CN110690804B - 一种自发电模块及无源无线开关 - Google Patents

一种自发电模块及无源无线开关 Download PDF

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Abstract

本发明适用于开关技术领域,提供了一种自发电模块及无源无线开关,自发电模块包括:壳体;驱动臂;感应线圈;磁路***,磁路***包括同时穿过感应线圈的第一轭铁和第二轭铁、以及驱动感应线圈发电的磁钢;复位弹簧,复位弹簧设于壳体上并与驱动臂间隔设置,或复位弹簧设于驱动臂上并与壳体间隔设置,驱动臂按压时运动预设距离后压缩复位弹簧,且驱动臂在复位弹簧的作用力下复位并通过磁钢与第一轭铁吸附。本发明提供的自发电模块的驱动臂在按压初始状态时不受复位弹簧的阻碍,有效减小了驱动臂起始的操作力,从而使得应用该自发电模块的无源无线开关的按钮按压所需操作力小,提升了用户使用体验。

Description

一种自发电模块及无源无线开关
技术领域
本发明涉及开关技术领域,具体涉及一种自发电模块及无源无线开关。
背景技术
随着现代家居的快速发展,为了节省开关布线繁琐步骤,市面上出现了无源无线开关(如门铃按钮开关、开关门按钮开关)用来控制被控设备,利用无源无线开关的按钮按压时产生电能,产生的电能给信号处理装置供电,信号处理装置发射无线信号给被控设备,使被控设备执行相应动作。
现有技术的无源无线开关中在使用过程中,通过按压按钮带动自发电模块的驱动臂运动,通过驱动臂压缩复位弹簧并带动磁铁运动以使感应线圈产生电能。由于驱动臂对复位弹簧有预压力,即按钮未按下时,复位弹簧处于压缩状态。在按压按钮的初始状态时,驱动臂除了需要克服磁铁的吸附力外,还需要克服复位弹簧的弹力,复位弹簧的弹力与磁铁的吸附力同时阻碍驱动臂的运动,导致驱动臂起始按压时所需操作力较大,从而使得按钮按压所需操作力大,影响用户使用体验。
发明内容
本发明提供一种自发电模块,旨在解决现有技术的无源无线开关存在的由于自发电模块的驱动臂起始按压时所需操作力大,使得按钮按压所需操作力大,影响用户使用体验的问题。
本发明是这样实现的,一种自发电模块,包括:
壳体;
活动设置于所述壳体的驱动臂;
设于所述壳体的感应线圈;
磁路***,所述磁路***包括固定于所述壳体并同时穿过所述感应线圈的第一轭铁和第二轭铁、以及固定于所述驱动臂并可在所述第一轭铁和所述第二轭铁之间运动以驱动所述感应线圈发电的磁钢;
复位弹簧,所述复位弹簧设于所述壳体上并与所述驱动臂间隔设置,或所述复位弹簧设于所述驱动臂上并与所述壳体间隔设置,所述驱动臂按压时运动预设距离后压缩所述复位弹簧,且所述驱动臂在所述复位弹簧的作用力下复位并通过所述磁钢与所述第一轭铁吸附。
优选的,所述磁路***包括固定于所述磁钢并分别位于所述磁钢相对两侧的第一衔铁以及第二衔铁,所述磁钢可通过所述第一衔铁与所述第一轭铁吸附,且所述磁钢可通过第二衔铁与所述第二轭铁吸附。
优选的,所述自发电模块还包括线圈骨架,所述感应线圈绕设于所述线圈骨架上,所述第一轭铁和所述第二轭铁同时穿过所述线圈骨架。
优选的,所述复位弹簧设于所述驱动臂上并与所述壳体间隔设置,所述复位弹簧通过所述磁钢吸附固定于所述驱动臂上。
优选的,所述驱动臂设有一安装腔,所述复位弹簧至少部分容置于所述安装腔内。
优选的,所述壳体的底部设有一定位柱,所述复位弹簧套设于所述定位柱。
优选的,所述复位弹簧的弹簧圈数为2~3.5圈。
优选的,所述复位弹簧的长度为3.5~6mm。
本发明还提供一种无源无线开关,包括按钮以及上述的自发电模块,所述按钮与所述自发电模块的所述驱动臂驱动连接。
本发明提供的自发电模块通过将复位弹簧设于壳体上并与驱动臂间隔设置或将复位弹簧设于驱动臂上并与壳体间隔设置,即通过减小复位弹簧的自由状态下的长度,使得驱动臂在按压初始状态时不受复位弹簧的弹力,驱动臂在按压时运动预设距离后才压缩复位弹簧,驱动臂在按压初始状态时不受复位弹簧的阻碍,有效减小了驱动臂起始的操作力,从而使得应用该自发电模块的无源无线开关的按钮按压所需操作力小,提升了用户使用体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的自发电模块的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种自发电模块的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的自发电模块在驱动臂按压时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的自发电模块通过将复位弹簧设于壳体上并与驱动臂间隔设置或将复位弹簧设于驱动臂上并与壳体间隔设置,通过减小复位弹簧的自由状态下的长度,使得驱动臂在按压初始状态时不受复位弹簧的弹力,驱动臂在按压时运动预设距离后才压缩复位弹簧,驱动臂在按压初始状态时不受复位弹簧的阻碍,有效减小了驱动臂起始的操作力,从而使得应用该自发电模块的无源无线开关的按钮按压所需操作力小,提升了用户使用体验。
请参照图1-图3,本发明实施例提供的自发电模块包括:壳体1;活动设置于壳体1的驱动臂2;设于壳体1的感应线圈6;磁路***,磁路***包括固定于壳体1同时穿过感应线圈6的第一轭铁41和第二轭铁42、以及固定于驱动臂2并可在第一轭铁41和第二轭铁42之间运动以驱动感应线圈6发电的磁钢43;复位弹簧3,复位弹簧3设于壳体1上并与驱动臂2间隔设置,或复位弹簧3设于驱动臂2上并与壳体1间隔设置;驱动臂2按压时运动预设距离后压缩复位弹簧3,且所述驱动臂2在所述复位弹簧3的作用力下复位并通过所述磁钢43与所述第一轭铁41吸附。
本发明实施例中的自发电模块通过将复位弹簧3设于壳体1上并与驱动臂2间隔设置或将复位弹簧3设于驱动臂2上并与壳体1间隔设置,即减小复位弹簧3自由状态下的长度,使得驱动臂2在按压初始状态时不受复位弹簧3的弹力,有效减小了驱动臂3按压时起始的操作力,提升了用户使用体验。
作为本发明的一个实施例,壳体1包括基座11和盖设于基座11上的盖板12。驱动臂2活动安装于基座11上且一端相对基座11伸出。
如图1所示,作为本发明的一个实施例,复位弹簧3设于驱动臂2上并与壳体1间隔设置。具体的,复位弹簧3固定驱动臂2上并可与驱动臂2同步运动。在驱动臂2未按下时,复位弹簧3与基座11间隔设置,复位弹簧3与基座11之间设有一间距L0,使得驱动臂2在未按压时不受复位弹簧3的弹力。
如图3所示,本实施例中,驱动臂2在按压初始状态时,驱动臂2和复位弹簧3同步运动,驱动臂2在按压初始状态时不受复位弹簧3的弹力,有效减小了驱动臂2按压时起始的操作力,提升了用户使用体验。在驱动臂2运动长度为L0的空行程后,驱动臂2带动复位弹簧3与基座11接触,此时驱动臂2开始压缩复位弹簧3,直到驱动臂2按压到位。当松手后,在复位弹簧3的作用力下,复位弹簧3驱动该驱动臂2反向运动以复位,复位弹簧3与基座11之间重新保持间隔。
如图2所示,作为本发明的另一个实施例,复位弹簧3设于壳体1上并与驱动臂2间隔设置。具体的,在驱动臂2未按下时,复位弹簧3固定在基座11上并与驱动臂2间隔设置,使复位弹簧3与驱动臂2之间设有一间距L0,驱动臂2在未按压时不受复位弹簧3的弹力。
本实施例中,由于复位弹簧3预先与驱动臂2间隔设置,使复位弹簧3与基座11之间具有长度为L0的空行程。驱动臂2在按压时,驱动臂2在运动高度为L0的空行程后再与复位弹簧3的顶部接触,此时驱动臂2开始压缩复位弹簧3,因此驱动臂2在按压初始时不受复位弹簧3的弹力,有效减小了驱动臂2起始的操作力,直到驱动臂2按压到位并松手后,在复位弹簧3的作用力下,复位弹簧3驱动该驱动臂2反向运动以复位,且复位弹簧3重新与驱动臂2之间保持间隔。
本发明实施例中,驱动臂2在复位弹簧3的作用力下复位并通过磁钢43与第一轭铁41吸附,确保驱动臂2回到初始位置。其中,第一轭铁41固定于盖板12,第二轭铁42固定于基座111,方便第一轭铁41和第二轭铁42的装配。
其中,磁钢43的磁极分布方式不限。本实施例中,磁钢43的靠近第一轭铁41的一端为N极,磁钢43的靠近第二轭铁42的一端为S极。驱动臂2在复位弹簧3的作用力下复位时,复位弹簧3恢复到自然长度时,驱动臂2利用磁钢43与第一轭铁41相吸附,使驱动臂2通过磁钢43与第一轭铁41吸附在一起,确保驱动臂2复位到位,同时使驱动臂2对复位弹簧3无预压力,使得复位弹簧3与驱动臂2之间重新保持间隔或复位弹簧3与基座11之间重新保持间隔,便于驱动臂2的下一次按压操作。
本发明实施例中,驱动臂2在按压初始状态时,驱动臂2不受复位弹簧3的弹力,驱动臂2只需克服磁钢43与第一轭铁41的吸附力,有效减小了驱动臂2起始的操作力,提升了用户使用体验。驱动臂2运动预设距离后开始压缩复位弹簧3,该预设距离为图1中复位弹簧3与基座11之间的间距L0或图2中复位弹簧3与驱动臂2之间的间距L0,其中,间距L0的大小可根据实际需要进行设置。
本发明实施例中,驱动臂2在压缩复位弹簧3的过程中,复位弹簧3的弹力与压缩行程符合虎克定律,由于驱动臂2开始压缩复位弹簧3时压力很小,复位弹簧3基本不阻碍驱动臂2运动,而磁钢43与第一轭铁41之间的吸附力随着两者之间的间隙B增加吸力快速下降,使得磁钢43与第一轭铁41之间的吸附力对驱动臂2的阻碍作用快速减小,从而减小驱动臂2的所需操作力;当驱动臂2带动磁钢43越过第一轭铁41和第二轭铁42之间的中间点附近后,驱动臂2受复位弹簧3的弹力,且此时磁钢43与第二轭铁42的吸附力大于磁钢43与第一轭铁41的吸附力,此时磁钢43与第二轭铁42的吸附力作为驱动臂2运动的驱动力,从而进一步减小驱动臂2的操作力。
作为本发明的一个实施例,当复位弹簧3设于驱动臂2上并与壳体1间隔设置时,复位弹簧3通过磁钢43吸附固定于驱动臂2上。充分利用磁钢43与复位弹簧3相吸附的特性,将复位弹簧3固定于驱动臂2上,实现一件多用的功能,且便于复位弹簧3的安装。除此之外,所述复位弹簧3也可以通过其它固定方式固定于驱动臂2上,如胶粘方式。
作为本发明的一个实施例,驱动臂2设有一安装腔21,复位弹簧3至少部分容置于安装腔21内。驱动臂2通过安装腔21与复位弹簧3进行配合,减小了复位弹簧3的占用空间,同时安装腔21对复位弹簧3起到限位作用,防止复位弹簧3弯曲变形。
作为本发明的一个实施例,壳体1的底部设有一定位柱111,复位弹簧3套设于定位柱111。具体的,定位柱111设于基座11上。通过设置定位柱111,定位柱111在对复位弹簧3起到定位作用,进一步防止复位弹簧3在驱动臂2压缩时弯曲变形。
作为本发明的一个实施例,磁路***包括固定于磁钢43并分别位于磁钢43相对两侧的第一衔铁44以及第二衔铁45,磁钢43可通过第一衔铁44与第一轭铁41吸附,且磁钢43可通过第二衔铁45与第二轭铁42吸附。
本实施例中,在驱动臂2未按下时,磁钢43通过第一衔铁44与第一轭铁41吸附,使驱动臂2对复位弹簧3无压力;在驱动臂2按下时,第一衔铁44与第一轭铁41分离,在驱动臂2按压到位时,磁钢43通过第二衔铁45与第二轭铁42吸附。
作为本发明的一个实施例,自发电模块还包括线圈骨架5,感应线圈6绕设于线圈骨架5上,第一轭铁41和所述第二轭铁42同时穿过线圈骨架5。驱动臂2在按压时,驱动臂2转动并带动磁钢43运动以改变穿过感应线圈6的磁通量,使感应线圈6产生电能,感应线圈6产生的电能给与感应线圈6电连接的信号处理装置供电,信号处理装置发射无线信号给被控设备,使被控设备执行相应动作。
具体的,当施加驱动力P于驱动臂2上,磁钢43、第一衔铁44以及第二衔铁45随驱动臂2的转动而运动。驱动臂2未按下时,第一衔铁44与第一轭铁41相吸附,磁钢43的磁感线依次经过第一衔铁44、第一轭铁41、第二轭铁42、第二衔铁45而形成磁回路,此种状态下,感应线圈6内的磁力线从右至左;在驱动力P的作用下,驱动臂2向下摆动至终点状态,第二衔铁45与第二轭铁42相吸附,磁钢43的磁力线依次经过第一衔铁44、第一轭铁41、第二轭铁42、第二衔铁45而形成磁回路,此种状态下,感应线圈6内的磁力线从左至右,这二种状态穿过感应线圈6内磁场的大小相等且方向相反,在感应线圈6中就可以产生感应电动势及感应电流,感应线圈6产生的电能给与感应线圈6电连接的信号处理装置供电,信号处理装置发射无线信号给被控设备,使被控设备执行相应动作(如控制门铃、灯或其它负载工作)。松手后,驱动臂2在复位弹簧3的恢复力作用下回到初始状态,且驱动臂2通过磁钢43与第一轭铁41吸附。同理,驱动臂2在复位过程同样可在感应线圈6中产生与上一次产生的大小相等方向相反的感应电动势及电流。
本发明实施例中,为了保证驱动臂2的复位可靠,通过调整复位弹簧3自由状态间隙及复位弹簧3的弹簧刚度以保证驱动臂2在复位弹簧3作用下复位到初始位置。
优选的,复位弹簧3的弹簧圈数为2~3.5圈,确保复位弹簧3的复位力可驱动该驱动臂2复位到位。通过减少复位弹簧3的弹簧圈数以增加弹簧刚度,可以保证驱动臂2按压到终点时的操作力远小于起始操作力,起始操作力为全程最大,由于驱动臂2在按压初始状态时不受复位弹簧3的弹力,因此复位弹簧3的弹力的增加不影响驱动臂2的初始操作力,又能保证驱动臂2复位的复位力,使驱动臂2可靠复位。
作为本发明的一个实施例,复位弹簧3的长度为3.5~6mm。有效地减小了复位弹簧3的自由长度,确保驱动臂2有足够的空行程,减小驱动臂2初始时的操作力,节省了空间,并且降低了弹簧成本。
本发明还提供一种自发电按钮开关,包括上述的自发电模块以及按钮,按钮(未图示)与自发电模块的驱动臂2驱动连接。按钮与驱动臂2的连接方式不限,只要可驱动该驱动臂2运动即可。本发明的自发电按钮开关通过设置上述自发电模块,由于自发电模块的驱动臂2在按压初始时不受复位弹簧3的弹力,有效减小了驱动臂2起始的操作力,从而使得按钮按压所需操作力小,方便用户使用。
本发明实施例提供的自发电模块通过将复位弹簧设于壳体上并与驱动臂间隔设置或将复位弹簧设于驱动臂上并与壳体间隔设置,即通过减小复位弹簧的自由状态下的长度,使得驱动臂在按压初始状态时不受复位弹簧的弹力,驱动臂在按压时运动预设距离后才压缩复位弹簧,驱动臂在按压初始状态时不受复位弹簧的阻碍,有效减小了驱动臂起始的操作力,从而使得应用该自发电模块的无源无线开关的按钮按压所需操作力小,提升了用户使用体验。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自发电模块,其特征在于,包括:
壳体;
活动设置于所述壳体的驱动臂;
设于所述壳体的感应线圈;
磁路***,所述磁路***包括固定于所述壳体并同时穿过所述感应线圈的第一轭铁和第二轭铁、以及固定于所述驱动臂并可在所述第一轭铁和所述第二轭铁之间运动以驱动所述感应线圈发电的磁钢;
复位弹簧,所述复位弹簧设于所述壳体上并与所述驱动臂间隔设置,或所述复位弹簧设于所述驱动臂上并与所述壳体间隔设置,所述驱动臂按压时运动预设距离后压缩所述复位弹簧,且所述驱动臂在所述复位弹簧的作用力下复位并通过所述磁钢与所述第一轭铁吸附。
2.根据权利要求1所述的自发电模块,其特征在于,所述磁路***包括固定于所述磁钢并分别位于所述磁钢相对两侧的第一衔铁以及第二衔铁,所述磁钢可通过所述第一衔铁与所述第一轭铁吸附,且所述磁钢可通过第二衔铁与所述第二轭铁吸附。
3.根据权利要求1所述的自发电模块,其特征在于,所述自发电模块还包括线圈骨架,所述感应线圈绕设于所述线圈骨架上,所述第一轭铁和所述第二轭铁同时穿过所述线圈骨架。
4.根据权利要求1所述的自发电模块,其特征在于,所述复位弹簧设于所述驱动臂上并与所述壳体间隔设置,所述复位弹簧通过所述磁钢吸附固定于所述驱动臂上。
5.根据权利要求1所述的自发电模块,其特征在于,所述驱动臂设有一安装腔,所述复位弹簧至少部分容置于所述安装腔内。
6.根据权利要求1所述的自发电模块,其特征在于,所述壳体的底部设有一定位柱,所述复位弹簧套设于所述定位柱。
7.根据权利要求1所述的自发电模块,其特征在于,所述复位弹簧的弹簧圈数为2~3.5圈。
8.根据权利要求1所述的自发电模块,其特征在于,所述复位弹簧的长度为3.5~6mm。
9.一种无源无线开关,其特征在于,包括按钮以及如权利要求1-8任意一项所述的自发电模块,所述按钮与所述自发电模块的所述驱动臂驱动连接。
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