專利名稱：一種消散人體靜電襲擾的鑰匙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于五金制造、靜電放電與靜電危害防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能消 散人體靜電的便攜裝置，尤其是一種具有消散人體靜電襲擾功能的鑰匙。
技術(shù)背景人體靜電是日常生活中一種常見的現(xiàn)象，它是由于人體行走、操作，或與 其它物體接觸、分離，或因靜電感應(yīng)、空間電荷吸附等原因使人體正負(fù)極性電 荷失去平衡，進(jìn)而在宏觀上呈現(xiàn)出某種極性的電荷積聚，使人體對(duì)地電位不為零，形成了對(duì)地靜電能量。當(dāng)人體對(duì)地靜電電位足夠高(〉3kV)，或靜電能量 足夠大(>1X10 —4 J)時(shí)，就有可能對(duì)金屬門窗等部件產(chǎn)生靜電放電，輕者對(duì) 人體產(chǎn)生襲擾，重者可能引起元器件擊穿，電子設(shè)備失靈，甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸 等安全災(zāi)害。因此，消散人體靜電對(duì)人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ?，尤其?duì)在易燃易爆 和靜電敏感環(huán)境下工作的人們具有非常重要的意義。在現(xiàn)代生活方式中，人們難以割舍容易產(chǎn)生和積累靜電的材料，如化纖、 塑料、橡膠等高分子材料。這些材料的大量使用在給人們生活帶來舒適方便的 同時(shí)也使我們?cè)絹碓狡毡榈卦馐苤o電的襲擾。在干燥環(huán)境下，人體從橡膠泡 沫靠墊座椅上起立時(shí)產(chǎn)生的靜電電位可達(dá)18kV，在地毯上行走時(shí)產(chǎn)生的靜電電 位可達(dá)35kV，在絕緣地面上脫衣服時(shí)產(chǎn)生的靜電電位最高可達(dá)60kV。如此高 的靜電電位儲(chǔ)存在數(shù)十至數(shù)百皮法之間的人體靜電電容(多數(shù)分布在100 350pF)上，靜電能量可達(dá)幾mJ至幾十mJ，釋放時(shí)產(chǎn)生很大的電擊強(qiáng)度和放電 火花，雖然不致命，但容易對(duì)人產(chǎn)生電擊恐慌和痛感。目前，消散人體靜電的方法主要有兩種， 一是通過加濕的方法增加環(huán)境濕 度，二是通過穿著防靜電服裝、鞋帽，敷設(shè)防靜電地面，使用防靜電桌椅等用 具將人體進(jìn)行靜電接地。但這兩種方法只適用于在特殊環(huán)境下使用，在日常生 活中卻會(huì)因此降低人們的移動(dòng)性、舒適性和對(duì)穿著、對(duì)生活環(huán)境多樣性和個(gè)性 化的需求。曰常生活中消散人體靜電的最好方法是隨身攜帶一種小巧的靜電放電裝 置，可以隨時(shí)將人體產(chǎn)生的靜電通過與接地裝置接觸而將人體靜電消散掉。但 這種放電裝置不能簡單地通過金屬器具短路實(shí)現(xiàn)， 一方面是因?yàn)樵陟o電電位很 高時(shí)通過金屬器具短路同樣會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生電擊感，另一方面也會(huì)因此產(chǎn)生放電 火花，對(duì)易燃易爆場所存在潛在危害，更不能將人體靜電能量加以利用。鑰匙是人們?nèi)粘Ｉ钏匦钄y帶的開鎖工具，將靜電釋放電阻、儲(chǔ)能電容 和充電電路等同鑰匙結(jié)合起來構(gòu)成具有消散人體靜電功能的裝置，在人們開門 或同接地裝置接觸時(shí)將人體靜電能量轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能電容器上，不僅抑制了人體靜 電的襲擾，而且很好地將人體靜電能量用于遙控鑰匙的輔助充電，延長遙控鑰 匙的使用壽命。這種具有消散人體靜電功能的裝置經(jīng)文獻(xiàn)檢索至今還未見報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有人體靜電消散技術(shù)中存在的不足和缺陷，提供 一種具有消散人體靜電襲擾功能的鑰匙裝置。木發(fā)明未改變鑰匙開鎖的基本功 用，但增加了人體靜電消散功能和人體靜電能量利用功能，發(fā)揮了鑰匙的便攜 性，在有意無意使用鑰匙時(shí)，安全方便地將人體靜電耗散掉。本發(fā)明的技術(shù)方案是消散人體靜電襲擾鑰匙包括鑰匙本體、靜電消散電路、充電電路和門鎖遙 控電路四部分。其特征是靜電消散電路、充電電路和門鎖遙控電路安裝在由塑料或橡膠制成的鑰匙柄內(nèi)，鑰匙柄外邊緣鑲嵌金屬條，金屬條與金屬鑰匙桿不能直接相連，最近點(diǎn)直線距離大于等于10mm。靜電消散電路由限流電阻和儲(chǔ) 能電容串聯(lián)組成，電容一端連接到由金屬制成的鑰匙桿尾部，電阻一端則與鑰 匙柄外鑲嵌的金屬條相連。限流電阻的選擇應(yīng)保證人體靜電電位在20 30kV 時(shí)，將鑰匙桿接地人體應(yīng)沒有疼痛感，也不應(yīng)出現(xiàn)明顯的放電現(xiàn)象， 一般選取 l-2MQ、 1/4W的膜電阻。儲(chǔ)能電容的選取應(yīng)充分考慮人體靜電電容和靜電電位 出現(xiàn)的幾率與大小。人體靜電電容一般為100 350pF，靜電電位多出現(xiàn)在5kV 左右，根據(jù)靜電能量公式CU2/2，考慮到限流電阻的損耗，要在儲(chǔ)能電容器上獲 得30V電壓，則儲(chǔ)能電容應(yīng)選取3 10uF的低泄漏電流電容器。當(dāng)手握鑰匙柄， 并用鑰匙桿接觸門等接地裝置時(shí)，人體靜電能量就會(huì)通過這一電路轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能 電容器上。由于人體帶電極性會(huì)受很多因素影響，具有不確定性，因此使用全 橋整流電路將儲(chǔ)能電容器上的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定極性電壓加以利用，其輸出端接 于門鎖遙控電路電池兩端，可以利用儲(chǔ)能電容器儲(chǔ)存的能量給電池充電。充電 電路中二極管和電容元件應(yīng)選擇漏電流極小的器件，才能凸顯人體靜電能量的 利用效果。本發(fā)明的效果和益處是由于將人體靜電消散電路、靜電能量轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存充電 電路、門鎖遙控電路同隨身攜帶的鑰匙結(jié)合起來，在不增加人們攜帶負(fù)擔(dān)的情 況下，在有意無意的開門瞬間，將人體靜電安全、方便地消散掉，解決了現(xiàn)有 人體靜電消散裝置不宜攜帶，影響個(gè)人生活品質(zhì)的不足，即可以消除人體靜電 的襲擾，防止靜電恐慌，又增加了人們?cè)陟o電敏感場所活動(dòng)的安全性，同時(shí)還 能將人體靜電能量加以利用。


圖1是消散人體靜電襲擾鑰匙結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是消散人體靜電襲擾鑰匙電路示意圖。圖中1鑰匙桿；2鑰匙柄；3嵌入金屬條；4門鎖開啟按鍵；5門鎖關(guān)閉 按鍵；6電路模塊；7人體靜電泄放限流電阻；8儲(chǔ)能電容；9橋式整流電路； 10濾波電容；11充電限流電阻；12穩(wěn)壓器件；13 二極管；14遙控電路；15人 體靜電等效電容。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 本發(fā)明所述的消散人體靜電襲擾鑰匙的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，包括鑰匙桿1; 鑰匙柄2;嵌入金屬條3;門鎖開啟按鍵4;門鎖關(guān)閉按鍵5;電路模塊6;鑰匙 柄2內(nèi)安裝有門鎖開啟按鍵4;門鎖關(guān)閉按鍵5;電路模塊6;門鎖開啟按鍵4通過導(dǎo)線A、 B與電路模塊6相連，門鎖關(guān)閉按鍵5通過導(dǎo)線C、 D與電路模塊 6相連，.鑰匙桿1通過導(dǎo)線E與電路模塊6相連，鑰匙柄外嵌入的金屬條3通過 導(dǎo)線F與電路模塊6相連。這樣，如果人體手握鑰匙柄2時(shí)，通過人手與金屬 條3的接觸，鑰匙桿l、電路模塊6、嵌入金屬條3、人體靜電等效電容15組成 了人體靜電消散電路，當(dāng)使用者開門或?qū)㈣€匙桿接觸接地靜電導(dǎo)體時(shí)，形成了 人體靜電消散通路，進(jìn)而可以安全方便地將人體靜電耗散掉。本發(fā)明所述的消散人體靜電襲擾鑰匙的電路如附圖2所示，包括人體靜電 消散儲(chǔ)能電路、輔助充電電路和遙控電路，其中人體靜電消散儲(chǔ)能電路是電路 模塊6的核心，它由人體靜電泄放限流電阻7和儲(chǔ)能電容8串聯(lián)組成。人體靜 電泄放限流電阻7—般選取l-2MQ、 1/4W的金屬膜或合成電阻，其選擇原則是 保證人體靜電電位在20 30kV時(shí)，將鑰匙桿接地人體人應(yīng)沒有觸痛感，更不應(yīng) 出現(xiàn)明顯的放電現(xiàn)象。儲(chǔ)能電容8是將人體靜電高壓轉(zhuǎn)換為低壓儲(chǔ)能的關(guān)鍵器 件，其電容選擇依據(jù)是能量公式q^/2二C2t/22/2， d、 ^是人體靜電電容和靜電電壓，C2、 t/2是儲(chǔ)能電容和電壓?？紤]人體靜電電容一般為100 350pF，靜 電電位在5kV以下出現(xiàn)幾率最大，儲(chǔ)能電容選取3 10 uF的低泄漏電流電容器 可以獲得30V左右的電壓。此外，為了獲得良好的儲(chǔ)能效果，儲(chǔ)能電容的損耗 角正切值應(yīng)低于0.005。本發(fā)明所述的輔助充電電路包括橋式整流電路9，濾波電容10，充電限流 電阻11，穩(wěn)壓器件12和反向二極管13。由于產(chǎn)生靜電材料的帶電次序不同， 獲得靜電的機(jī)制不同，人體的靜電極性也會(huì)不一樣。通過橋式整流電路9可以 實(shí)現(xiàn)將不同極性的靜電轉(zhuǎn)換成確定極性的直流電，經(jīng)過濾波電容10、穩(wěn)壓器件 12的濾波穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換為5-10V左右的直流電，通過反向二極管13給遙控電路 14中的電池充電，實(shí)現(xiàn)靜電能量的再利用。反向二極管13的作用是阻止遙控電 路電池能量反向回饋。本發(fā)明所述的遙控電路14用于遙控門鎖開關(guān)，該部分內(nèi)容為公知的現(xiàn)有技 術(shù)范圍，不加以詳細(xì)說明。本發(fā)明裝置將靜電消散電路同人們常用鑰匙相結(jié)合，利用鑰匙便攜特點(diǎn)， 不需要增加特殊的專用放電器具，就可實(shí)現(xiàn)防治人體靜電襲擾的功能，改善了 人們的行動(dòng)質(zhì)量。
權(quán)利要求
1. 一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，包括鑰匙桿[1]；鑰匙柄[2]；嵌入金屬條[3]；門鎖開啟按鍵[4]；門鎖關(guān)閉按鍵[5]；電路模塊[6]；人體靜電泄放限流電阻[7]；儲(chǔ)能電容[8]；橋式整流電路[9]；濾波電容[10]；充電限流電阻[11]；穩(wěn)壓器件[12]；反向二極管[13]；遙控電路[14]，其特征在于鑰匙柄內(nèi)裝有靜電消散儲(chǔ)能電路、充電電路和門鎖遙控電路；鑰匙柄外邊緣鑲嵌金屬條，鑲嵌金屬條與金屬鑰匙桿不直接相連，而是分別連接到靜電消散電路的兩極。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，其特征在于靜電 消散儲(chǔ)能電路，包括人體靜電泄放限流電阻[7]和儲(chǔ)能電容[8]，限流電阻取值在 l-2MQ之間，采用金屬膜電阻或合成膜電阻，儲(chǔ)能電容必須是無極性電容，應(yīng) 采用損耗角正切值小于0.005的電容器，容值在3-100uF之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，其特征在于將人 體靜電加以利用的輔助充電電路，包括橋式整流電路[9]，濾波電容[IO]，充電限 流電阻[ll]，穩(wěn)壓器件[12]和反向二極管[13]，所述輔助充電電路中所有整流二級(jí) 管的反向漏電流小于5uA，濾波電容損耗角正切值應(yīng)小于0.05，容值在數(shù)十uF 左右，輔助充電電路的作用是無論人體所攜帶的靜電電荷極性如何，都轉(zhuǎn)換成 確定極性的直流電壓，為遙控電路電池等充電。
全文摘要
一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，屬于用于靜電放電與靜電危害防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的能消散人體靜電的便攜裝置。本發(fā)明的特征在于在普通開鎖鑰匙的手柄內(nèi)增加了人體靜電消散電路和人體靜電能量利用電路，在開門的同時(shí)安全方便地將人體靜電耗散掉。本發(fā)明的效果和益處是由于將人體靜電消散電路、靜電能量轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存充電電路、門鎖遙控電路同隨身攜帶的鑰匙結(jié)合起來，在不增加人們攜帶負(fù)擔(dān)的情況下，在有意無意的開門瞬間，將人體靜電安全、方便地消散掉，解決了現(xiàn)有人體靜電消散裝置不宜攜帶，影響個(gè)人生活品質(zhì)的不足，即可以消除人體靜電的襲擾，防止靜電恐慌，又增加了人們?cè)陟o電敏感場所活動(dòng)的安全性，同時(shí)還能將人體靜電能量加以利用。
文檔編號(hào)E05B19/00GK101260752SQ20081001112
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者張鈺博 申請(qǐng)人:張鈺博