专利名称：电气设备的人机接口以及包括该人机接口的电气设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气设备的人机接口以及包括该人机接口的电气设备，并尤其涉及安装座该电气设备上的人机接口安装结构。
背景技术：
在电气设备上，如在配电柜上通常具有人机接口，下面称为HMI，该人机接口通常安装在电气设备的柜门上，以实现在电气设备外部与电气设备通信，避免开启电气设备的柜门。HMI通常在外表面上包括按钮和显示屏，或者包括触摸屏，以显示电气设备的工作参数等，同时可以借助于按钮或触摸屏来输入操作者的指令。传统的HMI是通过在电气设备的柜门上形成与HMI的后端尺寸相近似的方孔，并且将HMI的后端插入到该方孔中，并利用焊接等将HMI固定到柜门上。但是，这种传统的安装方式具有诸多缺点例如，需要在柜门上形成较大的开口，由此削弱了柜门的强度；不同的HMI需要不同尺寸的开口，由此，需要针对不同HMI定制柜门开口，导致加工成本升高；在采用焊接来固定HMI时，有可能存在焊接过程中的热量导致HMI损坏的风险；以及在采用焊接来固定HMI时，导致HMI难于拆卸，由此为更换带来麻烦。在现有产品中，仍存在另外一种HMI，其中该HMI分成两个模块，第一模块安装在柜门的外侧，而第二模块安装在柜门的内侧，第一模块包括有按钮和LED显示面板，并且在其后部设置有两个突出的螺柱，该螺柱插入到柜门上形成的孔内，并且通过螺母在柜门内侧锁紧，由此将第一模块固定到柜门外侧。第二模块具有单独的支撑结构，以固定到电气设备机柜内，并且第二模块包括用于电源、通信等的电气元件。第一模块和第二模块之间可以通过一个卡接插头来实现，并且第一模块和第二模块之间的电气连接时通过一个中间电路板来实现的，该电路板上具有一个24针的小连接器。但是，这种方案存在的问题是第一模块的容量较小，大部分功能设置在第二模块内，但是由于第二模块容纳在配电柜的内部，占据了配电柜的空间，不利于配电柜空间的有效使用；第二模块需要单独的固定结构，由此使得结构复杂的功能分散在第一和第二模块中，使得需要加工的零件增多，造成备件管理等的困难；以及需要在两个模块之间提供电源和通信连接，增加了结构复杂性。鉴于上面的问题，存在一种改进HMI的安装结构的需要。
实用新型内容为了解决现有技术中的问题，根据本实用新型，提供了一种用于电气设备的人机接口，该人机接口包括容纳人机接口所需的电气元件的壳体以及设置在壳体后表面上的至少一个中空管状部分，该中空管状部分的外周表面上设置有被接合部分，并且还包括接合元件，该接合元件与所述中空管状部分的被接合部分相接合，由此在将人机接口固定在电气设备的柜门上。与现有技术相比，利用本实用新型的人机接口，一方面，可以在电气设备的柜门上容易加工圆孔，另一方面，可以便于人机接口的组装。优选的是，所述被接合部分是外螺纹，而所述接合元件是螺母。优选的是，所述中空管状部分的内部通道与所述壳体的内部相连通，使得所述人机接口的电源线和通信线通过该内部通道弓I出。 通过将电源线和通信线经该中空管状部分的内部通道弓丨出，可以省去专门的连接器，并且可以便于接线，降低成本。优选的是，所述中空管状部分的外径大致为22. 5mm，与传统指示灯和按钮的安装部分的外径相同。由此，可以使得本实用新型的人机接口可以与按钮或指示灯兼容，方便进行 更换。优选的是，设置至少两个所述中空管状部分。由此可以防止所述人机接口在安装之后转动和平动。优选的是，在所述壳体的后表面的周边设置有密封件，由此，实现人机接口与柜门之间的密封，防止灰尘、水等侵入人机接口和柜门之间的间隙内。根据本实用新型的另一方面，提供了一种电气设备，该电气设备包括柜门，上述人机接口安装在所述柜门上。
本实用新型的上述或其他特征、目的或优点将通过下面参照附图对本实用新型的具体实施方式
的描述中变得更容易理解，附图中图I示出现有技术中的HMI的安装结构；图2示出根据本实用新型的优选实施方式的HMI的安装结构；以及图3示出根据本实用新型的优选实施方式的HMI的后侧透视图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细描述根据本实用新型的优选实施方式。要指出的是，所提供的实施方式仅仅是出于清楚公开本实用新型的目的，而绝非出于限制的目的，因此，本实用新型的保护范围并不局限于在此描述的优选实施方式。为了更清楚理解本实用新型的优点，首先，参照图I描述传统的HMI安装结构。如图I所示，HMI 100通常安装在电气设备的柜门210上，并且HMI包括前面板110和后部120，在该前面板110上，布置有诸如按钮、显示屏或触摸屏等的元件，以便向操作者传达电气设备的操作参数，以及接收操作者的指令信息等。另外，HMI的前面板上还可以设置有各种通信接口等，以便于与外部设备，如测试设备连接。通常，HMI的前面板110的周边尺寸大于后部120的尺寸，由此在前面板110和后部120之间形成台阶部分130。在柜门210上形成有与所述后部120的尺寸和形状类似的开口 220，HMI 100的后部120可以插入到该开口 220中，并且上述台阶部分130抵靠在开口 220的周边上。在HMI 100固定到柜门200上之后，通过在柜门200的开口 220的内侧边缘与HMIlOO的后部120的靠近开口 220的部分上进行焊接，如在附图标记230处所示，将HMI 100固定到柜门200上。但是，如在背景技术部分中描述的，这种安装方式存在多个缺点。如需要在柜门上形成较大的开口，由此削弱了柜门的强度；不同的HMI需要不同尺寸的开口，由此，需要针对不同HMI定制柜门开口，导致加工成本升高；在采用焊接来固定HMI时，有可能存在焊接过程中的热量导致HMI损坏的风险；以及在采用焊接来固定HMI时，导致HMI难于拆卸，由此为更换带来麻烦。为了解决这些问题，本实用新型提供了一种新的HMI安装结构。下面，参照图2和3，详细描述本实用新型的优选实施方式。根据本实用新型的HMI 100是一个单体的结构，包括壳体110以及容纳在壳体内或设置在壳体上的实现HMI所必需的全部电气元件(未示出)。在壳体110的后表面上设置有中空管状部分120，该中空管状部分120的外周表面加工有外螺纹，并且该中空管状部分120的直径基本上为22. 5mm，这个直径与传统的按钮或者指示灯的安装部分的直径相同，由此，可以插入到柜门上为按钮或者指示灯准备的插入孔中。相应地，在电气设备的柜门200上设置有基本相同直径的插入孔210，以便于上述中空管状部分120插入其中，锁紧螺母300从柜门200的内侧螺纹连接到该中空管状部分·120上，由此将HMI 100固定到柜门200上。优选的是，该HMI 100包括两个或多个中空管状部分120，由此，在固定到柜门200上之后，多个中空管状部分120可以防止HMI 100转动和移动，S卩，有利于HMI定位。为了防止锁紧螺母300松动，可以在锁紧螺母300和柜门的内侧面之间夹置防松垫圈(未示出)。中空管状部分120的内部通道与HMI 100的壳体内侧连通，由此可以将HMI 100的电气元件的电源线和通信线从该中空管状部分120的内部通道引出，由此与电气设备的内部元件相连通。如图3所示，在HMI 100的壳体的后侧，在其四周边缘附近设置有密封件130，该密封件例如可以为橡胶密封圈，由此，在将HMI 100通过中空管状部分120固定到柜门上时，保证HMI 100与柜门之间的密封。该密封件130可以采用多种方式设置，如在HMI的壳体后侧的四周边缘附近形成沟槽，密封件130嵌入该沟槽中；或者该密封件130可以通过粘接等固定到壳体后侧的四周边缘附近等。尽管在上面描述了作为优选实施方式的HMI，但是本实用新型并不局限于此，而是可以做出多种修改和变型。例如，尽管在上面的描述中，在中空管状部分的外周表面上设置有外螺纹，但是，替代该外螺纹，也可以在中空管状部分的外周的预定位置处设置沟槽，而相应地弹性卡圈可以卡在该沟槽内，以类似于螺母，将HMI固定到位。或者，也可以在中空管状部分上加工有径向孔，以将定位销插入该径向孔内，从而实现类似的效果。优选的是，以不同的节距设置多个沟槽或径向孔，由此可以适应不同的柜门的厚度。利用根据本实用新型的HMI安装结构，与传统安装结构相比，具有如下的优点HMI的所有电气元件安装在一个模块内，由此避免了分散在多个模块中所带来的成本升高和备件管理困难等问题；HMI采用中空管状部分插入到柜门的圆孔内的方式来安装，与传统的焊接方式相t匕，可以方便HMI的安装。并且圆孔容易加工，并且圆孔的尺寸与传统上使用的按钮或者指示灯相同，可以在一个工序内完成，这样会降低柜门的加工成本。也方便HMI与按钮或指示灯之间的互换；[0036]HMI的通信和电源线路通过其后部的中空管状部分引出到电气设备内部，由此，避免了采用单独的连接器，并且利于布线和接线，降低了制造成本；HMI的所有电气元件设置单一壳体(模块)内，并且该壳体可以通过位于后侧的密封件容易密封，由此，改善了产品的密封性能。虽然在上面详细描述了根据本实用新型的具体实施方式
，但是要指出的是，本实用新型并不局限于此，而是在不背离本实用新型的精髓和范围的前提下，本领域技术人员可以对其作出多种修改和替代，所有这些修改和替代都应落入所附权利要求及其等价物限定的保护范围内。·
权利要求1.ー种电气设备的人机接ロ( 100)，其特征在于，该人机接ロ包括容纳人机接ロ所需的电气元件的壳体(110)以及设置在壳体后表面上的至少ー个中空管状部分(120)，该中空管状部分(120)的外周表面上设置有被接合部分，并且还包括接合元件(300)，该接合元件与所述中空管状部分的被接合部分相接合，由此在将人机接ロ固定在电气设备的柜门(200)上。
2.如权利要求I所述的电气设备的人机接ロ，其特征在于，所述被接合部分是外螺纹，而所述接合元件是螺母(300 )。
3.如权利要求I所述的人机接ロ，其特征在于，所述被接合部分是定位沟槽或定位孔，而所述接合元件相应地是弾性卡圈或定位销。
4.如权利要求I至3中任一项所述的电气设备的人机接ロ，其特征在于，所述中空管状部分(120)的内部通道与所述壳体的内部相连通，使得所述人机接ロ的电源线和通信线通过该内部通道引出。
5.如权利要求I至3中任一项所述的电气设备的人机接ロ，其特征在于，所述中空管状部分(120)的外径为22. 5mm，与指示灯和按钮的安装部分的外径相同。
6.如权利要求I至3中任一项所述的电气设备的人机接ロ，其特征在干，设置至少两个所述中空管状部分(120)。
7.如权利要求I至3中任一项所述的电气设备的人机接ロ，其特征在于，在所述壳体的后表面的周边设置有密封件(130)。
8.—种电气设备,该电气设备包括柜门，其特征在于,如权利要求I至7中任一项所述的人机接ロ安装在所述柜门(200)上。
专利摘要本实用新型公开了一种电气设备的人机接口以及包括该人机接口的电气设备，该人机接口包括容纳人机接口所需的电气元件的壳体(110)以及设置在壳体后表面上的至少一个中空管状部分(120)，该中空管状部分(120)的外周表面上设置有被接合部分，并且还包括接合元件(300)，该接合元件与所述中空管状部分的被接合部分相接合，由此在将人机接口固定在电气设备的柜门(200)上。与现有技术相比，利用本实用新型的人机接口，一方面，可以在电气设备的柜门上容易加工圆孔，另一方面，可以便于人机接口的组装。
文档编号H02B1/28GK202759163SQ20122025410
公开日2013年2月27日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者谢鉴 申请人:施耐德电器工业公司