一种状态监测装置及其使用方法与流程

本发明涉及一种电器产品，具体地，涉及一种状态监测装置及其使用方法。

背景技术：

1、随着飞机、其他航空器和宇航器的不断发展，对相关配电设备的提升能量转换效率的需求，使得对配电设备减轻体积及重量，提高电气系统的可靠性等技术要求在不断提高。同时产品应用环境的复杂多变，对于产品耐振动、耐噪声、耐湿热、耐盐雾、耐油脂和耐酸性大气等要求不断增强。同时为实现产品状态监测，需要产品具有状态监测功能，能够同外部监测线路进行连接通讯。

2、专利号cn 106356258 b的文献给出了一种并联控制断路器，该断路器采用外部并联方式，能够实现线路的并联控制，但该专利中，并联控制方式主要将多个单相线路控制产品通过产品外部并联方式进行连接，实现线路并联控制，该种方式产品的体积会大于产品内部并联控制方式。同时该专利中，产品不具备温度补偿能力，其温度适用范围较低，不满足环境多变的需求。同时该专利中产品不具备状态监测功能，无法实现产品状态监测。

3、专利号us8008585b2给出了一种并联控制开关，该专利中产品具有温度补偿机构、按钮结构、连接组件和桥接装置，连接组件将电气开关组件连接，桥接装置将制动器装置连接。产品具备温度补偿能力，但并联控制方式同样是单相产品外部并联。同时该专利中，产品同样不具备状态监测功能，无法实现产品状态监测。

4、专利号cn110931319b给出了一种并联控制断路器，该专利中产品具有温度补偿功能，能够适用复杂的温度变化环境，同时该专利中，并采用内部并联控制方式，体积和重量较轻。但是该专利中，产品不具备状态监测功能无法实现产品状态监测，并且对于产品耐振动、耐噪声、耐湿热、耐盐雾、耐油脂和耐酸性大气等性能的满足情况，无法在产品专利文本中获取相关信息。

5、为提高状态监测装置的耐湿热、耐盐雾、耐油脂和耐酸性大气等性能，目前常见的方式是在产品按钮或操作位置添加防护罩或添加波纹管结构，两种方式都会使得按钮或操作位置结构增加，并且位置指示功能不明显，产品状态位置不易观察。

6、为提高状态监测装置的耐振动、耐噪声等性能，需要对产品操作结构进行优化设计，提高触点的接触压力，提高产品操作结构的稳定性。

7、同时为实现产品的状态监测，需要采用模块化设计方法，实现产品的状态监测，即辅助触点功能。目前常见的位置检测方案，主要由两种，一种主要是在常用的电磁继电器、断路器或接触器基础上添加传感器，用以实现产品位置检测的功能。另外一种是在产品中添加辅助触点模块，通过机械式辅助触点模块方式实现产品位置检测功能。采用传感器检测的方式主要是在保留原装置结构的基础上添加相关的电子检测机构和电路，因此不可避免的会增加产品的体积和重量。并且该种设计方式缺乏集成化，结构通用性不强，不但增加了不同产品冗杂的重复性设计，而且造成了设计资源的浪费。采用机械模块形式，能够实现通用化和系列化，并且具有较高的可靠性，但是传统的机械模块，存在零部件加工困难，且对装配过程具有较高精度要求。因此需要设计一种易于装配且加工方便，并且可靠性高的位置检测模块尤为重要。

技术实现思路

1、发明目的：设计一种体积小、重量轻、可靠性高、具有状态检测功能并且状态指示明显的并联状态监测装置尤为重要，该种并联状态监测装置在航空或宇航领域有巨大的需求。

2、技术方案：

3、第一方面，提供一种状态监测装置，包括：运动控制部件、功率控制部件、位置检测部件、传导部件、支撑部件，驱动补偿部件，所述运动控制部件、功率控制部件、位置检测部件、传导部件和驱动补偿部件通过支撑部件构成所述装置；其中，

4、所述运动控制部件用于控制传导部件同功率控制部件的通断，提供所述的装置状态指示；

5、所述功率控制部件用于实现线路导通和功率控制；

6、所述位置检测部件用于检测传导部件上主触点的位置，以实现检测装置状态；

7、所述传导部件用于实现负载线路电流的导通和断开；

8、驱动补偿部件用于通过同功率控制部件两者热变形的同步情况控制同运动控制部件的挂扣位置；

9、在闭合状态下，所述运动控制部件控制所述传导部件与所述功率控制部件导通，同时所述运动控制部件与所述驱动补偿部件挂扣，所述传导部件与所述位置检测部件分离，从而实现外部负载线路的导通；在断开状态下，所述驱动补偿部件同运动控制部件脱扣，使得控制传导部件与功率控制部件断开，实现外部负责线路的断开，所述控制传导部件与位置检测部件接触，所述位置检测部件实现主触点的位置检测；或

10、在闭合状态下，所述运动控制部件控制所述传导部件与功率控制部件导通，同时所述运动控制部件与所述驱动补偿部件挂扣，所述传导部件与所述位置检测部件接触，所述位置检测部件实现主触点的位置检测，并实现外部负载线路的导通；在断开状态下，所述驱动补偿部件同运动控制部件脱扣，使得所述控制传导部件与功率控制部件断开，实现外部负责线路的断开，所述控制传导部件与位置检测部件断开。

11、第二方面，提供一种状态监测装置的使用方法，该方法包括：

12、按压运动控制部件，传导部件与功率控制部件导通，同时运动控制部件与驱动补偿部件挂扣，传导部件与位置检测部件分离，外部负载线路导通；

13、当外部电流超过一定阈值时，功率控制部件推动驱动补偿部件与运动控制部件脱扣，运动控制部件带动传导部件与功率控制部件分离，传导部件与位置检测部件接触，外部负载线路断开。

14、有益效果：该状态监测装置采用集成化的设计特点，将开关电器、保护电器和位置检测功能结合到一起，通过部件的优化布局，减少产品的重量和体积，同时能够实现并联线路导通、断开和过载保护，并能够实现本体位置检测和位置指示等功能。在该装置中创造性的设计有防护结构，能够避免液体、气体和微型颗粒进入产品内部，进而使得产品能够应用发动机、变速箱和油箱附近，本产品中的防护机构同样能够使产品适用于海洋环境或沙尘环境。在通过本发明的温度补偿设计，使得产品能够适应较大温度变化范围内使用，提高了产品在不同温度条件下的稳定性。同时本发明中操作结构的铰链结构的优化设计，能够使得产品满足振动和噪声等高频率使用环境。通过上述的各类设计集合形成本发明中的状态监测装置，使得产品的应用场景得到较大提升，并提高了产品环境适应性。

技术特征：

1.一种状态监测装置，其特征在于，包括：运动控制部件(1)、功率控制部件(2)、位置检测部件(3)、传导部件(4)、支撑部件(5)，驱动补偿部件(6)，所述运动控制部件(1)、功率控制部件(2)、位置检测部件(3)、传导部件(4)和驱动补偿部件(6)通过支撑部件(5)构成所述装置；其中，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运动控制部件(1)安装于支撑部件(5)内腔中部，运动控制部件(1)同传导部件(4)接触，配合传导部件(4)做往复运动；所述功率控制部件(2)上端深入到支撑部件(5)内腔一侧，同驱动补偿部件(6)配合，其下端外露于支撑部件(5)下方，用于同外部负载线路连接；所述位置检测部件(3)安装于支撑部件(5)内腔侧壁，检测端随传导部件(4)往复运动同传导部件(4)接触或分离；所述传导部件(4)安装于支撑部件(5)内腔，其上端同运动控制部件(1)配合，下端随运动控制部件(1)往复运动与功率控制部件(2)配合；所述驱动补偿部件(6)安装于支撑部件(5)内腔一侧，其上端同支撑部件(5)配合，驱动补偿部件(6)可绕支撑部件(5)进行旋转，下端同功率控制部件(2)接触配合，互相给予一个反向力。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述运动控制部件(1)上端拉拔按钮(11)从支撑部件(5)上端面中心孔伸出，并固定在支撑部件(5)内，运动控制部件(1)下端部同传导部件(4)接触，配合传导部件(4)做往复运动。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述位置检测部件(3)的检测端与传导部件(4)的检测点接触，输出端与检测线路相连。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述运动控制部件(1)还包括：定位套(13)、运动控制机构(15)和第一弹簧(16)；

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，运动控制部件(1)还包括：指示环(12)、绝缘套(14)；

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述功率控制部件(2)包括敏感元件(22)、紧固组合件(24)、接线板部件(23)和固定座部件(21)；固定座部件(21)用于安装各相敏感元件(22)和接线板部件(23)，并提供绝缘作用；敏感元件(22)均布于功率控制部件(2)上部，用于导通多线路负载电流，当多线负载电流中任何一相或者多相超过限定值时，对应相的敏感元件(22)发生热变形；接线板部件(23)均布于功率控制部件(2)下部，用于导通多线路负载电流。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述敏感元件(22)包括汇流条(221)、弯板(222)、隔热片(223)、导电片(224)、多相双金属部件(225)、静触点部件(226)和固定件(227)；

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述双金属部件(225)中的叠层双金属(2251)由多片双金属组成，在温度变化时发生变形，驱动补偿部件(6)产生位移，阻热片(2253)安装于双金属部件(225)上端一侧，与驱动补偿部件(6)接触配合，用于隔离双金属部件(225)和驱动补偿部件(6)之间的热量，固定夹(2252)用于将叠层双金属(2251)同阻热片(2253)固定在一起。

10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传导部件(4)中的传导座(41)上安装动触点部件(42)、挂扣撑板(43)、监测驱动板(44)和紧固件(45)，并由运动控制部件(1)驱动实现往复运动，传导座(41)用于提供不同相间动触点部件(42)之间的绝缘，动触点部件(42)用于导通同敏感元件(22)中静触点部件(226)以及接线板部件(23)接触，导通和断开负载线路电流，动触点部件(42)安装传导座(41)底部一侧，挂扣撑板(43)用于同支撑部件(5)配合，能够提供传导部件(4)同功率控制部件(2)快速接通效应，并实现传导部件(4)在支撑部件(5)中的相对固定位置，挂扣撑板(43)安装于传导座(41)上端，且与动触点部件(42)相反的一侧，监测驱动板(44)与位置检测部件(3)配合，用于驱动或传导位置检测部件(3)中监测装置实现传导部件位置监测，进而实现控制装置位置监测，监测驱动板(44)安装于传导座(41)上端且与挂扣撑板(43)相反的一侧。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述动触点部件中的动触点(422)用于与静触点部件(226)和接线板部件(23)的静触点接触，动接线片(421)在第二弹簧(424)作用力下沿运动轴(423)上下运动，能够实现两端动触点(422)传递电流，运动轴(423)安装于传导座(41)特定位置上，限位圈(425)用于限定运动轴(423)在传导座(41)的位置。

12.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驱动补偿部件(6)包括安装座(61)、补偿双金属(62)、校型弹片(63)、挂扣板(64)、弹片(67)；

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述挂扣板(64)呈倒“u”型结构，其上部中间部位安装于安装座上，锁扣端(641)同运动控制部件(1)配合，实现产品接通状态下挂扣，温控端(642)同中间相双金属部件(225)配合，该温控端(642)用于对产品进行温度补偿，当产品温度变化时该温控端(642)形状发生变化，用于改变驱动补偿部件(6)同敏感元件(22)中相双金属部件(225)的配合关系。

14.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，位置检测部件(3)采用弹簧探针结构，弹簧探针结构包括基体座(31a)、探针(32a)和标准件(33a)，其中探针(32a)固定在基体座(31a)上，探针(32a)一端伸出于基体座(31a)并连接标准件，另一端伸出于基体座(31a)同监测驱动板(44)配合；

15.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述位置检测部件(3)采用微动开关结构，但不限于弹簧探针结构或微动开关结构。

16.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，支撑部件(5)包括上壳体(51)、定位片(52)、绝缘片(53)、保持机构(54)和紧固件(55)，上壳体(51)负责安装产品中内部配合零件，其位于整个产品中部，定位片(52)负责限定整个产品的安装位置，其安装于上壳体(51)上端面，绝缘片(53)起定位片(52)同整个产品的绝缘作用，其安装于定位片(52)和上壳体(51)之间，保持机构(54)用于控制产品接通过程，保证产品快速接通，防止缓慢接通过程中触点间拉弧，其安装于上壳体(51)内部一侧。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，定位片(52)含有安装孔(521)和定位销(522)，安装孔(521)位于定位片(52)中部，其负责安装运动控制部件(1)，保持整个运动控制部件(1)在产品中的相对位置，定位销(522)负责限定产品在使用过程中的位置和方向，其位于定位片(52)端部。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，保持机构(54)包括复位簧(541)、销轴(542)、施力部件(543)；施力部件(543)包括垫圈(5431)、连杆(5432)、拉杆(5433)和施力弹簧(5434)；

19.一种权利要求1-18任一项所述的状态监测装置的使用方法，其特征在于，该方法包括：

20.根据权利要求19所述的使用方法，其特征在于，所述方法还包括：手动断开具有状态监测装置步骤，该步骤包括：

21.根据权利要求19或20所述的使用方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本发明涉及一种电器产品，具体地，涉及一种状态监测装置及其使用方法。状态监测装置包括：运动控制部件、功率控制部件、位置检测部件、传导部件、支撑部件，驱动补偿部件，所述运动控制部件、功率控制部件、位置检测部件、传导部件和驱动补偿部件通过支撑部件构成所述装置。

技术研发人员：尹德成,赵颖,刘鑫,徐辉,程国柱,周文亮
受保护的技术使用者：天津航空机电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24