專利名稱：一種消散人體靜電襲擾的鑰匙的制作方法
技術領域：
本發明屬于五金制造、靜電放電與靜電危害防護技術領域，涉及一種能消 散人體靜電的便攜裝置，尤其是一種具有消散人體靜電襲擾功能的鑰匙。
技術背景人體靜電是日常生活中一種常見的現象，它是由于人體行走、操作，或與 其它物體接觸、分離，或因靜電感應、空間電荷吸附等原因使人體正負極性電 荷失去平衡，進而在宏觀上呈現出某種極性的電荷積聚，使人體對地電位不為零，形成了對地靜電能量。當人體對地靜電電位足夠高(〉3kV)，或靜電能量 足夠大(>1X10 —4 J)時，就有可能對金屬門窗等部件產生靜電放電，輕者對 人體產生襲擾，重者可能引起元器件擊穿，電子設備失靈，甚至引發火災、爆炸 等安全災害。因此，消散人體靜電對人們日常生活和工作，尤其對在易燃易爆 和靜電敏感環境下工作的人們具有非常重要的意義。在現代生活方式中，人們難以割舍容易產生和積累靜電的材料，如化纖、 塑料、橡膠等高分子材料。這些材料的大量使用在給人們生活帶來舒適方便的 同時也使我們越來越普遍地遭受著靜電的襲擾。在干燥環境下，人體從橡膠泡 沫靠墊座椅上起立時產生的靜電電位可達18kV，在地毯上行走時產生的靜電電 位可達35kV，在絕緣地面上脫衣服時產生的靜電電位最高可達60kV。如此高 的靜電電位儲存在數十至數百皮法之間的人體靜電電容(多數分布在100 350pF)上，靜電能量可達幾mJ至幾十mJ，釋放時產生很大的電擊強度和放電 火花，雖然不致命，但容易對人產生電擊恐慌和痛感。目前，消散人體靜電的方法主要有兩種， 一是通過加濕的方法增加環境濕 度，二是通過穿著防靜電服裝、鞋帽，敷設防靜電地面，使用防靜電桌椅等用 具將人體進行靜電接地。但這兩種方法只適用于在特殊環境下使用，在日常生 活中卻會因此降低人們的移動性、舒適性和對穿著、對生活環境多樣性和個性 化的需求。曰常生活中消散人體靜電的最好方法是隨身攜帶一種小巧的靜電放電裝 置，可以隨時將人體產生的靜電通過與接地裝置接觸而將人體靜電消散掉。但 這種放電裝置不能簡單地通過金屬器具短路實現， 一方面是因為在靜電電位很 高時通過金屬器具短路同樣會對人體產生電擊感，另一方面也會因此產生放電 火花，對易燃易爆場所存在潛在危害，更不能將人體靜電能量加以利用。鑰匙是人們日常生活所必需攜帶的開鎖工具，將靜電釋放電阻、儲能電容 和充電電路等同鑰匙結合起來構成具有消散人體靜電功能的裝置，在人們開門 或同接地裝置接觸時將人體靜電能量轉移到儲能電容器上，不僅抑制了人體靜 電的襲擾，而且很好地將人體靜電能量用于遙控鑰匙的輔助充電，延長遙控鑰 匙的使用壽命。這種具有消散人體靜電功能的裝置經文獻檢索至今還未見報道。 發明內容本發明的目的在于克服現有人體靜電消散技術中存在的不足和缺陷，提供 一種具有消散人體靜電襲擾功能的鑰匙裝置。木發明未改變鑰匙開鎖的基本功 用，但增加了人體靜電消散功能和人體靜電能量利用功能，發揮了鑰匙的便攜 性，在有意無意使用鑰匙時，安全方便地將人體靜電耗散掉。本發明的技術方案是消散人體靜電襲擾鑰匙包括鑰匙本體、靜電消散電路、充電電路和門鎖遙 控電路四部分。其特征是靜電消散電路、充電電路和門鎖遙控電路安裝在由塑料或橡膠制成的鑰匙柄內，鑰匙柄外邊緣鑲嵌金屬條，金屬條與金屬鑰匙桿不能直接相連，最近點直線距離大于等于10mm。靜電消散電路由限流電阻和儲 能電容串聯組成，電容一端連接到由金屬制成的鑰匙桿尾部，電阻一端則與鑰 匙柄外鑲嵌的金屬條相連。限流電阻的選擇應保證人體靜電電位在20 30kV 時，將鑰匙桿接地人體應沒有疼痛感，也不應出現明顯的放電現象， 一般選取 l-2MQ、 1/4W的膜電阻。儲能電容的選取應充分考慮人體靜電電容和靜電電位 出現的幾率與大小。人體靜電電容一般為100 350pF，靜電電位多出現在5kV 左右，根據靜電能量公式CU2/2，考慮到限流電阻的損耗，要在儲能電容器上獲 得30V電壓，則儲能電容應選取3 10uF的低泄漏電流電容器。當手握鑰匙柄， 并用鑰匙桿接觸門等接地裝置時，人體靜電能量就會通過這一電路轉移到儲能 電容器上。由于人體帶電極性會受很多因素影響，具有不確定性，因此使用全 橋整流電路將儲能電容器上的電壓轉變為確定極性電壓加以利用，其輸出端接 于門鎖遙控電路電池兩端，可以利用儲能電容器儲存的能量給電池充電。充電 電路中二極管和電容元件應選擇漏電流極小的器件，才能凸顯人體靜電能量的 利用效果。本發明的效果和益處是由于將人體靜電消散電路、靜電能量轉換儲存充電 電路、門鎖遙控電路同隨身攜帶的鑰匙結合起來，在不增加人們攜帶負擔的情 況下，在有意無意的開門瞬間，將人體靜電安全、方便地消散掉，解決了現有 人體靜電消散裝置不宜攜帶，影響個人生活品質的不足，即可以消除人體靜電 的襲擾，防止靜電恐慌，又增加了人們在靜電敏感場所活動的安全性，同時還 能將人體靜電能量加以利用。
圖1是消散人體靜電襲擾鑰匙結構示意圖。圖2是消散人體靜電襲擾鑰匙電路示意圖。圖中1鑰匙桿；2鑰匙柄；3嵌入金屬條；4門鎖開啟按鍵；5門鎖關閉 按鍵；6電路模塊；7人體靜電泄放限流電阻；8儲能電容；9橋式整流電路； 10濾波電容；11充電限流電阻；12穩壓器件；13 二極管；14遙控電路；15人 體靜電等效電容。
具體實施方式
以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施方式
。 本發明所述的消散人體靜電襲擾鑰匙的結構如附圖1所示，包括鑰匙桿1; 鑰匙柄2;嵌入金屬條3;門鎖開啟按鍵4;門鎖關閉按鍵5;電路模塊6;鑰匙 柄2內安裝有門鎖開啟按鍵4;門鎖關閉按鍵5;電路模塊6;門鎖開啟按鍵4通過導線A、 B與電路模塊6相連，門鎖關閉按鍵5通過導線C、 D與電路模塊 6相連，.鑰匙桿1通過導線E與電路模塊6相連，鑰匙柄外嵌入的金屬條3通過 導線F與電路模塊6相連。這樣，如果人體手握鑰匙柄2時，通過人手與金屬 條3的接觸，鑰匙桿l、電路模塊6、嵌入金屬條3、人體靜電等效電容15組成 了人體靜電消散電路，當使用者開門或將鑰匙桿接觸接地靜電導體時，形成了 人體靜電消散通路，進而可以安全方便地將人體靜電耗散掉。本發明所述的消散人體靜電襲擾鑰匙的電路如附圖2所示，包括人體靜電 消散儲能電路、輔助充電電路和遙控電路，其中人體靜電消散儲能電路是電路 模塊6的核心，它由人體靜電泄放限流電阻7和儲能電容8串聯組成。人體靜 電泄放限流電阻7—般選取l-2MQ、 1/4W的金屬膜或合成電阻，其選擇原則是 保證人體靜電電位在20 30kV時，將鑰匙桿接地人體人應沒有觸痛感，更不應 出現明顯的放電現象。儲能電容8是將人體靜電高壓轉換為低壓儲能的關鍵器 件，其電容選擇依據是能量公式q^/2二C2t/22/2， d、 ^是人體靜電電容和靜電電壓，C2、 t/2是儲能電容和電壓。考慮人體靜電電容一般為100 350pF，靜 電電位在5kV以下出現幾率最大，儲能電容選取3 10 uF的低泄漏電流電容器 可以獲得30V左右的電壓。此外，為了獲得良好的儲能效果，儲能電容的損耗 角正切值應低于0.005。本發明所述的輔助充電電路包括橋式整流電路9，濾波電容10，充電限流 電阻11，穩壓器件12和反向二極管13。由于產生靜電材料的帶電次序不同， 獲得靜電的機制不同，人體的靜電極性也會不一樣。通過橋式整流電路9可以 實現將不同極性的靜電轉換成確定極性的直流電，經過濾波電容10、穩壓器件 12的濾波穩壓后轉換為5-10V左右的直流電，通過反向二極管13給遙控電路 14中的電池充電，實現靜電能量的再利用。反向二極管13的作用是阻止遙控電 路電池能量反向回饋。本發明所述的遙控電路14用于遙控門鎖開關，該部分內容為公知的現有技 術范圍，不加以詳細說明。本發明裝置將靜電消散電路同人們常用鑰匙相結合，利用鑰匙便攜特點， 不需要增加特殊的專用放電器具，就可實現防治人體靜電襲擾的功能，改善了 人們的行動質量。
權利要求
1. 一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，包括鑰匙桿[1]；鑰匙柄[2]；嵌入金屬條[3]；門鎖開啟按鍵[4]；門鎖關閉按鍵[5]；電路模塊[6]；人體靜電泄放限流電阻[7]；儲能電容[8]；橋式整流電路[9]；濾波電容[10]；充電限流電阻[11]；穩壓器件[12]；反向二極管[13]；遙控電路[14]，其特征在于鑰匙柄內裝有靜電消散儲能電路、充電電路和門鎖遙控電路；鑰匙柄外邊緣鑲嵌金屬條，鑲嵌金屬條與金屬鑰匙桿不直接相連，而是分別連接到靜電消散電路的兩極。
2、 根據權利要求1所述的一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，其特征在于靜電 消散儲能電路，包括人體靜電泄放限流電阻[7]和儲能電容[8]，限流電阻取值在 l-2MQ之間，采用金屬膜電阻或合成膜電阻，儲能電容必須是無極性電容，應 采用損耗角正切值小于0.005的電容器，容值在3-100uF之間。
3、 根據權利要求1所述的一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，其特征在于將人 體靜電加以利用的輔助充電電路，包括橋式整流電路[9]，濾波電容[IO]，充電限 流電阻[ll]，穩壓器件[12]和反向二極管[13]，所述輔助充電電路中所有整流二級 管的反向漏電流小于5uA，濾波電容損耗角正切值應小于0.05，容值在數十uF 左右，輔助充電電路的作用是無論人體所攜帶的靜電電荷極性如何，都轉換成 確定極性的直流電壓，為遙控電路電池等充電。
全文摘要
一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，屬于用于靜電放電與靜電危害防護技術領域的能消散人體靜電的便攜裝置。本發明的特征在于在普通開鎖鑰匙的手柄內增加了人體靜電消散電路和人體靜電能量利用電路，在開門的同時安全方便地將人體靜電耗散掉。本發明的效果和益處是由于將人體靜電消散電路、靜電能量轉換儲存充電電路、門鎖遙控電路同隨身攜帶的鑰匙結合起來，在不增加人們攜帶負擔的情況下，在有意無意的開門瞬間，將人體靜電安全、方便地消散掉，解決了現有人體靜電消散裝置不宜攜帶，影響個人生活品質的不足，即可以消除人體靜電的襲擾，防止靜電恐慌，又增加了人們在靜電敏感場所活動的安全性，同時還能將人體靜電能量加以利用。
文檔編號E05B19/00GK101260752SQ20081001112
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月18日 優先權日2008年4月18日
發明者張鈺博 申請人:張鈺博