[發明專利]一種壓電式燈具開關

有效

• 申請號: 201710729107.3
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107464714B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 吳鳴;林仕杰;王淑云
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H01H13/36
• 分類號: H01H13/36;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種壓電式燈具開關，屬日用電子產品技術領域。主體的底壁上裝有電路板，電路板上設有能量轉換處理電路和信號發射系統；底壁上設有凸臺，限位塊裝在凸臺上，限位塊的材料為彈性橡膠；主體的側壁端部裝有上蓋，側壁的左側設有凸臺；方形導柱裝在底壁上，方形導柱上從下至上依次套有復位彈簧和按鈕，按鈕的殼體設有長剛性塊，按鈕的殼體從上蓋上的通孔伸出，長剛性塊的上表面頂靠在上蓋的下表面上；長剛性塊的下表面上從上至下依次裝有柔性撥片和短剛性塊；凸臺上裝有壓電振子，壓電振子是由基板和壓電片粘接而成的懸臂梁結構，基板靠近壓板安裝，壓電振子經導線與電路板連接。

技術領域

本發明屬于日用電子產品技術領域，具體涉及一種壓電式燈具開關。

背景技術

傳統機械式開關，需要人手按動，操作簡單，售價便宜，但容易產生火花，會發生短路，需要經常維修，且在黑暗中操作不方便，也經常容易忘記關燈，導致費電。所以近年來，無線燈具開關逐漸成為了未來的發展趨勢。與傳統開關最大的區別是，無線燈具開關可移動、免布線。它可移動的特點，給用戶提供了更便捷、更舒適的照明控制方案；它免布線的特點，在安裝時減少電線和PVC管的使用量，即減少對銅、鋁等金屬原料的需求，減少生產線材過程中的碳排放。但無線燈具開關一般采用電池供電，但電池體積大、壽命短，且電池內含有重金屬，若廢舊電池處理不當會造成嚴重的環境污染問題。為代替傳統化學電池，滿足類似于無線燈具開關等微功率、微小型電子產品的自供電需求，國內外學者相繼提出了基于靜電、電磁、熱電及壓電等原理的微小型能量捕獲器，其中壓電能量捕獲器以其結構簡單、無電磁干擾、能量密度大、易于實現微小化和集成化等優勢而使其適用范圍更廣。但由于壓電晶片為脆性材料，易因所受拉應力過大而破碎。因此，為使壓電式供能裝置在無線門鈴信號傳遞系統中得到實際應用，首先需解決的關鍵問題是提高其工作的可靠性。

發明內容

本發明提出一種壓電式燈具開關，本發明采用的實施方案是：主體的底壁上經螺釘和墊片安裝有電路板，電路板上設有能量轉換處理電路和信號發射系統；底壁上設有凸臺，限位塊經螺釘安裝在凸臺上，限位塊的材料為彈性橡膠；主體的側壁端部經螺釘安裝有上蓋，側壁的左側設有凸臺；方形導柱經螺釘安裝在底壁上，方形導柱上從下至上依次套有復位彈簧和按鈕，按鈕的殼體設有長剛性塊，按鈕的殼體從上蓋上的通孔伸出，長剛性塊的上表面頂靠在上蓋的下表面上；長剛性塊的下表面上從上至下經螺釘依次安裝有柔性撥片和短剛性塊；凸臺上經螺釘和壓板安裝有壓電振子，壓電振子是由基板和壓電片粘接而成的懸臂梁結構，基板靠近壓板安裝，壓電振子經導線與電路板連接。

非工作狀態下，按鈕在其自身重力、短剛性塊和柔性撥片的重力及復位彈簧的作用下處于平衡狀態，壓電振子保持平直狀態；按下按鈕時，按鈕帶動柔性撥片沿方形導柱向下移動，柔性撥片端部與壓電振子的基板及長剛性塊的邊緣接觸，故懸臂部分短、彎曲變形剛度較大，從而迫使壓電振子彎曲變形，即改變壓電振子的變形量及其壓電片上的應力分布狀態，壓電片上應力分布狀態的變化過程中即將機械能轉換成了電能；按鈕f進一步向下移動時，柔性撥片與壓電振子脫開，壓電振子產生自由振蕩并進一步將機械能轉換成電能；壓電振子產生電能經電路板上的能量轉換電路處理后供給信號發射系統，信號發射系統將控制信號發射出去。

松開按鈕時，按鈕會在復位彈簧的作用下復位，按鈕復位過程中柔性撥片端部與壓電振子的壓電片接觸、與長剛性塊邊緣脫開，柔性撥片的懸臂部分長、剛度低、變形量大，而壓電振子的變形量小或無變形，最終柔性撥片與壓電振子脫開，按鈕恢復初始的平衡狀態；當壓電振子的變形量增大到一定程度時，壓電片自由端將壓靠在限位塊上，壓電振子自由端變形量小于其許用值，從而確保壓電片上的最大壓應力小于其許用值。