控制器和控制器模组的制作方法

本发明涉及控制器的防水密封技术领域。

背景技术：

现有用于控制自动化设备的控制器密封防水性能不佳，为了追求较好的散热效果，往往牺牲了控制器的密封防水性能，使得控制器的适用场景受到较大限制。为了应对多种复杂的工况，常常需要将多个实现不同功能的控制器组合插接后使用，目前控制器组合安装结构复杂，多个控制器组合安装成控制器模组后密封防水性能下降。

技术实现要素：

为了解决现有控制器密封防水性能不佳的问题，本发明的第一方面提供了一种控制器。

本发明的控制器包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体之间限定出控制器的内部空间；所述第一壳体和第二壳体分别包括底壁和一端具有开口部的u型侧壁，所述第一壳体的u型侧壁和第二壳体的u型侧壁相对设置；所述第一壳体的u型侧壁沿厚度方向设置有第一凹槽，所述第二壳体的u型侧壁沿厚度方向设置有第一凸起，所述第一凸起插入到所述第一凹槽内以使第一壳体的u型侧壁和第二壳体的u型侧壁固定连接，所述第一凸起和第一凹槽之间设置有第一密封条；所述第一壳体的开口部和第二壳体的开口部沿着所述第一壳体和第二壳体的底壁和侧壁的厚度方向设置有第二凹槽，所述控制器还包括端盖，所述端盖与第一壳体和第二壳体的开口部相配合的一端设置有第二凸起，所述第二凸起插入到所述第二凹槽内以使所述第一壳体、第二壳体和所述端盖之间相互固定，所述第二凸起和第二凹槽之间设置有第二密封条。

本发明的控制器，通过在第一壳体和第二壳体相对的两个u型侧壁的厚度方向上分别设置第一凹槽和第一凸起，同时在第一凹槽内设置第一密封条，这样当第一凸起和第一凹槽固定连接时，第一密封条可以实现第一壳体和第二壳体在连接处的良好密封。同时，在第一壳体和第二壳体开口部的厚度方向上设置第二凹槽，端盖通过其上设置的第二凸起与第一壳体和第二壳体固定连接，且第二凹槽内设置有第二密封圈，可以实现端盖与第一壳体和第二壳体之间的良好密封。这样整个控制器的壳体不但容易拆卸，同时具有良好的密封防水性能。

根据本发明的一个实施例，所述控制器内固定设置有功能电路板，所述功能电路板与外接连接器连接，所述外接连接器穿过所述端盖，所述外接连接器和所述端盖之间设置有连接器密封垫。所述外接连接器用于连接外部自动化设备，通过设置连接器密封垫实现了外接连接器与控制器壳体之间的良好密封。

根据本发明的一个实施例，所述控制器内还设置有模块互连电路板，所述模块互连电路板与所述功能电路板连接，所述模块互连电路板上设置有互连母端连接器和互连公端连接器，所述互连母端连接器伸出所述第一壳体，所述互连公端连接器伸出所述第二壳体。所述模块互连电路板用于实现不同控制器之间的互连互通，通过互连电路板上设置的互连公端连接器和互连母端连接器实现不同控制器之间的信号传递。

根据本发明的一个实施例，所述互连母端连接器外部罩设有母端防护盖，所述母端防护盖与所述第一壳体之间可拆卸的固定连接；所述公端连接器外部罩设有公端防护盖，所述公端防护盖与所述第二壳体之间可拆卸的固定连接；所述母端防护盖与第一壳体之间设置有防护盖密封垫，所述公端防护盖与第二壳体之间设置有防护盖密封垫。通过母端防护盖和公端防护盖以及防护盖密封垫实现了控制器单体的良好密封和防护。

根据本发明的一个实施例，所述功能电路板临近所述第一壳体设置，所述功能电路板和所述第二壳体之间设置有聚热板，所述聚热板和所述第二壳体之间设置有导热硅胶。进一步地，所述第二壳体的外表面与所述导热硅胶对应的部分设置有梳状散热结构。所述聚热板将功能电路板上不同器件产生的热量汇聚到一起，通过导热硅胶将热量传递给第二壳体，第二壳体上设置的梳状散热结构能够提高散热效率。

根据本发明的一个实施例，所述控制器内部还设置有指示灯电路板，所述指示灯电路板和所述功能电路板连接；所述指示灯电路板上设置有发光二极管，所述端盖上设置有用于容纳所述发光二极管的通孔，所述发光二极管穿设在所述端盖的通孔中，所述端盖的外表面与所述发光二极管对应的位置处覆盖有装饰板，所述装饰板覆盖所述通孔。进一步地，所述端盖的外表面与所述发光二极管对应的位置处设置有端盖凹槽，所述装饰板设置在所述端盖凹槽内并覆盖所述端盖的通孔。由此，指示灯在正常工作时实现了良好的密封。

根据本发明的一个实施例，所述功能电路板朝向所述第一壳体的一侧设置有拨码开关，所述第一壳体与拨码开关对应的位置处设置有开口，所述第一壳体上设置有拨码胶盖，所述拨码胶盖与所述开口过盈配合可拆卸的密封所述开口。本发明可以方便打开拨码胶盖，对功能电路板的功能进行调节，同时拨码胶盖通过与控制器壳体之间过盈配合，实现了良好的密封性能。

根据本发明的一个实施例，所述第一壳体和第二壳体固定连接后，所述第一壳体的u型侧壁和第二壳体的u型侧壁组合构成控制器壳体的侧壁，所述控制器壳体的至少一面侧壁上设置有用于将所述控制器固定安装到din导轨上的弹簧卡扣机构。通过在侧壁上设置的弹簧卡扣机构可以方便将控制器固定到din导轨上，同时方便将控制器从din导轨上取下。

本公开的第二个方面提供了一种控制器模组，包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和第二控制器为如上所述的控制器；所述第一控制器的互连公端连接器与第二控制器的互连母端连接器插接，所述第二控制器的第一壳体上围绕所述互连母端连接器设置有定位凹槽，所述定位凹槽内设置有模块密封垫，所述第一控制器的互连公端连接器穿过所述模块密封垫与第二控制器的互连母端连接器插接。

本发明首先实现了控制器单体的良好密封性能，同时当多个控制器组合使用时，通过去掉第一控制器的公端防护盖和第五密封条，以及去掉第二控制器的母端防护盖和第四密封条，然后在第二控制器的母端连接器外围的定位凹槽内放置模块密封垫，将第一控制器的互连公端连接器穿过所述模块密封垫与第二控制器的互连母端连接器插接，实现了多个控制器组合后的良好密封。

根据本发明的一个实施例，所述第一控制器与第二控制器相对的一面设置有至少一个定位孔，所述第二控制器与第一控制器相对的一面设置有至少一个定位柱，当所述第一控制器的互连公端连接器与第二控制器的互连母端连接器插接时所述第二控制器的定位柱插入到所述第一控制器的定位孔中。通过在每个控制器的相对两面分别设置定位柱和定位孔，这样在多个控制器组合插接时，定位柱和定位孔可以起到导向定位的作用。

根据本发明的一个实施例，所述第一控制器的第二壳体的侧壁上设置有卡扣基座和卡扣，所述第二控制器的第一壳体的侧壁上设置有卡扣基座和转轴，当所述第一控制器的互连公端连接器与第二控制器的互连母端连接器插接时，所述卡扣用于与转轴卡扣连接以锁紧所述第一控制器和第二控制器。通过在每个控制器的第一壳体上设置卡扣基座和转轴，第二壳体上设置卡扣基座和卡扣，这样在多个控制器互连时，通过彼此的卡扣结构配合锁紧，使第一控制器和第二控制器挤压模块密封垫，从而达到控制器模组的良好密封效果。

根据本发明的一个实施例，所述控制器模组还包括第三控制器，所述第二控制器的互连公端连接器与第三控制器的互连母端连接器插接，所述第三控制器的第一壳体上围绕所述互连母端连接器设置有定位凹槽，所述定位凹槽内设置有模块密封垫，所述第二控制器的互连公端连接器穿过所述模块密封垫与第三控制器的互连母端连接器插接。当三个控制器互连组成控制模组时，位于中间的第二控制器同时拆下公端防护盖和母端防护盖以及第四密封条和第五密封条，同时第三控制器的母端连接器的定位凹槽内放置模块密封垫，当第二控制器的互连公端连接器穿过所述模块密封垫与第三控制器的互连母端连接器插接时，实现三个互连控制器的良好密封效果。

根据本公开的一个实施例，所述第二控制器与第三控制器相对的一面设置有至少一个定位孔，所述第三控制器与第二控制器相对的一面设置有至少一个定位柱，当所述第二控制器的互连公端连接器与第三控制器的互连母端连接器插接时所述第三控制器的定位柱插入到所述第二控制器的定位孔中；所述第二控制器的第二壳体的侧壁上设置有卡扣基座和卡扣，所述第三控制器的第一壳体的侧壁上设置有卡扣基座和转轴，当所述第二控制器的互连公端连接器与第三控制器的互连母端连接器插接时，所述卡扣用于与转轴卡扣连接以锁紧所述第二控制器和第三控制器。

附图说明

图1为本发明一个实施例中控制器的侧面剖视图；

图2为图1中第i部分和第ii部分的放大图；

图3为本发明一个实施例中控制器的正面剖视图；

图4为图3中第i部分的放大图；

图5为本发明一个实施例中多个控制器组合前的立体图；

图6为本发明一个实施例中多个控制器组合后的立体图；

图7为本发明一个实施例中多个控制器组合后的侧面剖视图；

图8为本发明一个实施例中多个控制器组合后的剖视图；

图9为图8中第i部分的放大图；

图10为本发明一个实施例中控制器安装过程示意图；

图11为本发明一个实施例中控制器拆卸过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明提供了一种控制器，如图1和图2所示，所述控制器包括第一壳体1和第二壳体2，所述第一壳体1和第二壳体2之间限定出控制器的内部空间。所述第一壳体1和第二壳体2分别包括底壁和一端具有开口部的u型侧壁，所述u型侧壁从底壁的三条边向与底壁垂直的方向延伸，所述底壁缺少侧壁的一端为开口部。所述第一壳体1的u型侧壁和第二壳体2的u型侧壁相对设置，所述第一壳体1的开口部和第二壳体2的开口部也相对设置。所述第一壳体1的u型侧壁沿厚度方向设置有第一凹槽，即所述第一凹槽设置在所述第一壳体1的u型侧壁的厚度面上且朝向第二壳体2。所述第二壳体2的u型侧壁沿厚度方向设置有第一凸起，即所述第一凸起设置在所述第二壳体的u型侧壁的厚度面上且朝向第一壳体1。所述第一凸起插入到所述第一凹槽内以使所述第一壳体1的u型侧壁和第二壳体2的u型侧壁固定连接，所述第一凸起和第一凹槽之间设置有第一密封条28，所述第一密封条28使第一壳体1和第二壳体2之间密封连接。所述第一密封条28设置在第一凹槽内，所述第一凸起插入到所述第一凹槽内时挤压所述第一密封条28以实现第一壳体1和第二壳体2之间良好的密封效果。本领域技术人员应当理解本发明中所述第一壳体1和第二壳体2的u型侧壁是指侧壁的截面为近似u型的形状。

根据本发明的另一种实施例，所述第一壳体1的u型侧壁沿厚度方向也可以设置有第一凸起，相应的，所述第二壳体2的u型侧壁沿厚度方向可以设置有第一凹槽。所述第一凹槽内设置有第一密封条28，同理，所述第一密封条28实现第一壳体1和第二壳体2之间的密封连接。

在本发明的第一壳体1和第二壳体2中，所述底壁和u型侧壁中相互平行的两条侧壁组成开口部，所述第一壳体1的开口部和第二壳体2的开口部沿着所述第一壳体1和第二壳体2的底壁和侧壁的厚度方向设置有第二凹槽，换句话说，所述第二凹槽沿着所述第一壳体1和第二壳体2的开口部设置。具体的，第一壳体1的底壁的一端和u型侧壁开口的一端形成开口部，第二壳体的底壁的一端和u型侧壁开口的一端形成开口部，所述第二凹槽设置在所述开口部的底壁和u型侧壁的厚度面上。所述控制器还包括端盖3，所述端盖3与第一壳体1和第二壳体2的开口部相配合的一端设置有第二凸起，所述第二凸起插入到所述第二凹槽内以使所述第一壳体1、第二壳体2和端盖3之间相互固定连接。所述第二凸起和第二凹槽之间设置有第二密封条40，所述第二密封条设置在所述第二凹槽内，当第二凸起插入到所述第二凹槽内时挤压第二密封条，由此所述第二密封条使所述第一壳体1、第二壳体2和端盖3之间密封连接。

根据以上实施例，本发明的控制器包括第一壳体1、第二壳体2和端盖3，所述第一壳体1、第二壳体2和端盖3之间可拆卸的固定连接，同时通过设置第一密封条28和第二密封条40使得控制器的外壳可拆卸的同时具有良好的防水密封效果。

本发明的控制器内固定设置有功能电路板20，所述功能电路板20上集成有用以实现控制功能的电器元件。根据本发明的一个实施例，所述控制器内部设置有螺柱24，所述螺柱24通过其上设置的外螺纹结构将功能电路板20固定在第一壳体1上。所述螺柱24的一端可以通过内螺纹结构固定在第二壳体2上。所述功能电路板20与外接连接器连接，所述外接连接器穿过所述端盖3伸出到控制器之外。所述外接连接器用于与待控制的自动化设备连接，用于将功能电路板的控制信号传递给自动化设备。所述外接连接器可以为多个外接母端连接器，相应地所述自动化设备上设置有用于与控制器插接的外接公端连接器。根据本发明的一个实施例，如图3所示，所述多个外接母端连接器包括两个第一外接母端连接器33和一个第二外接母端连接器34，所述第二外接母端连接器34设置在两个第一外接母端连接器33中间，所述第一外接母端连接器33和第二外接母端连接器34为不同型号的母端连接器。

所述外接连接器和端盖3之间设置有连接器密封垫，所述连接器密封垫可以实现外接连接器与控制器壳体之间的密封连接，提高单体控制器的密封防水性能。如图3和图4所示，所述连接器密封垫包括密封第一外接母端连接器33的第一连接器密封垫16和密封第二外接母端连接器34的第二连接器密封垫19。当所述第一外接母端连接器33为两个时，相应地，所述第一连接器密封垫16也为两个。

如图1所示，所述控制器内还设置有模块互连电路板21，所述模块互连电路板21与功能电路板20电气连接，具体地，可以通过连接器插接。根据本发明的一个实施例，所述模块互连电路板21卡装固定在第一壳体1和第二壳体2的限位筋处。所述模块互连电路板21上还设置有互连母端连接器35和互连公端连接器36。所述互连母端连接器35伸出所述第一壳体1，所述互连公端连接器36伸出第二壳体2。所述互连母端连接器35的外部罩设有母端防护盖14，所述互连公端连接器36的外部罩设有公端防护盖13。所述母端防护盖14与第一壳体1之间可拆卸的固定连接，所述公端防护盖13与第二壳体2之间可拆卸的固定连接。所述母端防护盖14与第一壳体1之间设置有防护盖密封垫15，所述公端防护盖13与第二壳体2之间也设置有防护盖密封垫15。所述母端防护盖14和公端防护盖13与第一壳体1和第二壳体2固定连接后挤压所述防护盖密封垫15，以实现母端防护盖14和公端防护盖13与第一壳体1和第二壳体2之间的良好密封效果。

本发明的控制器通过设置以上结构实现了控制器单体的良好防水密封效果。

根据本发明的一个实施例，所述功能电路板20临近所述第一壳体1设置，所述功能电路板20和第二壳体2之间设置有聚热板23，所述聚热板23和第二壳体2之间设置有导热硅胶27。所述聚热板23可以将功能电路板20上的多个电气元件产生的热量汇聚在一起，通过导热硅胶27传递给第二壳体2散发到控制器外部。所述聚热板23由铜或铝合金材料制成，具有较高的导热系数。由此本发明的控制器除了具有良好的防水密封效果，同时还具有良好的散热效果。如图1所示，为了进一步提高控制器的散热效果，所述第二壳体2的外表面与所述导热硅胶27对应的部分设置有梳状散热结构。所述梳状散热结构具有多个并排设置的散热鳍片，从而增加了第二壳体2表面的散热面积，提高了散热效果。在控制器内部，所述聚热板23将不同高度的电气元件产生的热量汇聚在一起，同时聚热板23和第二壳体2挤压所述导热硅胶27，这样能够排除导热系数较小的空气，使聚热板23上的热量直接通过导热系数较大的导热硅胶27传递给第二壳体2，提高散热效果，最终将功能电路板20上产生的热量传递到控制器之外。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述控制器内部还设置有指示灯电路板22，具体地，所述控制器内部设置有灯板支架5，所述指示灯电路板22固定设置在灯板支架5上，所述灯板支架5通过第二壳体2上设置的螺钉柱32固定。所述指示灯电路板22和功能电路板20电气连接，具体可以通过线缆连接。所述指示灯电路板22上设置有发光二极管31，所述端盖3上设置有用于容纳所述发光二极管31的通孔，所述端盖3的外表面与发光二极管31对应的位置处覆盖装饰板18，所述装饰板18在发光二极管31的位置处透光但没有通孔，所述装饰板18能够密封发光二级光31。进一步，所述端盖3的外表面设置有端盖凹槽，所述装饰板18设置在所述端盖凹槽内。

根据本发明的一个实施例，所述功能电路板20朝向第一壳体1的一侧设置有拨码开关，所述拨码开关用于调节功能电路板20的功能。为了方便调节，所述第一壳体1与拨码开关对应的位置处设置有开口，所述开口设置有止口凹槽，所述第一壳体1上设置有拨码胶盖17，所述拨码胶盖17与带有止口凹槽的开口过盈配合以达到密封所述开口的效果。

本发明的第一壳体1和第二壳体2固定连接后，所述第一壳体1的u型侧壁和第二壳体2的u型侧壁组成控制器壳体的侧壁，所述控制器壳体的至少一面侧壁上设置有用于将控制器固定安装到din导轨上的弹簧卡扣机构。所述din导轨为本领域中常用的，如百度百科上记载：din导轨是德国工业标准，使用导轨是工业电气元器件的一种安装方式，安装支持此标准的电气元器件可方便地卡在导轨上而无需用螺丝固定，维护也很方便。

如图3、图10和图11所示，本发明的弹簧卡扣机构包括第一垫块6，第二垫块7，第一卡扣滑块11、第二卡扣滑块12以及弹簧25。所述第一垫块6和第二垫块7相对固定在所述控制器壳体侧壁的筋的两端，第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12可以在上壳和下壳的筋上滑动，弹簧25装在由第一卡扣滑块11、第二卡扣滑块12和第二垫块7组成的空间里，弹簧25一侧顶在第一卡扣滑块11上，另一侧顶在第二垫块7上。所述第一垫块6靠近控制器壳体侧壁的一侧设置有用于固定din导轨30的第一卡槽，所述第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12靠近控制器壳体侧壁并与第一垫块6相对的一侧设置有用于固定din导轨30的第二卡槽，所述din导轨可以被固定在所述第一卡槽和第二卡槽中。所述第一垫块6、第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12远离控制器壳体的一侧分别相对设置有导向斜坡，所述导向斜坡利于din导轨滑入到第一和第二卡槽中。

如图10所示，将控制器固定到din导轨上时，将控制器的第一垫块6、第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12按压到din导轨30上，din导轨30因同时受到第一垫块6、第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12导向斜坡结构的作用，din导轨30逐渐滑入所述第一卡扣滑块11、第二卡扣滑块12以及第一垫块6的第一卡槽中，开始时弹簧25并不是极限压缩状态，第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12受到din导轨30的挤压会随之滑动远离第一垫块6的第一卡槽，直至din导轨30滑入第一垫块6底部时，第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12不再受din导轨30的挤压。第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12在受到弹簧接近极限压缩状态反弹力的作用，迅速朝第一垫块6的第一卡槽方向滑动，并最终将第一垫块6以及第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12的第二卡槽卡在din导轨30两侧，使得控制器模块或模块组合安装固定到din导轨30上。

如图11所示，当需要将控制器从din导轨上拆卸下来时，推动控制器使第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12朝远离第一垫块6的第一卡槽的方向滑动。弹簧25到达极限压缩状态时，倾斜控制器使din导轨脱出第一垫块6的第一卡槽，最后再将控制器向靠近第一垫块6的第一卡槽的方向移动，使din导轨30脱出第一卡扣滑块11和第二卡扣滑块12的第二卡槽，完成控制器的拆卸。

本发明的第二方面还提供了一种控制器模组，所述控制器模组包括至少两个单体控制器，所述单体控制器为如上所述的控制器。

如图5至图9所示，根据本发明的一个实施例，所述控制器模组包括第一控制器ml和第二控制器m2，所述第一控制器ml和第二控制器m2均为上述单体控制器。组合安装时，去掉所述第一控制器ml的公端防护盖13和防护盖密封垫15露出第一控制器m1的互连公端连接器36，去掉所述第二控制器m2的母端防护盖14和防护盖密封垫15露出第二控制器m2的互连母端连接器35。此时，第一控制器m1的互连母端连接器35外部依然罩设有母端防护盖14，第二控制器m2的互连公端连接器36外部依然罩设有公端防护盖13。所述第二控制器m2的第一壳体1上围绕所述互连母端连接器35设置有定位凹槽，所述定位凹槽内设置有模块密封垫29，所述第一控制器m1的互连公端连接器36穿过所述模块密封垫29与第二控制器m2的互连母端连接器35插接。

所述第一控制器m1与第二控制器m2相对的一面设置有至少一个定位孔，所述第二控制器m2与第一控制器m1相对的一面设置有至少一个定位柱4，当所述第一控制器m1的互连公端连接器36与第二控制器m2的互连母端连接器35插接时所述第二控制器m2的定位柱4插入到所述第一控制器的定位孔中。在所述单体控制器中，所述定位柱4通过穿出下壳的螺柱24外螺纹柱固定在控制器壳体上。通过设置定位柱4和定位孔，使多个控制器在互连时更容易定位。

所述第一控制器m1的第二壳体的侧壁上设置有卡扣基座9和卡扣8，所述第二控制器m2的第一壳体的侧壁上设置有卡扣基座10和转轴26，当所述第一控制器m1的互连公端连接器36与第二控制器m2的互连母端连接器插35接时，所述卡扣8用于与转轴26卡扣连接以锁紧所述第一控制器m1和第二控制器m2。当第一控制器m1和第二控制器m2被锁紧时，通过挤压模块密封垫29达到第一控制器m1和第二控制器m2之间更好的密封效果。

根据本发明的另一个实施例，所述控制器模组还包括第三控制器m3，所述第二控制器m2的互连公端连接器36与第三控制器m3的互连母端连接器35插接，所述第三控制器m3的第一壳体1上围绕所述互连母端连接器设置有定位凹槽，所述定位凹槽内设置有模块密封垫29，所述第二控制器m2的互连公端连接器36穿过所述模块密封垫29与第三控制器m3的互连母端连接器35插接。

所述第二控制器m2与第三控制器m3相对的一面设置有至少一个定位孔，所述第三控制器m3与第二控制器m2相对的一面设置有至少一个定位柱4，当所述第二控制器m2的互连公端连接器36与第三控制器m3的互连母端连接器35插接时所述第三控制器m3的定位柱4插入到所述第二控制器m2的定位孔中，以实现更容易的导向定位。

所述第二控制器m2的第二壳体2的侧壁上设置有卡扣基座9和卡扣8，所述第三控制器m3的第一壳体1的侧壁上设置有卡扣基座10和转轴26，当所述第二控制器m2的互连公端连接器36与第三控制器的互连母端连接器35插接时，所述卡扣8用于与转轴26卡扣连接以锁紧所述第二控制器m2和第三控制器m3。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。