CN107389334B - 一种急停按钮的疲劳测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种急停按钮的疲劳测试装置，其中，还包括电机、转动结构以及用于按动按键的直线传动机构；转动结构包括传动件、传动轮以及固定圈；传动件与电机相连，由电机驱动运动；传动件上开设有齿部Ⅰ，传动轮上设有齿部Ⅱ，齿部Ⅰ与齿部Ⅱ啮合，使传动轮随传动件的运动而转动，传动轮的转动中心为其轴心；固定圈套设于按键的外沿上并与其径向卡接，使得固定圈与按键实现联动；传动轮沿其轴心方向上开设有通孔，通孔壁上设有凸台Ⅰ；固定圈位于通孔中，固定圈的外壁上设有凸台Ⅱ，凸台Ⅱ与凸台Ⅰ的转动轨迹具有交集，使传动轮转动时带动固定圈转动；本发明具有传动结构、传动稳定、对急停按钮的寿命检测精度高等特点。

Description

一种急停按钮的疲劳测试装置

技术领域

本发明涉及一种急停按钮的疲劳测试装置。

背景技术

急停按钮也可以称为“紧急停止按钮”，业内简称急停按钮。

现有的急停按钮通常内部含有自锁结构，即将急停按钮的按键按下去时，按键在自身的自锁结构作用下保持当前位置。当需要释放按键时，顺时针旋转按键，从而使得自锁结构解除，按键回位。因此，此种急停按钮操作时有两个动作，即在启用时按动按键实现自锁，在释放时则旋转按键解除自锁。

所以要满足此种急停按钮进行疲劳测试，疲劳测试装置无疑需要完成两个动作，一个动作为按动按键的直线动作，另一个动作为促使按键旋转的转动动作。直线动作容易完成，现有的机械结构中实现直线动作的机构有很多，例如气缸或油缸。而转动动作寻常的机构难以完成，即使能够完成也会因为带动按键旋转的部件给予按键的作用力与按键旋转的方向存在夹角，长时间试验损坏急停按钮，使得急停按钮的测试不够精准。

综上所述，如何设计一种结构简单、传动稳定以及检测精度高的急停按钮的疲劳测试装置是急需解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种急停按钮的疲劳测试装置。

本发明所解决其技术问题所采用的技术方案是：一种急停按钮的疲劳测试装置，其包括机架以及至少一固定座Ⅰ，固定座Ⅰ用于放置急停按钮；其中，还包括电机、转动结构以及用于按动按键的直线传动机构；转动结构包括传动件、传动轮以及固定圈；传动件与电机相连，由电机驱动运动；传动件上开设有齿部Ⅰ，传动轮上设有齿部Ⅱ，齿部Ⅰ与齿部Ⅱ啮合，使传动轮随传动件的运动而转动，传动轮的转动中心为其轴心；固定圈套设于按键的外沿上并与其径向卡接，使得固定圈与按键实现联动；传动轮沿其轴心方向上开设有通孔，通孔壁上设有凸台Ⅰ；固定圈位于通孔中，固定圈的外壁上设有凸台Ⅱ，凸台Ⅱ与凸台Ⅰ的转动轨迹具有交集，使传动轮转动时带动固定圈转动。

采用上述结构，利用直线传动机构实现急停按钮按键的按动，即启用急停按钮；采用电机带动传动件运动，促使传动轮发生旋转，使得凸台Ⅰ触碰凸台Ⅱ引起固定圈转动，由于固定圈与按键之间为径向卡接，因此按键旋转实现解锁。传动件与传动轮的传动结构可以为齿条齿轮结构、蜗轮蜗杆结构或者齿轮传动结构。此种结构由于传动轮的转动中心为其轴心，而固定圈是伸入传动轮轴心处的通孔中的，通过此种结构保证传动轮给予固定圈的解锁力方向与固定圈的转动轨迹平行。本发明具有所需结构简单、传动稳定并且急停按钮使用寿命检测精度高的特点。

其中，固定座Ⅰ包括与机架固定的基座以及支架，支架与基座呈可拆卸式固定；支架上开设有限位通孔，急停按钮的尾部穿过限位通孔使得急停按钮放置在固定座Ⅰ上。

采用此种结构使得急停按钮的装配非常方便，由于支架上开设有限位通孔，安装时只需将急停按钮的尾部掺入限位通孔中，然后将支架与基座固定即可，具有安装方便的特点。

其中，直线传动机构为直线电机或气缸或油缸；还包括支座，支座用于固定直线传动机构，使得直线传动机构的输出部分对准按键。

直线电机或气缸或油缸均可以实现直线运动，促使按键按动，支座的设计有利于直线传动结构的固定，并且有利于直线传动机构的输出部分在高度方向与按键对准。直线电机作为直线传动机构相比于气缸、油缸，勿须增加气泵、气管、油泵、油管等等，具有使用寿命长、传动稳定以及使得机架上的结构更加精简。

其中，直线传动机构的数量至少为两个，转动结构的组数至少为两组；每个急停按钮对应一个直线传动机构以及一组转动结构；相邻两转动结构的传动件之间为联动关系。

此种结构的设计，可以实现多个急停按钮同时进行试验，相邻两转动结构的传动件之间为联动关系使得多个急停按钮之间的解锁通过同一个电机实现。

其中，传动件为蜗杆，齿部Ⅱ为蜗轮齿。

传动件采用蜗杆，即传动件与传动轮之间构成蜗轮蜗杆机构，具有传动比高、传动平稳、噪声小等特点。

其中，传动轮包括外圈以及内圈，齿部Ⅱ设于外圈的外侧壁上；外圈套于内圈上并与内圈为径向卡接连接，凸台Ⅰ设于内圈的内侧壁上。

传动轮采用外圈与内圈的设置，使得传动轮加工起来更加方便，分别加工外圈以及内圈，然后将内圈与外圈配合即可，其次有利于传动轮与机架之间的装配。

其中，机架上还设有固定座Ⅱ，固定座Ⅱ上开设有通孔Ⅱ，通孔Ⅱ可供直线传动机构的输出部分穿入；固定座Ⅱ上还套设有轴承，外圈部分套设在轴承上可沿轴承转动。

固定座Ⅱ的设计，有利于传动轮的安装，即固定座Ⅱ上还套设有轴承，传动轮的外圈套设在轴承上实现转动。

其中，还包括控制器，控制器用于控制直线传动机构的启闭以及往复，控制器还用于控制电机的启闭以及正反转；初始状态时，直线传动机构受控制器控制使其输出部分伸出按动按键，按动按键后控制器控制直线传动机构反向运作使其输出部分复位；直线传动机构的输出部分复位后，控制器控制电机转动引起传动轮传动使得按键解锁，按键解锁后控制器控制电机反向转动引起传动轮复位。

采用此种结构，通过控制器来控制直线传动机构以及电机，实现急停按钮的启用与释放自动化，即在初始位置时，控制器先控制直线传动机构运行使其输出部分按动按键，按动后控制器控制直线传动机构复位，复位后驱动电机转动，使得传动轮转动促使按钮解锁，解锁完成后驱动电机反转使得传动轮复位，此为一个循环。通过多次循环来检测急停按键的寿命，实现自动化连续检测。

其中，还包括传感器以及触发件，传感器位于传动轮旁，触发件固定于传动轮上随传动轮转动，当触发件旋转至传感器附近时触发传感器；传感器受触发件触发后产生信号反馈至控制器，控制器改变电机的转向；触发件旋转至触发传感器的位置时，急停按钮正好处于解锁状态。

由于传感器以及触发件的设计，使得控制器可以在接收到传感器的信号时及时控制电机反转使得传动轮复位，防止传动轮转动过度。

其中，传感器为槽型光电开关，触发件随传动轮转动后伸入到槽型光电开关的感应槽中触发槽型光电开关。

采用此种机构，利用触发件伸入到感应槽中时触发槽型光电开关，具有触发迅速、反应灵敏等特点。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体图；

图2是本发明实施例1中其中一个用于检测急停按钮使用寿命的检测单元的结构示意图；

图3是图2的爆炸图；

图4是图2去底板的侧视图；

图5是本发明实施例1中固定座Ⅱ、传感器、触发件、急停按钮以及传动轮的结构示意图；

图6是图5另一视角的结构示意图；

图7是本发明实施例1中传动轮的结构示意图；

图8是本发明实施例1中急停按钮与固定圈的结构示意图；

图9是本发明实施例1的控制流程图。

具体实施方式

实施例1：

参照附图1所示，一种急停按钮的疲劳测试装置，其包括控制器1、机架2以及设置在机架2上的多组检测急停按钮寿命的检测单元组，本实施例中包含两组检测急停按钮寿命的检测单元组，每组检测单元组内的检测单元为两个，并且共享一个电机3。

如图2-8所示，以其中一个检测单元为例，包括固定座Ⅰ4、固定座Ⅱ5、支座6、直线传动机构、传动件7、传动轮8、固定圈9、触发件10以及传感器11。

固定座Ⅰ4、固定座Ⅱ5以及支座6三者呈间隔设置，并且固定座Ⅱ5位于支座6以及固定座Ⅰ4之间。直线传动机构设置在支座6上，此处直线传动机构为直线电机12，通过直线电机12按动急停按钮100的按键，使得急停按钮100内部形成自锁（即，启用急停按钮100）。

固定座Ⅰ4包括基座13以及支架14，支架14与基座13呈可拆卸式固定。基座13上端面开设有行程槽15，使得基座13上部的截面形成凹字形结构，支架14包括纵部14a以及横部14b，纵部14a与横部14b之间的夹角为90°，横部14b下端面设有凸起16，凸起16伸入行程槽15中，安装时，凸起16沿行程槽15滑入，横部14b与基座13之间通过螺栓固定。纵部14a上开设有限位通孔17，限位通孔17的孔径与急停按钮100的尾部的直径匹配，使得急停按钮100的尾部穿过限位通孔17放置在固定座Ⅰ4上。

固定座Ⅱ5上开设有通孔Ⅱ18，通孔Ⅱ18与限位通孔17对齐，由于通孔Ⅱ18的设置使得直线电机12可穿入按动急停按钮100的按键。

基座13、固定座Ⅱ5以及支座6均固定在固定板19上，并且固定板19固定在机架2上。

传动轮8包括内圈20以及外圈21，内圈20与外圈21之间呈径向卡接结构，具体结构为内圈20的外壁上设置有两个限位凸起22，外圈21沿轴向方向设置有安装凸环23，安装凸环23上开设有两个限位槽24，限位凸起22伸入限位槽24中相卡，从而形成径向卡接，同时内圈20的外壁与安装凸环23的内壁相贴，使得内圈20嵌入在安装凸环23中。内圈20的内壁上设有凸台Ⅰ25，内圈20的中空部分与外圈21的中空部分构成通孔，因此凸台Ⅰ25相当于位于通孔壁上，此处凸台Ⅰ25为四个呈圆周阵列设置。安装时，固定座Ⅱ5靠近固定座Ⅰ4的一侧上套设有轴承26，外圈21部分套设在轴承26上使得外圈21可相对于轴承26发生转动，并且外圈21带动内圈20一起转动。

固定圈9套设在急停按钮100按键的外沿上，固定圈9外壁上开设有打通至其内壁的螺丝孔27，通过螺丝拧入使得固定圈9与急停按钮100按键形成径向卡接。固定圈9的外壁上设有凸台Ⅱ28，凸台Ⅱ28的数量为四个呈径向设置，凸台Ⅱ28与凸台Ⅰ25的转动轨迹之间存在交集，使得凸台Ⅰ25在转动时可以触碰到凸台Ⅱ28引起固定圈9转动。

外圈21的外壁上设有齿部Ⅱ29，此处齿部Ⅱ29为蜗轮齿，传动件7上设有齿部Ⅰ，此处传动件7为蜗杆，传动件7与外圈21构成蜗轮蜗杆传动机构。传动件7通过电机3驱动实现转动，从而引起外圈21转动。相邻两个检测单元的传动件7之间通过联轴器30相连，因此构成联动。使得同一组检测单元的传动件7之间通过一个电机3驱动。

固定座Ⅱ5上固定有传感器11，此处传感器11为槽型光电开关，槽型光电开关具有一感应槽31。外圈21上固定有触发件10，触发件10随外圈21转动而转动，当触发件10转动至感应槽31中时，此时急停按钮100的按键正好处于解锁状态，槽型光电开关产生信号反馈至控制器1，使得控制器1控制电机3反转。

控制器1用来控制直线电机12的启闭以及往复运动，并且控制器1控制电机3的启停以及正反转。

具体控制流程如下：

初始状态时（急停按钮100未启用时），直线电机12受控制器1控制开始运行，直线电机12的输出部分伸出按动按键使得急停按钮100启用，此时控制器1控制直线传动机构反向运作使直线电机12的输出部分复位；当直线电机12的输出部分复位后，控制器1控制电机3正转，因此带动传动件7、外圈21、内圈20转动，使得凸台Ⅰ25转动触碰到凸台Ⅱ28引起固定圈9转动，从而使得急停按钮100的按键转动直至其解锁，当急停按钮100正好处于解锁位置时，触发件10处于槽型光电开关的感应槽31中，槽型光电开关反馈信号至控制器1中，使得控制器1驱动电机3反转引起外圈21复位，然后控制器1控制电机3停止工作，此为一个循环。当电机3停止工作后，控制器1控制直线电机12进行工作，进行下一个循环，通过不断的循环实现急停按钮100的使用寿命测试。

Claims (8)

1.一种急停按钮的疲劳测试装置，其包括机架以及至少一固定座Ⅰ，固定座Ⅰ用于放置急停按钮；其特征在于：还包括电机、转动结构以及用于按动按键的直线传动机构；转动结构包括传动件、传动轮以及固定圈；传动件与电机相连，由电机驱动运动；传动件上开设有齿部Ⅰ，传动轮上设有齿部Ⅱ，齿部Ⅰ与齿部Ⅱ啮合，传动轮随传动件的运动而转动，传动轮的转动中心为其轴心；固定圈套设于按键的外沿上并与其径向卡接，使得固定圈与按键实现联动；传动轮沿其轴心方向上开设有通孔，通孔壁上设有凸台Ⅰ；固定圈位于通孔中，固定圈的外壁上设有凸台Ⅱ，凸台Ⅱ与凸台Ⅰ的转动轨迹具有交集，使传动轮转动时带动固定圈转动；固定座Ⅰ包括与机架固定的基座以及支架，支架上开设有限位通孔，急停按钮的尾部穿过限位通孔使得急停按钮放置在固定座Ⅰ上；传动轮包括外圈以及内圈，齿部Ⅱ设于外圈的外侧壁上；外圈套于内圈上并与内圈为径向卡接连接，凸台Ⅰ设于内圈的内侧壁上；机架上还设有固定座Ⅱ，固定座Ⅱ上开设有通孔Ⅱ，通孔Ⅱ与限位通孔对齐，通孔Ⅱ可供直线传动机构的输出部分穿入；固定座Ⅱ上还套设有轴承，外圈部分套设在轴承上可沿轴承转动。

2.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于：支架与基座呈可拆卸式固定。

3.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于：直线传动机构为直线电机或气缸或油缸；还包括支座，支座用于固定直线传动机构，使得直线传动机构的输出部分对准按键。

4.如权利要求3所述的疲劳测试装置，其特征在于：直线传动机构的数量至少为两个，转动结构的组数至少为两组；每个急停按钮对应一个直线传动机构以及一组转动结构；相邻两转动结构的传动件之间为联动关系。

5.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于：传动件为蜗杆，齿部Ⅱ为蜗轮齿。

6.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于：还包括控制器，控制器用于控制直线传动机构的启闭以及往复，控制器还用于控制电机的启闭以及正反转；初始状态时，直线传动机构受控制器控制使其输出部分伸出按动按键，按动按键后控制器控制直线传动机构反向运作使其输出部分复位；直线传动机构的输出部分复位后，控制器控制电机转动引起传动轮传动使得按键解锁，按键解锁后控制器控制电机反向转动引起传动轮复位。

7.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于：还包括传感器以及触发件，传感器位于传动轮旁，触发件固定于传动轮上随传动轮转动，当触发件旋转至传感器附近时触发传感器；传感器受触发件触发后产生信号反馈至控制器，控制器改变电机的转向；触发件旋转至触发传感器的位置时，急停按钮正好处于解锁状态。

8.如权利要求7所述的疲劳测试装置，其特征在于：传感器为槽型光电开关，触发件随传动轮转动后伸入到槽型光电开关的感应槽中触发槽型光电开关。