CN212749596U - 压电开关及智能家居系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及智能开关面板技术领域，尤其是涉及一种压电开关及智能家居系统，压电开关包括：触控面板，至少部分能够在受外力作用时发生形变；压电陶瓷构件，设置于触控面板，压电陶瓷构件受到外力作用时能够发生电压变化；控制电路板，压电陶瓷构件与控制电路板相连接；电源板组，与控制电路板相连接。本申请提供的压电开关通过按压使触控面板发生轻微形变使压电陶瓷构件输出电压信号即可触发电路导通，操作简单，灵敏度高，不受干扰也不会出现按键卡死等情况，实用性较高。

Description

压电开关及智能家居系统

技术领域

本申请涉及智能开关面板技术领域，尤其是涉及一种压电开关及智能家居系统。

背景技术

目前，一般的智能家居面板都采用玻璃触摸或机械按键来实选，玻璃触摸面板都采用电容触摸原理，特别是在高干扰源或强的静电的条件下很容易导致触摸不灵敏。而机械按键的智能面板经常会出现按键卡死或按键行程较小的困扰，因此市面上出现了多种触控式开关面板，但现有开关面板的面壳都是一整块层叠装配在压电材料上的，整块面板的按压使得触摸按压的敏感度不高，使用寿命短。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种压电开关及智能家居系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的开关面板灵敏度低、易出现卡顿情况的技术问题。

本申请提供了一种压电开关，包括：

触控面板，至少部分能够在受外力作用时发生形变；

压电陶瓷构件，设置于所述触控面板，所述压电陶瓷构件受到外

力作用时能够发生电压变化；

控制电路板，所述压电陶瓷构件与所述控制电路板相连接；

电源板组，与所述控制电路板相连接。

在上述技术方案中，进一步地，所述触控面板面对所述控制电路板的一侧表面形成有安装部，所述压电陶瓷构件设置于所述安装部内。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述安装部具有槽体结构或孔结构，当所述安装部具有所述槽体结构时，所述槽体结构的底壁面面对所述触控面板的板面，当人手脱离触控面板后，所述触控面板能够迅速恢复原状。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述安装部的边缘形成有凸起部，所述凸起部朝向远离所述触控面板的板面凸起，以使所述触控面板的凸起部的厚度大于所述安装部的厚度。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述凸起部还形成有支撑部，所述支撑部的厚度大于所述凸起部的厚度。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述触控面板与所述控制电路板之间设置有面壳，所述触控面板设置于所述面壳。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述控制电路板与所述电源板组之间设置有盖板，且所述控制电路板面对所述盖板的一侧面设置有隔离片。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述压电开关还包括底壳，所述底壳的内部中空且形成有开口，所述电源板组、所述控制电路板设置于所述底壳内，所述面壳设置于所述底壳的开口。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述电源板组连接有继电器，所述继电器与用电设备相连接。

本申请还提供了一种智能家居系统，包括上述任一技术方案所述的压电开关，因而，具有该压电开关的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的压电开关包括：触控面板、压电陶瓷构件、控制电路板以及电源板组，其中，触控面板的至少部分能够发生形变，压电陶瓷构件设置于触控面板的一侧表面，当人手按压触控面板使触控面板发生形变时，压电陶瓷构件受到压力或者由于触控面板的形变发生机械振动，压电陶瓷构件就会产生一定数量的电荷，压电陶瓷构件的电极即可产生并输出电压信号，压电陶瓷构件与控制电路板相连接(具体可以为电连接)，控制电路板与电源板组电连接，压电陶瓷构件输出的电压信号被传递至控制电路板使控制电路板产生控制信号，进而控制电源板组相应电路的通断，实现控制用电设备的启动或关闭。

可见，本申请提供的压电开关通过按压使触控面板发生轻微形变使压电陶瓷构件输出电压信号即可触发电路导通，操作简单，灵敏度高，不受干扰也不会出现按键卡死等情况，实用性较高。

较佳地，触控面板的设置有压电陶瓷构件的一侧表面为弧形面，具有中间薄两端厚的结构，压电陶瓷构件可以为现有技术中常见的压电陶瓷片，压电陶瓷片设置于触控面板的较薄位置，优选地，薄层厚度为0.3mm-0.6mm，使得压电陶瓷片与触控面板的外表面即背离设置有压电陶瓷片的一侧表面与压电陶瓷片之间的距离较近，当人手按动触控面板时，只要触控面板发生轻微形变压电陶瓷片即可产生电压信号，提高触控的灵敏度。

需要说明的是，控制电路板可以为现有技术中常见的带有控制功能的电路板，配置有微控制单元，在现有技术中心被广泛用于智能面板中，具体品牌、型号在此不做具体限定，本领域技术人员完全能够理解。

本申请提供的智能家居系统，包括上述所述的压电开关，因而，通过本压电开关能够快速、灵敏地控制电路的通断以控制用电设备的启动或关闭，进而进而提高用电设备的响应速度，灵敏度高、故障率低，具有较强的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的压电开关的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的压电开关的截面图；

图3为图2在A处的放大图。

附图标记：

1-触控面板，101-安装部，102-凸起部，103-支撑部，2-压电陶瓷构件，3-面壳，4-控制电路板，5-隔离片，6-连接件，7-盖板，8-电源板组，9-底壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1至3描述根据本申请一些实施例所述的压电开关及智能家居系统。

参见图1至图3所示，本申请的实施例提供了一种压电开关，包括：

触控面板1，至少部分能够在受外力作用时发生形变；

压电陶瓷构件2，设置于触控面板1，压电陶瓷构件2受到外力

作用时能够发生电压变化；

控制电路板4，压电陶瓷构件2与控制电路板4相连接；

电源板组8，与控制电路板4相连接。

本申请提供的压电开关包括：触控面板1、压电陶瓷构件2、控制电路板4以及电源板组8，其中，触控面板1的至少部分能够发生形变，压电陶瓷构件2设置于触控面板1的一侧表面，当人手按压触控面板1使触控面板1发生形变时，压电陶瓷构件2受到压力或者由于触控面板1的形变发生机械振动，压电陶瓷构件2就会产生一定数量的电荷，压电陶瓷构件2的电极即可产生并输出电压信号，压电陶瓷构件2与控制电路板4相连接(具体可以为电连接，压电陶瓷构件2的连接线焊接于控制电路板4)，控制电路板4与电源板组8电连接，压电陶瓷构件2输出的电压信号被传递至控制电路板4使控制电路板4产生控制信号，进而控制电源板组8相应电路的通断，实现控制用电设备的启动或关闭。

可见，本申请提供的压电开关通过按压使触控面板1发生轻微形变使压电陶瓷构件2输出电压信号即可触发电路导通，操作简单，灵敏度高，不受干扰也不会出现按键卡死等情况，实用性较高。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2和图3所示，触控面板1面对控制电路板4的一侧表面形成有安装部101，压电陶瓷构件2设置于安装部101内。

进一步地，安装部101具有槽体结构或孔结构，当安装部101具有槽体结构时，槽体结构的底壁面面对触控面板1的板面，当人手脱离触控面板1后，触控面板1能够迅速恢复原状。

在该实施例中，安装部101可以但不限于为安装槽或安装孔，形成有一定的容纳空间，容纳空间的形状、尺寸与具有片状结构的压电陶瓷构件2相适配，使得压电陶瓷构件2能够被安置于容纳空间，减少对压电陶瓷构件2的固定设置的相应结构，避免对压电陶瓷构件2的结构、功能产生影响，另一方面，安装部101朝向触控面板1的外表面凹陷，减少了压电陶瓷构件2与触控面板1的外表面之间的距离，确保触控的灵敏度。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2和图3所示，安装部101的边缘形成有凸起部102，凸起部102朝向远离触控面板1的板面凸起，以使触控面板1的凸起部102的厚度大于安装部101的厚度；安装部101的厚度为0.3mm-0.6mm。

进一步地，凸起部102还形成有支撑部103，支撑部103的厚度大于凸起部102的厚度。

在该实施例中，触控面板1的设置有压电陶瓷构件2的一侧表面为非平面，具有中间薄边缘厚的结构，压电陶瓷构件2可以为现有技术中常见的压电陶瓷片，压电陶瓷片设置于触控面板1的较薄位置(即安装部101)，优选地，安装部101的厚度为0.3mm-0.6mm，使得压电陶瓷片与触控面板1的外表面即背离设置有压电陶瓷片的一侧表面与压电陶瓷片之间的距离较近，当人手按动触控面板1时，只要触控面板1发生轻微形变压电陶瓷片即可产生电压信号，提高触控的灵敏度，重要的是，安装部101的底壁面即为触控面板1的板面，占据较大的面积，凸起部102与安装部101自然过渡连接，两者的连接部位具有圆弧倒角结构或者阶梯结构，凸起部102的厚度或者说高度大于安装部101的厚度/高度，使得触控面板1的面对陶瓷压电构件的一侧形成弧形槽或台阶槽，本实施例中优选为台阶槽，同时，支撑部103与控制电路板4抵接，支撑部103能够对凸起部102、安装部101进行有效支撑，支撑部103的厚度大于凸起部102的厚度/高度加深了台阶槽的整体深度，使得使得当人手脱离按压触控面板1后，由于这种结构的自身特点能够使触控面板1迅速恢复原状，压电陶瓷构件2也短时间内不再接受压力或能够迅速停止振动，进而确保触控的灵敏度。

本申请中的安装部101、凸起部102以及支撑部103共同形成的台阶槽与拱形桥的设计理念如出一辙，原有安装部的两个底角为直角，将直角进行裁切，形成类似“梯形”的槽体结构，具有更强的承重力，当人手按压或脱离触控面板1时，这种结构能够迅速地作出力的合成、分解反应，防止触控面板1过度形变。

其中，安装部101、凸起部102以及支撑部103为一体式结构，即触控面板1为整块板。

此外，控制电路板4设置有电压比较器芯片，用于比较压电陶瓷构件2产生的电信号电压大小和参考电压的大小；若压电陶瓷构件2产生的电信号电压大于参考电压，则输出高电平；反之，则输出低电平。由于按压一个按键区域时，可能引起相邻按键区域的谐振，因此，在判定是否为有效按键动作时，还加入按键滤波算法：只有单个脉冲宽度或大于15ms的电平信号才会被认为是有效信号。

需要说明的是，控制电路板4可以为现有技术中常见的带有控制功能的电路板，配置有微控制单元，在现有技术中心被广泛用于智能面板中，具体品牌、型号在此不做具体限定，本领域技术人员完全能够理解。

较佳地，触控面板1上也可形成有“指纹”、圆圈等标志来引导触摸按压，或者，触控面板1上也可形成凹槽，引导触摸按压。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，触控面板1与控制电路板4之间设置有面壳3，触控面板1设置于面壳3。

在该实施例中，触控面板1设置于面壳3，面壳3对触控面板1起到承托作用，同时能够将压电陶瓷构件2封堵于安装部101内，并且面壳3将触控面板1与控制电路板4相互阻隔，避免在按压触控面板1时对控制电路板4产生影响。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，控制电路板4与电源板组8之间设置有盖板7，且控制电路板4面对盖板7的一侧面设置有隔离片5。

优选地，如图1所示，盖板7与电源板组8通过连接件6相连接。

在该实施例中，隔离片5能够起到保护控制电路板4的作用，避免控制电路板4与盖板7刚性接触或摩擦，另一方面隔离片5还能起到一定的隔热作用，避免控制电路板4工作产生的热量全部经盖板7传递至电源板组8对电源板组8产生影响。盖板7能够对控制电路板4起到承托、保护的作用。

具体地，连接件6可以为螺杆，控制电路板4形成有安装孔，优选地，安装孔靠近控制电路板4的四个顶角设置，盖板7的靠近四个顶角的位置形成有螺纹槽，通过使用螺杆穿过安装孔并旋拧与螺纹槽内即可将控制电路板4与盖板7固定。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，压电开关还包括底壳9，底壳9的内部中空且形成有开口，电源板组8、控制电路板4设置于底壳9内，面壳3设置于底壳9的开口。

在该实施例中，底壳9整体呈槽体状，上端口敞开，内部中空，电源板组8、控制电路板4设置于底壳9内，面壳3能够与底壳9的开口可拆卸连接，具体两者可以但不限于为卡接，当面壳3扣射于底壳9的开口，触控面板1裸露与环境中，便于用户操作，其他除触控面板1、面壳3以外的结构均被容纳于底壳9内。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，电源板组8连接有继电器，继电器与用电设备相连接。

在该实施例中，继电器与用电设备之间可以通过导线电连接也可采用无线连接的方式进行连接，继电器与控制电路板4电连接，较佳地，本申请中继电器与用电设备之间选用无线连接方式，当控制电路板4接收到压电陶瓷构件2传递的电压信号触发控制电路板4向电源组板具体地向继电器发出控制信号后，继电器即可控制电源板组8与用电设备之间电路的通断。

本申请的实施例还提供一种智能家居系统，包括上述任一实施例所述的压电开关，因而，具有该压电开关的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种压电开关，其特征在于，包括：

触控面板，至少部分能够在受外力作用时发生形变；

压电陶瓷构件，设置于所述触控面板，所述压电陶瓷构件受到外力作用时能够发生电压变化；

控制电路板，所述压电陶瓷构件与所述控制电路板相连接；

电源板组，与所述控制电路板相连接。

2.根据权利要求1所述的压电开关，其特征在于，所述触控面板面对所述控制电路板的一侧表面形成有安装部，所述压电陶瓷构件设置于所述安装部内。

3.根据权利要求2所述的压电开关，其特征在于，所述安装部具有槽体结构或孔结构，当所述安装部具有所述槽体结构时，所述槽体结构的底壁面面对所述触控面板的板面，当人手脱离触控面板后，所述触控面板能够迅速恢复原状。

4.根据权利要求3所述的压电开关，其特征在于，所述安装部的边缘形成有凸起部，所述凸起部朝向远离所述触控面板的板面凸起，以使所述触控面板的凸起部的厚度大于所述安装部的厚度。

5.根据权利要求4所述的压电开关，其特征在于，所述凸起部还形成有支撑部，所述支撑部的厚度大于所述凸起部的厚度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的压电开关，其特征在于，所述触控面板与所述控制电路板之间设置有面壳，所述触控面板设置于所述面壳。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的压电开关，其特征在于，所述控制电路板与所述电源板组之间设置有盖板，且所述控制电路板面对所述盖板的一侧面设置有隔离片。

8.根据权利要求6所述的压电开关，其特征在于，所述压电开关还包括底壳，所述底壳的内部中空且形成有开口，所述电源板组、所述控制电路板设置于所述底壳内，所述面壳设置于所述底壳的开口。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的压电开关，其特征在于，所述电源板组连接有继电器，所述继电器与用电设备相连接。

10.一种智能家居系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的压电开关。

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