專利名稱：自診斷開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式總體涉及開關(guān)，更具體地，涉及自診斷開關(guān)，例如包括 與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的指示器的聲波觸摸致動開關(guān)。
背景技術(shù)：
各種組件和系統(tǒng)^使用例如機(jī)電開關(guān)等開關(guān)來致動和停止一些應(yīng)用。聲波觸 摸致動開關(guān)用作機(jī)電開關(guān)的替代選擇。與很多機(jī)電開關(guān)不同，聲波觸摸致動開 關(guān)堅(jiān)固耐用，防爆，在存在液體和其他污染物時運(yùn)轉(zhuǎn)良好，具有低功率損耗， 并且可結(jié)合在裝置或殼體的壁中，并且與裝置或殼體的壁一體形成。美國專利 No. 5,673,041和美國專利申請公開US 2002/0126103， US 2002/0149570， US 2004/0051701， US2004/0227740和US2005/0001515中公開并且描述了聲波開 關(guān)的示例。
通常，使用者不能發(fā)現(xiàn)是否開關(guān)存在故障或受故障影響，直到開關(guān)致動。
使用者不能知道是否特定的開關(guān)將正常運(yùn)作，直到使用者致動開關(guān)。
機(jī)電開關(guān)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)通常由最后的致動確定。這樣，使用者不能知道是否
開關(guān)將來會發(fā)生故障。
因而，存在對一種系統(tǒng)和方法的需要，所述系統(tǒng)和方法在開關(guān)致動之前指
示實(shí)際的或潛在的開關(guān)故障狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施方式提供了一種自診斷開關(guān)組件，包括主體、處理單元 和至少一個發(fā)光部件，例如發(fā)光二極管。所述主體包括構(gòu)造用于接合來致動所述開關(guān)組件的觸摸表面。所述處理單元可操作地連接到所述主體，并且監(jiān)控所 述開關(guān)組件的運(yùn)轉(zhuǎn)。所述發(fā)光部件可操作地連接到所述處理單元。所述處理單 元根據(jù)開關(guān)組件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況致動或停止所述發(fā)光部件。所述開關(guān)組件可以是聲 波觸摸致動開關(guān)組件，并且所述主體可以是具有聲波腔室的基體。
本發(fā)明的一些實(shí)施方式提供了 一種自診斷聲波觸摸致動開關(guān)組件，包括基 體、換能器、處理單元和至少一個發(fā)光部件。所述基體具有聲波腔室。所述換 能器可操作地連接到所述聲波腔室，并且構(gòu)造用于在所述聲波腔室內(nèi)產(chǎn)生攔獲
聲波(trapped acoustic wave )。所述處理單元可操作地連接到所述聲波腔室和/ 或所述換能器之一或兩者。所述至少 一個發(fā)光部件可操作地連接到所述處理單 元。
所述處理單元構(gòu)造用于當(dāng)所述處理單元檢測到開關(guān)故障和/或潛在開關(guān)故 障之一或兩者時致動或停止所述至少一個發(fā)光部件。例如，所述處理單元可比 較與產(chǎn)生的攔獲聲波相關(guān)的實(shí)際響應(yīng)和與正常開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的可接受響應(yīng)。當(dāng) 實(shí)際響應(yīng)落在可接受的響應(yīng)范圍內(nèi)時，處理單元檢測到正常的開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)。相反 地，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)在所述可接受的響應(yīng)范圍外時，處理單元檢測到開關(guān)故障。而 且，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)落在可接受的響應(yīng)范圍內(nèi)，但是在所述可接受的響應(yīng)范圍內(nèi)的 較小的子范圍外時，處理單元可檢測到潛在開關(guān)故障。
開關(guān)組件還可包括固定到基體的殼體，以使處理單元固定在所述殼體中。 另外，印刷電路板可關(guān)于所述基體固定，并且處理單元可連接到所述印刷電路 板。而且，至少一個光管可固定到至少一個發(fā)光部件，以^_所述至少一個發(fā)光 部件構(gòu)造用于通過至少一個光管發(fā)光。例如，所述至少一個發(fā)光部件可構(gòu)造用 于穿過所述基體發(fā)光。
處理單元可致動至少一個發(fā)光部件，使其處于穩(wěn)態(tài)，以指示第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況， 使其處于閃光狀態(tài)，以指示第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并且使其處于停止?fàn)顟B(tài)，以指示第 三運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可以是故障狀況，所述第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可以是潛在故 障狀況，第三運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可以是正常運(yùn)作狀況?？蛇x地，處理單元可致動至少一 個發(fā)光部件來發(fā)出第一種顏色光，以指示第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，和第二種顏色光，以 指示第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)的示意性圖示。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)的等比例視圖。 圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)的橫向剖視圖。 圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)的等比例俯視圖。 圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)的俯視圖。 圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的穿過圖5的剖切線6-6的聲波致動觸摸開 關(guān)的剖3見圖。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)的等比例仰視圖。 圖8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)的俯視圖。 圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的穿過圖8的剖切線9-9的聲波觸摸致動開 關(guān)的剖^L圖。
在詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施方式之前，應(yīng)可理解，本發(fā)明在其應(yīng)用方面不限于 在下面描述中提出并且在附圖中示出的部件結(jié)構(gòu)和布置的詳細(xì)內(nèi)容。本發(fā)明可 以是其他實(shí)施方式，并且可以各種方式實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)。而且，應(yīng)可理解，本文使 用的措辭和術(shù)語出于描述目的，不應(yīng)被認(rèn)為是限制。"包括"和"包含"及其 變體的使用意思是包含后面所列及其等同物，還包括其他項(xiàng)及其等同物。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)IO的示意性圖示。聲 波觸摸致動開關(guān)10包括主體或基體12,其中形成有聲波腔室或諧振體14，以 使聲波腔室14的每單位面積的質(zhì)量大于與聲波腔室14相鄰的基體12的每單 位面積的質(zhì)量?；w12可由例如鋁等金屬、塑料或各種其他材料形成。換能 器16安裝在聲波腔室14上。換能器16構(gòu)造用于產(chǎn)生聲波，所述聲波基本上 被攔獲在聲波腔室14中。在聲波腔室14的觸摸表面17上的觸摸(例如通過 手指)吸收由換能器16產(chǎn)生的聲波能。處理單元18與換能器16電連接。
名稱為"Acoustic Wave Touch Actuated Switch"的美國專利No. 7,106,310 ("，310專利")，其在此通過引用以其全部內(nèi)容并入本文，公開了一種系統(tǒng)和 方法，其中聲波腔室14的觸摸表面17上的觸摸吸收聲波能，并且在換能器 16的阻抗下產(chǎn)生可檢測的變化。而且，當(dāng)使用者觸摸所述觸摸表面17時，諧 振頻率改變，這可通過處理單元18檢測(例如，微處理器、微控制器、如專用集成電路(ASIC)等集成電路或任何其他這樣的電子控制器)，其電連接到 換能器16。如專利，310中描述的聲波開關(guān)IO具有高Q (完整的循環(huán)過程上存 儲能量對損耗或消散的能量的比率)，以能夠通過非常簡單、低成本的電路檢 測到觸摸。
代替檢測換能器16的阻抗中的變化，處理單元18可構(gòu)造用于檢測產(chǎn)生的 攔獲聲波16在聲波腔室14中"衰減，，的時間量。名稱為"Acoustic Wave Touch Detection Circuit and Method"的美國專利申請公開NO2004/0246239 ("，239 申請")，其也在此通過引用以其全部內(nèi)容并入本文，公開了處理單元18根據(jù) 衰減時間檢測例如聲波腔室14上的觸摸等感應(yīng)事件。如上所述，換能器16 在聲波腔室14內(nèi)產(chǎn)生攔獲聲波。在聲波腔室14或諧振器內(nèi)的攔獲聲波用于使 聲波腔室14 "回響"。即，當(dāng)電壓施加到換能器16時，換能器16運(yùn)轉(zhuǎn)來使聲 波腔室14共振。處理單元18于是可確定在聲波腔室14中的攔獲聲波衰減花 費(fèi)的時間量。
處理單元18通過信號路徑20連接到換能器16。如上所述，處理單元18 構(gòu)造用于檢測攔獲在聲波腔室14中的聲波的衰減時間和/或換能器16中的阻 抗變化。通過改變施加在觸摸表面17處的壓力量和/或通過由可選的阻尼器22 在觸摸表面17上施加壓力，衰減速度和/或阻抗變化。代替阻尼器22,使用者 可通過手指簡單觸摸所述觸摸表面17,這也將吸收聲波能，由此產(chǎn)生衰減速 度和/或阻抗的變化。
通過確定聲波吸收的效果，例如，無阻尼基體12中期望的衰減過程上的 實(shí)際信號衰減，處理單元18可提供對應(yīng)于施加在觸摸表面17處的壓力中的變 化而改變的輸出信號。檢測的變化可用于通過從處理單元18經(jīng)過信號路徑26 傳送到控制器24的信號控制各種功能。
阻尼器22可連接到遠(yuǎn)處的操作員，以使來自遠(yuǎn)處操作員的變化通過提高 阻尼器22和基體12之間的接觸敏感度或增加阻尼器22的接觸表面積增加信 號衰減。阻尼器22可以各種形狀形成。例如，阻尼器22可包括圓形表面。阻 尼器22還可以是由塑料、橡膠或類似物形成的彈性圓蓋，其覆蓋觸摸表面17。
聲波觸摸致動開關(guān)10構(gòu)造用于自診斷。聲波觸摸致動開關(guān)10構(gòu)造用于檢 測在開關(guān)10處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，沒有吸收或阻尼聲波能的觸摸時發(fā)生的變化。
8控制或調(diào)節(jié)可結(jié)合到處理單元18來利用開關(guān)10被致動但是在未阻尼狀態(tài)下運(yùn) 轉(zhuǎn)時進(jìn)行的自診斷。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)10的等比例視圖。開 關(guān)10包括具有聲波腔室14 (圖2中未顯示)的基體12。觸摸表面17設(shè)置在 聲波腔室14的一側(cè)上。換能器16 (圖2中未顯示)固定到聲波腔室14的相 對側(cè)。如上所述，換能器16產(chǎn)生攔獲在聲波腔室14內(nèi)的聲波。殼體28在聲 波腔室14上方和/或圍繞聲波腔室14固定到基體12。殼體28可包括螺紋30， 以使開關(guān)IO可螺紋固定在具有螺紋通道或類似物的面板中，或用于插入穿過 面板中的孔，通過板一側(cè)上的螺母接合完成固定。
灌注材料，例如不透明的灌注復(fù)合物31可部分或完全填充形成在殼體28 中的腔室。具有用作可見狀態(tài)指示器34的露出端的光管32，例如由塑料形成 的透明管道，固定在殼體28內(nèi)。光管32的露出端延伸穿過灌注復(fù)合物31。 灌注復(fù)合物31提供在殼體28內(nèi)的密封。代替為不透明的，灌注復(fù)合物31可 以是半透明或透明的。使用透明灌注復(fù)合物時，光管32可去除，因?yàn)橛衫?發(fā)光二極管等發(fā)光部件發(fā)出的光可穿過透明的灌注復(fù)合物傳送。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)10的橫向剖視圖。參 照圖2和3，印刷電路板(PCB) 36固定在殼體28中。PCB36可卡扣、鎖定 或螺紋固定到殼體28的內(nèi)表面?？蛇x地，PCB36可通過各種緊固件或粘接劑 固定到殼體28。如圖3中所示，PCB 36設(shè)置在換能器16上方。處理單元18 電連接到PCB36，并且可由PCB36支撐或固定到PCB36。至少一個發(fā)光二 極管(LED) 38或其他這樣的發(fā)光裝置可操作地連接到處理單元18和/或PCB 36。 LED38可操作地連接到光管32?？蛇x地，LED 38可簡單地與光管32對 準(zhǔn)，以使由LED 38發(fā)出的光經(jīng)過光管32進(jìn)入并且通過可見狀態(tài)指示器34。 另外，輸入/輸出(I/O)連接器40也連接到PCB 36。
處理單元18、 LED 38和I/O連接器40可都連接到PCB 36，并且都容納 在殼體28的腔室33內(nèi)。如上所述，腔室33至少部分使用灌注復(fù)合物31填充。 光管32設(shè)置在LED 38上方，并且延伸穿過灌注復(fù)合物31，以使露出端用作 可見狀態(tài)指示器34。類似地，1/O連接器40具有延伸穿過灌注復(fù)合物31的端 部。1/O連接器40的露出端允許外部連接到電源或各種裝置，例如計(jì)算機(jī)。開關(guān)IO構(gòu)造用于在換能器16產(chǎn)生進(jìn)入聲波腔室14中的聲波能時報(bào)告自 診斷結(jié)果。當(dāng)檢測到特定響應(yīng)時，處理單元18報(bào)告位于預(yù)設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)外部的 讀數(shù)。例如，在正常運(yùn)作開關(guān)10中的攔獲聲波的衰減速度可在開關(guān)IO沒有致 動時(即當(dāng)手指或阻尼材料沒有接觸觸摸表面17時)以特定的常數(shù)建立。該 常數(shù)存儲在處理單元18的存儲器中。處理單元18將隨后產(chǎn)生的攔獲聲波的衰 減速度與存儲的建立常數(shù)相比較。，當(dāng)處理單元18檢測到隨后的實(shí)際衰減速度 從在沒有物體觸摸觸摸表面17時建立的常數(shù)改變時，處理單元18檢測到錯誤 情況。即，從建立的常數(shù)的改變表明開關(guān)IO沒有正常運(yùn)作。
處理單元18可檢測換能器16的阻抗變化，并且以類似方式確定錯誤情況。 即，處理單元18可構(gòu)造用于在觸摸表面17沒有觸摸時，當(dāng)產(chǎn)生聲波時將換能 器16的建立的阻抗變化存儲在存儲器中。處理單元18將隨后的阻抗變化與存 儲的建立的阻抗變化相比較。當(dāng)隨后的阻抗變化從已知量，即存儲的建立的阻 抗變化改變時，處理單元18確定開關(guān)發(fā)生故障。
當(dāng)處理單元18確定錯誤狀況時，處理單元18致動LED 38。 LED 38于是 發(fā)光，光經(jīng)過伸出到可見狀態(tài)指示器34的光管32，由此提供開關(guān)10沒有正 常運(yùn)作的易檢測的指示。
處理單元18可比較衰減速度和阻抗與相應(yīng)的可接受響應(yīng)范圍。如果實(shí)際 響應(yīng)落在所述范圍外部，則處理單元18確定已經(jīng)發(fā)生實(shí)際故障。但是如果響 應(yīng)在所述范圍內(nèi)，但是落在較小的子范圍外，則處理單元18可確定開關(guān)10 易出現(xiàn)故障，并且可提供適當(dāng)?shù)目梢曋甘尽?br> 在一個實(shí)施方式中，LED38可發(fā)出穩(wěn)態(tài)光，其指示正常的開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)?？?選地，穩(wěn)態(tài)光可指示錯誤狀況，而沒有光指示正常運(yùn)轉(zhuǎn)。閃光或根本不發(fā)光可 指示錯誤狀況?？蛇x地，閃光可指示潛在故障，例如當(dāng)實(shí)際響應(yīng)時間落在響應(yīng) 的子范圍外，但是仍在較大的整個響應(yīng)范圍中時。而且，可選地，不同顏色的 光可用于指示不同的開關(guān)狀態(tài)。例如，綠光可指示正常運(yùn)轉(zhuǎn)，黃光可指示潛在 故障，而紅光可指示實(shí)際故障。另外，開關(guān)10可包括比顯示的那些更多的光 管和LED。處理單元18可構(gòu)造用于致動LED來提供穩(wěn)態(tài)光(具有相同或不 同顏色)、閃光(具有相同或不同顏色)和/或不發(fā)光的各種組合，以提供多種 狀態(tài)指示。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)50的等比例俯視圖。 圖5示出聲波觸摸致動開關(guān)50的俯視圖，而圖6示出穿過圖5的剖切線6-6 的聲波觸摸致動開關(guān)50的剖視圖。開關(guān)50類似于關(guān)于圖l-3所顯示和描述的 開關(guān)IO運(yùn)轉(zhuǎn)。
參照圖4-6，如上所述，開關(guān)50包括具有聲波腔室54的基體52,如上所 述。換能器56設(shè)置在聲波腔室54的與觸摸表面58相對的側(cè)上。阻尼部件60, 例如提供觸感的彈性圓蓋或薄膜可設(shè)置在觸摸表面58上方。光管62從LED 64 延伸穿過基體52。 1/O連接器66從固定在殼體70中的PCB68向下延伸。灌 注材料72覆蓋并且保護(hù)PCB 68。開關(guān)50安裝到裝置的面板74。開關(guān)50可 通過螺母76牢固地固定到面板74,所述螺母74接合殼體70上的螺紋。即， 殼體70穿過形成在面板74中的孔，并且螺母76牢固地接合殼體70的螺紋外 表面?；w52的直徑大于面板74中孔的直徑。這樣，可防止開關(guān)50穿過孔。
開關(guān)50類似于開關(guān)IO運(yùn)轉(zhuǎn)，不同之處在于，光管62延伸穿過基體52， 以使可見狀態(tài)指示器78穿過基體52可見，或在基體52上方可見。因而，開 關(guān)50可特別適用于手指致動應(yīng)用，其中，使用者能夠容易地看到觸摸表面58 和/或阻尼部件60。當(dāng)連接到PCB 68的處理單元(從圖4-6中的視圖隱藏)檢 測到錯誤狀況時，處理單元致動LED來通過光管62發(fā)光。由于最終光線從靠 近觸摸表面58或在觸摸表面58上的基體52發(fā)出，因此用戶可容易地看到是 否存在錯誤狀況。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的聲波觸摸致動開關(guān)90的等比例仰視圖。 圖8示出聲波觸摸致動開關(guān)90的俯視圖，而圖9示出穿過圖8的剖切線9-9 的聲波觸摸致動開關(guān)90的剖視圖。開關(guān)90類似關(guān)于圖l-3顯示并且描述的開 關(guān)IO運(yùn)轉(zhuǎn)。
參照圖7-9，類似于上面討論的實(shí)施方式，開關(guān)90包括具有聲波腔室93 的基體92。換能器94設(shè)置在聲波腔室93的與觸摸表面96相對的一側(cè)上。阻 尼部件可設(shè)置在觸摸表面96上方。
PCB98固定在殼體100中，殼體100固定到基體92。處理單元(從圖7-9 的視圖隱藏)固定到PCB 98。 I/O連接器102從PCB延伸穿過殼體100的腔 室中的灌注材料104。如上面關(guān)于圖4-6所述，開關(guān)卯固定到面板106。開關(guān)
ii90包括可操作地連^"到LED (由灌注材料104隱藏)和/或與LED對準(zhǔn)的光 管110。如圖7和9中所示，光管110向下延伸穿過灌注材料104，而不是穿 過基體92。
雖然上面描述的實(shí)施方式包括在基體上方或下面延伸的光管，但是光管可 延伸經(jīng)過開關(guān)的各區(qū)域。例如，可操作地連接到LED的光管可延伸穿過殼體 的壁。
上面顯示和描述的I/O連接器可用于可操作地將特定的開關(guān)連接到電源 上。另外，1/0連接器可用于將PCB連接到計(jì)算機(jī)或類似物，以可對開關(guān)的處 理單元使用的軟件做出場變化來改變運(yùn)轉(zhuǎn)和/或診斷參數(shù)，提供給開關(guān)附加數(shù) 據(jù)或從開關(guān)獲取數(shù)據(jù)。
雖然本發(fā)明的實(shí)施方式已經(jīng)關(guān)于聲波開關(guān)進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明的實(shí)施 方式可與各種開關(guān)組件一起使用。例如，處理單元可才喿作地連接到機(jī)電開關(guān)或 薄膜開關(guān)的主體，以監(jiān)控正常的開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)。
因而，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種系統(tǒng)和方法，其即使在開關(guān)致動之前也 能指示實(shí)際或潛在開關(guān)故障。如上所述，處理單元可操作來檢測運(yùn)轉(zhuǎn)故障并且 致動LED來發(fā)光，以指示開關(guān)沒有正常運(yùn)轉(zhuǎn)。處理單元以使用者接合或未接 合開關(guān)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，本發(fā)明的實(shí)施方式能夠通知用戶裝置出現(xiàn)故障或在 將來可能出現(xiàn)故障。
本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種自診斷開關(guān)，其能夠指示開關(guān)故障和/或維修 請求。所顯示和描述的開關(guān)為連接到需要從標(biāo)準(zhǔn)電源開關(guān)或傳感器開始開/關(guān) 功能的系統(tǒng)或裝置的簡單、單個部件。通過內(nèi)置在開關(guān)中的處理單元的信息， 使自診斷報(bào)告特征成為可能。本發(fā)明的實(shí)施方式提供廉價(jià)的可視診斷指示器， 其中設(shè)備制造商、技術(shù)人員或最終消費(fèi)者甚至可在其中安裝開關(guān)或傳感器中的 最終產(chǎn)品中不包含微處理器信息的情況下確定開關(guān)或傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。開關(guān) 或傳感器自身包括用于自診斷和報(bào)告的必要處理信息，并且所述開關(guān)或傳感器 可容易地安裝在系統(tǒng)或組件中。開關(guān)可通過設(shè)置在開關(guān)中的1/0連接器電連接 到系統(tǒng)或組件。
雖然各種空間術(shù)語，例如前、后、上、底、下、中、側(cè)、水平、垂直等可 用于描述本發(fā)明的實(shí)施方式，但是應(yīng)可理解，這樣的術(shù)語僅關(guān)于圖中所示的方向使用。所述方向可倒置、旋轉(zhuǎn)或以其他方式改變，以使前部為后部，反之亦 然，水平變垂直等。
前述改變和改進(jìn)落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)可理解，本文^^開和限定的本發(fā) 明延伸到文字和/或附圖提到的或從文字和/或附圖明顯可知的單個結(jié)構(gòu)的兩個 或多個的所有可替代組合。所有這些不同的組合構(gòu)成本發(fā)明的各種可替代方 面。本文描述的實(shí)施方式說明用于實(shí)踐本發(fā)明的已知的最佳^t式，并且將能夠 使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員使用本發(fā)明。權(quán)利要求將解釋為包括到現(xiàn)有技術(shù)允許 的可替代實(shí)施方式的范圍。
本發(fā)明的各種特征在下面的權(quán)利要求中提出。
權(quán)利要求
1. 一種自診斷聲波觸摸致動開關(guān)組件，包括基體，具有聲波腔室；換能器，可操作地連接到所述聲波腔室，所述換能器構(gòu)造成用于在所述聲波腔室內(nèi)產(chǎn)生攔獲聲波；處理單元，可操作地連接到所述聲波腔室和/或所述換能器中之一或兩者；和至少一個發(fā)光部件，可操作地連接到所述處理單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，其中，所述處理單元構(gòu)造成用于當(dāng)所述處理單元檢測到開關(guān)故障和/或潛在開關(guān)故障中之一或兩者時致動或停止所述至少一個發(fā)光部件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)組件，其中，所述處理單元比較與產(chǎn)生的攔獲聲波相關(guān)的實(shí)際響應(yīng)和與正常開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的可接受響應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)組件，其中，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)落在可接受的響應(yīng)范圍內(nèi)時，所述處理單元檢測到正常的開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)落在所述可接受的響應(yīng)范圍外時，所述處理單元檢測到開關(guān)故障。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)組件，其中，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)落在可接受的響應(yīng)范圍內(nèi)，但是落在可接受的響應(yīng)范圍內(nèi)的較小子范圍外時，所述處理單元檢測到潛在開關(guān)故障。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，其中，所述至少一個發(fā)光部件包括至少一個發(fā)光二極管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，還包括固定到所述基體上的殼體，所述處理單元固定在所述殼體內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，還包括相對于所述基體固定的印刷電路板，所述處理單元連接到所述印刷電路板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，還包括至少一個輸入/輸出連接器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，還包括固定到所述至少一個發(fā)光部件的至少一個光管，所述至少一個發(fā)光部件構(gòu)造成用于發(fā)光，所述光穿過所述至少一個光管。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，其中，所述至少一個發(fā)光部件構(gòu)造成用于發(fā)光，所述光穿過所述基體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，其中，所述處理單元致動所述至少一個發(fā)光部件，使其處于穩(wěn)態(tài)，以指示第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，使其處于閃光狀態(tài)，以指示第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并且使其處于不致動狀態(tài)，以指示第三運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)組件，其中，所述第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況為故障狀況，所述第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況為潛在故障狀況，所述第三運(yùn)轉(zhuǎn)狀況為正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)組件，其中，所述處理單元致動所述至少一個發(fā)光部件，以發(fā)出第一種顏色光來指示第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并且發(fā)出第二種顏色光來指示第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
15. —種自診斷聲波觸摸致動開關(guān)組件，包括基體，具有聲波腔室，所述聲波腔室具有觸摸表面；換能器，可操作地連接到所述聲波腔室，所述換能器構(gòu)造成用于在所述聲波腔室內(nèi)產(chǎn)生攔獲聲波；殼體，固定到所述基體；印刷電路板，固定在所述殼體內(nèi)；處理單元，可操作地連接到所述聲波腔室和/或所述換能器中之一或兩者，所述處理單元連接到所述印刷電路板；至少一個發(fā)光部件，可操作地連接到所述處理單元；至少一個光管，固定到所述至少一個發(fā)光部件，所述至少一個發(fā)光部件構(gòu)造成用于發(fā)光，所述光穿過所述至少一個光管；和至少一個輸入/輸出連接器，連接到所述處理單元。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)組件，其中，所述處理單元構(gòu)造成用于當(dāng)所述處理單元檢測到開關(guān)故障和/或潛在開關(guān)故障中之一或兩者時致動或停止所述至少一個發(fā)光部件，其中，所述處理單元比較與產(chǎn)生的攔獲聲波相關(guān)的實(shí)際響應(yīng)和與正常開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的可接受響應(yīng)，其中，當(dāng)所述實(shí)際響應(yīng)落在可接受響應(yīng)范圍內(nèi)時，所述處理單元檢測到正常的開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)落在所述可接受響應(yīng)范圍外時，所述處理單元檢測到開關(guān)故障，并且，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)落在可接受響應(yīng)范圍內(nèi)但是落在可接受響應(yīng)范圍內(nèi)的較小的子范圍外時， 所述處理單元檢測到潛在開關(guān)故障。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)組件，其中，所述至少一個發(fā)光部件構(gòu) 造成用于發(fā)光，所述光穿過所述基體。
18. 4艮據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)組件，其中，所述處理單元致動所述至 少一個發(fā)光部件，使其處于穩(wěn)態(tài)，以指示第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，使其處于閃光狀態(tài)， 以指示第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并且^f吏其處于不致動狀態(tài)，以指示第三運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，其中， 所述第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況為故障狀況，所述第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況為潛在故障狀況，所述第三 運(yùn)轉(zhuǎn)狀況為正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)組件，其中，所述處理單元致動所述至 少一個發(fā)光部件，以發(fā)出第一種顏色光來指示第一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，發(fā)出第二種顏色 光來指示第二運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
20. —種自診斷開關(guān)組件，包括主體，具有觸摸表面，所述觸摸表面構(gòu)造成用于接合來致動所述開關(guān)組件； 處理單元，可操作地連接到所述主體，所述處理單元監(jiān)控所述開關(guān)組件的 運(yùn)轉(zhuǎn)；和至少一個發(fā)光部件，可操作地連接到所述處理單元，所述處理單元根據(jù)開 關(guān)組件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況致動或停止所述至少一個發(fā)光部件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的自診斷開關(guān)組件，其中，所述開關(guān)組件為聲 波觸摸致動開關(guān)組件，并且所述主體為具有聲波腔室的基體。
全文摘要
一種自診斷聲波觸摸致動開關(guān)組件，包括具有聲波腔室的基體，可操作地連接到所述聲波腔室的換能器，處理單元，和至少一個可操作地連接到所述處理單元的發(fā)光部件。所述換能器構(gòu)造成用于在所述聲波腔室中產(chǎn)生攔獲聲波。所述處理單元可操作地連接到所述聲波腔室和/或所述換能器中之一或兩者。當(dāng)所述處理單元檢測到開關(guān)故障和/或潛在開關(guān)故障中之一或兩者時，所述處理單元可構(gòu)造成用于致動所述至少一個發(fā)光部件。
文檔編號H03K17/94GK101485087SQ200780025661
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者布賴恩·J.·特魯斯代爾, 斯瓦沃米爾·P.·基里安, 杰拉爾德·W.·希爾 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司