一种积木式紧凑型嵌入式控制器及其安装方法
【专利摘要】本发明涉及一种积木式紧凑型嵌入式控制器，包括相互独立的多个模块，主模块与输入输出接口模块之间有交互的燕尾槽连接结构；主模块与输入输出接口模块之间还有用于二者电路连通的导电结构，导电结构包括能对接的两导电连接件，两导电连接件分别设置在主模块、输入输出接口模块上，在主模块与输入输出接口模块交互嵌连时，导电结构上的两导电连接件对接连通通讯电路。本发明的目的是提供输入输出接口模块与控制器主模块之间能实现组合积木式搭配、且相互之间能嵌入连接的一种积木式紧凑型嵌入式控制器及其安装方法。
【专利说明】一种积木式紧凑型嵌入式控制器及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种积木式紧凑型嵌入式控制器及其安装方法。
【背景技术】
[0002]现有紧凑型控制器内设置的输入输出接口(10接口)数量有限，需要拓展时，各外接1模块规格各不相同，插接不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供了输入输出接口模块与控制器主模块之间能实现组合积木式搭配、且相互之间能嵌入连接的一种积木式紧凑型嵌入式控制器。
[0004]本发明的另一目的是提供了一种将上述多个控制器排列安装的安装方法。
[0005]为实现上述技术目的，本发明采用了下述技术方案。
[0006]—种积木式紧凑型嵌入式控制器，包括相互独立的多个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块，其余模块为输入输出接口模块，主模块与输入输出接口模块之间有交互的燕尾槽连接结构，燕尾槽连接结构包括能交互啮合的燕尾槽和梯形轨条，燕尾槽和梯形轨条分别设置在主模块、输入输出接口模块上，燕尾槽一端设有供梯形轨条滑入的入口 ；燕尾槽连接结构用于主模块与输入输出接口模块之间嵌入式连接固定；主模块与输入输出接口模块之间还有用于二者电路连通的导电结构，导电结构包括能对接的两导电连接件，两导电连接件分别设置在主模块、输入输出接口模块上，在主模块与输入输出接口模块交互嵌连时，导电结构上的两导电连接件对接连通通讯电路。
[0007]导电结构的两导电连接件为导电板和弓形弹簧片，弓形弹簧片设置在梯形轨条前端面上，弓形弹簧片凸出于梯形轨条前端面，弓形弹簧片两端穿过梯形轨条与梯形轨条所在的输入输出接口模块电连接；导电板设置在燕尾槽底，导电板外侧有一组间隔开的导电金属片，导电金属片与燕尾槽一一对应，导电金属片与燕尾槽所在的主模块电连接。
[0008]梯形轨条前端面上开有凹槽，弓形弹簧片中部向外凸于凹槽上端面，弓形弹簧片在外压力下能压入凹槽内。
[0009]实施例一:控制器包括相互独立的两个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块，另一模块为输入输出接口模块，主模块上、下侧分别设有一组燕尾槽，燕尾槽沿主模块长边平行直线排列，输入输出接口模块上对应设有一组梯形轨条。
[0010]实施例二:控制器包括相互独立的三个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块，另外两模块为输入输出接口模块，主模块上、下侧分别设有一组燕尾槽，燕尾槽沿主模块长边平行直线排列，输入输出接口模块上设有一组梯形轨条，两输入输出接口模块分别嵌连在主模块上、下侧。
[0011]进一步改进:主模块左、右侧设有可拓展通讯接口和总线接口。
[0012]进一步改进:主模块底部设有可扩展多功能输入输出接口。
[0013]进一步改进:输入输出接口模块正面和接口端子侧面分别带指示灯组，一接口端子对应一通讯单元，指示灯组上各指示灯与输入输出接口模块上的多个通讯单元一一对应，指示灯组上各指示灯指示各通讯单元信号状态。指示灯为发光二极管。
[0014]进一步改进:输入输出接口模块接口端子侧面有可拆卸的标签条，标签条上有与各接口端子对应的标记。
[0015]进一步改进:主模块和输入输出接口模块装配有导轨卡板扣。
[0016]进一步改进:主模块和输入输出接口模块装配有“L”型固定扣，“L”型固定扣有呈直角的两连接边，“L”型固定扣的一边设有螺钉孔或槽，“L”型固定扣的另一边设有卡孔，主模块和输入输出接口模块上设有外凸的卡柱，卡柱与卡孔卡接。
[0017]综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是:
[0018]1、主模块、输入输出模块为独立模块，主模块与输入输出接口模块之间有交互的燕尾槽连接结构，连接结实可靠，也方便拆装。
[0019]2、主模块、输入输出模块采用统一规格的电气接口，电气信号兼容性统一，各种类型的输入输出模块可互换使用在同一主模块上，通过输入输出模块能与主模块上、下侧的燕尾槽连接结构，用户可自由选择不同类型输入输出模块进行组装，使用方便。
[0020]3、在主模块与输入输出接口模块之间有交互的燕尾槽连接时，弓形弹簧片自行顶压在导电板的导电金属片上，实现导电连通，结构简单、实用。
[0021]4、指示灯从多个面进行显示，便于观察，便于监测维护。
[0022]5、输入输出接口模块插拔接口端的供电信号脚统一电气规则，输入输出接口模块与主模块配合时，由于主模块上、下侧供电信号交错设置，即主模块上侧供电信号左正、右负，而主模块下侧供电信号左负、右正，这样的电路设计使得输入输出接口模块与主模块上或下侧接口端配合时，不会因插错方向造成信号短路而损坏电子元件。
[0023]6、主模块、输入输出模块电气接口统一规格，电气信号兼容性统一，占用空间小，安装方式多种多样，安装后整齐工整，安装方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例一结构示意图。
[0025]图2为本发明实施例二结构示意图。
[0026]图3为主模块、输入输出接口模块之间燕尾槽连接结构示意图。
[0027]图4为主模块壳身结构示意图。
[0028]图5为一弓形弹簧片与输入输出接口模块结构示意图。
[0029]图6为弓形弹黃片结构不意图。
[0030]图7为导轨卡板扣结构示意图。
[0031]图8为L型固定扣结构示意图。
[0032]图9为实施例中主模块与两输入输出模块电路结构示意图。
[0033]图10为本发明主视结构示意图。
[0034]图11为图10的左视结构示意图。
[0035]图12为图10实施例排列安装示意图。
[0036]图13为本发明堆叠排列安装示意图之三。
[0037]其中，1、主模块；11、MCU处理器；12、模数信号转换模块；2、输入输出接口模块；31、燕尾槽；310、入口 ；32、梯形轨条；320、凹槽；33、壳身；34、盖板；4、指示灯；5、标签条；
6、弓形弹簧片；8、“L”型固定扣；81、螺钉安装槽；82、卡孔；9、卡柱；100、通孔。
【具体实施方式】
[0038]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0039]如图1-图9所示，一种积木式紧凑型嵌入式控制器，包括相互独立的至少两模块，其中一模块为有控制器功能的主模块1，其余模块为输入输出接口模块2。
[0040]主模块I与输入输出接口模块2之间有交互的燕尾槽连接结构。燕尾槽连接结构包括能交互啮合的燕尾槽31和梯形轨条32，燕尾槽和梯形轨条分别设置在主模块1、输入输出接口模块2上，燕尾槽31 —端设有供梯形轨条滑入的入口 ；燕尾槽连接结构用于主模块与输入输出接口模块之间嵌入式连接固定。
[0041]主模块I包括一主模块壳体，主模块壳体内有完整的、可独立运行的处理器(MCU)和模数信号转换模块12, MCU处理器11的插口都是统一的，MCU处理器插在主模块壳体内的插座上，模数信号转换模块12连接在MCU处理器上，用于将输入输出模块的电信号(如开关量、脉冲量、模拟量)转换成为MCU处理器能接受的电信号。
[0042]主模块I的壳体由壳身33和盖板34通过螺钉锁紧连接而成，壳身呈长方体，壳身内部中空，壳身上端有长方形的开口，开口两长边的边缘上设有外凸连接条，盖板内侧对应设有两条凹槽，盖板盖在开口外端且外凸连接条凸入凹槽内，实现螺钉锁紧前的预先定位。各燕尾槽31上端有入口 310，一组平行排列的梯形轨条能从一组燕尾槽上端入口 310滑入燕尾槽内。
[0043]为防止滑入燕尾槽内的梯形轨条松动，本发明将梯形轨条长度与燕尾槽长度设计相等或在设计误差范围内，当盖板装在壳身上，盖板的两侧长边边缘挡住燕尾槽上端入口310，使得滑入燕尾槽内的梯形轨条不能反向滑出，同时梯形轨条也不能在燕尾槽内来回滑动，从而将主模块1、输入输出模块2相互牢固哨合在一起。
[0044]主模块I与输入输出接口模块2之间还有用于二者电路连通的导电结构，导电结构包括能对接的两导电连接件，两导电连接件分别设置在主模块1、输入输出接口模块2上，导电结构在主模块与输入输出接口模块交互嵌连时对接连通通讯电路。
[0045]导电结构的两导电连接件为导电板和弓形弹簧片6，弓形弹簧片6为铜弹片，主要起接触导电作用。弓形弹簧片6设置在梯形轨条32前端面上，弓形弹簧片6凸出于梯形轨条32前端面，弓形弹簧片6两端穿过梯形轨条32与输入输出接口模块2电连接；导电板设置在燕尾槽底，导电板外侧有一组间隔开的导电金属片，各导电金属片与燕尾槽31 对应，导电金属片与主模块I电连接。其具体结构为:将各燕尾槽31槽底所在一侧的壳体掏空，将一导电板固定在壳身被掏空一侧，这样导电板成为各燕尾槽的槽底。在梯形轨条32前端面上开有凹槽320，弓形弹簧片6中部向外凸于凹槽上端面，弓形弹簧片6在外压力下能压入凹槽内。
[0046]通过上述结构设计，在主模块1、输入输出模块2通过燕尾槽相互牢固啮合在一起时，弓形弹簧片6则顶压在燕尾槽31槽底的导电板上，使得主模块I与输入输出模块2上的各信号通讯单元之间实现电连接。
[0047]实施例一:控制器包括相互独立的两个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块1，另一模块为输入输出接口模块2，主模块I上、下侧分别设有一组燕尾槽，燕尾槽沿主模块长边平行直线排列，输入输出接口模块2上对应设有一组梯形轨条，输入输出接口模块可嵌连在主模块上侧或下侧。
[0048]实施例二:控制器包括相互独立的三个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块1，另外两模块为输入输出接口模块2，主模块上、下侧分别设有一组燕尾槽，燕尾槽沿主模块长边平行直线排列，输入输出接口模块上设有一组梯形轨条，两输入输出接口模块分别嵌连在主模块上、下侧。
[0049]通过上述结构可以清楚地知道，本发明安装过程中只需先拆卸掉主模块I上的盖板，再将输入输出模块2通过燕尾槽相互牢固啮合在一起，最后锁紧盖板即可，反之则可实现拆卸。拆装十分方便。
[0050]进一步改进:主模块左、右侧设有可拓展通讯接口和总线接口。还可以在主模块底部设有可扩展多功能输入输出接口。
[0051]输入输出接口模块正面和接口端子侧面分别带指示灯组，指示灯组上各指示灯4与输入输出接口模块2上的多个通讯单元一一对应，指示灯组上各指示灯指示各通讯单元信号状态。指示灯为发光二极管。输入输出接口模块接口端子侧面有可拆卸、更换的标签条5，标签条5上有与各接口端子——对应的标记。
[0052]本发明中，主模块1、输入输出模块2为统一规格的电气接口，各种类型的输入输出模块2可互换使用在同一主模块I上。输入输出接口模块插拔接口端的供电信号脚统一电气规则，输入输出接口模块与主模块配合时，由于主模块上、下侧供电信号交错设置，即主模块上侧供电信号左正、右负，而主模块下侧供电信号左负、右正，这样的电路设计使得输入输出接口模块与主模块上或下侧接口端配合时，不会因插错方向造成信号短路而损坏电子元件。
[0053]本发明的另一目的是提供了一种将多个控制器排列安装的安装方法。
[0054]如图1和图10、图11、图12安装方式一:先将一主模块、一输入输出接口模块通过燕尾槽连接结构嵌连组成一个控制器单元，多个控制器单元分别通过“L”型固定扣8以及螺钉锁紧固定在电气柜内。
[0055]“L”型固定扣8有呈直角的两连接边，“L”型固定扣的一边设有螺钉安装槽81，“L”型固定扣8的另一边设有卡孔82，主模块I上、下侧分别设有外凸的卡柱9，卡柱9与卡孔82卡接。
[0056]安装方式二:先将一主模块、两输入输出接口模块通过燕尾槽连接结构嵌连组成一个控制器单兀，多个控制器分别通过导轨卡板扣7横向卡扣在横向导轨上。
[0057]如图2和图13安装方式三:先将一主模块、两输入输出接口模块通过燕尾槽连接结构嵌连组成一个控制器单元，各主模块上设有两通孔100，将多个控制器单元上、下堆叠，上、下堆叠的控制器单元上的通孔分别紧套在两长杆上形成一控制器组，最后将控制器组最下层的控制其单元通过导轨卡板扣与导轨卡扣。
[0058]以上三种安装方式中，各控制器单元通过其两侧的可拓展通讯接口和总线接口顺次串联在一起。
【权利要求】
1.一种积木式紧凑型嵌入式控制器，包括相互独立的多个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块，其余模块为输入输出接口模块，其特征在于:主模块与输入输出接口模块之间有交互的燕尾槽连接结构，燕尾槽连接结构包括能交互啮合的燕尾槽和梯形轨条，燕尾槽和梯形轨条分别设置在主模块、输入输出接口模块上，燕尾槽一端设有供梯形轨条滑入的入口 ；燕尾槽连接结构用于主模块与输入输出接口模块之间嵌入式连接固定；主模块与输入输出接口模块之间还有用于二者电路连通的导电结构，导电结构包括能对接的两导电连接件，两导电连接件分别设置在主模块、输入输出接口模块上，在主模块与输入输出接口模块交互嵌连时，导电结构上的两导电连接件对接连通通讯电路。
2.根据权利要求1所述一种积木式紧凑型嵌入式控制器，其特征在于:所述导电结构的两导电连接件为导电板和弓形弹簧片，弓形弹簧片设置在梯形轨条前端面上，弓形弹簧片凸出于梯形轨条前端面，弓形弹簧片两端穿过梯形轨条与梯形轨条所在的输入输出接口模块电连接；导电板设置在燕尾槽底，导电板外侧有一组间隔开的导电金属片，导电金属片与燕尾槽一一对应，导电金属片与燕尾槽所在的主模块电连接。
3.根据权利要求2所述一种积木式紧凑型嵌入式控制器，其特征在于:所述梯形轨条前端面上开有凹槽，弓形弹簧片中部向外凸于凹槽上端面，弓形弹簧片在外压力下能压入凹槽内。
4.根据权利要求1所述一种积木式紧凑型嵌入式控制器，其特征在于:所述控制器包括相互独立的两个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块，另一模块为输入输出接口模块，主模块上、下侧分别设有一组燕尾槽，燕尾槽沿主模块长边平行直线排列，输入输出接口模块上对应设有一组梯形轨条。
5.根据权利要求1所述一种积木式紧凑型嵌入式控制器，其特征在于:所述控制器包括相互独立的三个模块，其中一模块为有控制器功能的主模块，另外两模块为输入输出接口模块，主模块上、下侧分别设有一组燕尾槽，燕尾槽沿主模块长边平行直线排列，输入输出接口模块上设有一组梯形轨条，两输入输出接口模块分别嵌连在主模块上、下侧。
6.根据权利要求4或5所述一种积木式紧凑型嵌入式控制器，其特征在于:所述主模块左、右侧设有可拓展通讯接口和总线接口；主模块底部设有可扩展多功能输入输出接口。
7.根据权利要求1所述一种积木式紧凑型嵌入式控制器，其特征在于:所述输入输出接口模块正面和接口端子侧面分别带指示灯组，一接口端子对应一通讯单元，指示灯组上各指示灯与输入输出接口模块上的多个通讯单元一一对应，指示灯组上各指示灯指示各通讯单元信号状态。
8.—种权利要求4所述积木式紧凑型嵌入式控制器的安装方法，其特征在于:先将一主模块、一输入输出接口模块通过燕尾槽连接结构嵌连组成一个控制器单元，多个控制器单元分别通过“L”型固定扣以及螺钉锁紧固定在电气柜内；各控制器单元通过其两侧的可拓展通讯接口和总线接口顺次串联在一起。
9.一种权利要求5所述积木式紧凑型嵌入式控制器的安装方法，其特征在于:先将一主模块、两输入输出接口模块通过燕尾槽连接结构嵌连组成一个控制器单元，多个控制器分别通过导轨卡板扣横向卡扣在横向导轨上；各控制器单元通过其两侧的可拓展通讯接口和总线接口顺次串联在一起。
10.一种权利要求5所述积木式紧凑型嵌入式控制器的安装方法，其特征在于:先将一主模块、两输入输出接口模块通过燕尾槽连接结构嵌连组成一个控制器单元，各主模块上设有两通孔，将多个控制器单元上、下堆叠，上、下堆叠的控制器单元上的通孔分别紧套在两长杆上形成一控制器组，最后将控制器组最下层的控制其单元通过导轨卡板扣与导轨卡扣；各控制器单元通过其两侧的可拓展通讯接口和总线接口顺次串联在一起。
【文档编号】G05B19/042GK104199333SQ201410143496
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】缪立循 申请人:缪立循