CN216850438U - 用于安装人机接口的装置和人机接口套件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于安装人机接口的装置和人机接口套件。用于安装人机接口的装置包括壳体(10)。壳体(10)包括：主体部(12)和凸缘部(13)。开口端包括适于接纳人机接口(50)的第一开口部，连接器端(19)包括形成腔体的底壁(18)以及贯通底壁的第二开口部(17)。壳体(10)能够被以第一配置或第二配置被安装至安装板(40)，在第一配置中，壳体(10)经由底壁(18)与安装板(40)接合；在第二配置中，壳体(10)经由凸缘部(13)与安装板(40)接合。根据本公开的用于安装人机接口的装置，不需要对HMI和控制器做任何结构上的修改而适应不同安装孔的安装现场要求。

Description

用于安装人机接口的装置和人机接口套件

技术领域

本公开的实施例总体上涉及一种人机接口(HMI)，特别地涉及用于安装人机接口的装置和人机接口套件。

背景技术

在现场控制领域，诸如显示器等人机接口需要与控制器进行互联，以对控制过程提供数据显示和/或与用户进行交互。为了实现交互功能，人机接口需要与控制器进行电连接。在一些应用场景中，人机接口可与控制器固定在一起，例如可将人机接口固定在设备的安装板上；然而，安装板通常可包括各种不同尺寸的开口，这将导致人机接口的通用性差，需要针对不同的开口开发独立的人机接口，这将显著增加设备的研发和制造成本。期望能够对传统的人机接口进行改进。

发明内容

本公开的实施例提供了一种用于安装人机接口的装置和人机接口套件，旨在解决上述问题以及其他潜在的问题中的一个或多个。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于安装人机接口的装置。所述装置包括壳体，所述壳体包括：主体部，限定内部适于容纳所述人机接口的腔体，并且包括开口端和与所述开口端相反的连接器端；以及凸缘部，从所述主体部的外周缘朝向外部突出地延伸；其中所述开口端包括适于接纳所述人机接口的第一开口部，所述连接器端包括形成所述腔体的底壁以及贯通所述底壁的第二开口部，其中所述第二开口部提供用于所述人机接口的接线端子与用于控制器的接线端子电连接的通道；其中所述壳体能够被以第一配置或第二配置被安装至安装板，在所述第一配置中，所述壳体经由所述底壁与所述安装板接合；在所述第二配置中，所述壳体经由所述凸缘部与所述安装板接合。

根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置，不需要对HMI和控制器做任何结构上的修改而适应不同安装孔的安装现场要求。

在一些实施例中，所述凸缘部可在其下侧包括第一凹部，所述第一凹部被配置成接纳用于密封所述凸缘部的接口处的密封圈的至少一部分。

在一些实施例中，所述底壁可在其下侧包括缺口部，所述缺口部被配置成接纳用于密封的密封圈的至少一部分。

在一些实施例中，所述壳体为一体式壳体。

在一些实施例中，在所述第一配置中，所述连接器端可延伸穿过所述安装板的第一孔并且所述壳体的底壁与所述安装板压力接合，在所述第二配置中，所述主体部可延伸穿过所述安装板的第二孔并且所述凸缘部与所述安装板压力接合，其中所述第一孔的尺寸小于所述第二孔的尺寸。

在一些实施例中，所述通道可包括中空的圆筒体，其中所述圆筒体包括用于紧固的螺纹。

在一些实施例中，装置还可包括第一密封圈，其中所述第一密封圈在所述第一配置中适于被压缩布置在所述凸缘部和所述安装板之间。

在一些实施例中，所述第一密封圈可包括适于与所述凸缘部形状配合的第一凸部和被压缩布置在所述底壁与所述安装板之间的第二凸部。

在一些实施例中，装置还可包括适于与所述控制器接合在一起的安装框，其中所述安装框被配置为使得所述控制器经由所述安装框而被安装至所述壳体。

在一些实施例中，所述安装框可包括接纳腔和与所述接纳腔连通的开口部，所述接纳腔适于至少部分地接纳所述控制器，所述开口部适于所述控制器的接线端子通过。

在一些实施例中，所述安装框可包括限位部，以限制所述控制器相对于所述安装框移动。

在一些实施例中，所述装置还可包括第二密封圈，其中所述第二密封圈适于在所述第二配置中被压缩布置在所述凸缘部和所述安装板之间。

根据本公开的第二方面，提供了一种人机接口套件。人机接口套件包括：人机接口；根据第一方面所述的装置，适于容纳所述人机接口；用于所述第一配置的第一附件，其中所述第一附件包括适于被压缩布置在所述壳体和所述安装板之间的第一密封圈；以及用于所述第二配置的第二附件，其中所述第二附件包括适于被压缩布置在所述凸缘部和所述安装板之间的第二密封圈以及适于与所述控制器接合在一起的安装框。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出本公开的若干实施例。

图1示出根据本公开的实施例的用于安装人机接口的装置的壳体的剖视示意图。

图2示出根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置的示例性安装布置的示意图。

图3示出图2所示的安装布置的爆炸图。

图4示出根据本公开实施例用于安装人机接口的装置和人机接口安装在一起的剖视示意图。

图5示出根据本公开的用于安装人机接口的装置的第一密封圈的剖视示意图。

图6示出根据本公开的用于安装人机接口的装置、人机接口以及第一密封圈安装在一起的剖视示意图。

图7示出图2所示的安装布置的剖视示意图。

图8示出根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置的另一示例性安装布置的示意图。

图9示出图8所示的安装布置的爆炸图。

图10示出根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置的第二密封圈的剖视示意图。

图11示出根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置的第二密封圈和安装框的立体示意图。

图12示出根据本公开的前端模块、第二密封圈和安装框安装在一起的剖视示意图。

图13示出图8所示的安装布置的剖视示意图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示放置或者位置关系的词汇均基于附图所示的方位或者位置关系，仅为了便于描述本公开的原理，而不是指示或者暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本公开的限制。

如前所述，在现场控制领域，诸如显示器等人机接口需要与控制器进行互联，以向用户提供过程数据交互。诸如显示器的人机接口通常需要暴露给用户，因此常被称为前端模块；而控制器通常邻近现场设备布置，并且通常安装在设备中，因此常被称为后端模块。根据现场设备的安装板的尺寸和布局，人机接口存在多种类型的安装方式。本公开旨在提供一种机械结构以适应多种类型的人机接口的兼容安装，特别地不需要对前端模块和后端模块做任何改变的情况下，仅借助根据本公开实施例的用于人机接口的装置可实现前端模块和后端模块的多种配置的兼容安装，同时确保足够的结构强度和充足的密封性。

下面结合附图来详细说明根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置的壳体的剖视示意图。

图1示出根据本公开的实施例的用于安装人机接口的装置的壳体10 的剖视示意图。如图1所示，用于安装人机接口的装置包括壳体10。壳体10包括主体部12和凸缘部13。凸缘部13可从主体部12的外周缘朝向外部突出地延伸。

主体部12限定内部适于容纳人机接口50的腔体11。主体部12可包括开口端(即在图示实施例中的)和与开口端相反的连接器端19。开口端包括适于接纳人机接口50的第一开口部。特别地，如图3和图9 所示(在图3和图9所示的实施例中，为左手侧的部分)，人机接口50 通过开口端而被安装在腔体中。由此，人机接口50和壳体10装配在一起。

连接器端19可包括形成腔体11的底壁18以及贯通底壁的第二开口部17。第二开口部17提供用于人机接口50的接线端子52(参见图4、图10)与用于控制器30的接线端子(参见图7、图12)电连接的通道。

根据本公开实施例的壳体10，壳体10可适应多种安装配置。特别地，壳体10能够被以第一配置或第二配置被安装至安装板40，在第一配置中，壳体10经由底壁18与安装板40接合；在第二配置中，壳体 10经由凸缘部13与安装板40接合。在一些实施例中，壳体可为一体成型的壳体，由此确保用于容纳人机接口50的充足的机械强度。在一些实施例中，壳体可具有大体杯体的形状，杯体所限定的空腔可与人机接口 50以形成配合的方式配合。

在一些实施例中，如图1所示，凸缘部13可在其下侧包括第一凹部 15。第一凹部15被配置成接纳用于密封凸缘部13的接口处的密封圈的至少一部分。密封圈例如可包括与第一凹部15形状匹配的部分。可通过第一凹部15来增强凸缘部13的接口处的密封性能。

在一些实施例中，如图1所示，底壁18可在其下侧包括缺口部16。缺口部16被配置成接纳密封圈的至少一部分。密封圈例如可包括与缺口部16形状匹配的部分。在这种情况下，密封圈的至少一部分可与缺口部形成阻尼接触，以限制前端模块(即壳体和人机接口组件)的横向晃动。

在一些实施例中，连接器端19可包括中空的圆筒体。圆筒体可包括用于紧固的螺纹192。例如，可通过螺纹用于前端模块的紧固目的。在图示的实施例中，连接器端19可包括外螺纹。值得说明的是，这仅仅是示例性的，连接器端19可设置其他任何适当的附接件。

图2-图7示出了根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置的第一示例性安装布置的示意图。在图2-图7所示的实施例中，人机接口50 可通过壳体10与布置在安装板50的另一侧的控制器30安装在一起。

图2示出了安装布置整体示意图。图3示出了图2所示的安装布置的爆炸图。图4示出壳体10和人机接口50装配在一起的前端模块的剖视示意图。图5示出第一密封圈20的剖视示意图。图6示出前端模块和第一密封圈20安装在一起的剖视示意图。图7示出图2所示的安装布置的剖视示意图。

如图所示，可首先将壳体10和人机接口50装配在一起以形成前端模块。安装板50可包括第一孔42。第一孔42可为根据标准所提供的尺寸，在一些实施例中，第一孔42可为22mm的安装孔。值得说明的是，这仅仅是示例性的，安装孔可以形成为其他尺寸。

然后可将前端模块被安装至安装板50。第一密封圈20可被布置在前端模块和安装板40之间。在一些实施例中，壳体例如可通过螺纹接合而与安装板40紧固在一起。例如，可通过螺母将安装板40和壳体10 的连接器端19紧固在一起。值得说明的是，这仅仅是示例性的，安装板 40与壳体10可采用其他适当的安装方式。在一些实施例中，控制器30 可例如通过卡接的方式与连接器端19安装在一起。如图1所示，在连接器端19的中空筒部可包括适于与控制器30的相应部件卡合的锁孔194。值得说明的是，这仅仅是示例性的，控制器30与连接器端19可采用其他适当的安装方式。

在第一安装配置中，第一密封圈20可适于提供前端模块和安装板40的防水。在这种情况下，即使是用于户外环境。前端模块和安装板40 之间也可具备足够的防水、防尘性能，进而防止水、尘等透过安装板40 而侵入至控制器30所在的区域。第一密封圈20可形成为任何适当的方式。

在一些实施例中，第一密封圈20可包括适于与底壁18的缺口部16 接合的延伸部26。在图示的实施例中，延伸部26水平地延伸。通过延伸部26，密封圈可与缺口部16形成阻尼接触，以限制前端模块的横向晃动，进一步增强结构稳定性。在一些实施例中，如图所示，第一密封圈20可包括在竖直方向延伸的主体部，该主体部可沿着主体部12的厚度方向延伸。第一密封圈可由具体一定弹性的弹性体材料制成，例如橡胶等。

在将前端模块被安装至安装板50之后，可将后端模块(即控制器 30)在安装板40的另一侧安装至壳体10。控制器30可包括适于与人机接口50的电连接的端子32。在一些实施例中，在安装板40和控制器30 之间还可设置密封圈35。例如，密封圈35可被压缩布置在安装孔42和连接器端19之间，以进一步增强防水、防尘性能。在这种情况下，即使有部分的水或尘透过第一密封圈20进入至安装孔42处，也可以通过密封圈35进一步提高密封性能。

如图7所示，在前端模块、安装板40和后端模块被安装在一起的状态下，第一密封圈20可被压缩布置在壳体10和安装板40之间。借助根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置，在不对人机接口50和控制器30做任何附加改变的情况下，可以方便地实现人机接口50和控制器 30的安装。

此外，通过借助第一密封圈可以实现安装板40与前端模块之间的良好密封，即使是应用在户外等更为严苛的环境下，也能实现更高的IP等级。

图8-图13示出了根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置的第二示例性安装布置的示意图。在图8-图13所示的实施例中，人机接口50可通过壳体10与布置在安装板50的另一侧的控制器30安装在一起。

图8示出了安装布置整体示意图。图9示出了图8所示的安装布置的爆炸图。图10示出第二密封圈90的剖视示意图。图11示出第二密封圈90和安装框60的立体示意图。图12示出根据本公开的前端模块、安装框60和第二密封圈90安装在一起的剖视示意图。图13示出图8所示的安装布置的剖视示意图。

如图所示，可首先将壳体10和人机接口50装配在一起以形成前端模块。安装板50可包括第二孔44。如图所示，与图2所示的第一安装布置相比，第二孔的尺寸明显大。第二孔44可为根据标准所提供的尺寸，在一些实施例中，第二孔44可方形大孔。值得说明的是，这仅仅是示例性的，安装孔的形状和尺寸可形成为其他尺寸。

在一些实施例中，用于安装人机接口的装置可包括安装框60。通过安装框可以进一步提高控制器30的安装强度。在一些实施例中，如图 12所示，安装框60可包括接纳腔64和与接纳腔64连通的开口部62。接纳腔64适于至少部分地接纳控制器30。开口部62适于控制器30的接线端子通过。在一些实施例中，安装框60还可包括限位部(未示出)，以进一步限制控制器30相对于安装框60移动。由此，可以进一步增强控制器30的安装稳定性。值得说明的是，在一些情形下，例如，控制器的尺寸较小的情形下，可省略安装框60。在这种情况下，控制器30可与壳体10的连接器端19彼此紧固在一起。

如图12所示，前端模块可与安装框60装配在一起。然后，将前端模块和安装框60的组件布置在安装板40的第二孔44的位置处，使得壳体10的凸缘部13与安装板40压力接触。在一些实施例中，第二密封圈 90可被布置在壳体10的凸缘部13和安装板40之间。在第二安装配置中，第二密封圈90可适于提供凸缘部13和安装板40的防水和/或防尘。在这种情况下，即使是用于户外环境。前端模块和安装板40之间也可具备足够的防水、防尘性能，进而防止水、尘等透过安装板40而侵入至控制器30所在的区域。第二密封圈90可形成为任何适当的方式。第二密封圈可由具体一定弹性的弹性体材料制成，例如橡胶等，并且被适于压缩布置在壳体10的凸缘部13和安装板40之间。在图示的实施例中，第二密封圈90可包括突出部，突出部可与第一凹部形状匹配以增强凸缘部 13的接口处的密封性能。

如图13所示，后端模块(即控制器30)可被布置在安装板40的另一侧并且被安装至安装框60。如图13所示，在将前端模块、安装板40 和后端模块安装在一起的状态下，第二密封圈90可被压缩布置在壳体 10的凸缘部13和安装板40之间。

在一些实施例中，安装框60还可包括紧固件70。可通过紧固件70 来将前端模块和后端模块的组件彼此牢固地紧固在一起。紧固件70可包括多种实现方式。在图示的实施例中，紧固件70可包括托架72，托架 72例如可被设置在安装框60或可附接至安装框60并且用于支撑紧固件 70。紧固件70例如可设置有螺纹，通过移动紧固件70而将前端模块和后端模块的组件紧固至安装板40。值得说明的是，图示的实施例中仅仅是示例性的实施方式，紧固件70可采用其他任何适当的方式。

借助根据本公开实施例的用于安装人机接口的装置，在不对人机接口50和控制器30做任何附加改变的情况下，仅通过提供简单的附件而可以方便地实现人机接口50和控制器30的安装。

此外，通过借助第二密封圈可以实现安装板40与前端模块之间的良好密封，即使是应用在户外等更为严苛的环境下，也能实现更高的IP等级。此外，通过借助安装框60，即使控制器的重量也教导也能对控制器提供良好的结构支撑确保机械强度。

根据本公开的另一方面，还提供一种人机接口套件。人机接口套件可包括：人机接口50；根据上面所述的装置，适于容纳人机接口50；用于第一配置的第一附件，其中第一附件包括适于被压缩布置在壳体10 和安装板40之间的第一密封圈20；以及用于第二配置的第二附件，其中第二附件包括适于被压缩布置在凸缘部13和安装板40之间的第二密封圈90以及适于与控制器30接合在一起的安装框60。

根据本公开实施例的人机接口套件仅需要适当地选择简单配件，而不需要对HMI和控制器做任何结构上的修改而能够适用于安装板的不同安装孔的安装以适应不同情形的现场安装要求。

值得说明的是，尽管在图示的实施例中以控制器和人机接口进行物理安装在一起为例进行了说明，根据本公开的实施例还可应用于控制器和人机接口不被物理安装在一起的场景。例如，在一些应用场景中，控制器可以不总是需要与人机接口互联，而仅仅在一些应用要求情况下，控制器才与人机接口互联。在这种情况下，可通过数据线来实现控制器和人机接口的互联。根据本公开实施例的装置不需要对设备做任何的结构改变，而容易地满足这种应用需求。

虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种用于安装人机接口的装置，其特征在于，包括壳体(10)，所述壳体(10)包括：

主体部(12)，限定内部适于容纳所述人机接口(50)的腔体(11)，并且包括开口端和与所述开口端相反的连接器端(19)；以及

凸缘部(13)，从所述主体部(12)的外周缘朝向外部突出地延伸；

其中所述开口端包括适于接纳所述人机接口(50)的第一开口部，所述连接器端(19)包括形成所述腔体的底壁(18)以及贯通所述底壁的第二开口部(17)，其中所述第二开口部提供用于所述人机接口(50)的接线端子与用于控制器(30)的接线端子电连接的通道；

其中所述壳体(10)能够被以第一配置或第二配置被安装至安装板(40)，在所述第一配置中，所述壳体(10)经由所述底壁(18)与所述安装板(40)接合；在所述第二配置中，所述壳体(10)经由所述凸缘部(13)与所述安装板(40)接合。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凸缘部(13)在其下侧包括第一凹部(15)，所述第一凹部(15)被配置成接纳用于密封所述凸缘部(13)的接口处的密封圈的至少一部分。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底壁在其下侧包括缺口部(16)，所述缺口部(16)被配置成接纳用于密封的密封圈的至少一部分。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体为一体式壳体。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第一配置中，所述连接器端(19)延伸穿过所述安装板(40)的第一孔(42)并且所述壳体(10)的底壁(18)与所述安装板(40)压力接合，在所述第二配置中，所述主体部(12)延伸穿过所述安装板(40)的第二孔(44)并且所述凸缘部(13)与所述安装板(40)压力接合，其中所述第一孔(42)的尺寸小于所述第二孔(44)的尺寸。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述通道包括中空的圆筒体，其中所述圆筒体包括用于紧固的螺纹。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括第一密封圈(20)，其中所述第一密封圈(20)在所述第一配置中适于被压缩布置在所述凸缘部(13)和所述安装板(40)之间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一密封圈包括适于与所述凸缘部(13)形状配合的第一凸部(25)和被压缩布置在所述底壁与所述安装板(40)之间的第二凸部(26)。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，还包括适于与所述控制器(30)接合在一起的安装框(60)，其中所述安装框(60)被配置为使得所述控制器(30)经由所述安装框(60)而被安装至所述壳体(10)。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述安装框(60)包括接纳腔和与所述接纳腔连通的开口部，所述接纳腔适于至少部分地接纳所述控制器(30)，所述开口部适于所述控制器(30)的接线端子通过。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述安装框(60)包括限位部，以限制所述控制器(30)相对于所述安装框(60)移动。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括第二密封圈(90)，其中所述第二密封圈(90)适于在所述第二配置中被压缩布置在所述凸缘部(13)和所述安装板(40)之间。

13.一种人机接口套件，其特征在于，包括：

人机接口(50)；

根据权利要求1-11中任一项所述的装置，适于容纳所述人机接口(50)；

用于所述第一配置的第一附件，其中所述第一附件包括适于被压缩布置在所述壳体(10)和所述安装板(40)之间的第一密封圈(20)；以及

用于所述第二配置的第二附件，其中所述第二附件包括适于被压缩布置在所述凸缘部(13)和所述安装板(40)之间的第二密封圈(90)以及适于与所述控制器(30)接合在一起的安装框(60)。

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