CN105259748B

CN105259748B - 紧急停止装置

Info

Publication number: CN105259748B
Application number: CN201510589194.8A
Authority: CN
Inventors: F·乔维特; T·梅福塔; D·本尼
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2035-07-09
Also published as: US10256064B2; FR3023648B1; US20160012992A1; EP2966663B1; EP2966663A1; FR3023648A1; CN105259748A

Abstract

本发明公开一种紧急停止装置，包括：控制组件，在沿着控制轴线(X)在释放位置和制动位置之间移动的过程中其可以被致动，‑与控制组件配合的锁定元件(60)，其能够转动到锁定位置以将控制组件保持在其致动位置，读取装置，其配置为生成用于授权控制组件解锁的命令，解锁制动器(70)，其配置为作用于锁定装置(60)以将控制组件从其致动位置释放，致动元件(51)，其可以被致动以移动产生机械能，能量发生器(50A，50B)，其配置为将由致动元件(51)移动所提供的机械能转换为电能，所述电能用于向读取装置供电。

Description

紧急停止装置

技术领域

本发明涉及一种紧急停止装置。本发明更具体地涉及紧急停止装置致动后的解锁。

背景技术

紧急停止装置用于在紧急情况(例如，发生故障或即将发生的危险)下打开电路。为此，其包括操作者作用于其上的控制按钮。按下该控制按钮使得电气控制回路打开。在这样的装置中，一旦控制按钮已经被按下，其保持在这个位置，使得电路保持开路直到危险已经被消除。为了重置***，紧急停止装置必须首先解锁。通常紧急停止装置的解锁是安全的。这里各种解决方案已经被实施以解锁紧急停止装置。最常见的是使用钥匙，例如在专利EP1261978B1中的描述。然而钥匙的管理通常是不切现实的。另一种解决方案在专利申请DE102011109381A1中描述。这使用生物识别读卡器，使得解锁仅在操作者认证之后进行授权。后一种解决方案具有消除钥匙管理问题的优点，但是需要存在电源为生物识别读卡器供电。

本发明的目的在于提出一种紧急停止装置，其中通过认证的解锁是安全的，并且其不需要内部或外部电源。

发明内容

该目的通过一种紧急停止装置来实现，其包括：

-至少一个常闭类型的电接触单元，

-控制组件，在沿着控制轴线在释放位置和制动位置之间移动的过程中其可以被致动，并且与接触单元配合，

-与控制组件配合的锁定元件，其能够转动到锁定位置以将控制组件保持在其致动位置，

-读取装置，其包括微控制器，该微控制器配置为生成用于授权控制组件解锁的命令，

-解锁制动器，其配置为接收解锁授权命令，并且作用于锁定装置，目的是将控制组件从其致动位置释放，

-致动元件，其可以被致动以移动产生机械能，

-能量发生器，其配置为将由致动元件移动所提供的机械能转换为电能，所述电能用于向读取装置供电。

当紧急停止装置被致动时，这将中断主要的电力供应，这使得难以向用于解锁的读取装置提供电源。于是内部能量源是必须的。本发明的解决方案允许这种内部能量源被省略，并且因此使得紧急停止装置能够在所有情况下解锁。

根据不同的实施例，读取装置是RFID类型的，并且包括连接到微控制器的天线。

根据另一个特征，所述天线围绕控制轴线同轴设置。

根据另一个特征，所述装置包括天线延伸部，其配置为与所述天线磁耦合。

根据另一个不同的实施例，所述读取装置是生物识别类型的。

根据另一个不同的实施例，所述读取装置是NFC类型的。

根据另一个特征，所述控制组件包括控制按钮，其沿着轴向方向在释放位置和压下位置之间移动。

根据另一个特征，所述控制按钮包括外壳，其配置为接收徽章。

根据另一个特征，所述解锁致动器包括具有挺杆和电磁线圈的螺线管，其配置为由解锁授权信号供电。

根据另一个特征，所述致动元件是可旋转移动的环，并且同轴设置到控制组件。

根据另一个特征，所述发生器是电磁类型的，并且包括与致动元件配合的可移动元件、至少一个永久磁铁和电磁线圈，永久磁铁和电磁线圈配置为相对于彼此移动，目的是在所述电磁线圈中产生感应电流。

附图说明

通过下面关于附图给出的详细描述将呈现本发明的其他特征和优点，其中：

-图1以分解视图示出了根据本发明的紧急停止装置，

-图2以分解视图示出了紧急停止装置的支撑件，其特别用于容纳旋转电磁能量发生器、印刷电路板和解锁致动器，

-图3以分解视图示出了紧急停止装置的支撑件，其特别用于容纳具有摇杆桥的电磁能量发生器、印刷电路板和解锁致动器，

-图4以顶视图示出了根据本发明的紧急停止装置，

-图5示出了沿着图4中限定截面A-A的在释放位置的根据本发明的紧急停止装置，

-图6示出了沿着图4中限定截面B-B的在释放位置的根据本发明的紧急停止装置，

-图7示出了沿着图4中限定的相同截面A-A的在致动和锁定位置的根据本发明的紧急停止装置，并且准备接收解锁徽章(badget)，

-图8以顶视图示出了在致动位置的根据本发明的紧急停止装置，其中环转动以产生电能，

-图9示出了沿着图8中限定截面C-C的根据本发明的紧急停止装置，

-图10示出了图1中所示的印刷电路板，在其上支撑件被组装，特别是承载控制元件、能量发生器、解锁致动器，

-图11，12，13，14示出了在装置的各个操作阶段中图10上标记的细节Y。

具体实施方式

本发明的紧急停止装置包括外壳和设置在外壳上的控制头。所述外壳包括形成该装置基座的插件板20和在其上安装有控制头的盖板22。所述装置还包括位于外壳内的支撑件21，并且在其上安装有印刷电路板23。

盖板22包括中心孔24、围绕所述中心孔周边形成的圆柱形轴环25、内部圆柱形套筒26以及在轴环和套筒之间限定的环形杯27(图5和6)。

所述控制头包括所述紧急停止装置的控制组件。所述控制组件包括能够沿着控制轴线(X)移动的可移动控制按钮11，以及容纳在杯27中螺旋状类型的复位弹簧R1，其可以由控制按钮11抵靠外壳沿着控制轴线(X)压下。控制按钮11最初在释放位置(图5和6)，其中控制电路闭合。通过向装置的内部方向按下，控制按钮11可以被带到致动位置(图7)，其中该控制按钮11紧靠外壳，因此允许电路可靠地正确地打开。在致动之后，控制按钮11被释放但是仍然接合在其致动位置(图7)，其中电路保持开路。所述电路保持开路，直到该装置解锁为止。

所述紧急停止装置的控制组件还包括控制元件12，其通过在控制按钮11上形成的固定元件接合在控制按钮11上。控制元件12包括轴向中心钻孔以及位于所述钻孔周边的上的轴环122，并且限定用于容纳开放型弹簧R2的底座，其首先抵靠控制元件12，其次抵靠控制按钮11。在通过开放型弹簧R2抵靠控制按钮11的固定元件沿着控制轴线(X)移动的过程中，所述控制元件12被压下。在通过开放型弹簧R2的压缩而朝向彼此移动的过程中，控制按钮11和控制元件12是自由的。当控制按钮11处于释放位置时，控制元件12处于释放位置(图5和6)。当压力朝着其致动位置被施加在控制按钮11上时，控制元件12最初保持在释放位置，这导致开放型弹簧R2的压缩以便存储能量。当开放型弹簧R2被充分压缩时，由开放型弹簧R2所存储的能量驱动，控制元件12被突然释放。然后控制元件12处于致动位置(图7)。在致动之后，控制元件12通过固定元件保持接合在致动位置，将控制按钮保持在朝向外壳10内部的致动位置。如果控制按钮被释放，其保持在致动位置。然后必须解锁以使控制按钮和控制元件返回到其释放位置。

因此，紧急停止装置的控制组件包括接合元件121(图11)，例如包括在控制元件12上形成的径向壳体中停止移动的棘爪，允许控制元件被保持在致动位置。该接合元件121安装在螺旋状弹簧上，使得能够相对于控制轴线(X)沿径向移动。接合元件121被定位使得根据控制按钮11的位置与外壳配合。接合元件121能够在垂直于控制轴线(X)的平面上移动。接合元件121与在外壳上形成的挡块100配合，以允许在控制按钮11被压到其致动位置时控制元件12接合在外壳上，并且因此将控制元件12和控制按钮11保持在其致动位置。

紧急停止装置包括至少一个电接触单元(通常至少两个电接触单元)以确保装置的致动冗余。每个电接触单元包括一组常闭(NC)电触头。例如，每个接触单元由一个或多个正向开口和柔性叶片触头13组成，所述柔性叶片触头13存在于外壳中并且固定到存在于印刷电路板23下方的装置外壳中的支撑件21。控制单元12具有沿相对的径向方向向外延伸的两个棘爪123。每个棘爪123被设置为当致动元件12被开放型弹簧R2驱动到其致动位置时，其能够停留在分离接触单元的柔性叶片触头13上。印刷电路板23具有开口230(图2和3)，允许控制单元12穿过并且作用在固定到支撑件21的接触单元上。

根据本发明，紧急停止装置还包括读取装置，其配置为在已经执行识别过程之后授权或不授权紧急停止装置的解锁。读取装置可以采用徽章读取器(例如RFID类型)、生物识别读取器或任何其他允许识别授权人的解决方案的形式。因此，读取装置包括微控制器，例如焊接到印刷电路板23，配置为在肯定识别的情况下产生解锁授权信号。

在下面的描述中，我们以RFID类型的徽章读取器装置为例。在这种情况下，控制按钮11包括插槽形式的壳体110，其中要由装置读取的徽章3被***。为了读取徽章3，读取装置包括连接微控制器的天线40。例如，这个天线40由丝网印刷形成在印刷电路板23上。例如，丝网印刷被施加于在印刷电路板23中形成的孔口230周边。另外，读取装置可以包括天线延伸部41，其设置在控制头并且定位为与由丝网印刷形成的天线40机械耦合。例如，该天线延伸部41采用圆柱形套筒的形式，其包括由金属涂层覆盖的部分塑料材料。天线延伸部41还可以采用RFID类型电子标签的形式，包括用于扩展信号的天线以及能够存储数据的微控制器。这个标签可以通过读取站被外部读取，使得易于恢复存储在标签中的数据。

根据本发明的紧急停止装置具有不包括任何为读取装置供电的内部或外部能量源的特征。实际上，读取装置使用电磁能量发生器供电，所述电磁能量发生器配置为将机械能转换为电能。

然后，控制头包括致动单元，其机械地耦合到能量发生器50A，50B并且能够被致动为移动以便产生所述机械能。有利的是，这个致动元件由环51组成，所述环51与控制组件分离并且可围绕控制轴线(X)旋转移动。例如，该环51围绕控制按钮11设置，并且配置为当被致动时旋转驱动控制组件。例如，用于旋转引导的装置设置在环51上，同时配置为与这些引导装置配合的双头螺柱28(图1)设置在外壳的盖板22上。环51配置为通过由双头螺柱28的位置限定的特定角度而执行旋转。例如，这个角度大约是25°(图8)。环的至少部分或全部旋转行程用于产生电能。

能量发生器50A，50B配置为在徽章识别过程中向微控制器和解锁致动器提供电能。

能量发生器50A，50B可以采用不同的配置。在附图中，示出了两种不同的配置(图2和3)。在图2所示的第一配置中，能量发生器50A是旋转类型的。然后，该能量发生器50A包括可移动旋转元件500，其机械地耦合到环51并且配置为通过环的旋转而被驱动旋转。这种类型的发生器是众所周知的，而在本说明书中没有详细描述。在图3所示的第二配置中，能量发生器50B是专利US8148856B2中所述的类型。该能量发生器50B包括磁路，该磁路具有穿过电磁线圈503的固定部分501，以及包括永久磁铁的可移动部分502。可移动部分502在两个极限位置之间枢转，以便引起通过线圈503的磁通变化，这产生线圈绕组中的电流。为了产生最大可能电能，该能量发生器50B可以用于执行其两个极限位置之间的多个摇摆(rocking)运动。

紧急停止装置还包括锁定元件，其配置为与控制元件12配合以便锁定控制组件返回到释放位置，直到徽章已经被读取装置认证为止。在附图中，这个锁定元件采用杠杆60的形式，解锁致动器70可以作用在其上。自然应当理解的是，在满足其在致动位置锁定控制组件的功能时，锁定元件当然可以采用其他形式。所用的杠杆60具有自由端，其配置为与接合元件121配合以便阻挡控制组件的移动并且防止其返回到释放位置，直到读取装置已经确定地识别徽章。根据该配置，控制元件12可以被阻挡在垂直于控制轴线(X)的平面中的旋转或者沿着控制轴线(X)的移动。杠杆60安装在弹簧61上，所述弹簧61在朝向其锁定控制元件12的位置的枢转中对杠杆60施加压力。

在肯定识别的情况下，解锁致动器70通过从读取装置发送的电解锁授权命令供电。例如，其包括螺线管和挺杆700，设置为与杠杆60配合以便解锁控制组件。

结合附图，根据本发明的连接到电路的紧急停止装置的功能如下：

-控制组件最初处于释放位置并且未锁定(图5，6和11)。该装置的触头13最初处于闭合(closed)状态。

-操作者按下控制按钮11。控制组件被驱动旋转，直到其致动位置。通过控制元件12的棘爪123，触头13被迫进入打开状态。接合元件121从其外壳释放，并且与形成在外壳上的停止件100配合，以便接合控制元件12，并且因此防止控制组件上升到其释放位置，因此将触头保持在打开状态(图12)。现在紧急停止装置被锁定，并且需要进行解锁操作以使其返回到其初始状态。

-解锁该装置，操作者将解锁徽章3***到设置在控制按钮11上的插槽110中。

-操作者然后执行环51的旋转，目的是产生电能。环51的旋转驱动控制组件旋转，从停止件100释放接合元件121。环51的旋转还引起能量发生器50A，50B的致动。

-由从环51的旋转的机械能而产生的电能向用于识别徽章3的读取装置供电。

-使用所接收的电能，读取装置读取所***的徽章3并且验证其身份。

-如果徽章识别是肯定的，那么读取装置产生用于解锁致动器70的电解锁授权命令。

-解锁致动器70致动挺杆700以推动杠杆60(图14)。

-杠杆60绕着其轴线枢转，并且与结合元件121分离。

-在复位弹簧R1和开放型弹簧R2的作用下，控制组件被释放并且返回到其释放位置。

-控制组件处于释放和解锁位置。该装置可再次操作。

-如果读取装置对徽章3的识别是否定的，那么解锁致动器70不被读取装置激活。

-解锁杠杆60阻挡致动元件12的移动，并且因此阻挡控制元件的移动，使其不能继续行进到其释放位置。环51返回到其初始位置。环51的新的旋转对于控制新的识别将是非常有必要的。

如图1和2所示，该装置有利地包括焊接到印刷电路板23上的信号二极管80(图1到3)，其用于发送装置的状态的信号。优选地，外壳的盖板22包括透明部分，使得由二极管发射的光漫射。

该装置还包括用于控制组件的导向杆90。该杆固定到支撑件21并且穿过盖板22的中心孔24。控制元件12被螺纹连接到杆90上，并且可以与控制按钮11一起沿着杆90滑动。

根据本发明，当该装置被致动和锁定时，简单旋转环不改变触头的状态，该触头保持在打开状态。环的旋转必须伴随有徽章的肯定识别，以便使控制组件上升并且将触头返回到关闭状态。

Claims

1.一种紧急停止装置，包括：

-至少一个常闭类型的电接触单元，

-控制组件，在沿着控制轴线在释放位置和制动位置之间被致动进行移动，并且与接触单元配合，

-与控制组件配合的锁定元件(60)，其能够到达锁定位置以将控制组件保持在其致动位置，

-解锁致动器(70)，其配置为接收解锁授权命令，并且作用于锁定元件 (60)，目的是将控制组件从其致动位置释放，

-其特征在于，该装置包括：

-致动元件(51)，其能够被致动以移动来产生机械能，

-能量发生器(50A，50B)，其配置为将由致动元件(51)移动所提供的机械能转换为电能，所述电能用于向读取装置供电。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，读取装置是RFID类型的，并且包括连接到微控制器的天线(40)。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述天线(40)围绕控制轴线(X)同轴设置。

4.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述装置包括天线延伸部(41)，其配置为与所述天线(40)磁耦合。

5.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述读取装置是生物识别类型的。

6.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述读取装置是NFC类型的。

7.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述控制组件包括控制按钮(11)，其沿着轴向方向在释放位置和压下位置之间移动。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述控制按钮(11)包括外壳(110)，其配置为接收徽章(3)。

9.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述解锁致动器包括具有挺杆(700)和电磁线圈的螺线管，其配置为由解锁授权信号供电。

10.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述致动元件是可旋转移动的环(51)，并且布置成同轴于控制组件。

11.根据权利要求1-10中任一权利要求的装置，其特征在于，所述发生器(50A，50B)是电磁类型的，并且包括与致动元件配合的可移动元件、至少一个永久磁铁和电磁线圈，所述永久磁铁和电磁线圈配置为相对于彼此移动以便在所述电磁线圈中产生感应电流。