CN208569366U - 一种安全保护器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全保护器件，涉及电子技术领域。该安全保护器件包括触发单元、延时保持单元、控制器、复位单元和上电单元，其中，触发单元用于在得电时，控制延时保持单元的得电；延时保持单元用于在得电时，向控制器发送触发信号，以及控制触发单元失电；控制器用于在得电时，发出复位信号；复位信号用于使复位单元得电；复位单元用于在得电时，控制延时保持单元失电、上电单元得电；上电单元用于控制目标结构得电。该实施方式能够对一些功耗较高或长时间通电易发热的器件进行保护，避免安全保护器件的触点等器件出现变形、发热、熔化或引起火灾等情况；并减少能耗。

Description

一种安全保护器件

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种安全保护器件。

背景技术

碰撞接触型的安全保护器件是：一种可以固定在诸如机床工作台和电动门等存在挤压或剪切危险的移动部件的边棱上，作为安全保护装置。例如安全触边就是一种常用的碰撞接触型的安全保护器件，当安全触边与障碍物碰撞后，可以向动力源发送信号，使移动部件停止运动。

安全触边等安全保护器件的工作原理为：与障碍物碰撞后，内部的导电胶接触，形成通路，将信号发送给控制系统，控制系统执行断电等停止运行的动作。解除停止状态的复位方法是将本体或障碍物移开，才能使安全触边内部的导电胶不再接触而使通路断开，再重新复位、通电。

在实现本实用新型过程中，发明人发现上述操作方式存在以下缺点：

安全保护器件与障碍物接触后，安全保护器件的电路一直导通，安全保护器件的触点等器件处于持续通电状态，长时间与障碍物挤压或受力较大时易变形；且若安全保护器件的触点等器件的接触面不均或被挤压破损，易出现发热、熔化或引起火灾等情况。

实用新型内容

为解决现有技术中的安全保护器件与障碍物接触后，安全保护器件的触点等器件易变形；以及安全保护器件的触点等器件易出现发热、熔化或引起火灾等情况的问题，本实用新型提供一种安全保护器件，能够对一些功耗较高或长时间通电易发热的器件进行保护，避免安全保护器件的触点等器件出现变形、发热、熔化或引起火灾等情况；并减少能耗。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种安全保护器件包括触发单元、延时保持单元、控制器、复位单元和上电单元，其中：

所述触发单元用于在得电时，控制所述延时保持单元的得电；

所述延时保持单元用于在得电时，向控制器发送触发信号，以及控制所述触发单元失电；

所述控制器用于在得电时，发出复位信号；所述复位信号用于使所述复位单元得电；

所述复位单元用于在得电时，控制所述延时保持单元失电、所述上电单元得电；

所述上电单元用于控制目标结构得电。

可选地，所述延时保持单元进一步用于在得电时间超过预设时间时，控制所述触发单元失电。

可选地，所述触发单元包括触边开关、时间继电器的常闭触点和触边触发继电器的线圈，其中：

所述触边开关、所述时间继电器的常闭触点和所述触边触发继电器的线圈串联。

可选地，所述延时保持单元包括触边触发继电器的常开触点、时间继电器的常开触点、时间继电器的线圈和复位按钮的常闭触点，其中：

所述触边触发继电器的常开触点与所述时间继电器的常开触点并联；

所述时间继电器的线圈和所述控制器的输入端并联；

所述复位按钮的常闭触点与所述触边触发继电器的常开触点和所述时间继电器的常开触点的并联电路、以及所述时间继电器的线圈和所述控制器的输入端的并联电路串联。

可选地，所述复位单元包括复位按钮的常开触点、复位继电器的常开触点、急停按钮、触边触发继电器的常闭触点、复位继电器的线圈，其中：

所述复位按钮的常开触点、所述复位继电器的常开触点和所述控制器的输出端并联；

所述复位按钮的常开触点、所述复位继电器的常开触点和所述控制器的输出端的并联电路，与所述急停按钮、所述触边触发继电器的常闭触点以及所述复位继电器的线圈串联。

可选地，所述时间继电器的线圈得电时，所述时间继电器的常闭触点断开、所述时间继电器的常开触点闭合；

所述触边触发继电器的线圈得电时，所述触边触发继电器的常闭触点断开、所述触边触发继电器的常开触点闭合；

所述复位继电器的线圈得电时，所述复位继电器的常开触点闭合。

可选地，所述上电单元包括复位继电器的常开触点和上电接触器的线圈，其中：

所述复位继电器的常开触点与所述上电接触器的线圈串联。

上述实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过延时保持单元将触发信号保持，并将触发信号来源电路(即触发单元的电路)切断，对一些功耗较高或长时间通电易发热的器件进行保护，避免安全保护器件的触点等器件出现变形、发热、熔化或引起火灾等情况；并减少能耗。安全、简便地实现断电的同时，还能够保证安全保护器件在挤压状态下长时间通电不发生危险。

附图说明

图1是现有的安全保护器件的电路示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种安全保护器件的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种安全保护器件的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是现有的安全保护器件的电路示意图。如图1所示，现有的安全保护器件在首次通电时，安全保护器件的触点(即导电胶)未碰撞，即触边开关SS未闭合，控制器的输出端DO发出复位信号RESET，该RESET可以使复位继电器KA2的线圈得电，复位继电器KA2的常开触点闭合，电流同时经过两条路径，第一条路径：复位继电器KA2的常开触点→急停按钮EMG→触边触发继电器KA1的常闭触点→复位继电器KA2的线圈；第二条路径：复位继电器KA2的常开触点→上电接触器KM的线圈。在安全保护器件的触点碰撞后，即触边开关SS闭合，触边触发继电器KA1的线圈得电，使触边触发继电器KA1的常闭触点断开，切断第一条路径，则复位继电器KA2的线圈失电，复位继电器KA2的常开触点断开，切断第二条路径，上电接触器KM的线圈失电，即下电。其中，得电是指电路导通、有电流通过；失电是指电路断开、没有电流通过。

图2是本实用新型实施例提供的一种安全保护器件的示意图。本实用新型实施例的安全保护器件是一种碰撞接触型的安全断电和复位保护工具。如图2所示，本实用新型实施例提供的一种安全保护器件主要包括：触发单元、延时保持单元、控制器、复位单元和上电单元。触发单元、延时保持单元、控制器、复位单元和上电单元相互并联。其中，触发单元在得电时，触发单元可以使延时保持单元的得电。延时保持单元在得电时，可以向控制器发送触发信号，还可以控制触发单元失电。通过延时保持单元将触发信号保持，并将触发信号来源电路即触发单元的电路切断，对一些功耗较高或长时间通电易发热的器件进行保护，以及减少能耗。控制器在得电时，可以发出复位信号，该复位信号用于使复位单元得电。复位单元在得电时，可以控制延时保持单元失电、上电单元得电，通过复位单元控制延时保持单元失电后，可以将触发信号的因素消除，从而停止断电保护。上电单元可以控制目标结构得电，利用复位单元使上电单元得电后，通过上电单元可以直接控制目标结构得电。目标结构即机床工作台和电动门等在碰撞时需要及时停止运行的器械。

在本实用新型实施例中，还可以进一步为延时保持单元设置一个预设时间，延时保持单元在得电时间超过预设时间时，控制触发单元失电。该预设时间可以根据实际需要设置，例如一秒。

如图3所示，本实用新型实施例的一种碰撞接触型安全保护器件可以包括触边开关SS、触边触发继电器KA1、复位继电器KA2、时间继电器KT、上电接触器KM、控制器、急停按钮EMG和复位按钮SB等元件。具体地，触发单元包括触边开关SS、时间继电器KT的常闭触点和触边触发继电器KA1的线圈；延时保持单元包括触边触发继电器KA1的常开触点、时间继电器KT的常开触点、时间继电器KT的线圈、控制器的输入端和复位按钮SB的常闭触点；复位单元包括复位按钮SB的常开触点、复位继电器KA2的第一常开触点、控制器的输出端、急停按钮EMG、触边触发继电器KA1的常闭触点、复位继电器KA2的线圈；上电单元包括复位继电器KA2的第二常开触点和上电接触器KM的线圈；控制器可以包括输出端DO和输入端DI。以上元件可以采用如下连接方式：

触发单元，将触边开关SS、时间继电器KT的常闭触点和触边触发继电器KA1的线圈串联；

延时保持单元，将触边触发继电器KA1的常开触点与时间继电器KT的常开触点并联，将时间继电器KT的线圈和控制器的输入端DI并联，再将复位按钮SB的常闭触点与这两个并联电路串联；其中，控制器的输入端DI在延时保持单元导通时，可接收到触发信号；

复位单元，将复位按钮SB的常开触点、复位继电器KA2的第一常开触点和控制器的输出端DO并联，再将该并联电路与急停按钮EMG、触边触发继电器KA1的常闭触点以及复位继电器KA2的线圈串联；

上电单元，复位继电器KA2的第二常开触点与上电接触器KM的线圈串联；上电接触器KM的开关与目标结构连接。

在本实用新型实施例中，时间继电器KT的线圈得电时，时间继电器KT的常闭触点能够断开，同时，时间继电器KT的常开触点能够闭合。触边触发继电器KA1的线圈得电时，触边触发继电器KA1的常闭触点能够断开，同时，触边触发继电器KA1的常开触点能够闭合。复位继电器KA2的线圈得电时，复位继电器KA2的第一常开触点和第二常开触点能够闭合。在采用如图2所示的方式连接各元件后，在延时保持单元导通时，能够通过时间继电器KT将触发信号保持，并将触发信号的信号来源电路切断，从而保护功耗较高或长时间通电易发热的元件，减少能耗。此外，带有常开触点和常闭触点的复位按钮SB既能够将复位电路恢复通电状态，又能够切断通过时间继电器KT所发出的触发信号，恢复正常状态。

接下来介绍本实用新型实施例的一种碰撞接触型安全保护器件的工作原理。

一、启动：

在急停按钮EMG或碰撞接触型安全保护器件都没有动作时，控制器判断为安全状态，控制器的输出端DO发出复位信号，复位继电器KA2的线圈得电，复位继电器KA2的第一常开触点和第二常开触点闭合，将复位单元自锁，上电接触器KM的线圈得电，上电接触器KM的开关闭合，从而使目标结构得电，即为目标结构通电。

在急停按钮EMG或碰撞接触型安全保护器件动作时，控制器的输入端DI接收到触发信号，此时不会发送复位信号，需要先将急停按钮EMG或安全触边复位，才能继续正常运行。

二、触发：

目标结构通电后，如果碰撞到碰撞接触型安全保护器件，即触边开关SS闭合，在时间继电器KT的预设时间范围内，触边触发继电器KA1的线圈得电，触边触发继电器KA1的常闭触点断开，复位继电器KA2的线圈失电，切断复位单元的电路，上电接触器KM的线圈失电，上电接触器KM的开关断开，从而使目标结构失电，即为目标结构断电。同时触边触发继电器KA1的常开触点闭合，有触发信号发送至控制器的输入端DI，控制器判断故障来源为碰撞接触型安全保护器件被触发。

碰撞接触型安全保护器件被触发的时间达到时间继电器KT的预设时间后，时间继电器KT的常闭触点断开，切断触发单元的电路，触边开关SS不再有电流通过，从而保护触边开关SS。需要说明的是，虽然触边触发继电器KA1的线圈失电，触边触发继电器KA1的常开触点断开，但同时时间继电器KT的常开触点会闭合，从而保持触发信号仍然能够发送至控制器的输入端DI，因此，控制器仍可判定故障来源。

三、复位：

碰撞接触型安全保护器件恢复安全状态后，例如障碍物被移开，由于复位继电器KA2的线圈处于失电状态，复位继电器KA2的第一常开触点和第二常开触点处于断开状态，复位单元未导通，此时可以手动按一下复位按钮SB，复位按钮SB的常开触点瞬间闭合，控制器的输出端DO发出复位信号，使复位继电器KA2得电，复位继电器KA2的第一常开触点和第二常开触点闭合，复位单元得电自锁，上电接触器KM的线圈得电，上电接触器KM的开关闭合，从而使目标结构得电。同时复位按钮SB的常闭触点瞬间断开，断开延迟保持单元的电路，此时，触边触发继电器KA1的常开触点和时间继电器KT的常开触点都处于断开状态，触发信号不再发给控制器的输入端DI，控制器判定碰撞接触型安全保护器件无相关故障，例如无障碍物。

接下来介绍本实用新型实施例的安全保护器件内的安全复位电路，在该安全复位电路首次通电时，安全保护器件的触点(即导电胶)未碰撞，即触边开关SS未闭合，控制器的输出端DO发出复位信号，该复位信号可以使复位继电器KA2的线圈得电，复位继电器KA2的第一常开触点和第二常开触点闭合，此时电流同时经过两条路径，①路径：复位继电器KA2的第一常开触点→急停按钮EMG→触边触发继电器KA1的常闭触点→复位继电器KA2的线圈；②路径：复位继电器KA2的第二常开触点→上电接触器KM的线圈。其中，上电接触器KM的线圈用于控制目标结构的开关是否闭合，上电接触器KM的线圈得电时，目标结构的开关闭合(即目标结构通电)；上电接触器KM的线圈失电时，目标结构的开关断开(即目标结构断电)。需要说明的是，在描述电流经过的上述两条路径时所采用的部件顺序并不一定是其连接顺序，只需复位继电器KA2的第一常开触点、急停按钮EMG、触边触发继电器KA1的常闭触点和复位继电器KA2的线圈串联即可，同样的，复位继电器KA2的第二常开触点和上电接触器KM的线圈是串联即可。

在安全触边的导电胶碰撞后，触边开关SS闭合，使触边触发继电器KA1的线圈得电，触边触发继电器KA1的常开触点闭合、常闭触点断开，此时，电流经过以下路径：复位按钮SB→触边触发继电器KA1的常开触点→时间继电器KT的线圈，如果时间继电器KT的线圈的得电时间在预设时间以内，时间继电器KT的常闭触点和常开触点都不会动作；如果时间继电器KT的线圈的得电时间超过预设时间(即导电胶的接触时间超过预设时间)，则时间继电器KT的常闭触点断开，切断触边开关SS的电源，时间继电器KT的常开触点闭合，此时，电流经过以下路径:复位按钮SB→时间继电器KT的常开触点→时间继电器KT的线圈以及控制器的输入端DI。同时，复位继电器KA2的线圈因触边触发继电器KA1的常闭触点断开而失电，使复位继电器KA2的第一常开触点和第二常开触点断开，第二常开触点断开导致上电接触器KM的线圈失电，目标结构断电成功。需要说明的是，在描述电流经过的上述路径时所采用的部件顺序并不一定是其连接顺序，只需时间继电器KT的线圈和控制器的输入端DI并联后，与复位按钮SB和时间继电器KT的常开触点串联即可。

在发生碰撞后，为碰撞接触型安全保护器件复位时，按一下复位按钮SB，复位按钮SB的常开触点瞬间闭合，控制器的输出端DO发出复位信号，使复位继电器KA2得电，复位继电器KA2的第一常开触点和第二常开触点闭合，第二常开触点闭合使上电接触器KM的线圈得电，上电接触器KM的开关闭合，同时复位按钮SB的常闭触点瞬间断开，断开延迟保持单元的电路，此时，触边触发继电器KA1的常开触点和时间继电器KT的常开触点都处于断开状态，触发信号不再发给控制器的输入端DI。

根据以上描述可以看出，通过延时保持单元将触发信号保持，并将触发信号来源电路(即触发单元的电路)切断，对一些功耗较高或长时间通电易发热的器件进行保护，避免安全保护器件的触点等器件出现变形、发热、熔化或引起火灾等情况；并减少能耗。安全、简便地实现断电的同时，还能够保证安全保护器件在挤压状态下长时间通电不发生危险。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种安全保护器件，其特征在于，包括相互并联的触发单元、延时保持单元、控制器、复位单元和上电单元，其中：

所述触发单元用于在得电时，控制所述延时保持单元的得电；

所述延时保持单元用于在得电时，向控制器发送触发信号，以及控制所述触发单元失电；

所述控制器用于在得电时，发出复位信号；所述复位信号用于使所述复位单元得电；

所述复位单元用于在得电时，控制所述延时保持单元失电、所述上电单元得电；

所述上电单元用于控制目标结构得电。

2.根据权利要求1所述的安全保护器件，其特征在于，

所述延时保持单元进一步用于在得电时间超过预设时间时，控制所述触发单元失电。

3.根据权利要求1所述的安全保护器件，其特征在于，所述触发单元包括触边开关、时间继电器的常闭触点和触边触发继电器的线圈，其中：

所述触边开关、所述时间继电器的常闭触点和所述触边触发继电器的线圈串联。

4.根据权利要求3所述的安全保护器件，其特征在于，所述延时保持单元包括触边触发继电器的常开触点、时间继电器的常开触点、时间继电器的线圈和复位按钮的常闭触点，其中：

所述触边触发继电器的常开触点与所述时间继电器的常开触点并联；

所述时间继电器的线圈和所述控制器的输入端并联；

所述复位按钮的常闭触点与所述触边触发继电器的常开触点和所述时间继电器的常开触点的并联电路、以及所述时间继电器的线圈和所述控制器的输入端的并联电路串联。

5.根据权利要求4所述的安全保护器件，其特征在于，所述复位单元包括复位按钮的常开触点、复位继电器的常开触点、急停按钮、触边触发继电器的常闭触点、复位继电器的线圈，其中：

所述复位按钮的常开触点、所述复位继电器的常开触点和所述控制器的输出端并联；

所述复位按钮的常开触点、所述复位继电器的常开触点和所述控制器的输出端的并联电路，与所述急停按钮、所述触边触发继电器的常闭触点以及所述复位继电器的线圈串联。

6.根据权利要求5所述的安全保护器件，其特征在于，

所述时间继电器的线圈得电时，所述时间继电器的常闭触点断开、所述时间继电器的常开触点闭合；

所述触边触发继电器的线圈得电时，所述触边触发继电器的常闭触点断开、所述触边触发继电器的常开触点闭合；

所述复位继电器的线圈得电时，所述复位继电器的常开触点闭合。

7.根据权利要求1所述的安全保护器件，其特征在于，所述上电单元包括复位继电器的常开触点和上电接触器的线圈，其中：

所述复位继电器的常开触点与所述上电接触器的线圈串联。