CN218336821U - 一种总线模块化联接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种总线模块化联接装置，导轨长度方向上设有两侧壁并在侧壁上开有缺口槽，总线PCB设于两侧壁内，并与导轨固定连接。模块基座底部长度方向上设有两侧壁，并在侧壁内侧设有与导轨缺口槽相匹配的定位凸台。基座PCB设于模块基座上壳和底壳之间并与总线PCB电连接。基座底部还设有滑槽，滑槽与卡扣相互配合将模块基座紧固到导轨上，此结构亦方便基座的拆卸。本实用新型设计的新型导轨及其和基座的配合结构，能够完全限制模块基座自由度，且基座插拔操作方便；各基座之间相互独立，在断开其中一基座模块与总线的连接时，不会影响其他模块正常工作。该总线模块化联接装置提升了整体结构的功能性、独立性、可维护性和总线的可靠性。

Description

一种总线模块化联接装置

技术领域

本实用新型属于工业控制领域，尤其涉及一种总线模块化联接装置。

背景技术

经过多年发展，工业控制系统产品除了满足基本的功能和性能要求之外，也越来越注重产品维护便利性和客户使用体验。对于总线——基座功能化结构，机柜内部的典型安装形式为：模块基座通过卡扣类紧固结构卡接在标准DIN导轨上，一根导轨上装有4-5个基座，相应地可安装8-10个模块。当模块基座和总线为一体时，基座与基座之间通过其PCB上的连接器串联在一起，这种结构形式弊端在于：所有基座捆绑在一起，当某个基座需要维护(如，拆卸)时会影响到其他基座的正常运行，且基座与导轨之间沿导轨长度方向上无限位，牢固性不足，若发生滑移会影响联接可靠性。当模块基座和总线分开时，各基座独立，通过一根带有分接头的线缆与基座连接，实现通讯和供电。该种结构形式亦存在上述牢固性不足的问题，虽然基座可以单独拆装，但线缆复杂，接头多，操作空间有限，插拔不便，对维护不友好。即现有工业控制系统机柜中，在总线与基座一体时，维护单个基座会影响其他基座正常运行，在总线与基座分离时，所用线缆复杂，分接头多，插拔操作不方便以及上述两种情况下基座与DIN导轨之间无防滑移结构且牢固性不足。

总结现有技术存在以下问题：

1、模块基座安装在标准DIN导轨上，这种导轨不能完全限制模块的自由度，虽然通过额外的紧固件来防止模块沿导轨滑动，但仍然存在牢固性不够的问题；

2、当基座与基座之间通过其PCB上的连接器串联在一起时，无论维护哪个基座，都需要断开总线，从而影响其它基座的正常运行；

3、当通过一根带有分接头的线缆与基座连接时，会导致线缆复杂，接头多，操作空间有限，插拔不便；

4、现有技术在设计此种结构时，对基座维护的便利性、总线系统可靠性以及开发新型导轨缺乏考虑。

实用新型内容

本实用新型的技术目的是提供一种总线模块化联接装置，以解决基座牢固性不够，插拔时PCB之间容易相互影响，结构复杂的问题。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：

一种总线模块化联接装置，包括：导轨、模块基座以及设于导轨内的总线PCB和设于模块基座内的基座PCB；

导轨长度方向上设有两侧壁并在侧壁上开有缺口槽，总线PCB设于导轨长度方向上的两侧壁内，并与导轨螺钉连接；

模块基座与导轨连接的端面为连接端面，连接端面长度方向上设有两侧壁并在侧壁内侧开设有定位凸台，定位凸台与缺口槽相匹配连接用于连接定位；基座PCB设于连接端面内且位于模块基座长度方向上的两侧壁内，并与总线PCB电连接；基座底部开设有滑槽以及可插入滑槽内的卡扣，滑槽与卡扣相互配合用于实现导轨与模块基座的可拆卸连接。

具体地，导轨包括导轨基体、导轨左侧梁和导轨右侧梁；

导轨左侧梁和导轨右侧梁设置于导轨基体的同一端面上，导轨左侧梁和导轨右侧梁构成导轨长度方向上的两侧壁；

导轨左侧梁包括左侧梁左翼和左侧梁右翼，导轨右侧梁包括右侧梁左翼和右侧梁右翼；

左侧梁左翼为导轨左侧梁向左延伸部，左侧梁右翼为导轨左侧梁向右延伸部，右侧梁左翼为导轨右侧梁向左延伸部，右侧梁右翼为导轨右侧梁向右延伸部；

左侧梁左翼的左侧和右侧梁右翼的右侧开设有缺口槽，左侧梁左翼和右侧梁右翼高度相同；

左侧梁右翼和右侧梁左翼高度相同，且低于左侧梁左翼和右侧梁右翼，用于搭载固定总线PCB。

进一步优选地，右侧梁右翼还向左延伸并与右侧梁左翼形成卡槽，卡槽用于对总线PCB进行限位。

其中，导轨基体的两侧设置有绝缘套件，导轨基体经绝缘套件与外部机柜螺钉连接。

其中，总线PCB设有总线PCB连接器和供电端子，基座PCB设有基座PCB连接器，总线PCB连接器与基座PCB连接器相对应连接，用于使得总线PCB与基座PCB电连接，供电端子用于为总线PCB供电。

其中，模块基座包括基座底壳和基座上壳；基座底壳与基座上壳固定连接。

其中，滑槽包括锁止块、限位筋和止位筋；

限位筋设于模块基座宽度方向的两侧，用于对插入的卡扣进行限位；

止位筋设于滑槽的槽底内，止位筋开设有滑动斜面，滑动斜面朝向滑槽的侧向开口，滑动斜面沿槽底向上朝滑槽的内部倾斜，止位筋用于与卡扣配合导向滑动；

锁止块对称设于止位筋两侧，锁止块用于对卡扣进行限位。

其中，锁止块沿滑槽侧向开口向内方向依次设有第一扩张部、第一限位部、第二扩张部和第二限位部；

第一扩张部和第二扩张部用于配合卡扣插入以滑槽内部；第一限位部和第二限位部用于配合卡扣以固定限位。

其中，卡扣包括侧翼、弹臂、弹钩和卡钩；

侧翼设于卡扣的两侧，用于配合限位筋以滑入滑槽；

弹臂设于侧翼内部，弹臂具有模块基座长度方向上的弹性形变能力，弹臂的端部均设有限位柱，限位柱分别与锁止块的两侧滑动连接，并在位于第一限位部和第二限位部内对卡扣进行限位固定；

弹钩设于弹臂之间，用于与止位筋配合对卡扣进行导向滑动；

卡钩设于卡扣底部，用于分别与导轨长度方向上的两侧壁卡扣连接，使得导轨与模块基座可拆卸连接。

进一步优选地，卡扣还开设有插槽，插槽设于卡钩的顶面且开口向上，用于拆卸时插入插槽内部以拨动卡扣。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1、本实用新型设计一种新型导轨，能够完全限制模块基座自由度，解决现有技术中使用标准DIN导轨安装模块存在的牢固性不足问题；

2、本实用新型将基座和总线分开，总线PCB安装在导轨上，各基座之间相互独立，基座与总线之间通过两者PCB上的连接器联接，一方面解决在断开一模块底座与总线的连接时，会影响其他模块正常工作的问题，另一方面解决使用带有分接头的线缆接头多，插拔操作不方便的问题；

3、提升了整体结构的功能性、独立性、可维护性和总线的可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的导轨的立体结构图；

图2为本实用新型的缺口槽放大图；

图3为本实用新型的模块基座的立体结构图；

图4为本实用新型的定位凸台放大图；

图5为本实用新型的模块基座与导轨连接的结构图；

图6为本实用新型的卡扣的立体结构图；

图7为本实用新型的滑槽的立体结构图

图8为本实用新型的卡扣初始安装过程示意图；

图9为本实用新型的卡扣的弹钩和止位筋接触示意图；

图10为本实用新型的卡扣的弹钩卡入锁止块中示意图；

图11为本实用新型的卡扣持续推入的示意图；

图12为本实用新型的卡扣安装到位时的示意图；

图13为本实用新型的模块基座安装到导轨的过程状态1示意图；

图14为本实用新型的模块基座安装到导轨的过程状态2示意图；

图15为本实用新型的模块基座安装到导轨的过程状态3示意图；

图16为本实用新型的模块基座安装到导轨的过程状态4示意图；

图17为本实用新型的拆卸初始状态示意图；

图18为本实用新型的卡扣退出到第一限位部示意图。

附图标记说明

1：导轨；2：导轨基体；3：导轨左侧梁；4：左侧梁左翼；5：左侧梁右翼；6：导轨右侧梁；7：右侧梁左翼；8：右侧梁右翼；9：缺口槽；10：总线PCB；11：总线PCB连接器；12：紧固螺钉A；13：绝缘垫套件；14：模块基座；15：基座上壳；16：基座底壳；17：定位凸台；18：卡扣；19：基座PCB连接器；20：基座PCB；21：紧固螺钉B；22：侧翼；23：弹臂；24：限位柱；25：弹钩；26：插槽；27：卡钩；28：卡钩斜面A；29：卡钩外端面；30：卡钩斜面B；31：卡钩内端面；32：滑槽；33：锁止块；34：限位筋；35：止位筋；36：第一限位部；37：导向面；38：第二限位部；39：螺丝刀；40：供电端子。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种总线模块化联接装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。

实施例1

参看图1至图18，本实施例提供一种总线模块化联接装置，包括导轨1、模块基座14以及设于导轨1内的总线PCB10和设于模块基座14内的基座PCB20。本实施例通过将基座和导轨1分开，总线PCB10安装在新型导轨1上(合称为机架)，通讯和供电总线走公共机架，再将机架固定在机柜内部，各基座之间相互独立，基座与总线通过两者PCB上的连接器实现电气联接，基座与导轨1之间有相互配合的定位、限位结构，基座通过安装在其上的卡扣18实现与导轨1的固定。

参看图1、图2和图5，先对本实施例的导轨1和总线PCB10进行说明。导轨1包括导轨基体2、导轨左侧梁3和导轨右侧梁6。该导轨基体2为方形板件结构，导轨基体2的上端面沿其长度方向设有两个侧壁，上述侧壁均与导轨基体2长度方向相平行，以图1中所示的左右进行区分，分别命名为导轨左侧梁3和导轨右侧梁6，当然不以左、右名称为限制。其中，导轨左侧梁3上设有向左延伸出去的左侧梁左翼4和向右延伸出来的左侧梁右翼5，导轨右侧梁6上设有向左延伸出去的右侧梁左翼7和向右延伸出来的右侧梁右翼8。左侧梁左翼4的左侧和右侧梁右翼8的右侧均开有缺口槽9，在本实施例中每一侧均开设2个缺口槽9，如图1、图2所示，并且左侧梁左翼4和右侧梁右翼8的水平高度相同，以便于后续与模块基座14连接。左侧梁右翼5相较于右侧梁左翼7更长，其开设有螺孔，可将总线PCB10通过紧固螺钉A12连接到左侧梁右翼5上。同样地，左侧梁右翼5与右侧梁左翼7高度相同，使得总线PCB10能水平放置在上面。另外，左侧梁右翼5与右侧梁左翼7的高度会低于左侧梁左翼4和右侧梁右翼8的高度，如此，在与模块基座14连接时能更好地保护总线PCB10。

较优地，参看图1，右侧梁右翼8还向左延伸并与右侧梁左翼7形成卡槽，该卡槽可对总线PCB10进行限位。将总线PCB10一侧卡入卡槽中，然后将另一侧贴在左侧梁右翼5上，并用紧固螺钉A12将其固定，由此两者组合成机架。

参看图1，导轨基体2的两侧设置有绝缘垫套件13，在本实施例中，每侧均设有2个绝缘垫套件13，可以通过紧固螺钉B21穿过绝缘垫套件13将机架固定到机柜的内部。

参看图1，具体地，总线PCB10向上的端面设有总线PCB连接器11和供电端子40，基座PCB20设有基座PCB连接器19，总线PCB连接器11与基座PCB连接器19相对应连接，使得总线PCB10可以与基座PCB20电连接，供电端子40用于为总线PCB10以及整个实施例的基座PCB20进行供电。

参看图3、图4和图5，在本实施例中，模块基座14分为基座底壳16和基座上壳15。基座底壳16与基座上壳15固定连接。如图3和图4所示，连接端面长度方向上同样设有两侧壁，并且在侧壁内侧开设有定位凸台17，定位凸台17的大小与缺口槽9相匹配，使得模块基座14与机架连接时起到定位导向的作用。基座PCB20设于连接端面内且位于两侧壁内，基座PCB20上焊接有基座PCB连接器19，通过基座PCB连接器19与总线PCB连接器11实现电连接。模块基座14底部开设有滑槽32，在本实施例中为两侧各2个滑槽32，以及可对应安装于滑槽32内的4个卡扣18，卡扣18安装于滑槽32内后再与机架实现可拆卸连接。

参看图7，在本实施例中，滑槽32包括锁止块33、限位筋34和止位筋35。限位筋34设于滑槽32内部，且位于模块基座14宽度方向的两侧，以对插入的卡扣18进行限位。止位筋35设于滑槽32的槽底内，并位于中间部位。止位筋35开设有一滑动斜面，滑动斜面朝向滑槽32的侧向开口，滑动斜面沿槽底自下向上朝滑槽32的内部倾斜设置，设置止位筋35的目的是为了配合卡扣18导向滑动。锁止块33对称设于止位筋35两侧，锁止块33用于对卡扣18进行限位。锁止块33沿滑槽32侧向开口朝内的方向依次设有第一扩张部(导向面37)、第一限位部36、第二扩张部(导向面37)和第二限位部38；第一扩张部和第二扩张部用于配合卡扣18卡入滑槽32内部；第一限位部36和第二限位部38用于配合卡扣18以固定限位。其具体连接方式在后续给出。

参看图6，卡扣18包括侧翼22、弹臂23、弹钩25和卡钩27。侧翼22设于卡扣18的两侧，可配合滑槽32的限位筋34以滑入滑槽32内。一对弹臂23设于卡扣18内部，且具有弹性形变能力。弹臂23的一端连接在卡扣18上，其另一端部则均设有限位柱24，插入后，限位柱24分别与锁止块33的两侧滑动接触，当限位柱24移动至第一限位部36和第二限位部38内时，可对卡扣18进行限位固定。弹钩25设于弹臂23之间，用于与止位筋35配合对卡扣18进行导向滑动和限位。卡扣18底部设置一卡钩27，可与相对应导轨1长度方向上的两侧壁实现扣接，使得模块基座14与导轨1紧固连接。较优地，卡扣18还开设有插槽26，插槽26设于卡钩27的顶面且开口向上，拆卸基座时使用螺丝刀39插入插槽26内部拨动卡扣18。

参看图8至图12，现对卡扣18安装到滑槽32内进行实施说明。将卡扣18对准滑槽32，使卡扣18的侧翼22在滑槽32两侧限位筋34的导向作用下向内移动，移动过程中，弹臂23上的限位柱24会接触到锁止块33侧边的导向面37，由于连接两侧导向面37的面逐渐变宽，两个弹臂23会被逐渐撑开，当弹钩25和止位筋35接触时(如图9所示)，继续向内推动卡扣18，弹钩25会发生变形卡入止位筋35内(如图10所示)，与此同时，由于连接两侧导向面37的面突然变窄，弹臂23会立即收拢回原始状态，限位柱24进入第一限位部36，继续向内推动卡扣18，连接两侧导向面37的面先变宽再变窄(如图11所示)，弹臂23会先被逐渐撑开再迅速收拢到原始状态，限位柱24会最终停留在如图12所示第二限位部38处，此时，卡扣18安装到位。

参看图6，图13至图16，现对模块基座14安装到机架上进行实施说明。为方便叙述将卡钩27的各个面命名为卡钩斜面A28、卡钩外端面29、卡钩斜面B30和卡钩内端面31。

安装模块基座14时，基座底壳16上的4个定位凸台17会与导轨左侧梁3左翼和右侧梁右翼8上的4个缺口槽9配合，在定位凸台17头部倒角的作用下，会顺利进入缺口槽9中。图13所示为定位凸台17刚进入缺口槽9时的状态；在重力作用下，左右两侧卡钩斜面A28分别与导轨的左侧梁左翼4端面侧面和导轨的右侧梁右翼8侧面接触(如图14所示)，此时总线PCB连接器11和基座PCB连接器19即将接触，继续按压基座，卡扣18有往滑槽32外侧运动的趋势，卡扣18的弹臂23会逐渐撑开，限位柱24沿着锁止块33侧边的导向面37滑动直到卡扣18外端面与左侧梁左翼4端面和导轨右侧梁6右翼端面接触(如图15所示)，此时总线PCB连接器11和基座PCB连接器19一部分接触。继续按压基座，当外端面行程走完时，由于卡扣18弹臂23有收拢到回原始状态的趋势，卡钩斜面B30会迅速滑过左侧梁左翼4表面和右侧梁右翼8表面，最终卡钩内端面31与左侧梁左翼4和右侧梁右翼8接触(如图16所示)，此时总线PCB连接器11和基座PCB连接器19接触到位，模块基座14安装完成。当然，安装模块基座14时也可以先将卡扣18拨至第一限位部36，再将其安装到机架上，然后将卡扣18推入第二限位部38，即可实现固定连接。

参看图17和图18，现对模块基座14拆卸进行实施说明。

当需要拆卸模块基座14时，先将螺丝刀39插入卡扣18的插槽26内部，然后往基座侧撬动卡扣18，在力的作用下，弹臂23会发生变形，由于从第二限位部38到第一限位部36，锁止块33上连接两侧导向面37的面先变宽再变窄，弹臂23会先逐渐张开再迅速收拢到原始状态，限位柱24会从第二限位部38脱离到第一限位部36中。与此同时，止位筋35亦会对弹钩25的形成阻挡，卡扣18并不会从基座底壳16中直接脱离，这增加了基座拆卸的便利性。按照上述步骤，只需将剩余卡扣18都撬动至第一限位部36，然后将模块基座14拔出即可。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种总线模块化联接装置，其特征在于，包括：

导轨、模块基座以及设于所述导轨内的总线PCB和设于所述模块基座内的基座PCB；

所述导轨长度方向上设有两侧壁并在侧壁上开有缺口槽，所述总线PCB设于所述导轨长度方向上的两侧壁内，并与导轨螺钉连接；

所述模块基座与所述导轨连接的端面为连接端面，所述连接端面长度方向上设有两侧壁并在侧壁内侧开设有定位凸台，所述定位凸台与所述缺口槽相匹配连接用于连接定位；所述基座PCB设于所述连接端面内且位于所述模块基座长度方向上的两侧壁内，并与所述总线PCB电连接；所述模块基座底部开设有滑槽以及可插入所述滑槽内的卡扣，所述滑槽与所述卡扣相互配合用于实现所述导轨与所述模块基座的可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述导轨包括导轨基体、导轨左侧梁和导轨右侧梁；

所述导轨左侧梁和所述导轨右侧梁设置于所述导轨基体的同一端面上，所述导轨左侧梁和所述导轨右侧梁构成所述导轨长度方向上的两侧壁；

所述导轨左侧梁包括左侧梁左翼和左侧梁右翼，所述导轨右侧梁包括右侧梁左翼和右侧梁右翼；

所述左侧梁左翼为所述导轨左侧梁向左延伸部，所述左侧梁右翼为所述导轨左侧梁向右延伸部，所述右侧梁左翼为所述导轨右侧梁向左延伸部，所述右侧梁右翼为所述导轨右侧梁向右延伸部；

所述左侧梁左翼的左侧和所述右侧梁右翼的右侧开设有所述缺口槽，所述左侧梁左翼和所述右侧梁右翼高度相同；

所述左侧梁右翼和所述右侧梁左翼高度相同，且低于所述左侧梁左翼和所述右侧梁右翼，用于搭载固定所述总线PCB。

3.根据权利要求2所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述右侧梁右翼还向左延伸并与所述右侧梁左翼形成卡槽，所述卡槽用于对所述总线PCB进行限位。

4.根据权利要求2所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述导轨基体的两侧设置有绝缘套件，所述导轨基体经所述绝缘套件与外部机柜螺钉连接。

5.根据权利要求1所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述总线PCB设有总线PCB连接器和供电端子，所述基座PCB设有基座PCB连接器，所述总线PCB连接器与所述基座PCB连接器相对应连接，用于使得所述总线PCB与所述基座PCB电连接，所述供电端子用于为所述总线PCB供电。

6.根据权利要求1所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述模块基座包括基座底壳和基座上壳；所述基座底壳与所述基座上壳固定连接。

7.根据权利要求1所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述滑槽包括锁止块、限位筋和止位筋；

所述限位筋设于所述模块基座宽度方向的两侧，用于对插入的所述卡扣进行限位；

所述止位筋设于所述滑槽的槽底内，所述止位筋开设有滑动斜面，所述滑动斜面朝向所述滑槽的侧向开口，所述滑动斜面沿槽底向上朝所述滑槽的内部倾斜，所述止位筋用于与所述卡扣配合导向滑动；

所述锁止块对称设于所述止位筋两侧，所述锁止块用于对所述卡扣进行限位。

8.根据权利要求7所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述锁止块沿所述滑槽侧向开口向内方向依次设有第一扩张部、第一限位部、第二扩张部和第二限位部；

所述第一扩张部和所述第二扩张部用于配合所述卡扣插入以所述滑槽内部；所述第一限位部和所述第二限位部用于配合所述卡扣以固定限位。

9.根据权利要求8所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述卡扣包括侧翼、弹臂、弹钩和卡钩；

所述侧翼设于所述卡扣的两侧，用于配合所述限位筋以滑入所述滑槽；

所述弹臂设于所述侧翼内部，所述弹臂具有所述模块基座长度方向上的弹性形变能力，所述弹臂的端部均设有限位柱，所述限位柱分别与所述锁止块的两侧滑动连接，并在位于所述第一限位部和所述第二限位部内对所述卡扣进行限位固定；

所述弹钩设于所述弹臂之间，用于与所述止位筋配合对所述卡扣进行导向滑动；

所述卡钩设于所述卡扣底部，用于分别与所述导轨长度方向上的两侧壁卡扣连接，使得所述导轨与所述模块基座可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的总线模块化联接装置，其特征在于，所述卡扣还开设有插槽，所述插槽设于所述卡钩的顶面且开口向上，用于拆卸时插入所述插槽内部以拨动所述卡扣。

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