CN105719917A - 采用方位校正用户接口系统的电路断路器 - Google Patents

采用方位校正用户接口系统的电路断路器 Download PDF

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Abstract

提供一种采用方位校正用户接口系统的电路断路器，电路断路器用于在外壳中刚性安装。方位校正用户接口系统包含耦合到电子跳闸单元的显示器，其配置成显示信息。还包含的是配置成输出与电路断路器的方位相关的数据的传感器。进一步包含的是与传感器和显示器操作通信的处理装置，处理装置配置成从传感器接收所输出数据，并且将数据与存储在处理装置中的至少一个范围相比较，处理装置配置成基于数据与至少一个范围的比较来改变所显示信息的方位。

Description

采用方位校正用户接口系统的电路断路器
技术领域
本文所公开的主题涉及电路断路器，并且更具体地说涉及采用方位校正用户接口系统的电路断路器，以及自动校正电路断路器上用户接口布置的方位的方法。
背景技术
电路断路器用来保护设备免于例如通过在这种设备近旁或在这种设备中短路或接地故障所引起的过流情况。电路断路器可手动地从“ON”情形转换成“OFF”情形，并且反之亦然。另外，电路断路器包含配置成例如响应于诸如短路的不希望操作情况而自动将电路断路器转换成“OFF”情形的机制。
电路断路器可以以不同的方位，特别是工业类型的那些，来安装。电路断路器可以以实质上垂直、竖直的方位来定向。备选地，电路断路器可被旋转从而以实质上水平的方位来安装，这可称为“组安装”。安装方位将取决于使用的特定应用。
电子跳闸单元(electronictripunit)常常包含于电路断路器中以执行多种功能。在一些情况中，电子跳闸单元包含显示器以便显示关于电气分配系统、电子跳闸单元和电路断路器的信息。这个信息对于用户是可视的。另外，电子跳闸单元可包含用户接口，其允许用户访问并且调整电子跳闸单元上的参数。用户接口可由配置成允许用户物理上进行输入以执行所希望功能的任何组件布置来形成。显示器和用户接口以预定布置来布置，并且针对电路断路器的一个具体方位来设计。当旋转电路断路器时，用户必须使他们的头倾斜以读取显示，并且可混淆于用户接口的哪些按钮对应所希望功能输入。同样地，显示器和用户接口的规划对于用户在电路断路器的多个方位中是不理想的。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种采用方位校正用户接口系统的电路断路器，电路断路器用于在外壳中刚性安装。方位校正用户接口系统包含耦合到电子跳闸单元的显示器，其配置成显示信息。还包含的是配置成输出与电路断路器的方位相关的数据的传感器。进一步包含的是与传感器和显示器操作通信的处理装置，处理装置配置成从传感器接收所输出数据，并且将数据与存储在处理装置中的至少一个范围相比较，处理装置配置成基于数据与该至少一个范围的比较来改变所显示信息的方位。
按照本发明的另一个方面，提供一种采用方位校正用户接口系统的电路断路器，电路断路器用于外壳中刚性安装。方位校正用户接口系统包含电子跳闸单元。还包含的是用户接口，该用户接口包括位于电子跳闸单元的表面上的多个按钮，该用户接口配置成允许用户调整电子跳闸单元的至少一个参数，多个按钮的每一个具有不同的功能。进一步包含的是配置成输出与电路断路器的方位相关的数据的传感器。还进一步包含的是与传感器和用户接口操作通信的处理装置，处理装置配置成从传感器接收所输出数据，并且将数据与存储在处理装置中的至少一个范围相比较，处理装置配置成基于数据与该至少一个范围的比较来改变用户接口的方位，其中在电路断路器处于第一方位时，第一按钮处于第一位置，并且在电路断路器处于第二方位时，第一按钮处于第二位置，第一按钮在第一位置中提供第一功能并且在第二位置中提供第二、不同的功能，其中在电路断路器处于第二方位时，第二按钮处于第一位置，在旋转到第一位置时，第二按钮提供第一功能。
按照本发明的还有另一个方面，提供一种自动校正电路断路器上用户接口布置的方位。该方法包含采用传感器获得与电路断路器的方位相关的输出数据。该方法还包含将输出数据传递到处理装置。该方法进一步包含将输出数据与存储在处理装置中的至少一个预定范围相比较。该方法还进一步包含确定电路断路器是处于第一方位还是第二方位。该方法还包含基于电路断路器的方位来控制设置在电子跳闸单元上的显示器上的所显示信息的方位。
技术方案1：一种采用方位校正用户接口系统的电路断路器，所述电路断路器用于在外壳中刚性安装并且包括：
电子跳闸单元；
耦合到所述电子跳闸单元的显示器，配置成显示信息；
传感器，配置成输出与所述电路断路器的方位相关的数据；以及
与所述传感器和所述显示器操作通信的处理装置，所述处理装置配置成从所述传感器接收所输出数据，并且将所述数据与存储在所述处理装置中的至少一个范围相比较，所述处理装置配置成基于所述数据与所述至少一个范围的比较来改变所显示信息的方位。
技术方案2：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中所显示信息包括文本和图形中的至少一个。
技术方案3：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中在旋转所述电路断路器时，所显示信息被旋转。
技术方案4：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中在所述电路断路器的中央轴线相对于参考轴线以小于45度的角度来定向时，所显示信息处于第一方位，并且在所述电路断路器的所述中央轴线相对于所述参考轴线以大于45度的角度来定向时，所显示信息处于第二方位。
技术方案5：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器操作上耦合到所述电路断路器。
技术方案6：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器操作上耦合到所述电子跳闸单元。
技术方案7：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器是加速度计、倾斜传感器、陀螺仪和运动传感器中的至少一个。
技术方案8：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中所述电路断路器的所述方位由第一方位、第二方位和第三方位组成，所显示信息的所述方位对应于所述电路断路器的所述方位。
技术方案9：如技术方案8所述的方位校正用户接口系统，其中所述第一方位是垂直位置，所述第二方位是第一水平位置并且所述第三方位是第二水平位置。
技术方案10：如技术方案1所述的方位校正用户接口系统，其中所述显示器是LCD。
技术方案11：一种采用方位校正用户接口系统的电路断路器，所述电路断路器用于在外壳中刚性安装并且包括：
电子跳闸单元；
包括位于所述电子跳闸单元的表面上的多个按钮的用户接口，配置成允许用户调整所述电子跳闸单元的至少一个参数，所述多个按钮的每一个具有不同的功能；
传感器，配置成输出与所述电路断路器的方位相关的数据；以及
与所述传感器和所述用户接口操作通信的处理装置，所述处理装置配置成从所述传感器接收所输出数据，并且将所述数据与存储在所述处理装置中的至少一个范围相比较，所述处理装置配置成基于所述数据与所述至少一个范围的比较来改变用户接口的方位，其中在所述电路断路器处于第一方位时，第一按钮处于第一位置，并且在所述电路断路器处于第二方位时，所述第一按钮处于第二位置，所述第一按钮在所述第一位置中提供第一功能，并且在所述第二位置中提供第二、不同的功能，其中在所述电路断路器处于所述第二方位时，第二按钮处于所述第一位置，在旋转到所述第一位置时，所述第二按钮提供所述第一功能。
技术方案12：如技术方案11所述的方位校正用户接口系统，其中所述多个按钮的每一个在所述电路断路器的中央轴线相对于参考轴线以小于45度的角度来定向时提供初始功能，并且在所述电路断路器的所述中央轴线相对于所述参考轴线以大于45度的角度来定向时，提供第一备选功能。
技术方案13：如技术方案12所述的方位校正用户接口系统，其中在所述电路断路器的所述中央轴线相对于所述参考轴线以大于-45度的角度来定向时，所述多个按钮的每一个提供第二备选功能。
技术方案14：如技术方案11所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器操作上耦合到所述电路断路器。
技术方案15：如技术方案11所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器操作上耦合到所述电子跳闸单元。
技术方案16：如技术方案11所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器包括加速度计、倾斜传感器、陀螺仪和运动传感器中的至少一个。
技术方案17：一种自动校正用于在外壳中刚性安装的电路断路器上的用户接口布置的方位的方法，所述方法包括：
采用传感器获得与所述电路断路器的方位相关的输出数据；
将所述输出数据传递到处理装置；
将所述输出数据与存储在所述处理装置中的至少一个预定范围相比较；
确定所述电路断路器是处于第一方位还是第二方位；以及
基于所述电路断路器的方位来控制设置在所述电子跳闸单元的显示器上的所显示信息的方位。
技术方案18：如技术方案17所述的方法，进一步包括基于所述电路断路器的所述方位来控制所述电子跳闸单元的用户接口上的多个按钮的方位。
从结合附图进行的下面的描述，这些及其他优点和特征将变得更加显而易见。
附图说明
在说明书的完结时的权利要求书中清楚地主张和特别地指出被认为是本发明的主题。从结合附图进行的下面详细的描述，本发明的前面及其他特征和优点是显而易见的，附图中：
图1是以第一方位设置的电路断路器的前视图；
图2是以第二方位设置的电路断路器的前视图；
图3是以第三方位设置的电路断路器的前视图；以及
图4是电路断路器的电子跳闸单元的框图。
详细的描述参考附图通过示例来解释本发明的实施例连同优点和特征。
具体实施方式
参考图1-3，部分地和一般地图示电路断路器10。电路断路器10配置成将功率从源传送到负载。电路断路器10包含多个组件，其配置成检测危险的或不希望的操作情形，并且配置成启动将电路断路器10转换到跳闸或闭合情形。另外，采用把手12促进电路断路器10的情形的手动处理，该把手12可由操作者来致动。这给予操作者以下能力：将电路断路器10“接通”以激励所保护的电路，将电路断路器“关断”以切断所保护的电路断路器，或在故障之后使电路断路器10复位。电子跳闸单元14配置成测量向负载供应的电流和电压，并且配置成基于预定参数而作出是否断开断路器的确定。
至少一个可视用户元件(本文还称为用户接口布置)设置在电子跳闸单元14的外表面上。可视用户元件可以是允许用户观看信息或以某一方式与电路断路器10交互的任何元件。该信息可以以文本和/或图形的形式来提供。在一个实施例中，可视用户元件是以液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器等形式的显示器16。显示器16一般显示关于与电路断路器10相关联的电气分配系统、电子跳闸单元14和电路断路器10的信息。作为一个示例以及如所图示实施例中所示，显示器16可显示电流值，但是要领会，可经由显示器16向用户提供与电压、故障等相关的信息。
在另一个实施例中，可视用户元件是用户接口18，其允许用户访问并且调整电子跳闸单元14上的参数。用户接口可包含一个或多个按钮、控制杆、旋钮、开关等以促进在用户和电子跳闸单元14之间的交互。在所图示的示范实施例中，多个按钮20作为用户接口18提供。按钮20的特定布置基于可由用户输入以实现与每个按钮相关联的不同功能的方向命令可称为“D-pad”。例如，具体地参考图1，第一按钮22配置成提示在向上方向中的滚动功能(scrollfunction)，而第二按钮24配置成提示在向右方向中的滚动功能。滚动可指的是显示器16上的滚动功能性。
如所示，可视用户元件包括显示器16和用户接口18，但是要理解，这些元件的任一个可在一些实施例中独自采用。要领会，作为一个或多个可视用户元件，显示器16和用户接口18仅是可与电子跳闸单元14相关联的说明性元件。同样地，备选的元件可设置为最接近电子跳闸单元14的外表面，以向用户显示信息或促进与电子跳闸单元14的用户交互。
在一些实例中，电路断路器10以及因此电子跳闸单元14以图1的实质上垂直方位来设置，而在其他实例中，电路断路器10以图2或图3的实质上水平方位设置。电路断路器10的所希望方位取决于使用的特定应用。图1的实质上垂直方位有时称为竖直方位，其是工业电路断路器的典型方位。图2和图3的实质上水平方位有时称为“组安装”方位。
一般将显示器16编程，从而以与电路断路器10的单个方位对应的单个方位显示信息。例如，在显示器16上示出的文本和/或图形以单个固定的位置定向。类似地，一般将用户接口18的多个按钮20编程，以使其相应功能锁定在与电路断路器10的单个方位对应的单个方位。例如，第一按钮22与向上滚动命令相关联，如上文所描述，而不管电路断路器的整个方位。如能够领会地，如果从与显示器16和用户接口18的所设计或所编程方位对应的方位旋转电路断路器10，则用户将必须使他/她的头倾斜以舒服地观看显示器16的文本和/或图形，并且可混淆于哪个按钮对应哪个命令。
通过继续参考图1-3来参考图4，提供自动校正用户接口系统26以减轻与电路断路器10的不同方位相关联的用户困难。自动校正用户接口系统26一般包括电路断路器10、电子跳闸单元14、传感器28和例如微处理器30的处理装置。电路断路器10的其他基本组件一般被图示。特别地是，由组件32执行电流和电压感测，该组件32将数据传递到变换器34，其然后将信息中继到微处理器30。微处理器30与配置成在不同状态之间转换电路断路器10的致动器36通信。
传感器28可在操作上耦合到电路断路器10或电子跳闸单元14。传感器28是配置成检测运动、位置、方位等的任何类型的传感器。传感器28的说明性实施例包含加速度计、倾斜传感器、陀螺仪和运动传感器。不管所采用的传感器的准确类型，传感器28配置成检测与电路断路器方位相关的某些物理特性，并且配置成提供具有那个信息的输出数据。例如，在加速度计的情况下，输出数据与归因于重力的所检测加速度相关。提供输出数据给微处理器30，其与传感器28操作通信。操作通信指的是数据的有线或无线传输。
微处理器30配置成从传感器28接收输出数据，并且将数据与在其中存储的至少一个范围或阈值相比较。范围或阈值对应于电路断路器10的一个或多个方位。例如，第一范围对应于图1的第一实质上垂直方位，而第二范围对应于图2的第二实质上水平方位，以及第三范围对应于图3的第三实质上水平方位。如上所述，阈值可足以确定电路断路器10处于什么方位从而达到满意的程度。电路断路器10的所确定方位指示，在显示器16上以什么方位提供所显示信息(例如文本和图形)以及用户接口18的多个按钮20的每一个与什么功能相关联。特别地是，在确定电路断路器10已旋转远离图1的第一方位时，显示器16的文本和/或图形被旋转到图2或图3中示出的第二方位。这基于在微处理器30和显示器16和用户接口18之间的操作通信来实现。微处理器30配置成控制所显示信息的方位以及多个按钮20的每一个的功能性。在一个实施例中，显示器16和/或用户接口的旋转限于电路断路器10的仅有的三个不连续方位。在这种实施例中，旋转限于电路断路器10的垂直方位(图1)、电路断路器10的第一水平方位(图2)以及电路断路器10的第二水平方位(图3)。
对于具有诸如图1-3所图示的那些的三个不连续方位的实施例，输出数据的阈值是足够的。特别地是，在电路断路器10的中央轴线38相对于参考轴线40以小于+/-45度的角度来定向时，显示器16的所显示信息处于第一方位(图1)。在所图示的实施例中，参考轴线40是实质上垂直的轴线，但是要领会，参考轴线40可备选地定位。相反地，在电路断路器10的中央轴线38相对于参考轴线40以大于-45度的角度来定向时，显示器16的所显示信息处于第二方位(图2)。另外，在电路断路器10的中央轴线38相对于参考轴线40以大于+45度的角度来定向时，显示器16上的所显示信息处于第三方位(图3)。
在用户接口18的情况下，多个按钮20的每一个基于电路断路器10的方位来转换功能性。具体地是，作为非限制示例，在第一方位(图1)中，第一按钮22配置成提供上文所描述的向上滚动功能，但是在第二方位(图2)中，第一按钮22配置成提供在向左方向的滚动。类似地，第二按钮24配置成在第一方位(图1)中提供向右的滚动，但是在第二方位(图2)中第二按钮24配置成提供在向上方向的滚动。转换按钮的功能性通过将电路断路器从第一方位(图1)以超过阈值角度，诸如-45度，的方向50旋转到第二方位(图2)而实现。另外，在以方向52旋转电路断路器到由诸如+45度的预定阈值角度所限定的第三方位(图3)时，第一按钮22配置成从提供向上滚动功能转换到提供向右滚动的功能。类似地，第二按钮24从提供向右滚动转换到提供向下滚动的功能。滚动功能的修改可一般描述为在电路断路器处于第一方位时第一按钮处于第一位置，并且在电路断路器处于第二方位时第一按钮处于第二位置，第一按钮在第一位置中提供第一功能以及在第二位置中提供第二、不同的功能。同时，在电路断路器处于第二方位时第二按钮处于第一位置，在旋转到第一位置时，第二按钮提供第一功能。换言之，不同的按钮替代先前定向在现在新按钮被定位的位置的另一个按钮的功能性。不管电路断路器10的方位以及因此不管电子跳闸单元14的方位，这个滚动功能的方向变换导致对于用户的更直观命令。
虽然上文描述为45度阈值，但是要理解，除了45度以外的阈值可被采用。上文所描述的两个方位实施例仅是说明性的并且两个以上的方位可通过包含存储在微处理器30中的多个范围以供与来自传感器28的输出数据相比较来提供。此外，预期采用足够小的范围，所显示信息的旋转在电路断路器10的整个旋转范围上连续地旋转。
有利地，用户将无需使他/她的头倾斜或使他的视线再定向以读取电路断路器10的显示器16。另外，与用户接口18相关联的功能将总是直观的，并且将从未迫使用户不管电路断路器方位地猜测要按下哪些按钮，由此加强电子跳闸单元14的使用的简易。
尽管已仅与有限数量的实施例相结合来详细地描述了本发明，但是应容易地理解本发明不限于这类所公开的实施例。而是，能够修改本发明以合并至今未描述的但是与本发明的精神和范围相称的任意数量的变更、变化、替代或等效布置。另外，尽管本文明的各种实施例已被描述，但是要理解本发明的各个方面可仅包含所描述实施例的一些。因此，本发明不看作由前面的描述限定，而仅是由所附权利要求书的范围限定。
部件清单：
10.电路断路器
12.把手
14.电子跳闸单元
16.显示器
18.用户接口
20.多个按钮
22.第一按钮
24.第二按钮
26.自动校正用户接口系统
28.传感器
30.微处理器
32.组件
34.变换器
36.致动器
38.中央轴线
40.参考轴线
50.方向
52.方向

Claims (10)

1.一种采用方位校正用户接口系统的电路断路器，所述电路断路器用于在外壳中刚性安装并且包括：
电子跳闸单元；
耦合到所述电子跳闸单元的显示器，配置成显示信息；
传感器，配置成输出与所述电路断路器的方位相关的数据；以及
与所述传感器和所述显示器操作通信的处理装置，所述处理装置配置成从所述传感器接收所输出数据，并且将所述数据与存储在所述处理装置中的至少一个范围相比较，所述处理装置配置成基于所述数据与所述至少一个范围的比较来改变所显示信息的方位。
2.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中所显示信息包括文本和图形中的至少一个。
3.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中在旋转所述电路断路器时，所显示信息被旋转。
4.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中在所述电路断路器的中央轴线相对于参考轴线以小于45度的角度来定向时，所显示信息处于第一方位，并且在所述电路断路器的所述中央轴线相对于所述参考轴线以大于45度的角度来定向时，所显示信息处于第二方位。
5.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器操作上耦合到所述电路断路器。
6.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器操作上耦合到所述电子跳闸单元。
7.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中所述传感器是加速度计、倾斜传感器、陀螺仪和运动传感器中的至少一个。
8.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中所述电路断路器的所述方位由第一方位、第二方位和第三方位组成，所显示信息的所述方位对应于所述电路断路器的所述方位。
9.如权利要求8所述的方位校正用户接口系统，其中所述第一方位是垂直位置，所述第二方位是第一水平位置并且所述第三方位是第二水平位置。
10.如权利要求1所述的方位校正用户接口系统，其中所述显示器是LCD。
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