[发明专利]一种压电式灯具开关

说明书

本发明涉及一种压电式灯具开关，属日用电子产品技术领域。主体的底壁上装有电路板，电路板上设有能量转换处理电路和信号发射系统；底壁上设有凸台，限位块装在凸台上，限位块的材料为弹性橡胶；主体的侧壁端部装有上盖，侧壁的左侧设有凸台；方形导柱装在底壁上，方形导柱上从下至上依次套有复位弹簧和按钮，按钮的壳体设有长刚性块，按钮的壳体从上盖上的通孔伸出，长刚性块的上表面顶靠在上盖的下表面上；长刚性块的下表面上从上至下依次装有柔性拨片和短刚性块；凸台上装有压电振子，压电振子是由基板和压电片粘接而成的悬臂梁结构，基板靠近压板安装，压电振子经导线与电路板连接。

技术领域

本发明属于日用电子产品技术领域，具体涉及一种压电式灯具开关。

背景技术

传统机械式开关，需要人手按动，操作简单，售价便宜，但容易产生火花，会发生短路，需要经常维修，且在黑暗中操作不方便，也经常容易忘记关灯，导致费电。所以近年来，无线灯具开关逐渐成为了未来的发展趋势。与传统开关最大的区别是，无线灯具开关可移动、免布线。它可移动的特点，给用户提供了更便捷、更舒适的照明控制方案；它免布线的特点，在安装时减少电线和PVC管的使用量，即减少对铜、铝等金属原料的需求，减少生产线材过程中的碳排放。但无线灯具开关一般采用电池供电，但电池体积大、寿命短，且电池内含有重金属，若废旧电池处理不当会造成严重的环境污染问题。为代替传统化学电池，满足类似于无线灯具开关等微功率、微小型电子产品的自供电需求，国内外学者相继提出了基于静电、电磁、热电及压电等原理的微小型能量捕获器，其中压电能量捕获器以其结构简单、无电磁干扰、能量密度大、易于实现微小化和集成化等优势而使其适用范围更广。但由于压电晶片为脆性材料，易因所受拉应力过大而破碎。因此，为使压电式供能装置在无线门铃信号传递系统中得到实际应用，首先需解决的关键问题是提高其工作的可靠性。

发明内容

本发明提出一种压电式灯具开关，本发明采用的实施方案是：主体的底壁上经螺钉和垫片安装有电路板，电路板上设有能量转换处理电路和信号发射系统；底壁上设有凸台，限位块经螺钉安装在凸台上，限位块的材料为弹性橡胶；主体的侧壁端部经螺钉安装有上盖，侧壁的左侧设有凸台；方形导柱经螺钉安装在底壁上，方形导柱上从下至上依次套有复位弹簧和按钮，按钮的壳体设有长刚性块，按钮的壳体从上盖上的通孔伸出，长刚性块的上表面顶靠在上盖的下表面上；长刚性块的下表面上从上至下经螺钉依次安装有柔性拨片和短刚性块；凸台上经螺钉和压板安装有压电振子，压电振子是由基板和压电片粘接而成的悬臂梁结构，基板靠近压板安装，压电振子经导线与电路板连接。

非工作状态下，按钮在其自身重力、短刚性块和柔性拨片的重力及复位弹簧的作用下处于平衡状态，压电振子保持平直状态；按下按钮时，按钮带动柔性拨片沿方形导柱向下移动，柔性拨片端部与压电振子的基板及长刚性块的边缘接触，故悬臂部分短、弯曲变形刚度较大，从而迫使压电振子弯曲变形，即改变压电振子的变形量及其压电片上的应力分布状态，压电片上应力分布状态的变化过程中即将机械能转换成了电能；按钮f进一步向下移动时，柔性拨片与压电振子脱开，压电振子产生自由振荡并进一步将机械能转换成电能；压电振子产生电能经电路板上的能量转换电路处理后供给信号发射系统，信号发射系统将控制信号发射出去。

松开按钮时，按钮会在复位弹簧的作用下复位，按钮复位过程中柔性拨片端部与压电振子的压电片接触、与长刚性块边缘脱开，柔性拨片的悬臂部分长、刚度低、变形量大，而压电振子的变形量小或无变形，最终柔性拨片与压电振子脱开，按钮恢复初始的平衡状态；当压电振子的变形量增大到一定程度时，压电片自由端将压靠在限位块上，压电振子自由端变形量小于其许用值，从而确保压电片上的最大压应力小于其许用值。