一种应用于连接器的安全保护装置及安全控制方法与流程

本发明涉及电子设备技术领域，具体涉及一种应用于连接器的安全保护装置及安全控制方法。

背景技术：

在电力电子设备中，电器模块多与机柜滑动连接，电器模块与机柜在电器模块的尾部通过连接器插接，随着连接器结构越来越复杂，拔插操作较为困难，费时费力；现有的机柜中，电器模块或连接器的工作状态若处于危险状态，难以被工作人员知晓，电器模块内的电子器件或连接器在危险状态中长期工作后易损坏，或者即使被工作人员发现，由于现有的电器模块的拔插操作不便，工作人员在拔插的过程中也需要消耗一定的时间，从而增加电器模块和连接器处于危险状态的时间，因此，电器模块和连接器容易损坏，增加了成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种应用于连接器的安全保护装置及安全控制方法，该连接器的拔插操作简便，省时省力，且该安全保护装置及控制方法能在电器模块和/或连接器的工作状态脱离安全范围内时，使电器模块向前滑动，电器模块的插接端子脱离与插接座的电连接，从而使得电器模块和连接器能及时脱离危险的工作状态，保护了电器模块和连接器不受损坏。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

技术方案一，一种应用于连接器的安全保护装置，所述连接器用于使机柜和电器模块电连接，包括插接座和插接端子；所述机柜上设有安装通道，所述电器模块滑设于所述安装通道中，所述插接座装设于机柜上并位于安装通道的后部，所述插接端子装设于所述电器模块的后部并与所述插接座相配合；其特征在于：包括检测单元，其装设于连接器和/或电器模块上，用于采集并输出连接器和/或电器模块当前的工作状态信息；控制单元，其接收连接器和/或电器模块当前的工作状态信息并在所述工作状态信息脱离设定的安全范围时输出退出指令；和助拔单元，其用于接收退出指令后带动电器模块向前滑动至至少部分脱离安装通道，以使插接端子脱离与插接座的电连接。

基于技术方案一，还设有技术方案二，技术方案二中，所述连接器当前的工作状态信息至少包括连接器的温度值，所述电器模块当前的工作状态信息至少包括电器模块的温度值，所述控制单元在连接器和/或电器模块的温度值超过设定的第一阈值时输出退出指令；所述检测单元至少包括温度传感器，所述温度传感器与控制单元信号连接，用于检测连接器和/或电器模块的温度值并发送给控制单元。

基于技术方案二，还设有技术方案三，技术方案三中，所述插接端子内设有盲孔或通孔，所述温度传感器伸入盲孔或通孔以采集并输出连接器当前的温度值信息。

基于技术方案一至三，还设有技术方案四，技术方案四中，还包括弹性件；所述连接器和/或电器模块当前的工作状态信息至少包括电器模块和插接座之间的压力值，所述控制单元在所述的压力值超过设定的第二阈值时输出退出指令；所述检测单元包括压力传感器，所述压力传感器与控制单元信号连接，所述压力传感器装设于电器模块或插接座上，并位于电器模块和插接座之间以检测电器模块和插接座之间的压力值，所述弹性件设于电器模块和压力传感器之间。

基于技术方案四，还设有技术方案五，技术方案五中，还包括减震件，所述减震件设于电器模块和弹性件之间。

基于技术方案一，还设有技术方案六，技术方案六中，所述助拔单元包括转动件和驱动件，所述转动件装设于电器模块上并绕垂直于安装通道延伸方向的轴线转动，所述驱动件接收退出指令后驱动转动件转动至顶抵机柜的前表面，以带动电器模块向前滑动至至少部分脱离安装通道，以使插接端子脱离与插接座的电连接

基于技术方案六，还设有技术方案七，技术方案七中，所述转动件设有抵接部，所述抵接部的端部用于与机柜的前表面抵接。

基于技术方案七，还设有技术方案八，技术方案八中，所述驱动件的输出端设有第一转动齿轮和与第一转动齿轮啮合的第二转动齿轮；所述转动件还包括与抵接部固接的转动部，所述转动部与所述第二转动齿轮啮合。

基于技术方案一，还设有技术方案九，技术方案九中，还包括手动按钮，所述手动按钮用于向控制单元发送手动退出指令，所述控制单元接收手动退出指令并在电器模块断电时输出退出指令。

技术方案十，一种连接器的安全控制方法，用于技术方案一至九中任一项所述的一种应用于连接器的安全保护装置，包括采集电器模块和/或连接器当前的工作状态信息，判断当前的工作状态信息是否脱离设定的安全范围，若判断结果为是，则输出退出指令；所述助拔单元接收退出指令后驱动电器模块向前滑动至至部分脱离安装通道，以使插接端子与插接座脱离电连接。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

1、技术方案一中，检测单元装设于连接器和/或电器模块上，采集连接器和/或电器模块当前的工作状态信息，控制单元接收连接器和/或电器模块当前的工作状态信息并在工作状态信息脱离设定的安全范围时输出退出指令，助拔单元则根据退出指令带动电器模块向前滑动至至少部分脱离安装通道，使插接端子脱离与插接座的电连接，也即，连接器和/或电器模块的工作状态信息位于设定的安全范围内时，电器模块位于安装通道内，插接端子与插接座电连接，当连接器和/或电器模块的工作状态信息脱离设定的安全范围内时，插接端子即自动脱离与插接座的电连接，使得电器模块在非安全的工作状态下断电并向前滑动，使得连接器和电器模块能及时脱离危险的工作状态，避免了连接器和电器模块受到损坏。

2、技术方案二中，温度传感器检测连接器和/或电器模块的温度值，控制单元在温度值超过第一阈值时触发退出指令，从而避免了温度过高对连接器和电器模块内的器件造成损坏，且避免了插接端子与插接座接触时通过直流电导通，对插接端子和插接座造成进一步的损坏。

3、技术方案三中，温度传感器与控制单元信号连接，插接端子内设有盲孔时，温度传感器伸入盲孔，使得温度传感器能检测到插接端子内部的温度，检测更为准确；插接端子内设有通孔时，温度传感器伸入通孔，温度传感器不仅可以检测到插接端子内部的温度，且在温度传感器取下后，通孔还能对电器模块进行散热。

4、技术方案四中，压力传感器检测电器模块和插接座之间的压力值，弹性件在电器模块和插接座之间的压力变化时发生形变，从而将压力传递给压力传感器，插接座受到外力冲击时，会将压力传递给电器模块，控制单元在压力值达到设定的第二阈值时触发退出指令，即可使电器模块向前滑动并退出与插接座的直接接触，从而避免了压力过大对电器模块内的器件或插接端子造成损坏。

5、技术方案五中，设置减震件，减震件设于电器模块和弹性件之间，缓冲了电器模块的冲击力，从而保护了电器模块。

6、技术方案六中，助拔单元的设计结构简单实用，通过转动件转动过程中顶抵机柜的前表面即可带动电器模块向前滑动，使得电器模块和插接座的拔插操作更为迅捷，进一步缩短了连接器和电器模块处于危险的工作状态的时间。

7、技术方案七中，转动件设有抵接部，抵接部的端部用于与机柜的前表面抵接，力矩较大，转动更为顺畅。

8、技术方案八中，驱动件接收到退出指令时，驱动第一转动齿轮转动，第一转动齿轮转动带动第二转动齿轮转动，进而带动转动部转动，结构简单实用；且第一转动齿轮和第二转动齿轮的设计，可以放大驱动件的扭矩，进而减小驱动件的体积。

9、技术方案九中，手动按钮可向控制单元发送手动退出指令，使得可在用户需要的时候(如维修或更换电器模块)驱动电器模块滑出安装通道，控制单元接收手动退出指令并在电器模块断电时向驱动件输出退出指令，避免了误操作。

10、技术方案十提供了一种连接器的安全控制方法，用于上述的安全保护装置，该方法在连接器和/或电器模块的工作状态信息位于设定的安全范围内时，电器模块位于安装通道内，插接端子与插接座电连接，当连接器和/或电器模块的工作状态信息脱离设定的安全范围内时，即驱动电器模块向前滑动，使插接端子自动脱离与插接座的电连接，使得电器模块在非安全的工作状态下断电并向前滑动，使得电器模块能及时脱离危险的工作状态，避免了电器模块受到损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例安全保护装置的示意图；

图2为机柜的示意图；

图3为机柜的示意图；

图4为电器模块的示意图；

图5为助拔单元的示意图，其中转动件处于收回状态；

图6为助拔单元的示意图，其中转动件处于伸出状态；

图7为检测单元、控制单元、手动按钮和驱动件的连接示意图；

图8为电器模块在第一位置时的前视图；

图9为图8在a-a方向的剖视图；

图10为电器模块在第二位置时的前视图；

图11为图10在b-b方向的剖视图。

主要附图标记说明：

10、机柜，11、安装通道，12、插接座，121、板体，122、插接母座，123、定位杆，13、立柱；

20、电器模块，21、本体，22、前板，221、定位部，222、让位口，223、第一折边，224、第二折边，23、后板，221、定位孔，24、插接端子，241、盲孔；

30、检测单元，31、温度传感器，32、压力传感器；

40、手动按钮；

50、控制单元；60、助拔单元，61、驱动件，611、第一转动齿轮，612、第二转动齿轮，62、转动件，621、转动部，622、抵接部；70、弹性件；80、减震件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”；如使用术语“滑设”，意图在于“在该状态下两者之间滑动配合，在其他状态下可脱离滑动配合”。

参见图1-11，一种应用于连接器的安全保护装置，，连接器用于使机柜10和电器模块20电连接，包括插接座12和插接端子24；安全保护装置包括检测单元30、手动按钮40、控制单元50、助拔单元60、弹性件70和减震件80。

如图2和3所示，机柜10上设有安装通道11，机柜10属于现有技术，由立柱13和横梁搭建，本发明对此不再赘述。

安装通道11可以设置多个，自上而下依次设于机柜10内，安装通道11自前向后延伸。插接座12的数量与安装通道的数量一一对应，插接座12装设于机柜10上，位于安装通道11的后部，并封闭安装通道11后部的开口，插接座12包括板体121和插接母座122，插接母座122固接于板体121上，并朝向安装通道11内部延伸，板体121向前延伸形成两个定位杆123。

如图4所示，电器模块20包括本体21、前板22、后板23和插接端子24。

本体21呈前后两侧开口的盒状，本体21内置有电子器件。前板22位于本体21的前部，并封闭本体21的前部的开口，前板22左右两侧设有l形的定位部221，前板22的右下顶角设有让位口222，本体21的右侧板的前侧的下顶角设有与让位口222连通且顶部齐平的开口，让位口222和开口的高度均低于右侧定位部221的底端，定位部221包括相垂直的第一折边223和第二折边224，第一折边223沿本体21的长度方向延伸，第二折边224沿本体21的宽度方向延伸，第一折边223和第二折边224所形成的l形开口朝向本体21的两侧。后板23位于本体21的后部，并封闭本体21的后部的开口，后板23上设有两个定位孔221。插接端子24固接于后板23上，插接端子24上设有通孔或朝向本体21内部设有盲孔241,通孔或盲孔241设于插接端子24的中部。

检测单元30用于采集并输出连接器和/或电器模块20当前的工作状态信息，包括温度传感器31和压力传感器32，温度传感器31为长杆状，用于检测插接端子24的温度，压力传感器32用于检测电器模块20和插接座12之间的压力值。

手动按钮40用于向控制单元50发送手动退出指令。

控制单元50为处理器50，用于接收连接器和/或电器模块20当前的工作状态信息并在工作状态信息脱离设定的安全范围时输出退出指令，控制单元50在连接器和/或电器模块20的温度值超过设定的第一阈值时输出退出指令，在压力值超过设定的第二阈值时输出退出指令；控制单元50接收手动退出指令并在电器模块20断电时输出退出指令。

如图5和图6所示，助拔单元60包括驱动件61和转动件62，驱动件61为驱动电机61，驱动电机61的输出端设有第一转动齿轮611和与第一转动齿轮611啮合的第二转动齿轮612；转动件62包括相固接的转动部621和抵接部622，具体实施中，转动部621和抵接部622一体成型，转动部621和第二转动齿轮612相啮合，如此设置可以放大驱动电机61的扭矩，进而减小驱动电机61的体积，抵接部622与转动部621相接的一端为固定端，另一端为自由端，抵接部622的宽度自固定端至自由端逐渐变小，抵接部622的两侧边为弧形，体积更小。

弹性件70为测力弹簧70，用于根据电器模块20和插接座12之间的压力的变化产生形变。

减震件80由弹性材料制成，用于减少电器模块20和插接座12之间的冲击力。

如图1、图9和图11所示，电器模块20滑设于安装通道11内，电器模块相对安装通道11在第一位置和第二位置之间运动，应理解，在其他状态下电器模块20也可以脱离安装通道11，在第一位置，电器模块20位于安装通道11内，l形的定位部221与机柜10的前表面配合，即与机柜10前面左右两侧的立柱13配合，限制电器模块20后运动，板体121的定位杆123插入后板23的定位孔221中，定位杆123与定位孔221精确配合使得插接端子24与插接母座122电连接；在第二位置，电器模块20部分滑出安装通道11，插接端子24脱离与插接母座122的电连接。

如图7所示，检测单元30装设于连接器和/或电器模块上，用于采集并输出连接器和/或电器模块20当前的工作状态信息，控制单元50接收连接器和/或电器模块20当前的工作状态信息并在工作状态信息脱离设定的安全范围时输出退出指令，具体通过以下方式实现，温度传感器31和压力传感器32均与处理器50信号连接，温度传感器31一端伸入插接端子24的盲孔241或通孔内，插接端子24内设置盲孔241时，温度传感器31伸入插接端子24内部，检测更为精确，插接端子24内设置通孔时，温度传感器31既可以检测插接端子24内部的温度，在温度传感器31取下时，通孔还可对电器模块20散热，本实施例中，插接端子24内设置盲孔241，温度传感器31插入盲孔241内，温度传感器31实时检测插接端子24的内部温度并发送给处理器50；减震件80、弹性件70和压力传感器32自前向后依次设于电器模块20和插接座12之间，具体而言，减震件80、测力弹簧70和压力传感器32自前向后依次套设于定位杆123上，电器模块20位于第一位置时，若板体121受到外力撞击，减震件80可缓冲电器模块20和插接端子24受到的冲击力，测力弹簧70发生弹性形变并将压力传递给压力传感器32，压力传感器32将测试的压力发送给处理器50；处理器50设于电器模块20的本体21内，处理器50接收温度传感器31发送的温度值以及压力传感器32发送的压力值，比较该温度值与第一阈值的大小，以及该压力值与第二阈值的大小，如果温度值超过第一阈值或压力值超过第二阈值，则先使电器模块20断电，再输出退出指令。

手动按钮40位于前板22上，手动按钮40与处理器50信号连接，当用户需要使电器模块20退出插拔时，如需要维修或更换电器模块20时，可按下手动按钮40，手动按钮40即向处理器50发送手动滑出指令，处理器50接收到手动滑出指令后，判断电器模块20是否属于断电状态，若电器模块20仍处于通电状态，则不输出退出指令，若电器模块20处于断电状态，则输出退出指令，以避免误操作。

助拔单元60装设于电器模块20的本体21内并位于本体21的前部，驱动电机61与处理器50信号连接，第一转动齿轮611、第二转动齿轮612及转动件62均绕垂直于安装通道11延伸方向的轴线转动，垂直于安装通道11延伸方向的轴线既可以为平行于安装通道11高度方向的轴线，也可以为平行于安装通道11宽度方向的轴线，本实施例中，如图9和图11所示，第一转动齿轮611、第二转动齿轮612和转动件62均绕平行于安装通道11高度方向的轴线转动，第一转动齿轮611、第二转动齿轮612和转动件62的转轴沿平行于电器模块20的高度方向固接于电器模块20的底板上，驱动电机61接收到退出指令后，使第一转动齿轮611逆时针转动，则第二转动齿轮612顺时针转动，转动件62逆时针转动，转动部621逐渐伸出前板22右下顶角的让位口222，并顶抵机柜10前表面的右侧，即顶抵右侧的立柱13，带动电器模块20逐渐向前滑动，使得电器模块20自第一位置滑动至第二位置，如果处理器50是在温度值超过第一阈值时发出退出指令，则避免了温度过高对连接器和电器模块20内的器件造成损坏，且避免了插接端子24与插接母座122接触时通过直流电导通，对插接端子24和插接母座122造成进一步的损坏；如果处理器50是在压力值超过第二阈值时发出退出指令，可使电器模块20向前滑动并退出与插接母座122的直接接触，从而避免了压力过大对插接端子24和电器模块20内的器件造成损坏。

使用过程如下：

手动将转动件62的抵接部622顺时针旋转至不能转动，此时，转动件62完全隐藏于电器模块20内，将电器模块20插入安装通道11，并向后推动电器模块20，直至定位部221的第二折边224与机柜10前表面的左右两侧相贴合，即与机柜10左右两侧的立柱13配合，此时，电器模块20位于安装通道11内，插接端子24与插接母座122插接，定位杆123插入定位孔221中，测力弹簧70被部分压缩，即电器模块20到达第一位置，如图9所示，拨动电器模块20的拨扭开关，电器模块20即处于通电状态，且拨扭开关的锁舌伸出并位于立柱13的后侧，限制电器模块20向前滑动，温度传感器31实时监测插接端子24内的温度并发送给处理器50，压力传感器32实时监测电器模块20和插接座12之间的压力值并发送给处理器50，处理器50接收温度传感器31发送的温度值以及压力传感器32发送的压力值，比较该温度值与第一阈值的大小，以及该压力值与第二阈值的大小，如果温度值超过第一阈值或压力值超过第二阈值，则先使电器模块20断电，再输出退出指令，驱动电机61收到退出指令后，使第一转动齿轮611逆时针转动，则第二转动齿轮612顺时针转动，转动件62逆时针转动，转动部621逐渐伸出前板22右下顶角的开口，并顶抵机柜10前表面的右侧，即顶抵右侧的立柱13，带动电器模块20逐渐向前滑动，使得电器模块20自第一位置滑动至第二位置，如图11所示，从而使得电器模块20在非安全的工作状态下断电并向前滑动，避免了连接器和电器模块20受到损坏。

在电器模块工作过程中若想对电器模块维修或更换，可先拨动电器模块20的拨扭开关，使电器模块20断电，拨扭开关的锁舌退回至电器模块20内，再按下手动按钮40，手动按钮40即向处理器50发送手动滑出指令，处理器50接收到手动滑出指令后，判断电器模块20是否属于断电状态，若是，则向驱动电机61输出退出指令，驱动电机61即驱动电器模块20滑动至第二位置。

在具体实施中，电器模块20可以为电源模块，大功率的配电模块或控制系统模块。

本发明的应用于连接器的安全保护装置，检测单元30采集连接器和/或电器模块20当前的工作状态信息，控制单元50接收连接器和/或电器模块20当前的工作状态信息并在工作状态信息脱离设定的安全范围时输出退出指令，助拔单元60则根据退出指令带动电器模块20向前滑动至至少部分脱离安装通道11，使插接端子24脱离与插接座12的电连接，也即，在工作状态信息位于设定的安全范围内时，电器模块20位于安装通道11内，插接端子24与插接座12电连接，当电器模块20的工作状态信息脱离设定的安全范围内时，插接端子24即自动脱离与插接母座122的电连接，使得电器模块20在非安全的工作状态下断电并向前滑动，使得电器模块20能及时脱离危险的工作状态，避免了电器模块20受到损坏；且助拔单元60的设计结构简单实用，通过转动件62转动过程中顶抵机柜10的前表面即可带动电器模块20向前滑动，使得电器模块20和插接母座122的拔插操作更为迅捷，进一步缩短了连接器和电器模块20处于危险的工作状态的时间。

相应的本发明还提供了一种连接器的安全控制方法，该方法用于上述实施例中的安全保护装置，包括以下步骤：

采集电器模块20和/或连接器当前的工作状态信息，即温度传感器31检测插接端子24内部的温度值，压力传感器32检测电器模块20和插接座12之间的压力值；

判断当前电器模块20和/或连接器的工作状态信息是否脱离设定的安全范围，若判断结果为是，则输出退出指令，即处理器50接收温度传感器31发送的温度值以及压力传感器32发送的压力值，比较该温度值与第一阈值的大小，以及该压力值与第二阈值的大小，如果温度值超过第一阈值或压力值超过第二阈值，则先使电器模块20断电，再输出退出指令；

驱动件61接收退出指令后驱动转动件62转动至顶抵机柜10的前表面以使电器模块20向前滑动至部分脱离安装通道11，且插接端子24与插接母座122脱离电连接；驱动电机61收到退出指令后，使第一转动齿轮611逆时针转动，则第二转动齿轮612顺时针转动，转动件62逆时针转动，转动部621逐渐伸出前板22右下顶角的开口，并顶抵机柜10前表面的右侧，即顶抵右侧的立柱13，带动电器模块20逐渐向前滑动，使得电器模块20自第一位置滑动至第二位置，从而使得电器模块20在非安全的工作状态下断电并向前滑动，避免了电器模块20受到损坏。

该方法在电器模块20和/或连接器的工作状态信息位于设定的安全范围内时，电器模块20位于安装通道11内，插接端子24与插接座12电连接，当电器模块20和/或连接器的工作状态信息脱离设定的安全范围内时，即驱动电器模块20向前滑动，使插接端子24自动脱离与插接座12的电连接，使得电器模块20和/或连接器在非安全的工作状态下断电并向前滑动，使得电器模块20和连接器能及时脱离危险的工作状态，避免了电器模块20和连接器受到损坏；且助拔单元60的设计结构简单实用，使得电器模块20和插接座12的拔插操作更为迅捷，进一步缩短了电器模块20处于危险的工作状态的时间。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。