CN105206455A - 一种组合式微动开关机构 - Google Patents

Abstract

一种组合式微动开关机构，属于机电控制设计领域。一种组合式微动开关机构，使用一种组合式微动开关，当绕固定转轴转动的运动件挤压组合式微动开关的弹簧压片，当微动开关触头位移达到触发行程时，微动开关内部电路即发生通断转换，作为运动件电气控制信号或位置指示信号，机构中设置组合式微动开关初始状态无极调节装置，以确保触发点的精度。其中，组合式微动开关为在现有货架产品微动开关基础上，增加安装支架和弹簧压片，组成一种新的组合式微动开关。本发明结构简单，易实现，生产、使用成本低，且易损件弹簧压片易于更换，可用于将各种绕固定转轴运动件的机械信号转换为电气信号，实现机电交联，在机电控制及相关行业中有较高的普及价值。

Description

一种组合式微动开关机构

技术领域

本发明属于机电控制设计领域，用于将定轴转动的机械位移转换为电气信号，实现机电交联，具体涉及一种组合式微动开关结构。

背景技术

在传统机电控制系统中，经常遇到“运动机构的运动件绕定轴转动到某特定位置点时，需要给予位置指示，或电气控制系统中对驱动器自动断电”的使用需求，此类功能通常由带弹簧压片的微动开关机构来实现。现有专业厂家的货架产品微动开关不带杠杆，其工作行程较小，难以满足运动件工作行程需求，已有个别带杠杆的微动开关，也无法满足运动机构中运动件轨迹特殊性要求。传统解决方法是：由设计人员根据运动件的运动轨迹，协调好弹簧压片形状要求，提交给专业微动开关专业厂家，专业生产厂家针对使用需求重新研制专门的带弹簧压片的微动开关产品。传统解决方法主要存在以下问题和不足：第一、新研微动开关的成本较高、周期较长；第二、新研微动开关通用性差，根据特殊使用需求研制出的微动开关只能应用于单一工程场合，一旦运动轨迹发生变化或在别的工程场合，则无法继续使用，需根据使用需求再次新研；第三、微动开关本体寿命较长，一般为上万次，弹簧压片寿命则相对较低，一般为数千次，但新研微动开关为整体件，其弹簧压片无法单独更换，增加了使用成本；第四、为保证机构中微动开关触发点的精确性，对弹簧压片制造精度和微动开关在机构中安装精度要求较高，微动开关触发点的精确性完全由弹簧压片制造精度和微动开关在机构中安装精度来保证。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种组合式微动开关，克服了传统的微动开关需要针对运动轨迹专门研制微动开关带来的成本高、周期长，且通用性差、制造和安装精度要求高等缺点，同时提供了组合式微动开关在机构中的初始安装状态的无极调节的方法，用于弥补由于制造和安装误差带来对触发点精度的影响。

本发明的目的通过以下方案来实现：一种组合式微动开关机构，包括绕固定转轴运动件、一种组合式微动开关、安装螺栓组件、固定结构件组成，并由螺钉、支撑弹簧、托板螺母、固定结构件组成无极调节装置，当绕固定转轴转动的运动件挤压组合式微动开关的弹簧压片，弹簧压片发生弹性变形挤压微动开关的触头，当达到微动开关的触发行程时，其内部电路即发生常开/常闭转换，微动开关信号电路使用常开/常闭信号，作为对运动件电气控制信号或位置指示信号。其中，一种组合式微动开关，由弹簧压片、微动开关、安装支架、两组螺栓紧固组件组成，利用现有货架产品微动开关，通过两组螺栓紧固组件将微动开关、安装支架和弹簧压片相连接并拧紧，组成一种新的组合式微动开关。

上述方案中优选的是，组合式微动开关由弹簧压片、微动开关、安装支架、两组螺栓紧固组件组成，微动开关与支架槽口两内端面相贴合，支架槽口两外端面与弹簧压片槽口的两内端面相贴合，通过两个螺栓对齐，并由两组螺栓组件穿过螺栓孔将微动开关、支架和弹簧压片三者进行连接并锁紧，每组螺栓组件含一个螺栓、两个第一垫圈、第二垫圈和一个自锁螺母，螺栓组件拧紧时，螺栓头和第一垫圈与弹簧压片槽口的一外端面相贴合，第二垫圈和自锁螺母与弹簧压片槽口的一外端面相贴合，自锁螺母拧紧，构成一个组合式微动开关，通过安装支架耳片上的两个螺栓孔安装于运动件附近的固定结构上。

上述任一方案中优选的是，所述微动开关，为现有货架产品。所述安装支架，为钣弯件，包含四个特征，特征一：垂直于槽口端面的两个通孔，其孔径尺寸、孔间距尺寸及公差与微动开关上螺栓安装孔对应一致；特征二：零件一端设有与槽口底面平行的安装耳片，另一端为槽口，槽口底面相对安装耳片下陷约15mm，并圆角过渡；特征三：安装耳片端设有两个安装孔；特征四：槽口的宽度名义尺寸与成品微动开关厚度尺寸一致，其公差为除此之外，在槽口底面上沿槽口宽度中心设有孔，M3托板螺母铆接在底面上，M3托板螺母中心与孔中心重合。

上述任一方案中优选的是，所述弹簧压片，为65Mn-δ0.8的带材钣弯并机加而成，包含四个特征，特征一：垂直于槽口端面有两个通孔孔径尺寸及公差与微动开关上螺栓安装孔对应一致；特征二：弹簧压片外形，弹簧压片与微动开关接触部位设有R2的半圆弧，R2的半圆弧两侧圆弧过渡，弹簧压片沿槽口宽度中心平面对称，弹簧压片的倾斜角度与运动件轨迹相协调，即同时满足以下四个要求：第一，在机构初始状态下，组合式微动开关的弹簧压片不受运动件挤压，且弹簧压片不挤压微动开关的触头；第二，理论触发点处，运动件中心连线与变形后的弹簧压片垂直；第三，运动件的运动范围不能超出弹簧压片的范围；第四，运动过程中，始终有弹簧压片上的R2半圆部分与BK1-2微动开关的触头相接触，且R2半圆部分挤压触头位移应不大于微动开关的许用行程；特征三：弹簧压片槽口名义尺寸与(支架槽口尺寸+2倍支架壁厚)尺寸一致，尺寸公差取正差特征四：弹簧压片工艺特征，65Mn-δ0.8的带材钣弯下料时，材料金属纤维的方向与弹簧压片杠杆的长度方向平行，且弹簧压片钣弯成形后，热处理到HRC44～48，以确保弹簧压片的弹性和疲劳强度。

上述任一方案中优选的是，根据运动件的运动轨迹，调整弹簧压片的初始倾斜角度，通过更换组合式微动开关的弹簧压片，可用于不同场合下绕固定转轴运动件的位置点的指示或电气控制信号的引出；弹簧压片作为有寿件，一旦损坏，可以随时更换；通过在运动机构中部置多个组合式微动开关，可以引出运动件多个位置点的位置信号。

本发明提供的一种组合式微动开关机构的有益效果在于，实现了组合式微动开关初始状态无级可调，保证了对运动件触发点精度，同时降低了对组合式微动开关制造和安装精度要求，解决了由于工程应用场合中因运动件轨迹的特殊性专门研制新的微动开关带来的成本高、周期长问题，并更换适应运动件轨迹的弹簧压片，解决了专门新研微动开关通用性差问题，进一步降低了使用成本，本发明结构简单，易实现，生产、使用成本低，可用于不同场合下绕固定转轴运动件的位置点的指示或电气控制信号的引出，在机电控制行业及相关行业中有较高的普及价值。

附图说明

图1是按照本发明技术方案的一种组合式微动开关的优选实施的机构装配示意图；

图2是按照本发明一种组合式微动开关机构的图1所示实施例的运动原理图；

图3是按照按照本发明一种组合式微动开关机构的图1所示实施例的应用安装示意图。

附图标记：

1—微动开关、2—安装支架、203—安装孔、3—弹簧压片、4—紧固螺栓组件、401—自锁螺母、402—第一垫圈、403—第二垫圈、404—螺栓、5—摇臂组件、501—螺柱、6—安装螺栓组件、7—固定结构件、8—无极调节装置、801—螺钉、802—支撑弹簧、803—托板螺母、9—驱动电机。

具体实施方式

为了更好地理解按照本发明的方案的一种组合式微动开关机构，下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。

如图1-图3所示，本发明提供的组合式微动开关机构，包括绕固定转轴运动件、组合式微动开关1、安装螺栓组件6、固定结构件7、无极调节装置8。某型飞机襟翼控制系统中，从BK1-2微动开关的触点引线，将BK1-2微动开关以常通接法(常通接法下初始状态BK1-2的输入和输出触点处于接通状态)串联到驱动电机9的电气控制电路中，当飞行员发出操纵指令后，由驱动电机输出直线运动，驱动摇臂组件5绕固定转轴运动，固连于运动件上的螺柱501，挤压安装于固定结构件7上的组合式微动开关1的弹簧压片，弹簧压片绕其槽口根部弹性变形，挤压BK1-2微动开关的触头，当BK1-2微动开关的触头位移δ小于BK1-2微动开关的工作行程(约1mm)，BK1-2微动开关持续处于未触发状态(即接通状态)，运动件继续运动达到触发区域、BK1-2微动开关的触头位移δ大于或等于BK1-2微动开关的工作行程+辅助行程(约1.5mm)时,BK1-2微动开关触发，即转换为断路状态，驱动电机9的电气控制电路被自动切断，从而实现了对襟翼偏转角度的控制。为排除机构中制造和安装误差对触发点精度的影响，在组合式微动开关1的安装支架2一端设置无极调节装置8，该装置由托板螺母803、支撑弹簧802和螺钉组成，弹簧压片的对称面和螺钉轴线处于同一平面，且在机构初始状态下，支持弹簧处于压缩状态，其刚度大于弹簧压片的刚度，当手动拧紧螺钉时，支撑弹簧802进一步被压缩，在靠近螺钉端组合式微动开关1的整体与固定结构件7距离拉近，同时弹簧片与运动件上的螺柱501距离被调近；同理当手动拧松螺钉时，支撑弹簧802释放，在靠近螺钉端组合式微动开关1(含弹簧压片)整体与固定结构件7距离加大，同时弹簧片与运动件上的螺柱501距离被调远，从而实现对组合式微动开关弹簧压片与运动件上的螺柱501之间相对位置的无极调节，通过无极调节功能保证微动开关1触发点的精度，实现了对襟翼偏转角度的精确控制，同时降低了对微动开关弹簧压片及安装支架2等零件的制造和安装精度要求。

本发明提供的一种组合式微动开关由BK1-2微动开关、安装支架2、弹簧压片和两组螺栓紧固组件组成，其中微动开关BK1-2为现有货架产品，支架材料LY12-δ1.5-M钣弯件，弹簧压片为65Mn-δ0.8带材钣弯件，螺栓紧固组件包括M3自锁螺母、第一垫圈402、第二垫圈403、M3螺栓，均为标准件。BK1-2微动开关的两端面与支架槽口的内侧贴合，再将弹簧压片槽口两内端面与支架槽口的两外端面相贴合，由两组螺栓组件穿过弹簧压片、支架槽口和微动开关的安装孔203，将三者连接起来，并由自锁螺母拧紧，组合式微动开关1作为一个整体通过支架上的两螺栓孔进行安装。

支架为LY12-δ1～2-M材料钣弯而成，成型后采用淬火处理，包含四个特征，特征一：垂直于槽口端面的两个通孔，其孔径尺寸、孔间距尺寸及公差与微动开关1上螺栓的安装孔对应一致；特征二：零件一端设有与槽口底面平行的安装耳片，另一端为槽口，槽口底面相对安装耳片下陷约15mm，并圆角过渡；特征三：安装耳片端设有两个安装孔；特征四：槽口的宽度名义尺寸与成品微动开关厚度尺寸一致，其公差为除此之外，在槽口底面上沿槽口宽度中心设有孔，M3托板螺母铆接在底面上，M3托板螺母中心与孔中心重合。安装支架2垂直于槽口端面的两个通孔孔径尺寸及公差与微动开关上螺栓安装孔203对应一致

弹簧压片为65Mn-δ0.8的带材钣弯并机加而成，包含五个特征，特征一：垂直于槽口端面有两个通孔孔径尺寸及公差与BK1-2微动开关上两个螺栓安装孔203对应一致；特征二：弹簧压片的倾斜角度同时满足以下四个要求：第一，在机构初始状态下，组合式微动开关1的弹簧压片不受运动件挤压，以防止弹簧片长期受压影响其使用寿命；第二，理论触发点处，运动件中心连线与变形后弹簧压片垂直，以确保初始位置到触发点之间的区域范围内BK1-2微动开关处于未触发状态，且运动件继续运动到超出触发点外的区域后BK1-2微动开关持续处于触发状态；第三，运动件的运动范围不能超出弹簧压片的范围，以确保触发信号的持续性和可重复性；第四，运动过程中，始终有弹簧压片上的R2半圆部分与BK1-2微动开关的触头相接触，且R2半圆部分挤压触头位移应不大于微动开关1的许用行程，以防止微动开关1损坏；特征三：弹簧压片槽口名义尺寸与(支架槽口尺寸+2倍支架壁厚)尺寸一致，尺寸公差取正差以确保组合时，安装支架2槽口可以顺利放入弹簧压片槽口；特征四：弹簧压片与微动开关1接触部位设有R2的半圆弧，R2的半圆弧两侧圆弧过渡，弹簧压片沿槽口宽度中心平面对称，以确保弹簧压片变形过程中，R2的半圆弧部分与微动开关1触头相接触；特征五：弹簧压片成形后，热处理到HRC44～48，弹簧压片使用65Mnδ0.8的带材钣弯下料时，材料金属纤维的方向与弹簧压片杠杆的长度方向一致，以确保弹簧压片的弹性和疲劳强度。

以上结合本发明的组合式微动开关机构具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本发明的技术范围，还需要说明的是，按照本发明的组合式微动开关机构技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。

Claims (7)

1.一种组合式微动开关机构，其特征在于：包括绕固定转轴运动件、组合式微动开关(1)、安装螺栓组件(6)、固定结构件(7)及相应的微动开关信号电路组成，由螺钉、支撑弹簧(802)、托板螺母(803)、固定结构件(7)组成无极调节装置(8)，组合式微动开关机构中，当绕固定转轴转动的运动件挤压组合式微动开关的弹簧压片，弹簧压片发生弹性变形挤压微动开关(1)的触头，当达到微动开关(1)的触发行程时，其内部电路即发生常开/常闭转换，微动开关信号电路使用常开/常闭信号，作为对运动件电气控制信号或位置指示信号，其中，组合式微动开关为在现有货架产品微动开关接口基础上，通过两组螺栓(404)紧固组件将微动开关(1)、安装支架(2)和弹簧压片相连接并拧紧，组成的一种新的组合式微动开关，微动开关(1)的两端面与安装支架槽口的两内侧相贴合，弹簧压片槽口内侧与支架槽口的两外端面贴合，由两组螺栓组件穿过弹簧压片、支架槽口和微动开关(1)的两个安装孔(203)，将三者连接起来，并由自锁螺母(401)拧紧。

2.如权利要求1所述的组合式微动开关机构，其特征在于：由螺钉、支撑弹簧(802)、托板螺母(803)、固定结构件(7)组成的无极调节装置(8)，其中，支撑弹簧(802)始终处于压缩状态，支撑弹簧(802)刚度大于弹簧压片(3)的刚度，当手动拧紧或拧松螺钉时，支撑弹簧(802)进一步被压缩或压缩量减小，安装支架绕安装螺栓组件(6)变形，在靠近螺钉端，组合式微动开关整体与固定结构件(7)距离调近或调远。

3.如权利要求1所述的一种组合式微动开关结构，其特征在于：利用现有货架产品微动开关(1)自身两个螺栓安装孔(203)，通过两组螺栓紧固组件将微动开关(1)、安装支架(2)和弹簧压片(3)相连接并拧紧，组成一种新的组合式微动开关，其中，弹簧压片(3)、安装支架(2)槽口和微动开关的两个安装孔(203)孔径及间距尺寸公差完全一致，确保微动开关(1)的两端面与安装支架槽口的两内端面贴合、弹簧压片槽口两内端面与安装支架槽口的两外端面贴合时，两组紧固螺栓组件(4)穿过弹簧压片(3)、安装支架(2)和微动开关(1)的3安装孔(203)，将弹簧压片(3)、安装支架(2)和微动开关(1)的安装孔(203)固定连接，并由自锁螺母(401)拧紧为一个整体，构成一种新的组合式微动开关。

4.如权利要求1所述的组合式微动开关结构，其特征在于：安装支架为钣弯件，零件一端设有与槽口底面平行的安装耳片，另一端为槽口，槽口底面相对安装耳片下陷，并圆角过渡，以确保安装支架槽口端可以绕固定端变形；槽口的宽度名义尺寸与成品微动开关一致，尺寸公差取正差以确保组合时，微动开关可以顺利放入安装支架槽口；沿槽口底面宽度中心靠近端头设有孔，托板螺母沿槽口底面宽度中心线铆接时，托板螺母(803)中心与孔中心重合，以确保组合式微动开关安装于固定结构件(7)时，通过调节螺钉的松紧，安装支架绕安装螺栓组件(6)变形。

5.如权利要求1所述的组合式微动开关结构，其特征在于：弹簧压片(3)为65Mn-δ0.8的带材钣弯并机加而成；弹簧压片的安装接口，弹簧压片槽口名义尺寸与支架槽口、支架壁厚尺寸之和一致，尺寸公差取正差以确保组合时，安装支架槽口可以顺利放入弹簧压片槽口；弹簧压片与微动开关接触部位设有R2的半圆弧，R2的半圆弧两侧圆弧过渡，弹簧压片沿槽口宽度中心平面对称，以确保弹簧压片变形过程中，R2的半圆弧部分与微动开关(1)触头相接触；弹簧压片成形后，热处理到HRC44～48，弹簧压片使用65Mnδ0.8的带材钣弯下料时，材料金属纤维的方向与弹簧压片杠杆的长度方向一致。

6.如权利要求1～5任意一项所述的组合式微动开关结构，其特征在于：根据运动件轨迹的不同，相应改变组合式微动开关的弹簧压片的初始倾斜角度，更换弹簧压片后的组合式微动开关，可用于不同场合下对机构运动件的位置指示或电气控制信号的引出；弹簧压片作为有寿件，一旦损坏，可以随时更换；通过在机构中部置多个组合式微动开关，引出运动件多个位置点的位置信号。

7.如权利要求4任意一项所述的组合式微动开关结构，其特征在于：弹簧压片的倾斜角度在机构初始状态下，组合式微动开关的弹簧压片不受运动件挤压，以防止弹簧片长期受压影响其使用寿命；运动件中心连线与变形后弹簧压片垂直，以确保初始位置到触发点之间的区域范围内微动开关(1)处于未触发状态，且运动件继续运动到超出触发点外的区域后微动开关(1)持续处于触发状态；运动件的运动范围不能超出弹簧压片的范围，以确保触发信号的持续性和可重复性；运动过程中，始终有弹簧压片上的R2半圆部分与微动开关(1)的触头相接触，且R2半圆部分挤压触头位移应不大于微动开关(1)的许用行程。