一種微能耗永磁繼電器單元及導(dǎo)軌式智能開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微能耗永磁繼電器單元及導(dǎo)軌式智能開關(guān)。為了提高開關(guān)的智能化程度，所述微能耗永磁繼電器單元包括基座、蓋子、磁路控制系統(tǒng)、負荷通斷系統(tǒng)、推拉系統(tǒng)、外部接線系統(tǒng)；其中所述磁路控制系統(tǒng)、負荷通斷系統(tǒng)和推拉系統(tǒng)均設(shè)置在基座與蓋子形成空腔內(nèi)。所述智能控制線路板單元包括電源轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、分析控制及驅(qū)動模塊和通信模塊；所述導(dǎo)軌式智能開關(guān)包括微能耗永磁繼電器單元、智能控制線路板單元和控制軟件單元。本實用新型具有過載保護功能、電源開關(guān)的手機或電腦遠程控制功能、家用電器及設(shè)備的遠程控制功能、自診斷返回運行狀態(tài)信息功能、電腦或手機平臺實時讀取運行數(shù)據(jù)功能、開關(guān)的自適應(yīng)智能控制功能。
【專利說明】—種微能耗永磁繼電器單元及導(dǎo)軌式智能開關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種微能耗永磁繼電器單元及導(dǎo)軌式智能開關(guān)，特別涉及的是一種具有:過載保護功能、電源開關(guān)的手機或電腦遠程控制功能、家用電器及設(shè)備的遠程控制功能、自診斷返回運行狀態(tài)信息功能、電腦或手機平臺實時讀取運行數(shù)據(jù)功能、開關(guān)的自適應(yīng)智能控制功能，完全覆蓋國內(nèi)外開關(guān)性能及安全標準的家用多功能的導(dǎo)軌式智能開關(guān)。其主要應(yīng)用于家用電器、工業(yè)自動化控制、智能家居、居家養(yǎng)老、智慧城市、家庭能源管理等系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前小型開關(guān)普遍存在，通斷能力低同時在批量生產(chǎn)中難以保證在容性負載的使用中，時有出現(xiàn)觸頭粘連，抗過載能力低，電氣壽命短；市場上新出現(xiàn)的各種“智能開關(guān)”，只能起到用手機或電腦實施簡單遙控動作，根本不能全部達到智能開關(guān)中的六大功能。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決現(xiàn)有上述存在的問題，本實用新型旨在提出了一種微能耗永磁繼電器單元，以及實現(xiàn)智能控制的硬件基礎(chǔ)——導(dǎo)軌式智能開關(guān)，其具有功能齊全、安全保護性能聞、結(jié)構(gòu)緊湊、加工簡單、電壽命聞、質(zhì)量穩(wěn)定可罪、標準化程度聞等特點。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種微能耗永磁繼電器單元，包括基座、蓋子、磁路控制系統(tǒng)、負荷通斷系統(tǒng)、推拉系統(tǒng)、外部接線系統(tǒng)；其中所述磁路控制系統(tǒng)、負荷通斷系統(tǒng)和推拉系統(tǒng)均設(shè)置在基座與蓋子形成空腔內(nèi)；其結(jié)構(gòu)特點是，所述磁路控制系統(tǒng)包括銜鐵組件、夾板以及主要由左軛鐵、鐵芯、線圈骨架、線圈針腳、右軛鐵構(gòu)成的線圈組件；所述負荷通斷系統(tǒng)包括主要由動觸點、大分流片、小分流片、動簧片、導(dǎo)電片和彈片構(gòu)成的動片組件和主要由靜片和固定在靜片上的靜觸點構(gòu)成的靜片組件；所述推拉系統(tǒng)包括銜鐵組件、推動卡和撥動顯示片；所述外部接線系統(tǒng)包括主要由進接線板構(gòu)成的進線端組件和主要由出接線板構(gòu)成的出線端組件，以及設(shè)置在進線端組件和出線端組件之間的耐壓隔板；所述靜片引出端呈“L”形，其端頭直接與所述進接線板固定相連；所述導(dǎo)電片引出端呈“L”形，其端頭直接與出接線板固定相連；順次相連的所述動簧片、大分流片、小分流片、彈片固定在動觸點與導(dǎo)電片之間而構(gòu)成導(dǎo)電片組件；所述鐵芯、左軛鐵和右軛鐵在所述線圈組件通過直流電流時產(chǎn)生感應(yīng)磁場推動銜鐵組件轉(zhuǎn)動而推動所述推動卡作往復(fù)直線運動，實現(xiàn)靜觸點與動觸點開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；或外力通過撥動顯示片驅(qū)動銜鐵組件轉(zhuǎn)動而推動所述推動卡作往復(fù)直線運動，實現(xiàn)靜觸點與動觸點開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
[0006]以下為本實用新型的進一步改進的技術(shù)方案:
[0007]為了提高磁保持繼電器單元抗超大電流的沖擊能力，所述導(dǎo)電片組件在基座空腔內(nèi)呈“Z”形結(jié)構(gòu)分布。
[0008]為了方便采集電流參數(shù)和電壓參數(shù)，所述導(dǎo)電片的引出端連接有金屬取樣電阻，該金屬取樣電阻與一導(dǎo)電金屬板的電壓取樣線相連而形成電壓采集系統(tǒng)，該金屬取樣電阻與該導(dǎo)電金屬板的電流取樣線相連而形成電流采集系統(tǒng)。
[0009]所述推拉系統(tǒng)的銜鐵組件采用“雙翼型”結(jié)構(gòu)，其中“一翼”與推動卡連接，另“一翼”與撥動顯示片連接。
[0010]進一步地，一種導(dǎo)軌式智能開關(guān)，包括智能控制線路板單元和控制軟件單元，其特點是，還包括至少一個如上所述的微能耗永磁繼電器單元；所述微能耗永磁繼電器單元與智能控制線路板單元之間設(shè)有耐壓擋壁。
[0011]所述智能控制線路板單元主要由電源轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、分析控制及驅(qū)動模塊和通信模塊組成；電源供電從220V通過電源轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為需要的電壓，并分別輸送給數(shù)據(jù)采集模塊、分析控制及驅(qū)動模塊和通信模塊。
[0012]電源插座固定于豎板上，且橫跨控制線路板的下板和上板；控制線路板上板或下板上固定有外部擴充口插座；控制線路板的下板和上板采用雙層、雙面元器分布。
[0013]所述微能耗永磁繼電器單兀為多個，多個微能耗永磁繼電器單兀為多個并排布置。
[0014]進一步地，本實用新型的軌道式開關(guān)智能的控制方法包括:
[0015]I )、從磁保持繼電器單元中的電壓采集系統(tǒng)和電流采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)采集模塊，通過強弱電隔離模塊將強電信號轉(zhuǎn)為弱電信號，同時mcu通過隔離和采集通信，做相應(yīng)的處理后，由分析控制模塊控制紅外線接發(fā)模塊、驅(qū)動模塊、外擴口模塊，并通過連接線連接到移動通信模塊上與通信模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊交互；
[0016]2)、由紅外線接發(fā)模塊控制家用電器開關(guān)，由驅(qū)動模塊根據(jù)功能需求控制磁保持繼電器的靜觸點與動觸點的開與合，由移動通信模塊接收信息后，將實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送給電腦或手機；
[0017]3)、電腦或手機信息通過移動通信模塊接收信息后，傳送給分析控制及驅(qū)動模塊，進行下個循環(huán)控制。
[0018]以下為本實用新型進一步的解釋說明:
[0019]一種導(dǎo)軌式智能開關(guān)，包括磁保持繼電器單元101、智能控制線路板單元102和控制軟件單元103三個單元。如圖2所示,磁保持繼電器單元101和智能控制線路板單元102采用強、弱電模塊化結(jié)構(gòu)；如圖4所示，在強、弱電模塊化結(jié)構(gòu)之間，在基座11中的d處設(shè)有耐壓擋壁，從而保證磁保持繼電器單元101與智能控制線路板單元102的高耐壓等級；同樣，在基座11中的e處也設(shè)有耐壓擋壁，確保靜片組件與導(dǎo)電片組件的高耐壓等級；每個單元為獨立個體，可以獨立使用，也可以多個并排成組使用。
[0020]具體而言，a如圖1所示，負載電源線端口在底部，左側(cè)端口為進線，右側(cè)端口為出線；b.如圖1所示，控制線路板的專供電源插座和功能外部擴充口插座位于本體100的頂部；c.本體100正面設(shè)有一個ON或OFF的顯示窗口，如果需要也可以手工撥動此撥動顯示片13，進行人工干預(yù)實施負載電源開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；d.如圖3所示，每個本體100為獨立個體，可以單個使用，也可以多個并排成組使用；e.負載回路中，進線和出線的耐壓，由圖1所示的b檔壁來隔離保證；多體并批使用時，各體間的進線與出線的耐壓，由圖1所示的a或c檔壁來隔離保證；f.外形尺寸符合國內(nèi)外的標準、可以直接與市場上的家用斷路器并排使用。[0021]本實用新型采用標準化、模塊化結(jié)構(gòu)。負載電源線端口在底部，左側(cè)端口為進線，右側(cè)端口為出線；控制線路板的專供電源插座和功能外部擴充口插座位于頂部；正面設(shè)有一個ON或OFF的顯示窗口，如果需要也可以手工撥動此撥動顯示片13，進行人工干預(yù)實施負載電源開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；每個開關(guān)為獨立個體，可以單個使用，也可以多個并排成組使用；在負載回路中，進線和出線的耐壓，由擋壁b來隔離保證；多個成組使用時，各體間的進線與出線的耐壓，由擋壁a或c來隔離保證；外形尺寸符合國內(nèi)外的標準、可以直接與市場上的家用斷路器并排使用；
[0022]所述磁保持繼電器單元101的驅(qū)動直流脈沖電壓來至于智能控制線路板單元102:線圈組件中的針腳22，直接錫焊與控制線路的上板19上。
[0023]所述的磁保持繼電器單元101包括磁路控制系統(tǒng)104、負荷通斷系統(tǒng)105、推拉系統(tǒng)106、外部接線系統(tǒng)107、電壓采集系統(tǒng)108、電流采集系統(tǒng)109。磁路控制系統(tǒng)104、負荷通斷系統(tǒng)105和推拉系統(tǒng)106設(shè)置在基座11及其上方的蓋子26所形成的矩形空腔中；負荷通斷系統(tǒng)105中的靜片3引出端呈“L型”、端頭直接與進接線板5焊接或鉚接，同理導(dǎo)電片12引出端也呈“L型”、端頭直接與出接線板32焊接或鉚接；負荷通斷系統(tǒng)105中的動簧片10、大小分流片(大分流片8、小分流片9)、彈片31、墊片30先與動觸點7鉚接，然后導(dǎo)電片12與動片組件鉚接成為導(dǎo)電片組件；導(dǎo)電片組件在基座11矩形空腔內(nèi)成“Z型”結(jié)構(gòu)分布，提高超大電流的沖擊能力；負荷通斷系統(tǒng)105中的導(dǎo)電片12引出端呈“L型”，通過電子束焊接與金屬取樣電阻35連接，金屬取樣電阻35另一端再通過電子束焊接與導(dǎo)電金屬板連接，形成了電壓采集系統(tǒng)108和電流采集系統(tǒng)109 ;外部接線系統(tǒng)107中的進線端組件(進線框2、進線螺釘4、進接線板5)與出線端組件(出接線板32、出線框33、出線螺釘34)的中間插入耐壓隔板1，提高了絕緣性能；
[0024]2)繼電器采用節(jié)能型的磁保持繼電器，它的二片銜鐵36間含有永磁鐵37，當負荷通斷系統(tǒng)205的觸點(靜觸點6、動觸點7)需要開或合狀態(tài)時，只要向磁路控制系統(tǒng)104的線圈組件中針腳發(fā)出正(反)直流脈沖電壓激勵線圈，當線圈組件通過直流電流后，線圈內(nèi)的鐵芯15和左軛鐵14、右軛鐵23產(chǎn)生感應(yīng)磁場,但磁場方向與銜鐵36的固有磁場方向相反一側(cè)就相吸、相同一側(cè)就相折，推動銜鐵組進線框24轉(zhuǎn)動，從而推動推動卡28作往復(fù)直線運動，完成了靜觸點6、動觸點7開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，通常觸點處于保持狀態(tài)時，線圈不需要繼續(xù)通電，僅靠永久磁鐵的磁力就能維持繼電器的狀態(tài)不變，起到節(jié)省電能的作用。
[0025]其中，電源供電從220V通過電源轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為需要的電壓，然后分別輸送給數(shù)據(jù)采集模塊、分析控制及驅(qū)動模塊和通信模塊；所述控制軟件單元包括網(wǎng)絡(luò)通信軟件、手機主控軟件、系統(tǒng)配置軟件和設(shè)備管理軟件；其中:網(wǎng)絡(luò)通信軟件起到手機和服務(wù)器以及開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)連接作用；手機主控軟件具有調(diào)用硬件接口，對開關(guān)進行控制的作用；系統(tǒng)配置軟件具備配置及存儲一些系統(tǒng)信息(如:用戶名、密碼、設(shè)備信息)的功能；設(shè)備管理軟件可以對新增設(shè)備配對、對設(shè)備的信息進行編輯。
[0026]所述的智能控制線路板單元102:1)按硬件來分，由電源轉(zhuǎn)換模塊110、數(shù)據(jù)采集模塊115、分析控制及驅(qū)動模塊112和通信模塊116等四大塊組成。電源供電從220V通過電源轉(zhuǎn)換模塊110轉(zhuǎn)換為需要的電壓，然后分別輸送給數(shù)據(jù)采集模塊115、分析控制及驅(qū)動模塊112和通信模塊116 ；2)按控制路徑來分，由數(shù)據(jù)采集模塊115、強弱電隔離模塊114、分析控制及驅(qū)動模塊112、紅外線接發(fā)模塊113、移動通信模塊111和外擴口模塊117等六大塊組成。首先從磁保持繼電器單元101中的電壓、電流采集系統(tǒng)108、109采集數(shù)據(jù)，給數(shù)據(jù)采集模塊115，通過強弱電隔離模塊114將強電信號轉(zhuǎn)為弱電信號，同時mcu通過隔離和采集通信，做相應(yīng)的處理后，由分析控制模塊112控制紅外線接發(fā)模塊113、驅(qū)動模塊112、外擴口模塊117，并通過連接線連接到移動通信模塊111上，和通信模塊116、電源轉(zhuǎn)換模塊110交互等；再由紅外線接發(fā)模塊113控制家用電器開關(guān)，由驅(qū)動模塊112根據(jù)功能需求控制磁保持繼電器的觸點開與合，由移動通信模塊211接收信息后，把實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送給電腦或手機。同樣電腦或手機信息通過移動通信模塊111接收信息后，傳送給分析控制及驅(qū)動模塊112，進行下個循環(huán)控制。
[0027]所述的控制軟件單元103由網(wǎng)絡(luò)通信軟件、手機主控軟件、系統(tǒng)配置軟件和設(shè)備管理軟件等獨立組成。網(wǎng)絡(luò)通信軟件起到手機和服務(wù)器以及開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)連接作用；手機主控軟件具有調(diào)用硬件接口，對開關(guān)進行控制的作用；系統(tǒng)配置軟件具備配置及存儲一些系統(tǒng)信息(如:用戶名、密碼、設(shè)備信息)的功能；設(shè)備管理軟件可以對新增設(shè)備配對、對設(shè)備的信息進行編輯；
[0028]所述的控制軟件單元103采用B/S架構(gòu)(即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu))的數(shù)據(jù)服務(wù)，單獨的數(shù)據(jù)庫服務(wù)及備份策略，周期性進行數(shù)據(jù)備份(每月或每月進行一次全數(shù)據(jù)備份)，確保服務(wù)穩(wěn)定性；智能手機終端能夠以遠程和局域網(wǎng)的形式操作智能開關(guān)，遠程通過http通信(發(fā)起http請求，服務(wù)端響應(yīng))，局域網(wǎng)通過socket通信(所謂socket通常也稱作〃套接字"，應(yīng)用程序通常通過〃套接字〃向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請求)，且使用特定協(xié)議解析數(shù)據(jù)包，由硬件規(guī)約，達成遠程操作；開關(guān)連接網(wǎng)絡(luò)采用一鍵配置模式，通過UDP數(shù)據(jù)包(UDP是User Datagram Protocol的簡稱，中文名是用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，是OSI (開放式系統(tǒng)互聯(lián))參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議；提供面向事務(wù)的簡單不可靠信息傳送服務(wù)進行配置，手機通過長連接技術(shù)用來實時監(jiān)測當前設(shè)備狀態(tài)信息，反饋給用戶；整套軟件兼容傳統(tǒng)PC，通過瀏覽器，訪問網(wǎng)頁操作，可對設(shè)備進行統(tǒng)一查看和管理。
[0029]所述銜鐵組件24采用“雙翼型”結(jié)構(gòu)，其中“一翼”與推動卡28連接，當線圈組件通過直流電流后，由于固有磁場方向的作用，銜鐵組進線框24轉(zhuǎn)動，從而推動推動卡28作往復(fù)直線運動，完成了觸點(靜觸點6、動觸點7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；同時另“一翼”與撥動顯示片13連接，作往復(fù)直線運動，在智能開關(guān)本體100的正面窗口上顯示“OFF”或“0N”;如果需要人工進行開與合負載觸點(靜觸點6、動觸點7)時，只要人工“上”或“下”撥動顯示片13，傳遞給銜鐵組進線框24轉(zhuǎn)動，從而推動推動卡28往復(fù)運動，完成了觸點(靜觸點6、動觸點7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
[0030]所述的電壓采集系統(tǒng)108測定導(dǎo)電片12的電壓取樣線29中h線點與220V電源插座20中的“零”線點是否有電壓，“有”說明本體100的負載回路接通，否側(cè)為負載回路斷開；同時把這種信息通過智能控制線路板單元102中的移動通信模塊111實時發(fā)送給電腦或手機，實現(xiàn)“自診斷返回運行狀態(tài)信息”的功能。
[0031]所述的電流采集系統(tǒng)109當負載回路受到過載電流沖擊時，電流采集系統(tǒng)109中電流取樣線27中f線和g線瞬時采集到信息，通過驅(qū)動模塊112向繼電器單元101的線圈組件發(fā)出斷開繼電器的直流脈沖電壓，靜觸點6和動觸點7瞬時斷開，實現(xiàn)了過載保護；同樣通過采集到的信息，可以實時掌據(jù)家用電器或設(shè)備是否進行運行，且把這些信息返回給手機或電腦，提示給使用者；同時通過采集和儲存的大數(shù)據(jù)分析，在滿足使用者的需求下，優(yōu)化出家庭最安全、最平衡的用電量，以及最省電費的開或合時間(含瞬間)，且自適應(yīng)智能執(zhí)行。
[0032]所述智能控制線路板單元102的用電是通過專用的電源插座20專供，電源插座20錫焊于豎板21上，且橫跨控制線路的下板16和上板19，位于本體100的上側(cè)；外擴口模快111中的二件插座17固定于控制線路板上板19或下板16上，同樣位于本體100的上側(cè)；控制線路板(下板16、上板19)采用雙層、雙面元器分布形式，減小了空間、增加了表面積，產(chǎn)品達到了 “小體積、多功能”的目的。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型具有如下功能:
[0034]a.過載保護功能:當過載電流通過回路時，電流采集系統(tǒng)109瞬時采集到信息，通過驅(qū)動模塊112向磁保持繼電器單元101的線圈組件發(fā)出斷開繼電器的直流脈沖電壓，繼電器斷開，起到過載保護作用；
[0035]b.基于手機或電腦的開關(guān)控制功能:短程范圍(有wifi信號)采用wifi通信控制，中程范圍(有移動通信信號)采用移動通信控制，遠程范圍(無移動通信信號)采用衛(wèi)星通信(如:GPS或北斗)控制；
[0036]c.基于手機或電腦的家用電器及設(shè)備控制功能:用手機或電腦控制智能開關(guān)本體，通過其具備的藍牙、紅外線或解碼器等控制功能，實現(xiàn)家用電器及設(shè)備的遠程控制；
[0037]d.自診斷返回運行狀態(tài)信息功能:通過電壓采集系統(tǒng)108和電流采集系統(tǒng)109分別自診斷其是否正常工作，及其所控制的家用電器或設(shè)備是否進行運行，且把這些信息返回給手機或電腦，提示給使用者；
[0038]e.實時讀取運行數(shù)據(jù)功能:電腦或手機通過通信平臺實時讀取家用電器或設(shè)備的用電情況，利于實時管控家用電器或設(shè)備的運行狀況；
[0039]f.自適應(yīng)智能控制功能:對各控制的對象(家用電器或設(shè)備)，通過儲存的數(shù)據(jù)分析，在滿足使用者的需求下，優(yōu)化出家庭最安全、最平衡的用電量，以及最省電費的開或合時間(含瞬間)，且自動執(zhí)行。
[0040]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是本實用新型的外形示意圖；
[0042]圖2是本實用新型的模塊構(gòu)成示意圖；
[0043]圖3是本實用新型的多體并排成組示意圖；
[0044]圖4是本實用新型的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0045]圖5是本實用新型的繼電器單元示意圖；
[0046]圖6是本實用新型的繼電器單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖7是本實用新型的智能控制硬件框圖；
[0048]圖8是本實用新型的智能控制線路板單元中的下板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖9是本實用新型的智能控制線路板單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖10是本實用新型的繼電器線圈與示線路板連接意圖；
[0051]圖11是本實用新型的軟件模塊框圖；
[0052]圖12是圖6的立體示意圖；[0053]圖13是本實用新型的智能控制路徑框圖；
[0054]圖14是本實用新型的智能控制線路板單元中的上板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]圖中:1耐壓隔板、2進線框、3靜片、4進線螺釘、5進接線板、6靜觸點、7動觸點、8大分流片、9小分流片、10動簧片、11基座、12導(dǎo)電片、13撥動顯示片、14左軛鐵、15鐵芯、16控制線路下板、17外部擴充口插座、18線圈骨架、19控制線路上板、20電源插座、21豎板、22線圈針腳、23右軛鐵、24銜鐵組件、25夾板、26蓋子、27電流取樣線、28推動卡、29電壓取樣線、30墊片、31彈片、32出接線板、33出線框、34出線螺釘、35金屬取樣電阻、36銜鐵、37永磁鐵；100智能開關(guān)本體、101繼電器單元、102智能控制線路板單元、103控制軟件單元、104磁路控制系統(tǒng)、105負荷通斷系統(tǒng)、106推拉系統(tǒng)、107外部接線系統(tǒng)、108電壓采集系統(tǒng)、109電流采集系統(tǒng)、110電源轉(zhuǎn)換模塊、111移動通信模塊、112分析控制及驅(qū)動模塊、113紅外線接發(fā)模塊、114強弱電隔離模塊、115數(shù)據(jù)采集模塊、116通信模塊、117外擴口模塊。
【具體實施方式】
[0056]如圖4?6所示,磁保持繼電器單元101結(jié)構(gòu)包括:由基座11、銜鐵組件24、夾板25、由左軛鐵14、鐵芯15、線圈骨架18、線圈針腳22、右軛鐵23構(gòu)成的線圈組件等組成的磁路控制系統(tǒng)104 ;由基座11、由靜片3和靜觸點6構(gòu)成的靜片組件、由動觸點7、大分流片8、小分流片9、動簧片10、導(dǎo)電片12、墊片30和彈片31構(gòu)成的動片組件等組成的負荷通斷系統(tǒng)105 ；由銜鐵組件24、推動卡28、撥動顯示片13組成的推拉系統(tǒng)106 ;耐壓隔板1、進線框2、進線螺釘4、進接線板5、出接線板32、出線框33、出線螺釘34組成的外部接線系統(tǒng)107 ;由導(dǎo)電片12中的電壓取樣線29h線、220V電源插座20中的“零線”組成的電壓采集系統(tǒng)108 ；由導(dǎo)電片12引出端中的金屬取樣電阻35、與電流取樣線27中f線和g線組成的電流采集系統(tǒng)109。其中:磁路控制系統(tǒng)104、負荷通斷系統(tǒng)105和推拉系統(tǒng)106設(shè)置在基座11及其上方的蓋子26中央所形成的矩形空腔中；外部接線系統(tǒng)107、電壓采集系統(tǒng)108和電流采集系統(tǒng)109設(shè)置在基座11及其上方的蓋子26下端所形成的空腔中。
[0057]所述的磁路控制系統(tǒng)由:鐵芯15插入骨架18后再將端頭插進軛鐵14和23小孔中鉚接固定，骨架18是通過軛鐵14和23安裝在基座11上，漆包線纏繞于骨架18上，線圈引出腳22插入骨架18;兩片銜鐵36與永磁鐵37疊置包容成工字形，再由塑壓包容后成為銜鐵組件24，軛鐵14和23的兩端部分別插套在工字形銜鐵組件24的二片銜鐵36之間，軛鐵14和23與二片銜鐵36之間設(shè)有用來實現(xiàn)空行程的間隙；同時，銜鐵組件24的塑壓包容體二側(cè)各有凸出同心小軸，分別插入基座11和夾板25中心孔中，夾板25再通過其安裝方孔嵌入軛鐵23凸肩和基座11圓孔內(nèi)的方式相固定，基座11和夾板25中心孔用來限位銜鐵組件11，銜鐵組件11安裝在基座11和夾板25之間；此時，銜鐵組件24通過二片銜鐵36的自由端部的內(nèi)側(cè)表面的端沿為繼電器動作時能夠與軛鐵相貼合。
[0058]所述的推拉系統(tǒng)由:推動卡28的一端卡裝在銜鐵組件24的引出柄上，推動卡28的另一端卡裝在動簧片組件中的彈簧片31端頭上，通過銜鐵組件24的轉(zhuǎn)動帶動推動卡28作往復(fù)直線運動，完成了觸點(靜觸點6、動觸點7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；同時引出柄另端與撥動顯示片13連接，作往復(fù)直線運動，在智能開關(guān)本體100的正面窗口上顯示“OFF”或“0N”;如果需要人工進行開與合負載觸點(靜觸點6、動觸點7)時，只要人工“上”或“下”撥動顯示片13,傳遞給銜鐵組進線框24轉(zhuǎn)動,從而推動推動卡28往復(fù)運動,完成了觸點(靜觸點6、動觸點7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
[0059]所述的負荷通斷系統(tǒng)由:靜觸點6是鉚接于靜片3上，組成靜片組件；動觸點7是鉚接于重疊的大分流片8、小分流片9、動片10、彈簧片31和墊片30小孔上,再將重疊的大分流片8、小分流片9、動片10鉚接于導(dǎo)電片12上，組成動片組件；靜片組件和動片組件再分別裝入基座10上相固定。其中，導(dǎo)電片組件在基座11矩形空腔內(nèi)成“Z”形結(jié)構(gòu)分布，提聞了超大電流的沖擊能力，
[0060]所述的外部接線系統(tǒng)由:靜片3引出端呈“L”形、端頭直接與進接線板5焊接或鉚接，再把進接線板5套入進線框2內(nèi)，固定于基座11卡槽內(nèi)，用進線螺釘4旋入進線框2的螺孔，通過螺釘4旋轉(zhuǎn)時的進接線板5相對靜止，使得進線框2作直線移動而卡緊或放松電源進線；同理導(dǎo)電片12引出端也呈“L”形、端頭直接與出接線板32焊接或鉚接，再把出接線板32套入出線框33內(nèi)，固定于耐壓隔板I卡槽內(nèi)，用出線螺釘34旋入進線框33的螺孔，通過螺釘34旋轉(zhuǎn)時的出接線板32相對靜止，使得出線框33作直線移動而卡緊或放松電源進線；外部接線系統(tǒng)107中的進線端組件(進線框2、進線螺釘4、進接線板5)與出線端組件(出接線板32、出線框33、出線螺釘34)的中間插入耐壓隔板1，提高了絕緣性能。
[0061]所述的電壓米集系統(tǒng)和電流米集系統(tǒng)由:負荷通斷系統(tǒng)105中的導(dǎo)電片12引出端呈“L”形，通過電子束焊接與金屬取樣電阻35連接，金屬取樣電阻35另一端再通過電子束焊接與導(dǎo)電金屬板連接；在金屬取樣電阻35前段近焊縫處的導(dǎo)電片上取個f點且焊上取樣線29，在金屬取樣電阻35后段近焊縫處的導(dǎo)電金屬板上取個g點且焊上取樣線29，再在g點后段導(dǎo)電金屬板上取個h點且焊上取樣線29;當負載電流通過導(dǎo)電片12時，金屬取樣電阻35的存在，f點與g點產(chǎn)生電壓降，而折算成通過的電流值，形成了電流采集系統(tǒng)。同理，h點與220V電源插座20中的“零”線點是否有電壓，“有”說明本體100的負載回路接通，否側(cè)為負載回路斷開，而形成了電壓采集系統(tǒng)。通過電壓采集系統(tǒng)108和電流采集系統(tǒng)109，可以實現(xiàn):a.如圖六所示，當負載回路受到過載電流沖擊時，電流采集系統(tǒng)109中電流取樣線27中f線和g線瞬時采集到信息，通過驅(qū)動模塊112向繼電器單元101的線圈組件發(fā)出斷開繼電器的直流脈沖電壓，觸點(件6、件7)瞬時斷開，實現(xiàn)了過載保護；b.同樣通過采集到的信息，可以實時掌據(jù)家用電器或設(shè)備是否進行運行，且把這些信息返回給手機或電腦，提示給使用者；c.同時通過采集和儲存的大數(shù)據(jù)分析，在滿足使用者的需求下，優(yōu)化出家庭最安全、最平衡的用電量，以及最省電費的開或合時間(含瞬間)，且于自適應(yīng)智能執(zhí)行。
[0062]另外，在基座11中的d和e處設(shè)有耐壓擋壁，從而保證磁保持繼電器單元101與智能控制線路板單元102的高耐壓等級，以及靜片組件與導(dǎo)電片組件的高耐壓等級。
[0063]如圖4、圖7、圖8所示，“智能控制線路板單元102”按硬件來分，包括:電源轉(zhuǎn)換模塊110、數(shù)據(jù)采集模塊115、分析控制及驅(qū)動模塊112和通信模塊116等四大塊組成；其中，電源供電從220V通過電源轉(zhuǎn)換模塊110轉(zhuǎn)換為需要的電壓，然后分別輸送給數(shù)據(jù)采集模塊115、分析控制及驅(qū)動模塊112和通信模塊116。
[0064]如圖4、圖7、圖8所示，“智能控制線路板單元102”按控制路徑來分，包括:數(shù)據(jù)采集模塊115、強弱電隔離模塊114、分析控制及驅(qū)動模塊112、紅外線接發(fā)模塊113、移動通信模塊111和外擴口模塊117等六大塊組成；其中，首先從磁保持繼電器單元101中的電壓、電流采集系統(tǒng)(108、109)采集數(shù)據(jù)，給數(shù)據(jù)采集模塊115，通過強弱電隔離模塊114將強電信號轉(zhuǎn)為弱電信號，同時mcu通過隔離和采集通信，做相應(yīng)的處理后，由分析控制模塊112控制紅外線接發(fā)模塊113、驅(qū)動模塊112、外擴口模塊117，并通過連接線連接到移動通信模塊111上，和通信模塊116、電源轉(zhuǎn)換模塊110交互等；再由紅外線接發(fā)模塊113控制家用電器開關(guān)，由驅(qū)動模塊112根據(jù)功能需求控制磁保持繼電器的觸點開與合，由移動通信模塊111接收信息后，把實時運行數(shù)據(jù)發(fā)送給電腦或手機。同樣電腦或手機信息通過移動通信模塊111接收信息后，傳送給分析控制及驅(qū)動模塊112，進行下個循環(huán)控制。
[0065]如圖11所示，控制軟件單元103由網(wǎng)絡(luò)通信軟件、手機主控軟件、系統(tǒng)配置軟件和設(shè)備管理軟件等各獨立運行。其中:網(wǎng)絡(luò)通信軟件起到手機和服務(wù)器以及開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)連接作用；手機主控軟件具有調(diào)用硬件接口，對開關(guān)進行控制的作用；系統(tǒng)配置軟件具備配置及存儲一些系統(tǒng)信息(如:用戶名、密碼、設(shè)備信息)的功能；設(shè)備管理軟件可以對新增設(shè)備配對、對設(shè)備的信息進行編輯。
[0066]軟件的運行路徑:a.采用B/S架構(gòu)(即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu))的數(shù)據(jù)服務(wù)，單獨的數(shù)據(jù)庫服務(wù)及備份策略，周期性進行數(shù)據(jù)備份(每月或每月進行一次全數(shù)據(jù)備份)，確保服務(wù)穩(wěn)定性；b.智能手機終端能夠以遠程和局域網(wǎng)的形式操作智能開關(guān)，遠程通過http通信(發(fā)起http請求，服務(wù)端響應(yīng))，局域網(wǎng)通過socket通信(所謂socket通常也稱作〃套接字"，應(yīng)用程序通常通過〃套接字〃向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請求)，且使用特定協(xié)議解析數(shù)據(jù)包，由硬件規(guī)約，達成遠程操作；c.開關(guān)連接網(wǎng)絡(luò)采用一鍵配置模式，通過UDP數(shù)據(jù)包(UDP是User Datagram Protocol的簡稱，中文名是用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，是OSI (開放式系統(tǒng)互聯(lián))參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議；d.提供面向事務(wù)的簡單不可靠信息傳送服務(wù)進行配置，手機通過長連接技術(shù)用來實時監(jiān)測當前設(shè)備狀態(tài)信息，反饋給用戶整套軟件兼容傳統(tǒng)PC，通過瀏覽器，訪問網(wǎng)頁操作，可對設(shè)備進行統(tǒng)一查看和管理。
[0067]本實施例的導(dǎo)軌式智能開關(guān)具備如下功能:
[0068]過載保護功能:當負載回路受到過載電流沖擊時，電流采集系統(tǒng)109中電流取樣線27中f線和g線瞬時采集到信息，通過驅(qū)動模塊112向繼電器單元101的線圈組件發(fā)出斷開繼電器的直流脈沖電壓，觸點(靜觸點6、動觸點7)瞬時斷開，實現(xiàn)了過載保護。同時，通過分析控制模塊112傳送給移動通信模塊111，把這些信息返回給手機或電腦，提示給使用者。
[0069]開關(guān)的手機或電腦遠程控制功能:短程范圍(有wifi信號)采用wifi通信控制，中程范圍(有移動通信信號)采用移動通信控制，遠程范圍(無移動通信信號)采用衛(wèi)星通信(如:GPS或北斗)控制；電腦或手機的開關(guān)信息，以遠程通過http通信(發(fā)起http請求，服務(wù)端響應(yīng))，局域網(wǎng)通過socket通信形式，發(fā)送到“智能控制線路板單元102”中的移動通信模塊111，再傳送給分析控制及驅(qū)動模塊112，向繼電器單元101的線圈組件發(fā)出斷開繼電器的直流脈沖電壓，完成觸點(靜觸點6、動觸點7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。同時，同時，通過分析控制模塊112傳送給移動通信模塊111，把這些信息返回給手機或電腦，提示給使用者。
[0070]家用電器及設(shè)備的遠程控制功能:用手機或電腦遠程控制“智能開關(guān)本體100”，通過其具有藍牙或紅外線或解碼器等的紅外線接發(fā)模塊，將控制信號發(fā)射給受控的家用電器及設(shè)備，實現(xiàn)家用電器及設(shè)備的遠程控制。
[0071]自診斷返回運行狀態(tài)信息功能:通過電壓采集系統(tǒng)108(圖5所示)，測定導(dǎo)電片12的電壓取樣線29中h線點與220V電源插座20中的“零”線點是否有電壓，如果“有”說明本體100的負載回路接通，否側(cè)為負載回路斷開；同時把這種信息通過智能控制線路板單元102中的移動通信模塊111實時發(fā)送給電腦或手機，實現(xiàn)“自診斷返回運行狀態(tài)信息”的功能。
[0072]電腦或手機平臺實時讀取運行數(shù)據(jù)功能:應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信軟件、手機主控軟件、系統(tǒng)配置軟件和設(shè)備管理軟件，使用通信平臺，通過瀏覽器，訪問分析模塊112中數(shù)據(jù)庫，實時讀取家用電器或設(shè)備的用電情況，利于實時管控家用電器或設(shè)備的運行狀況。
[0073]開關(guān)的自適應(yīng)智能控制功能:對各控制的對象(家用電器或設(shè)備)，由智能控制線路板單元102中的分析芯片，對自身儲存的歷史大數(shù)據(jù)分析，在滿足使用者的需求下，計算、優(yōu)化出家庭最安全、最平衡的用電量，以及最省電費的開或合時間(含瞬間)，定時或不定時通過分析控制及驅(qū)動模塊112，自動向繼電器單元101的線圈組件發(fā)出斷開繼電器的直流脈沖電壓，完成觸點(靜觸點6、動觸點7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
[0074]上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微能耗永磁繼電器單兀，包括基座(11 )、蓋子(26)、磁路控制系統(tǒng)(104)、負荷通斷系統(tǒng)(105)、推拉系統(tǒng)(106)、外部接線系統(tǒng)(107);其中所述磁路控制系統(tǒng)(104)、負荷通斷系統(tǒng)(105)和推拉系統(tǒng)(106)均設(shè)置在基座(11)與蓋子(26)形成空腔內(nèi)；其特征在于，所述磁路控制系統(tǒng)(104)包括銜鐵組件(24)、夾板(25)以及主要由左軛鐵(14)、鐵芯(15)、線圈骨架(18)、線圈針腳(22)、右軛鐵(23)構(gòu)成的線圈組件；所述負荷通斷系統(tǒng)(105)包括主要由動觸點(7)、大分流片(8)、小分流片(9)、動簧片(10)、導(dǎo)電片(12)和彈片(31)構(gòu)成的動片組件和主要由靜片(3)和固定在靜片(3)上的靜觸點(6)構(gòu)成的靜片組件；所述推拉系統(tǒng)(106)包括銜鐵組件(24)、推動卡(28)和撥動顯示片(13);所述外部接線系統(tǒng)(107)包括主要由進接線板(5)構(gòu)成的進線端組件和主要由出接線板(32)構(gòu)成的出線端組件，以及設(shè)置在進線端組件和出線端組件之間的耐壓隔板(I);所述靜片(3)引出端呈“L”形，其端頭直接與所述進接線板(5)固定相連；所述導(dǎo)電片(12)引出端呈“L”形，其端頭直接與出接線板(32)固定相連；順次相連的所述動簧片(10)、大分流片(8)、小分流片(9)、彈片(31)固定在動觸點(7 )與導(dǎo)電片(12 )之間而構(gòu)成導(dǎo)電片組件；所述鐵芯(15)、左軛鐵(14 )和右軛鐵(23)在所述線圈組件通過直流電流時產(chǎn)生感應(yīng)磁場推動銜鐵組件(24)轉(zhuǎn)動而推動所述推動卡(28)作往復(fù)直線運動,實現(xiàn)靜觸點(6)與動觸點(7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；或外力通過撥動顯示片(13)驅(qū)動銜鐵組件(24)轉(zhuǎn)動而推動所述推動卡(28)作往復(fù)直線運動，實現(xiàn)靜觸點(6)與動觸點(7)開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微能耗永磁繼電器單元，其特征在于，所述導(dǎo)電片組件在基座(11)空腔內(nèi)呈“Z”形結(jié)構(gòu)分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微能耗永磁繼電器單元，其特征在于，所述導(dǎo)電片(12)的引出端連接有金屬取樣電阻(35)，該金屬取樣電阻(35)與一導(dǎo)電金屬板的電壓取樣線(29)相連而形成電壓米集系統(tǒng)(108),該金屬取樣電阻(35)與該導(dǎo)電金屬板的電流取樣線(27)相連而形成電流采集系統(tǒng)(109 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微能耗永磁繼電器單元，其特征在于，所述推拉系統(tǒng)(106)的銜鐵組件(24)采用“雙翼型”結(jié)構(gòu)，其中“一翼”與推動卡(28)連接，另“一翼”與撥動顯示片(13)連接。
5.一種導(dǎo)軌式智能開關(guān)，包括智能控制線路板單元(102)和控制軟件單元(103)，其特征在于，還包括至少一個如權(quán)利要求1-4之一所述的微能耗永磁繼電器單元(101);所述微能耗永磁繼電器單元(101)與智能控制線路板單元(102)之間設(shè)有耐壓擋壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)軌式智能開關(guān)，其特征在于，所述智能控制線路板單元(102)主要由電源轉(zhuǎn)換模塊(110)、數(shù)據(jù)采集模塊(115)、分析控制及驅(qū)動模塊(112)和通信模塊(116)組成；電源供電從220V通過電源轉(zhuǎn)換模塊(110)轉(zhuǎn)換為需要的電壓，并分別輸送給數(shù)據(jù)采集模塊(115)、分析控制及驅(qū)動模塊(112)和通信模塊(116)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)軌式智能開關(guān)，其特征在于，電源插座(20)固定于豎板(21)上，且橫跨控制線路板的下板(16)和上板(19);控制線路板上板(19)或下板(16)上固定有外部擴充口插座(17);控制線路板的下板(16)和上板(19)采用雙層、雙面元器分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)軌式智能開關(guān)，其特征在于，所述微能耗永磁繼電器單元(101)為多個,多個微能耗永磁繼電器單兀(101)為多個并排布置。
【文檔編號】H01H47/00GK203826295SQ201420226061
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】樂偉敏, 王樂平, 阮海峰, 周慶樂, 萬紹平, 彭錦波 申請人:浙江朗萬電氣科技有限公司, 嘉興弘博電氣有限公司, 湖南航天經(jīng)濟發(fā)展有限公司