕制在绕线外壳3b上的铜线绕组3a、安装在绕线外壳3b端部的触点弹片3c；其中，翘板组件4则包括一上轭铁4a、一下轭铁4c、和夹在上、下轭铁4a和4c之间的一永磁铁4b以及将前述上、下轭铁及永磁铁固定的两C形夹4d，两翘板组件4的相对内侧通过一连接机构4e活动连接。

将上述结构的两线圈组件3对称套装在两E字铁芯2的中柱上；两翘板组件4与两线圈组件3呈十字交叉套装在E字铁芯2的中柱与边柱之间，E字铁芯2被夹在翘板组件4的上轭铁4a、下轭铁4c之间。保持翘板组件4、线圈组件3和E字铁芯2的相对位置，然后将两E字铁芯2开口相对的对称套装在底座外壳1内，E字铁芯2被底座外壳1内部的卡扣1a所固定；而两翘板组件4也由C形夹4d固定在底座外壳1中的四个支柱1b上，使得两翘板组件4能上下翻转，为方便按压，可在翘板组件4的外侧延伸一把柄4f供按压使用；而两线圈组件3则固定在E字铁芯2的中柱上，且两线圈组件3的两铜线绕组3a串联在一起，两出线头则分别连接在绕线外壳端部的触点弹片3c上。

为更清楚显示内部结构，图2所示为本实用新型的自发电装置沿图1中剖面线位置S-S’垂直剖切的横截面结构示意图。

图示中进一步示意了翘板组件4的结构。翘板组件4的上轭铁4a、下轭铁4c、夹在上下轭铁4a和4c之间的永磁铁4b被C形夹4d固定在一起，且可以绕C形夹4d的中轴上下翻动。两翘板组件4的相对内侧通过连接机构4e活动连接，当按下翘板组件4的外侧把柄4f时，在连接机构4e的连动作用下，另一翘板组件4的外侧把柄4f也会同时按下。

这样磁通会同时从永磁体4b的N极出发经过E字铁芯2的两边柱然后再从E字铁芯2的中柱回到永磁体4b的S极；为了避免磁通在E字铁芯2的中柱抵消，需要限定两块永磁体4b的极性排列为同向，即或者同时N极向上，或者同时S极向上。当再次弹起翘板组件4的外侧把柄4f时，在中间连接机构4e的作用下，另一翘板组件4的外侧把柄4f也会同时弹起，这样的话，流经E字铁芯2中柱的磁通会在这一瞬间反转，然后套在E字铁芯2的中柱上的线圈组件3的两铜线绕组3a均会获得感应电压。为尽量提高铜线绕组3a获得的感应电压，所述翘板组件4的永磁铁4b的材质为强磁体NdFeB材质。

由于永磁体4b产生的磁通流经两铜线绕组3a时互相反向，为将两铜线绕组3a的感应电压叠加而不是相互抵消，则必须将两铜线绕组3a的中间点进行反向串接，并其余两出线头端子分别接在两触点弹片3c上。

如图3所示，所谓两铜线绕组3a反向串接，即为当电流I分别从一端出线头端子流入，并从另一端出线头端子流出，两铜线绕组3a的产生的感应磁通Φ₁和Φ₂方向是相反的。

如图4所示为两翘板组件4的第一个实施例；

其中，两翘板组件4的连接机构4e包括两凸出部401和两容置空间402，该凸出部401和容置空间402分别交错位于两翘板组件4的上轭铁4a上，且该凸出部401嵌入该容置空间402以达到活动连接的目的；当按下或弹起翘板组件4的外侧把柄4f，另一翘板组件4的外侧把柄4f也会同时按下或弹起。

如图5所示为本实用新型的自发电装置的两翘板组件的第二个实施例。

其中，两翘板组件4的连接机构4e包括四个凸出部501和四个容置空间502，该凸出部501为半圆棒状，该容置空间502为半圆型槽；该凸出部501和容置空间502分别交错位于两翘板组件4的上、下轭铁4a和4c上；该连接机构4e也可以确保两侧的翘板组件4会同时按下或弹起。

上述两个实施例中，由于翘板组件4的上、下轭铁4a和4c和永磁铁4b被C形夹4d固定在一起，所以可知，该连接机构4e至少包含一凸出部和一容置空间，且凸出部嵌入容置空间，既可满足两侧翘板组件4同时撬动的要求。

本实用新型在应用时，当翘板组件的一端被按下时，由于内侧连接机构的作用，另一翘板组件也会同时被按下。使得E字铁芯内部磁路中的极性发生反转，从而在线圈组件的两铜线绕组中产生感应电压。根据法拉第感应定律产生感应电压的大小与线圈的匝数N、磁路中的磁通量变化ΔΦ和按动开关的快慢Δt有关，两翘板组件的永磁铁材质为NdFeB且极性排列为同向可增大磁路中的磁通量变化ΔΦ。由于两线圈组件的两铜线绕组中间反向串接，感应电压可以相互叠加以增大总的输出电压。弹起开关时电压波形相似，方向和极性相反。

所述线圈组件还可以包括一绕线外壳，以方便铜线绕组绕线，还可以包括安装在绕线外壳端部的触点弹片，以连接铜线绕组的出线头。所述翘板组件还可以包括两支C形夹，以将上、下轭铁及永磁体相对位置固定且使翘板组件能上下翻转，并包括一外侧把柄供按压使用。

本实用新型由于本身的对称性，可有效减小按钮式无线遥控开关上的体积，并改善按压的手感。本实用新型还有利于开发薄型的自发电装置，由于采用了磁铁绕旋转轴旋转的方式，只需按动按压点，让磁铁旋转很小的角度，即可轻松实现主磁路中磁铁极性的反转。这种工作方式无须另外增加更多分支磁路来辅助磁铁极性的反转，有助于实现薄型化。本实用新型还可减少按压的力度。由于本技术方案的磁铁分为两部分，按压点位置离磁铁转轴的相对位置较远，所以按动按压点时，对磁铁的撬动可以得到更大的力矩比，有利于减少按压施力。

本实用新型之自发电装置在实际应用时，产生的感生电流经过整流后，给遥控射频电路供电，发出带有编码的无线电波，接受端收到信号后驱动继电器来开闭电子设备。为了提供有效的给遥控射频电路供电，需要尽可能的降低自发电装置的线圈组件的寄生电容，以增大输出电流。本实用新型的线圈组件分为两段，相比于现有技术中只有一段的线圈组件，可有效降低线圈内部的寄生电容，减少能量在线圈内部的损失，增大输出电流。

另外，本实用新型的自发电装置的底座外壳的上部可嵌入发射模块，两触点弹片的触点可用来连接发射模块，以有效减少自发电遥控开关的尺寸；并可在手柄处安装弹簧以实现按压的自动复位。

以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。

Claims (9)

1.一种对称结构的自发电装置，其特征在于，包括：

一底座外壳；

两E字铁芯，分别包括一中柱和两边柱，所述两E字铁芯开口相对地对称套设在所述底座外壳内；

两线圈组件，至少包含相互串联的两铜线绕组，所述两铜线绕组对称套设在所述两E字铁芯的中柱上；

两翘板组件，所述翘板组件至少包含一上轭铁、一下轭铁及夹在所述上、下轭铁之间的一永磁铁，所述E字铁芯被夹在所述翘板组件的所述上、下轭铁之间，所述两翘板组件的相对内侧通过一连接机构活动连接；

其中，所述两翘板组件与所述两线圈组件呈十字交叉套装在所述E字铁芯的中柱与边柱之间。

2.根据权利要求1所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，

所述两线圈组件的两铜线绕组中间反向串接，以使同一电流下所述两铜线绕组产生的感应磁通方向相反。

3.根据权利要求1或2所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，

所述两翘板组件的永磁铁的极性排列为同向。

4.根据权利要求3所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述线圈组件进一步包括：

一绕线外壳，用以对所述铜线绕组绕线。

5.根据权利要求4所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述线圈 组件进一步包括：

一触点弹片，安装在所述绕线外壳的端部，用以连接所述铜线绕组的出线头。

6.根据权利要求5所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述翘板组件还进一步包括：

两支C形夹，以固定所述上、下轭铁及所述永磁体的相对位置，且使所述翘板组件能上下翻转。

7.根据权利要求6所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述翘板组件进一步包括：

一外侧把柄，供按压使用。

8.根据权利要求7所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，

所述翘板组件的永磁铁材质为NdFeB。

9.根据权利要求8所述的对称结构的自发电装置，其特征在于，所述两翘板组件相对内侧的所述连接机构进一步包括：

至少一凸出部和一容置空间，所述凸出部嵌入所述容置空间以达到活动连接的目的，当按下或弹起其中一个所述翘板组件的外侧把柄，另一个翘板组件的外侧把柄也同时按下或弹起。