[实用新型]基于相变材料的微型电路开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微小的电路开关，尤其是一种可远程非接触式控制的、应用于组成微小系统电路的微小开关。

背景技术

日常常见的开关(诸如白炽灯开关，电脑开关)主要为较大尺寸的，通常为厘米级别，从而无法应用于许多微小电子元器件系统，进而无法应用于需要这些微小元器件的场合，诸如在人体血管中工作的传感机器人。同时，尽管一些开关能满足微小尺寸的要求，例如公开号为CN101814701A的专利中公开了一种“微型平面式气体火花隙开关”，可以将开关的尺寸制作到微米级别。此种开关还是存在控制通断的外界条件和安全性方面的问题。由于需要外加电压进而控制开关的通断，故一般情况下不能进行远程非接触式操控，且当类似此类型的开关装备于应用在人体或其他生物体内的微小机器中时，由于生物体结构的相对密闭性，更加无法完成通过外加电压实现开关通断的控制。

同时外加电压进行开关通断的控制也具有较大的风险性，应用气体火花击穿的原理风险性也较高，可能对应用的环境(生物体或一些精密且抗干扰能力较低的仪器)影响较大。

实用新型内容

为了克服现有技术中的开关尺寸较大，开关需要用外加电压等方法控制通断从而无法达到远程非接触式控制和较安全控制等缺陷，本实用新型提供一种基于相变材料微型开关，通过远程非接触式施加不同波段的红外光，用对应不同的材料吸收对应的红外光并产生热量，从而远程非接触式地控制相变材料的相态变化，并在杠杆中通过相变材料因相态变化而产生的位置改变而改变整个装置的重心，实现与不同触点的接触，而完成开关的功能(改变电路结构，控制某段电路的通断)。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于相变材料的微型电路开关，包括一个用于盛装相变材料的对称的圆柱状密封腔，且中段部分腔体隔热，密封腔两端沿圆周分别包裹一圈吸收不同波段红外光的第一物质涂层和第二物质涂层，密封腔两端和正中央下沿分别各有一个等大的金属导电触点，中间触点称为第一触点，两端触点分别称为第二触点和第三触点。第一触点下铰链式连接有一个可导电的相对较大的金属支架，支架平置于一水平面上，且顶端与第一触点铰链式连接，下端连接电路。与支架同一水平面上，在支架两侧有两个小触点，称为第四触点和第五触点，分别与第二触点和第三触点上下对应。第四触点与第五触点底端均与外部电路连接，而其顶端恰好可以在当密封腔绕中央支架与第一触点的铰链转动时，与其两端对应的一个触点接触。

上述的基于相变材料的微型开关，密封腔中可以根据外部环境和应用环境的不同而通过阀口装填不同性质的相变材料，使得其不被涂层加热时为液态，被加热时为气态。同时，初始时相变材料均匀分布在密封腔中，使得密封腔与其下第四触点和第五触点所在的水平面平行，电路均不被导通，且此时密封腔未被液态相变材料填满，以为其加热汽化，体积膨胀留出空间。

上述的基于相变材料的微型开关，在密封腔下部，第一触点和第二触点，以及第一触点和第三触点间的外管壁上，分别有一条金属条连接对应两触点，其中连接第一触点和第二触点的为第一金属条，连接第一触点和第三触点的为第二金属条，从而使得当第二(三)触点与第四(五)触点接触时，第一触点和第四(五)触点之间的电路可以被导通。

本实用新型的有益效果是，本基于相变材料的微型开关首先可以通过现有的加工工艺，将开关的大小制作成微米级，实现开关的微小化，并应用于微小系统和微小电路中。其次无需用常规开关的直接触碰法，或是已经出现的微小开关中应用的接触式加电压法改变开关的通断情况，而是通过特征材料吸收红外光加热相变材料，使腔体重心改变而远程非接触式控制开关的通断情况。可以广泛应用于，人体内部的清障机器人等无法通过电路连接而通过输入电信号有线控制开关通断的情况。同时，相比起电磁信号，适当波段的红外光甚至是对人体有益处的，故可通过调整相变材料的性质和红外光的波段等手段，令对诸如人体内窥机器人的控制对人体无害甚至有益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型结构示意图(处于初始平衡状态且未加热相变材料时)；

图2为本实用新型使用过程示意图(加热一端相变材料使密封腔倾斜，触点接触，开关导通部分电路)；