专利名称：一种受力感应开关及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对受力进行感应的开关控制装置，以及该受力感应开关在自动定 位摄像技术领域中的应用。
背景技术：
常见的电源开关一般多采用普通按压式和拉合式，使用时都需要手动接通电源， 给很多根据外界受力条件而控制开关启闭的使用场合带来一定的不便。为此，人们设计了受力感应开关，将外界受力与开关的闭合、打开动作结合起 来，能够方便的实现无需手动就能根据受力状况自动接通电源的目的。如申请号为88212154.5(公告号为CN2034737U)的中国实用新型专利《潜水式液压 力感应开关》就公开了一种液压力感应开关，它是利用水塔或水池底部的压力随着液 位高低的变化而变化的原理，设计一个液压力感应板接受变化着的压力，利用此力来 实现控制电机的通电或断电，达到水位自动控制的目的。这种液压力感应开关能够实 现水塔水位自控开关，但是结构不够紧凑，采用两个接触片结构来实现电路的导通， 结构相对复杂。又如专利号为ZL200420092542.8(公告号为CN2733568Y)的中国实用新 型《重力控制电源开关》包括两个间隔平行的电极片和它们之间的弹性绝缘层，电极 片的两个外侧复合有绝缘层，电极片上设有多个相对的凹形触点，对应该凹形触点处 的电极片之间为空腔；在每个所述的电极片上均连接有电极接线端子。使用时，将本 实用新型安装在车辆的座椅上或其它位置上，当有人坐在座椅上或放置一定重量的物 品，所述的弹性绝缘层被压縮，使两侧电极片相互接触，电路接通；离开座椅后，两 个电极片在弹性层的恢复弹力的作用下相互分离，切断电源。所述结构的重力开关虽 然结构简单，但是弹性绝缘层在使用时间长后容易老化、弹性差，电极片之间的接触就不太可靠，而且如果人离开时忘记带走物品，则物品压重使得绝缘层仍处于被压縮 状态下，电源依然导通，不能起到人走断电的效果，使用可靠性不高。因此，上述两个专利的受力感应开关均存在一定的缺陷和不足，还有待于做出更 优的改进。发明内容本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种性能可 靠、结构紧凑且安装方便的受力感应开关。本发明要解决的第二个技术问题是利用所述的受力感应开关而设计一种定位准 确、可靠的自动摄像装置。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为该受力感应开关，包括有 一受力传递装置，用于传递外力；
一接触开关，具有能感应外力变化的第一开关触点和接线头；以及 一外壳装置，固定并封装所述的受力传递装置和接触开关；
其特征在于所述的受力传递装置包括有第一弹簧、第二弹簧和具有第二开关触 点的阶梯轴，所述的外壳装置包括具有内肩的轴套以及一端连接轴套的轴筒，其中，
所述阶梯轴穿设在轴套和轴筒中，并可沿轴套和轴筒的轴线方向滑移，阶梯轴具 有第一阶梯面和第二阶梯面，所述第一弹簧套设在第一阶梯面和第二阶梯面之间，所 述第一弹簧的一端与所述轴套内肩相抵，另一端与所述第一阶梯面相抵；
所述轴筒内固定设置有所述的接触开关，接触开关具有阻挡面，所述的第二弹簧 一端与所述阻挡面相抵，另一端与所述第二阶梯面相抵；
所述的阶梯轴在所述第一弹簧和所述第二弹簧的中间部位还设置有与所述轴套上 端面相抵的限位挡块，当在受外力状态下，所述第一弹簧和第二弹簧被压缩，所述第 一开关触点和第二开关触点相互抵触的趋势；当在无外力状态下，所述限位挡块在复 位弹力作用下与所述轴套的上端面相抵限位。
为防止感应开关内部的零件从开口掉出，所述的外壳装置在开口处还设置有压 轴，所述压轴具有能容置所述接触开关的接线头的内腔，压轴下端面和所述轴筒的上 端面相抵，以实现准确定位并封压感应开关的开口。
为方便感应开关的装配，所述的压轴外还螺纹连接有与所述压轴外形相适配的压 套，并且压套与所述的轴筒的另一端螺纹连接，在与轴筒实现固定连接的同时将压轴 按压固定于轴筒端部。
所述的限位挡块可以为各种能够实现限位的阻挡结构，简单地可以用一六角螺母 作为限位挡块使用，六角螺母的下端面与所述轴套的上端面相抵而实现限位。
所述的接触开关可以用各种方式固定于轴筒内，如螺钉连接、粘接、卡接等，优 选地可以在轴筒内开设下凹沉孔，所述接触开关容置在沉孔的台阶面上即可方便的将 开关固定。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为该自动定位摄像装置，包 括有定位本体、无线数据发射器、无线信号接收器、单片机系统、摄像系统，其特征 在于还具有如上述技术方案中所述的受力感应开关，所述的受力感应开关的接线头连 接有通电导线，所述通电导线与无线数据发射器相互电连接，在接触开关闭合时导通 无线数据发射器的电流回路，无线信号接收器的输出端连接单片机系统的输入端，单 片机系统的输出端连接摄像系统的输入端。
所述的受力感应开关固定连接在所述定位本体上，所述的定位本体具体根据摄像 场合的不同变化， 一般多为每个发言人的座椅，感应开关可以安装于座椅的其中一个 椅脚上，为了确保感应开关的工作可靠性和精确性，需要给受理感应开关选择一个合 适的固定参考面，优选地，可以将受力感应开关的阶梯轴底端和所述定位本体的固定 参考面，如座椅椅脚接触的地面平行接触。
与现有技术相比，本发明的优点在于首先，在整个感应开关中采用阶梯面和内 肩的方式实现弹簧及限位挡块的定位，使得整个开关结构更加紧凑，体积更小；其 次，感应开关中设置了两个弹簧，可以选择弹性强度佳的压縮弹簧作为复位弹簧，除 能够更加精确的测试并控制外力大小，还在无力状态下具有更好的复位效果，提高了 外力感应的可靠性；最后，通过将本发明的感应开关应用于自动定位拍摄装置中，利 用无线方式把座椅上的受力状态和座椅位置信号发给单片机系统，利用受力感应开关 对人体在坐着或离开椅子时的重力不同来判别该椅子上是否有人起立，以进一步控制 摄像及拾音系统对该位置进行自动摄像和拾音，较之以往的手动按压按钮方式的定位 拍摄更为可靠和准确。
图l为本发明实施例的立体结构示意图。
图2为图1所示立体结构图的正视图。
图3为图2的剖视图(略有放大)。
图4为发明实施例的立体分解图。
图5为本发明实施例的压套剖视图。图6为本发明实施例的压轴剖视图。
图7为本发明实施例的轴筒剖视图。
图8为本发明实施例的轴套剖视图。
图9为应用有本发明受力感应开关的自动定位摄像装置示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
图1 图8为本发明的受力感应开关一个优选实施例，其包括有由第一弹簧2、第二 弹簧3和具有第二开关触点15的阶梯轴1组成的受力传递装置，用于传递外力；具有能 感应外力变化的第一开关触点41和接线头43、 44的接触开关4;以及包括有压轴5、压 套6、轴筒7和轴套8的外壳装置，用来固定并封装所述的受力传递装置和接触开关4。
其中，所述阶梯轴1穿设在轴套8和轴筒7中，并可沿轴套8和轴筒7的轴线方向滑 移，阶梯轴l具有第一阶梯面ll、第二阶梯面12、第三阶梯面13和第四阶梯面14，所述
第四阶梯面14作为阶梯轴1底部，起到与参考面接触和支撑面作用，而所述第一弹簧2 则套设在第一阶梯面11和第二阶梯面12之间，所述第一弹簧2的一端与轴套8的内肩81 相抵，另一端与所述第一阶梯面ll相抵；所述的阶梯轴1在所述第一弹簧2和所述第二 弹簧3之间部位还螺纹连接有与所述轴套8上端面82相抵的一个六角螺母9作为限位挡 块，装配时，六角螺母9旋紧到阶梯轴1上直到碰到所述的第三阶梯面13为止，即达到 六角螺母9的极限螺旋位置。
当在受外力状态下，所述第一弹簧2和第二弹簧3被压縮，六角螺母9离开轴套8上 端面82，阶梯轴1沿轴套8和轴筒7的轴线方向上移，所述第一开关触点41和第二开关触 点15相互抵触的趋势；当在无外力状态下，阶梯轴1沿轴套8和轴筒7的轴线方向下移， 所述第一开关触点41和第二开关触点15分离，所述六角螺母9在复位弹力作用下与所述 轴套8的上端面82重新相抵而实现限位。
所述轴套8在外轮廓上具有周向凸台面83，装配时，轴筒7—端与所述的轴套8螺纹 连接后在凸台面83卡位，达到轴筒7的极限螺旋位置；轴筒7上部具有一个下凹沉孔 71，所述接触开关4容置在沉孔71的台阶面711上而固定于轴筒7内，接触开关4横截面 呈T型，具有阻挡面42，所述的第二弹簧3—端与所述阻挡面42相抵，另一端与所述第 二阶梯面12相抵；轴筒7在开口上端还抵压有所述的压轴5，所述接触开关4的接线头 43、 44容置在压轴5内腔51中，压轴5下端面和所述轴筒7的上端面相抵，压轴5外还套 有与所述压轴5外形相适配的压套6，压轴5的外轮廓台阶面52、 53分别与压套6的内肩 61、 62相抵，所述压套6与所述的轴筒7的另一端螺纹连接而将压轴5固定在轴筒7上端 开口处。
在自动定位摄像系统中，摄像机为了实现自动定位的拍摄，往往需要准确地感应 拍摄对象的信号，在拍摄对象发出被拍摄信号时，摄像头通过感应信号接收器传递的 信号实现摄像头的自动转向定位，并进行实时拍摄。
目前，在录课教室、远程网络教室、视频会议室的自动拍摄技术中，若需要对随 机起立发言的人进行自动定位拍摄， 一般由发言人手动按下按钮来提供控制信号，但 是这种模式存在一些缺陷，就是当每次站起发言都需要及时按下按钮，否则摄像头没 有接受到信号就会发生拍摄对象的遗漏。如此一来， 一方面对发言人的注意力有影 响，另一方面也不易控制拍摄时间的长短。
于是，如图9所示，为将本实施例的受力感应开关设置在自动定位摄像装置中的一 个实际应用。该自动定位摄像装置包括有座椅A、无线数据发射器B、无线信号接收器 C、单片机系统D、摄像系统E以及受力感应开关F，所述的受力感应开关F按图9所示安 装到座椅A的椅脚下部，以地面I为参考平面，将所述的阶梯轴1的底部与地面I平行接 触。所述的接触开关4从所述压轴5的轴孔54处伸出有分别连接接触开关4的两个接线头 43、 44的通电导线45、 46，通电导线45、 46分别与无线数据发射器B电连接形成电流回 路。
使用时，当人体坐下后，由于人体的重力作用于椅子上，同时受力感应开关的阶 梯轴和所述轴套、轴筒发生相对位移，第一开关触点和第二开关触点相互接触，所述 的接触开关闭合，电路导通，受力感应开关将受力状态信息及该椅子的地址信息编码 后通过无线数据发射器发射出去，同时，无线信号接收器接收到该信息后，将数据送 入单片机系统，由预设定条件和参数判别出该椅子上人体是否起立，若有人起立则输
出控制信息给其他系统如自动定位摄像系统，对起立的人进行定位摄像。
所述的受力感应开关也不限于在自动摄像系统中的应用，还可以安装在车辆的座 椅上，当人离开车辆时，可以实现对车内电器的关闭，及时切断车内电源。
权利要求
1、一种受力感应开关，包括有一受力传递装置，用于传递外力；一接触开关(4)，具有能感应外力变化的第一开关触点(41)和接线头(43、44)；以及一外壳装置，固定并封装所述的受力传递装置和接触开关(4)；其特征在于所述的受力传递装置包括有第一弹簧(2)、第二弹簧(3)和具有第二开关触点(15)的阶梯轴(1)，所述的外壳装置包括具有内肩(81)的轴套(8)以及一端连接轴套(8)的轴筒(7)，其中，所述阶梯轴(1)穿设在轴套(8)和轴筒(7)中，并可沿轴套(8)和轴筒(7)的轴线方向滑移，阶梯轴(1)具有第一阶梯面(11)和第二阶梯面(12)，所述第一弹簧(2)套设在第一阶梯面(11)和第二阶梯面(12)之间，所述第一弹簧(2)的一端与所述轴套内肩(81)相抵，另一端与所述第一阶梯面(11)相抵；所述轴筒(7)内固定设置有所述的接触开关(4)，接触开关(4)具有阻挡面(42)，所述的第二弹簧(3)一端与所述阻挡面(42)相抵，另一端与所述第二阶梯面(12)相抵；所述的阶梯轴(1)在所述第一弹簧(2)和所述第二弹簧(3)的中间部位还设置有与所述轴套(8)上端面相抵的限位挡块，当在受外力状态下，所述第一弹簧(2)和第二弹簧(3)被压缩，所述第一开关触点(41)和第二开关触点(15)相互抵触的趋势；当在无外力状态下，所述限位挡块在复位弹力作用下与所述轴套(8)的上端面(82)相抵限位。
2、 根据权利要求l所述的受力感应开关，其特征在于所述外壳装置在开口处还设 置有压轴(5),所述压轴(5)具有能容置所述接触开关(4)的接线头(43、 44)的内腔(51)， 压轴(5)下端面和所述轴筒(7)的上端面相抵。
3、 根据权利要求2所述的受力感应开关，其特征在于所述的压轴(5)外还套设有与 所述压轴(5)外形相适配的压套(6)，并且压套(6)与所述的轴筒(7)的另一端螺纹连接。
4、 根据权利要求l所述的受力感应开关，其特征在于所述的限位挡块为一六角螺 母(9)，六角螺母(9)的下端面与所述轴套(8)的上端面相抵而实现限位。
5、 根据权利要求l所述的受力感应开关，其特征在于所述的轴筒(7)具有下凹沉孔 (71)，所述接触开关(4)容置在沉孔(71)的台阶面(711)上固定。
6、 一种自动定位摄像装置，包括有定位本体、无线数据发射器(B)、无线信号接 收器(C)、单片机系统(D)、摄像系统(E)，其特征在于还具有如权利要求1 5中任一项 权利要求所述的受力感应开关(F)，所述的受力感应开关(F)的接线头(43、 44)连接有通 电导线(45、 46)，所述通电导线(45、 46)与无线数据发射器(B)相互电连接，在接触开 关(4)闭合时导通无线数据发射器(B)的电流回路，无线信号接收器(C)的输出端(C1)连 接单片机系统(D)的输入端(D1)，单片机系统(D)的输出端(D2)连接摄像系统(E)的输入 端(E1)。
7、根据权利要求6所述的自动定位摄像装置，其特征在于所述的受力感应开关(F) 固定连接在所述定位本体上，受力感应开关(F)的阶梯轴(1)底端和所述定位本体的固定 参考面平行接触。
全文摘要
本发明涉及的受力感应开关，包括有受力传递装置、接触开关、外壳装置，受力传递装置包括第一弹簧、第二弹簧和具有第二开关触点的阶梯轴，外壳装置包括具有内肩的轴套及一端连接轴套的轴筒，阶梯轴穿设在轴套和轴筒中，第一弹簧套设在阶梯轴的第一阶梯面和第二阶梯面之间，第一弹簧的一端与轴套内肩相抵，另一端与第一阶梯面相抵；轴筒内固定设置有所述的接触开关，接触开关具有阻挡，第二弹簧一端与所述阻挡面相抵，另一端与第二阶梯面相抵；阶梯轴还设置有与轴套上端面相抵的限位挡块。本发明较之已有的现有技术，感应开关结构更加紧凑，体积更小；而且更加精确的测试并控制外力大小，还在无力状态下具有更好的复位效果，提高了外力感应的可靠性。
文档编号H01H35/02GK101154534SQ20071007099
公开日2008年4月2日 申请日期2007年8月23日 优先权日2007年8月23日
发明者严正华, 史雪峰, 强 林 申请人:宁波市海曙四方电子有限公司