CN109791855A - 一种可检测辅助解锁控制器驱动的安全开关 - Google Patents

Abstract

一种可检测辅助解锁控制器驱动的安全开关，用于监督机器或工业设备的安全访问装置，包括：开关装置(2)，用于与所要监督的访问装置固定部分相关联，包括用于限定纵(X)轴的壳体(4)，以及开关器件(5)，用于与一个或多个控制电路和/或服务电路连接以对其进行控制；操作装置(3)，用于与所述访问装置可移动部分相关联，用于当开启/关闭所述访问装置以开启/关闭一个或多个所述电路时与所述开关器件(5)进行交互；解锁机构(13)，容纳于所述壳体(4)中，包括解锁销(14)，用于在所述访问装置的锁定位置到解锁位置以最大预定行程距离纵向平移，以操纵所述开关器件(5)的开口；检测装置(17)，用于检测所述解锁销(14)的行程，包括至少一个第一检测器(18)，用于检测所述解锁销(14)行程的开始；至少一个辅助解锁控制器(25，26)，用于与所述解锁机构以可操作方式连接，便于从访问装置解锁的静止位置移动到操作位置，且即使插入所述制动器装置(3)也能推动所述解锁销(14)的平移；所述检测装置(17)包括至少一个辅助检测器(31)，用于检测所述至少一个辅助解锁控制器(25，26)的致动。

Description

一种可检测辅助解锁控制器驱动的安全开关

发明描述

技术领域

本发明可应用于工业用电气设备领域，尤其涉及一种用于控制机器或工业设备访问装置的安全开关，并且用于检测辅助解锁控制器的驱动，如紧急按钮或按键选择器。

背景技术

众所周知，设计用于保护工业机器或设备(如安全面板、安全屏障和安全周界)访问装置的开关包括可固定到访问装置固定部分的开关装置，和用于固定到可移动部件的操作装置。

在已知方式中，可移动部件的闭合会引起开关装置和操作装置之间进行交互，使得能够启动机器或设备，除非其需要操作人员的特殊操作。

相反，访问装置的开启以及随后操作装置从开关装置的移开会导致机器或设备立即停止工作，以允许其在安全条件下进行访问。

用于开闭机器或设备电源电路的开关装置的控制可以通过机械致动器或电子致动器来实现。例如在相同申请人名下的文献EP2112674中描述的第一类型开关，包括具有按键致动器的可移动部件，该按键致动器用于插入固定开关装置的槽中以接合开关装置的驱动机构并使得电源电路和任何可能的辅助电路开启/闭合。

在电子操纵开关领域，其示例在WO2015083143和WO2015083144中进行说明，其同样是在相同申请人名下。所述两个装置分别设置有天线和发射器，它们通过发送识别信号进行相互通信，该识别信号使得容纳在开关装置中的控制单元区分操作装置是否存在，以相应地开启或闭合主电源电路。

所述两种类型的开关都要求开关装置容纳在具有滑动销的解锁机构中，该滑动销设计用于与开关器件接合，使得在所述销下降时发送开启开关器件的命令。

具体地，所述解锁机构设计用于仅在开关器件开启时，访问装置才可开启。

更先进的开关还包括控制单元，用于检测解锁销的行程，以向开关器件传送用于发出触点开启以及机器或设备停止工作的适当信号。

具体地，所述开关设有光学传感检测器，其检测滑块的下降并使得系统立即停止工作。

这些开关的第一个缺点是检测装置设计为仅能检测销行程的开始，一旦其检测到，机器或设备就会停止工作。

相反，其不能控制销行程的结束，因此也不能控制销的正确操作。

该操作模式除了不能验证解锁销是否已经完成其行程之外，还无法区分由于访问装置的定期开启而导致的销的全部行程和部分行程，其缘于如传递到开关的振动或高强度压力。

WO2015028106公开了一种安全开关，包括具有两个光障接近传感器的按键致动器，光障接近传感器用于检测由于致动器产生销的行程而导致两个不同的位置。

然而，两个传感器设计用于发出与开关装置磁存储器内致动器的有关信号，而非用于在解锁步骤期间检测销行程的开始和结束。

实际上，所述开关设计用于在拿出致动器以开启访问装置时，上部光障已经关闭，并且销的解锁运动仅与下部光栅进行交互，以此来提示按键制动器的拿出。因此，该开关不适用于检测可能由外部冲击或振动而引起的解锁销最小行程距离。

已知方案的另一个缺点涉及电磁铁的电源，该电磁铁通常设计用于在访问装置开口处产生销行程。

事实上，在已知方案中电磁铁始终保持通电，以便将销保持在行程最终位置。

然而，为了确保销保持在行程最终位置，控制单元设计用于定期发送具有更高强度的能量脉冲，增加功率消耗。

最后一个缺点是，在配备有紧急按钮(例如紧急蘑菇状控制器或类似控制器)的开关中存在的是解锁销行程的单一检测器。

实际上，在这些开关中，不可能区分机器或设备停机是由于访问装置开启而导致销的行程向下，还是由于紧急按钮的驱动。

WO2016/058718公开了一种用于关闭设置有紧急按钮访问装置的装置，其中设置有用于从关闭位置移动到开启位置的锁定销。该装置配备有两个检测器，用于区分由正常操作而产生的访问装置解锁条件，和由紧急按钮驱动器产生的解锁条件。

然而，该装置不适用于按键制动器或电子致动器的开关，其中销的解锁会导致机器或设备停止工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，并提供一种可检测辅助解锁控住装置驱动的安全开关，具有高效经济等特点。

其中一个具体目的是提供一种安全开关，其除了能够检测辅助解锁控制器的驱动外，还可以区分是由于访问装置的开启而导致机器或设备停止工作，还是由于所述控制器的驱动而导致其停止工作。

另一个目的是提供一种安全开关，其还能够检测解锁机构行程的开始和结束，以完全控制导致机器或设备停止工作的原因。

另一个目的是提供一种安全开关，其能够检测解锁机构的正确操作。

进一步的目的是提供一种安全开关，其能够检测辅助解锁控制器的驱动，具有节能效果。

这些目的以及在下文中更加明显的其它目的，是通过一种可检测解锁控制器驱动的安全开关实现的；根据权利要求1，所述开关包括：开关装置，用于与所要监督的访问装置固定部分相关联，包括用于限定纵轴的壳体，以及开关器件，用于与一个或多个控制电路和/或服务电路连接以对其进行控制；操作装置，用于与所述访问装置可移动部分相关联，用于当开启/关闭所述访问装置以开启/关闭一个或多个所述电路时与所述开关器件进行交互；解锁机构，容纳于所述壳体中，包括解锁销，用于在所述访问装置的锁定位置到解锁位置以最大预定行程距离纵向平移，以操纵所述开关器件的开口；检测装置，用于检测所述解锁销的行程，包括至少一个第一检测器，用于检测所述解锁销行程的开始；至少一个辅助解锁控制器，用于与所述解锁机构以可操作方式连接，便于从访问装置解锁的静止位置移动到操作位置，且即使插入所述制动器装置也能推动所述解锁销的平移。

所述检测装置包括至少一个辅助检测器，用于检测所述至少一个辅助解锁控制器的致动。

通过这种方式，所述开关可以指示辅助控制器的驱动，因此可以区分机器停止工作是由于控制器的驱动，还是由于访问装置的开启。

优选地，所述检测装置包括至少一个第一检测器，用于检测所述解锁销行程的开始，以及一个第二检测器，用于检测所述解锁销行程的结束。

通过这种方式，可以确保解锁销至少完成其大部分行程，以确保所述开关的正确操作，并且如果解锁销没有完成全部行程则能够进行适当干预。

同时，可以区分所述解锁销的运动是由强烈振动或施加在开关上的压力所致，且其限制了其行程，还是由开启访问装置或是紧急按钮或其他具有完整销行程的解锁控制器的操作所致。合适地，所述检测装置为光学检测类型，如光电耦合器，光栅等，其可检测所述滑块和所述近似按钮结构的通道，或为磁检测器、电感检测器、电容检测器及类似检测器。

这将能够使用一种已经广泛应用于该类型开关的技术，因此这非常可靠、经济，并且不需要重新设计电子管理组件。

根据从属权利要求可得本发明较佳实施例。

附图说明

根据本发明所述安全开关优选但非排他性实施例的详细描述，本发明的其它特征和优点将更加明显，结合附图，所述安全开关以非限制性示例的方式进行说明，其中：

图1是本发明开关的第一立体分解图；

图2是图1所示开关的第二立体分解图；

图3是第一操作模式下电磁铁的动力图；

图4是第二操作模式下电磁铁的动力图；

图5是第一操作状态下解锁机构和检测装置的第一侧视图；

图6是第二操作状态下解锁机构和检测装置的第二侧视图；

图7是第三操作状态下解锁机构和检测装置的正视图；

图8是紧急按钮驱动次序下解锁机构和检测装置的透视图。

本发明最佳实施方式

结合附图，一种用于控制工业机器或设备访问装置的安全开关如图所示，其为优选而非唯一的，应用于屏障或可移动面板，以防止在操作时对机器或工业设备进行不安全访问。

在已知的方式中，所述开关设计用于在其访问时进行保护，以在请求打开这种访问装置的情况下立即或延时中断机器或设备。

所述访问装置的开口可以是任何类型，可为摆动式或滑动式，并仍可配备有右开口或左开口，没有任何特定限制。

在如图所示配置中，所述开关为电子驱动型，即它在开关器件和操作装置之间具有远程通信系统，如下文所述。

然而，根据未图示出且可替换的实施例，所述开关还可配备有带按键制动器的机械或机电制动装置。

如图1和2所示，整体用1表示的所述开关包括开关装置2和操作装置3，所述开关装置2用于固定到所要控制访问装置的固定部分，所述操作装置3用于固定到所述访问装置的可移动部分。

所述开关装置2和所述操作装置3到各个接入部分的锚定装置为已知类型，且不是本发明的一部分，因此下文中不会再对其进行更详细描述。

所述开关装置2包括限定纵轴L的壳体4和位于所述开关器件5内部的外壳，所述开关器件5用于以可操作方式连接到一个或多个电气和/或电子电路，用于为主电路和/或服务和应急电路进行供电和/或控制。

所述开关器件5可以从本领域常用的开关器件中进行选择，也可以根据开关功能而变化，没有任何特定限制。

用于连接所述开关器件5的装置将从这类产品的典型中进行选择，并且下面也不会再对其进行详细描述。

在所述壳体4的内部还设置有致动器装置6，在打开/关闭所述访问装置时，其与开关装置进行交互，用于在开关装置2和操作装置3之间进行交互之后打开/关闭机器或设备的一个或多个电路，已知技术在此情况下也是如此。

所述操作装置3设计用于在打开或关闭所述访问装置之后通过致动装置6与开关器件5进行交互，以打开或关闭这种安全开关典型模式中的一个或多个电路。

图中所示的开关1是电子驱动型的，即当操作装置3与开关装置2相距为预定最小距离时，操作装置3和开关器件5之间的交互将由操作装置3传递给开关器件5，其通过电子信号进行控制，这样能够安全关闭所述访问装置，正如在前述的WO2015083143中所公开的。

具体地，所述开关装置2容纳有接收器7，如RFID天线，其插入到壳体4内部适当设置的托座中，并设计用于接收遥控信号，即一种当可移动操作设备3处于开关装置2检测到的最小距离时，可移动操作设备3依次容纳不可见的发送器或应答器发送的存在信号。

具体地，所述应答器设有有标签，该标签具有必须由接收器7识别的识别码，以使机器或设备启动。

所述识别代码可以是唯一的或通用的，具体取决于意向的高或低编码级别。

所述开关1还设置有定心装置8，用于使用期间在部件之间精确对准丢失的情况下，至少能够对接收器7与发射器或应答器之间的校准进行部分恢复。

所述定心装置8包括从操作装置3横向突出的定心销9，和形成在壳体4前面的定心孔10，所述定心孔用于在访问装置关闭时接收所述定心销9。

在所述定心孔10的内部还可设有保持机构，其未在图中示出，该保持机构用于接合定心销9的相应凹槽11，并防止其由于访问装置上的振动或意外冲击而脱离，从而造成不必要的开口。

在如图所示配置中，所述壳体4是整体式壳体，其可能但并非必须设置有用于进入其内部的可移除盖12。

然而，根据未图示出的变体，所述壳体4也可以是模块化的，如具有盖部，该盖部以可移除和/或可旋转的方式锚定到壳体，并且容纳有所述接收器7和定心孔10，如WO2015083143中所描述的。

所述定心销9设计用于插入定心孔10中，以与连接到开关器件5的解锁机构13进行交互，并具有可移动的解锁销14，其用于在访问装置的开口处纵向平移，并在所述访问装置中从锁定位置到解锁位置处于最大预定行程，以致所述开关器件5开启。

所述解锁销14与下滑块15相关联并且具有成形的上端部16，该上端部16在锁定位置突出到定心孔10内以接合定心销9的凹槽11，并且锁定所述定位销9用于机械干涉。

应当理解，所述解锁销14的运动不一定是简单的平移，也可以是复合运动，如旋转平移运动。所述壳体4还容纳有检测装置17，可用于检测所述解锁销14的行程，其能够检测所述解锁销14的行程的开始和结束。

具体地，所述检测装置17包括至少一个第一检测器18，用于检测所述解锁销14行程的开始，以及至少一个第二检测器19，用于检测其行程的结束。

所述第一检测器18和第二检测器19可以是任意类型的，优选为光学类型，如光电耦合器，光栅等，或磁检测器、电感检测器、电容检测器及类似检测器。

合适地，所述两个检测器18，19纵向偏移的距离小于所述解锁销14的最大行程距离，使得第二检测器19可以在所述解锁销14到达行程结束位置之前立即进行干预。

优选地，两个检测器18，19布置在所述解锁销14的相对侧。

所述下滑块15又与一对横向臂20，21成一体，所述横向臂也位于解锁销14的相对侧，并且与其相应的检测器18，19纵向对齐，以在所述解锁销14平移时与其进行交互。

具体地，所述横向臂20，21的尺寸设计为在没有干涉的情况下可穿过其相对应的检测器18，19。

所述开关装置2还包括逻辑控制单元22，该逻辑控制单元除了控制开关器件5之外，还将用于管理与操作装置3间的通信并发送信号。

此外，所述逻辑控制单元22还将由与操作装置3间的交互而移动所述解锁机构13。

具体地，在如图所示配置中，所述解锁机构13包括电磁体23，其在所述访问装置打开之后或者当接收到紧急控制信号时，由逻辑单元22供电，以推动所述滑块15向下运动。

图3显示了所述逻辑单元22的第一操作模式，基本上类似于现有技术的开关中已存在的操作模式。

根据第一操作模式，所述逻辑单元22在接收器7和发射器之间的通信中断并检测到访问装置开启之后，将会开始以能量脉冲的形式给电磁铁供电，以致所述滑块15下降，因此解锁销14与其成为一体。

在所述解锁销14的解锁行程期间，以及在所述解锁销14保持在行程结束位置期间，将维持所述能量脉冲。

图4显示了与前一种不同的新颖且特别有利的可替代操作模式，因为所述逻辑控制单元22在接收到来自所述第二检测器19的信号之后，其表明所述解锁销14处于行程结束位置，将以具有恒定最小值的能量为所述电磁铁23供电。

在示例中，最小电源值对应于脉冲峰值的30％。

图5至图7更清楚显示了所述检测装置17的操作。

具体地，从图5中可以看出，在与所述解锁销14成一体的滑块15行程开始时，两个横向臂20其中之一将在预定的最小预定初始行程之后通过第一检测器18。

在所示的位置上，所述第一检测器18仍然没有检测到任何东西，而当所述臂20在所述第一检测器18内基本完成其操作时才将可检测到。

第二臂21不与所述第二检测器19进行交互，如图5中右图所示。合适地，所述逻辑单元22设计用于在仅由所述第一检测器18开始检测之后才开启所述开关器件5。

随后，从图6可以看出，在另外行程后，所述第二臂21还会拦截所述第二检测器19，所述第二检测器产生关于此事状况的信息，该信息可提供视觉信号的传递，如直接亮起在壳体4上或在中央单元或外部控制面板上的控制灯。

最后，图7显示所述滑块15已到达行程结束时的状态。

根据上文描述的优选但非唯一的实施例，所述开关装置2还包括安装在壳体4顶部的辅助模块24，可能以可拆卸和/或角度可调的方式安装，并且设有一个或多个辅助解锁控制器，其以可操作方式连接到所述解锁机构13，用于即使在操作设备3插入并且所述访问装置关闭时也能迫使所述解锁销14朝解锁位置滑动。

在所示实施例中，存在两个不同的辅助控制器，由紧急按钮25和按键选择器26表示，可以以已知方式彼此独立地对其进行手动操作。

如图8中更清楚显示的，所述辅助控制器(25，26)通过刚性结构(27)以可操作方式连接到所述解锁销(14)，该刚性结构在所述辅助控制器(25，26)操作及其从所述静止位置移动到所述操作位置的通道时可纵向移动，此时所述解锁销14滑动且所述开关器件5开启。所述可移动结构27上端包括第一倾斜平面装置28，其与第二倾斜平面装置29进行交互，所述第二倾斜平面装置具有与所述紧急按钮25或所述选择器26为互补的形状，以便所述紧急按钮25的横向位移或所述选择器26的旋转可与所述结构27的纵向平移相对应。所述可移动结构包括一对第二纵向臂30，当所述解锁销14处于其起始位置时，其下端将抵靠所述滑块15的臂20，21。

通过这种方式，所述辅助控制器25，26的驱动将带动所述解锁销14相应向下运动，以及随后电源电路的开启。

进一步地，所述检测装置17包括第三检测器31，所述第三检测器在解锁阶段相对于所述解锁销14的滑动方向位于前两个检测器18，19的上游，以检测可移动结构27的行程。

具体地，所述纵向臂30中的二者或之一包括突出部32，其用于在所述结构27处于向下行程时，对所述第三检测器31进行拦截。

由所述第三检测器31进行的检测能够将合适的信号发送到所述逻辑单元22，以通知所述开关1的解锁是由所述辅助控制器25，26的驱动引起的，而不是由所述访问装置的开启或其他原因引起的。

从上文可明显看出，本发明的开关实现了预期的目的，具体地，其通过辅助控制器来对解锁进行检测。根据本发明的开关所作出的多种修改和变化是显而易见的，所有这些修改和变化都在本发明所附权利要求中表达的发明构思范围内。在不脱离本发明保护范围的情况下，所有细节都可以由其他技术等效代替，且材料可根据不同需求而异。

虽然已结合附图对所述开关进行描述，但是在本发明说明书和权利要求中使用的附图标记只用于改进本发明，并不对本发明保护范围做出任何限制。

Claims (10)

1.一种可检测辅助解锁控制器驱动的安全开关，用于监督机器或工业设备的安全访问，包括：

开关装置(2)，用于与所要监督的访问装置固定部分相关联，包括用于限定纵(X)轴的壳体(4)，以及开关器件(5)，用于与一个或多个控制电路和/或服务电路连接以对其进行控制；

操作装置(3)，用于与所述访问装置可移动部分相关联，用于当开启/关闭所述访问装置以开启/关闭一个或多个所述电路时与所述开关器件(5)进行交互；

解锁机构(13)，容纳于所述壳体(4)中，包括解锁销(14)，用于在所述访问装置的锁定位置到解锁位置以最大预定行程距离纵向平移，以操纵所述开关器件(5)的开口；

检测装置(17)，用于检测所述解锁销(14)的行程，包括至少一个第一检测器(18)，用于检测所述解锁销(14)行程的开始；

至少一个辅助解锁控制器(25，26)，用于与所述解锁机构以可操作方式连接，便于从访问装置解锁的静止位置移动到操作位置，且即使插入所述制动器装置(3)也能推动所述解锁销(14)的平移；

其特征在于：所述检测装置(17)包括至少一个辅助检测器(31)，用于检测所述至少一个辅助解锁控制器(25，26)的致动。

2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于：所述检测装置(17)包括至少一个第二检测器(19)，用于检测所述解锁销(14)行程的结束。

3.根据权利要求1或2所述的开关，其特征在于：在所述访问装置的解锁行程中，所述辅助检测器(31)相对于所述解锁销(14)的平移方向位于所述第一检测器(18)和/或所述第二检测器(19)的上游。

4.根据前述任一权利要求所述的开关，其特征在于：所述至少一个辅助解锁控制器(25，26)通过刚性结构(27)以可操作方式连接到所述解锁销(14)，该刚性结构在所述辅助控制器(25，26)操作及其从所述静止位置移动到所述操作位置的通道时可纵向移动。

5.根据前述任一权利要求所述的开关，其特征在于：所述解锁销(14)包括下滑块(15)，其与一个或一对横臂(20，21)成一体，所述横臂用于与其各自检测器(18，19)进行交互。

6.根据权利要求5所述的开关，其特征在于：所述可移动结构(27)包括一个或多个纵臂(30)，当所述解锁销处于所述锁定位置时，所述纵臂与所述解锁销(14)相对应的横臂(21，22)邻接，通过所述辅助控制器(25，26)的操作，以几乎同时的方式推动其向所述解锁位置平移。

7.根据前述任一权利要求所述的开关，其特征在于：所述检测装置(17)为光学检测类型，如光电耦合器，光栅等，或磁检测器、电感检测器、电容检测器及类似检测器。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的开关，其特征在于：所述第一检测器(18)和所述第二检测器(19)纵向偏移的距离小于所述解锁销(14)的最大行程距离。

9.根据前述任一权利要求所述的开关，其特征在于：所述开关装置(2)包括逻辑控制单元(22)，用于在与所述操作装置(3)进行交互之后对所述开关器件(5)和所述解锁机构(13)进行操作。

10.根据权利要求9所述的开关，其特征在于：所述解锁机构(13)包括由所述逻辑单元(22)供电的电磁铁(23)，以推动所述解锁销(14)的平移，所述逻辑单元(22)用于在所述解锁销(14)平移期间利用能量脉冲为所述电磁铁(23)供电，所述能量脉冲具有最小值和最大值，且当所述解锁销(14)处于所述解锁位置时，所述能量脉冲处于恒定能量最小值。