CN106981383A - 一种内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其包括底座、锁芯连杆、锁芯顶杆、锁芯销、复位单元和预紧单元并且可用于设备上盖的打开与关闭，其采用了连杆结构将竖直向上的运动通过水平连杆的转动变换为锁芯销的转动，进而使得锁芯销在水平方向上产生位移并从静态关闭的状态移动到打开的状态，实现机械开关的功能。相对于其他磁力扣和门碰等的机械结构，该顶针连杆式机械开关结构的吸合力更大，而且开关所需的力可以通过修改锁芯连杆两边的力臂大小、锁芯销两臂的长短和夹角进行调整，可实现开关力和吸合力的差异化设置，甚至实现“四两拨千斤”的功效，而这些在传统机械结构中是难以实现的。

Description

一种内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构

技术领域

本发明涉及机械技术和仪器仪表的技术领域，更具体地讲，涉及一种内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构。

背景技术

在科学仪器和医疗设备的设计中，常常需同时兼顾美观和实用性，例如仪器正常使用状态下外观的一体性和简洁性、调整维护状态下打开仪器的安全性和便捷性等。面向临床医院、科研机构用户的桌面式医疗设备对此也提出了具体的要求，这些中型设备一般涉及较多的系统组件，且需要用户定期性地更换试剂耗材、设置设备参数，因此涉及到打开仪器前面板、上盖或侧盖的机械结构。

现有医疗仪器和设备中，通常采用侧向柜门或窗体、转轴上盖、抽屉式前面板等各类机械锁的结构，使得设备在正常使用状态时这些结构处于关闭状态并且在调整维护状态时这些结构处于打开状态。现有的方案通常在连接部位安装内置结构，如可转动的铰链、撑杆，可滑动的燕尾槽、导轨等；而在用户施力的位置安装活动的开关锁紧结构，这些开关锁紧结构绝大多数为外置的，如手柄、扣带、拉环、门栓或旋钮等，通常需安装到设备表面，影响了设备的整体外观和一体感，而且对经验不够丰富的用户也存在误操作的安全隐患。因此，在工业技术与用户美学并行的今天，内置隐藏式的锁紧结构有广泛的需求。

目前被使用的内置式开关结构分为电动和手动式两种，电动式主要为电动结构由旋转电机、电磁吸合器等构成，需设备供电、增加了成本和复杂度，在断电时也存在安全隐患；而手动式主要是磁力扣和门碰两种机械结构，它们的锁紧吸合力和用户打开需要的力相同，故难以兼顾用户打开仪器的简便性和安全性，即吸合力太大用户难以打开，吸合力太小则设备存在安全隐患。

因此。若能设计出以内置隐藏的开关结构形式，不在仪器或设备表面添加任何螺钉、锁眼、把手等外置部件，还能提供活动的机械结构用于打开设备前面板、上盖或侧盖，方便用户调整关键参数、维护仪器正常工作等，必将使得仪器仪表设计更为美观、有利于提高其用户吸引力和市场竞争力。

发明内容

为了解决现有技术中通常需在仪器表面设置明显的门锁、螺钉、把手、开关等施力部件并且市面提供的内置式锁紧结构要么需设备供电要么安全性和简便性不能兼得的问题，本发明的目的是提供一种操作方便、锁紧力大并且能够在仪器内部隐藏的顶针连杆式机械开关结构。

本发明提供了一种内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，所述顶针连杆式机械开关结构包括底座、锁芯连杆、锁芯顶杆、锁芯销、复位单元和预紧单元，其中，

所述底座为直角的Z字形柱体结构并且包括顶部长柄、中间连接梁和底部短柄，所述顶部长柄的端部设置有第一U形槽并且所述第一U形槽的两侧壁上设置有对称的第一通孔，所述中间连接梁上设置有第一椭圆形通孔并且所述第一椭圆形通孔的两侧壁上设置有对称的第二通孔，所述底部短柄的末端设置有上小下大的台阶通孔，所述底座通过顶部长柄上的第一螺纹孔固定在仪器或设备的面板下表面上；

所述锁芯连杆为长方体棒状结构并且中部设置有第三通孔，锁芯连杆的一端设置有第二U形槽且另一端为第一半圆柱体结构，所述第二U形槽的两侧壁上设置有对称的第二椭圆形通孔，所述锁芯连杆插入至所述底座的第一椭圆形通孔中并且通过穿过所述第二通孔和第三通孔的固定单元与底座连接，其中，所述锁芯连杆能够围绕所述第二通孔的轴线旋转；

所述锁芯顶杆为圆柱体结构并且包括上部的小头端、下部的大头端和分隔所述大头端与小头端的台阶分隔部，所述小头端的顶端为能够穿过所述底座的台阶通孔并且插入所述锁芯连杆的第二U形槽的缩小扁平部，所述缩小扁平部上设置有第四通孔，并且所述锁芯顶杆通过穿过所述第二椭圆形通孔和第四通孔的固定单元与锁芯连杆连接；

所述锁芯销为L字形柱体结构并且包括竖直角柄和横直角柄，所述竖直角柄的端部设置有凸出的舌形卡扣部，并且所述横直角柄的端部为第二半圆柱体结构，所述竖直角柄上靠近横直角柄处设置有第五通孔，所述锁芯销的竖直角柄卡入所述底座的第一U形槽中并且通过穿过所述第一通孔和第五通孔的固定单元与底座连接，其中，所述锁芯销能够围绕所述第一通孔的轴线旋转，所述锁芯销的第二半圆柱体结构装配于所述锁芯连杆的第一半圆柱体结构的下方并且二者形成能够发生相对摩擦转动的转动配合；

所述复位单元套装在锁芯顶杆的小头端上并且位于所述台阶通孔与台阶分隔部之间，用于提供开关结构的复位力，其中，所述复位单元在开关关闭时处于半压缩状态且在开关打开时处于高度压缩状态；

所述预紧单元设置在底座与锁芯销之间，用于提供开关结构的预紧力，其中，所述预紧单元在开关关闭时处于半拉伸状态或半扭转状态且在开关打开时处于高度拉伸状态或高度扭转状态。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，所述顶针连杆式机械开关结构通过施加于锁芯顶杆的向上推动力实现开关结构的打开并且通过去除施加于锁芯顶杆的向上推动力实现开关结构的自动回复和关闭。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，所述顶针连杆式机械开关结构与仪器或设备的上盖上设置的内扣结构配合实现上盖的开关。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，所述固定单元包括配合使用的圆柱形销轴和环状挡圈。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，所述锁芯顶杆的台阶分隔部位于锁芯顶杆的中上部并且由卡簧构成或由环状台阶构成。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，所述预紧单元为扭转弹簧或者配合使用的拉伸弹簧和拉簧销。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，当所述预紧单元为配合使用的拉伸弹簧和拉簧销时，所述底座的顶部长柄一侧还设置有用于固定拉簧销的第一内螺纹孔，所述锁芯销的横直角柄同一侧还设有对应于所述第一内螺纹孔的用于固定拉簧销的第二内螺纹孔，所述拉伸弹簧连接在两个拉簧销之间并且预紧连接所述锁芯连杆和锁芯销。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，所述复位单元包括上限位卡簧和压缩弹簧，所述上限位卡簧安装在所述底座的台阶通孔中，所述压缩弹簧套装在小头端上，压缩弹簧的一端通过上限位卡簧固定在所述底座的台阶通孔中且另一端被所述台阶分隔部限制。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的另一个实施例，所述顶针连杆式机械开关结构还包括锁芯顶杆法兰和安装架并且此时所述底座不含有底部短柄；

所述安装架为直角三角形支架并且安装架的上表面设置有第六通孔，所述锁芯顶杆法兰的中央设置有第七通孔并且锁芯顶杆法兰安装在安装架的上表面上；所述锁芯顶杆的大头端向下穿过第六通孔，锁芯顶杆的小头端向上穿过第七通孔并伸出锁芯顶杆法兰，所述锁芯顶杆的缩小扁平部通过穿过所述第二椭圆形通孔和第四通孔的固定单元与锁芯连杆连接；所述复位单元套装在锁芯顶杆的小头端上并且位于锁芯顶杆法兰与安装架之间，用于提供开关结构的复位力，其中，复位单元为压缩弹簧。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的另一个实施例，所述安装架的侧面设置有若干个用于将安装架固定到仪器或设备内部侧壁上的第二螺纹孔，所述第六通孔的周围设置有若干个用于安装锁芯顶杆法兰的第三螺纹孔；所述第六通孔的内径小于所述台阶分隔部的外径，所述第七通孔的内径小于压缩弹簧的内径，所述锁芯顶杆法兰的高度小于压缩弹簧的自由长度。

根据本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的一个实施例，所述锁芯连杆两边的长短、锁芯销两臂的长短和夹角都可以进行调整。

本发明提供的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构可用于设备上盖的打开与关闭，采用了连杆结构将竖直向上的运动通过水平连杆的转动变换为锁芯销的转动，进而使得锁芯销在水平方向上产生位移并从静态关闭的状态移动到打开的状态，实现机械开关的功能。相对于其他磁力扣和门碰等的机械结构，该顶针连杆式机械开关结构的吸合力更大，而且开关所需的力可以通过修改锁芯连杆两边的力臂大小、锁芯销两臂的长短和夹角进行调整，可实现开关力和吸合力的差异化设置，甚至实现“四两拨千斤”的功效，而这些在传统机械结构中是难以实现的。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的整体结构示意图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中核心功能区的装配结构示意图。

图3示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中核心功能区的爆炸结构示意图。

图4示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中核心功能区安装有预紧单元的结构示意图。

图5a和图5b分别示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中锁芯顶杆的侧视结构示意图和主视结构示意图。

图6示出了根据本发明另一个示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的整体结构示意图。

图7示出了根据本发明另一个示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的局部装配结构示意图。

图8示出了根据本发明另一个示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的安装结构示意图。

附图标记说明：

10-底座、11-顶部长柄、12-中间连接梁、13-底部短柄、14-第一U形槽、15-第一通孔、16-第一椭圆形通孔、17-第二通孔、18-台阶通孔、19-第一内螺纹孔；

20-锁芯连杆、21-第三通孔、22-第二U形槽、23-第一半圆柱体结构、24-第二椭圆形通孔；

30-锁芯顶杆、31-小头端、32-大头端、33-台阶分隔部、34-缩小扁平部、35-第四通孔；

40-锁芯销、41-竖直角柄、42-横直角柄、43-舌形卡扣部、44-第二半圆柱体结构、45-第二内螺纹孔；

50-复位单元、51-压缩弹簧、60-预紧单元、61-拉伸弹簧、62-拉簧销；70-固定单元、71-圆柱形销轴、72-环状挡圈；80-安装架、90-锁芯顶杆法兰、100-仪器或设备、101-面板、102-内部侧壁。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将对本发明内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的结构和原理进行详细说明。

图1示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的整体结构示意图。

如图1所示，根据本发明的示例性实施例，所示内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构包括底座10、锁芯连杆20、锁芯顶杆30、锁芯销40、复位单元50和预紧单元60，其中，以底座10为中心的整体连接结构是该开关结构的核心功能区。本发明采用顶杆加连杆的结构，使得用户可以在仪器或设备的内部暗格中通过向上按动开关结构的锁销顶杆30，通过锁芯连杆20的传动作用将开关的锁芯销40转动至打开状态，进而将仪器或设备100的上盖打开。

图2示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中核心功能区的装配结构示意图，图3示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中核心功能区的爆炸结构示意图，图4示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中核心功能区安装有预紧单元的结构示意图。

如图2至图4所示，底座10为直角的Z字形柱体结构并且包括顶部长柄11、中间连接梁12和底部短柄13，顶部长柄11的端部设置有第一U形槽并且第一U形槽14的两侧壁上设置有对称的第一通孔15，中间连接梁12上设置有第一椭圆形通孔16并且第一椭圆形通孔16的两侧壁上设置有对称的第二通孔17，底部短柄13的末端设置有上小下大的台阶通孔18。其中，底座10通过顶部长柄11上的第一螺纹孔固定在仪器或设备100的面板101下表面上，具体可以在顶部长柄11上设置若干个第一螺纹孔，通过第一螺纹孔和螺纹连接件即可将底座10和整体开关结构固定，图2至图4中顶部长柄11上示出了相应的第一螺纹孔。第一U形槽14和第一通孔15配合进行锁芯销40的固定，第一椭圆形通孔16与第二通孔17配合进行锁芯连杆20的固定。为了减轻底座10的重量，中间连接梁12优选为中空结构。

锁芯连杆20为长方体棒状结构并且中部设置有第三通孔21，锁芯连杆20的一端设置有第二U形槽22且另一端为第一半圆柱体结构23，第二U形槽22的两侧壁上设置有对称的第二椭圆形通孔24，锁芯连杆20插入至底座10的第一椭圆形通孔16中并且通过穿过第二通孔17和第三通孔21的固定单元70与底座10连接，其中，锁销连杆20能够围绕第二通孔17的轴线旋转。第二U形槽22和第二椭圆形通孔24配合进行锁芯顶杆的固定。优选地，本发明中采用的固定单元70包括配合使用的圆柱形销轴71和环状挡圈72，圆柱形销轴71插入至通孔中，再由环状挡圈72固定在圆柱形轴销71的两端实现固定。第一椭圆形通孔16的长轴大小应能满足锁芯连杆20的最大的设计转动角度。

图5a和图5b分别示出了根据本发明示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中锁芯顶杆的侧视结构示意图和主视结构示意图。如图5a和图5b所示，锁芯顶杆30为圆柱体结构并且包括上部的小头端31、下部的大头端32和分隔大头端32与小头端31的台阶分隔部33，小头端31的顶端为能够穿过台阶通孔18并且插入锁芯连杆20的第二U形槽22中的缩小扁平部34，缩小扁平部34上设置有第四通孔35并且锁芯顶杆30通过穿过第二椭圆形通孔24和第四通孔35的固定单元70与锁芯连杆20连接。其中，台阶分隔部33与锁销扁平部34之间的直径较小的圆柱部分用于插入至复位单元50中，以实现相应的开关复位功能。优选地，锁芯顶杆30的台阶分隔部33位于锁芯顶杆30的中上部并且由卡簧构成或由环状台阶构成，该台阶分隔部33用于限定复位单元50的最下端位置。

锁芯销40为L字形柱体结构并且包括竖直角柄41和横直角柄42，竖直角柄41的端部设置有凸出的舌形卡扣部43并且横直角柄42的端部为第二半圆柱体结构44，竖直角柄41上靠近横直角柄42处设置有第五通孔(未示出)，锁芯销40的竖直角柄41卡入第一U形槽14中并且通过穿过第一通孔15和第五通孔的固定单元70与底座10连接，其中，锁芯销40能够围绕第一通孔15的轴线旋转，锁芯销40的第二半圆柱体结构44装配于锁芯连杆20的第一半圆柱体结构23的下方并且二者形成能够发生相对摩擦转动的转动配合。其中，竖直角柄41端部设置的舌形卡扣部43可以配合任意形状的内扣结构使用，是本发明开关结构的最终施力锁紧的功能部位。

复位单元50套装在锁芯顶杆30的小头端上31并且位于台阶通孔18与台阶分隔部33之间，用于提供开关结构的复位力，其中，复位单元50在开关关闭时处于半压缩状态且在开关打开时处于高度压缩状态。根据本发明的示例性实施例，复位单元50包括上限位卡簧(未示出)和压缩弹簧51，上限位卡簧安装在底座10的台阶通孔18中，压缩弹簧51则套装在小头端31上，压缩弹簧51的一端通过上限位卡簧固定在底座10的台阶通孔18中且另一端被台阶分隔部33限制。

预紧单元60则设置在底座10与锁芯销40之间，用于提供开关结构的预紧力，其中，预紧单元60在开关关闭时处于半拉伸状态或半扭转状态且在开关打开时处于高度拉伸状态或高度扭转状态。根据本发明，预紧单元60可以为扭转弹簧或者配合使用的拉伸弹簧61和拉簧销62。采用扭转弹簧能够缩减成本，但是开关结构的吸合力有所降低，可以根据实际情况进行选择。

如图4所示，具体地，当预紧单元60为配合使用的拉伸弹簧61和拉簧销62时，底座10的顶部长柄11一侧还设置有用于固定拉簧销62的第一内螺纹孔19，锁芯销40的横直角柄42同一侧还设有对应于第一内螺纹孔19的用于固定拉簧销62的第二内螺纹孔45，拉伸弹簧61则连接在两个拉簧销62之间并且预紧连接锁芯连杆20和锁芯销40。

根据以上结构可知，本发明的顶针连杆式机械开关结构通过施加于锁芯顶杆30的向上推动力实现开关结构的打开并且通过去除施加于锁芯顶杆30的向上推动力实现开关结构的自动回复和关闭。并且，本发明的顶针连杆式机械开关结构与仪器或设备100的上盖上设置的内扣结构配合实现上盖的开启和关闭，内扣结构可以根据实际情况进行选择或设计。

总体来说，本发明示例性实施例的开关结构的具体装配结构为：底座10通过顶部长柄上的螺纹安装孔和螺纹连接件安装固定至仪器或设备100的面板101下表面上，锁芯连杆20穿过底座10的第一椭圆型通孔16并由固定单元70穿过底座10的第二通孔17和锁芯连杆20的第三通孔21完成固定并提供转动连接。锁芯销40穿过底座10的第一U型槽14并由固定单元70穿过底座10的第一通孔15和锁芯销40的第五通孔完成固定并提供转动连接。此时应确保锁芯连杆20的第一半圆柱体结构23在锁芯销40的第二半圆柱体结构44的上面，用于提供向下的力矩。锁芯顶杆30的缩小扁平部34穿过底座10的台阶通孔18并插入锁芯连杆20的第二U形槽22，由固定单元70穿过锁芯连杆20的第二椭圆形通孔24和锁芯顶杆30的第四通孔35完成限定性连接。压缩弹簧51及上限位卡簧嵌套在锁芯顶杆30的小头端31，压缩弹簧51的一端由上限位卡簧固定在底座10的台阶通孔18内且另一端被锁芯顶杆30的台阶分隔部33所限制。

整个开关结构在静态闭合时，锁芯顶杆30处于低位，锁芯销40的横直角柄42处于高位，锁芯销40的舌形卡扣部43处于竖直状态。用户可以通过向上顶动锁芯顶杆30使其运动到高位，进而将锁芯销40的横直角柄42压到低位，同时锁芯销40的舌形卡扣部43转到倾斜位置，开关打开；此时，复位单元50中的压缩弹簧51高度压缩，预紧单元60中的拉伸弹簧61高度拉伸，若松开锁芯顶杆30，则在二者作用下开关复位到闭合状态。

优选地，上述结构开关结构的安装流程包括以下步骤：

1)装配锁芯连杆20，将其插入底座10的第一椭圆形通孔16中并在圆柱形销轴71的一端安装环状挡圈62后插入第二通孔17和第三通孔21中，再在圆柱形销轴71的另一端安装环状挡圈62实现固定。

2)同样把锁芯销40放入底座10的第一U形槽14中并在圆柱形销轴71的一端安装环状挡圈62后插入第一通孔15和第五通孔中，再在圆柱形销轴71的另一端安装环状挡圈62实现固定，此时控制锁芯销40的第二半圆柱体结构44在锁芯连杆20的第一半圆柱体结构23下面并形成可相对转动的配合。

3)将上限位卡簧装在底座10的台阶通孔18中，在锁芯连杆30的小头端31上插入垫片和压缩弹簧51，再将缩小扁平部34插入底座10的台阶通孔18中，在圆柱形销轴71的一端安装环状挡圈62后插入第二椭圆形通孔24和第四通孔35中，再在圆柱形销轴71的另一端安装环状挡圈62实现固定。

4)在底座10的第一内螺纹孔19和锁芯销40的第二内螺纹孔15中装入拉簧销62并挂上拉伸弹簧61，此时锁芯销40的第二半圆柱体结构44与锁芯连杆20的第一半圆柱体结构23紧密接触。

5)最后将底座10通过顶部的螺纹安装孔安装到仪器或设备100的面板101下表面上。

除了上述示例性实施例中所述的开关结构，用于提供开关复位动力的复位单元还可以采用不同的结构，

图6示出了根据本发明另一个示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的整体结构示意图，图7示出了根据本发明另一个示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的局部装配结构示意图，图8示出了根据本发明另一个示例性实施例的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构的安装结构示意图。

如图6至图8所示，根据本发明的另一个示例性实施例，该顶针连杆式机械开关结构还包括锁芯顶杆法兰90和安装架80并且此时底座10不包括底部短柄13。

也即，该结构与上述结构的不同之处包括：将复位单元50中压缩弹簧5的上端安装位置从底座10中底部短柄13的台阶通孔18移动到锁芯顶杆法兰90中并通过安装架80将锁芯顶杆30固定到仪器或设备100的内部侧壁102上；同时移除底座10的底部短柄13。相对于前述方案，这种方式使得锁芯顶杆3的空间位置更稳定，安全性和重复性更好。

具体地，安装架80为直角三角形支架并且安装架80的上表面设置有第六通孔，锁芯顶杆法兰90的中央设置有第七通孔并且锁芯顶杆法兰90安装在安装架80的上表面上。锁芯顶杆30的大头端向下穿过第六通孔，锁芯顶杆30的小头端31向上穿过第七通孔并伸出锁芯顶杆法兰90，锁芯顶杆30的缩小扁平部34通过穿过第二椭圆形通孔24和第四通孔35的固定单元70与锁芯连杆20连接；复位单元50套装在锁芯顶杆30的小头端31上并且位于锁芯顶杆法兰90与安装架80之间，用于提供开关结构的复位力，其中，复位单元50为压缩弹簧51。

优选地，安装架80的侧面设置有若干个用于将安装架80固定到仪器或设备100内部侧壁102上的第二螺纹孔，而第六通孔的周围设置有若干个用于安装锁芯顶杆法兰90的第三螺纹孔，其中，第六通孔的内径小于台阶分隔部33的外径，第七通孔的内径小于压缩弹簧51的内径，锁芯顶杆法兰90的高度小于压缩弹簧51的自由长度，由此能够将压缩弹簧51安装在锁芯顶杆法兰90和安装架80之间，用于提供开关的复位力。

因此，本发明提出的顶针连杆式开关结构可用于设备上盖的开关，其采用了连杆结构将竖直向上的运动通过水平连杆的转动变换为锁芯销的转动。进而使得锁芯销在水平方向产生位移，从静态关闭的状态移动到打开的状态并实现机械开关的功能。其中，复位单元中的压缩弹簧提供了机械开关复位所需的力，预紧单元中的拉伸弹簧或者扭转弹簧提供了锁芯连杆和锁芯销联动所需要的预紧力。在开关关闭时压缩弹簧处于半压缩状态，拉伸弹簧或者扭转弹簧处于半拉伸或扭转状态；在用户向上推动锁芯顶杆时，开关打开，压缩弹簧处于高度压缩状态，拉伸弹簧或者扭转弹簧处于高度拉伸或扭转状态，向上推动力去除后，开关自动回复到关闭状态。

事实上，设计人员可在仪器或设备的上盖连接处装配撑杆、铰链等活动部件，并且在上盖外端靠近该开关结构处装配内扣结构以搭配该开关结构共同完成仪器或设备上盖的打开和关闭功能。并且，本申请中底座的短柄、长柄长度均可按照所需应用的力矩需求，进行长短等尺寸的修改，类似的锁芯连杆整体的长度、旋转点的位置、锁芯销的两柄长度、锁芯销的两柄夹角均可按照所需的应用需求进行修改和调整。

综上，本发明的内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构中的锁芯顶杆运动在竖直方向，故可设计水平挡板或者端面朝下的按键进行隐藏，还可较方便地设计在仪器或设备的暗格中，都能避免在仪器或设备的四个外侧表面或上盖等位置出现明显的门锁、螺钉、把手、开关等结构，增加仪器的美观性和一体感。并且，相对于其他磁力扣和门碰等机械结构，该顶针连杆式机械结构的吸合力更大，并且开关所需的力可以通过修改锁芯连杆两边的力臂大小、锁芯销两柄的长短和夹角进行调整，进一步实现开关力和吸合力的差异化设置。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述顶针连杆式机械开关结构包括底座、锁芯连杆、锁芯顶杆、锁芯销、复位单元和预紧单元，其中，

所述底座为直角的Z字形柱体结构并且包括顶部长柄、中间连接梁和底部短柄，所述顶部长柄的端部设置有第一U形槽并且所述第一U形槽的两侧壁上设置有对称的第一通孔，所述中间连接梁上设置有第一椭圆形通孔并且所述第一椭圆形通孔的两侧壁上设置有对称的第二通孔，所述底部短柄的末端设置有上小下大的台阶通孔，所述底座通过顶部长柄上的第一螺纹孔固定在仪器或设备的面板下表面上；

所述锁芯连杆为长方体棒状结构并且中部设置有第三通孔，锁芯连杆的一端设置有第二U形槽且另一端为第一半圆柱体结构，所述第二U形槽的两侧壁上设置有对称的第二椭圆形通孔，所述锁芯连杆插入至所述底座的第一椭圆形通孔中并且通过穿过所述第二通孔和第三通孔的固定单元与底座连接，其中，所述锁芯连杆能够围绕所述第二通孔的轴线旋转；

所述锁芯顶杆为圆柱体结构并且包括上部的小头端、下部的大头端和分隔所述大头端与小头端的台阶分隔部，所述小头端的顶端为能够穿过所述底座的台阶通孔并且插入所述锁芯连杆的第二U形槽的缩小扁平部，所述缩小扁平部上设置有第四通孔，并且所述锁芯顶杆通过穿过所述第二椭圆形通孔和第四通孔的固定单元与锁芯连杆连接；

所述锁芯销为L字形柱体结构并且包括竖直角柄和横直角柄，所述竖直角柄的端部设置有凸出的舌形卡扣部，并且所述横直角柄的端部为第二半圆柱体结构，所述竖直角柄上靠近横直角柄处设置有第五通孔，所述锁芯销的竖直角柄卡入所述底座的第一U形槽中并且通过穿过所述第一通孔和第五通孔的固定单元与底座连接，其中，所述锁芯销能够围绕所述第一通孔的轴线旋转，所述锁芯销的第二半圆柱体结构装配于所述锁芯连杆的第一半圆柱体结构的下方并且二者形成能够发生相对摩擦转动的转动配合；

所述复位单元套装在锁芯顶杆的小头端上并且位于所述台阶通孔与台阶分隔部之间，用于提供开关结构的复位力，其中，所述复位单元在开关关闭时处于半压缩状态且在开关打开时处于高度压缩状态；

所述预紧单元设置在底座与锁芯销之间，用于提供开关结构的预紧力，其中，所述预紧单元在开关关闭时处于半拉伸状态或半扭转状态且在开关打开时处于高度拉伸状态或高度扭转状态。

2.根据权利要求1所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述顶针连杆式机械开关结构通过施加于锁芯顶杆的向上推动力实现开关结构的打开并且通过去除施加于锁芯顶杆的向上推动力实现开关结构的自动回复和关闭。

3.根据权利要求1所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述顶针连杆式机械开关结构与仪器或设备的上盖上设置的内扣结构配合实现上盖的开关。

4.根据权利要求1所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述固定单元包括配合使用的圆柱形销轴和环状挡圈。

5.根据权利要求1所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述锁芯顶杆的台阶分隔部位于锁芯顶杆的中上部并且由卡簧构成或由环状台阶构成。

6.根据权利要求1所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述预紧单元为扭转弹簧或者配合使用的拉伸弹簧和拉簧销。

7.根据权利要求6所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，当所述预紧单元为配合使用的拉伸弹簧和拉簧销时，所述底座的顶部长柄一侧还设置有用于固定拉簧销的第一内螺纹孔，所述锁芯销的横直角柄同一侧还设有对应于所述第一内螺纹孔的用于固定拉簧销的第二内螺纹孔，所述拉伸弹簧连接在两个拉簧销之间并且预紧连接所述锁芯连杆和锁芯销。

8.根据权利要求1所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述复位单元包括上限位卡簧和压缩弹簧，所述上限位卡簧安装在所述底座的台阶通孔中，所述压缩弹簧套装在锁芯顶杆的小头端上，压缩弹簧的一端通过上限位卡簧固定在所述底座的台阶通孔中且另一端被所述台阶分隔部限制。

9.根据权利要求1所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述顶针连杆式机械开关结构还包括锁芯顶杆法兰和安装架并且此时所述底座不含有底部短柄；

所述安装架为直角三角形支架并且安装架的上表面设置有第六通孔，所述锁芯顶杆法兰的中央设置有第七通孔并且锁芯顶杆法兰安装在安装架的上表面上；所述锁芯顶杆的大头端向下穿过第六通孔，锁芯顶杆的小头端向上穿过第七通孔并伸出锁芯顶杆法兰，所述锁芯顶杆的缩小扁平部通过穿过所述第二椭圆形通孔和第四通孔的固定单元与锁芯连杆连接；所述复位单元套装在锁芯顶杆的小头端上并且位于锁芯顶杆法兰与安装架之间，用于提供开关结构的复位力，其中，复位单元为压缩弹簧。

10.根据权利要求9所述内置隐藏的顶针连杆式机械开关结构，其特征在于，所述安装架的侧面设置有若干个用于将安装架固定到仪器或设备内部侧壁上的第二螺纹孔，所述第六通孔的周围设置有若干个用于安装锁芯顶杆法兰的第三螺纹孔；所述第六通孔的内径小于所述台阶分隔部的外径，所述第七通孔的内径小于压缩弹簧的内径，所述锁芯顶杆法兰的高度小于压缩弹簧的自由长度。