開關及開關面板的制作方法

本公開涉及智能控制領域，尤其涉及一種開關及開關面板。

背景技術：

家庭控制設備的應用已經越來越廣泛，其中包括對家用電器設備的開關的多種應用和改進。一般來說，在建筑裝飾或裝修過程中將電器的供電線纜埋入建筑墻面內以達到整潔簡化的室內空間效果，但布線較為復雜且不利于后續改裝，因此可以使用無線式控制開關。無線式開關最常用的方式是基于wi-fi，藍牙協議或紅外輻射等方式，但是這些需要使用電池供電，不利于節能降耗。

圖1示出了一種目前本領域較為常見的具有無源開關裝置的開關面板的側面剖視圖。如圖1所示，其中該開關面板包括一個蹺板組件2、裝設在該蹺板組件2后側的無源開關裝置1、殼體3。在該示例中，示出了這個無源開關裝置1的初始狀態。所述蹺板組件2后側設有撥桿22，所述撥桿22用于連接第一導磁部件11，通過用戶4的手指接觸按動蹺板組件2時，蹺板組件2沿著h方向運動，此時第一導磁部件11底部的磁體125將逐漸完全接觸永磁體121內的鐵芯123，在磁體125運動的過程中，處于該鐵芯123內的磁通量將發生變化，尤其是，在手指快速按動蹺板組件2時，磁場的突變將使得與鐵芯123耦接(例如磁性耦合)的線纜中產生第一感應電流，在一般技術中，所產生感應電動勢e可計算為：

其中，n為線纜(例如纏繞在鐵芯123外的線圈)匝數，為磁通量隨時間的變化量，即作用力時間越短，磁通量的變化越大。

同樣地，當用戶4在按動該蹺板組件2的下部位置時，該蹺板組件2又將回復到上述初始狀態，此時可通過撥桿22將第一導磁部件11拉回至初始狀態。在此過程中，將在上述線纜中產生第二感應電流。所述第二感應電流通常沒有作為控制信號，這部分能量被浪費。或者，在相關技術中，也可以利用第二感應電流生成與第一感應電流幅值相同但方向相反的信號，例如開/關，關/開，但這種機械動作產生的信號是有順序的，也就是說連續按動兩次蹺板組件2所產生的信號是彼此相反，而不存在其他變化。

另外，這種開關的形式主要是模擬相關技術中的通用開關結構，相關技術中的通用開關結構是采用可擺動的脫扣結構來實現開/關控制，一般是用于照明設備，例如白熾燈等。因此，相關技術的開關的應用方式限制了無源開關的應用范圍，即一般只能用于控制燈的亮滅。

技術實現要素：

有鑒于此，本公開提出了一種開關及開關面板，更優化地利用磁場變化感應產生電信號、模擬機械開關的觸感。

根據本公開的一方面，提供了一種開關，包括：換能器組件，將來自外部作用力產生的動能轉換為電信號并輸出至通訊組件；通訊組件，耦接至該換能器組件，所述通訊組件接收該電信號并根據所述電信號調制出控制指令，以無線方式將控制指令發送給接收裝置；以及，機械開關，耦接至該換能器組件，用于將所述換能器組件恢復至初始狀態。

在一種可能的實施方式中，所述開關還包括：按壓組件，設置于所述換能器組件的上方。

在一種可能的實施方式中，所述換能器組件包括：一個或多個固定設置的軟磁體，外側包覆有感應線圈；一個或多個固定設置的永磁體；導磁部件，通過所述外部作用力和機械開關的控制，在初始狀態和吸合狀態之間轉換。

在一種可能的實施方式中，所述機械開關包括：撥桿，卡接所述導磁部件和按壓組件；彈性組件，固定在所述撥桿的下方，在所述外部作用力消失時通過所述撥桿帶動所述導磁部件恢復至初始狀態。

在一種可能的實施方式中，所述機械開關包括：張力結構，張力結構的兩端分別設置有卡扣，所述卡扣分別卡接所述導磁部件的兩端。

在一種可能的實施方式中，所述導磁部件為對稱結構，兩端分別設置有突伸部，在突伸部之間設置有具有平整表面的接觸部，每一個突伸部向接觸部兩側方向、以曲面延伸形成延伸部，所述導磁部件通過所述延伸部卡接所述卡扣。

在一種可能的實施方式中，所述張力結構為一體成型的對稱結構；所述張力結構的對稱中心部位耦接至所述按壓組件底部的支點并可繞所述支點旋動。

在一種可能的實施方式中，所述開關還包括：開關本體，開關本體內設置有空腔；所述張力結構沿所述對稱中心向下對稱設置有第一支桿，所述第一支桿延伸至所述空腔的底部；所述第一支桿兩側設置有第二支桿，所述第二支桿從所述空腔底部向上延伸，所述第二支桿向上的兩端設置有卡扣；所述張力結構通過所述卡扣卡接所述導磁部件。

在一種可能的實施方式中，所述第一支桿上部通過彈性部件連接所述按壓組件底部。

在一種可能的實施方式中，所述開關還包括：旋動組件，設置于所述按壓組件上方；信號驅動組件，位于所述旋動組件和按壓組件之間，并電性耦接至通訊組件；其中，所述信號驅動組件根據旋動組件的旋動生成相應的控制編碼，并將所述控制編碼發送給所述通訊組件；所述通訊組件，根據所述電信號和所述控制編碼調制出控制指令，并以無線方式將控制指令發送給接收裝置。

在一種可能的實施方式中，所述開關還包括：邏輯電路組件，嵌入所述旋動組件的本體內，電性耦接至通訊組件。

在一種可能的實施方式中，所述邏輯電路組件包括：光學邏輯組件，固定耦接于信號驅動組件，用于獲取指紋信息。

根據本公開的另一方面，提供了一種開關面板，包括：接收組件，與上述任一項所述開關的通訊組件以無線方式進行通信，接收所述通訊組件發送的控制指令；解碼組件，耦接所述接收組件，通過所述接收組件獲得所述控制指令，對所述控制指令進行解碼獲得控制信號；控制器，耦接所述解碼組件，根據所述控制信號生成調節信號，并將所述調節信號輸出到外部設備。

根據本公開的開關可以將機械能轉換為電信號，并根據所述電信號調制出控制指令，以無線方式將控制指令發送給接收裝置，實現對設備的控制。通過機械開關可以模擬機械開關的觸感，無線控制可以便于用戶控制設備狀態。

根據下面參考附圖對示例性實施例的詳細說明，本公開的其它特征及方面將變得清楚。

附圖說明

包含在說明書中并且構成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本公開的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本公開的原理。

圖1示出示出了一種相關技術中的具有無源開關裝置的開關面板的側面剖視圖。

圖2示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。

圖3示出根據本公開一實施例的開關的技術原理示意圖。

圖4示出根據本公開一實施例的開關的應用示例的示意圖。

圖5a、圖5b示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。

圖6示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。

圖7示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。

圖8示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。

圖9示出根據本公開一實施例的開關面板的示意圖。

圖10示出根據本公開一實施例的開關面板的示意圖。

附圖標記列表：

無源開關裝置1，蹺板組件2，殼體3，用戶4，第一導磁部件11，撥桿22，永磁體121，鐵芯123，磁體125；

通訊組件5，空腔51，導磁部件52，永磁體53，感應線圈54，機械開關55，軟磁體56，按壓組件57；

公卡接件111，母卡接件112，支點113，固定點114；

突伸部521，延伸部522，上殼體551，下殼體552；

彈性組件553，第二支桿561，卡扣562，第一支桿563；

旋動組件61，信號驅動組件62，金屬環63，電接觸部件64；

天線組件600，解碼組件601，控制器602，輸出組件603，外部設備604；

邏輯組件611，本體612，線纜613，旋鈕621，導電觸片622，卡槽623，金屬接觸面641。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細說明本公開的各種示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優于或好于其它實施例。

另外，為了更好的說明本公開，在下文的具體實施方式中給出了眾多的具體細節。本領域技術人員應當理解，沒有某些具體細節，本公開同樣可以實施。在一些實例中，對于本領域技術人員熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本公開的主旨。

實施例1

圖2示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖，圖3示出根據本公開一實施例的開關的技術原理示意圖。如圖2所示，該開關包括：

換能器組件，將來自外部作用力產生的動能轉換為電信號并輸出至通訊組件；

通訊組件5，耦接至該換能器組件，所述通訊組件5接收該電信號并根據所述電信號調制出控制指令，以無線方式將控制指令發送給接收裝置；

以及，

機械開關55，耦接至該換能器組件，用于將所述換能器組件恢復至初始狀態。

如圖2所示，所述換能器組件可以包括：

一個或多個固定設置的軟磁體56，外側包覆有感應線圈54；

一個或多個固定設置的永磁體53；

導磁部件52，通過所述外部作用力和機械開關的控制，在初始狀態和吸合狀態之間轉換。

如圖2所示，該開關可以包括開關本體，開關本體內具有空腔51，軟磁體56和永磁體53可以設置在所述空腔51內。以一個軟磁體56作為示例進行說明，如圖2所示，永磁體53可以設置在軟磁體56的周圍，永磁體53的個數可按照所需產生的磁通量的大小以及導磁部件52尺寸等確定。

在一種可能的實施方式中，可以將永磁體53對稱設置在軟磁體56的周圍，這樣設置可產生均勻的磁場。當所述換能器組件包括多個軟磁體56時，多個軟磁體56可以分開設置，在所有軟磁體56的周圍、或者每個軟磁體56的周圍設置永磁體53，本公開對具體的設置方式不作限定，可以根據所需產生的磁通量確定。

感應線圈54可以是內芯為金屬的線纜，感應線圈54可以耦接通訊組件5，將感應產生的電信號(電流、電壓等)輸出到通訊組件5。

導磁部件52可以為金屬片組件，金屬片組件可不具有磁性，在用戶4(例如，通過手指等部位)的按壓(外部作用力)下接觸并吸合(吸合狀態)開關本體的空腔51內的一個或多個軟磁體56。在按壓之前，沒有外部作用力作用于所述導磁部件52時，導磁部件52處于初始狀態。

如圖3所示，在每次該導磁部件52逐漸接近軟磁體56的過程中，穿過軟磁體56內的磁場強度將發生變化，圖3中所示的原先均勻的磁場將發生“扭曲”，導磁部件52吸合軟磁體56時，處于軟磁體56內的磁通量將發生驟變，具體磁通量的變化可以參見公式(1)。

在軟磁體56內的磁通量發生變化的情況下，將在感應線圈54內感應產生電信號，例如，產生感應電動勢。感應產生的電信號將輸出到與感應線圈54耦接的通訊組件5，通訊組件5接收該電信號并根據所述電信號調制出控制指令，以無線方式將控制指令發送給接收裝置，接收裝置可以根據控制指令對相應的設備進行控制。

其中，所述無線方式可以是通過發射wifi、藍牙、紅外或者rf(射頻)等無線信號實現，一般可采用rf方式來發射該無線信號，從而在實際使用過程中，有效發射距離可以達到百米且不受任何實體障礙物(除過金屬屏蔽或金屬障礙物以外)的限制。

所述通訊組件5可以包括無線發射組件，例如可以為wifi模塊、藍牙模塊、紅外發射模塊或者rf模塊中的一個或多個。所述通訊組件5可以包括調制器，將接收的電信號調制為rf信號。

在一種可能的實施方式中，所述導磁部件52也可以在一定時間后也可具有磁性，可以通過改變軟磁體56內的磁通量來感應產生電流。

在一種可能的實施方式中，如圖2所示，所述開關還包括：按壓組件57，按壓組件57設置于所述換能器組件的上方。所述按壓組件57可以由非導磁材料制成，這樣，按壓組件57的位置變化不影響軟磁體56內的磁通量變化。所述按壓組件57可以與導磁部件52固定連接，在外部作用力作用于所述按壓組件57時，可以在外部作用力的作用下由按壓組件57帶動導磁部件52運動。

在一種可能的實施方式中，機械開關55可以包括：

撥桿，卡接所述導磁部件52和按壓組件57；

彈性組件553，固定在所述撥桿的下方，在所述外部作用力消失時通過所述撥桿帶動所述導磁部件52恢復至初始狀態。

舉例來說，如圖2所示，所述撥桿可以為固定在彈性組件553的上殼體551，所述撥桿的側面可以設置卡接口卡接所述導磁部件52，所述撥桿的上側和所述按壓組件57的下側可以設置卡接部件，所述卡接部件可以包括公卡接件111和母卡接件112，所述公卡接件111和母卡接件112可以互相咬合。在一種可能的實施方式中，所述母卡接件112可以設置于所述按動組件57下側，所述公卡接件111可以設置于所述撥桿的上側，如圖2所示，所述公卡接件111可以與所述撥桿一體形成，也可以分開設置；或者，所述公卡接件111可以設置于所述撥桿的上側，所述母卡接件112可以設置于所述按動組件57下側，本公開對卡接部件的設置方式不作限定。

所述彈性組件553可以為彈簧，其一側固定設置在所述撥桿下側，通過彈性組件553的彈力作用，使得導磁部件52可以解除與軟磁體56的吸合并恢復至初始狀態。應當理解的是，彈性組件553的彈性力略大于或等于軟磁體56與導磁部件52之間的磁場力，如此，在達到按壓吸合狀態時能很好地彈回，以保持按壓的觸感。所述彈性組件553也可以通過其他彈性結構實現。

在一種可能的實施方式中，所述機械開關55還可以包括下殼體552，所述下殼體552嵌套該撥桿(上殼體551)，所述下殼體552內還可以設置空腔，所述彈性組件553下側可以固定設置于所述下殼體552的空腔內。彈性組件553也可以直接固定在開關本體上，外側不設置所述下殼體552，本公開對此不作限定。

可以理解的是，當導磁部件52在彈性組件553的作用力下脫離軟磁體56時，在軟磁體56內將同樣感應產生一次電信號，不同的是，這次感應產生的電信號方向與之前相反。

根據本公開的開關可以將機械能轉換為電信號，并根據所述電信號調制出控制指令，以無線方式將控制指令發送給接收裝置，實現對設備的控制。通過機械開關可以模擬機械開關的觸感，無線控制可以便于用戶控制設備狀態。

圖4示出根據本公開一實施例的開關的應用示例的示意圖。

如圖4所示，在一種可能的實施方式中，該開關可以被裝設在墻上，此時，所述按動組件57外側從頂部到底部逐漸變薄，按動組件57的外側下部可以設置蹺板組件2，在用戶4按動時可保持導磁部件52垂直向軟磁體56接觸。可以理解的是，以上僅僅是一個示例，按動組件57可不具有坡度，例如，如圖2所示的平板狀結構。

實施例2

圖5a、圖5b示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。圖5a中與圖2中相同的組件或部件不再贅述，如圖5a所示，所述機械開關可以包括：

張力結構，張力結構的兩端分別設置有卡扣562，所述卡扣562分別卡接所述導磁部件52的兩端。

如圖5b所示，在這一實施例中，所述導磁部件52在用戶(例如，通過手指等部位)的按壓下發生形變，接觸并吸合(吸合狀態)開關本體的空腔51內的一個或多個軟磁體56。在按壓之前，沒有外部作用力作用于所述導磁部件52時，導磁部件52處于初始狀態。

所述張力結構使得導磁部件52能夠通過自身撓性恢復至初始狀態，并配合用戶的按壓動作更好地接觸軟磁體56。

在一種可能的實施方式中，所述導磁部件52為對稱結構，兩端分別設置有突伸部521，在突伸部521之間設置有具有平整表面的接觸部，每一個突伸部向接觸部兩側方向、以曲面延伸形成延伸部522，所述延伸部522可以為弧形，所述導磁部件52通過所述延伸部522卡接所述卡扣562。

以上導磁部件52的結構僅僅是一個示例，但本領域技術人員能夠理解，本公開應不限于此，還可以采用其他結構的導磁部件，例如，板狀結構等。上述導磁部件52的結構，突伸部521的設置可以更好地使導磁部件52的撓性被最優地利用，并且可以使導磁部件52兩端與卡扣562更自然、牢固的卡接，不易脫開。

在一種可能的實施方式中，如圖5a和圖5b所示，所述張力結構為一體成型的對稱結構；所述張力結構的對稱中心部位耦接至所述按壓組件57底部的支點113并可繞所述支點113旋動。如此，在向下按動按壓組件57時，支點113將帶動張力結構向空腔51內兩側旋轉，如圖5b示出的箭頭方向，卡扣562帶動所述延伸部522向上移動，進一步擠壓所述突伸部521向內移動，從而使所述接觸部向下彎曲變形直至吸合軟磁體56。

該接觸部的長度l與按壓組件57的按壓行程△l之間滿足關系式：

其中α為該接觸部彎曲后對應的圓心角。其中，圓心角α可直接通過對長度l的測量得知，本領域技術人員可根據該長度l設計△l的取值范圍。

采用上述的張力結構可以縮減空腔51的空間，使整體結構更加緊湊。

在一種可能的實施方式中，所述張力結構沿所述對稱中心向下對稱設置有第一支桿563，所述第一支桿563延伸至所述空腔51的底部；所述第一支桿563兩側設置有第二支桿561，所述第二支桿561從所述空腔51底部向上延伸，所述第二支桿561向上的兩端設置有卡扣562；所述張力結構通過所述卡扣562卡接所述導磁部件52。通過這種設置方式，可以更好的使所述導磁部件52發生形變，接觸并吸合開關本體的空腔51內的軟磁體56，用戶不需要用特別大的按壓力量即可使開關發出控制指令。

在一種可能的實施方式中，所述第一支桿561上部通過彈性部件連接所述按壓組件57底部。其中，所述彈性部件可以為彈簧，每一第一支桿561通過其上的固定點連接至按壓組件57底部的固定點114，兩個固定點之間通過彈性部件相聯，如此，彈性部件在按壓組件57向下移動時產生彈性張力以增強所述導磁部件52的彈性回復力。

圖6、圖7示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。

如圖6和圖7所示，在一種可能的實施方式中，所述開關還包括：

旋動組件61，設置于所述按壓組件57上方；

信號驅動組件62，位于所述旋動組件61和按壓組件57之間，并電性耦接至通訊組件5；

其中，所述信號驅動組件62根據旋動組件61的旋動生成相應的控制編碼，并將所述控制編碼發送給所述通訊組件5；

所述通訊組件5，根據所述電信號和所述控制編碼調制出控制指令，并以無線方式將控制指令發送給接收裝置。

舉例來說，所述開關可以設置為一種遙控裝置，或者，還可以包括如圖6所示的面板結構，便于用戶操作。

可以理解的是，所述開關還可以包括旋轉編碼器(未圖示)，用戶可以通過旋動組件61旋動所述旋轉編碼器產生并輸出信號到信號驅動組件61，信號驅動組件接收信號并生成相應的控制編碼，并將所述控制編碼發送給所述通訊組件5，所述通訊組件5根據按壓感應產生的電信號和所述控制編碼調制出控制指令，并以無線方式將控制指令發送給接收裝置，接收裝置可以根據控制指令對相應的設備進行控制。

需要說明的是，圖7中示出的開關是根據圖2所示的開關的一個示例，本領域技術人員可以理解，圖5a所示的開關也可以包括所述旋動組件61和信號驅動組件62。

圖8示出根據本公開一實施例的開關的結構示意圖。

如圖8所示，在一種可能的實施方式中，所述開關還包括：邏輯電路組件，嵌入所述旋動組件61的本體內，電性耦接(例如，通過線纜613)至通訊組件5。該邏輯電路組件可包括用于表示光學、電磁等的邏輯信號的邏輯電路。

在一種可能的實施方式中，所述的邏輯電路組件可包括：

電接觸部件64，該電接觸部件64可以為環形構造，其內布置有金屬接觸面641，在該金屬接觸面641內具有若干個用于穿入來自上述通訊組件5版圖上的導電觸片622的孔642。

金屬環63，扣接于該金屬接觸面641內的，該金屬環63的至少一部分曝露于所述按壓組件57表面，用于接觸用戶4的手指并獲得一個或多個電容信號。

邏輯組件611，同軸地穿入該電接觸部件64、金屬環63中的，在一示例中，該邏輯組件611可以是光學邏輯組件，固定耦接于信號驅動組件，用于獲取(例如，用戶4)指紋信息。其中，該邏輯組件611可通過卡扣614卡固在該旋動組件61的本體612內卡槽623中，并且固定耦接于信號驅動組件62的旋鈕621。

實施例3

圖9和圖10示出根據本公開一實施例的開關面板的示意圖。該開關面板可應用于電器設備等，該開關面板可以包括：

接收組件，與實施例1所述開關的通訊組件以無線方式進行通信，接收所述通訊組件發送的控制指令，例如可以是天線組件600，還可以是wifi模塊、藍牙模塊或者紅外接收模塊。

解碼組件601，耦接所述接收組件，通過所述接收組件獲得所述控制指令，對所述控制指令進行解碼獲得控制信號；

控制器602，耦接所述解碼組件601，根據所述控制信號生成調節信號，并將所述調節信號輸出到外部設備604。

解碼組件601可以對所述控制指令進行解碼，獲得所述電信號和所述控制編碼等控制信號。

控制器602可以根據所述電信號和所述控制編碼生成調節信號，并通過輸出組件603將所述調節信號輸出到外部設備604，對所述外部設備604進行控制，所述外部設備可以是家用電器等設備。

在一種可能的實施方式中，所述開關可以用于控制不同的設備，如圖9所示，開關面板可以連接不同的設備，例如設備i、設備ii或設備iii，通過旋動所述旋動組件61到不同的位置可以生成不同的控制編碼，控制器可以根據所述控制編碼，通過輸出組件603選擇將調節信號輸出給不同的外部設備，實現對不同設備的控制。

圖9所示的僅僅為一個示例，開關面板還可以設置在不同的設備上，所有開關面板都可以接收開關發送的無線信號，解碼組件601獲得所述控制編碼后，可以根據所述控制編碼確定所述控制指令是否用于控制本設備，若所述控制指令不用于控制本設備，則可以不向所述控制器602輸出控制信號，若所述控制指令用于控制本設備，則可以向所述控制器602輸出控制信號。

在一種可能的實施方式中，所述開關可以用于色溫的調節，如圖10所示，在旋轉該旋動組件61至每一個調節位置時，可形成一個調節檔，當按壓上述按壓組件57時，上述通訊組件5獲得電信號以讀取該調節檔對應的控制編碼，例如，對應于3500k至4000k色溫調節控制。

以上已經描述了本公開的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應用或對市場中的技術的技術改進，或者使本技術領域的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施例。