无线开关装置的制造方法
【专利摘要】无线开关装置，包括：开关盒，待最终固定于所需位置；和开关本体，独立于开关盒并用于控制相应电器的电路开闭，其中开关盒具有：摩擦件，响应于摩擦动作而产生相应的电能；电能收集/转换单元，将摩擦件产生的电能转换成所需电能；和信号发射单元，接收电能收集/转换单元转换后的电能而发射相应的开关信号，并且其中开关本体具有主回路开关控制单元，主回路开关控制单元响应于信号发射单元所发射的开关信号而开闭相应电器的电路。本发明的无线开关装置通过例如手指摩擦运动来产生控制电信号，从而部件简单、体积小巧、使用方便并且成本低。
【专利说明】
无线开关装置
技术领域
[0001]本发明总体涉及电器开关领域，具体涉及无线开关装置。
【背景技术】
[0002]开关在各种用电场合广泛使用，用于启动或关闭用电器。现有技术中，主要采用翘板式开关，在开关与被控电器之间需要布线，开关与用电器直接电器连接，长期使用存在漏电的安全隐患；同时这种有线开关施工非常麻烦，必须要准确设计开关的具体位置、在墙体上开凿、布电线、埋开关底盒，这造成了人力物力的资源浪费；更为棘手的问题是，后期开关线路改造几乎只能重新凿墙布线。
[0003]现有无线遥控式开关可以解决布线问题，但通常都需要采用干电池或可充电蓄电池来供电，当代社会越来越重视绿色环保，废弃的旧电池将会成为环境污染的重大问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的某些或某种缺陷，提供一种通过摩擦运动来产生电能的无线开关装置。
[0005]根据本发明的无线开关装置包括:
[0006]开关盒，待最终固定于所需位置；和
[0007]开关本体，独立于开关盒并用于控制相应电器的电路开闭，
[0008]其中开关盒具有:
[0009]摩擦件，响应于摩擦动作而产生相应的电能；
[0010]电能收集/转换单元，将摩擦件产生的电能收集/转换成所需电能；和
[0011]信号发射单元，用于接收电能收集/转换单元所收集/转换的电能而发射相应的开关信号，
[0012]并且其中开关本体具有主回路开关控制单元，主回路开关控制单元响应于信号发射单元所发射的开关信号而开闭相应电器的电路。
[0013]在本发明的一个实施例中，开关盒可以构造成壁式开关盒形式，并最终固定于室内墙壁期望位置。
[0014]在本发明的另一个实施例中，开关盒可以构造成可移动式开关盒，并能够选择性固定于室内摆放物上的期望位置。这种情况下，可移动式开关盒的固定面上可以设置有可重复固定装置。可重复固定装置优选为可重复粘贴胶皮或磁铁。
[0015]在本发明的另一个实施例中，开关本体安装在待控制电器附近。这种情况下，待控制电器可以为电灯，开关本体则可以安装在电灯的灯罩内。
[0016]在本发明的另一个实施例中，摩擦件可以包括:绝缘背衬；附着在绝缘背衬上的导电层；以及固定在导电层上的摩擦体。
[0017]在本发明的替代性实施例中，摩擦件还可以包括摩擦滑动件，其能够相对于摩擦体产生摩擦滑动。这种情况下，摩擦滑动件可以由类似皮肤材料例如硅橡胶等材料制成。
[0018]在本发明的优选实施例中，导电层可以由金箔或氧化锡制成。另外，摩擦体可以为硅橡胶柱阵列。
[0019]在本发明的又一个实施例中，信号发射单元产生的开关信号优选为加密信号，主回路开关控制单元具有能够对应解码所述加密信号的接收器。
[0020]本发明还提供了一种室内装修用无线开关装置，其包括:
[0021]开关盒，在室内装修期间位置可改变并在装修结束后能够选择性固定于室内所需位置；和
[0022]开关本体，与开关盒物理隔开并用于控制相应电灯的电源电路开闭，
[0023]其中开关盒具有:
[0024]摩擦件，响应于摩擦动作而产生相应的电信号，
[0025]并且其中开关本体具有控制单元，控制单元响应于摩擦件所产生的电信号而控制相应电灯的电源电路开闭。
[0026]本发明的无线开关装置通过使用高能量转换率摩擦材料而借助例如手指的摩擦运动来产生控制电信号，从而结构简单、体积小巧、使用方便并且成本大大降低。
【附图说明】
[0027]图1为根据本发明的无线开关装置的开关盒的示意图；
[0028]图2为根据本发明的无线开关装置的开关本体的示意图；
[0029]图3为电能收集/转换单元与信号发射单元示意图；
[0030]图4为能量收集器示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，本领域技术人员应该理解，实施例和附图只是为了更好地理解本发明，并不用来做出任何限制。
[0032]参见图1和图2，根据本发明的无线开关装置主要包括开关盒I和开关本体2，开关盒I和开关本体2相互独立。开关盒I包括摩擦件、电能收集/转换单元15和信号发射单元16，其中摩擦件响应于摩擦动作而产生相应的电能；电能收集/转换单元15将摩擦件产生的电能转换成符合要求的电能；信号发射单元16接收上述电能并发射相应的开关信号。开关本体2独立于开关盒I并用于控制相应电器的电路开闭，开关本体2具有主回路开关控制单元，主回路开关控制单元响应于信号发射单元16所产生的开关信号而开闭相应电器的电路。
[0033]开关盒I的样式和设置位置可以根据具体应用进行选择，待最终固定于所需位置即可。在本发明的一个具体实施例中，开关盒I构造成壁式开关盒形式，并最终固定于室内墙壁期望位置。在本发明的另一个具体实施例中，开关盒I构造成可移动式开关盒，并能够选择性固定于室内摆放物上的期望位置。当构造成可移动式开关盒时，其固定面上设置有可重复固定装置，可重复固定装置例如可以为可重复粘贴胶皮或磁铁，从而可以方便地固定于所需位置。
[0034]开关本体2通常安装在待控制电器附近，例如当待控制电器为电灯时，开关本体2安装在电灯的灯罩内，从而使开关本体2与电灯成为一体，减少开关本体2与电灯之间的接线。开光本体2既可以在生产电灯时与电灯安装在一起，也可以在对现有有线开关控制的电灯进行无线控制改造时进行安装。
[0035]参见图1，在本发明的一个具体实施例中，摩擦件包括绝缘背衬11、导电层12、摩擦体13以及摩擦滑动件14，其中导电层12附着在绝缘背衬11上，摩擦体13固定在导电层12上。导电层12可以由金箔或氧化锡制成。摩擦体13则可以设置成图示的硅橡胶柱(或棒)阵列。摩擦滑动件14可以由类似皮肤材料例如硅橡胶板等橡胶类材料制成，能够相对于摩擦体13产生摩擦滑动，从而产生电荷，产生的电荷通过导电层12传递到电能收集/转换单元15。在本发明的优选实施例中，可以省略摩擦滑动件14，直接通过人的手指与摩擦体13进行摩擦来产生电荷，从而使本发明的无线开关装置部件更加简化。在另外的实施例中，也可以省略电能收集/转换单元15或将电能收集/转换单元15的功能直接集成于信号发射单元16。
[0036]参见图2，在本发明的一个具体实施例中，开关本体2的主回路开关控制单元包括主回路开关控制器21和主回路开关22。其中主回路开关控制器21主要包括依次连接的开关信号接收器、解码器以及主回路开关控制驱动器；主回路开关22可以是可控硅式功率三极管、功率场效应管或继电器，其通断由主回路开关控制驱动器控制。信号发射单元16发射的信号通常为无线脉冲信号，例如可以是无线电磁信号、红外信号或超声波信号等。为了使同一开关仅能控制与之对应的电器，实现定向控制，信号发射单元16发射的信号可以为加密信号。主回路开关控制器21通过开关信号接收器接收信号发射单元16发射的信号，通过解码器对加密信号进行解码，如果信号正确，则通过主回路开关控制驱动器来驱动主回路开关22的开启或关闭；如果信号不正确，则停止下一步反应。
[0037]参见图3，电能收集/转换单元15包括能量收集器151和控制器152。工作时，摩擦电能被能量收集器151收集，并将摩擦件产生的电能转换成符合要求的电压和电流，能量收集器151为控制器152和信号发射单元16提供电源。控制器152控制信号发射单元16发射相应的开关信号。
[0038]参见图4，能量收集器151用于收集小的摩擦能源并生成系统电源，而不使用传统的可充电电池电源。其可直接连接至导电层12，对电压波形进行校正并将收集的能量存储在一个外部电容器上，通过一个内部并联稳压器泄放任何多余的功率并借助一个毫微功率高效降压型稳压器来保持一个已调输出电压。内部全波桥式整流器可通过两个差分输入来使用，即负责对输入进行整流的PZl和PZ2。该整流输出随后被存储在位于VIN引脚上的一个电容器上，并可用作降压型转换器的能量储存器。低损耗桥式整流器具有一个约400mV的总压降和典型压电生成电流(一般在10 μ A左右)。该电桥能够传输高达50mA的电流。当VIN引脚上拥有足够的电压时，降压型转换器将被使能以产生一个稳压输出。
[0039]降压型稳压器采用了迟滞电压算法，以通过来自VOUT检测引脚的内部反馈对输出加以控制。降压型转换器通过一个电感器将一个输出电容器充电至一个略高于调节点的数值。它通过利用一个内部PMOS开关使电感器电流斜坡上升至260mA、并随后利用一个内部NMOS开关使电感器电流斜坡下降至零以完成该任务，从而有效地将能量输送至输出电容器。其提供稳压输出的迟滞方法降低了因FET开关操作所引起的损耗，并在轻负载条件下保持了一个输出。
[0040]下面介绍本发明的无线开关装置应用于室内装修的具体实例，其中无线开关装置主要包括开关盒I和开关本体2。其中开关盒I具有摩擦件，响应于摩擦动作而产生相应的电信号。其中开关本体2与开关盒I物理隔开，开关本体2具有控制单元，控制单元响应于摩擦件所产生的电信号而控制相应电灯的电源电路开闭。特别当对房间内原有有线控制的电灯进行改造时，可以方便地将开关本体2安装到原有电灯的灯罩内，开关盒I在室内装修期间位置可改变，并在装修结束后能够根据住户需要固定于室内所需位置。实现由有线控制到无线遥控的升级改造。既能随意改变开关的位置又无需凿墙布线，后期使用时又安全又省电。
[0041]另外，尽管也可以考虑采用在开关盒中设置致动部件，并通过人工致动该致动部件而将相应的机械运动直接转换成电能以产生相应的遥控信号，但由于这种机械运动所转化的能量是相对有限的，通常不能满足实际使用要求；而且这种情况下还需要设计复杂的机械构造，这会使得开关非常复杂，安装和使用不便，并且还会引起过高的成本。本发明的无线开关装置通过使用高能量转换率摩擦材料而借助例如手指的摩擦运动来产生控制电信号，从而结构简单、体积小巧、使用方便并且成本大大降低。
【主权项】
1.一种无线开关装置，包括: 开关盒，待最终固定于所需位置；和 开关本体，独立于开关盒并用于控制相应电器的电路开闭， 其中开关盒具有: 摩擦件，响应于摩擦动作而产生相应的电能； 电能收集/转换单元，将摩擦件产生的电能收集/转换成所需电能；和 信号发射单元，用于接收电能收集/转换单元所收集/转换的电能而发射相应的开关信号， 并且其中开关本体具有主回路开关控制单元，主回路开关控制单元响应于信号发射单元所发射的开关信号而开闭相应电器的电路。2.根据权利要求1所述的无线开关装置，其中开关盒构造成壁式开关盒形式，并最终固定于室内墙壁期望位置。3.根据权利要求1所述的无线开关装置，其中开关盒构造成可移动式开关盒，并能够选择性固定于室内摆放物上的期望位置。4.根据权利要求3所述的无线开关装置，其中可移动式开关盒的固定面上设置有可重复固定装置。5.根据权利要求4所述的无线开关装置，其中所述可重复固定装置为可重复粘贴胶皮或磁铁。6.根据权利要求1所述的无线开关装置，其中开关本体安装在待控制电器附近。7.根据权利要求6所述的无线开关装置，其中待控制电器为电灯，开关本体安装在电灯的灯罩内。8.根据权利要求1所述的无线开关装置，其中摩擦件包括: 绝缘背衬； 附着在绝缘背衬上的导电层；以及 固定在导电层上的摩擦体。9.根据权利要求8所述的无线开关装置，其中摩擦件还包括: 摩擦滑动件，能够相对于摩擦体产生摩擦滑动。10.一种室内装修用无线开关装置，包括: 开关盒，在室内装修期间位置可改变并在装修结束后能够选择性固定于室内所需位置；和 开关本体，与开关盒物理隔开并用于控制相应电灯的电源电路开闭， 其中开关盒具有: 摩擦件，响应于摩擦动作而产生相应的电信号， 并且其中开关本体具有控制单元，控制单元响应于摩擦件所产生的电信号而控制相应电灯的电源电路开闭。
【文档编号】H03K17/94GK106033963SQ201510117179
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月17日
【发明人】王云川, 李才力, 李良清, 王晓冰
【申请人】肇庆市衡艺实业有限公司