本實用新型涉及工業(yè)傳感器領(lǐng)域，具體而言涉及一種具有放大機構(gòu)的智能跑偏開關(guān)。

背景技術(shù)：

皮帶運輸設(shè)備在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用范圍很廣，但在生產(chǎn)過程中隨著時間的推移，皮帶可能會發(fā)生偏移，除了對生產(chǎn)造成影響之外，皮帶也容易發(fā)生磨損，甚至導(dǎo)致設(shè)備損傷、損壞。

通常我們選擇人為觀察的方式來監(jiān)控皮帶是否偏移，但人為觀察對于皮帶偏移量無法精確控制，長時間觀察容易造成視覺疲勞，對于皮帶偏移發(fā)生誤判。

現(xiàn)有技術(shù)中也有采用跑偏開關(guān)或者射線探測等手段來監(jiān)控皮帶是否產(chǎn)生偏離，但目前的跑偏開關(guān)探測精度較低，必須使觸桿發(fā)生較大角度的轉(zhuǎn)動后才能給出控制信號，而不能在皮帶發(fā)生輕微偏移的時候就檢測出來，而射線探測對工作人員的健康產(chǎn)生威脅，并且存在成本較高和容易發(fā)生誤判等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種具有放大機構(gòu)的智能跑偏開關(guān)，該智能跑偏開關(guān)在開關(guān)觸頭和微動開關(guān)之間設(shè)置了放大機構(gòu)，對輕微的皮帶偏移量進行放大，從而極大地提高了跑偏開關(guān)的靈敏度，同時，對皮帶已經(jīng)發(fā)生偏移的皮帶運輸設(shè)備進行自動斷電，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，保護設(shè)備和工作人員安全。

為達成上述目的，本實用新型提出一種智能跑偏開關(guān)，該智能跑偏開關(guān)適于監(jiān)控皮帶運輸設(shè)備的皮帶是否發(fā)生偏移，所述智能跑偏開關(guān)包括開關(guān)觸頭、放大機構(gòu)、微動開關(guān)、殼體和控制單元；

所述殼體的頂端設(shè)置有開口部，該開口部具有一圓柱形空腔；

所述開關(guān)觸頭包括第一接觸部和第二接觸部兩部分，其中，第一接觸部位于所述開口部的上方，第一接觸部遠離殼體的端面為一光滑平面；第二接觸部為一圓柱形結(jié)構(gòu)體，位于所述開口部的圓柱形空腔內(nèi)，第二接觸部的兩端均延伸出該圓柱形空腔；

所述放大機構(gòu)位于所述殼體內(nèi)，位于所述第二接觸部遠離所述第一接觸部的一端，放大機構(gòu)連接所述開關(guān)觸頭和所述微動開關(guān)的簧片，用以將開關(guān)觸頭的位移量放大后傳送給簧片；

所述微動開關(guān)固定在殼體內(nèi)壁上，微動開關(guān)被設(shè)置成當(dāng)簧片位移到設(shè)定的臨界點時，生成一電平信號；

所述控制單元固定在殼體內(nèi)壁上，包括控制部和繼電器開關(guān)；

所述控制部具有一信號輸入端和一信號輸出端，該信號輸入端與微動開關(guān)連接，用以接收微動開關(guān)發(fā)送的電平信號，該信號輸出端與繼電器開關(guān)的輸入端連接；

所述控制部被設(shè)置成響應(yīng)于微動開關(guān)發(fā)送的電平信號，生成一切斷信號并發(fā)送給繼電器開關(guān)；

所述繼電器開關(guān)的輸出端與皮帶運輸設(shè)備的電源端連接，被設(shè)置成響應(yīng)于切斷信號，切斷皮帶運輸設(shè)備的電源。

進一步的，所述殼體采用鋁制成；

所述開關(guān)觸頭采用不銹鋼制成。

進一步的，所述開關(guān)觸頭與殼體之間設(shè)置有密封圈。

進一步的，所述放大機構(gòu)包括觸動塊和杠桿；

所述觸動塊的一端與第二接觸部遠離第一接觸部的一端接觸，另一端固定在杠桿中部；

所述杠桿位于所述觸動塊下方，杠桿的一端固定在殼體內(nèi)壁上，另一端與所述微動開關(guān)的簧片連接；

所述杠桿被設(shè)置成當(dāng)觸動塊施加力在杠桿中部時，杠桿與簧片連接的一端繞杠桿的固定端轉(zhuǎn)動，推動簧片產(chǎn)生位移。

進一步的，所述第二接觸部與所述杠桿之間設(shè)置有限位板，該限位板固定在殼體內(nèi)壁上；

所述限位板與所述第二接觸部遠離第一接觸部的端面之間存在空隙；

所述限位板上具有一通孔，所述觸動塊穿過該通孔與第二接觸部接觸。

進一步的，所述限位板采用不銹鋼制成；

所述杠桿采用塑料制成；

所述觸動塊采用塑料制成。

進一步的，所述第二接觸部與所述開口部的圓柱形空腔之間設(shè)置有一環(huán)形助滑塊，該環(huán)形助滑塊的外壁緊貼開口部的圓柱形空腔內(nèi)壁，并且環(huán)形助滑塊的兩端與圓柱形空腔的兩端平齊；

所述第二接觸部的外壁上沿其軸中心線對稱設(shè)置有若干個圓弧形凸臺，每個圓弧形凸臺的頂端均與環(huán)形助滑塊的內(nèi)壁接觸。

進一步的，所述環(huán)形助滑塊采用不銹鋼制成。

進一步的，所述兩個相鄰的圓弧形凸臺之間填充有潤滑脂。

進一步的，所述智能跑偏開關(guān)還具有警報單元，該警報單元與所述控制部的信號輸出端連接，被設(shè)置成響應(yīng)于控制部發(fā)送的切斷信號，發(fā)出聲光警報。

由以上本實用新型的技術(shù)方案，與現(xiàn)有相比，其顯著的有益效果在于：

該智能跑偏開關(guān)在開關(guān)觸頭和微動開關(guān)之間設(shè)置了放大機構(gòu)，對輕微的皮帶偏移量進行放大，從而極大地提高了跑偏開關(guān)的靈敏度，同時，對皮帶已經(jīng)發(fā)生偏移的皮帶運輸設(shè)備進行自動斷電，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，保護設(shè)備和工作人員安全。

應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的實用新型主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的實用新型主題的一部分。

結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本實用新型教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本實用新型的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本實用新型教導(dǎo)的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標(biāo)號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標(biāo)記?，F(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本實用新型的各個方面的實施例，其中：

圖1是本實用新型的智能跑偏開關(guān)的結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實施方式

為了更了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本實用新型的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本實用新型的所有方面。應(yīng)當(dāng)理解，上面介紹的多種構(gòu)思和實施例，以及下面更加詳細(xì)地描述的那些構(gòu)思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本實用新型所公開的構(gòu)思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本實用新型公開的一些方面可以單獨使用，或者與本實用新型公開的其他方面的任何適當(dāng)組合來使用。

現(xiàn)有技術(shù)中的跑偏開關(guān)選擇使用觸桿來監(jiān)控皮帶是否偏移，一旦皮帶發(fā)生偏移，接觸觸桿，觸桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動到一定角度時發(fā)出報警或者切斷電源。

這一工作原理決定皮帶只有在偏離量較大時才能推動觸桿開始轉(zhuǎn)動，對只有輕微偏移的皮帶毫無監(jiān)控能力，輕微偏移的皮帶側(cè)邊的磨損仍然不可避免，嚴(yán)重時可導(dǎo)致設(shè)備損壞或者發(fā)生生產(chǎn)事故。

本實用新型針對這一現(xiàn)有技術(shù)問題提出了一種具有放大機構(gòu)的智能跑偏開關(guān)，該智能跑偏開關(guān)包括開關(guān)觸頭、放大機構(gòu)、微動開關(guān)、控制單元和殼體。其中，開關(guān)觸頭放置在皮帶一側(cè)，與皮帶具有一定的間隙，該間隙寬度小于等于皮帶的允許偏移量。一旦皮帶偏移量超過這個間隙寬度，開關(guān)觸頭向殼體內(nèi)產(chǎn)生一個位移量，放大機構(gòu)將該位移量進行放大后再傳送給微動開關(guān)的簧片，一旦簧片位移超過微動開關(guān)的限定值，微動開關(guān)生成電平信號，控制單元響應(yīng)該電平信號，切斷皮帶運輸設(shè)備電源，保護設(shè)備和工作人員安全。

由上可知，由于設(shè)置了這一放大機構(gòu)，開關(guān)觸頭的一個較小的位移量也可以促使微動開關(guān)生成電平信號，而不需要等到開關(guān)觸頭自身的位移量達到微動開關(guān)的限定值時才切斷，大大提高了智能跑偏開關(guān)的靈敏性。

該放大機構(gòu)具有多種結(jié)構(gòu)設(shè)計，本實用新型提出了其中一種放大機構(gòu)的實施例，通過一個觸動塊和一個杠桿，利用杠桿放大原理實現(xiàn)對開關(guān)觸頭的位移進行放大。

下面結(jié)合附圖對該實施例做一個詳細(xì)說明。

結(jié)合圖1，本實用新型提及一種智能跑偏開關(guān)，該智能跑偏開關(guān)適用于監(jiān)控皮帶運輸設(shè)備的皮帶是否發(fā)生偏移，該智能跑偏開關(guān)包括開關(guān)觸頭1、觸動塊2、杠桿3、微動開關(guān)4、控制單元6和殼體7，其中，觸動塊2和杠桿3組合形成一放大機構(gòu)。

所述殼體7的頂端設(shè)置有開口部7a，該開口部7a具有一圓柱形空腔，殼體 7采用鋁制成，主要目的是為了減輕智能跑偏開關(guān)的自重。

所述開關(guān)觸頭1包括第一接觸部1a和第二接觸部1b兩部分，實際上仍為一體成型的整體結(jié)構(gòu)，分成兩部分只是為了便于結(jié)構(gòu)描述。

第一接觸部1a位于所述開口部7a的上方，第一接觸部1a遠離殼體7的端面為一光滑平面，該端面被設(shè)置成與皮帶接觸，因此該端面需要具有較高的硬度和耐磨性，該端面可以設(shè)計成任意形狀，通常會設(shè)計成圓形。

第二接觸部1b為一圓柱形結(jié)構(gòu)體，位于所述開口部7a的圓柱形空腔內(nèi)，第二接觸部1b的兩端均延伸出該圓柱形空腔，其一端為第一接觸部1a，另一端位于殼體7內(nèi)。

開關(guān)觸頭1采用不銹鋼制成，實際上也可以選用其他硬度較高、耐磨性較好的材質(zhì)。

為了減輕智能跑偏開關(guān)自重，通常在第一接觸部1a朝向殼體的一側(cè)上設(shè)置凹槽，這樣做的目的還包括減少材料使用，降低成本。

皮帶偏離時，開關(guān)觸頭1受到來自皮帶的擠壓力，其垂直于端面的分力將導(dǎo)致開關(guān)觸頭1向殼體7內(nèi)移動。

第二接觸部1b與開口部7a的圓柱形空腔之間設(shè)置有一環(huán)形助滑塊8，該環(huán)形助滑塊8的外壁緊貼開口部7a的圓柱形空腔內(nèi)壁，并且環(huán)形助滑塊8的兩端與圓柱形空腔的兩端平齊。

所述第二接觸部1b的外壁上沿其軸中心線對稱設(shè)置有若干個圓弧形凸臺 1c，每個圓弧形凸臺1c的頂端均與環(huán)形助滑塊8的內(nèi)壁接觸。

由此，開關(guān)觸頭1與環(huán)形助滑塊8只通過這若干個圓弧形凸臺1c接觸，接觸面小，移動時受到的摩擦力也較小，便于開關(guān)觸頭1移進殼體7內(nèi)。另外，開關(guān)觸頭1和環(huán)形助滑塊8一直處于接觸狀態(tài)，可以保證開關(guān)觸頭1只向一個方向移動，不至出現(xiàn)傾斜。

因此，該環(huán)形助滑塊8也需要具有較高的硬度和耐磨性，通常采用不銹鋼制成。

設(shè)置環(huán)形助滑塊8的目的主要是為了保護殼體7內(nèi)壁，減少刮傷、劃傷，從而保證智能跑偏開關(guān)的精度。如前所述，為了減輕自重，殼體7采用鋁制成，鋁的硬度和耐磨性都不佳，但若采用硬度和耐磨性較好的不銹鋼，智能跑偏開關(guān)的重量又太大。為了獲取兩者之間的平衡，本實用新型在開口部7a的內(nèi)壁上設(shè)置了環(huán)形助滑塊8，保護殼體7內(nèi)壁。

所述觸動塊2位于所述殼體7內(nèi)，位于所述第二接觸部1b遠離所述第一接觸部1a的一端，其一端與第二接觸部1b接觸，另一端固定在杠桿3中部，這里的中部是指除兩端外的其他區(qū)域。

所述杠桿3位于所述殼體7內(nèi)，位于所述觸動塊2下方，杠桿3的一端固定在殼體7內(nèi)壁上，另一端與所述微動開關(guān)4的簧片連接。

所述微動開關(guān)4固定在殼體7內(nèi)壁上，微動開關(guān)4的信號輸出端與控制單元6連接，被設(shè)置成當(dāng)簧片位移到設(shè)定的臨界點時，微動開關(guān)4發(fā)送電平信號給控制單元6。此處，微動開關(guān)4只起到機械能和電信號的轉(zhuǎn)換作用，微動開關(guān) 4被觸發(fā)時，其輸出端將接通或者斷開這兩種狀態(tài)以電平信號傳遞給控制單元6。

當(dāng)觸動塊2施加力在杠桿3中部時，杠桿3與簧片連接的一端繞杠桿3的固定在殼體7內(nèi)壁的一端轉(zhuǎn)動，推動簧片產(chǎn)生位移。

觸動塊2在開關(guān)觸頭1的作用下產(chǎn)生一個小位移，假設(shè)觸動塊2的位移量是固定的，觸動塊2距離微動開關(guān)4的簧片越遠，簧片那一端產(chǎn)生的位移量就越大，這就是杠桿放大皮帶偏移量的原理，也是本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)之一。

因此，影響該智能跑偏開關(guān)的探測靈敏度的因素有以下兩個：

1、觸動塊2與杠桿3的接觸點的位置。通過調(diào)整該接觸點的位置，調(diào)節(jié)杠桿的放大倍數(shù)。接觸點距離簧片越遠，放大倍數(shù)越高，從而該智能跑偏開關(guān)的探測靈敏度越高。

2、微動開關(guān)自身的靈敏度。微動開關(guān)的靈敏度越高，該智能跑偏開關(guān)的探測靈敏度越高。

但是，接觸點的位置并不是距離簧片越遠越好，固然我們期待實現(xiàn)更高的探測靈敏度，然而微動開關(guān)4的量程是固定的，一旦杠桿3的放大倍數(shù)過大，簧片的位移量超出了微動開關(guān)4的最高量程，微動開關(guān)4會被損壞。同樣，如果接觸點距離簧片太近，放大倍數(shù)太小，皮帶偏離量超出限制時微動開關(guān)4還沒有被觸發(fā)，智能跑偏開關(guān)就失去了意義。

因此，接觸點的位置設(shè)置需要考慮微動開關(guān)4的量程，以及整個智能跑偏開關(guān)所需要的探測靈敏度。另外，生產(chǎn)加工精度也應(yīng)該考慮進去，這里的生產(chǎn)加工進度包括微動開關(guān)4、杠桿3、開關(guān)探頭1、觸動塊2的精度。

所述控制單元6固定在殼體內(nèi)壁上，包括控制部和繼電器開關(guān)。

所述控制部具有一信號輸入端和一信號輸出端，該信號輸入端與微動開關(guān)4 連接，用以接收微動開關(guān)4發(fā)送的電平信號，該信號輸出端與繼電器開關(guān)的輸入端連接。

所述控制部被設(shè)置成響應(yīng)于微動開關(guān)4發(fā)送的電平信號，生成一切斷信號并發(fā)送給繼電器開關(guān)。

所述繼電器開關(guān)的輸出端與皮帶運輸設(shè)備的電源端連接，被設(shè)置成響應(yīng)于切斷信號，切斷皮帶運輸設(shè)備的電源。

此處所提及的皮帶運輸設(shè)備的電源端既可以是皮帶運輸設(shè)備的電源開關(guān)，也可以是皮帶運輸設(shè)備的控制裝置中控制電源開關(guān)的單元，繼電器開關(guān)通過直接或者間接作用于皮帶運輸設(shè)備的電源開關(guān)，實現(xiàn)對皮帶運輸設(shè)備運行狀態(tài)的控制。

而繼電器開關(guān)設(shè)置有兩個觸點，具有兩種工作狀態(tài)：常開和常閉?？紤]到智能跑偏開關(guān)絕大部分情況下處于監(jiān)控狀態(tài)，我們將繼電器開關(guān)設(shè)置成：

當(dāng)繼電器開關(guān)處于常閉狀態(tài)時，繼電器開關(guān)不對皮帶運輸設(shè)備起任何作用，皮帶運輸設(shè)備正常運行；當(dāng)繼電器開關(guān)處于常開狀態(tài)時，繼電器開關(guān)切斷皮帶運輸設(shè)備的電源。

所述智能跑偏開關(guān)還具有警報單元，該警報單元與所述控制單元6的控制部連接，被設(shè)置成響應(yīng)于控制單元6的控制部發(fā)送的切斷信號，發(fā)出聲光警報。

所述第二接觸部1b與所述杠桿3之間設(shè)置有限位板9，該限位板9固定在殼體7內(nèi)壁上。

所述限位板9與所述第二接觸部1b遠離第一接觸部1a的端面之間存在空隙。

所述限位板9上具有一通孔，所述觸動塊2穿過該通孔與第二接觸部1b接觸。

設(shè)置該限位板9的目的有兩個：

第一，承受開關(guān)觸頭1的沖擊力，皮帶施加在開關(guān)觸頭1上的沖擊力是很大的，如果直接施加在觸動塊2上，由于開關(guān)觸頭1和觸動塊2的接觸點很小，壓強很大，容易損壞觸動塊2。

第二，控制開關(guān)觸頭1的位移量，保護微動開關(guān)4。開關(guān)觸頭1和限位板9 之間的空隙就是開關(guān)觸頭1能夠?qū)崿F(xiàn)的最大位移量。

因此，需要限位板9具有較高的強度，通常采用不銹鋼制成。

另外，由于沖擊力均由限位板9承受，為了減輕自重，杠桿3和觸動塊2 可以采用塑料制成。

所述開關(guān)觸頭1與殼體7之間設(shè)置有密封圈5，防止粉塵和水氣進入殼體7 內(nèi)。

以上智能跑偏開關(guān)能夠監(jiān)控皮帶運輸設(shè)備的兩種工作狀態(tài)，跑偏監(jiān)控方法如下：

第一種工作狀態(tài)，皮帶運輸設(shè)備正常工作時，皮帶不接觸開關(guān)觸頭1，繼電器開關(guān)處于常閉狀態(tài)，不對皮帶運輸設(shè)備的運行產(chǎn)生影響。

第二種工作狀態(tài)，皮帶運輸設(shè)備異常工作，皮帶偏移較大，超過限定值，皮帶接觸開關(guān)觸頭1，施加推力在開關(guān)觸頭1上。

開關(guān)觸頭1向殼體7內(nèi)移動，施加與移動方向同方向的推力在觸動塊2上，觸動塊2沿受力方向移動，并將該推力傳送給杠桿3。

杠桿3一端固定，另一端在推力的作用下繞其固定端轉(zhuǎn)動，微動開關(guān)4的簧片產(chǎn)生位移。

簧片位移超過設(shè)定值，微動開關(guān)4發(fā)送電平信號給控制單元6的控制部。

控制部響應(yīng)于該電平信號，發(fā)送切斷信號給繼電器開關(guān)。

繼電器開關(guān)轉(zhuǎn)換成常開狀態(tài)，切斷皮帶運輸設(shè)備的電源。

在實際生產(chǎn)過程中，通常需要在皮帶兩側(cè)分布多個智能跑偏開關(guān)，本實用新型提出一種監(jiān)控方法，包括：

將若干個所述智能跑偏開關(guān)分布在皮帶兩側(cè)需要監(jiān)控偏離量的位置，每個智能跑偏開關(guān)的開關(guān)觸頭遠離殼體的一端均與皮帶相鄰，開關(guān)觸頭與皮帶之間具有間隙，該間隙寬度小于等于其所處位置處的皮帶允許偏移量，每個智能跑偏開關(guān)的繼電器開關(guān)均與皮帶運輸設(shè)備的電源連接，繼電器開關(guān)初始狀態(tài)為常閉狀態(tài)。

在皮帶運輸設(shè)備運行過程中：

當(dāng)皮帶不與該若干個智能跑偏開關(guān)的開關(guān)觸頭接觸時，繼電器開關(guān)維持常閉狀態(tài)，皮帶運輸設(shè)備正常運行。

當(dāng)皮帶接觸其中任意一個智能跑偏開關(guān)的開關(guān)觸頭時，該智能跑偏開關(guān)的微動開關(guān)生成一電平信號，并發(fā)送給其所屬智能跑偏開關(guān)的控制部，該控制部響應(yīng)于該電平信號，生成一切斷信號并發(fā)送給其所屬智能跑偏開關(guān)的繼電器，控制該繼電器開關(guān)轉(zhuǎn)換成常開狀態(tài)，切斷皮帶運輸設(shè)備的電源。

如此，可以對皮帶進行全方位多角度的監(jiān)控。

另外，每個智能跑偏開關(guān)的控制單元均具有一撥碼開關(guān)，用以設(shè)置所屬智能跑偏開關(guān)的編號以作區(qū)分。再將所有控制單元與一上位機連接，將自身所屬智能跑偏開關(guān)的編號及其工作狀態(tài)實時反饋給該上位機，上位機可以采用PC或者PLC，且具有一顯示屏，便于工作人員快速找到故障點。

從而，本實用新型提出的智能跑偏開關(guān)在開關(guān)觸頭和微動開關(guān)之間設(shè)置了放大機構(gòu)，對輕微的皮帶偏移量進行放大，從而極大地提高了跑偏開關(guān)的靈敏度，同時，對皮帶已經(jīng)發(fā)生偏移的皮帶運輸設(shè)備進行自動斷電，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，保護設(shè)備和工作人員安全。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。