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1、(10)申请公布号 CN 102868391 A (43)申请公布日 2013.01.09 CN 102868391 A *CN102868391A* (21)申请号 201210350249.6 (22)申请日 2012.09.19 H03K 17/94(2006.01) (71)申请人 潘卫文 地址 311300 浙江省杭州市临安市吴越人家 12 幢 701 室 (72)发明人 潘卫文 (74)专利代理机构 杭州九洲专利事务所有限公 司 33101 代理人 王洪新 (54) 发明名称 一种可远程控制的翘板式智能开关 (57) 摘要 本发明涉及一种可远程控制的翘板式智能开 关。所要解决的技术。
2、问题是提供的智能开关具有 可远程控制负载、 可手动强制改变开关通断状态 以及能耗小的特点。技术方案是 ： 一种可远程控 制的翘板式智能开关， 包括开关盒、 带有若干按 键的开关面板以及安装着通信单元、 控制单元、 电源模块、 驱动电路以及电压检测电路的电路板 ； 所述开关盒上安装着至少一个执行机构， 每个执 行机构的两个导线接点分别接通负载火线和电 源火线 ； 所述控制单元通过通信单元与网关设备 接通， 网关设备通过无线路由器与远程控制装置 接通 ； 其特征在于所述的执行机构包括一翘板开 关， 以及对翘板开关施力的至少一个电磁铁， 所述 驱动电路为瞬时驱动电路。 (51)Int.Cl. 权利要。
3、求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种可远程控制的翘板式智能开关， 包括开关盒、 带有若干按键 （12c） 的开关面板 以及安装着通信单元 （22） 、 控制单元 （14） 、 电源模块 （21） 、 驱动电路 （15） 以及电压检测电 路 （13） 的电路板 ； 所述开关盒上安装着若干个执行机构， 每个执行机构的两个导线接点分 别接通负载火线和电源火线 ； 所述控制单元通过通信单元与网关设备 （18） 接通， 网关设备 通过无线路由器 （19） 与远程。
4、控制装置 （20） 接通 ； 其特征在于所述的执行机构包括一翘板 开关 （12） 、 以及对翘板开关施力的至少一个电磁铁， 所述驱动电路为瞬时驱动电路。 2. 根据权利要求 1 所述的一种可远程控制的翘板式智能开关， 其特征在于所述电磁铁 有 2 个， 2 个电磁铁 （23， 24） 分别安装在翘板开关的两边， 并分别通过一推杆 （23a， 24a） 对 翘板开关中的金属翘板片 (12e) 的两端施加顶压力， 或分别通过一拉杆对翘板开关中的金 属翘板片的两端施加拉动力， 以改变翘板开关的电流通断状态。 3. 根据权利要求 2 所述的一种可远程控制的翘板式智能开关， 其特征在于所述的两个 电磁铁。
5、的运动方向相互平行， 并与翘板开关的翘动中线 （L） 平行。 4. 根据权利要求 2 所述的一种可远程控制的翘板式智能开关， 其特征在于所述电磁铁 为 1 个双向电磁铁 (25)， 该电磁铁安装在翘板开关的一边， 对翘板开关中的金属翘板片的 一端施加顶压力或拉动力， 以改变翘板开关的电流通断状态。 5. 根据权利要求 3 或 4 所述的一种可远程控制的翘板式智能开关， 其特征在于所述翘 板式智能开关是单键翘板式智能开关、 双键翘板式智能开关、 三键翘板式智能开关、 四键翘 板式智能开关或带插座的翘板式智能开关。 6. 根据权利要求 5 所述的一种可远程控制的翘板式智能开关， 其特征在于所述驱动。
6、电 路为储能式电容瞬时放电驱动电路。 权 利 要 求 书 CN 102868391 A 2 1/5 页 3 一种可远程控制的翘板式智能开关 技术领域 0001 本发明涉及一种电控开关， 尤其是具有智能功能的家居电气控制开关。 背景技术 0002 随着科技的发展和人们生活水平的提高， 智能家居越来越受到人们的重视。智能 家居在提供舒适生活的同时， 也为能源的节约利用创造条件。在强调低碳、 节能、 环保的今 天， 智能家居行业将得到很好的发展。 0003 智能开关是智能家居中远程照明控制的产品 ； 目前市场上有各种各样的智能开 关， 这些智能开关由通信单元、 控制单元、 电源模块、 驱动电路和执行。
7、机构组成。 执行机构通 常为继电器， 通过继电器的吸合、 断开来实现家用电器电路的接通或断开。 该类开关存在的 缺陷是 ： 若智能开关中的控制电路发生故障， 或者继电器出现触点 “粘连” 情况， 该智能开关 就不再起作用， 照明灯之类的家电就会出现 “想开开不了， 想关关不了” 的情况， 给用户造成 极大的不便和困扰， 以致于影响智能家居行业的发展。 另外， 智能开关内部的继电器在负载 电路接通的情况下需要保持吸合， 这种方式的缺点是需要给继电器一直供电， 从而增加了 智能开关本身的能耗。 0004 发明的内容 0005 本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足， 提供一种智能开关的改。
8、 进， 该智能开关具有可远程控制负载、 可手动强制改变开关通断状态以及能耗小的特点。 0006 本发明提供的技术方案是 ： 一种可远程控制的翘板式智能开关， 包括开关盒、 带有 若干按键的开关面板以及安装着通信单元、 控制单元、 电源模块、 驱动电路以及电压检测电 路的电路板 ； 所述开关盒上安装着至少一个执行机构， 每个执行机构的两个导线接点分别 接通负载火线和电源火线 ； 所述控制单元通过通信单元与网关设备接通， 网关设备通过无 线路由器与远程控制装置接通 ； 其特征在于所述的执行机构包括一翘板开关， 以及对翘板 开关施力的至少一个电磁铁， 所述驱动电路为瞬时驱动电路。 0007 本地控制。
9、方式为， 按动翘板开关按键翘起的一端实现负载电路的通断转换， 控制 方式与普通机械式翘板开关相同 ； 远程控制方式为， 所述驱动电路通过导线对其中一个电 磁铁施加瞬时电流， 电磁铁的可动铁芯在电磁场的作用下与固定铁芯吸合， 吸合过程通过 推杆推动翘板开关动作， 实现负载电路的通断转换。 0008 所述电磁铁有 2 个， 2 个电磁铁分别安装在翘板开关中金属翘板片支撑销的两边， 并分别通过一推杆对金属翘板片的两端施加顶压力， 或分别通过一拉杆对金属翘板片的两 端施加拉动力， 以改变翘板开关的电流通断状态。 0009 所述电磁铁为 1 个双向电磁铁， 该电磁铁安装在翘板开关中金属翘板片支撑销的 一。
10、边， 对金属翘板片的一端施加顶压力或拉动力， 以改变翘板开关的电流通断状态。 0010 所述的两个电磁铁的运动方向相互平行， 并与翘板开关的翘动中线平行。 0011 所述翘板式智能开关可以是单键翘板式智能开关、 双键翘板式智能开关、 三键翘 板式智能开关、 四键翘板式智能开关或带插座的翘板式智能开关。 说 明 书 CN 102868391 A 3 2/5 页 4 0012 所述驱动电路为储能式电容瞬时放电驱动电路。 0013 本发明的工作原理是 ： 0014 1） 本地控制方式 ： 按下翘板式智能开关按键翘起的一端， 翘板式智能开关在外力 的作用下按键的另一端翘起， 同时使负载电路接通或断开 。
11、； 因此， 本地控制方式为传统的机 械式开关方式。 0015 2） 远程控制方式 ： 远程控制装置首先访问网关设备， 在远程控制装置上各负载及 负载的电路通断状态用图标显示 ； 要实现某负载电路的通断转换， 触动相应的图标， 控制信 号通过网关设备传给智能开关的控制单元， 然后由控制单元通过驱动电路使两个电磁铁中 的一个电磁铁作瞬时动作， 电磁铁的瞬时动作通过推杆推动翘板式开关动作， 或通过拉杆 拉动翘板式开关动作， 从而改变负载的电路通断状态 ； 因此， 远程控制方式为智能控制方 式。 0016 本发明的有益效果是 ： 在原有的翘板式机械开关的基础上实现远程控制。该翘板 式智能开关在外形上与。
12、普通机械式翘板开关一致， 手动操作与普通机械式翘板开关相同。 由于在机械式翘板开关的两端加入了两个电磁铁， 电磁铁的瞬时吸合动作可模拟人工按动 翘板开关。从而达到远程控制的目的。 0017 目前家居生活中照明控制使用的通常是翘板式墙面开关， 该开关结构简单、 操作 方便、 性能可靠。在翘板式墙面开关的基础上开发的可远程控制的智能开关符合人们的使 用习惯， 具有普遍的推广意义及广阔的市场前景。 附图说明 0018 图 1 是本发明所涉翘板式智能开关的控制原理示意图之一 （开关断开） 。 0019 图 2 是本发明所涉翘板式智能开关的控制原理示意图之二 （开关闭合） 。 0020 图 3 是本发明。
13、所涉中翘板开关在负载电路断开状态下的结构示意图。 0021 图 4 是本发明所涉中翘板开关在负载电路接通状态下的结构示意图。 0022 图 5 是本发明所涉中的储能式电容瞬时放电驱动电路示意图。 0023 图 6 是本发明所涉翘板式智能开关实施例之二结构示意图。 0024 图 7 是本发明所涉翘板式智能开关实施例之三结构示意图。 具体实施方式 0025 以下通过具体实施例对该发明的技术方案作进一步说明。 0026 使用智能开关的目的是为了方便人们的生活， 如果因为智能开关控制电路的故障 而无法实现最起码的负载电路的通断功能， 那它就不能算是个成熟的产品。就比如一个电 控锁， 可以实现电控开门，。
14、 也必须准备当电控失效的情况下用钥匙把门打开。为此， 如何开 发一种智能开关， 既可以实现远程控制， 同时保持传统机械式开关功能， 将是智能家居产品 开发中不可回避的一个问题。 0027 根据这一思路， 本发明与负载11、 网关设备18、 无线路由器19、 远程控制装置20组 成一负载控制系统。智能开关 10 包括开关盒、 带有若干按键的开关面板以及安装着通信单 元 22、 控制单元 14、 电源模块 21、 驱动电路 15 的电路板 ； 所述开关盒上安装着若干个执行 机构， 每个执行机构的两个导线接点分别接通负载火线和电源火线 ； 控制单元 14 通过驱动 说 明 书 CN 10286839。
15、1 A 4 3/5 页 5 电路 15 与执行机构接通， 控制单元 14 通过通信单元 22 与网关设备 18 接通， 网关设备 18 通过无线路由器 19 与远程控制装置 20 接通。 0028 以上所述均与现有的智能开关基本相同。 0029 本发明对执行机构作了以下改进 （参见图 1） ： 第一， 远程控制情况下， 通过翘板式 开关一端的电磁铁吸合推动翘板式开关动作， 即模拟人手按动翘板式开关 ； 第二， 远程控制 情况下， 电磁铁动作为瞬时动作 （驱动电路通过导线对电磁铁线圈施加瞬时驱动电流） 。所 述的执行机构包括翘板式开关 12 以及翘板式开关两端的两个电磁铁 23 和 24， 两个。
16、电磁 铁的运动方向相互平行， 并且两个电磁铁与翘板开关的翘动中线 L 平行 （图中可知 ： 支撑轴 12h 轴与支撑销 12i 轴的连线为翘动中线 L） 。 0030 为了实现翘板式智能开关通断状态的反馈， 本发明对翘板式开关与负载相连的端 点进行电压检测。 对于带零线的智能开关， 当该端点与零线有电压差时， 表明该翘板式智能 开关闭合 ； 当该端点与零线无电压差时， 表明该翘板式智能开关断开。 对于不带零线的智能 开关， 俗称单火线智能开关， 当与负载相连端点的火线与电源火线无电压差时， 表明该翘板 式智能开关闭合， 当该端点的火线与电源火线有电压差时， 表明该翘板式智能开关断开。 电 压检。
17、测电路 13 与控制单元 14 接通， 电压检测电路 13 将翘板开关的通断状态信息反馈给控 制单元 14。 0031 所述翘板式智能开关的面板可以带有一个或数个按键， 组成各类单键翘板式智能 开关， 双键翘板式智能开关， 三键翘板式智能开关， 四键翘板式智能开关， 以及带插座的翘 板式智能开关。智能开关中的每一路负载均对应一执行机构。 0032 所述的负载 11 为各类白炽灯、 荧光灯、 节能灯、 LED 照明灯、 电视、 空调、 冰箱、 洗衣 机等各类用电设备。 0033 所述的远程控制装置 20 为电脑， 或平板电脑， 或带无线网络功能的各类智能手机 或带无线网络功能的各类控制面板。 0。
18、034 所述的网关设备 18 是负载控制系统的软件运行平台， 可以是电脑， 也可以是 ARM， 也可以是网卡。如果是网卡， 网卡连接外网负载控制系统的软件运行平台。 0035 所述 2 个电磁铁 23、 24 分别包括线圈 23e、 24e ； 外壳 23f、 24f ； 可动铁芯 23c、 24c ； 固定铁芯 23b、 24b ； 可动铁芯 23c、 24c 分别包含推杆 23a、 24a （推杆 23a、 24a 分别安装在翘 板开关中金属翘板片支撑销的左右两边） ， 推杆与可动铁芯固定连接。电磁铁内部有复位弹 簧 23d、 24d， 当电磁铁瞬时动作完成后， 电磁场消失， 电磁铁的可动。
19、铁芯回到初始位置。 0036 所述瞬时驱动电路 15 为储能式电容瞬时放电驱动电路 （参见图 5） ； 图中， 1 为直流 电源， 2为储能式电容， 3为电磁铁线圈， 4为充放电选择开关 （a、 b、 s为该开关的三个触点） ， 在实际电路中， 充放电选择开关为电子开关， 放电时间长短由控制单元设定。 0037 所述的翘板开关 12（参见图 3、 图 4） ， 也可称为跷板开关、 船型开关、 IO 开关、 电源 开关， 其结构与钮子开关相同， 只是把钮柄换成翘板式按键。 翘板开关包括按键12c、 按键座 12a、 按键座的支撑轴 12h、 外壳 12b、 带弹簧 12j 的圆顶 12d、 金属。
20、接线端子 （带触点 12g） 、 金 属翘板片 12e（带触点 12f） ； 按键座内有中空柱， 圆顶 12d 刚好置入， 圆顶 12d 压在金属翘 板片靠近中间的位置。金属翘板片 12e 与开关中间的接线端子通过支撑销 12i 铰接 ； 金属 翘板片 12e 上的触点 12f 与翘板开关上另一个接线端子的触点 12g 位置对应。当下压翘板 开关按键 12c 的 A 端， 圆顶 12d 绕支撑轴 12h 并顺着金属翘板片 12e 滑动， 金属翘板 12e 绕 说 明 书 CN 102868391 A 5 4/5 页 6 支撑销 12i 摆动， 金属翘板片 12e 上的触点 12f 与金属接线端。
21、子的触点 12g 接触， 翘板开关 导通， 同时翘板开关按键 12c 的 B 端上翘 ； 当按下翘板开关按键 12c 的 B 端， 圆顶 12d 绕支 撑轴 12h 并顺着金属翘板片 12e 滑动， 金属翘板片 12e 绕支撑销 12i 摆动， 触点 12f 与触点 12g 分离， 翘板开关断开。翘板开关的特点是 ： 按下翘板开关按键 12c 的 A 端， 负载电路接 通 ； 按下翘板开关按键 12c 的 B 端， 负载电路断开。 0038 所述的控制单元 14 为各类单片机。 0039 所述的通信单元 22 为各类通信方式的集成电路 ； 各类通信方式包括有线通信方 式， 无线通信方式或电力载。
22、波通信方式。 0040 下面结合本发明的具体实施例进行说明。 0041 本地控制方式 ： 电源线 （火线） 经过翘板开关 12 与负载 11 的火线相连， 翘板开关 12 与电磁铁 23、 24 都固定在开关盒中 ； 当翘板开关 12 处于断开的情况下 （参见图 1） ， 按下 翘板开关的按键 12c 翘起的 A 端， 翘板开关 12 的圆顶 12d 绕支撑轴 12h 并顺着金属翘板片 12e 从一边滑动到另一边， 金属翘板片 12e 绕支撑销 12i 摆动， 触点 12f 和触点 12g 接触， 翘板开关的B端翘起， 负载11的电路从断开状态改变为接通状态 ； 当翘板开关12处于接通 的情况。
23、下 （参见图 2） ， 按下翘板开关按键 12c 翘起的 B 端， 翘板开关 12 的圆顶 12d 绕支撑 轴 12h 并顺着金属翘板片 12e 从一边滑动到另一边， 金属翘板片 12e 绕支撑销 12i 摆动， 触 点 12f 和触点 12g 分开， 翘板开关按键 12c 的 A 端翘起， 负载 11 的电路从接通状态改变为 断开状态。因此， 本地控制为传统的机械式翘板开关控制方式。负载的通断状态改变后， 通 过电压检测电路 13 来判断负载接通与否， 并把检测结果传给控制单元 14， 然后通过网关设 备 18 传给远程控制装置 20。 0042 远程控制方式 ： 远程控制装置 20 首先通。
24、过无线路由器 19 访问网关设备 18， 在远 程控制装置 20 上显示出各负载的图标以及各负载的通断状态 （可用不同的颜色来表示负 载的接通或断开状态） ； 当负载电路在断开的情况下 （参见图 1） ， 图标显示为负载断开的信 息， 触动该负载在远程控制装置 20 上的图标 （表示要求接通负载电路） ， 网关设备 18 通过通 信单元22发出接通指令给智能开关的控制单元14， 控制单元14通过驱动电路15的瞬时电 流驱动电磁铁 23， 电磁铁 23 的可动铁芯 23c 在电磁场的作用下与固定铁芯 23b 吸合， 该吸 合的过程通过推杆 23a 推动翘板开关 12 的金属翘板片 12e 动作，。
25、 金属翘板片 12e 绕支撑销 12i摆动， 压在金属翘板片上面的圆顶12d绕支撑轴12h并顺着金属翘板片从一边滑动到另 一边， 触点12f和触点12g接触， 同时翘板开关按键12c的B端翘起。 这样， 就模拟了人手在 按键 12c 的 A 端按动翘板开关， 负载电路从断开状态改变为接通状态。翘板开关的状态改 变后， 通过电压检测电路13将负载电路的接通信息传给控制单元14， 然后通过网关设备18 传给远程控制装置 20（图标显示负载电路接通的状态信息） 。当负载电路在接通的情况下 （参见图 2） ， 图标显示为负载接通的状态信息， 触动该负载在远程控制装置 20 上的图标 （表 示要求断开负。
26、载电路） ， 网关设备 18 通过通讯单元 22 发出断开指令给智能开关的控制单元 14， 控制单元 14 通过驱动电路 15 的瞬时电流驱动电磁铁 24， 电磁铁 24 的可动铁芯 24c 在 电磁场的作用下与固定铁芯 24b 吸合， 该吸合的过程通过推杆 24a 推动翘板开关的金属翘 板片 12e， 金属翘板片 12e 绕支撑销 12i 摆动， 压在金属翘板片 12e 上面的圆顶 12d 绕支撑 轴 12h 并顺着金属翘板片 12e 从一边滑动到另一边， 触点 12f 和触点 12g 断开， 同时翘板开 关按键 12c 的 A 端翘起。这样， 就模拟了人手在按键 12c 的 B 端按动翘板。
27、开关， 负载电路从 说 明 书 CN 102868391 A 6 5/5 页 7 接通状态改变为断开状态。翘板开关的状态改变后， 通过电压检测电路 13 将负载电路的断 开信息传给控制单元 14， 然后通过网关设备 18 传给远程控制装置 20（显示负载电路断开 的状态信息） 。 0043 当电磁铁 23 或 24 瞬时动作完成后， 电磁场消失， 电磁铁可动铁芯 23c、 24c 在电磁 铁内部复位弹簧 23e、 24e 的作用下回到初始位置， 准备下一次的动作。 0044 本发明的技术方案还具备以下两种变化 ： 0045 技术方案变化之一 （实施例二） ： 翘板式智能开关将电磁铁对翘板开关金。
28、属翘板片 12e 的推动改为拉动 （参见图 6） ， 本技术方案中， 电磁铁 23 的可动铁芯 23c 与固定铁芯 23b 的瞬时吸合相当于模拟了人手在按键 12c 的 B 端按动翘板开关， 翘板式智能开关从接通状 态改变为断开状态 ； 电磁铁24的可动铁芯24c与固定铁芯24b的瞬时吸合相当于模拟了人 手在按键 12c 的 A 端按动翘板开关， 翘板式智能开关从断开状态改变为接通状态。 0046 技术方案变化之二 （实施例三） ： 用一个双向电磁铁 25 代替电磁铁 23、 电磁铁 24 （参见图7） ， 双向电磁铁在本质上是两个电磁铁。 本技术方案中， 双向电磁铁的可动铁芯25c 与固定铁。
29、芯 25b 的瞬时吸合相当于模拟了人手在按键 12c 的 B 端按动翘板开关， 使翘板式 智能开关从接通状态改变为断开状态 ； 双向电磁铁的可动铁芯 25c 与固定铁芯 25d 的瞬时 吸合相当于模拟了人手在按键 12c 的 A 端按动翘板开关， 翘板式智能开关从断开状态改变 为接通状态。 0047 本发明中的翘板开关、 电磁铁可以外购， 也可以根据需要定制。 根据翘板开关金属 翘板片所需的摆动力来计算电磁铁线圈匝数和通电电流的大小。 根据翘板开关金属翘板片 的摆动行程来决定电磁铁的可动铁芯的行程。 需要指出的是， 由于安装空间的限制， 翘板式 智能开关需充分考虑尺寸的大小。 说 明 书 CN 102868391 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102868391 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102868391 A 9 3/4 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102868391 A 10 4/4 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 102868391 A 11 。