一种基于压簧控制行程的物理分离开关的制作方法

1.本发明属于行程开关技术领域，涉及一种基于压簧控制行程的物理分离开关。


背景技术：

2.行程开关广泛应用于航空航天，深海等领域。行程开关是以机械运动为控制指令，将机械位移转变成电信号，从而在电气系统中起到控制电路通断的作用。近年来，对电子元器件的相关技术指标要求越来越严格；而行程准确，控制可靠是在行程开关及其重要的技术指标。
3.但是，现有行程开关的行程动作使撞杆与壳体之间的密封性性较差，容易受潮，造成接触短路，接触不良等现象。无法适应盐雾、雨淋、潮湿等恶劣的环境。而且每一次机械碰撞都将使行程开关受一次冲击，经过多次碰撞，形成开关的灵敏度变低，造成行程的不准确，机械寿命较低。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题在于提供一种基于压簧控制行程的物理分离开关，能够在规定行程内实现通断功能，行程准确，结构可靠，机械寿命长，是密封性能良好的物理行程开关。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.一种基于压簧控制行程的物理分离开关，包括内设有型腔和开关通孔的壳体，壳体内依次封装有插孔件、插针件和绝缘底座，并由底板将绝缘底座底部封装；所述插孔件包括封装在插孔固定板上的插孔，插孔内装有压簧，插孔内侧设有导线连接槽；所述插针件包括固定在插针固定板上并与插孔相适配的插针，插针上设有触点；
7.底部设有复位弹簧的按钮贯穿插孔件、插针件和绝缘底座，并自开关通孔伸出壳体；所述复位弹簧封装在插针件与绝缘底座之间，按钮上设有与插针件相贴合的下台阶，以及与壳体限位孔相适配的上台阶；
8.复位弹簧压簧的伸缩量控制开关行程，通过按钮按压或复位弹簧复位带动插针件，实现物理分离开关的闭合或断开。
9.所述壳体型腔内、壳体限位孔的上方依次开设有第一环槽和第二环槽，两个环槽内封装有密封圈；其中第一环槽内的密封圈径向密封，第二环槽内的密封圈轴向密封；
10.壳体侧壁上设有左侧固定凹槽和右侧固定凹槽，插孔件上设有左侧固定凸台、右侧固定凸台分别与壳体侧壁上的凹槽匹配；
11.壳体左右两侧均设有导线线路，导线通过导线线路分为左右两路穿入壳体壁内，在壳体底部汇合成一路，从壳体底部出线；导线穿入后导线出线口用密封胶密封。
12.所述插孔件包括插孔固定板和插孔；插孔上设有台阶，插孔固定板包括上固定板和下固定板，上固定板和下固定板将插孔合件固定；
13.上固定板两端分别设有左侧凸键和右侧凸键，分别与壳体上设置的左侧键槽和右
侧键槽相匹配；下固定板设有左侧下凸键和右侧下凸键，分别与绝缘底座上设置的绝缘底座左键槽和绝缘底座右键槽相匹配；
14.插孔外加套有护套，护套与插孔通过点卯连接，压簧装入插孔；插孔上设有导线焊线槽，通过其与导线连接。
15.所述插针件包括插针固定板、左侧插针和右侧插针组成；插针固定板为绝缘板，绝缘板上设有两处开槽，插针装入插针固定板的开槽并用胶灌封；
16.插针为一体式插针，其上均设有左侧触点和右侧触点两个触点。
17.所述插座绝缘体上设有定位芯，按钮设置有与定位芯相匹配的空腔；绝缘底座上于定位芯两侧开设有与复位弹簧相匹配的弹簧开孔。
18.按钮的上台阶与壳体限位孔相匹配，限制按钮自由状态下向上运动的位移；按钮底面与绝缘底座的弹簧开孔匹配，限制按钮向下运动的位移；
19.按钮的下台阶的底面与插针件的插针固定板的上表面匹配，插针固定板左右两端面分别与插座绝缘体内腔左右两端面相匹配；插针件的插针固定板上开设有与复位弹簧相匹配的弹簧孔。
20.所述底板上设有底板左凸台和底板右凸台，分别与插座绝缘体上开设的插座绝缘体左侧凹槽和插座绝缘体右侧凹槽匹配；底板上设有螺纹孔，与壳体通过螺纹连接。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
22.本发明提供的基于压簧控制行程的物理分离开关，通过双重弹性部件来保证行程可控、可靠接触：
23.当按钮受到施加的力时，按钮向下运动，按钮下台阶带动插针件向下运动，插针固定板带动插针向下运动，插针与插孔里面的压簧分离，继续向下运动插针与插孔完全分离，开关断开；继续向下运动，插针件的插针固定板的下表面接触绝缘底板的内腔底面，开关限位；当下端复位弹簧复位，带动插针固定板向上运动，插针与插孔对插，开关闭合；在按钮行程内，开关可靠接通、开关可靠断开；
24.而插孔中装有压簧，将插针和插孔的刚性接触改变成弹性接触，这种结构不但可以保证开关在一定行程内接通和断开，而且接触可靠，弹性接触也很大程度提高了物理开关的机械寿命。
25.本发明提供的基于压簧控制行程的物理分离开关，壳体的型腔内装有o型圈，上端o型圈径向密封，下端o型圈轴向密封，起到双向密封的效果；而且壳体导线线路采用“迂回”式密封，导线经过壳体内腔最终由壳体底部出线，壳体底部用密封胶密封。此物理开行程准确可靠，且密封效果良好，可以确保在恶劣的再染环境和机械下正常运行。
附图说明
26.图1为自由状态下分离开关的结构示意图；
27.图2为行程达到h时分离开关的a-a视图；
28.图3为自由状态下分离开关左视图；
29.图4为分离开关的壳体结构示意图之一；
30.图5为分离开关的壳体结构示意图之二；
31.图6为分离开关的插孔件结构示意图；
32.图7为分离开关的插孔上固定板结构示意图；
33.图8为分离开关的插孔下固定板结构示意图；
34.图9为分离开关的绝缘底座的结构示意图；
35.图10为分离开关的插针件结构示意图；
36.图11为插针固定板结构示意图；
37.图12为插针件俯视结构示意图；
38.图13为按钮的结构视图。
具体实施方式
39.下面结合实施例对本发明做进一步详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。
40.参见图1-图4，一种基于压簧控制行程的物理分离开关，由按钮1、壳体2、插孔件3、插针件4、绝缘底座5、底板6组成。其中，壳体2、插孔件3、绝缘底5、座底板6组成行程开关的固定系统；
41.具体的，包括内设有型腔和开关通孔的壳体，壳体内依次封装有插孔件、插针件和绝缘底座，并由底板将绝缘底座底部封装；所述插孔件包括封装在插孔固定板上的插孔，插孔内装有压簧，插孔内侧设有导线连接槽；所述插针件包括固定在插针固定板上并与插孔相适配的插针，插针上设有触点；
42.底部设有复位弹簧的按钮贯穿插孔件、插针件和绝缘底座，并自开关通孔伸出壳体；所述复位弹簧封装在插针件与绝缘底座之间，按钮上设有与插针件相贴合的下台阶，以及与壳体限位孔相适配的上台阶；
43.复位弹簧压簧的伸缩量控制开关行程，通过按钮按压或复位弹簧复位带动插针件，实现物理分离开关的闭合或断开。
44.本发明提供的一种利用压簧控制行程的物理分离开关，通过压簧的伸缩量控制开关在一定范围内的闭合或断开，下面对各部分进行详细说明。
45.所述壳体里面是型腔(空腔)，空腔内设有绝缘固定板，分为插针固定板和插孔固定板，绝缘底座；
46.所述壳体型腔内、壳体限位孔的上方依次开设有第一环槽和第二环槽，两个环槽内封装有密封圈；其中第一环槽内的密封圈径向密封，第二环槽内的密封圈轴向密封；
47.壳体侧壁上设有左侧固定凹槽和右侧固定凹槽，插孔件上设有左侧固定凸台、右侧固定凸台分别与壳体侧壁上的凹槽匹配；
48.壳体左右两侧均设有导线线路，导线通过导线线路分为左右两路穿入壳体壁内，在壳体底部汇合成一路，从壳体底部出线；导线穿入后导线出线口用密封胶密封。
49.具体的，如图4所示，壳体左右两侧均设有导线线路，分别为左侧导线线路2-1-3、右侧导线线路2-1-2，导线通过导线线路穿入壳体壁内；出于其密封性考虑，导线穿入后导线出线口用密封胶密封。
50.如图5所示，壳体型腔内设有第一环槽2-3-1和第二环槽2-3-2两个环槽，用于安装o型密封圈，保证按钮上下运动过程中开关也出于密封状态。
51.如图6所示，所述插孔件由插孔固定板和插孔合件组成，插孔固定板包括上固定板
3-2和下固定板3-5，上固定板3-2两端分别设有左侧凸键3-2-1和右侧凸键3-2-2，分别与图5壳体中的左侧键槽2-2-1和右侧键槽2-2-2匹配；压簧3-3装入插孔，插孔外加套护套，护套与插孔通过点卯连接。插孔上设有焊线槽，便于焊接导线。
52.图7中插孔上固定板3-2设有左侧固定凸台3-2-1、右侧固定凸台3-2-2，与壳体侧壁上的凹槽匹配，壳体2侧壁上设有左侧固定凹槽2-2-1和右侧固定凹槽2-2-2(如图5所示)；
53.图8中下固定板3-5设有左侧下凸键3-5-1和右侧下凸键3-5-2，分别与图9中绝缘底座左键槽5-1-1和绝缘底座右键槽5-1-2匹配；
54.上下两个固定板将插孔合件固定，防止插孔上下窜动影响通断以及行程可靠性，插孔合件由插孔3-1和压簧3-2和护套3-3组成。
55.如图10、图11所示，所述插针件由插针固定板4-1、左侧插针4-2和右侧插针4-3组成；插针固定板4-1为绝缘板，绝缘板上设有左侧开槽4-1-1和右侧开槽4-1-2两处开槽，分别与插针相适配的一字槽；绝缘板4-1上有两组插针，分别是左侧插针4-2和右侧插针4-3，对称分布在插针固定板的两侧；插针装入插针固定板的一字槽，并用胶灌封；
56.如图12所示，左侧插针4-2和右侧插针4-3均为一体式插针，每个插针有左侧触点4-2-1和右侧触点4-2-2两个触点；设置两个触点的一体式插针的目的是当插针的某一个触点发生短路时，另一个触点也可以正常使用。
57.所述插座绝缘体上设有定位芯，按钮设置有与定位芯相匹配的空腔；绝缘底座上于定位芯两侧开设有与复位弹簧相匹配的弹簧开孔。具体的，绝缘底座内空腔，用于安装弹簧，绝缘底座内设有导向柱，便于按钮能顺利向下运动。
58.按钮的上台阶与壳体限位孔相匹配，限制按钮自由状态下向上运动的位移；按钮底面与绝缘底座的弹簧开孔匹配，限制按钮向下运动的位移；
59.按钮的下台阶的底面与插针件的插针固定板的上表面匹配，插针固定板左右两端面分别与插座绝缘体内腔左右两端面相匹配；插针件的插针固定板上开设有与复位弹簧相匹配的弹簧孔。
60.具体的，按钮是由按钮轴、o型圈、复位弹簧组成。如图13所示，按钮轴在壳体内上下贯穿，按钮上台阶1-1用于按钮与壳体之间的定位与密封；下台阶1-2用于控制插针固定板上下运动。以此实线插针的插拔，从而控制开关的通断。
61.当按钮受到向下的力时，按钮台阶1-2向下运动，带动插针固定板向下运动，插针固定在插针固定板上，插针固定板向下运动带动插针向下运动，插针一直向下运动，直至插针和插孔完全分离，开关断开，系统信号中断。
62.o型圈用于密封壳体与按钮的密封，包括径向、轴向双向密封。
63.弹簧初始压缩量控制按钮的初始力，弹簧的最终压缩量控制按钮的运动行程，并且需保证在开关能正常转化的前提下，按钮所能承受的最大力。随着按钮向上运动，弹簧复位，带动插孔固定板复位，保证物理开关在常态下是常闭状态。
64.下面给出具体实施例。
65.图1所示，该物理开关由按钮1、壳体2、插孔件3、插针件4、绝缘底座5、底板6组成。其中，壳体2、插孔件3、绝缘底5、座底板6组成行程开关的固定系统；
66.物理开关在常态下属于常闭状态，如图1所示，按钮1的下台阶1-2的下底面与插针
件4的插针固定板4-1的上表面匹配，插针固定板左右两端面分别于图9中插座绝缘体内腔左右两端面相匹配；插针件4中的插针固定板的弹簧孔4-4与复位弹簧相匹配；
67.当按钮受到a向力时，按钮1向下运动，带动插针固定板4-1在插座绝缘体内部向下运动，插针固定板给弹簧以向下的力，弹簧压缩，压缩量为h.而插针是用耐高温胶分别固定在插针固定板4-1的一字槽中的，所以当插针固定板向下运动时，可带动插针向下运动；
68.当按钮下运动量为h时，按钮1的下底面与绝缘底板5的5-4面接触，按钮停止向下运动，此处属于物理开关的限位设计，此时物理开关出于断开状态；如图2所示，插针件和插孔件完全分离，此时孔件3中压簧3-3复位。
69.当取消a向力时，绝缘底板5中的复位弹簧复位，带动插针固定板向上运动，插针向上运动，插孔中压簧压缩，物理开关接通，恢复到图1状态。
70.插孔固定板下表面设有沉孔，弹簧上表面与插针固定板下表面沉孔台阶面4-3重合，自由状态下弹簧向上的给插针固定板向上的力，保证在自由状态下插针固定板与下插孔固定板重合，进而保证插针插孔在自由状态下是插合的，以此保证在自由状态下开关属于常闭状态。
71.如图5所示，壳体2侧壁上设有左侧固定凹槽2-2-1和右侧固定凹槽2-2-2，图7中插孔上固定板3-2设有左侧固定凸台3-2-1、右侧固定凸台3-2-2，与壳体侧壁上的凹槽匹配；
72.插孔上固定板与插孔下固定板通过插孔相连，以上所述是壳体型腔内固定部分；插孔上设有台阶，通过插孔固定板上和插孔固定板下将插孔固定，插孔属于固定件。
73.图8中下固定板3-5设有左侧下凸键3-5-1和右侧下凸键3-5-2，分别与图9中绝缘底座左键槽5-1-1和绝缘底座右键槽5-1-2匹配；
74.底板上设有底板左凸台8-1-1和底板右凸台8-1-2，分别与插座绝缘体左侧凹槽5-2-1和插座绝缘体右侧凹槽5-2-2匹配，底板上设有螺纹孔，与壳体通过螺纹连接。
75.如图9、图13所示，插座绝缘体上设有5-3定位芯，按钮设置有空腔，该空腔于插座绝缘体的定位芯5-3匹配，提高了按钮的导向性；
76.按钮的上台阶1-1与图5所示的壳体限位孔2-4-1相匹配，可以限制按钮自由状态下向上运动的位移，按钮底面与图9中绝缘底座的弹簧开孔5-4匹配，可以限制按钮在工作状态下受到向下的力时，按钮向下运动的位移。
77.自由状态下物理开关属于常闭状态，当按钮受到a向施加的力时，按钮向下运动，按钮下台阶1-2带动插针件向下运动，插针件由插针固定板和插针组成；
78.如图12，插针设为一体式插针，整体固定在插针固定板中，一个插针有两个触点。如图1所示，插针固定板4-1带动插针向下运动，当插针向下运动距离h1时，插针与插孔里面的压簧分离，继续向下运动h2时，插针与插孔完全分离，开关断开，继续向下运动h3时，插针件4的插针固定板4-1的下表面接触绝缘底板5的内腔底面，开关限位。
79.如图1所示，开关的整个行程为h(h＝h1+h2+h3)；
80.当a向力取消时，按钮下端弹簧复位，带动插针固定板向上运动，插针与插孔对插，开关闭合。
81.如图2所示，插孔件由2-1插孔、2-4护套、2-3压簧、2-2上固定板、2-5下固定板组成，压簧通过护套压在插孔内，自由状态下，压簧属于压缩状态，压簧压缩量为h1；当插针受到向下力时，插针与压簧分离，压簧复位，因此在当按钮向下运动在0-h1范围内，开关可靠
接通，当按钮向下运动在h2-h3时，开关可靠断开。
82.按钮与壳体之间密封用o型圈，上端o型圈径向密封，下端o型圈轴向密封，起到双向密封的效果，如图4所示，壳体导线线路采用“迂回”式密封，导线经过壳体内腔最终由壳体底部出线，壳体底部用密封胶密封。
83.经实际测试，此物理开行程准确可靠，且密封效果良好，可以确保在恶劣的再染环境和机械下正常运行。
84.以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。

技术特征：
1.一种基于压簧控制行程的物理分离开关，其特征在于，包括内设有型腔和开关通孔的壳体，壳体内依次封装有插孔件、插针件和绝缘底座，并由底板将绝缘底座底部封装；所述插孔件包括封装在插孔固定板上的插孔，插孔内装有压簧，插孔内侧设有导线连接槽；所述插针件包括固定在插针固定板上并与插孔相适配的插针，插针上设有触点；底部设有复位弹簧的按钮贯穿插孔件、插针件和绝缘底座，并自开关通孔伸出壳体；所述复位弹簧封装在插针件与绝缘底座之间，按钮上设有与插针件相贴合的下台阶，以及与壳体限位孔相适配的上台阶；复位弹簧压簧的伸缩量控制开关行程，通过按钮按压或复位弹簧复位带动插针件，实现物理分离开关的闭合或断开。2.如权利要求1所述的基于压簧控制行程的物理分离开关，其特征在于，所述壳体型腔内、壳体限位孔的上方依次开设有第一环槽和第二环槽，两个环槽内封装有密封圈；其中第一环槽内的密封圈径向密封，第二环槽内的密封圈轴向密封；壳体侧壁上设有左侧固定凹槽和右侧固定凹槽，插孔件上设有左侧固定凸台、右侧固定凸台分别与壳体侧壁上的凹槽匹配；壳体左右两侧均设有导线线路，导线通过导线线路分为左右两路穿入壳体壁内，在壳体底部汇合成一路，从壳体底部出线；导线穿入后导线出线口用密封胶密封。3.如权利要求1所述的基于压簧控制行程的物理分离开关，其特征在于，所述插孔件包括插孔固定板和插孔；插孔上设有台阶，插孔固定板包括上固定板和下固定板，上固定板和下固定板将插孔合件固定；上固定板两端分别设有左侧凸键和右侧凸键，分别与壳体上设置的左侧键槽和右侧键槽相匹配；下固定板设有左侧下凸键和右侧下凸键，分别与绝缘底座上设置的绝缘底座左键槽和绝缘底座右键槽相匹配；插孔外加套有护套，护套与插孔通过点卯连接，压簧装入插孔；插孔上设有导线焊线槽，通过其与导线连接。4.如权利要求1所述的基于压簧控制行程的物理分离开关，其特征在于，所述插针件包括插针固定板、左侧插针和右侧插针组成；插针固定板为绝缘板，绝缘板上设有两处开槽，插针装入插针固定板的开槽并用胶灌封；插针为一体式插针，其上均设有左侧触点和右侧触点两个触点。5.如权利要求1所述的基于压簧控制行程的物理分离开关，其特征在于，所述插座绝缘体上设有定位芯，按钮设置有与定位芯相匹配的空腔；绝缘底座上于定位芯两侧开设有与复位弹簧相匹配的弹簧开孔。6.如权利要求4或5所述的基于压簧控制行程的物理分离开关，其特征在于，按钮的上台阶与壳体限位孔相匹配，限制按钮自由状态下向上运动的位移；按钮底面与绝缘底座的弹簧开孔匹配，限制按钮向下运动的位移；按钮的下台阶的底面与插针件的插针固定板的上表面匹配，插针固定板左右两端面分别与插座绝缘体内腔左右两端面相匹配；插针件的插针固定板上开设有与复位弹簧相匹配的弹簧孔。7.如权利要求1所述的基于压簧控制行程的物理分离开关，其特征在于，所述底板上设有底板左凸台和底板右凸台，分别与插座绝缘体上开设的插座绝缘体左侧凹槽和插座绝缘
体右侧凹槽匹配；底板上设有螺纹孔，与壳体通过螺纹连接。

技术总结
本发明公开了一种基于压簧控制行程的物理分离开关，包括内设有型腔和开关通孔的壳体，壳体内依次封装有插孔件、插针件和绝缘底座，并由底板将绝缘底座底部封装；所述插孔件包括封装在插孔固定板上的插孔，插孔内装有压簧，插孔内侧设有导线连接槽；所述插针件包括固定在插针固定板上并与插孔相适配的插针，插针上设有触点；底部设有复位弹簧的按钮贯穿插孔件、插针件和绝缘底座，并自开关通孔伸出壳体；所述复位弹簧封装在插针件与绝缘底座之间，按钮上设有与插针件相贴合的下台阶，以及与壳体限位孔相适配的上台阶。本发明不但可以保证开关在一定行程内接通和断开，而且接触可靠，弹性接触也很大程度提高了物理开关的机械寿命。寿命。寿命。


技术研发人员：杨思勤
受保护的技术使用者：西安华德航天科技有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/9