履带式通用型灯开关结构研究

潘术平 邹哲 张路宽 张鑫

摘 要 文章介绍了一种履带式通用型灯开关结构。本设计以单片机为控制，进行数据采集并进行实时处理，采用一种履带式运动结构，以履带坦克为灵感。简单的硬件以及程序设计，经实践，可行性强，性价比高，有很广的应用前景。

关键词 智能家居自动开关;创新结构;传感器;单片机

1研究现状

随着经济的逐渐变迁，人们对智能化认知不断增强，同时对于生活品质的要求也不断提高。生活中日常开关灯是一个烦琐的工作，为了解决传统墙壁开关带来的不便与不足之处，实现日常开关灯处理的高效化、便捷化、低成本化，智能开关应势而生。针对只能墙壁开关的概念，其智能化、小巧化为基本需求，而根据调研，人们所能够想到并提出的智能化，便是有关于“遥控”、“倒计时自动开关”、“自动识别”等功能，而目前，关于这方面的智能开关，国内市场已有领先科技、米家、峥果等品牌，其中成功实现的红外遥控开关、智能触摸开关、手机app远程遥控开关等，也成功的满足了一些人们对智能墙壁开关的基本要求，但是有关家用墙壁开关中，最大的需求莫过于在智能化的同时保证原有功能正常使用[1]，对此，我们在机械结构及实现手段上进行创新，开发了此产品。它能够实现在语音遥控、手机app遥控的同时又能保证原有开关的正常使用，较大程度上实现了家用墙壁开关的智能化。

2创新点

（1）现在市场上常见的智能墙壁开关会因为要实现智能化遥控等功能而对原来的灯开关进行“阉割”处理。也就是在使用时需要拆下原有的传统开关，在开关上进行重新接线处理，在接到关灯指令的时候，开关对接线进行一定的操作，这对于没有接线基础人来说，是一项复杂而危险的动作[2]。不同于现有产品在安装上的麻烦，我们所发明的履带式通用型灯开关结构可以直接在原有开关基础之上使用，安装更加简单便捷。

（2）一般市面上常见的智能墙壁开关，大多是通过手机app，抑或是遥控进行操作，还要借助外物，这就大大增加了开关使用的复杂程度。本产品采用了语音识别集识别模块，使用时只需要对开关发出语音指令便可达便能达到开关灯效果。

3結构及功能要求

（1）履带式通用型灯开关结构，包括外壳、电机、轴与履带。外壳的内部安装有内部平面板与外部平面板，在内部平面板的顶部活动安装有滑块与传动座。模型图如图所示。

各结构功能如下：

外壳：用于把结构固定在灯座上面。内部设置4个滑道，便于放置内部结构，滑道底部设有固定端，限制内部结构和灯按钮接触距离。

平面：主要工作界面。用于固定电机、履带，限制滑块。平面内设置有两个凹槽， 凹槽大小根据电机大小设计，主要是固定电机。平面两端设有两个圆孔，可放置轴，轴穿过履带，从而限制履带拉紧履带。平面中部设有开口，放置滑块，滑块运动带动灯按钮，达到关灯目的。平面4个角向外延伸，可在外壳滑道内固定。

滑滑块内部设置有圆孔，滑块上半部分设计成平面，主要是减少上半部分距离，高度要与履带高度一致，便于外平面约束滑块和履带，设计成平面也是防止滑块遇到阻力时自身旋转;下半部分设置成圆柱结构是便于滑块逐渐接触灯按钮，也便于按下灯按钮之后离开按钮，圆柱半径的大小需根据灯按钮的大小设计，半径过大会卡住按钮，使滑块不能运动;半径过小，滑块不能接触到按钮，不能起到开关灯的作用。

外平面板的四角向外延，四角向外延时是为了便于固定在外壳滑道内。两边两个长方形开口是为了便于电机电线穿出，外平面主要是限制履带和滑块上下运动，使履带和滑块只能前后运动;外平面和内部平面间在滑道内间加入四个弹簧，外壳四个滑道最外端用螺钉固定，螺钉和弹簧配合调整高度，调整滑块和灯按钮的位置，便于灯的开关。

4结束语

在越来越智能化的今天，一种新型实用的智能设备或装置往往能受到大众的认可。本文所介绍的履带式通用型智能墙壁灯开关从新型实用出发，在不断改进与尝试中寻求更优方案，满足人们的生活需求。在今后，我们会在初代产品的基础上，适当添加更多功能，来给我们生活提供更多便利。在当代人类对智能化生活向往的过程中，我们还有很长的路要走！

参考文献

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

[2] 林立，张俊亮.单片机原理及应用（第4版）[M].北京：电子工业出版社，2018：45.