履帶式通用型燈開關(guān)結(jié)構(gòu)研究

潘術(shù)平 鄒哲 張路寬 張鑫

摘 要 文章介紹了一種履帶式通用型燈開關(guān)結(jié)構(gòu)。本設(shè)計以單片機為控制，進行數(shù)據(jù)采集并進行實時處理，采用一種履帶式運動結(jié)構(gòu)，以履帶坦克為靈感。簡單的硬件以及程序設(shè)計，經(jīng)實踐，可行性強，性價比高，有很廣的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 智能家居自動開關(guān);創(chuàng)新結(jié)構(gòu);傳感器;單片機

1研究現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟的逐漸變遷，人們對智能化認知不斷增強，同時對于生活品質(zhì)的要求也不斷提高。生活中日常開關(guān)燈是一個煩瑣的工作，為了解決傳統(tǒng)墻壁開關(guān)帶來的不便與不足之處，實現(xiàn)日常開關(guān)燈處理的高效化、便捷化、低成本化，智能開關(guān)應(yīng)勢而生。針對只能墻壁開關(guān)的概念，其智能化、小巧化為基本需求，而根據(jù)調(diào)研，人們所能夠想到并提出的智能化，便是有關(guān)于“遙控”、“倒計時自動開關(guān)”、“自動識別”等功能，而目前，關(guān)于這方面的智能開關(guān)，國內(nèi)市場已有領(lǐng)先科技、米家、崢果等品牌，其中成功實現(xiàn)的紅外遙控開關(guān)、智能觸摸開關(guān)、手機app遠程遙控開關(guān)等，也成功的滿足了一些人們對智能墻壁開關(guān)的基本要求，但是有關(guān)家用墻壁開關(guān)中，最大的需求莫過于在智能化的同時保證原有功能正常使用[1]，對此，我們在機械結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)手段上進行創(chuàng)新，開發(fā)了此產(chǎn)品。它能夠?qū)崿F(xiàn)在語音遙控、手機app遙控的同時又能保證原有開關(guān)的正常使用，較大程度上實現(xiàn)了家用墻壁開關(guān)的智能化。

2創(chuàng)新點

（1）現(xiàn)在市場上常見的智能墻壁開關(guān)會因為要實現(xiàn)智能化遙控等功能而對原來的燈開關(guān)進行“閹割”處理。也就是在使用時需要拆下原有的傳統(tǒng)開關(guān)，在開關(guān)上進行重新接線處理，在接到關(guān)燈指令的時候，開關(guān)對接線進行一定的操作，這對于沒有接線基礎(chǔ)人來說，是一項復(fù)雜而危險的動作[2]。不同于現(xiàn)有產(chǎn)品在安裝上的麻煩，我們所發(fā)明的履帶式通用型燈開關(guān)結(jié)構(gòu)可以直接在原有開關(guān)基礎(chǔ)之上使用，安裝更加簡單便捷。

（2）一般市面上常見的智能墻壁開關(guān)，大多是通過手機app，抑或是遙控進行操作，還要借助外物，這就大大增加了開關(guān)使用的復(fù)雜程度。本產(chǎn)品采用了語音識別集識別模塊，使用時只需要對開關(guān)發(fā)出語音指令便可達便能達到開關(guān)燈效果。

3結(jié)構(gòu)及功能要求

（1）履帶式通用型燈開關(guān)結(jié)構(gòu)，包括外殼、電機、軸與履帶。外殼的內(nèi)部安裝有內(nèi)部平面板與外部平面板，在內(nèi)部平面板的頂部活動安裝有滑塊與傳動座。模型圖如圖所示。

各結(jié)構(gòu)功能如下：

外殼：用于把結(jié)構(gòu)固定在燈座上面。內(nèi)部設(shè)置4個滑道，便于放置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，滑道底部設(shè)有固定端，限制內(nèi)部結(jié)構(gòu)和燈按鈕接觸距離。

平面：主要工作界面。用于固定電機、履帶，限制滑塊。平面內(nèi)設(shè)置有兩個凹槽， 凹槽大小根據(jù)電機大小設(shè)計，主要是固定電機。平面兩端設(shè)有兩個圓孔，可放置軸，軸穿過履帶，從而限制履帶拉緊履帶。平面中部設(shè)有開口，放置滑塊，滑塊運動帶動燈按鈕，達到關(guān)燈目的。平面4個角向外延伸，可在外殼滑道內(nèi)固定。

滑滑塊內(nèi)部設(shè)置有圓孔，滑塊上半部分設(shè)計成平面，主要是減少上半部分距離，高度要與履帶高度一致，便于外平面約束滑塊和履帶，設(shè)計成平面也是防止滑塊遇到阻力時自身旋轉(zhuǎn);下半部分設(shè)置成圓柱結(jié)構(gòu)是便于滑塊逐漸接觸燈按鈕，也便于按下燈按鈕之后離開按鈕，圓柱半徑的大小需根據(jù)燈按鈕的大小設(shè)計，半徑過大會卡住按鈕，使滑塊不能運動;半徑過小，滑塊不能接觸到按鈕，不能起到開關(guān)燈的作用。

外平面板的四角向外延，四角向外延時是為了便于固定在外殼滑道內(nèi)。兩邊兩個長方形開口是為了便于電機電線穿出，外平面主要是限制履帶和滑塊上下運動，使履帶和滑塊只能前后運動;外平面和內(nèi)部平面間在滑道內(nèi)間加入四個彈簧，外殼四個滑道最外端用螺釘固定，螺釘和彈簧配合調(diào)整高度，調(diào)整滑塊和燈按鈕的位置，便于燈的開關(guān)。

4結(jié)束語

在越來越智能化的今天，一種新型實用的智能設(shè)備或裝置往往能受到大眾的認可。本文所介紹的履帶式通用型智能墻壁燈開關(guān)從新型實用出發(fā)，在不斷改進與嘗試中尋求更優(yōu)方案，滿足人們的生活需求。在今后，我們會在初代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，適當(dāng)添加更多功能，來給我們生活提供更多便利。在當(dāng)代人類對智能化生活向往的過程中，我們還有很長的路要走！

參考文獻

[1] 孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2013：323.

[2] 林立，張俊亮.單片機原理及應(yīng)用（第4版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2018：45.