多维控制悬浮开关制造技术

多维控制悬浮开关，包括：开关悬浮体，具有磁体；磁悬浮支持机构，用于支持开关悬浮体相对其处于稳定悬浮状态；磁性检测器，用于检测开关悬浮体相对其的磁场变化并输出相应的磁变信号；以及开关控制电路，接收磁性检测器所输出的磁变信号，并基于所接收的磁变信号产生相应的开关信号。本发明专利技术的多维控制悬浮开关或开关装置可以应用于各种电器，只需通过对悬浮体施加简单的推压动作即可实现用电器件的开关切换功能，从而兼具便捷操作性和新奇性。

【技术实现步骤摘要】
多维控制悬浮开关本申请要求2020年7月13日提交的申请号为202021359465.3、名称为“设置有悬浮开关的电器”的中国技术专利申请的优先权。
本专利技术总体涉及一种开关装置。
技术介绍
现有开关装置各式各样，包括物理手动操作开关例如按键、翘板或触摸开关等，感控开关例如声控、温控开关等，以及时控开关等等。对于某些应用场合，例如内置灯泡的磁悬浮地球仪或磁悬浮音箱来说，由于悬浮体在悬浮过程中通常会伴有旋转运动，这时操作其上设置的物理供电开关就会非常不便。如果采用常规的感控开关例如声控开关，其不但易受环境噪声干扰，而且已经基本不具有新颖操作感受。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于电器的新颖开关装置。根据本专利技术的第一方面，提供了一种悬浮开关装置，包括：开关悬浮体，具有磁铁；磁悬浮支持机构，用于支持开关悬浮体相对其处于稳定悬浮状态；磁性检测器，用于检测开关悬浮体相对其的磁场变化并输出相应的磁变信号；以及开关控制电路，接收磁性检测器所输出的磁变信号，并基于所接收的磁变信号产生相应的开关信号。根据本专利技术，磁性检测器所输出的磁变信号超出设定值时开关控制电路才会产生相应的开关信号。该设定值大于开关悬浮体正常稳定悬浮时所对应的扰动值。换言之，在没有人为施加干扰的情况下，开关悬浮体自身受正常空气环境扰动时，磁性检测器检测并输出的磁变信号或场强信号要小于上述设定值。当对处于正常稳定悬浮状态下或大致悬浮基准位置的开关悬浮体施加强制干扰，例如通过简单轻压或轻推开关悬浮体偏开一段合适距离例如1-2mm，这时磁性检测器检测并输出的磁变信号就会大于或超出设定值。这种程度的推压通常不会超出或破坏由开关悬浮体和磁悬浮支持机构所组成的磁悬浮系统的自平衡恢复能力或调节能力。根据本专利技术的悬浮开关装置，磁性检测器优选用于检测开关悬浮体相对其远近移动时的磁场变化。这种远近移动或二者沿Z轴的距离改变可以通过朝向磁性检测器(或磁悬浮支持机构)手动按压开关悬浮体而实现。这种手动按压模拟了常规开关的手动操作体验。另外，本专利技术的磁性检测器还可以用于检测开关悬浮体相对其平行移动时的磁场变化，所述平行移动同样通过前后或左右拨动开关悬浮体而实现。平行移动时的磁场变化可以包含X轴和Y轴磁场变化。这种情况下，磁性检测器所输出的磁变信号可以包括沿X轴、Y轴和Z轴方向的至少一种矢量信号，开关控制电路基于每种矢量信号产生相应模式的开关控制信号。根据本专利技术的悬浮开关装置，开关悬浮体的悬浮位置并不受限，可以根据实际应用场合稳定悬浮在磁悬浮支持机构的任何方向，包括上方、下方或侧方。在本专利技术中，尽管还可以有其它设置方式，磁性检测器优选设置为相对磁悬浮支持机构静止不动以有利于装置的检测精确性。根据本专利技术的最佳实施例，磁性检测器为磁悬浮支持机构的一部分，例如由磁悬浮支持机构的霍尔传感器充当。这种结构既减少了传感器数量，又简化了装置结构。当然，磁性检测器也可以为设置在任何其它合适位置的独立霍尔传感器。根据上述最佳实施例，磁悬浮支持机构与开关悬浮体可以形成磁斥型悬浮系统，例如开关悬浮体可稳定悬浮在磁悬浮支持机构上方或侧方预定基准位置。这种情况下，开关悬浮体的磁体为具有反向磁极的永磁铁，磁悬浮支持机构包括基本环形永磁铁、电磁线圈、磁性传感器组件以及控制器，磁悬浮支持机构的环形永磁铁与开关悬浮体的永磁铁形成基本斥力平衡磁场，磁性传感器组件用于实时检测开关悬浮体的永磁铁相对磁悬浮支持机构的环形永磁铁的悬浮平衡位置偏移，控制器根据磁性传感器组件所检测的悬浮平衡位置偏移控制电磁线圈中流过相应的电流以将开关悬浮体的永磁铁返回其相对悬浮平衡位置，其中磁悬浮支持机构的磁性传感器组件兼作磁性检测器。作为替代实施方案，磁悬浮支持机构与开关悬浮体可以形成磁吸型悬浮系统，例如开关悬浮体可以稳定悬浮在磁悬浮支持机构下方预定基准位置。这种情况下，开关悬浮体的磁体也可以为具有反向磁极的永磁铁，磁悬浮支持机构具有铁磁元件、电磁线圈以及磁性传感器，铁磁元件和开关悬浮体的永磁铁形成基本吸力平衡磁场(通常具有竖向或垂直自由度)，磁性传感器用于实时检测铁磁元件与开关悬浮体的永磁铁之间的悬浮平衡位置偏移，电磁线圈根据磁性传感器组件所检测的悬浮平衡位置偏移控制电磁线圈中流过相应的电流以将开关悬浮体的永磁铁返回其相对悬浮平衡位置，其中磁悬浮支持机构的磁性传感器兼作磁性检测器。本领域技术人员应当理解，本专利技术的磁悬浮装置采用何种工作方式并不重要，只要其悬浮体包含磁铁或具有磁性即可，这样悬浮体的位置偏移所带来的磁场变化就能够方便地被磁性检测器或霍尔传感器所检测到。根据本专利技术，悬浮体可以设计为任何所需构型，例如合适大小的橡皮或打火机或地球仪或玩具等。另外，悬浮体自身也可以设计成一个具有反向磁极的球体。在本专利技术中，术语“反向磁极”是指磁体的N和S极处于同一直线上；术语“磁体”包括永磁铁和电磁铁；术语“铁磁元件”是指由铁或永磁铁等制成的元件，能够被其它磁体吸引。术语“上下”、“前后”、“左右”、“侧方”等等也均为了方便针对例如附图进行相应描述而言。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电器，包括用电器件和上述悬浮开关装置。悬浮开关装置的磁悬浮支持机构、磁性检测器以及开关控制电路设置在基座上(或基座内)，并通过开关控制电路控制用电器件的开关模式。开关模式包括但不限于通电或断电模式，例如还可以包括用电器件为蓝牙音箱时的音量模式以及选曲模式或用电器件为彩灯时的灯光色彩变换模式以及光强模式等。根据本专利技术的电器，用电器件既可以设置在悬浮开关装置的开关悬浮体上也可以设置在基座上，或二者均可以设置有用电器件。当开关悬浮体设置有用电器件时，还可以在开关悬浮体中设置为用电器件供电的电力无线接收线圈并在基座中设置相匹配的电力无线发射线圈，开关控制电路所产生的开关信号可以用于控制电力无线发射线圈的供电，即接通或切断与其相连的电源。根据本专利技术的电器，优选悬浮开关装置的磁性检测器进一步通过信号放大器有线连接于开关控制电路。根据本专利技术的一个优选实施例，用电器件可以为相对基座可转动的环形灯(例如壁灯)，并且在环形灯的转动过程中开关悬浮体能够自由穿越或穿过环形灯。专利技术人创造性地利用了磁悬浮系统的自平衡调节能力，即在一定范围内强制操作例如通过推压等便捷方式手动操作开关悬浮体后其仍然能够自动返回悬浮平衡位置(无需增加额外结构例如复位弹簧的介入)，并巧妙结合利用磁性传感器例如磁悬浮系统自身的霍尔传感器来准备或产生相应的开关信号，从而实现了构思巧妙、便捷新颖的开关操作。本专利技术的多维悬浮开关或开关装置可以应用于各种电器，包括但不限于蓝牙音箱、电饭煲、门铃、电灯等任何合适的家用或它用电器，只需通过对开关悬浮体施加简单的推压动作即可实现用电器件的开关模式切换，从而兼具便捷操作性及新奇性。附图说明图1为具有根据本专利技术的悬浮开关装置的第一实施例的结构示意图；图2为具有根据本专利技术的悬浮开关装置的第二实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬浮开关装置，包括：/n开关悬浮体，具有磁铁；/n磁悬浮支持机构，用于支持开关悬浮体相对其处于稳定悬浮状态；/n磁性检测器，用于检测开关悬浮体相对其的磁场变化并输出相应的磁变信号；以及/n开关控制电路，接收磁性检测器所输出的磁变信号，并基于所接收的磁变信号产生相应的开关信号。/n

【技术特征摘要】
20200713 CN 20202135946531.一种悬浮开关装置，包括：
开关悬浮体，具有磁铁；
磁悬浮支持机构，用于支持开关悬浮体相对其处于稳定悬浮状态；
磁性检测器，用于检测开关悬浮体相对其的磁场变化并输出相应的磁变信号；以及
开关控制电路，接收磁性检测器所输出的磁变信号，并基于所接收的磁变信号产生相应的开关信号。


2.根据权利要求1所述的悬浮开关装置，其中磁性检测器用于检测开关悬浮体相对其远近移动时的磁场变化。


3.根据权利要求2所述的悬浮开关装置，其中通过朝向磁性检测器手动按压开关悬浮体而改变二者的远近距离。


4.根据权利要求2所述的悬浮开关装置，其中磁性检测器还用于检测开关悬浮体相对其平行移动时的磁场变化，所述平行移动通过拨动开关悬浮体而实现。


5.根据权利要求4所述的悬浮开关装置，其中平行移动时的磁场变化包含X轴和Y轴磁场变化。


6.根据权利要求5所述的悬浮开关装置，其中磁性检测器所输出的磁变信号包括沿X轴、Y轴和Z轴方向的至少一种矢量信号，开关控制电路基于每种矢量信号产生相应模式的开关控制信号。


7.根据权利要求1所述的悬浮开关装置，其中开关悬浮体稳定悬浮在磁悬浮支持机构的上方、下方或侧方。


8.根据权利要求1所述的悬浮开关装置，其中磁性检测器设置为相对磁悬浮支持机构静止不动。


9.根据权利要求1所述的悬浮开关装置，其中磁性检测器为磁悬浮支持机构的一部分。


10.根据权利要求9所述的悬浮开关装置，其中开关悬浮体的磁铁为具有反向磁极的永磁铁，磁悬浮支持机构包括基本环形永磁铁、电磁线圈、磁性传感器组件以及控制器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良清，王晓冰，
申请(专利权)人：李良清，王晓冰，
类型：发明
国别省市：广东;44