开关的制作方法

本实用新型涉及智能控制领域，尤其涉及一种开关。

背景技术：

家庭控制设备的应用已经越来越广泛，其中包括对家用电器设备的开关的多种应用和改进。一般来说，在建筑装饰或装修过程中将电器的供电线缆埋入建筑墙面内以达到整洁简化的室内空间效果，但布线较为复杂且不利于后续改装，因此可以使用无线式控制开关。无线式开关最常用的方式是基于Wi-Fi，蓝牙协议或红外辐射等方式，但是这些需要使用电池供电，不利于节能降耗。

图1示出了一种目前本领域较为常见的具有无源开关装置的开关面板的侧面剖视图。如图1所示，其中该开关面板包括一个跷板组件2、装设在该跷板组件2后侧的无源开关装置1、基座3。在该示例中，示出了这个无源开关装置1的初始状态。所述跷板组件2后侧设有拨杆22，所述拨杆22用于连接第二导磁组件11，通过用户4的手指接触按动跷板组件2时，跷板组件2沿着H方向运动，此时第二导磁组件11底部的磁体125将逐渐完全接触永磁体121内的铁芯123，在磁体125运动的过程中，处于该铁芯123内的磁通量将发生变化，尤其是，在手指快速按动跷板组件2时，磁场的突变将使得与铁芯123耦接(例如磁性耦合)的线缆中产生第一感应电流，在一般技术中，所产生感应电动势E可计算为：

其中，N为线缆(例如缠绕在铁芯123外的线圈)匝数，为磁通量随时间的变化量，即作用力时间越短，磁通量的变化越大。

同样地，当用户4在按动该跷板组件2的下部位置时，该跷板组件2又将回复到上述初始状态，此时可通过拨杆22将第二导磁组件11拉回至初始状态。在此过程中，将在上述线缆中产生第二感应电流。所述第二感应电流通常没有作为控制信号，这部分能量被浪费。或者，在相关技术中，也可以利用第二感应电流生成与第一感应电流幅值相同但方向相反的信号，例如开/关，关/开，但这种机械动作产生的信号是有顺序的，也就是说连续按动两次跷板组件2所产生的信号是彼此相反，而不存在其他变化。

另外，这种开关的形式主要是模拟相关技术中的通用开关结构，相关技术中的通用开关结构是采用可摆动的脱扣结构来实现开/关控制。相关技术的开关的应用方式限制了无源开关的应用范围，即一般只能用于控制灯的亮灭。

技术实现要素：

技术问题

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，如何优化利用磁场变化感应产生电信号、模拟机械开关的触感。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种开关，包括：换能器组件，将来自外部作用力产生的动能转换为电信号并输出至通讯组件；通讯组件，耦接至该换能器组件，所述通讯组件接收该电信号并根据所述电信号调制出第一控制指令，以无线方式将第一控制指令发送给接收装置；机械开关，耦接至该换能器组件，用于将所述换能器组件恢复至初始状态；其中，所换能器组件包括：固定设置的永磁体，所述永磁体外侧包覆有感应线圈、内部设置有第一空腔；软磁体，设置于所述第一空腔内，所述软磁体中设置有第二空腔；一个或多个第一导磁组件，所述一个或多个第一导磁组件能够在所述第二空腔内往复运动。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述换能器组件还包括：跷动组件，设置于所述第一空腔底部，在导磁组件往复运动过程中，第一导磁组件的下部能够机械接触所述跷动组件使所述跷动组件产生弹性形变，在所述外部作用力消失时，所述跷动组件的弹性形变恢复力作用于所述第一导磁组件的下部，使所述第一导磁组件恢复至初始状态。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述换能器组件还包括：第二导磁组件，所述第二导磁组件与所述第一导磁组件的上部耦接、通过拨杆耦接跷板组件。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述开关还包括：壳体，壳体的一侧设置有所述换能器组件；所述机械开关包括：弹性部件，所述弹性部件一端耦接所述第二导磁组件、另一端耦接所述壳体，在所述外部作用力消失时通过所述第二导磁组件带动所述第一导磁组件恢复至初始状态。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述开关还包括：编码装置，耦接所述通讯组件，所述编码装置根据用户操作生成逻辑编码并将所述逻辑编码发送给所述通讯组件。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述通讯组件根据所述逻辑编码和所述电信号调制出第二控制指令，以无线方式将第二控制指令发送给接收装置。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述编码装置包括机械滚动部件。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述第二导磁组件设置有凸缘，所述拨杆一端的两侧扣接所述凸缘、另一端耦接所述跷板组件。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，所述壳体中部设置有摆臂组件，所述跷板组件扣接于所述摆臂组件。

对于上述开关，在一种可能的实现方式中，基座，设置于所述壳体的后侧下部。

有益效果

根据本实用新型的开关可以将机械能转换为电信号，并根据所述电信号调制出控制指令，以无线方式将控制指令发送给接收装置，实现对设备的控制。通过机械开关可以模拟机械开关的触感，无线控制可以便于用户控制设备状态。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1示出示出了一种相关技术中的具有无源开关装置的开关面板的侧面剖视图。

图2示出根据本实用新型一实施例的开关的侧面剖视图。

图3示出根据本实用新型一实施例的开关的立体结构图。

图4示出根据本实用新型一实施例的开关的应用场景示意图。

图5示出根据本实用新型一实施例的开关的应用场景示意图。

附图标记列表：

无源开关装置1，跷板组件2，基座3，用户4，第二导磁组件11，凸缘13，通讯组件14，天线15，摆臂组件16，编码装置17，窗口21，拨杆22；

弹簧111，永磁体121，第一导磁组件122，软磁体123，跷动组件124，磁体125，第一空腔1211，第二空腔1231；

天线组件600，解码组件601，控制器602，输出组件603，外部设备604。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

实施例1

图2示出根据本实用新型一实施例的开关的侧面剖视图，图3示出根据本实用新型一实施例的开关的立体结构图。如图2和图3所示，该开关主要包括：

换能器组件，将来自外部作用力产生的动能转换为电信号并输出至通讯组件14。

通讯组件14，耦接至该换能器组件，所述通讯组件14接收该电信号并根据所述电信号调制出第一控制指令，以无线方式将第一控制指令发送给接收装置。

机械开关，耦接至该换能器组件，用于将所述换能器组件恢复至初始状态。

其中，所换能器组件可以包括：

固定设置的永磁体121，所述永磁体121外侧包覆有感应线圈、内部设置有第一空腔1211；

软磁体123，设置于所述第一空腔1211内，所述软磁体123中设置有第二空腔1231；

一个或多个第一导磁组件122，所述一个或多个第一导磁组件122能够在所述第二空腔1231内往复运动。

如图2所示，该开关可以包括开关本体，开关本体内具有第三空腔(图中未标示)，永磁体121可以设置在所述第三空腔内，壳体的一侧设置有所述换能器组件。永磁体也叫硬磁体，不易失磁，也不易被磁化，用于磁化软磁体123。感应线圈可以是内芯为金属的线缆，感应线圈可以耦接通讯组件14，将感应产生的电信号(电流、电压等)输出到通讯组件14，感应线圈也可以绕制在软磁体123的外侧。软磁体123可以为铁芯，也可以是由其他软磁材料或合金形成软磁体，软磁体123易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失。

第一导磁组件122可以为金属片组件，金属片组件可不具有磁性，在用户4(例如，通过手指等部位)的按压(外部作用力)下能够在所述第二空腔1231内往复运动，穿过软磁体123内的磁场强度将发生变化，从而引起感应线圈内产生感应电动势。在按压之前，没有外部作用力作用于所述第一导磁组件122时，第一导磁组件122处于初始状态。

在软磁体123内的磁通量发生变化的情况下，将在感应线圈内感应产生电信号，例如，产生感应电动势。感应产生的电信号将输出到与感应线圈耦接的通讯组件14，通讯组件14接收该电信号并根据所述电信号调制出控制指令，以无线方式将控制指令发送给接收装置，接收装置可以根据控制指令对相应的设备进行控制。

其中，所述无线方式可以是通过发射WIFI、蓝牙、红外或者RF(射频)等无线信号实现，一般可采用RF方式来发射该无线信号，从而在实际使用过程中，有效发射距离可以达到百米且不受任何实体障碍物(除过金属屏蔽或金属障碍物以外)的限制。

所述通讯组件14可以包括无线发射组件，例如可以为WIFI模块、蓝牙模块、红外发射模块或者RF模块中的一个或多个，如图3所示，通讯组件13内可以设置有天线15。所述通讯组件14可以包括调制器，将接收的电信号调制为RF信号。

在一种可能的实施方式中，如图2所示，所述开关还包括：跷板组件2，壳体中部设置有摆臂组件16，跷板组件2扣合于壳体的摆臂组件16上以实现轴向的往复跷动。所述跷板组件2可以由非导磁材料制成，这样，跷板组件2的位置变化不影响软磁体123内的磁通量变化。所述跷板组件2可以与第一导磁组件122固定连接，在外部作用力作用于所述跷板组件2时，可以在外部作用力的作用下由跷板组件2带动第一导磁组件122运动。

在一种可能的实施方式中，所述换能器组件还包括：

跷动组件124，设置于所述第一空腔1211底部，在第一导磁组件122往复运动过程中，第一导磁组件122的下部能够机械接触所述跷动组件124使所述跷动组件124产生弹性形变，在所述外部作用力消失时，所述跷动组件124的弹性形变恢复力作用于所述第一导磁组件122的下部，使所述第一导磁组件122恢复至初始状态。

其中，跷动组件124可以为金属触片，或者其他导磁材料制成的具有一定弹性的结构。在快速按动跷板组件2时，跷板组件2带动第一导磁组件122快速拨动该跷动组件124以产生机械能向电能的转换。跷动组件124在产生弹性形变和弹性形变恢复过程中，不仅会使穿过软磁体123内的磁场强度将发生变化，引起感应线圈内产生感应电动势，弹性形变恢复力还可以使所述第一导磁组件122恢复至初始状态，模拟机械开关的触感。

在一种可能的实施方式中，所述换能器组件还包括：

第二导磁组件11，所述第二导磁组件11与所述第一导磁组件122的上部耦接、通过拨杆22耦接跷板组件2。

如图2所示，跷板组件2靠近壳体内第三空腔的一面设置有拨杆22，拨杆22可以和跷板组件2一体形成，也可以分开形成、组合在一起，本实用新型不作限定。

如图2所示，第二导磁组件11可以设置有凸缘13，所述拨杆22一端的两侧可以扣接所述凸缘13、另一端耦接所述跷板组件22。第二导磁组件11下侧可以耦接第一导磁组件122，例如，第一导磁组件122可以为圆柱形，可以在第二导磁组件11上设置与第一导磁组件122外径大小相同的孔，第一导磁组件122插接在所述孔内，还可以采用其他的耦接方式，本实用新型对此不作限定。如此，当用户4用手指按动跷板组件2时，通过拨杆22带动该第二导磁组件11沿着H轴向往复拨动，与第二导磁组件11耦接的第一导磁组件122随着该第二导磁组件11的往复拨动在第二空腔1231内往复运动，影响永磁体121内的软磁体123的磁通量变化以产生感应电动势。

在一种可能的实施方式中，所述机械开关包括：

弹性部件111，所述弹性部件111一端耦接所述第二导磁组件11、另一端耦接所述壳体，在所述外部作用力消失时通过所述第二导磁组件11带动所述第一导磁组件122恢复至初始状态。

其中，弹性部件111可以为弹簧，也可以是其他能够产生弹性形变并恢复的部件，例如金属弹片等。在用户4通过手指按压跷板组件2时，所述弹簧111一端耦接所述第二导磁组件11、另一端耦接所述壳体，因此，弹簧被压缩产生弹性形变，在外部作用力消失时，例如用户4松手后，弹簧形变恢复，推动第二导磁组件11向外，第二导磁组件11带动所述第一导磁组件122恢复至初始状态。另外，由于跷板组件2扣接于所述摆臂组件16，在弹簧形变恢复力的作用下发生跷动，恢复用户4按压前的状态。

通过弹性部件111和/或跷动组件124，根据本实用新型的开关可以模拟机械开关的触感。

在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：

编码装置17，耦接所述通讯组件14，所述编码装置17根据用户操作生成逻辑编码并将所述逻辑编码发送给所述通讯组件14。

其中，所述编码装置17可以包括机械滚动部件171，如图3所示，还可以是其他以拨动方式形成的编码装置，或者，也可以是以按键方式形成的编码装置，本实用新型对此不作限定。

以拨动方式形成的编码装置为例，例如，所述编码装置17可装设机械滚动部件171，用户4可用手指往复拨动该机械滚动部件171上的一个或多个滚轮，拨动的不同滚轮的不同位置可对应不同的逻辑编码。举例来说，机械滚动部件171可以包括多个滚轮，如图3所示可以包括3个滚轮，每个滚轮可以包括多个档位，例如每个滚轮可以包括3个档位。这样，就可以形成3×3×3种逻辑编码。需要说明的是，每个滚轮的档位数也可以不同，本实用新型对此不做限定。

在用户4执行了拨动操作后，编码装置17根据机械滚动部件171的位置生成相应的逻辑编码，并将所述逻辑编码发送给所述通讯组件14。在用户4按动跷板组件2后产生电信号发送通讯组件14，该通讯组件14可根据所述逻辑编码和所述电信号调制出第二控制指令，以无线方式将第二控制指令发送给接收装置，接收装置可以根据控制指令对相应的设备进行控制。无限发送的方式可以参见上文的描述，不再赘述。

在一种可能的实施方式中，跷板组件2上还设置有窗口21，机械滚动部件171可以设置在所述窗口21对应的位置，便于用户操作。

在一种可能的实施方式中，所述开关还包括：基座3，设置于所述壳体的后侧下部，该开关可被装设在任何用户方便接触的平面位置。

在一种可能的实施方式中，接收装置可以包括：

接收组件，与上文所述开关的通讯组件14以无线方式进行通信，接收所述通讯组件14发送的第二控制指令，例如接收组件可以是天线组件600，还可以是WIFI模块、蓝牙模块或者红外接收模块。

解码组件601，耦接所述接收组件，通过所述接收组件获得所述第二控制指令，对所述第二控制指令进行解码获得控制信号；

控制器602，耦接所述解码组件601，根据所述控制信号生成调节信号，并将所述调节信号输出到外部设备604。

解码组件601可以对所述第二控制指令进行解码，获得所述电信号和所述逻辑编码等控制信号。

控制器602可以根据所述电信号和所述逻辑编码生成调节信号，并通过输出组件603将所述调节信号输出到外部设备604，对所述外部设备604进行控制，所述外部设备可以是家用电器等设备。

在一种可能的实施方式中，所述开关可以用于控制不同的设备，如图4所示，接收装置可以设置于不同的设备上，例如设备I、设备II或设备III，通过拨动所述编码装置17到不同的位置可以生成不同的逻辑编码，控制器可以根据所述逻辑编码，通过输出组件603选择将调节信号输出给不同的外部设备，实现对不同设备的控制。

图4所示的仅仅为一个示例，接收装置还可以设置在不同的设备上，所有接收装置都可以接收开关发送的无线信号，解码组件601获得所述逻辑编码后，可以根据所述逻辑编码确定所述第二控制指令是否用于控制本设备，若所述第二控制指令不用于控制本设备，则可以不向所述控制器602输出控制信号，若所述第二控制指令用于控制本设备，则可以向所述控制器602输出控制信号。

在一种可能的实施方式中，所述开关可以用于色温的调节，如图5所示，在拨动所述编码装置17至每一个调节位置时，可形成一个调节档，当按压上述跷板组件2时，上述通讯组件14获得电信号并读取该调节档对应的逻辑编码，例如，对应于3500K至4000K色温调节控制。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。