一種電路板安全連接裝置、電路板及即插、即鎖工控機架的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電路板安全連接裝置、電路板及即插、即鎖工控機架。所述電路板安全連接裝置，包括基座、活動設在基座上部且具彈性的連接塊、通過第一鉸鏈鉸接在基座下部且具彈性的異形棘輪、通過第二鉸鏈鉸接在基座后部的勾扣手柄、活動設在勾扣手柄上且具彈性的勾扣按鍵，所述勾扣手柄通過勾扣按鍵與所述基座配合實現與基座的結合和分離，所述勾扣手柄通過與所述異形棘輪相配合實現異形棘輪的轉動。采用電路板安全連接裝置和電路板的即插、即鎖工控機架具有安裝方便、連接可靠、效果好的優點。
【專利說明】—種電路板安全連接裝置、電路板及即插、即鎖工控機架

【技術領域】
[0001]本發明屬于工業計算機結構，具體涉及一種電路板安全連接裝置、電路板及即插、即鎖工控機架。

【背景技術】
[0002]計赫計控制技術在工業設備、電力沒備等方面的應用已很普及，工控機一般采用總線式結構，具有線纜多、鑼桿鑼母多的特點。現有的總線式工控機如圖21所示，包括機架007，機架007上安裝有帶若干插座008的計算機總線板010，計算機總線板010通過鑼桿011與機架007橫梁005上的螺母006配合固定在機架007上，若干帶插頭009的電路板004插在相應的插座008上與計算機總線板010連接，構成總線式計算機智能保護、監控終端。為了保證電路板004與插座008的連接，電路板004均通過自帶的螺桿001與設在機架007橫梁005上的螺母002相配合固定在機架007上。依上述現有工控機算機終端設備存在著結構方面的問題，一是不能保證所有電路板004都能與插座008保持良好的連接，連接的一致性、可靠性差；二是安裝電路板004必須先將螺桿001對正機架上的螺母002，再擰緊螺桿001，而拆卸電路板004時，則須先擰出螺桿001后再利用固定在電路板004上的撥啟手柄003拔出電路板004，操作麻煩，費時費力；三是互換性差，達不到互換、通用的要求。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種安裝方便、連接可靠、效果好的電路板安全連接裝置、電路板及即插、即鎖工控機架。
[0004]實現本發明目的采用的技術方案是:
一種電路板安全連接裝置，包括基座、活動設在基座上部且具彈性的連接塊、通過第一鉸鏈鉸接在基座下部且具彈性的異形棘輪、通過第二鉸鏈鉸接在基座后部的勾扣手柄、活動設在勾扣手柄上且具彈性的勾扣按鍵，所述勾扣手柄通過勾扣按鍵與所述基座配合實現與基座的結合和分離，所述勾扣手柄通過與所述異形棘輪相配合實現異形棘輪的轉動。
[0005]所述基座上設有插頭和內扣頭，所述勾扣按鍵設有勾頭與所述基座上的內扣頭相配合或者所述勾扣按鍵設有兩個勾頭分別與所述基座上的內扣頭和第二鉸鏈相配合。
[0006]所述勾扣手柄上設有突出部和撥塊，所述異形棘輪設有棘齒和傳動塊，勾扣手柄通過撥塊與所述異形棘輪的傳動塊相配合。
[0007]所述連接塊間隙套設在所述基座上，在基座和連接塊之間設有彈性部件。
[0008]一種電路板，包括設有插頭的本體，所述本體上設有所述電路板安全連接裝置，所述電路板安全連接裝置通過所述連接塊與本體固定連接。
[0009]所述電路板安全連接裝置對稱設在電路板本體的后端。
[0010]一種即插、即鎖工控機架，包括箱體、設在箱體上的用于固定所述電路板的上下橫梁，所述電路板通過所述電路板安全連接裝置中的異形棘輪與所述上下橫梁相配合實現與上下橫梁的連接和分離。
[0011]所述上下橫梁上分別設有對應的與所述電路板本體相配合的導軌。
[0012]所述上下橫梁上分別設有導軌間距卡座，上下橫梁通過導軌間距卡座與所述導軌配合。
[0013]所述導軌間距卡座由若干嵌在所述上下橫梁上的導軌卡座單元組合而成，各導軌卡座單元均設有間隔排列的與所述導軌配合的若干插孔和限位凸起。
[0014]所述導軌的一面設有與所述電路板本體配合的定位導槽，另一面設有插頭和勾頭，導軌通過所述插頭和勾頭分別與所述導軌卡座單元上的插孔配合和與上下橫梁扣接實現定位。
[0015]所述上下橫梁分別包括上下中橫梁和上下后橫梁，上下后橫梁上分別設有與所述電路板安全連接裝置的插頭、勾扣手柄突出部和異形棘輪棘齒相配合的卡扣、擋邊和卡位槽。
[0016]所述箱體的前端兩側對稱設有彈性碰卡裝置。
[0017]所述箱體包括設置在箱體前端的框狀懸掛固定裝置、設置在懸掛固定裝置兩側的側板，所述彈性碰卡裝置分別設在所述懸掛固定裝置的上下部，所述上下中橫梁和上下后橫梁分別固定在所述側板上。
[0018]本發明能夠克服現有技術存在的問題。現有工控機中之所以不能保證電路板都能與插座有良好的接觸，其根本原因，一是電路板采用螺桿與工控機進行連接。電路板越多，使用螺桿也越多，由于螺桿上的螺紋較小，安裝電路板時，不能使所有的螺桿和工控機上的螺母都保持同心，致使某些電路板的螺桿和工控機中的螺母螺紋受到損傷，而固定在工控機中的螺母很難更換或修復，這樣會整體降低設備的安全性。二是螺桿連接方式對電路板的影響也很大。因電路板間的間距非常小，如果螺桿、螺母偏移，會對相鄰模塊形成擠壓，這種情況下，不適合標準、互換的特性。三是電路板的總長與工控機要求的總長是不等長的。這種誤差是插頭、螺桿、電路板的安裝孔徑、加工、裝配因素形成的累積誤差和工控機上的螺母至插座之間所形成的累積誤差所至。如圖21所示，由于電路板和工控機中的各零部件在生產、裝配過程中會產生累積誤差，這些累積誤差會集中在“h”或“hi”處體現出來，產生二種不同的結果:第一是正累積誤差過大，電路板被擰緊時，必定產生變形，這種力是有害的，第二是負累積誤差過大，減小了插頭、插座的正常接觸面積，降低了產品的可靠性和穩定性。
[0019]本發明中電路板與機架的連接方式摒棄了現有的螺桿連接方式，采用通過電路板安全連接裝置的異形棘輪與機架活動連接，由于電路板安全連接裝置中與電路板連接的連接塊與基座之間為彈性間隙連接，使得這種連接方式為柔性連接，可以將電路板與機架之間的正、負誤差值轉變為“電路板安全連接裝置”中的位移量。由于取消了螺桿和螺母后，消除了變形的隱患，所有插頭能完全可靠的接觸，而且能即插、即鎖，變得簡單、可靠、安全。
[0020]本發明中的電路板采用電路板安全連接裝置與機架上的上下后橫梁連接，不會產生擠壓，相容性好、互換性好，對產品的維護、生產、管理帶來方便。
[0021]本發明中的即插、即鎖工控機架安裝時，由于采用懸掛固定裝置利用彈性碰卡裝置將箱體固定在屏柜上，能使工控機架箱體從屏柜中快速嵌入、卸下，使調試、維護、更換變得更簡單、便捷。
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的結構示意圖。
[0024]圖2本發明中電路板的結構示意圖。
[0025]圖3是電路板中電路板安全連接裝置的結構示意圖。
[0026]圖4是圖3的俯視圖。
[0027]圖5是圖4中的AA向剖視圖。
[0028]圖6是電路板安全連接裝置中異形棘輪的結構示意圖。
[0029]圖7是圖6的左視圖。
[0030]圖8是圖1的橫剖面圖。
[0031]圖9是圖8中的BB向剖視圖。
[0032]圖10是發明中導軌卡座單元的結構示意圖。
[0033]圖11是圖10中的CC向剖視圖。
[0034]圖12是圖10中的DD向剖視圖。
[0035]圖13是圖10的俯視圖。
[0036]圖14是本發明中導軌的結構示意圖。
[0037]圖15是圖14的俯視圖。
[0038]圖16是圖14的左視圖。
[0039]圖17是圖16中的EE向剖視圖。
[0040]圖18是本發明中懸掛固定裝置的結構示意圖。
[0041]圖19是本發明的使用狀態示意圖。
[0042]圖20是本發明中電路板的使用狀態示意圖。
[0043]圖21是現有工控機的示意圖。

【具體實施方式】
[0044]圖1所示為本發明的即插、即鎖工控機架，包括箱體，箱體內并排設有若干電路板
4;箱體由設置在箱體前端的框狀懸掛固定裝置3、設在懸掛固定裝置3兩側的側板5和設在兩側板5之間的用于固定電路板4的上下橫梁2組成；框狀懸掛固定裝置3 (參見圖18)包括由左右側板303和上下前橫梁301構成的框架和設在框架前端的擋邊304，上下前橫梁301的兩側分別對稱設有彈性碰卡裝置302 ;箱體的兩側板5分別用螺釘205固定在箱體的上下橫梁2和懸掛固定裝置3的上下前橫梁301上；所述電路板4 (參見圖2)，包括設有插頭402的本體401，本體401的后端上對稱設有電路板安全連接裝置I。
[0045]見圖3—圖7，所述電路板安全連接裝置I，包括基座107、連接塊106、異形棘輪105、勾扣手柄101、勾扣按鍵102 ;基座107為夾層結構，其上部為倒U形部107d，底部前端設有插頭107b，后端中部的兩側各設有凸塊107a，后端設有開口，開口的上沿設有內扣頭107c ;異形棘輪105設有成銳角的棘齒105b和傳動塊105a，異形棘輪105和回位彈簧112由銷軸109鉸接在基座107的前部夾層內，棘齒105b從基座107的底部露出；勾扣手柄101的底部設有突出部101a，突出部IOla的上方設有前伸的撥塊IOlb (參見圖20)，勾扣手柄101由銷軸110鉸接在基座107的后部；連接塊106為空心套結構，后端兩側各設有凸塊106a，側面設有固定電路板本體401的螺釘108，其扣在基座107的倒U部107d上，通過限位片104穿過倒U部107d固定在基座107上，連接塊106的內腔長度大于基座倒U形部107d的長度，兩者之間的間距為S，在連接塊106和基座107之間設有連接塊106的回位彈片103，使得連接塊106在間距s范圍內可以相對基座107前后運動；彈片103為由前后彈片103b、103a構成的U形，兩個彈片103分別套在銷軸110上位于勾扣手柄101的兩偵牝其前彈片103b扣在基座的凸塊107a上，后彈片103a扣在連接塊106的凸塊106a上；勾扣按鍵102為倒F形，下部設有上下兩個勾頭102a、102b，其設在勾扣手柄撥塊IOlb的中間(參見圖5、20)，勾扣按鍵102的下勾頭102b扣在銷軸110上，上勾頭102a扣在基座107的內扣頭107c上，在勾扣按鍵102的底部與勾扣手柄101之間設有勾扣按鍵102的回位彈簧111 ;勾扣手柄101通過勾扣按鍵102與基座107配合實現與基座的結合和分離，通過撥塊IOlb與異形棘輪105的傳動塊105a相配合實現異形棘輪105的轉動。
[0046]電路板安全連接裝置I通過其上的連接塊106用螺釘108與電路板4的本體401固定連接(參見圖8、圖9)。
[0047]見圖8、圖9，所述箱體的上下橫梁2采用型材，分別包括對稱設置的上下中橫梁201和對稱設置的上下后橫梁202，上下中橫梁201上設有卡口 201a和固定計算機總線板9的固定腳201b，上下后橫梁202的前側設有外扣頭202d，后部設有擋邊202a，后部的上面設有卡位槽202b，中部的上面設有卡口 202c，上下中橫梁201和上下后橫梁202的正面分別設有開口槽204，側面設有與螺釘205配合的螺孔203，開口槽204內嵌有導軌間距卡座7，導軌間距卡座7由若干導軌卡座單元701組合而成，上下中橫梁201和上下后橫梁202通過導軌間距卡座7上分別設有對應的與電路板本體401相配合的導軌6 ;導軌卡座單元701如圖10—圖13所示，其上設有間隔排列的與所述導軌6配合的若干插孔701a和限位凸起701b，兩側設有凸塊701c扣在上下中橫梁201和上下后橫梁202上的開口槽204槽壁上；導軌6通過導軌卡座單元701固定在上下中橫梁201和上下后橫梁202上；導軌6如圖14一圖17所示，其橫截面為倒U形，上面設有與所述電路板4的本體401配合的定位導槽606，定位導槽606的前端設有喇叭狀插口 607，后端設有前伸的插頭605，兩側邊604的底部設有朝下的插頭601和開口 603，導軌6底部的開口 603內設有勾頭602，導軌6通過插頭605和插頭601分別與上下中橫梁201中的卡口 201a和導軌卡座單元701上的插孔701a配合，勾頭602與上下后橫梁202上的外扣頭202d扣接實現定位，導軌6的兩側邊604同時卡在導軌卡座單元701的限位凸起701b之間。
[0048]見圖18，彈性碰卡裝置302包括設斜邊的卡片302a和彈簧302b，卡片302a設置在上下前橫梁301的滑槽301a內，彈簧302b由銷釘302c固定在滑槽301a上，彈簧302b的一端頂著卡片302a使卡片302a可以沿滑槽301a滑動。
[0049]因不同場合和需求，不同工控機架中電路板數量不同，本發明采用組合式導軌間距卡座可滿足任何規格的工控機架對電路板的要求。使用時，可先根據情況利用導軌卡座單元701靈活組合成滿足電路板4安裝需要的導軌間距卡座7，然后將導軌6安裝在導軌卡座單元701上，再將電路板4的本體401對準導軌6的喇叭狀插口 607向前推入定位導槽606，使電路板4上的插頭402與即插、即鎖工控機架箱體內的計算機總線板9上的插座8連接，直至電路板4上電路板安全連接裝置I中異形棘輪105的棘齒105b和插頭107b分別卡在上下后橫梁202上的卡位槽202b和卡口 202c內。由于采用導軌間距卡座7和導軌6可以保證各電路板4之間的間距準確，而所采用的電路板安全連接裝置I可以使得電路板4在工控機架內與插座8的實現安全聯結、緩沖安全定位，其中的彈性連接塊106在與基座107的間距s之內，始終對電路板4的本體401施加壓力，形成一種柔性的固定方式，從而消除插頭8和插座9之間的安裝誤差Si，確保插頭8能完全可靠的與插座9連接，而異形棘輪105能使電路板4做到即插即鎖，變得簡單、可靠、安全。
[0050]見圖19，即插、即鎖工控機架安裝時，將箱體插入屏柜面板10的箱孔IOa內，由懸掛固定裝置3的彈性碰卡裝置302和擋邊304將箱體固定在屏柜面板10上。由于彈性碰卡裝置302可以收縮，能使工控機架箱體從屏柜中快速嵌入、御下，使調試、維護、更換變得更簡單、便捷。
[0051]見圖20，拆卸電路板4時，先摁下勾扣按鍵102使其與基座107脫扣并釋放勾扣手柄101，再向下壓按勾扣手柄101，利用勾扣手柄101上撥塊IOlb將異形棘輪105的棘齒105b從上下后橫梁202上的卡位槽202b內推出，扣住勾扣手柄101向后扳利用其底部的突出部IOla作為杠桿頂推上下后橫梁202后部的擋邊202a將電路板4拔出，實現快速拆卸。
【權利要求】
1.一種電路板安全連接裝置，其特征是包括基座、活動設在基座上部且具彈性的連接塊、通過第一鉸鏈鉸接在基座下部且具彈性的異形棘輪、通過第二鉸鏈鉸接在基座后部的勾扣手柄、活動設在勾扣手柄上且具彈性的勾扣按鍵，所述勾扣手柄通過勾扣按鍵與所述基座配合實現與基座的結合和分離，所述勾扣手柄通過與所述異形棘輪相配合實現異形棘輪的轉動。
2.根據權利要求1所述的電路板安全連接裝置，其特征是所述基座上設有插頭和內扣頭，所述勾扣按鍵設有勾頭與所述基座上的內扣頭相配合或者所述勾扣按鍵設有兩個勾頭分別與所述基座上的內扣頭和第二鉸鏈相配合。
3.根據權利要求1或2所述的電路板安全連接裝置，其特征是所述勾扣手柄上設有突出部和撥塊，所述異形棘輪設有棘齒和傳動塊，勾扣手柄通過撥塊與所述異形棘輪的傳動塊相配合。
4.根據權利要求3所述的電路板安全連接裝置，其特征是所述連接塊間隙套設在所述基座上，在基座和連接塊之間設有彈性部件。
5.一種采用權利要求1所述電路板安全連接裝置的電路板，其特征是包括設有插頭的本體，所述本體上設有所述電路板安全連接裝置，所述電路板安全連接裝置通過所述連接塊與本體固定連接。
6.根據權利要求5所述的電路板，其特征是所述電路板安全連接裝置對稱設在電路板本體的后端。
7.一種采用如權利要求6所述電路板的即插、即鎖工控機架，其特征是包括箱體、設在箱體上的用于固定所述電路板的上下橫梁，所述電路板通過所述電路板安全連接裝置中的異形棘輪與所述上下橫梁相配合實現與上下橫梁的連接和分離。
8.根據權利要求7所述的即插、即鎖工控機架，其特征是: 所述上下橫梁上分別設有對應的與所述電路板本體相配合的導軌； 所述上下橫梁上分別設有導軌間距卡座，上下橫梁通過導軌間距卡座與所述導軌配合； 所述導軌間距卡座由若干嵌在所述上下橫梁上的導軌卡座單元組合而成，各導軌卡座單元均設有間隔排列的與所述導軌配合的若干插孔和限位凸起； 所述導軌的一面設有與所述電路板本體配合的定位導槽，另一面設有插頭和勾頭，導軌通過所述插頭和勾頭分別與所述導軌卡座單元上的插孔配合和與上下橫梁扣接實現定位。
9.根據權利要求8所述的即插、即鎖工控機架，其特征是所述上下橫梁分別包括上下中橫梁和上下后橫梁，上下后橫梁上分別設有與所述電路板安全連接裝置的插頭、勾扣手柄突出部和異形棘輪棘齒相配合的卡扣、擋邊和卡位槽。
10.根據權利要求7或9所述的即插、即鎖工控機架，其特征是所述箱體包括設置在箱體前端的框狀懸掛固定裝置、設置在懸掛固定裝置兩側的側板，所述上下中橫梁和上下后橫梁分別固定在所述側板上；在所述懸掛固定裝置的上下部對稱設有彈性碰卡裝置。
【文檔編號】H05K7/14GK104053331SQ201410285445
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】易力行, 陳藝嬪 申請人:易力行, 陳藝嬪