CN217656906U - 散热减震型运动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种散热减震型运动控制器，涉及控制领域，具体涉及一种运动控制器，主要解决风扇易脱落、拆卸难度大、模块之间连接不方便等问题。散热减震型运动控制器包括主控模块、IO扩展部分和侧盖。相邻的模块通过卡接式连接机构进行连接。同时，主控模块上的风扇通过弹性卡扣、两个对角线分布的限位柱和两个对角线分布的定位柱固定在壳体上。模块的背面还设置有卡槽和滑动卡扣，用于与导轨相配合。本实用新型具有拆装简单，便于维护，在震动环境下不易松动等优点，可应用于震动较明显的恶劣工况中。

Description

散热减震型运动控制器

技术领域

本实用新型涉及控制领域，具体涉及一种运动控制器。

背景技术

运动控制器是工业控制自动化的核心部件之一，广泛应用于工业机器人、数控机床、纺织机械、建材机械、食品机械、塑料机械、包装机械、印刷机械、自动化生产线等行业和领域。

为了提高运动控制器的可扩展性，越来越多的运动控制器采用了模块化方案，例如公开号为CN206710827U的中国实用新型专利《一种模块化的运动控制器》所公开的方案，其包括外部通信模块、主控模块、轴控模块、输入模块和输出模块等，主控模块通过内部总线分别连接轴控模块、输入模块和输出模块，各主要模块通过内部总线组成星型局域网，实现内部数据的通信。

然而，现有的运动控制器还存在以下缺陷：1、内部的散热风扇通过螺钉安装在壳体上，在震动环境下易松动脱落，影响散热效果，甚至导致运动控制器工作异常，而且维护时拆卸难度大；2、相邻的模块之间的连接主要依靠螺钉连接，不仅拆装繁琐，而且在存在震动的恶劣工况下同样容易松动，导致通信连接中断。

实用新型内容

本实用新型提出了一种散热减震型运动控制器，其目的是：（1）解决风扇易脱落、拆卸难度大的问题；（2）解决模块之间连接不方便、容易松动的问题。

本实用新型技术方案如下：

一种散热减震型运动控制器，包括主控模块、IO扩展部分和侧盖，所述IO扩展部分为一台IO扩展模块，或者两台以上、依次相互连接的IO扩展模块；所述主控模块的右端与IO扩展部分的左端相连接，IO扩展部分的右端与侧盖相连接；所述主控模块包括外壳和安装在外壳上的PCB板，所述PCB板上靠近外壳的一侧安装有散热片，所述外壳包括壳体和安装在壳体上、与所述散热片的位置相对应的风扇，所述壳体上还设有与所述风扇位置相对应的镂空式散热孔；所述壳体上设置有四个呈正方形顶点分布的、用于与风扇相配合的安装柱，所述安装柱包括两个按对角线布置的定位柱和两个按对角线布置的限位柱；所述风扇上设有与所述安装柱一一对应的通孔；所述定位柱与对应的通孔过盈配合，限位柱与对应的通孔间隙配合；所述限位柱的长度大于定位柱的长度；

所述壳体上还设置有前后两组弹性卡扣，每组弹性卡扣为上下两只，分别设置在对应的安装柱的旁侧；所述弹性卡扣用于与风扇的右侧边缘卡合；

所述主控模块与IO扩展模块之间、相邻的IO扩展模块之间以及IO扩展模块与侧盖之间，均采用卡接式连接机构实现两个连接部件的机械连接；所述卡接式连接机构包括设置在其中一个连接部件上的连接柱和设置在另一个连接部件上的连接孔，二者配合连接；所述连接柱的外表面为锥形，且端部的直径大于其根部的直径，连接柱的端部还设有凹孔；所述连接孔的内表面为锥形，其孔口的直径小于孔底的直径。

作为所述散热减震型运动控制器的进一步改进：所述限位柱为锥形，端部直径小于根部直径。

作为所述散热减震型运动控制器的进一步改进：所述壳体的顶部和底部还分别设有通风口，上下通风口分别安装有上挡风散热板和下挡风散热板。

作为所述散热减震型运动控制器的进一步改进：所述主控模块和IO扩展模块的背部均设有上下相互对应的卡槽和滑动卡扣；所述卡槽的槽口向下，用于与导轨的上边缘相配合；所述滑动卡扣通过滑动连接方式安装在模块的背部以实现上下滑动，滑动卡扣的上端用于与导轨的下边缘相配合。

作为所述散热减震型运动控制器的进一步改进：所述壳体内侧还设置有网格状的加强筋。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）本实用新型采用弹性卡扣与安装柱相结合的方式安装风扇，相对于传统的螺钉安装，不仅可以有效避免震动时风扇脱落，而且拆装简单，便于维护；（2）相邻的模块之间通过卡接式连接机构进行连接，安装方便，同时连接柱和连接孔采用倒锥式结构，不易松脱。

附图说明

图1为本运动控制器的整体结构示意图；

图2为本运动控制器的爆炸图之一，用于展现模块之间的连接关系；

图3为图2中A部分的放大图；

图4为卡接式连接机构的结构示意图；

图5为本运动控制器的爆炸图之二，用于展现各模块的内部结构；

图6为主控模块的外壳部分的立体图；

图7为主控模块的壳体部分的立体图；

图8为图7中B部分的放大图；

图9为本运动控制器背部与导轨进行连接时的示意图。

图中：

1、主控模块；2、IO扩展模块；3、侧盖；4、连接柱；5、连接孔；6、导轨；7、卡槽；8、滑动卡扣；1-1、外壳；1-2、散热片；1-3、PCB板；1-1-1、壳体；1-1-2、上挡风散热板；1-1-3、下挡风散热板；1-1-4、风扇；1-1-1-1、弹性卡扣；1-1-1-2、定位柱；1-1-1-3、限位柱；1-1-1-4、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：

如图1和图2，一种散热减震型运动控制器，采用模块化结构，包括主控模块1、IO扩展部分和侧盖3。所述IO扩展部分为一台IO扩展模块2，或者两台以上、依次相互连接的IO扩展模块2。通过IO扩展模块2的叠加，可以满足不同客户或同一客户不同时间段的使用需求。本实施例中，为一台IO扩展模块2。

所述主控模块1的右端与IO扩展模块2的左端相连接，IO扩展模块2的右端与侧盖3相连接。

需要说明的是，根据背景技术部分的论述可知，如何实现模块之间的通信连接，是运动控制器领域的公知常识，并不在本专利的讨论范围之内。本专利所讨论的模块之间连接主要是指机械结构的连接。

如图3和4，所述主控模块1与IO扩展模块2之间、相邻的IO扩展模块2之间以及IO扩展模块2与侧盖3之间，均采用卡接式连接机构实现两个连接部件的机械连接。所述卡接式连接机构包括设置在其中一个连接部件上的连接柱4和设置在另一个连接部件上的连接孔5，二者都采用塑性材料，配合卡接，替代传统的螺钉固定的方式，拆装更加方便。

具体的，所述连接柱4的外表面为锥形，且端部的直径大于其根部的直径，连接柱4的端部还设有凹孔，为连接柱4提供一定的变形空间，避免插入或拔出的阻力过大。所述连接孔5的内表面为锥形，其孔口的直径小于孔底的直径。由于连接柱4和连接孔5都采用倒锥式结构，因此卡接之后，需要扣住结构边缘掰开才能将二者分离，普通的震动不会导致松动。

如图5，所述主控模块1包括外壳1-1和安装在外壳1-1上的PCB板1-3（包括主板和插接在主板上的小电路板）。所述PCB板1-3的CPU上靠近外壳1-1的一侧通过3M胶贴装有散热片1-2，用于为CPU等元件进行接触式散热。所述PCB板1-3通过线缆与IO扩展模块2中的扩展板进行连接，线缆从内部走线。

进一步的，所述壳体1-1-1的顶部和底部还分别设有通风口，上下通风口分别安装有上挡风散热板1-1-2和下挡风散热板1-1-3，实现上下对流的自然风冷。挡片既可通风，又可防止大型杂物掉落进机器内部引起机器故障。

进一步的，主控模块1上还安装有风扇1-1-4，实现主动风冷散热。

如图5和6，所述外壳1-1包括壳体1-1-1和安装在壳体1-1-1上、与所述散热片1-2的位置相对应的所述风扇1-1-4。所述壳体1-1-1上还设有与所述风扇1-1-4位置相对应的镂空式散热孔。风扇1-1-4转动时，可以将散热片1-2和PCB板的热量从散热孔散发出去。

如图6至8，所述风扇1-1-4并非采用螺钉安装在壳体1-1-1上，而是通过卡扣与安装柱相结合的方式固定在壳体1-1-1上。具体的，所述壳体1-1-1上设置有四个呈正方形顶点分布的、用于与风扇1-1-4相配合的安装柱，所述安装柱包括两个按对角线布置的定位柱1-1-1-2和两个按对角线布置的限位柱1-1-1-3。所述风扇1-1-4上设有与所述安装柱一一对应的通孔。其中，所述限位柱1-1-1-3的长度与通孔的深度基本一致，限位柱1-1-1-3与对应的通孔间隙配合。优选的，所述限位柱1-1-1-3为锥形，端部直径小于根部直径，拆卸时随着风扇1-1-4距离壳体1-1-1越来越远，限位柱1-1-1-3与通孔之间的间隙逐渐增大，方便快速卸下，同理也方便在安装时快速定位。如图8，定位柱1-1-1-2的长度很短，它的外圆面上设有带有斜面的棱边，与对应的通孔过盈配合。风扇1-1-4离开壳体1-1-1一段距离后，定位柱1-1-1-2将很快与风扇1-1-4脱离接触。

所述壳体1-1-1上还设置有前后两组弹性卡扣1-1-1-1，每组弹性卡扣1-1-1-1为上下两只，分别设置在对应的安装柱的旁侧。所述弹性卡扣1-1-1-1用于与风扇1-1-4的右侧边缘卡合。弹性卡扣1-1-1-1的端部带有斜面，安装风扇时，风扇将通过斜面推开弹性卡扣。

需要说明的是，图6中围绕风扇1-1-4设置的方框形结构仅仅是与弹性卡扣1-1-1-1一体的支撑部件，它的作用是支撑弹性卡扣1-1-1-1，并非用于为风扇1-1-4提供定位。相反的，它与风扇1-1-4之间存在间隙，并未与风扇1-1-4直接接触，避免增加风扇1-1-4的拆卸难度。

本方案之所以采用卡扣与安装柱相结合的方式，原因在于：如果只使用弹性卡扣1-1-1-1，尽管相对于螺钉安装可以提高拆装效率，但是它只能实现左右方向上的定位，前后或上下方向的震动仍然可能导致松脱。因此，本方案增加了对角线布置的两组限位柱1-1-1-3和两组定位柱1-1-1-2。定位柱1-1-1-2较短，可以避免风扇1-1-4沿前后、上下方向移动，而限位柱1-1-1-3较长，可以避免风扇1-1-4相对于壳体1-1-1发生大幅度的摆动，挣脱弹性卡扣1-1-1-1，从而解决了风扇1-1-4容易因震动出现松动的问题。

另一方面，较短的定位柱1-1-1-2与较长的限位柱1-1-1-3相结合，还可以降低拆卸的难度：如果采用四个限位柱1-1-1-3为风扇1-1-4提供定位，拆卸时，处于过定位状态的风扇1-1-4无法相对壳体1-1-1进行任何摆动，必须两个人配合，同时打开两侧的弹性卡扣1-1-1-1，然后向外抽拉风扇1-1-4，拆卸难度大。而采用本方案，拆卸风扇1-1-4时，可以先掰开一侧的两个弹性卡扣1-1-1-1，此时稍微拉动风扇1-1-4，就可以使风扇1-1-4脱离该侧的定位柱1-1-1-2，只有剩下的两个限位柱1-1-1-3和一个定位柱1-1-1-2约束风扇1-1-4的摆动，再进一步晃动风扇1-1-4，并将靠近另一侧定位柱1-1-1-2的弹性卡扣1-1-1-1打开，此时两个较短的定位柱1-1-1-2都无法对风扇1-1-4起到约束作用，风扇1-1-4晃动的空间增大，再将最后一个弹性卡扣1-1-1-1打开，即可快速将整个风扇1-1-4取下。由于限位柱1-1-1-3为锥形，因此风扇1-1-4向外移动一段距离后，间隙明显增大，可以将风扇1-1-4轻松取下。

安装风扇1-1-4时，直接将风扇1-1-4对准四个安装柱，然后用力按下，直至弹性卡扣1-1-1-1回弹扣住风扇1-1-4的右侧边缘。

所述壳体1-1-1内侧还设置有网格状的加强筋1-1-1-4，提高壳体1-1-1的强度。

如图9，所述主控模块1和IO扩展模块2的背部均设有上下相互对应的卡槽7和滑动卡扣8。所述卡槽7的槽口向下，用于与导轨6的上边缘相配合；所述滑动卡扣8通过滑动连接方式安装在模块的背部以实现上下滑动，滑动卡扣8的上端用于与导轨6的下边缘相配合。

所述导轨6为35mm宽DIN导轨标准件。安装前，先下拉滑动卡扣8，然后将卡槽7挂在导轨6上，并移动到合适的位置，然后用力推运动控制器，使其紧贴导轨6，再向上推动滑动卡扣8，使其压住导轨6的下边缘。

通过卡扣结构固定运动控制器，不仅拆装方便，而且空间占用率低，适用于各种环境工况。

Claims (5)

1.一种散热减震型运动控制器，包括主控模块（1）、IO扩展部分和侧盖（3），所述IO扩展部分为一台IO扩展模块（2），或者两台以上、依次相互连接的IO扩展模块（2）；所述主控模块（1）的右端与IO扩展部分的左端相连接，IO扩展部分的右端与侧盖（3）相连接；所述主控模块（1）包括外壳（1-1）和安装在外壳（1-1）上的PCB板（1-3），所述PCB板（1-3）上靠近外壳（1-1）的一侧安装有散热片（1-2），所述外壳（1-1）包括壳体（1-1-1）和安装在壳体（1-1-1）上、与所述散热片（1-2）的位置相对应的风扇（1-1-4），所述壳体（1-1-1）上还设有与所述风扇（1-1-4）位置相对应的镂空式散热孔，其特征在于：所述壳体（1-1-1）上设置有四个呈正方形顶点分布的、用于与风扇（1-1-4）相配合的安装柱，所述安装柱包括两个按对角线布置的定位柱（1-1-1-2）和两个按对角线布置的限位柱（1-1-1-3）；所述风扇（1-1-4）上设有与所述安装柱一一对应的通孔；所述定位柱（1-1-1-2）与对应的通孔过盈配合，限位柱（1-1-1-3）与对应的通孔间隙配合；所述限位柱（1-1-1-3）的长度大于定位柱（1-1-1-2）的长度；

所述壳体（1-1-1）上还设置有前后两组弹性卡扣（1-1-1-1），每组弹性卡扣（1-1-1-1）为上下两只，分别设置在对应的安装柱的旁侧；所述弹性卡扣（1-1-1-1）用于与风扇（1-1-4）的右侧边缘卡合；

所述主控模块（1）与IO扩展模块（2）之间、相邻的IO扩展模块（2）之间以及IO扩展模块（2）与侧盖（3）之间，均采用卡接式连接机构实现两个连接部件的机械连接；所述卡接式连接机构包括设置在其中一个连接部件上的连接柱（4）和设置在另一个连接部件上的连接孔（5），二者配合连接；所述连接柱（4）的外表面为锥形，且端部的直径大于其根部的直径，连接柱（4）的端部还设有凹孔；所述连接孔（5）的内表面为锥形，其孔口的直径小于孔底的直径。

2.如权利要求1所述的散热减震型运动控制器，其特征在于：所述限位柱（1-1-1-3）为锥形，端部直径小于根部直径。

3.如权利要求1所述的散热减震型运动控制器，其特征在于：所述壳体（1-1-1）的顶部和底部还分别设有通风口，上下通风口分别安装有上挡风散热板（1-1-2）和下挡风散热板（1-1-3）。

4.如权利要求1所述的散热减震型运动控制器，其特征在于：所述主控模块（1）和IO扩展模块（2）的背部均设有上下相互对应的卡槽（7）和滑动卡扣（8）；所述卡槽（7）的槽口向下，用于与导轨（6）的上边缘相配合；所述滑动卡扣（8）通过滑动连接方式安装在模块的背部以实现上下滑动，滑动卡扣（8）的上端用于与导轨（6）的下边缘相配合。

5.如权利要求1至4任一所述的散热减震型运动控制器，其特征在于：所述壳体（1-1-1）内侧还设置有网格状的加强筋（1-1-1-4）。

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