CN208548877U - 一种应变式开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应变式开关，包括面板、安装板和基座，面板和基座分别安装在安装板的两侧，面板上设有应变区，面板和安装板之间设有第一处理器，基座内设有第二处理器，应变区连接第一处理器，第二处理器连接第一处理器和外部电源。本实用新型在光滑的开关面板内设有应变结构，通过对开关面板的轻触按压导致结构件表面产生应变，在通过这种应变来起到控制电器开关的目的，减少了机械开关的结构件数，节省了开模成本，使得外观更为简洁，也避免了现有技术中其他结构可能带来的弊端。

Description

一种应变式开关

技术领域

本实用新型涉及面板式开关。

背景技术

目前的智能墙壁开关产品中，主要是通过机械开关触发信号或者接受wifi/zigbee信号来控制继电器达到控制电路通断的目的。其中，机械开关触发信号的型式依然沿用了以往非智能墙壁开关的按键开关型式。触摸按键及电容式电阻式触控开关会导致人体电荷变化，有健康风险而且成本较高。

目前的智能墙壁开关，往往存在几个弊端：1、墙壁开关的机械按键式触发结构通常会涉及几个结构件所组成的运动副，需要数个结构件才能完成按键的按下和回弹，需要较高的开模成本而且装配工艺也相对复杂。2、随着人们对产品简洁化的要求越来越高，受机械按键式开关的结构型式影响，外观面始终为几个相互配合的结构件端面，显得复杂且外观设计受限。相互配合的结构件因为制造误差导致装配后也无法保证绝对的平整。3、机械按键式的开关在配合的缝隙处容易积灰，清洗困难，影响长期的用户体验。4、以电阻屏或者电容屏技术制作的开关面板成本过高，有健康风险，产品不好推广。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对背景技术中的问题，提供一种应变式开关，通过应变原理来触发信号控制继电器的通断。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种应变式开关，包括面板、安装板和基座，面板和基座分别安装在安装板的两侧，面板上设有应变区，面板和安装板之间设有第一处理器，基座内设有第二处理器，应变区连接第一处理器，第二处理器连接第一处理器和外部电源。

进一步地，面板的外表面为光洁平面，其中心部位设有按压区，按压区的内部表面设有敏感栅，敏感栅电连接第一处理器。

进一步地，敏感栅上设有两个焊线端头，焊线端头上焊接导线，导线连接至第一处理器。

进一步地，敏感栅粘贴在面板的内部表面上。

进一步地，第二处理器上设有电源管理电路和继电器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在光滑的开关面板内设有应变结构，通过对开关面板的轻触按压导致结构件表面产生应变，在通过这种应变来起到控制电器开关的目的，减少了机械开关的结构件数，节省了开模成本，使得外观更为简洁，也避免了现有技术中其他结构可能带来的弊端。

附图说明

图1是本实用新型的安装效果示意图。

图2是本实用新型的外部示意图。

图3是本实用新型的分解图。

图4是本实用新型的面板的内部结构图。

图5是图4的画圈部位放大图。

图6是本实用新型的面板和第一处理器的分解图。

图7是图6的画圈部位放大图。

图8是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明，应当指出的是，实施例只是对本实用新型的具体阐述，不应视为对本实用新型的限定。

参照附图3，本实用新型的应变式开关包括面板1、安装板3和基座，面板1和基座分别安装在安装板3的两侧，基座包括基座底盖 4和基座顶盖6，基座用于将整个开关安装在墙面内。

面板1上设有应变区，面板1和安装板3之间设有第一处理器，即第一PCB板2，基座内设有第二处理器，即第二PCB板5，应变区连接第一PCB板2，第二PCB板5连接第一PCB板2和外部电源。

在一些具体的实施例中，面板1与安装板3扣接，第一PCB板2 固定在面板1和安装板3之间，基座顶盖6与基座底盖4扣接，第二 PCB板5安装在基座顶盖6和基座底盖4之间，面盖安装板3与基座底盖4扣接，从而形成完整的开关组件。

如图1-2所示，面板1的外观面为光洁平面，其中心区域为适合按压区11，面板背面设有加强筋12，保证开关面板的基本结构强度，面板是设有敏感栅13，敏感栅13由具有压变效应的导体或半导体制作成栅状排排列的结构，所谓压变效应是指导体或半导体因外力产生机械形变时电阻率变化，敏感栅13上还设有两个焊线端头131，焊线端头131上焊接导线132，导线132与第一PCB板2连接传输应变信号。

作为一种优选的方案，敏感栅13通过SMT贴片工艺或者粘接附着于面板1的最易产生应变的位置。

作为一种优选的方案，敏感栅13上还附着有一层绝缘层133以避免信号收到干扰。

作为一种优选的方案，面板1上有应变区14，当手指轻触面板1 时会使应变区14产生应变，被敏感栅13感应到，应变区14的壁厚需要满足在手指轻触施加的压力下能产生被敏感栅检测的应变，所以在设计一位或多位开关时，应变区14的壁厚需要根据情况进行调整。

作为一种优选的方案，第一PCB板2上有集成电路处理器，敏感栅13产生的应变信号传输到集成电路处理器，集成电路处理器可以将应变信号转化为模拟信号，不同大小量的应变力产生不同大小量的应变信号，不同大小量的应变信号转化成不同大小量的模拟信号，集成电路处理器通过区分不同大小量的模拟信号来判断用户的按压力度，现有的集成电路处理器已经能够实现上述功能，集成电路处理器本身的结构并不是本实用新型的改进点，本实用新型只是对其功能加以利用。

作为一种优选的方案，第二PCB板5上有电源管理电路和继电器，电源管理电路直接将外部接入的交流市电转换成两路低压直流电源，一路低压直流电源给继电器提供工作电源，另一路低压直流电源给第一PCB板2提供工作电源，实际上，电源管理电路可以采用现有技术中常用的变压器。第一PCB板2和第二PCB板5通过导线或排针连接，第二PCB板5给整个系统提供电源，保证系统工作稳定正常，第一PCB板2识别到有应变信号，通过导线或者排针控制第二PCB板5上的继电器吸合，市电电源火线就可以通过继电器输出给负载，即完成了开关的功能。按照图8的结构布置可以实现本实用新型的模块化电路连接。

本实用新型的开关面板还可以拓展为，可量化应变量的大小(按压力的大小)来达到同一触点不同应变触发多种控制的功能。

本实用新型的结构与市面上的同类产品对比：

A、与电阻屏(电阻式触摸开关)对比。

电阻屏是通过上下两导电层，在手指按压处接触导通，控制器检测到接通后进行AD转换得到电压值与5V对比从而计算坐标。结构和信号产生原理都不同。

B、触摸开关。

人体本身为导体，可感应周围电磁场产生感应电压，接触开关后电压输入放大电路控制可控硅(又称晶闸管)来控制电路通断。结构和信号产生原理都不同。

C、与电容屏对比。

手指从屏幕接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。结构和信号产生原理都不同。

D、电容式触摸感应按键。

电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。结构及原理都不同。

采用应变的结构，相对于同类产品而言，具有以下突出的优势：

A、可量化应变信号，通过同一触点不同力度的按压实现多控。

B、用户直接接触的点是绝缘的，不会通过人体触发电荷变化，所以不会带来健康风险。

通过常用应变软件模拟一位开关实施例的应变情况如下：

手指轻触按键的力通常为2～5N，奋力按压时可以达到100N。

如图7所示，当开关应变区的壁厚为1.5mm时，手指按压力和应变的对应情况如下表所示：

通常的应变片传感器的应变量程为2～20000με，精度为1～2％，做到对上表中应变量的检测完全可行，但应该避免奋力按压。

Claims (5)

1.一种应变式开关，包括面板、安装板和基座，面板和基座分别安装在安装板的两侧，其特征是，面板上设有应变区，面板和安装板之间设有第一处理器，基座内设有第二处理器，应变区连接第一处理器，第二处理器连接第一处理器和外部电源。

2.根据权利要求1所述的一种应变式开关，其特征是，面板的外表面为光洁平面，其中心部位设有按压区，按压区的内部表面设有敏感栅，敏感栅电连接第一处理器。

3.根据权利要求2所述的一种应变式开关，其特征是，敏感栅上设有两个焊线端头，焊线端头上焊接导线，导线连接至第一处理器。

4.根据权利要求2所述的一种应变式开关，其特征是，敏感栅粘贴在面板的内部表面上。

5.根据权利要求2所述的一种应变式开关，其特征是，第二处理器上设有电源管理电路和继电器。