CN105182822A - 一种自动化信号管控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化信号管控装置，其属于自动化信号管控技术领域，其包括底板组件、侧板组件、印制板组件以及拨块组件，侧板组件设置在底板组件侧边，拨块组件设置在印制板中间，印制板组件设置在底板组件中央，以上组件间以单纯的机械方式连接以及工作，结构简单，工作稳定可靠，能够在震动或者恶劣的环境下进行工作。

Description

一种自动化信号管控装置

技术领域

本发明涉及自动化信号管控技术领域，具体涉及一种自动化信号管控装置，其能对环境恶劣或需要远程操控工作场合的不同状态信号进行控制，可以实现多路信号安全状态和工作状态的迅速转换、线路信号的回馈及状态锁定。

背景技术

在环境恶劣、人工不能进入或者需要远程控制的场合，需要对整个系统的信号进行严格控制，减少每一信号出错的几率，保证系统能够可靠、稳定的工作。采用人工控制接插件来更改线路控制状态的方法存在非常大的局限性，在很多场合都不适用，近年来出现了某些对线路控制机构，实现线路的通断控制，达到信号转换的目的。

例如，一种外形尺寸为91×75×38mm(不含接插件)线路管控机构，其采用电机驱动丝杠做旋转运动，与丝杠配合的螺母固定，从而使丝杠同时做直线运动，致使连接在一起的活动板线性运动实现线路的通断。还有一种外形尺寸为99×144×90mm(不含接插件)线路管控机构，其同样采用电机驱动丝杠做旋转运动，实现与丝杠配合的拨叉做直线运动，固定在拨叉上的拨块上装有接插件，随拨叉的运动实现接插件的通断。

上述的两种线路控制装置能够实现线路的通断，但是，在应用中有如下不足之处：(1)第一种线路管控机构功能单一，控制线路的通道数有限，无信号反馈，在震动等恶劣环境下系统工作稳定性差；(2)第二种线路管控机构体积过大，电机直接驱动丝杠，没有运动传递的中间状态，在工作过程中遇到卡滞等恶劣工况会烧毁电机，丝杠安装在支架上，安装存在的配合间隙会使恶劣环境时的丝杠工作可靠性降低。

因此，存在开发出工作可靠稳定、结构简单轻便的新型线路控制装置的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自动化信号管控装置，其目的在于，设置底板组件、侧板组件、印制板组件以及拨块组件，侧板组件设置在底板组件侧边，拨块组件设置在印制板中间，印制板组件设置在底板组件中央，以上组件间以单纯的机械方式连接以及工作，结构简单，工作稳定可靠，能够在震动或者恶劣的环境下进行工作。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动化信号管控装置，其特征在于，其包括底板组件、侧板组件、印制板组件以及拨块组件，所述侧板组件设置在所述底板组件侧边，所述拨块组件设置在所述印制板中间，所述印制板组件设置在所述底板组件中央，其中，

底板组件包括底板、电机、轴座、丝杠、拨叉、第一微动开关以及第二微动开关，电机固定在所述底板上，在电机的两端处均设置有用于对应支撑丝杠两端的轴座，所述丝杠的一端与电机相连接，以能在电机的驱动下原地转动，所述拨叉位于两轴座之间，且自身设置有螺纹孔，所述丝杠穿过该螺纹孔，以与所述拨叉形成螺旋传动，所述拨叉能在丝杠的带动下沿丝杠的轴向方法直线移动，所述底板上还设置有位置相对的第一微动开关和第二微动开关；

侧板组件包括侧板、信号输入插座、信号输出插座、状态转换印制板、第一信号转接插座以及信号转接插头，所述侧板垂直固定在所述底板的一侧，所述信号输入插座和信号输出插座相邻且同时位于所述侧板的外侧面上，所述状态转换印制板设置在所述侧板的内侧面上，所述第一信号转接插座设置在状态转换印制板上，所述信号转接插头插入连接在所述第一信号转接插座上；

印制板组件包括印制板、一对工作插座、一对安全插座以及第二信号转接插座，所述第二信号转接插座固定在所述印制板的一侧，并且该侧同时设置有一对安全插座，在所述印制板的另一侧上同时还设置有一对工作插座；

拨块组件位于相对的安全插座和工作插座之间，其包括安全插头、工作插头、拨块、第一撞块以及第二撞块，所述安全插头和工作插头分别安装在拨块的两侧，所述拨块与所述拨叉刚性连接，能随所述拨叉同步直线移动，从而带动相对设置的两对插头对应插入相对设置的两对插座内，所述拨块上设置有紧密相邻第一撞块和第二撞块，以用于移动并撞击对应的所述第二微动开关和第一微动开关。

通过以上发明构思，以电机带动丝杠转动，丝杠将自身的转动转化为拨叉的直线移动，从而带到拨块组件也随之做同步直线移动，实现插头和插座的插入连接或是拔出脱离，该工作工程全部为机械连接，工作稳定可靠。电机、微动开关以及丝杠都直接安装在底板上，固定牢固，不惧震动，同时，信号输入插座和信号输出插座安装相邻的位置，信号的输入和输出都是通过中间的插头连接，减少了整个装置接线的数量，使得结构简单，进一步增加了工作的稳定可靠性。

进一步的，所述底板组件还包括导向杆，所述导向杆与所述丝杠相平行且位于同一水平面，所述导向杆两端固定在所述轴座上，且穿过所述拨叉上开设的光滑通孔，用于实现所述拨叉在丝杠的带动下平稳执行直线移动。

进一步的，所述底板组件还包括相互啮合第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮设置在电机的电机轴的端部，以能被电机驱动，所述第一齿轮设置在丝杠的端部，以能在第二齿轮的传动下带动所述丝杠原地转动。电机和丝杠之间的运动通过一对齿轮副传递，齿轮传动效率高、结构紧凑、传动比稳定、工作可靠。

进一步的，所述印制板组件包括的所述一对工作插座并排设置在一侧且紧密相邻，所述的一对安全插座并排设置在另一侧且紧密相邻，形成一对工作插座和一对安全插座相对设置的结构。

进一步的，所述拨块组件还包括一对工作插头和一对安全插头，所述一对工作插头安装在拨块的一侧，一对安全插头安装在拨块的另一侧，以用于分别对应插入印制板组件的工作插座和安全插座中。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案能够取得下列有益效果：

1、底板组件、侧板组件、印制板组件以及拨块组件间以单纯的机械方式连接，底板组件中电机、微动开关以及丝杠都直接安装在底板上，安装可靠；电机的驱动以传递为丝杠，丝杠以螺旋传动的方式带动拨叉直线移动，实现工作插头和工作插座以及安全插头和安全插座相互间的插入连接或者拔出脱离，其动作传递过程稳定可靠，在类似于震动这种恶劣工作环境下能够提高工作的稳定性，对整个系统工作过程的稳定可靠性有积极的作用。

2、信号输入插座和信号输出插座安装在一端，信号的输入和输出都是通过中间过渡插头连接，减少了整个装置接线的数量，整个装置非常的紧凑整齐，非常适合限制要求高所处空间的安装，且降低了由于线路原因引起的工作失败的可能。

3、电机和丝杠之间的运动通过一对齿轮副传递，齿轮传动效率高、结构紧凑、传动比稳定、工作可靠、寿命长的优点，这种运动的传递形式适合在恶劣的环境下进行工作，同时在电机和丝杠之间增加运动副，当遇到丝杠卡死现象时，在一定程度上可以保护电机。

附图说明

图1为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的底板组件示意图；

图2为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的侧板组件示意图；

图3为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的印制板组件示意图；

图4为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的拨块组件示意图；

图5为按照本发明实施例的自动化信号管控装置去盖三维图；

图6为按照本发明实施例的自动化信号管控装置去盖俯视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-底板2-电机3-丝杠

4-拨叉5-导向杆6-轴座

7-轴套8-第一齿轮8′-第二齿轮

9-第一微动开关9′-第二微动开关10-信号输入插座

11-信号输出插座12-状态转换印制板13-侧板

14-转接板垫板15-第一信号转接插座15′-第二信号转接插座

16-信号转接插头17-印制板18-第一工作插座

18′-第二工作插座19-支撑板20-第一垫板

20′-第二垫板21-拨块22-第一工作插头

22′-第二工作插头23-第一撞块23′-第二撞块

24-第一安全插头24′-第二安全插头25-第一安全插座

25′-第二安全插座

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的一种自动化信号管控装置包括底板组件、侧板组件：印制板组件和拨块组件。

图1为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的底板组件示意图，由图可知，底板组件包括起支撑作用的底板1，底板1上安装有电机2和轴座6，轴座6呈板状，其临近电机2设置了一对，并且两块轴座6分别设置在电机2的两端，设置在一块轴座6端部壁面上的轴套7，轴套7另一端譬如通过螺钉固定在底板1上。在轴套7上安装连接有丝杠3的一端，丝杠3中间穿过拔叉4的螺纹孔，拨叉4上的螺纹孔和丝杠3上的螺纹形成螺旋传动副，可以将丝杠3的旋转运动转化为拨叉4的直线运动，丝杠3的另一端与另一块轴座6相固定连接。在电机2的一端安装有第二齿轮8′，在丝杠3的同一端上设置有与第二齿轮8′相啮合的第一齿轮8，电机2转动后带动第二齿轮8′转动，并进而通过与第二齿轮8′相啮合的第一齿轮8将运动传递给丝杠3。安装在底座1上的相对设置的轴座6上均具有开孔，用于导向杆5穿过，导向杆5与所述电机2的轴线相互平行，导向杆5的一端通过销固定，另一端通过阻抗块固定，依次限制导向杆5不能随意相对轴座6运动。丝杠3与轴座6及轴套7配合安装，拨叉4与丝杠3配合安装，拨叉4上开有导向孔，导向杆5穿过拨叉4的导向孔，可限制拨叉4沿导向杆5的长度方向运动。在底板1上还设置了相对的第一微动开关9和第二微动开关9′。

电机2和丝杠3的同一端安装有一对齿轮，形成一对齿轮传动副，在电机的转动下将旋转运动通过齿轮副传递给丝杠，致使丝杠做旋转运动，丝杠3和拨叉4之间为螺旋传动副，丝杠3的旋转运动通过螺旋副之后使得拨叉4沿丝杠的轴向做直线运动。通过齿轮副和螺旋副的作用使电机的旋转运动转化为拨叉的直线运动，同时由于导向杆5的存在使拨叉的直线运动更平稳。

底板组件主要起到基础的支撑作用，同时还提供动力，驱动其他部件动作。

图2为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的侧板组件示意图，由图可知，侧板组件主要包括侧板13、状态转换印制板12、转接板垫板14、信号输入插座10、信号输出插座11、信号转接插头16、信号转接插座15。侧板13为一平整的平板，其垂直安装在底板1的一个侧边处，信号输入插座10和信号输出插座11设置该侧板13的同一面上，侧板13的另一个面上安装有状态转换印制板12，状态转换印制板12和侧板之间设置有调整状态转换印制板12到适当位置的转接板垫板14，状态转换印制板12上设置有第一信号转接插座15，与第一信号转接插座15相连有信号转接插头16。

侧板组件的作用主要是实现输入信号过度传递到印制板组件，或者是将印制板信号过度传递到信号输出插座11输出，在信号输入输出和印制板组件之间进行传递。

图3为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的印制板组件示意图，由图可知，印制板组件主要包括印制板17、支撑板19、第一垫板20、第二垫板20′、第一工作插座18、第二工作插座18′、第一安全插座25、第二安全插座25′以及第二信号转接插座15′。其中，第二信号转接插座15′、第一安全插座25、第二安全插座25′安装在印制板17的一侧，并靠近侧板组件，在印制板17的另一侧并列设置了第一工作插座18和第二工作插座18′，在印制板17的一个端部处还设置了第一垫块20和第二垫块20′，在第一垫块、第二垫块以及插座上安装有支撑板19。

整个印制板组件和侧板组件配合安装在底板组件上，印制板组件主要是实现复杂电路的连接，保证在不同状态下实现信号之间的传递。

图4为按照本发明实施例的自动化信号管控装置的拨块组件示意图，由图可知，拨块组件主要包括拨块21、第一工作插头22、第二工作插头22′、第一安全插头24、第二安全插头24′、第一撞块23以及第二撞块23′。其中，第一工作插头22和第二工作插头22′、第一安全插头24和第二安全插头24′并列设置，以形成长条形状，第一撞块23和第二撞块23′错开一定距离后相邻设置在拨块21上，所述拨块21和拨叉4之间刚性连接，可随着拨叉4做同步的直线运动，第一工作插头22和第二工作插头22′、第一安全插头24和第二安全插头24′通过螺钉连接在拨块21上，使得第一工作插头22和第二工作插头22′、第一安全插头24和第二安全插头24′可随拨块21一起同步运动，拨块21在运动过程中可以实现拨块组件的不同插头和印制板组件的不同插座的插拔，实现不同信号电路之间的导通与断开。

拨块21设置了第一撞块23和第二撞块23′，第一撞块23和第二撞块23′随着拨块21运动，运动到一定程度会触碰安装在底板1上的第一微动开关9和第二微动开关9′，进而可以控制电机的断电使得当前线路连接状态保持锁定，直到下一个输入信号才重新开始工作。

做为本发明的一个实施例中，拨块组件两侧设置有一对工作插头和一对安全插头，与此同时，印制板组件中，也分别在两侧设置有一对工作插座和一对安全插座。两个工作插座对应两个工作插头插入，两个安全插座对应两个安全插头插入。

图5为按照本发明实施例的自动化信号管控装置去盖三维图，图6为按照本发明实施例的自动化信号管控装置去盖俯视图，由图可知，自动化信号管控装置整个装置的大小为121mm×107mm×42mm，体积相对于现有的线路管控机构要小很多，能满足的功能以及工作过程的稳定及可靠性比现有的线路管控机构要高。在空间限制很高的工作场合，体积小是一项非常大的优势，可以满足很多场合，可以减小整个空间布局的压力。

安装组合获得本发明所述的自动化信号管控装置的过程以及本发明自动化信号管控装置的工作过程如下所述：

先将电机2、对称设置的轴座6、第一微动开关9和第二微动开关9′通过相应的螺钉安装在底板1上，接着将套有带螺纹的拨叉4的丝杠3一端通过轴套7的开孔，并使丝杠3另一端与轴座6相配合；

再将轴套7通过螺钉固定在底板1上，并保证电机2和丝杠3的轴线相互平行；

安装导向杆5，通过销将导向杆5的一端固定，防止导向杆5在轴线方向产生位移，导向杆5可以防止拨叉4在运动过程中绕丝杠3的轴线转动；

将相互配对的外啮合的第一齿轮8和第二齿轮8′分别安装在电机2和丝杠3的同一端，通过齿轮垫圈和销的作用防止齿轮在轴线上移动。当电机2转轴后，带动第二齿轮8′转动，进而使与第二齿轮8′相互啮合的第一齿轮8转动，进一步带动与第一齿轮8相连接的丝杠3转动，丝杠3的转动最终会转化成拨叉4的直线运动。

将信号输入插座10、信号输出插座11通过螺钉安装在侧板13上；

再将信号转接插座15焊接到状态转换印制板12上，在侧板上调整好转接板垫板14的位置，将安装在侧板上的信号输入插座10和信号输出插座11焊接到状态转换印制板上；

将信号转接插头16插到信号转接插座15上。至此，建立了信号输入和输出与印制板组件之间的连接。

将第一工作插头22、第二工作插头22′、第一安全插头24、第二安全插头24′以及第一撞块23和第二撞块23′均通过螺钉连接到拨块21上；

将第二信号转接插座15′焊接到印制板17上，第一工作插座18下方安装上第一垫板20，将两个工作插座和两个安全插座焊接到印制板17上，由于两对插座上自带有导向杆，在焊接插座之前需将拨块组件插入到插座的导向杆内，最后将焊接有器件并配有拨块组件的印制板螺纹连接到支撑板19上。至此，可以将拨块组件上的不同插头插入到印制板组件相应的插座上，实现不同信号线路直接的导通与断开。

将拨块组件的拨块21与拨叉4进行配合安装，即将拨块21的凸台插入到拨叉4的凹槽内，再将不同组件安装到底板1上，结果如图5所示。至此，在结构上可以实现运动的传递，在功能上能够实现不同信号的转换。

第一撞块23和第二撞块23′在本实施例中共有4个，两两成对，分为两组，两组撞块分别螺纹连接在拨块21上，第一微动开关9和第二微动开关9′(本实施例中设置有两个第一微动开关9和两个第二微动开关9′，并且第一微动开关9和第二微动开关9′两两成对)螺接在底板1上。

工作时，通电后，电机2驱动第一插头22向第一插座18运动，同时驱动第二插头22′向第一插座18′运动，当完全插合后两个撞块同时触动两个微动开关，电机断电，将线路锁定在工作状态，并将线路所处的工作状态反馈出来。当电机2反转之后，第一插头22脱离第一插座18，同时第二插头22′脱离第一插座18′运动，撞块同时也脱离微动开关，电机驱动拨块组件直线运动，使第一安全插头24向第一安全插座25运动，同时驱动第二安全插头24′向第二安全插座25′运动，当完全插合后，安全插头和安全插座之间在电路上形成安全回路，同时撞块23触碰微动开关9′，电机断电，将状态锁定在安全状态。

以上所述实例为该自动化信号管控装置的基本功能，该基本功能可概括理解为：电机的正反转实现拨块组件往复运动，使该装置完成一种状态到另一种状态的转换，达到一种状态后电机会断电来锁定状态，直到下一输入信号使电机重新通电，达到另一种状态并锁定。

根据本发明公开的内容，利用电机的正反转控制、齿轮副运动传递、丝杠与带螺纹拨叉的螺旋传动、导向杆的导向作用等技术，本领域的技术人员可能实现本发明。

本发明中，电机、导向杆、微动开关以及丝杠都直接安装在底板上，安装可靠，在类似于震动这种恶劣工作环境下能够提高工作的稳定性，对整个系统工作过程的稳定可靠性有积极的作用。

本发明中，电机和丝杠之间的运动通过一对齿轮副传递，齿轮传动效率高、结构紧凑、传动比稳定、工作可靠、寿命长的优点，这种运动的传递形式适合在恶劣的环境下进行工作，同时在电机和丝杠之间增加运动副，当遇到丝杠卡死现象时，在一定程度上可以保护电机。

本发明中，所述装置的信号输入插座和信号输出插座安装在一端，信号的输入和输出都是通过中间过渡插头连接，减少了整个装置接线的数量，整个装置非常的紧凑整齐，非常适合限制要求高所处空间的安装，且降低了由于线路原因引起的工作失败的可能。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自动化信号管控装置，其特征在于，其包括底板组件、侧板组件、印制板组件以及拨块组件，所述侧板组件设置在所述底板组件侧边，所述拨块组件设置在所述印制板中间，所述印制板组件设置在所述底板组件中央，其中，

底板组件包括底板(1)、电机(2)、轴座(6)、丝杠(3)、拨叉(4)、第一微动开关(9)以及第二微动开关(9′)，电机(2)固定在所述底板(1)上，在电机(2)的两端处均设置有用于对应支撑丝杠(3)两端的轴座(6)，所述丝杠(3)的一端与电机(2)相连接，以能在电机(2)的驱动下原地转动，所述拨叉(4)位于两轴座(6)之间，且自身设置有螺纹孔，所述丝杠(3)穿过该螺纹孔，以与所述拨叉(4)形成螺旋传动，所述拨叉(4)能在丝杠(3)的带动下沿丝杠(3)的轴向方法直线移动，所述底板1上还设置有位置相对的第一微动开关(9)和第二微动开关(9′)；

侧板组件包括侧板(13)、信号输入插座(10)、信号输出插座(11)、状态转换印制板(12)、第一信号转接插座(15)以及信号转接插头(16)，所述侧板(13)垂直固定在所述底板(1)的一侧，所述信号输入插座(10)和信号输出插座(11)相邻且同时位于所述侧板(13)的外侧面上，所述状态转换印制板(12)设置在所述侧板(13)的内侧面上，所述第一信号转接插座(15)设置在状态转换印制板(12)上，所述信号转接插头(16)插入连接在所述第一信号转接插座(15)上；

印制板组件包括印制板(17)、第一工作插座(18)、第二工作插座(18′)、第一安全插座(25)、第二安全插座(25′)以及第二信号转接插座(15′)，所述第二信号转接插座(15′)固定在所述印制板(17)的一侧，第一安全插座(25)、第二安全插座(25′)也同时设置在该侧，第一工作插座(18)、第二工作插座(18′)同时设置在所述印制板(17)的相对所述第一、第二安全插座的另一侧上；

拨块组件位于相对设置的所述第一、第二安全插座和所述第一、第二工作插座之间，其包括第一工作插头(22)、第二工作插头(22′)、第一安全插头(24)、第二安全插头(24′)、拨块(21)、第一撞块(23)以及第二撞块(23′)，所述第一工作插头(22)和第二工作插头(22′)、第一安全插头(24)和第二安全插头(24′)分别固定安装在拨块(21)的两侧，所述拨块(21)与所述拨叉(4)刚性连接，能随所述拨叉(4)同步直线移动，从而带动相对设置的工作插头插入工作插座或者安全插头插入安全插座内，所述拨块(21)上设置有紧密相邻第一撞块(23)和第二撞块(23′)，以用于移动并撞击对应的所述第二微动开关(9′)和第一微动开关(9)。

2.如权利要求1所述的一种自动化信号管控装置，其特征在于，所述底板组件还包括导向杆(5)，所述导向杆(5)与所述丝杠(3)相平行且位于同一水平面，所述导向杆(5)两端固定在所述轴座(6)上，且穿过所述拨叉(4)上开设的光滑通孔，用于实现所述拨叉(4)在丝杠(3)的带动下平稳执行直线移动。

3.如权利要求1或2所述的一种自动化信号管控装置，其特征在于，所述底板组件还包括相互啮合第一齿轮(8)和第二齿轮(8′)，所述第二齿轮(8′)设置在电机(2)的电机轴的端部，以能被电机(2)驱动，所述第一齿轮(8)设置在丝杠(3)的端部，以能在第二齿轮(8′)的传动下带动所述丝杠(3)原地转动。

4.如权利要求3所述的一种自动化信号管控装置，其特征在于，所述印制板组件中第一工作插座(18)和第二工作插座(18′)并排设置并紧密相邻，第一安全插座(25)和第二安全插座(25′)也并排设置且紧密相邻。

5.如权利要求4所述的一种自动化信号管控装置，其特征在于，所述拨块组件中第一工作插头(22)和第二工作插头(22′)并排设置且紧密相邻，第一安全插头(24)和第二安全插头(24′)并排设置且紧密相邻，以用于分别对应插入印制板组件中的第一、第二工作插座和第一、第二安全插座中。