CN205828183U - 平移式磁极突变开关机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平移式磁极突变开关机构。包括底座和发电体，其特征在于：所述发电体两侧设有剪刀脚机构，剪刀脚机构设置在底座上，剪刀脚机构包括剪刀脚A和剪刀脚B，剪刀脚A通过设置在其两侧的中心轴与设置在剪刀脚B两侧的中心轴孔相配连接；所述剪刀脚A左侧的中心轴通过第一片簧与所述发电体左端连接，剪刀脚A右侧的中心轴通过第二片簧与所述底座和发电体右端连接，剪刀脚A右侧的中心轴上设有扭簧，扭簧的两脚设置在所述底座上的扭簧架上。本实用新型在磁极突变开关原理之上增加了一套辅助机构，使整个系统只需要一副发电模块就可以实现多个按钮的操作，实现一个免电池遥控器的功能。

Description

平移式磁极突变开关机构

技术领域

本实用新型涉及一种开关，具体为一种平移式磁极突变开关机构。

背景技术

近年来随着科学技术的不断进步，人们的生活方式也越来越时尚，越来越便利。无线技术的普及给人们带来了很多便利，无线上网使得智能手机平板电脑迅速普及。但是不管多么先进的电子设备都无法离开电源，要么需要一根电源线要么需要一组电池来供电。所以使用这些设备要么需要不断的充电要么需要经常更换电池。这样就降低了使用的便利性，同时电池的生产和消费过程也会给生态环境造成严重的破坏。

这就给了无线自供电系统很大的发展空间，而市场上常见的无线自供电系统又面临，效率低，稳定性差，成本高，用户使用麻烦费力等问题，市场接受度较低。如果有一种产品能解决上述问题，并且还可以适应潮流将手机电脑等智能设备与自供电开关面板通过无线网络和互联网联系起来。但是自供电系统往往受结构的局限无法在用户体验和成本之间取得平衡。如果能仅使用一个自发电模块就可以完成整个遥控器的动作，将是非常理想的。

专利201420267207.0公开一种免电池的磁极突变开关，并且具有两个稳态，让磁力线从一块磁铁的S极穿过铁芯到达另外一块磁铁的N极，形成两个稳态来代表开和关。本实用新型在其基础上再次创新完成了平移式磁极突变开关机构，本实用新型在磁极突变开关原理之上增加了一套辅助机构，使整个系统只需要一副发电模块就可以实现多个按钮的操作，实现一个免电池遥控器的功能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种平移式磁极突变开关机构的技术方案。

所述的平移式磁极突变开关机构，包括底座和发电体，发电体通过其两侧的转轴与底座连接配合，其特征在于：所述发电体两侧设有剪刀脚机构，剪刀脚机构设置在底座上，剪刀脚机构包括剪刀脚A和剪刀脚B，剪刀脚A通过设置在其两侧的中心轴与设置在剪刀脚B两侧的中心轴孔相配连接；所述剪刀脚A左侧的中心轴通过第一片簧与所述发电体左端连接，剪刀脚A右侧的中心轴通过第二片簧与所述底座和发电体右端连接，剪刀脚A右侧的中心轴上设有扭簧，扭簧的两脚设置在所述底座上的扭簧架上；所述剪刀脚A上设有托盘轴A，所述剪刀脚B上设有托盘轴B， 托盘轴A与托盘轴B上设有托盘。

所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述底座上设有4个脚座，所述剪刀脚A通过设置在其两侧的脚轴与底座上的脚座相配连接，所述剪刀脚B通过设置在其两侧的脚轴与底座上的脚座相配连接。

所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述第一片簧为三角片簧，三角片簧的一尖端与所述剪刀脚A左侧的中心轴连接，该尖端相对的三角边与所述发电体左端连接；所述第二片簧为十字片簧，十字片簧的两端分别与所述剪刀脚A右侧的中心轴和所述发电体右端连接，十字片簧的中间一字部位与所述底座上设置的支点架相配连接。

所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述托盘下端设有4个托盘架，所述托盘轴A与所述托盘轴B均通过托盘架与托盘连接。

所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述发电体包括铁芯、磁铁、衔铁、线包、线包盒和发电体上盖。

本实用新型的有益效果为：

1. 利用自身机构的两个稳态代表按键的导通和断开两个状态，并且与薄膜线路相互配合识别键位，与传统遥控器操作方式及手感相同；

无需电池和外部电源就可以使整个电路工作，利于实现防潮防水防尘，环境适应能力强，节能环保，甚至浸泡在水中也可以正常工作，

无需电池和外部电源的结构提供了免维护的特性，可以安装在隐蔽的无法有效维护的场合；

2. 发电体上盖与片簧结构和剪刀脚机构协同工作，大大的改善了系统的稳定性和可靠性，并且在垂直上下运动的同时提供了一个可以保持水平的平台，用户无论按压力量大小或者姿势改变都不会影响系统固有的发电量；

3. 由于发电量足够大，所以在驱动电路工作时还有余电可供点亮LED，明确为用户指示动作；

4. 发电体总成的模块式结构，适合大批量分散式生产，能够适应产品款式的不断推陈出新；

5. 由于托盘平面很方便线路板与薄膜线路配合，设置较多按键而共用同一个发电体，在提供丰富的按键资源的同时，大大的节约了制造成本，利于批量化大规模推广；

6. 由于多按键设计，可以十分方便的实现两个以上按键的组合操作和顺序编码操作，甚至实现一个基本键盘的复杂操作。

附图说明

图1为发电体剖面的示意图；

图2为A稳态结构示意图；

图3为B稳态结构示意图；

图4为总装配体剖面示意图；

图5为本实用新型下部结构爆炸图；

图6为本实用新型上部结构爆炸图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型在一根铁芯上绕满线圈，两端各放置一组由一块磁铁和两块衔铁组成的组件，并且当铁芯旋转时，可以使得铁芯接触不同衔铁的表面而产生N、S 极突然变化，导致铁芯内的磁力线方向大小突然变化而感生电动势。本实用新型是在专利201420267207.0上进行的改进，A 稳态和B 稳态的具体实现原理就不再赘述。

如图1至6所示，本实用新型的平移式磁极突变开关机构，包括底座1和发电体29，发电体包括铁芯21、磁铁、衔铁、线包27、线包盒26和发电体上盖15，发电体上盖15通过其两侧的转轴与底座1连接配合，发电体上盖15可绕转轴转动一定角度。铁芯21设置在线包27中，线包27固定设置底座1上，线包27导线引出部分通过软排线，穿过底板和托盘16上的导线孔联接到托盘16上方的线路板30，为线路供电。发电体29两侧设有剪刀脚机构，剪刀脚机构设置在底座1上，剪刀脚机构包括剪刀脚A 2和剪刀脚B 3，剪刀脚A 2通过设置在其两侧的中心轴4与设置在剪刀脚B 3两侧的中心轴孔5相配连接；底座1上设有4个脚座17，剪刀脚A 2通过设置在其两侧的脚轴12a与底座1上的脚座17相配连接，剪刀脚B 3通过设置在其两侧的脚轴12b与底座1上的脚座17相配连接，可使两剪刀脚在运动时不在底座上发生平移，也可保持托盘16的平衡性。剪刀脚A 2左侧的中心轴4通过三角片簧6与发电体29左端连接，三角片簧6的一尖端与所述剪刀脚A 2左侧的中心轴4连接，该尖端相对的三角边与发电体29左端连接；剪刀脚A 2右侧的中心轴4通过十字片簧7与底座1和发电体29右端连接，十字片簧7的两端分别与所述剪刀脚A 2右侧的中心轴4和所述发电体29右端连接，十字片簧7的中间一字部位与所述底座1上设置的支点架11相配连接。当剪刀脚机构受力下行，推动剪刀脚A 2左侧的中心轴4下压，三角片簧6受力变形蓄能，当三角片簧6受力大于磁铁对铁芯的吸引力时，发电体上盖15绕转轴逆时针转动，发电体脱离B稳态顺时针转动，到达A稳态。剪刀脚A 2右侧的中心轴4向外延伸位置设有外中心轴10，外中心轴10上设有扭簧9，扭簧9的两脚设置在底座1上的扭簧架8上；当剪刀脚机构下压，扭簧受力变形蓄能；当剪刀脚机构上部压力消失，扭簧9释放能量恢复原形，并推动剪刀脚机构回位，推动剪刀脚A 2右侧的中心轴4上抬十字片簧7，十字片簧7变形蓄能，当十字片簧7受力大于磁铁对铁芯的吸引力时，发电体上盖15绕转轴顺时针转动，发电体脱离A稳态顺时针转动，到达B稳态。

整个机构可以保证托盘平面水平的同时完成上下行运动，根据电磁感应定律E＝nΔΦ/Δt，两侧片簧还能起到改善Δt数据的作用，使得衔铁与铁芯释放与吸合的动作迅速利落，Δt的数值稳定，不容易受外部干扰与用户按压开关动作快慢的影响，从而能够使整个机构稳定。

如图4、5和6所示，托盘16下端设有4个托盘架36，托盘轴A 13与托盘轴B 14均通过托盘架36与托盘16连接，整个机构可以保证托盘平面水平的同时完成上下行运动。托盘36上依次设有线路板30、隔片34、薄膜线路32、上盖31和按键18。线路板30上设有多个用作开关触点的开关电极35，线路板30上覆盖有隔片34，隔片34与开关电极35重叠位置打孔设置，隔片34两侧设有防水材料，隔片34上覆盖有薄膜线路32，薄膜线路32与隔片34的孔重叠位置的下表面设有导电盘33；导电盘33设置在开关电极35上方，薄膜线路32上设置上盖31，上盖31与隔片34上的孔相对的位置设置有按键18，按键18下方设有凸点，按键18通过弹性臂28与上盖相配连接。

如图2和3所示，发电体上盖15围绕转轴顺时针转动，第三衔铁22与铁芯21右侧上表面接触吸合，第二衔铁20与铁芯21左侧下表面接触吸合，使得铁芯21内磁力线由第二磁铁24的S极出发，依次第三衔铁22、铁芯21、第二衔铁20，到达第一磁铁25的N极，此时为A稳态。当发电体上盖15围绕转轴逆时针转动，第一衔铁19与铁芯21左侧上表面接触吸合，第四衔铁23与铁芯21右侧下表面接触吸合，使得铁芯21内的磁力线由第一磁铁25的S极出发，依次穿过第一衔铁19、铁芯21、第四衔铁23，到达第二磁铁24的N极，此时为B稳态，虚线为软磁铁芯内磁力线方向。

当用户手指按压按键18时，按键的弹性臂28变形，按键18下方凸点挤压薄膜线路32上的导电盘33接触线路板30上的开关触点35，使开关触点35导通，同时托盘16受力下行，推动剪刀脚机构下行。剪刀脚A 2左侧的中心轴4拉伸三角片簧6使其变形蓄能，且由于剪刀脚A 2右侧的中心轴4的下压作用，扭簧9也受力变形蓄能，当三角片簧受力大于磁铁对铁芯的吸引力时，发电体上盖15绕转轴逆时针转动，发电体脱离B稳态顺时针转动，到达A稳态；发电体发电推动线路板上的线路工作，输入端状态采集模块采集按键状态，通过无线发射模块将状态编码发射出去。当用户手指释放按键，扭簧9变回原形并且释放能量，推动剪刀脚机构上行，推动剪刀脚A 2右侧的中心轴4上抬十字片簧7，十字片簧7变形蓄能，当十字片簧7受力大于磁铁对铁芯的吸引力时，发电体上盖15绕转轴顺时针转动，发电体脱离A稳态顺时针转动，到达B稳态。发电体发电推动线路板上的线路再次工作，输入端状态采集模块采集按键状态，通过无线发射模块将状态编码发射出去。

由于多按键同处一个平面，和共用同一个发电体的设计，所以非常方便实现两个按键以上的组合键操作。用户可以根据按键输入的顺序编码组合，实现输入密码开启负载控制器进入组网状态。

线路板上设有输入状态采集模块、电源管理模块、无线发射模块、开关控制模块和磁极开关按压方向识别电路，其中磁极开关按压方向识别电路包括二极管D1、二极管D2、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、二极管D3、二极管D4、二极管D5 和二极管D6，线包的两端A 端和B 端接入磁极突变开关按压方向识别电路，通过二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6 给电容C1 充电，电路从电容C1 汲取电能工作，用户按压的方向信号通过电阻R1、电阻R2 送入开关控制模块，开关控制模块控制LED1 与LED2为用户指示按压方向；线路板裸露部分设有三防漆。

本实用新型的控制方法如下：

整个系统由多按键自供电输入面板、负载控制器和网关3个部分组成，这３个部分之间通过无线信号连接，并且在多按键自供电输入面板内部保存有设备识别ID码，用户通过操作负载控制器上的ID码学习键进入学习状态，用户操作多按键自供电输入面板发射无线信号，负载控制器接收相应无线信号从中提取ID码，用户操作智能设备的Ａｐｐ可以使网关进入ID码学习状态，用户操作多按键自供电输入面板发射无线信号，网关从无线信号中提取ID码。

多按键自供电输入面板有多个按键，用户可以根据按键输入的顺序编码组合，实现输入密码开启设备控制器进入组网状态。

本实用新型用户的操作方式如下：

Ａ.用户操作按键，发电体开始工作，按键按压方向识别电路识别用户动作方向，通知开关面板控制模块点亮相应的LED指示灯，并且通过无线发射模块将识别到的状态发射出去；负载控制器接收到相应信号切换相应负载的开关状态，并且将切换完毕后的负载状态发射出去；网关接收到负载控制器发来的信号通过网线或WｉＦｉ将负载状态通知智能设备，智能设备上装有相应的Ａｐｐ显示状态；

Ｂ．用户操作智能设备上的Ａｐｐ，通过网线或WｉＦｉ链接网关。网关将相应信号通过无线收发模块发射出去，负载控制器接收到相应信号切换负载状态；然后将操作完毕后的负载状态动过无线收发模块发射回网关，网关再通过网线ＷｉＦｉ通知手机电脑等智能设备上的Ａｐｐ显示状态。

本实用新型的无线收发信号均需通过ID码来解决设备识别和控制串扰。多按键自供电输入面板内部预存一串８～３２位的设备识别ID码，负载控制器上设有１个ID码学习键。按动ID码学习键负载控制器进入ID码学习状态，此时操作多按键自供电输入面板则负载控制器记录接收到的ID码以备之后识别之用。同理用户操作智能终端上的Ａｐｐ软件控制网关进入ID码学习状态，用户操作多按键自供电输入面板发射信号，网关接收到此信号提取ID码保存以备之后识别之用。

Claims (5)

1.平移式磁极突变开关机构，包括底座（1）和发电体（29），发电体（29）通过其两侧的转轴与底座（1）连接配合，其特征在于：所述发电体（29）两侧设有剪刀脚机构，剪刀脚机构设置在底座（1）上，剪刀脚机构包括剪刀脚A（2）和剪刀脚B（3），剪刀脚A（2）通过设置在其两侧的中心轴（4）与设置在剪刀脚B（3）两侧的中心轴孔（5）相配连接；所述剪刀脚A（2）左侧的中心轴（4）通过第一片簧与所述发电体（29）左端连接，剪刀脚A（2）右侧的中心轴（4）通过第二片簧与所述底座（1）和发电体（29）右端连接，剪刀脚A（2）右侧的中心轴（4）上设有扭簧（9），扭簧（9）的两脚设置在所述底座（1）上的扭簧架（8）上；所述剪刀脚A（2）上设有托盘轴A（13），所述剪刀脚B（3）上设有托盘轴B（14）， 托盘轴A（13）与托盘轴B（14）上设有托盘（16）。

2.根据权利要求1所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述底座上设有4个脚座（17），所述剪刀脚A（2）通过设置在其两侧的脚轴（12a）与底座（1）上的脚座（17）相配连接，所述剪刀脚B（3）通过设置在其两侧的脚轴（12b）与底座（1）上的脚座（17）相配连接。

3.根据权利要求1所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述第一片簧为三角片簧（6），三角片簧（6）的一尖端与所述剪刀脚A（2）左侧的中心轴（4）连接，该尖端相对的三角边与所述发电体（29）左端连接；所述第二片簧为十字片簧（7），十字片簧（7）的两端分别与所述剪刀脚A（2）右侧的中心轴（4）和所述发电体（29）右端连接，十字片簧（7）的中间一字部位与所述底座（1）上设置的支点架（11）相配连接。

4.根据权利要求1所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述托盘（16）下端设有4个托盘架（36），所述托盘轴A（13）与所述托盘轴B（14）均通过托盘架（36）与托盘（16）连接。

5.根据权利要求1所述的平移式磁极突变开关机构，其特征在于：所述发电体（29）包括铁芯（21）、磁铁、衔铁、线包（27）、线包盒（26）和发电体上盖（15）。