电气部件耦接/解耦传感器布置制造技术

本发明专利技术涉及一种I/O系统，该I/O系统包括I/O基座以及与I/O基座机械地且电气地耦接的至少一个I/O模块。I/O模块包括：锁定致动器组件，该锁定致动器组件具有能够从第一解锁位置移动至第二锁定位置的锁定致动器，该锁定致动器配置成在处于第二位置时与I/O基座互锁以将I/O模块紧固至基座；以及传感器，该传感器用于感测锁定致动器的位置并且产生指示锁定致动器的位置的信号。的位置的信号。的位置的信号。

【技术实现步骤摘要】
电气部件耦接/解耦传感器布置


[0001]本文中公开的主题涉及自动化控制系统的领域、比如在工业和商业环境中使用的那些自动化控制系统的领域。更具体地，本专利技术的实施方式涉及用于提供、访问、配置、操作输入/输出(I/O)装置或与输入/输出(I/O)装置对接的技术，所述输入/输出(I/O)装置配置成用于与自动化控制器耦接和交互。

技术介绍

[0002]自动化控制器是用于控制工业自动化等的专用计算机。在存储程序的指导下，自动化控制器的处理器检查反映受控过程的状态的一系列输入(例如，到自动化控制器的电输入信号)并且基于分析和逻辑改变输出(例如，来自自动化控制器的电输出信号)以影响对受控过程的控制。所存储的控制程序可以在一系列执行周期中被连续地执行、周期性地执行或者基于事件执行。由自动化控制器从受控过程接收的输入以及由自动化控制器向受控过程传输的输出通常穿过一个或更多个I/O装置，所述一个或更多个I/O装置是自动化控制系统的用作自动化控制器与受控过程之间的电气接口的部件。
[0003]传统的I/O装置通常包括配置成将I/O装置与母线、通信总线等耦接的基座、用于将I/O装置与现场装置通信耦接的端子块以及包括用于执行通信功能和/或逻辑操作的电路的I/O模块。在传统的自动化控制系统中，I/O模块可以通过将模块朝向基座推动而耦接至基座。I/O模块的零件与基座之间的摩擦或简单的锁定机构可以有助于防止I/O模块与基座断开接合。过去，已经采用了锁定肘节机构，以将I/O模块紧固至基座。在其他布置中，使用螺钉锁定凸片或其他紧固件将I/O模块紧固至基座。在释放锁定机构、紧固件或锁定凸片之后，可以通过将I/O模块远离基座拉动而使I/O模块从基座移除。

技术实现思路

[0004]现在认识到的是，期望提供用于将I/O模块与I/O装置的基座耦接、锁定及解耦或者更一般地将第一电气部件与第二电气部件联接、锁定及解耦的更高效且更有效的技术。特别地，本公开的一些实施方式采用配置成检测电气部件的锁定致动器的位置并且产生指示锁定致动器的位置的信号的传感器。该信号可以用于启动诸如上电/断电例程之类的动作，以将与电气部件相关联的电源从启动模式(低效)切换至切换模式(更高效)，并且/或者通知冗余部件对中的其余电气部件即将进行部件移除。
[0005]根据一个方面，I/O系统包括第一电气部件和与第一电气部件机械地且电气地耦接的第二电气部件。第二电气部件(例如，I/O模块)包括：锁定致动器组件，该锁定致动器组件具有能够从第一解锁位置移动至第二锁定位置的锁定致动器，该锁定致动器配置成在处于第二位置时与第一电气部件互锁以将第二电气部件紧固至第一电气部件；以及传感器，该传感器用于感测锁定致动器的位置并且产生指示锁定致动器的位置的信号。
[0006]锁定致动器组件可以包括轴，该轴由第二电气部件支承以进行旋转且支承成能够在第一位置与第二位置之间旋转，并且传感器可以包括由第二电气部件支承的线圈以及由
轴支承的金属部件。相比于锁定致动器处于第二位置时，金属部件在锁定致动器处于第一位置时与线圈间隔开更大的距离，由此线圈的电感的变化对应于指示锁定致动器的位置的信号。线圈可以在与包括轴的纵向轴线的平面平行的平面中延伸，金属部件可以被支承在轴的径向延伸的凸缘上，使得金属部件在轴从第一位置旋转至第二位置时朝向线圈旋转并且在轴从第二位置旋转至第一位置时远离线圈旋转。当轴处于第二位置时，凸缘可以在与线圈平行的平面中延伸，并且当轴从第二位置朝向第一位置旋转时，凸缘可以在非平行的平面中延伸。金属部件可以包括紧固至凸缘的金属夹。
[0007]在另一实施方式中，轴可以由第二电气部件支承以用于进行轴向和/或旋转运动，第一解锁位置对应于轴的第一轴向位置并且第二锁定位置对应于轴的第二轴向位置。金属部件可以包括被固定成与轴一起旋转的套环，所述套环抵抗轴向运动固定至第二电气部件，使得轴能够相对于套环在轴向上移动。线圈可以由第二电气部件支承在邻近套环的位置中，由此，相比于锁定致动器处于第二位置时，金属部件在锁定致动器处于第一位置时与线圈间隔开更大的距离。套环可以包括复合材料，并且金属部件可以包括紧固至套环的凸缘的金属夹。
[0008]在另一示例性实施方式中，锁定致动器组件包括至少一个闩锁臂，所述至少一个闩锁臂在第一端部处由第二电气部件(例如，背板接口模块)以枢转的方式支承并且具有与第一端部间隔开的闩锁凸缘，该闩锁凸缘适于接合第一电气部件的表面，从而使第二电气部件在所述至少一个闩锁臂处于第二位置时与第一电气部件互锁，闩锁臂能够从第二位置枢转至第一位置以使闩锁凸缘与第一电气部件断开接合。传感器包括由第二电气部件支承的线圈以及由闩锁臂支承的金属部件，由此，相比于锁定致动器处于第二位置时，金属部件在锁定致动器处于第一位置时与线圈间隔开更大的距离，并且线圈的电感的变化对应于指示锁定致动器的位置的信号。
[0009]任何实施方式的传感器可以包括感应线圈、霍尔效应传感器、光断续器或限位开关中的至少一者。
[0010]根据另一方面，电气部件包括：连接器，该连接器用于与相关联的配合电气部件的对应的连接器电耦接；锁定致动器组件，该锁定致动器组件用于将电气部件与相关联的配合电气部件机械地互锁，锁定致动器组件包括能够从第一解锁位置移动至第二锁定位置的锁定致动器，锁定致动器配置成在处于第二位置时与相关联的电气部件互锁；以及传感器，该传感器用于感测锁定致动器的位置并且产生指示锁定致动器的位置的信号。
[0011]锁定致动器组件可以包括轴，该轴由电气部件支承以进行旋转且支承成能够在第一位置与第二位置之间旋转，并且传感器可以包括由电气部件支承的线圈以及由轴支承的金属部件。相比于锁定致动器处于第二位置时，金属部件可以在锁定致动器处于第一位置时与线圈间隔开更大的距离，由此线圈的电感的变化对应于指示锁定致动器的位置的信号。线圈可以在与包括轴的纵向轴线的平面平行的平面中延伸，金属部件被支承在轴的径向延伸的凸缘上，使得金属部件在轴从第一位置旋转至第二位置时朝向线圈旋转并且在轴从第二位置旋转至第一位置时远离线圈旋转。当轴处于第二位置时，凸缘可以在与线圈平行的平面中延伸，并且当轴从第二位置朝向第一位置旋转时，凸缘可以在非平行的平面中延伸。金属部件可以包括紧固至凸缘的金属夹。
[0012]在另一实施方式中，轴可以由电气部件支承以用于进行轴向和/或旋转运动，第一
解锁位置对应于轴的第一轴向位置并且第二锁定位置对应于轴的第二轴向位置。金属部件可以包括被固定成与轴一起旋转的套环，所述套环抵抗轴向运动固定至电气部件，使得轴能够相对于套环在轴向上移动。线圈可以由电气部件支承在邻近套环的位置中，由此，相比于锁定致动器处于第二位置时，金属部件在锁定致动器处于第一位置时与线圈间隔开更大的距离。套环可以包括复合材料，并且金属部件可以包括紧固至套环的凸缘的金属夹。
[0013]在另一实施方式中，锁定致动器组件包括至少一个闩锁臂，所述至少一个闩锁臂在第一端部处由电气部件以枢转的方式支承并且具有与第一端部间隔开的闩锁凸缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种I/O系统，包括：第一电气部件；以及第二电气部件，所述第二电气部件与所述第一电气部件机械地且电气地耦接；其中，所述第二电气部件包括：至少一个锁定致动器组件，所述至少一个锁定致动器组件具有能够从第一解锁位置移动至第二锁定位置的锁定致动器，所述锁定致动器配置成在处于所述第二位置时与所述第一电气部件互锁以将所述第二电气部件紧固至所述第一电气部件；以及传感器，所述传感器用于感测所述锁定致动器的位置并且产生指示所述锁定致动器的位置的信号。2.根据权利要求1所述的I/O系统，其中，所述锁定致动器组件包括轴，所述轴由所述第二电气部件支承以进行旋转且支承成能够在所述第一位置与所述第二位置之间旋转，并且其中，所述传感器包括由所述第二电气部件支承的线圈以及由所述轴支承的金属部件，由此，相比于所述锁定致动器处于所述第二位置时，所述金属部件在所述锁定致动器处于所述第一位置时与所述线圈间隔开更大的距离，由此所述线圈的电感的变化对应于指示所述锁定致动器的位置的信号。3.根据权利要求2所述的I/O系统，其中，所述线圈在与包括所述轴的纵向轴线的平面平行的平面中延伸，所述金属部件被支承在所述轴的径向延伸的凸缘上，使得所述金属部件在所述轴从所述第一位置旋转至所述第二位置时朝向所述线圈旋转并且在所述轴从所述第二位置旋转至所述第一位置时远离所述线圈旋转。4.根据权利要求3所述的I/O系统，其中，当所述轴处于所述第二位置时，所述凸缘在与所述线圈平行的平面中延伸，并且当所述轴从所述第二位置朝向所述第一位置旋转时，所述凸缘在非平行的平面中延伸。5.根据权利要求4所述的I/O模块，其中，所述金属部件包括紧固至所述凸缘的金属夹。6.根据权利要求2所述的I/O系统，其中，所述轴由所述第二电气部件支承以进行轴向运动，所述第一解锁位置对应于所述轴的第一轴向位置并且所述第二锁定位置对应于所述轴的第二轴向位置，其中，所述金属部件包括被固定成与所述轴一起旋转的套环，所述套环抵抗轴向运动固定至所述第二电气部件，使得所述轴能够相对于所述套环在轴向上移动，并且其中，所述线圈由所述第二电气部件支承在邻近所述套环的位置中，由此，相比于所述锁定致动器处于所述第二位置时，所述金属部件在所述锁定致动器处于所述第一位置时与所述线圈间隔开更大的距离。7.根据权利要求6所述的I/O系统，其中，所述套环包括复合材料，并且所述金属部件包括紧固至所述套环的凸缘的金属夹。8.根据权利要求1所述的I/O系统，其中，所述锁定致动器组件包括至少一个闩锁臂，所述至少一个闩锁臂在第一端部处由所述第二电气部件支承并且具有与所述第一端部间隔开的闩锁凸缘，所述闩锁凸缘适于接合所述第一电气部件的表面，从而使所述第二电气部件在所述至少一个闩锁臂处于所述第二位置时与所述第一电气部件互锁，所述闩锁臂能够从所述第二位置枢转至所述第一位置以使所述闩锁凸缘与所述第一电气部件断开接合，并且其中，所述传感器包括由所述第二电气部件支承的线圈以及由所述闩锁臂支承的金属部件，由此，相比于所述锁定致动器处于所述第二位置时，所述金属部件在所述锁定致动器处
于所述第一位置时与所述线圈间隔开更大的距离，由此所述线圈的电感的变化对应于指示所述锁定致动器的位置的信号。9.根据权利要求1所述的I/O系统，其中，所述第二电气部件包括：第一锁定致动器组件和第二锁定致动器组件，所述第一锁定致动器组件和所述第二锁定致动器组件各自具有能够从第一解锁位置移动至第二锁定位置的锁定致动器，所述锁定致动器配置成在处于所述第二位置时与所述第一电气部件互锁以将所述第二电气部件紧固至所述第一电气部件；以及第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器用于感测所述第一锁定致动器组件和所述第二锁定致动器组件的所述锁定致动器中的相应的一个锁定致动器的位置并且产生指示每个锁定致动器的位置的信号。10.一种电气部件，包括：连接器，所述连接器用于与相关联的配合电气部件的对应的连接器电耦接；锁定致动器组件，所述锁定致动器组件用于将所述电气部件与所述相关联的配合电气部件机械地互锁，所述锁定致动器组件包括能够从第一解锁位置移动至第二锁定位置的锁定致动器，所述锁定致动器配置成在处于所述第二位置时与所述相关联的电气部件互锁；以及传感器，所述传感器用于感测所述锁定致动器的位置并且产生指示所述锁定致动器的位置的信号。11.根据权利要求10所述的电气部件，其中，所述锁定致动器组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：