CN113066678B - 基于齿轮盘实现模式切换的安全开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，包括固定基座及上盖，所述上盖与所述固定基座配合。所述基于齿轮盘实现模式切换的安全开关还包括：驱动机构、传动机构、作用机构及模式切换机构。所述固定基座开设有收容腔，所述传动机构包括：齿轮盘、传动轴及传动转筒。所述驱动机构包括：驱动块、按压杆、第一复位弹簧、防逆阻挡组件、棘齿条及第二复位弹簧。所述作用机构包括：连接滚轮、杆式触头及第三复位弹簧。本发明公开的基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，可以在简便模式及安全模式之间进行切换使用以适应操作简便或安全性高的需求，使用灵活，适应性好。

Description

基于齿轮盘实现模式切换的安全开关

技术领域

本发明涉及安全开关技术领域，特别是涉及一种基于齿轮盘实现模式切换的安全开关。

背景技术

工业生产技术领域，在某些应用场合容易出现生产加工设备将工人误伤的情况。上述的误伤情况主要是由于生产加工设备误启动引起的。即，在生产加工设备本应处于断电停运状态(此时通常由工人对生产加工设备进行检修、维护等)，其通断电开关却被其他工人或是物件误触碰，而使得通断电开关被按下而突然启动运行，进而使正在给生产加工进行检修、维护的工人受伤。

而且，若生产加工设备的运行过程中，突然被误触碰而断电停运，一方面容易产生不良品，另一方面生产加工设备断电后重新上电运行，可能还需要重新调整参数配置等，严重影响生产效率。另外，生产加工设备突然断电，也可能引起安全问题而导致事故的发生。现有技术存在安全性高的安全开关，但现有的安全性高的安全开关操作复杂，不适用于需要操作简便的场合。操作简便的安全开关又不能适用于安全性要求高的场合。

在生产加工设备的应用中，有些应用场合需要安全开关操作简便，而有些应用场合则容易出现误启动因而对安全开关的安全性有较高的要求。现有的安全开关则不能根据不同的应用需求进行相应的调整，适应性差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，可以在简便模式及安全模式之间进行切换使用以适应操作简便或安全性高的需求，使用灵活，适应性好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，包括固定基座及上盖，所述上盖与所述固定基座配合；所述基于齿轮盘实现模式切换的安全开关还包括：驱动机构、传动机构、作用机构及模式切换机构；

所述固定基座开设有收容腔，所述传动机构包括：齿轮盘、传动轴及传动转筒，所述传动转筒通过所述传动轴与所述齿轮盘连接；所述齿轮盘及所述传动转筒收容于所述收容腔，所述传动轴与所述上盖转动连接；

所述驱动机构包括：驱动块、按压杆、第一复位弹簧及防逆阻挡组件，所述驱动块与所述按压杆连接，所述第一复位弹簧套接于所述按压杆，所述防逆阻挡组件与所述齿轮盘抵持或分离；

所述驱动机构还包括棘齿条及第二复位弹簧，所述驱动块开设有第一避让槽；所述棘齿条通过所述第二复位弹簧与所述第一避让槽的槽底连接；所述固定基座还开设有与所述收容腔连通的驱动通道，所述驱动块沿所述驱动通道往复移动，以使得所述棘齿条与所述齿轮盘啮合或分离；

所述作用机构包括：连接滚轮、杆式触头及第三复位弹簧，所述连接滚轮与所述杆式触头的一端转动连接，所述第三复位弹簧套设于所述杆式触头；所述传动转筒具有阶梯底面，所述阶梯底面压持于所述连接滚轮；所述杆式触头的另一端从所述收容腔伸出；所述阶梯底面具有依次首尾相接的通电第一行走面、通电第二行走面、断电第一行走面、断电第二行走面。

在其中一个实施例中，所述防逆阻挡组件包括防逆卡块及防逆弹簧，所述固定基座还开设有防逆避让槽，所述防逆卡块通过所述防逆弹簧与所述防逆避让槽的槽底连接；所述防逆卡块设置有倾斜引导面，所述倾斜引导面与所述齿轮盘抵持或分离。

在其中一个实施例中，所述模式切换机构包括：模式切换座体、模式切换杆、模式稳定块及弹性连接件；所述模式稳定块通过所述弹性连接件与所述模式切换杆连接；所述模式切换杆活动设置于所述模式切换座体，并与所述驱动块抵持或分离；所述模式切换座体开设有安全稳定槽及简便稳定槽，所述模式稳定块与所述安全稳定槽或所述简便稳定槽卡接。

在其中一个实施例中，所述杆式触头的一端设置有U型架，所述连接滚轮转动设于所述U型架。

在其中一个实施例中，所述第二复位弹簧的数量为多个。

在其中一个实施例中，所述第二复位弹簧的数量为两个。

本发明提供的基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，可以在简便模式及安全模式之间进行切换使用以适应操作简便或安全性高的需求，使用灵活，适应性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的基于齿轮盘实现模式切换的安全开关的结构示意图；

图2为图1所示的安全开关移除上盖后的结构示意图；

图3为图2所示的安全开关在按压按压杆时的状态示意图；

图4为图2所示的安全开关在按压杆复位时的状态示意图；

图5为图2所示的安全开关在安全模式下的剖面图；

图6为传动转筒在展开状态下的示意图；

图7为图1所示的安全开关在安全模式下的局部剖视图；

图8为图1所示的安全开关在简便模式下的局部剖视图；

图9为图7在A处的局部放大图；

图10为图8在B处的局部放大图；

图11为本发明的安全开关在安全模式下一个通断电循环的状态变化示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本发明公开一种基于齿轮盘实现模式切换的安全开关10，包括固定基座20及上盖30，上盖30与固定基座20配合。基于齿轮盘实现模式切换的安全开关10还包括：驱动机构40、传动机构50、作用机构60(如图5所示)及模式切换机构70。固定基座20开设有收容腔80。

如图5所示，传动机构50包括：齿轮盘510、传动轴520及传动转筒530，传动转筒530通过传动轴520与齿轮盘510连接。齿轮盘510及传动转筒530收容于收容腔80，传动轴520与上盖30(如图1所示)转动连接。

如图3及图4所示，驱动机构40包括：驱动块410、按压杆420、第一复位弹簧430及防逆阻挡组件440，驱动块410与按压杆420连接，第一复位弹簧430套接于按压杆420，防逆阻挡组件440与齿轮盘510抵持或分离。驱动机构40还包括棘齿条450及第二复位弹簧460，驱动块410开设有第一避让槽411。棘齿条450通过第二复位弹簧460与第一避让槽411的槽底连接。固定基座20还开设有与收容腔80连通的驱动通道90，驱动块410沿驱动通道90往复移动，以使得棘齿条450与齿轮盘510啮合或分离。作为优选的实施方式，第二复位弹簧460的数量为多个。在本实施例中，第二复位弹簧460的数量为两个。

如图5所示，作用机构60包括：连接滚轮610、杆式触头620及第三复位弹簧630，连接滚轮610与杆式触头620的一端转动连接，第三复位弹簧630套设于杆式触头620。传动转筒530具有阶梯底面540，阶梯底面540压持于连接滚轮610。杆式触头620的另一端从收容腔80伸出。在本实施例中，杆式触头620的一端设置有U型架621，连接滚轮610转动设于U型架621。如图6所示，阶梯底面540具有依次首尾相接的通电第一行走面541、通电第二行走面542、断电第一行走面543、断电第二行走面544。

如图3及图4所示，具体的，防逆阻挡组件440包括防逆卡块441及防逆弹簧442，固定基座20还开设有防逆避让槽100，防逆卡块441通过防逆弹簧442与防逆避让槽100的槽底连接。防逆卡块441设置有倾斜引导面443，倾斜引导面443与齿轮盘510抵持或分离。

如图9及图10所示，具体的，模式切换机构70包括：模式切换座体710、模式切换杆720、模式稳定块730及弹性连接件740。模式稳定块730通过弹性连接件740与模式切换杆720连接。模式切换杆720活动设置于模式切换座体710，并与驱动块410抵持或分离。模式切换座体710开设有安全稳定槽711及简便稳定槽712，模式稳定块730与安全稳定槽711或简便稳定槽712卡接。

下面对基于齿轮盘实现模式切换的安全开关10的工作原理进行说明(请一并参阅图1至图11)：

需要说明的是，本发明提供的安全开关10应用于生产加工设备，且安全开关10应用于生产加工设备时与按压式导电开关配合使用；即，通过安全开关10对按压式导电开关按压与否来实现按压式导电开关的导通或断开，由此来实现生产加工设备的通电或断电；

需要说明的是，以下过程是以断电状态为初始状态且以一个通断电的循环为例进行说明的；

在安全模式下

模式稳定块730与安全稳定槽711卡接；此时模式切换杆720向靠近驱动通道90的方向下移并延伸至驱动通道90中；

当需要给生产加工设备通电时，第一次按压按压杆420，按压杆420带动驱动块410向深入驱动通道90的方向滑动；在此过程中，棘齿条450逐渐靠近齿轮盘510并带动齿轮盘510顺时针转动；当按压杆420按压到底(即驱动块410与模式切换杆720抵持)时，齿轮盘510刚好转动90度；此时松开按压杆420，按压杆420在第一复位弹簧430的弹性回复力作用下向凸出于驱动通道90的方向复位；在按压杆420复位的过程中，齿轮盘510在防逆阻挡组件440的作用下保持静止；与此同时，由于棘齿条450通过第二复位弹簧460与第一避让槽411的槽底连接，故棘齿条450跟随按压杆420向凸出于驱动通道90的方向复位的过程中，棘齿条450顺利与齿轮盘510分离；

在齿轮盘510顺时针转动的过程中，齿轮盘510不断压持于防逆卡块441的倾斜引导面443，使得防逆卡块441在缩回防逆避让槽100和伸出防逆避让槽100之间反复切换，由此为齿轮盘510的顺时针转动实现避让；在按压杆420带动棘齿条450复位时，防逆卡块441在防逆弹簧442的弹性回复力作用下牢牢抵持于齿轮盘510，从而防止齿轮盘510跟随按压杆420及直齿条反向复位；简而言之，齿轮盘510在驱动机构40的驱动下，只能沿顺时针方向转动，而不会沿逆时针方向转动，这样就确保对安全开关10的按压操作是单向循环控制的，从而提高安全开关10的稳定性及安全性；

在齿轮盘510转动90度的过程中，通过传动轴520带动传动转筒530一同转动，从而使得齿轮盘510也刚好转动90度；由于阶梯底面540保持压持于连接滚轮610，故在此过程中，连接滚轮610行走于通电第一行走面541并使杆式触头620逐渐伸出于收容腔80(即向按压式导电开关靠近)；但此过程中，生产加工设备仍处于断电状态，也就是说，即使安全开关10在初始的断电状态下，被误触了一下，也不能使生产加工设备通电运行；这样就起到防误触作用，避免误触导致生产加工设备误通电运行而产生安全事故；

第二次按压按压杆420，按压杆420再次带动驱动块410向深入驱动通道90的方向滑动并再次带动传动转筒530顺时针转动90度；需要说明的是，第二次按压按压杆420时，驱动传动转筒530再次转动90度的原理与第一次按压按压杆420时驱动传动转筒530转动90度的原理相同，此处不再赘述；但，在此过程中，连接滚轮610行走于通电第二行走面542并使杆式触头620进一步伸出于收容腔80；从而最终接通按压式导电开关，使生产加工设备切换至通电状态；

当需要给生产加工设备断电时，第三次按压按压杆420，按压杆420再次带动驱动块410向深入驱动通道90的方向滑动并再次带动传动转筒530顺时针转动90度；需要说明的是，第三次按压按压杆420时，驱动传动转筒530再次转动90度的原理与第一次按压按压杆420时驱动传动转筒530转动90度的原理相同，此处不再赘述；但，在此过程中，连接滚轮610行走于断电第一行走面543，杆式触头620保持静止状态，按压式导电开关也保持接通状态，即生产加工设备仍然保持通电状态；也就是说，即使安全开关10在通电状态下，被误触了一下，也不能使生产加工设备断电；这样就起到防误触作用，避免误触导致生产加工设备误断电而影响生产及产生安全事故；

第四次按压按压杆420，按压杆420再次带动驱动块410向深入驱动通道90的方向滑动并再次带动传动转筒530顺时针转动90度；需要说明的是，第四次按压按压杆420时，驱动传动转筒530再次转动90度的原理与第一次按压按压杆420时驱动传动转筒530转动90度的原理相同，此处不再赘述；但，在此过程中，连接滚轮610行走于断电第二行走面544并使杆式触头620向收容腔80回缩，从而最终使按压式导电开关断开，进而使生产加工设备切换至断电状态；同时，安全开关10也复位至初始断电状态并等待下一个通断电循环；

简而言之，本发明提供的安全开关10在安全模式下，需要连续按压两次，才能实现通电与断电之间的状态切换；有效避免误触碰而引起的误通电或误断电；为生产作业人员提供有效的人身安全保障，防止安全事故的发生；同时提高企业的生产效率及产品的良品率；

此外，通过连接滚轮610与阶梯底面540抵持，使得连接滚轮610更加顺畅地行走于阶梯底面540，进而使每一次对按压杆420的按压保持顺畅无阻，进一步提高系统的稳定性；

当需要将安全开关10从安全模式切换至简便模式时，首先按压模式稳定块730，使模式稳定块730从安全稳定槽711脱离；然后向上提起模式切换杆720，使模式切换杆720向远离驱动通道90的方向上移并最终从驱动通道90脱离；在上提模式切换杆720后，模式稳定块730与简便稳定槽712卡接，使安全开关10进入简便模式；在此需要说明的是，弹性连接件740与模式稳定块730、安全稳定槽711及简便稳定槽712的配合，一方面确保模式稳定块730在安全稳定槽711及简便稳定槽712之间顺利切换；另一方面确保模式稳定块730稳定地与安全稳定槽711或简便稳定槽712卡接，进而确保安全开关10在不同模式下均保持非常高的稳定性，由此提高安全开关10的系统稳定性；

在简便模式下

当需要给生产加工设备通电时，第一次按压按压杆420，按压杆420带动驱动块410向深入驱动通道90的方向滑动；在此过程中，棘齿条450逐渐靠近齿轮盘510并带动齿轮盘510顺时针转动；当按压杆420按压到底(即驱动块410滑动至驱动通道90的底部)时，齿轮盘510刚好转动180度；在按压按压杆420的过程中，驱动块410与模式切换杆720始终保持分离，模式切换杆720不对驱动块410形成阻挡；

当按压杆420按压到底后，即松开按压杆420，按压杆420在第一复位弹簧430的弹性回复力作用下向凸出于驱动通道90的方向复位；按压杆420在简便模式下的复位原理与在安全模式下的复位原理相同，此处不再赘述；

在齿轮盘510转动180度的过程中，通过传动轴520带动传动转筒530一同转动，从而使得齿轮盘510也刚好转动180度；由于阶梯底面540保持压持于连接滚轮610，故在此过程中，连接滚轮610依次行走于通电第一行走面541、通电第二行走面542，并使杆式触头620逐渐伸出于收容腔80从而最终接通按压式导电开关，使生产加工设备切换至通电状态；

当需要给生产加工设备断电时，第二次按压按压杆420，按压杆420再次带动驱动块410向深入驱动通道90的方向滑动并再次带动传动转筒530顺时针转动180度；需要说明的是，第二次按压按压杆420时，驱动传动转筒530再次转动180度的原理与第一次按压按压杆420时驱动传动转筒530转动180度的原理相同，此处不再赘述；但，在此过程中，连接滚轮610依次行走于断电第一行走面543、断电第二行走面544并最终使杆式触头620向收容腔80回缩，从而最终使按压式导电开关断开，进而使生产加工设备切换至断电状态；同时，安全开关10也复位至初始断电状态并等待下一个通断电循环；

简而言之，本发明提供的安全开关10在简便模式下，仅需按压一次，就能实现通电与断电之间的状态切换，操作非常简便；在简便模式下的安全开关10适用于需要操作简便且不容易出现开关误触的场合；

当需要将安全开关10切换至安全模式时，首先按压模式稳定块730，使模式稳定块730从简便稳定槽712脱离；然后向下按压模式切换杆720，使模式切换杆720向靠近驱动通道90的方向下移并最终延伸至驱动通道90；在下压模式切换杆720后，模式稳定块730与安全稳定槽711卡接；

本发明的安全开关10，可以根据其应用的场合的不同需求，在安全模式和简便模式之间进行灵活切换，适应性好，灵活性高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，包括固定基座及上盖，所述上盖与所述固定基座配合；所述基于齿轮盘实现模式切换的安全开关还包括：驱动机构、传动机构、作用机构及模式切换机构；

所述固定基座开设有收容腔，所述传动机构包括：齿轮盘、传动轴及传动转筒，所述传动转筒通过所述传动轴与所述齿轮盘连接；所述齿轮盘及所述传动转筒收容于所述收容腔，所述传动轴与所述上盖转动连接；

所述驱动机构包括：驱动块、按压杆、第一复位弹簧及防逆阻挡组件，所述驱动块与所述按压杆连接，所述第一复位弹簧套接于所述按压杆，所述阻挡组件与所述齿轮盘抵持或分离；

所述驱动机构还包括棘齿条及第二复位弹簧，所述驱动块开设有第一避让槽；所述棘齿条通过所述第二复位弹簧与所述第一避让槽的槽底连接；所述固定基座还开设有与所述收容腔连通的驱动通道，所述驱动块沿所述驱动通道往复移动，以使得所述棘齿条与所述齿轮盘啮合或分离；

所述作用机构包括：连接滚轮、杆式触头及第三复位弹簧，所述连接滚轮与所述杆式触头的一端转动连接，所述第三复位弹簧套设于所述杆式触头；所述传动转筒具有阶梯底面，所述阶梯底面压持于所述连接滚轮；所述杆式触头的另一端从所述收容腔伸出；所述阶梯底面具有依次首尾相接的通电第一行走面、通电第二行走面、断电第一行走面、断电第二行走面；

所述模式切换机构包括：模式切换座体、模式切换杆、模式稳定块及弹性连接件；所述模式稳定块通过所述弹性连接件与所述模式切换杆连接；所述模式切换杆活动设置于所述模式切换座体，并与所述驱动块抵持或分离；所述模式切换座体开设有安全稳定槽及简便稳定槽，所述模式稳定块与所述安全稳定槽或所述简便稳定槽卡接。

2.根据权利要求1所述的基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述防逆阻挡组件包括防逆卡块及防逆弹簧，所述固定基座还开设有防逆避让槽，所述防逆卡块通过所述防逆弹簧与所述防逆避让槽的槽底连接；所述防逆卡块设置有倾斜引导面，所述倾斜引导面与所述齿轮盘抵持或分离。

3.根据权利要求1所述的基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述杆式触头的一端设置有U型架，所述连接滚轮转动设于所述U型架。

4.根据权利要求1所述的基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述第二复位弹簧的数量为多个。

5.根据权利要求4所述的基于齿轮盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述第二复位弹簧的数量为两个。

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