CN104021956A - 一种模拟开关及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟开关及其实现方法，包括外壳，设置在外壳上的开关键帽，所述开关键帽连接有开关轴，开关轴上套接有弹性部件，在所述外壳内还设有竖杆，竖杆连接有横杆，所述弹性部件一端固定在开关轴的中部，所述开关轴另一端则穿过竖杆并与竖杆滑动连接；所述外壳内还设置模拟信号输出装置，所述模拟信号输出装置包括设置于外壳内的PCB板，安装于PCB板上的微动开关，所述微动开关与开关轴活动连接。本发明可以用在飞行模拟机上模拟真实断路器的工作状态，利用该模拟开关的执行机构可以完整模拟真实断路器的断开与闭合状态，可在飞行模拟机上实现真实断路器在真实飞机上的所有功能，并且结构简单，控制方便，非常适合推广使用。

Description

一种模拟开关及其实现方法

技术领域

本发明具体涉及一种模拟开关及其实现方法，模拟剩余电流断路器，属于飞行模拟机应用领域。

背景技术

真实飞机上使用的断路器为剩余电流断路器，一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成，其工作原理是：当短路时，大电流产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操纵机构动作，开关瞬时跳闸；或者过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作。

飞行模拟机是用来训练飞行员的，使飞行员在驾驶实际飞机之前能够掌握现代驾驶舱的复杂性以及驾驶要点。为了达到这个目的，飞行模拟机驾驶舱内的一切应该跟实际飞机相一致，至少在外观以及操纵感觉上达到一致。鉴于这个原因，最好是能将真实飞机上所使用的断路器直接安装在飞行模拟机内，然而，由于飞行模拟机上没有实际的电源电路以及电路负载，只能接收模拟信号，同时，飞行模拟机上的工作电流远远低于真实断路器的释放电流，因此真实断路器是不能直接安装在飞行模拟机上使用的。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明设计了一种模拟开关及其实现方法，可以用在飞行模拟机上模拟真实断路器的工作状态，其可见外观与真实飞行用断路器相同。利用该模拟开关的执行机构可以完整模拟真实断路器的断开与闭合状态，可在飞行模拟机上实现真实断路器在真实飞机上的所有功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种模拟开关，包括外壳，设置在外壳上的开关键帽，所述开关键帽连接有开关轴，在所述外壳内还设有竖杆，竖杆连接有横杆，所述弹性部件一端固定在开关轴的中部，相对于所述开关轴与开关键帽连接端的另一端则穿过竖杆并与竖杆滑动连接；所述外壳内还设置模拟信号输出装置，所述模拟信号输出装置包括设置于外壳内的PCB板，安装于PCB板上的微动开关，所述微动开关与开关轴活动连接。

具体地，所述开关轴上套接有弹性部件，开关轴上还连接有弹性挡片，该弹性挡片与开关轴连接的另一端套接于横杆上，在所述横杆上设置断开卡位槽、闭合卡位槽和与闭合卡位槽连接的由外部电流控制的电磁铁，电磁铁内套接有电磁铁轴。

所述微动开关上设有拨片，该拨片与开关轴活动连接。由开关轴控制闭合或断开，当弹性部件处于自由状态时，本模拟开关断开，当弹簧处于压紧状态时，本模拟开关闭合。

进一步地，所述电磁铁与横杆垂直。相应地，电磁铁轴也与横杆垂直，这样，电磁铁轴就会在与横杆垂直的方向上运动。

更进一步地，所述弹性挡片套接于横杆的一端的端部为为倾斜结构，使弹性挡片更加轻松地从闭合卡位槽或断开卡位槽中弹出。

再进一步地，所述开关轴由开关外轴和与开关外轴连接的开关内轴组成，所述开关外轴与开关键帽连接，开关内轴套接弹性部件并与弹性挡片连接。

所述开关外轴和开关内轴的连接处还设有限位挡片，相应地在横杆上设置阻挡部件，所述限位挡片和阻挡部件组合形成限制开关轴活动的限位槽，便于更好地控制本发明操作，也使本发明的功能更加稳定。与此对应，断开卡位槽和闭合卡位槽则分别设置于弹性挡片在横杆上可活动区域的两端。

一种模拟开关的实现方法，按下开关键帽前：

所述弹性挡片位于断开卡位槽内，开关轴与微动开关断开，微动开关处于断路状态，本模拟开关处于断开状态；

按下开关键帽：

所述弹性挡片产生弹性形变弹出断开卡位槽，进入闭合卡位槽，开关轴触动微动开关，微动开关处于短路状态，使本模拟开关处于闭合状态。

拔出开关键帽：

所述弹性挡片产生弹性形变弹出闭合卡位槽，进入断开卡位槽，开关轴与微动开关断开，微动开关处于断路状态，本模拟开关处于断开状态。

所述拔出开关键帽方式为人为拔出或自动弹出，所述自动弹出方式为模拟信号输出装置控制电磁铁向上运动，将弹性挡片推出闭合卡位槽，进入断开卡位槽，开关轴与微动开关断开，本模拟开关处于断开状态。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明可以用在飞行模拟机上模拟真实断路器的工作状态，其可见外观与真实飞行用断路器相同，同时不需要实际的电流和电路负载即可完整模拟真实断路器的断开与闭合状态；

（2）本发明同时内置模拟信号输出装置，可将断开信号和闭合信号输出至外部控制设备，结合控制软件使用，即可在飞行模拟机上实现真实断路器在真实飞机上的所有功能；

（3）本发明可通过外部电流控制断开也可手动断开，结构简单，控制方便，并且内部零部件可以独立更换，扩展性能强。

附图说明

图1为本发明-实施例断开状态的结构示意图。

图2为本发明-实施例闭合状态的结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-外壳，2-开关键帽，3-弹性部件，4-竖杆，5-横杆，6-弹性挡片，7-断开卡位槽，8-闭合卡位槽，9-电磁铁，10-电磁铁轴，11-微动开关，12-开关外轴，13-开关内轴，14-限位挡片，15-限位槽，16-拨片，17-滑动通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，一种模拟开关，包括外壳1，与外壳连接的滑动通道17，套接于滑动通道内的开关外轴12，设置在外壳内与开关外轴连接的开关内轴13，外壳上与开关外轴连接的开关键帽2，套接于开关内轴上的弹性部件3，该弹性部件一端固定在开关内轴的中部，在外壳的内壁上设置与内壁连接的竖杆4，与竖杆连接的横杆5，所述开关外轴、开关内轴、弹性部件设置在一条直线上，开关内轴的另一端穿过竖杆的中部并与之滑动连接，开关内轴还连接有弹性挡片6，该弹性挡片另一端套接于横杆上，在横杆上靠近开关外轴端设有断开卡位槽7，远离开关外轴端设置闭合卡位槽8，该闭合卡位槽连接有由外部电流控制的电磁铁9，该电磁铁与横杆垂直，内套接有电磁铁轴10，在本实施例中，弹性部件为弹簧，本发明处于自由状态时，弹性挡片位于断开卡位槽内，当压紧弹簧的时候，弹性挡片产生弹性形变移动到闭合卡位槽内。

为了将本发明的操作信号可以输出至外部的控制设备，所述外壳内还设置模拟信号输出装置，该装置包括PCB板，安装在PCB板上的微动开关11和引脚插针，该引脚插针与外部控制设备连接；在微动开关上设有拨片16，该拨片由弹簧控制闭合或断开，当弹簧处于自由状态时，该拨片没有被触动，本模拟开关处于断开状态，当弹簧处于压紧状态时，该拨片被触动，本模拟开关处于闭合状态。

为了使本发明功能更加稳定，同时提高操作的灵敏性，本实施例开关外轴和开关内轴的连接处还设有限位挡片14，相应地在横杆和外壳内壁上设置阻挡部件，以此形成限制开关外轴和开关内轴活动位置的限位槽15，同时弹性挡片套接于横杆的端部为倾斜结构，使弹性挡片更加轻松地从闭合卡位槽或断开卡位槽中弹出。

如图1所示，一种模拟开关的实现方法，本实施例的初始状态即为断开状态：开关键帽没有被按下，开关内轴上的弹性挡片处于断开卡位槽内，套接在开关内轴上的弹簧处于自由状态，开关内轴与微动开关断开，本模拟开关处于断开状态。

当需要模拟开关工作时，按下开关键帽，开关内轴上的弹性挡片产生弹性形变滑出断开卡位槽，由于开关内轴上设计有限位挡片，因此弹性挡片会进入闭合卡位槽，这时弹簧处于压缩状态，而开关内轴的尾部也刚好将微动开关的拨片压至闭合状态，本模拟开关处于闭合状态，模拟信号输出装置将该闭合状态信号可以输出至外部控制设备，如图2所示。

模拟开关模拟真实开关断开动作时，初始状态如图2所示，本模拟开关处于闭合状态，人为拔出开关键帽，开关外轴受到向外的拉伸力，由于弹性挡片的端部斜面设计，使得在该位置处的拉伸力会分解为一个水平拉伸力及竖直向上的压力，该压力使弹性挡片发生弹性形变脱离闭合卡位槽，在经过断开卡位槽时，弹性挡片回复至未形变状态，并进入其中，由于限位挡片和限位槽的设计，使该位置即为人为拔出时的极限位置，即本发明的断开状态。

本模拟开关还可通过外部设备控制其断开，具体方式为外部设备对电磁铁提供控制电流，则电磁铁铁轴产生动作，使得电磁铁轴向上动作，将开关内轴上的弹性挡片推出断开卡位槽，由于弹簧的回复力，会使得开关外轴在开关内轴的带动下迅速弹出，且弹性挡片重新进入断开卡位槽的时候静止，同时，因为电磁铁通的是瞬时电流，因此电磁铁轴动作之后即恢复至初始状态，开关内轴也脱离微动开关拨片，使本模拟开关恢复至断开状态，同时将该断路状态信号输出至外部控制设备。

本发明在外部设备的控制下运行时，弹性挡片和开关内轴上的限位挡片使得开关轴只能在一定行程范围内（断开卡位槽与闭合卡位槽之间）移动，电磁铁轴的推进动作以及弹簧的复原力使得开关轴在闭合状态时能够复位至初始断开状态。推进或拔出开关键帽时，微动开关断开或闭合，本模拟开关会相应断开与闭合，且该模拟断开或闭合状态信号可以输出至外部控制设备，给外部设备控制提供依据。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种模拟开关，包括外壳（1），设置在外壳上的开关键帽（2），其特征在于，所述开关键帽连接有开关轴，在所述外壳内还设有竖杆（4），竖杆连接有横杆（5），所述弹性部件一端固定在开关轴的中部，相对于所述开关轴与开关键帽连接端的另一端则穿过竖杆并与竖杆滑动连接；所述外壳内还设置模拟信号输出装置，所述模拟信号输出装置包括设置于外壳内的PCB板，安装于PCB板上的微动开关（11），所述微动开关与开关轴活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟开关，其特征在于，所述开关轴上套接有弹性部件（3），所述开关轴上还连接有弹性挡片（6），该弹性挡片与开关轴连接的另一端套接于横杆上，在所述横杆上设置断开卡位槽（7）、闭合卡位槽（8）和与闭合卡位槽连接的由外部电流控制的电磁铁（9），电磁铁内套接有电磁铁轴（10）。

3.根据权利要求1所述的一种模拟开关，其特征在于，所述微动开关上设有拨片（16），该拨片与开关轴活动连接。

4.根据权利要求2所述的一种模拟开关，其特征在于，所述弹性挡片套接于横杆的一端的端部为倾斜结构。

5.根据权利要求2所述的一种模拟开关，其特征在于，所述开关轴由开关外轴（12）和与开关外轴连接的开关内轴（13）组成，所述开关外轴与开关键帽连接，开关内轴套接弹性部件并与弹性挡片连接。

6.根据权利要求5所述的一种模拟开关，其特征在于，所述开关外轴和开关内轴的连接处还设有限位挡片（14），相应地在横杆上设置阻挡部件，所述限位挡片和阻挡部件组合形成限制开关轴活动的限位槽（15）。

7.根据权利要求2所述的一种模拟开关，其特征在于，所述断开卡位槽和闭合卡位槽分别设置于弹性挡片在横杆上可活动区域的两端。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种模拟开关的实现方法，其特征在于，在按下开关键帽前：开关轴与微动开关断开，本模拟开关处于断开状态；

按下开关键帽：开关轴触动微动开关，使本模拟开关处于闭合状态；

拔出开关键帽方式包括人为拔出开关键帽和通过外部电流控制弹出开关键帽：

（1）人为拔出开关键帽：

开关轴与微动开关断开，本模拟开关处于断开状态；

（2）通过外部电流控制弹出开关键帽：

外部电流控制电磁铁向上运动，电磁铁将弹性挡片推出闭合卡位槽，弹性挡片进入断开卡位槽，开关轴与微动开关断开，本模拟开关处于断开状态。