CN103069522B - 对按钮状态变化进行检测并发送信号的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对按钮（2），例如紧急停止类型按钮的状态变化进行检测并发送信号的装置。所述装置是以能够从所述按钮（2）移除的附件的形式，并包括：电能发生器（1），所述电能发生器容置在所述装置的盒体（30）中且能够与所述按钮（2）的控制头（20）相互作用以转换机械能为电能；以及无线发射器，所述无线发射器用于发送信息至远程接收器，所述无线发射器被容置在所述壳体（30）中且与所述电能发生器（1）电连接。

Description

对按钮状态变化进行检测并发送信号的装置

技术领域

本发明涉及对按钮状态变化进行检测并发送信号的装置以及结合按钮以及检测和发信号装置的控制组件。本发明的检测和发信号装置特别地整个适用于在紧急停止类型的按钮上使用。

背景技术

在特定控制的过程中，为了在它的整个长度上防护该过程，已知的是使用多个串联的紧急停止部件。其中一个紧急停止部件的促动允许该过程得以停止。然而，当串联的多个紧急停止部件数目非常大时，难于得知是哪个紧急停止部件被触发。

因此，本发明的目标是提供一种用于检测例如紧急停止部件的按钮的状态变化且发送该状态变化信号的装置，该装置易于在现有的按钮上组装而不用改变现有按钮的结构。

发明内容

该目标通过对按钮状态变化进行检测并发送信号的装置获得，该所述按钮包括主体和控制头，该控制头安装在主体上且沿着主轴在多个位置之间可促动（actuable）平移，以赋予按钮不同状态，来控制电路，所述装置是以可以从按钮移除的附件的形式，包括：

盒体，穿过该盒体形成开口，按钮的主体意在穿过该开口；

电能发生器，该电能发生器容置在该盒体中且适于与控制头配合以转换机械能为电能；

无线发射器，该无线发射器用于发送信息至远程接收器，所述无线发射器被容置在盒体中且与电能发生器电连接。

根据一个特征，电能发生器是电磁类型的且包括设置有固定部分和移动部分的磁路以及电磁线圈，磁路通过该电磁线圈。

根据另一个特征，该装置包括与电能发生器配合且由控制头可促动平移的连接件。

根据另一个特征，连接件包括安装在复位弹簧器件上相对于开口共轴的环。

根据另一个特征，装置包括安装在连接件和电能发生器的移动部分之间的弹簧。

根据另一个特征，连接件包括与环一体的凸片，所述凸片具有长方形开口，形成在移动部分上的牙爪穿过该长方形开口。

根据另一个特征，电能发生器的移动部分可以在第一位置和第二位置之间移动，以及电能发生器布置为当移动部分从第一位置穿过到第二位置时，产生第一数量的能量，当移动部分从第二位置穿过到第一位置时，产生第二数量的能量。

根据另一个特征，该装置包括容置在盒体中且包括无线发射器的电路板，所述无线发射器与电能发生器电连接。

根据另一个特征，发射器是无线电频率发射器。

根据另一个特征，发射器是红外线类型。

本发明也涉及控制组件，包括设置有主体的按钮，以及控制头，该控制头安装在主体上且沿着主轴在多个位置之间可促动平移，以赋予按钮不同的状态，其特征在于，该控制组件也包括对上述限定的按钮状态变化进行检测并发送信号的装置，所述装置围绕按钮装配并配置为与控制头机械配合。

根据本发明，无线发射器布置为当按钮的控制头被压下时，传送第一信息，当按钮的控制头被释放时，传送第二信息。

根据一个特征：

控制组件包括接触单元，其组装在按钮的主体上且适于由控制头促动；

按钮的主体被安装在通过壁形成的孔中，控制头相对于壁位于前侧上，接触单元相对于壁位于后侧上；

检测按钮状态改变的装置相对于壁安装在前侧上且布置在控制头和壁之间。

上面详述的本发明特别适合用于紧急停止类型的按钮。

附图说明

从接下来参照由例子给出且由附图示出的实施例的详细说明，其它特征和优点将变得明显，其中：

图1示出了根据本发明的控制组件的透视图，包括穿过壁安装的按钮以及本发明的检测和发信号装置；

图2示出了根据本发明的控制组件的俯视图；

图3示出了本发明的检测和发信号装置的分解视图以及意在被插入到本发明的装置中的按钮，其中按钮不包括它的触头单元；

图4示出了根据本发明的控制组件沿着图2的B-B的截面视图；

图5和6示出了根据本发明的控制组件沿着图2的A-A的截面视图，分别在释放控制头和压下控制头的状态；

图7示出了本发明中应用的能量发生器的分解视图；

图8A和8B示出了图7中示出的能量发生器的两个操作位置。

具体实施方式

本发明的装置可以检测按钮的状态变化且通过传送信息给接收器发送该状态变化的信号。该装置特别地适合用于在按钮上操作，例如紧急停止类型的按钮。

参照图3至6，紧急停止类型的按钮2具有已知的构造。该构造主要由主体21，安装在主体21上的控制头20，紧固装置7以及至少一个触头单元22构成，该触头单元例如借助于紧固装置7机械地安装在主体21上。触头单元包括，例如，移动触头，该移动触头可以通过沿着控制轴（X）按压控制头20被促动。为了实现紧急停止功能，接触单元的触头是“常闭”（NC）类型以使得当控制头20被压下时，电路打开。也可以连接其他接触单元以为了实现其他功能。

按钮2意在被轴向地安装在孔中，该孔具有穿过壁P形成的标准直径。当按钮2被安装在孔中时，控制头20相对于壁P位于前侧（AV）上且一个或者多个接触单元22相对于壁P被安装在后侧（AR）上，其使得这些单元对于用户是不可见的（图1至4）。实现将按钮固定在壁P上且容纳一个或者多个触头单元22的紧固装置7在本申请中不详细说明。该装置7在附图中示出且详细记载在对应它的公开专利EP0，889，564或者US6，050，528中。

本发明的检测和发信号装置3是以配件或者附件的形式，其可以被添加至当前按钮2而不用改进按钮2的结构。本发明的装置3因此是可移除的，且可以因此易于从按钮2增加或者移除。根据本发明的装置3现在已经沿着控制轴（X）围绕按钮2的主体21安装以使得定位在控制头20和壁P之间。

本发明的控制组件由例如紧急停止类型的按钮2，以及如下面所述的检测和发信号装置3形成。一起形成控制组件的这两个元件彼此组装以使得不需要结构或者功能改进以使得它们一起工作。

参照图3，本发明的检测和发信号装置3包括盒体30，其由意在抵靠在壁P上的底部300和在底部300上被闭合的顶部301构成。按钮2通过其被插入的开口302完全穿过盒体30，所述开口302被意在定位为与通过壁P的孔的轴共轴。特别地，底部300包括管303，其形成开口302的内壁。

该装置包括电能发生器1，该电能发生器1安装在盒体中且使得可以转换机械能为电能。在下文详细说明的该电能发生器例如是电磁感应类型的或者压电类型的，以及使得可以转换机械能为电能，该机械能由移动的机械控制构件的运动提供，诸如按钮的控制头20。

使用电磁感应的能量发生器1示出在图7中。通过外部机械作用改变穿过线圈11的磁通量，可以在励磁线圈11中产生电。

参照图7，特别地，发生器1包括所述励磁线圈11以及磁路，磁场通过该磁路流动，所述磁路由固定部分和移动部分10形成。

在磁路中的磁通量由移动部分10相对于固定部分的瞬时角度位置限定，以使得移动部分10相对于固定部分的运动在通过线圈11的磁通量中产生变化，其引起在线圈11中形成电流。通过在磁通量中的变化，在线圈11的端子两侧形成的电压取决于时间以及因此移动部分10关于固定部分的运动速度。

励磁线圈11包括由绝缘材料制成的电枢110，在其上缠绕n圈导线的绕组111。电枢110具有中心开口，该中心开口沿着纵向轴形成且其尺寸适于使得磁路可以穿过它几次。在图7中，当形成回路时，磁路的固定部分穿过线圈11的中心开口两次。磁路因此第一次穿过线圈11的中心开口，接着围绕线圈11穿过以形成环路，接着第二次穿过线圈11的中心开口。

磁路的移动部分10具有例如对称的H形，包括例如永磁体100，该永磁体100夹在铁磁性材料的两个平行的层101a，101b之间，也就是上层101a和下层101b。该移动部分10被安装以使得围绕垂直于电枢110的中心开口的纵向轴的水平旋转轴转动。

磁路的固定部分由具有高导磁性的材料制成，诸如铁磁性材料。参照图7，固定部分包括作为励磁线圈11框架的U形底座120。磁路的固定部分也包括第一臂121和第二臂122，其是单独的，不接触的以及不相同的，其中一个臂是另一个的镜像。第一臂121被连接至底座120的第一端部，而第二臂122被连接至底座120的第二端部。这两个臂121，122是L形的且在平行于线圈11的中心开口的纵向轴的两个平面中分别地通过电枢110的中心开口。每个臂121，122的第二端部定位在移动部分10的永磁体100的任一侧上且在移动部分10的两个铁磁层101a，101之间。每个臂121，122形成移动部分10的止挡部且限定了两个相对支承表面，也就是上支承表面和下支承表面。移动部分10具有在由每个臂121，122形成的止挡部之间旋转的一个自由度。

因为底座120布置成定位在线圈11的任一侧上，流动通过臂121，122的磁场总是沿着相同方向穿过线圈11的中心开口。因此，磁场沿着相同方向穿过励磁线圈11的中心开口两次。

参照图8A和8B，可以看出移动部分10围绕它的轴执行往复运动且可以占据由止挡部限定的两个不同端部位置，在每个位置中，移动部分10由磁力保持。当移动部分10从其中一个它的端部位置移动且运动超过中心平衡位置，它立即被磁力向着另一个端部位置吸引。该现象在之前的专利申请GB1312927中特别地说明。

根据本发明，能量发生器1被装配进盒体30且经由移动连接件4与控制头20机械地配合，移动连接件4可以由控制头20平移地促动。该连接件4装配在盒体30中且可以将控制头20在它的两个位置之间的运动转换为发生器1的移动部分10在它的两个位置之间的运动。因为形成穿过本发明的装置的开口302必需保持按钮2自由通过，能量发生器相对于控制轴（X）偏置。

该装置也包括至少一个电路板5（图3），其包括无线发射器，用于积聚由发生器1产生的电能的装置以及与无线发射器关联的天线。无线发射器例如是无线电频率类型，且被经由能量积聚装置供应由发生器1产生的电流。借助于天线，可以传送信息至远程接收器（未示出），其包括允许它接收信息的对应的天线。在发射器和接收器之间使用的无线通信协议例如是ZIGBEE。在可替换地实施例中，发射器可以是红外线类型。根据本发明，信息的传送由控制头20的移动控制。该信息可以包括多个相同连续帧（successive frame），以及特别地包括按钮的唯一标识符，允许接收器识别被促动的按钮。接收器会包括例如列出与其配对的所有按钮以及每个这些按钮的状态的表。

发生器1的移动部分10从第一位置至第二位置的运动使得可以产生以第一电压形式的第一数量的能量，该能量可以向下游由电路板5使用。取决于安装在板上的电子器件，当发生器1的移动部分10从它的第二位置移动到它的第一位置时，也可以产生以第二电压形式的第二数量的能量。在发生器1的移动部分10的往复运动中产生的第一数量的能量和第二数量的能量可以分别被电路板5应用以为了传送不同的信息。具体地，当发生器1的移动部分10执行往复运动时，产生的两个电压是相反符号的，第一电压例如是正的且第二电压是负的，其允许电路板区分所涉及的按钮2的控制头20是压下或是释放且传送两个不同的信息，针对每个动作一个。

连接件4包括环40，该环40围绕轴（X）形成且布置为能够沿着轴（X）在形成在盒体30的底部300上的管303和盒体30的顶部301的内表面之间滑动。连接件4可以沿着控制轴（X）在释放位置和压下位置之间被促动平移，且被迫使在它的运动中通过一个或者多个弹簧60，61（图4中的两个弹簧）支承抵靠装置的盒体30的底部300。该连接件4也包括平行于控制轴（X）延伸的凸片41，所述凸片41具有平行于控制轴（X）纵向地延伸的长方形开口42。发生器1的移动部分10与连接件通过穿过长方形开口42的牙爪（lug）102机械地配合，长方形开口42由此形成凸轮，牙爪102形成凸轮从动件。该装置包括弹簧62（图3，5和6），其安装在连接件4的凸片41和发生器1的移动部分10之间。该连接件4因此与发生器1的移动部分10通过弹簧62和通过由牙爪102和长方形开口42形成的组件机械地配合。

安装在紧急停止类型的按钮2上的本发明的检测装置以如下方式运行：

初始地，紧急停止部件的控制头20在释放位置，也就是说在静止位置，能量发生器的移动部分在第一位置，由磁力保持在该第一位置（图5）。

当该过程必须被紧急停止时，紧急停止部件的控制头20由操作者压下。

压下紧急停止部件的控制头20不仅导致该过程停止，而且连接件4被移动进入检测盒信号装置3的盒体30中。连接件4的平移引起弹簧62的压缩，其接着存储机械能。然而，仅仅施加的机械力不足以从它的位置移动移动部分10。在连接件4的平移过程中，长方形开口42相对于牙爪102滑动。

继续该平移，长方形开口的端部与牙爪102形成接触且压在移动部分10上以将其从它的第一位置移动。当移动部分被足够地移动时，借助于弹簧62存储的机械能保证了移动部分10快速转动进入它的第二位置。

发生器1的移动部分10的运动产生了大量的能量，其可以由电路板5使用以为了传送信息给接收器。当接收了信息，接收器接着得知已经被压下的按钮2的标识符，接着可以在存储器中存储该按钮2的状态的变化。

只要按钮2的控制头20保持在压下位置，其是紧急停止部件的通常的情况，发生器1的移动部分10保持在它的第二位置。

当控制头20回到它的静止位置，弹簧60、61使连接件4回到释放位置，连接件4的凸片41与它一起。当长方形开口42再次与移动部分10的牙爪102接触时，移动部分10从它的第二位置接着被移动。通过弹簧60，61接着保证了移动部分10快速转动进入它的第一位置。在返回运动期间产生的能量的数量可以被应用以传送新的信息给接收器，以通知它控制头20已经回到静止位置。接收器可以接着在存储器中存储按钮的新状态。

本发明会被特别地用于沿着要控制的过程，检测串联安装的紧急停止类型的按钮的状态的变化。如果这些紧急停止部件的数量大，本发明的检测和发信号装置3可以知道哪个紧急停止部件被促动。

Claims (12)

1.一种对按钮(2)状态变化进行检测并发送信号的装置，所述按钮包括主体(21)和控制头(20)，该控制头(20)安装在所述主体上且沿着主轴(X)能够促动平移控制电路的至少一个触头单元(22)，所述触头单元包括移动触头，该移动触头能够通过沿着所述控制轴(X)按压所述控制头(20)在多个位置之间被促动以便赋予按钮不同的状态，其特征在于：所述装置是以能够从所述按钮(2)移除的附件的形式，它包括：

盒体(30)，穿过所述盒体(30)形成开口(302)，所述按钮(2)的所述主体(21)意在穿过该开口以便使得所述盒体布置在所述控制头(20)和壁之间；

电能发生器(1)，所述电能发生器容置在所述盒体(30)中且适于与所述控制头(20)配合以转换机械能为电能；

无线发射器，所述无线发射器用于发送信息至远程接收器，所述无线发射器被容置在所述盒体(30)中且与所述电能发生器(1)电连接，

所述电能发生器(1)是电磁类型的且包括设置有固定部分和移动部分(10)的磁路以及电磁线圈(11)，所述磁路穿过所述电磁线圈，

连接件(4)，该连接件与所述电能发生器(1)配合且由所述控制头(20)能够促动平移。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述连接件(4)包括安装在复位弹簧器件上、与所述开口(302)共轴的环(40)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：包括安装在所述连接件(4)和所述电能发生器(1)的所述移动部分(10)之间的弹簧(62)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述连接件(4)包括与所述环(40)一体的凸片(41)，所述凸片(41)具有长方形开口(42)，形成在所述移动部分(10)上的牙爪(102)穿过该长方形开口。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述电能发生器(1)的所述移动部分(10)能够在第一位置和第二位置之间移动，以及所述电能发生器(1)布置为当所述移动部分(10)从第一位置穿过到第二位置时，产生第一数量的能量，当所述移动部分(10)从第二位置穿过到第一位置时，产生第二数量的能量。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置包括容置在所述盒体(30)中且包括所述无线发射器的电路板(5)，所述无线发射器与所述电能发生器(1)电连接。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述发射器是无线电频率发射器。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述发射器是红外线类型。

9.一种控制组件，包括设置有主体(21)和控制头(20)的按钮(2)，所述控制头(20)安装在所述主体上且沿着主轴(X)在多个位置之间能够促动平移，以赋予所述按钮的不同状态，其特征在于，所述控制组件也包括如权利要求1至8中任一项限定的对所述按钮(2)状态变化进行检测并发送信号的装置(3)，所述装置围绕所述按钮(2)装配并配置为与所述控制头(20)机械配合。

10.根据权利要求9所述的控制组件，其特征在于：所述无线发射器布置为当所述按钮的所述控制头(20)被压下时，传送第一信息，当所述按钮的所述控制头(20)被释放时，传送第二信息。

11.根据权利要求9所述的控制组件，其特征在于：

所述控制组件包括触头单元(22)，所述触头单元(22)组装在所述按钮的所述主体(21)上且适于由所述控制头(20)促动；

所述按钮的所述主体被安装在通过壁(P)形成的孔中，所述控制头(20)相对于所述壁(P)位于前侧(AV)上，所述触头单元(22)相对于所述壁(P)位于后侧(AR)上；

对所述按钮(2)状态变化进行检测的装置(3)相对于所述壁(P)安装在所述前侧(AV)上且布置在所述控制头(20)和所述壁(P)之间。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的控制组件，其特征在于：所述按钮(2)是紧急停止类型。