CN113096994A - 基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，包括：基座、驱动机构、传动机构、行程放大机构及作用机构；所述基座开设有收容腔，所述驱动机构、所述传动机构、所述行程放大机构及所述作用机构均收容于所述收容腔；所述驱动机构与所述传动机构驱动连接，所述传动机构通过所述行程放大机构与所述作用机构驱动连接。本发明公开的一种基于双棘齿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

基于双棘齿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双棘齿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，提供一种基于双棘齿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：

一种基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，包括：基座、驱动机构、传动机构、行程放大机构及作用机构；所述基座开设有收容腔，所述驱动机构、所述传动机构、所述行程放大机构及所述作用机构均收容于所述收容腔；所述驱动机构与所述传动机构驱动连接，所述传动机构通过所述行程放大机构与所述作用机构驱动连接；

所述传动机构包括行程限位组件，所述行程限位组件包括行程限位件及行程稳定夹片组；所述行程限位件具有八边形限位部及四边形限位部，所述行程稳定夹片组夹持于所述八边形限位部或所述四边形限位部；

所述传动机构还包括：第一棘齿盘、第二棘齿盘、传动连杆及模式切换杆，所述第一棘齿盘、所述行程限位件及所述第二棘齿盘依次套接于所述传动连杆连接；所述第一棘齿盘具有四个等间距设置的第一棘齿，所述第二棘齿盘具有八个等间距设置的第二棘齿；所述模式切换杆通过轴承转动套接于所述传动连杆；

所述行程放大机构包括相互啮合的大锥轮及小锥轮，所述大锥轮滑动套接所述传动连杆；

所述作用机构包括：支撑连杆、传动转筒、连接滚轮、杆式触头及第一复位弹簧；所述传动转筒与所述支撑连杆连接，所述支撑连杆转动设置在所述收容腔中，且所述支撑连杆还与所述小锥轮连接；所述连接滚轮与所述杆式触头的一端转动连接，所述第一复位弹簧套设于所述杆式触头，所述杆式触头的另一端从所述收容腔伸出；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，所述基座还开设有与所述收容腔连通的驱动通道，所述驱动机构沿所述驱动通道滑动设置；所述驱动机构包括：按压杆、第二复位弹簧、驱动块及限位弹片，所述第二复位弹簧套接于所述按压杆以使得所述按压杆具有凸出于所述驱动通道的趋势；所述驱动块与所述按压杆转动连接，所述限位弹片与所述按压杆连接；且所述限位弹片与所述驱动块抵持，从而使得所述驱动块具有向所述第一棘齿盘或所述第二棘齿盘靠近的趋势；所述驱动块与所述第一棘齿抵持或分离，或所述驱动块与所述第二棘齿抵持或分离。

在其中一个实施例中，所述行程稳定夹片组固定在所述基座上，且所述行程稳定夹片组包括两片相对设置的夹持弹片。

在其中一个实施例中，所述行程限位件还设置有四个以所述行程限位件的中心轴为中心呈环形阵列分布的倾斜引导面。

在其中一个实施例中，所述传动连杆的外壁设置有凸棱，所述大锥轮、所述第一棘齿盘、所述第二棘齿盘、所述行程限位件均开设有与所述凸棱配合的凹槽。

在其中一个实施例中，所述基座还开设有于所述收容腔连通的模式调节避让槽，所述模式切换杆从所述模式调节避让槽伸出所述基座。

本发明公开的基于双棘齿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为本发明的基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关的结构示意图；

图2为图1所示的安全开关的局部剖视图；

图3为图2所示的安全开关的进一步剖视图；

图4为图3所示的安全开关的另一视角示意图；

图5为图3所示的安全开关移除基座后的结构示意图；

图6为图5所示的安全开关的局部结构示意图；

图7为图5所示的安全开关移除模式切换杆后的分解图；

图8为小锥轮与作用机构的配合示意图；

图9为传动转筒在展开状态的示意图；

图10为本发明的安全开关在安全模式下的局部结构示意图；

图11为本发明的安全开关在简便模式下的局部结构示意图；

图12为本发明的安全开关在安全模式下的状态变化示意图；

图13为本发明的安全开关在简便模式下的状态变化示意图。

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双棘齿盘实现模式切换的安全开关10，包括：基座20、驱动机构30、传动机构40、行程放大机构50及作用机构60。基座20开设有收容腔70，驱动机构30、传动机构40、行程放大机构50及作用机构60均收容于收容腔70。驱动机构30与传动机构40驱动连接，传动机构40通过行程放大机构50与作用机构60驱动连接。

如图3及图5所示，传动机构40包括行程限位组件410，行程限位组件410包括行程限位件411及行程稳定夹片组412。如图7所示，行程限位件411具有八边形限位部413及四边形限位部414，行程稳定夹片组412夹持于八边形限位部413或四边形限位部414。

如图6及图7所示，传动机构40还包括：第一棘齿盘420、第二棘齿盘430、传动连杆440及模式切换杆450，第一棘齿盘420、行程限位件411及第二棘齿盘430依次套接于传动连杆440连接。如图7所示，第一棘齿盘420具有四个等间距设置的第一棘齿421，第二棘齿盘430具有八个等间距设置的第二棘齿431。模式切换杆450通过轴承(图未示)转动套接于传动连杆440。

如图3及图4所示，行程放大机构50包括相互啮合的大锥轮510及小锥轮520，大锥轮510滑动套接传动连杆440。在本实施例中，大锥轮510的周长是小锥轮520的周长的2倍。

如图7所示，作用机构60包括：支撑连杆610、传动转筒620、连接滚轮630、杆式触头640及第一复位弹簧650。传动转筒620与支撑连杆610连接，支撑连杆610转动设置在收容腔70(如图4所示)中，且支撑连杆610还与小锥轮520连接。连接滚轮630与杆式触头640的一端转动连接，第一复位弹簧650套设于杆式触头640，杆式触头640的另一端从收容腔70伸出。如图8所示，传动转筒620具有阶梯底面660，阶梯底面660压持于连接滚轮630。如图9所示，阶梯底面660具有依次首尾相接的通电第一行走面661、通电第二行走面662、断电第一行走面663、断电第二行走面664。

如图2所示，基座20还开设有与收容腔70连通的驱动通道80，驱动机构30沿驱动通道80滑动设置。如图7所示，具体的，驱动机构30包括：按压杆310、第二复位弹簧320、驱动块330及限位弹片340，第二复位弹簧320套接于按压杆310以使得按压杆310具有凸出于驱动通道80的趋势。驱动块330与按压杆310转动连接，限位弹片340与按压杆310连接。且限位弹片340与驱动块330抵持，从而使得驱动块330具有向第一棘齿盘420或第二棘齿盘430靠近的趋势。驱动块330与第一棘齿421抵持或分离(如图11及图13所示)，或驱动块330与第二棘齿431抵持或分离(如图10及图12所示)。

如图5及图7所示，具体的，行程稳定夹片组412固定在基座20上，且行程稳定夹片组412包括两片相对设置的夹持弹片415。

如图7所示，具体的，行程限位件411还设置有四个以行程限位件411的中心轴为中心呈环形阵列分布的倾斜引导面416。倾斜引导面416的设置确保夹持弹片415顺畅地在夹持于八边形限位部413和夹持于四边形限位部414之间反复切换。

如图7所示，具体的，传动连杆440的外壁设置有凸棱441，大锥轮510、第一棘齿盘420、第二棘齿盘430、行程限位件411均开设有与凸棱441配合的凹槽442。

如图2所示，具体的，基座20还开设有于收容腔70连通的模式调节避让槽90，模式切换杆450从模式调节避让槽90伸出基座20。

下面对基于双棘齿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13)：

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

驱动机构30与第二棘齿盘430配合，即驱动块330与第二棘齿431抵持或分离；行程稳定夹片组412夹持于八边形限位部413；

当需要给生产加工设备通电时，第一次按压按压杆310，按压杆310带动驱动块330向深入驱动通道80的方向滑动；在此过程中，驱动块330抵持于第二棘齿431并驱动第二棘齿盘430转动一定角度a(a小于45度)；在第二棘齿盘430转动的过程中，第二棘齿盘430通过传动连杆440带动行程限位件411、第一棘齿盘420一同转动；在行程限位件411转动过程中，八边形限位部413逐渐将夹持弹片415撑开；当夹持弹片415被撑开至最大距离时(即两夹持弹片415在与行程限位件411夹持处的距离等于八边形限位部413外接圆直径时)，行程限位件411在夹持弹片415的夹持力作用下瞬间继续转动一角度b(a+b＝45度)；

可以理解为：行程限位件411转动45度包括两个过程：第一过程是由驱动块330驱动第二棘齿盘430转动从而间接驱动行程限位件411转动；第二过程是由夹持弹片415的夹持力直接驱动行程限位件411转动；当行程限位件411在夹持弹片415的夹持力作用下瞬间继续转动一角度b时，驱动件与第二棘齿盘430分离；当按压杆310按压到底后，松开按压杆310，按压杆310在第二复位弹簧320的弹性回复力作用下向凸出于驱动通道80的方向复位；也即，按压杆310每按压一次行程限位件411精确地转动45度，第一棘齿盘420及大锥轮510也精确地转动45度，小锥轮520及传动转筒620精确地转动90度；由于阶梯底面660保持压持于连接滚轮630，故在传动转筒620精确地转动90度的过程中，连接滚轮630行走于通电第一行走面661并使杆式触头640逐渐伸出于收容腔70(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；

大锥轮510与小锥轮520的配合且大锥轮510的周长是小锥轮520的周长的2倍，一方面实现竖直方向的转动转化成水平方向的转动，从而实现传动转筒620的转动；另一方面实现转动角度行程的两倍放大；

第二次按压按压杆310，从而再次驱动传动转筒620转动90度；需要说明的是，第二次按压按压杆310实现再次驱动传动转筒620转动90度的原理，与第一次按压按压杆310实现驱动传动转筒620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630行走于通电第二行走面662并使杆式触头640进一步伸出于收容腔70；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310，从而再次驱动传动转筒620转动90度；需要说明的是，第三次按压按压杆310实现再次驱动传动转筒620转动90度的原理，与第一次按压按压杆310实现驱动传动转筒620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630行走于断电第一行走面663，杆式触头640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310，从而再次驱动传动转筒620转动90度；需要说明的是，第四次按压按压杆310实现再次驱动传动转筒620转动90度的原理，与第一次按压按压杆310实现驱动传动转筒620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630行走于断电第二行走面664并使杆式触头640向收容腔70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630与阶梯底面660抵持，使得连接滚轮630更加顺畅地行走于阶梯底面660，进而使每一次对按压杆310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，向远离大锥轮510的方向水平拨动模式切换杆450；模式切换杆450通过传动连杆440带动第一棘齿盘420、行程限位件411及第二棘齿盘430一同往远离大锥轮510的方向平移，使安全开关10进入简便模式；但在此过程中，大锥轮510保持静止并始终与小锥轮520保持啮合；

在简便模式下

驱动机构30与第一棘齿盘420配合，即驱动块330与第一棘齿421抵持或分离；行程稳定夹片组412切换至夹持于四边形限位部414；

当需要给生产加工设备通电时，第一次按压按压杆310，按压杆310带动驱动块330向深入驱动通道80的方向滑动；在此过程中，驱动块330抵持于第一棘齿421并驱动第一棘齿盘420转动一定角度A(A小于90度)；在第一棘齿盘420转动的过程中，第一棘齿盘420通过传动连杆440带动行程限位件411、第二棘齿盘430一同转动；在行程限位件411转动过程中，四边形限位部414逐渐将夹持弹片415撑开；当夹持弹片415被撑开至最大距离时(即两夹持弹片415在与行程限位件411夹持处的距离等于四边形限位部414外接圆直径时)，行程限位件411在夹持弹片415的夹持力作用下瞬间继续转动一角度B(A+B＝90度)；

可以理解为：行程限位件411转动90度包括两个过程：第一过程是由驱动块330驱动第一棘齿盘420转动从而间接驱动行程限位件411转动；第二过程是由夹持弹片415的夹持力直接驱动行程限位件411转动；当行程限位件411在夹持弹片415的夹持力作用下瞬间继续转动一角度B时，驱动件与第一棘齿盘420分离；当按压杆310按压到底后，松开按压杆310，按压杆310在第二复位弹簧320的弹性回复力作用下向凸出于驱动通道80的方向复位；也即，按压杆310每按压一次行程限位件411精确地转动90度，第二棘齿盘430及大锥轮510也精确地转动90度，小锥轮520及传动转筒620精确地转动180度；由于阶梯底面660保持压持于连接滚轮630，故在传动转筒620精确地转动180度的过程中，连接滚轮630依次行走于通电第一行走面661、通电第二行走面662，并使杆式触头640逐渐伸出于收容腔70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310，从而再次驱动传动转筒620转动180度；需要说明的是，第二次按压按压杆310实现再次驱动传动转筒620转动180度的原理，与第一次按压按压杆310实现驱动传动转筒620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630依次行走于断电第一行走面663、断电第二行走面664并最终使杆式触头640向收容腔70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从简便模式切换至安全模式时，向靠近大锥轮510的方向水平拨动模式切换杆450；模式切换杆450通过传动连杆440带动第一棘齿盘420、行程限位件411及第二棘齿盘430一同往靠近大锥轮510的方向平移，使安全开关10进入安全模式；但在此过程中，大锥轮510保持静止并始终与小锥轮520保持啮合；

需要特别说明的是，两夹持弹片415与八边形限位部413、四边形限位部414的配合，一方面为行程限位件411的转动提供接续的动力；另一方面为行程限位件411的转动角度提供精确的限位，即确保行程限位件411在每次按压按压杆310时精确地转动45度或90度；

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 (6)

1.一种基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，包括：基座、驱动机构、传动机构、行程放大机构及作用机构；所述基座开设有收容腔，所述驱动机构、所述传动机构、所述行程放大机构及所述作用机构均收容于所述收容腔；所述驱动机构与所述传动机构驱动连接，所述传动机构通过所述行程放大机构与所述作用机构驱动连接；

所述传动机构包括行程限位组件，所述行程限位组件包括行程限位件及行程稳定夹片组；所述行程限位件具有八边形限位部及四边形限位部，所述行程夹片组夹持于所述八边形限位部或所述四边形限位部；

所述传动机构还包括：第一棘齿盘、第二棘齿盘、传动连杆及模式切换杆，所述第一棘齿盘、所述行程限位件及所述第二棘齿盘依次套接于所述传动连杆连接；所述第一棘齿盘具有四个等间距设置的第一棘齿，所述第二棘齿盘具有八个等间距设置的第二棘齿；所述模式切换杆通过轴承转动套接于所述传动连杆；

所述行程放大机构包括相互啮合的大锥轮及小锥轮，所述大锥轮滑动套接所述传动连杆；

所述作用机构包括：支撑连杆、传动转筒、连接滚轮、杆式触头及第一复位弹簧；所述传动转筒与所述支撑连杆连接，所述支撑连杆转动设置在所述收容腔中，且所述支撑连杆还与所述小锥轮连接；所述连接滚轮与所述杆式触头的一端转动连接，所述第一弹簧套设于所述杆式触头，所述杆式触头的另一端从所述收容腔伸出；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。

2.根据权利要求1所述的基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述基座还开设有与所述收容腔连通的驱动通道，所述驱动机构沿所述驱动通道滑动设置；所述驱动机构包括：按压杆、第二复位弹簧、驱动块及限位弹片，所述第二复位弹簧套接于所述按压杆以使得所述按压杆具有凸出于所述驱动通道的趋势；所述驱动块与所述按压杆转动连接，所述限位弹片与所述按压杆连接；且所述限位弹片与所述驱动块抵持，从而使得所述驱动块具有向所述第一棘齿盘或所述第二棘齿盘靠近的趋势；所述驱动块与所述第一棘齿抵持或分离，或所述驱动块与所述第二棘齿抵持或分离。

3.根据权利要求2所述的基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述行程稳定夹片组固定在所述基座上，且所述行程稳定夹片组包括两片相对设置的夹持弹片。

4.根据权利要求2所述的基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述行程限位件还设置有四个以所述行程限位件的中心轴为中心呈环形阵列分布的倾斜引导面。

5.根据权利要求2所述的基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述传动连杆的外壁设置有凸棱，所述大锥轮、所述第一棘齿盘、所述第二棘齿盘、所述行程限位件均开设有与所述凸棱配合的凹槽。

6.根据权利要求2所述的基于双棘齿盘实现模式切换的安全开关，其特征在于，所述基座还开设有于所述收容腔连通的模式调节避让槽，所述模式切换杆从所述模式调节避让槽伸出所述基座。

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