阅读说明：本技术 一种基于步进电机控制的大功率电子开关 (High-power electronic switch based on stepping motor control ) 是由 文毅 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：为了解决传统的电子开关的驱动力比较小和传统的电子开关的保护盒要求比较高的问题,本发明提出一种基于步进电机控制的大功率电子开关,其包括：电子开关主体和固定盒8,电子开关主体包括特厚载流静触点导电弹片1、特厚载流动触点导电弹片2、L形导电弹片固定板3、PCB板5、塑料基座6,其特征在于：还包括步进电机4和霍尔元件45,步进电机4与PCB板5电性连接,步进电机4与霍尔元件45电性连接,霍尔元件45与PCB板5电性连接,PCB板5的电源线可以与负载电性连接,L形导电弹片固定板3的数量至少为两个,且两个L形导电弹片固定板3分别固定在塑料基座6的第一表面。(In order to solve the problems that the driving force of the traditional electronic switch is smaller and the requirement on a protection box of the traditional electronic switch is higher, the invention provides a high-power electronic switch based on stepping motor control, which comprises the following components: electronic switch main part and fixed box 8, the electronic switch main part includes that super thick current-carrying stationary contact electrically conducts shell fragment 1, super thick current-carrying movable contact electrically conducts shell fragment 2, the electrically conductive shell fragment fixed plate 3 of L shape, PCB board 5, plastics base 6, its characterized in that: still include step motor 4 and hall element 45, step motor 4 and 5 electric connection of PCB board, step motor 4 and hall element 45 electric connection, hall element 45 and 5 electric connection of PCB board, the power cord of PCB board 5 can with load electric connection, the quantity of the electrically conductive shell fragment fixed plate of L shape 3 is two at least, and two electrically conductive shell fragment fixed plates of L shape 3 fix respectively on the first surface of plastic substrate 6.)

一种基于步进电机控制的大功率电子开关

本发明属于定时器技术领域，较为具体的，涉及到一种基于步进电机控制的大功率电子开关。

背景技术

传统的电子开关大部分是以继电器控制为主，继电器的体积相对比较小，所以功率也相对比较小，通常情况下传统的电子开关的功率最大为2HP(HP为horsepowe的缩写，中文马力)。传统的电子开关主要应用在驱动电机之类的负载，随着负载的增大，对电子开关的功率要求也越来越大，当负载增大到一定的程度时，传统的电子开关就驱动不了了，所以采用电子开关能驱动的负载也就比较有限。再者，传统的电子开关直接放置在保护盒中，所以对保护盒的要求就比较高。

发明内容

有鉴于此，为了解决传统的电子开关的驱动力比较小和传统的电子开关的保护盒要求比较高的问题，本发明提出一种基于步进电机控制的大功率电子开关，其不采用传统的继电器控制的结构，而是采用霍尔元件控制步进电机的电机轴正转和反转，从而带动步进电机的电机轴上的摆臂正转和反转，摆臂可以带动特厚载流动触点导电弹片发生运动，从而实现与特厚载流静触点导电弹片的接触和脱离，当特厚载流动触点导电弹片与特厚载流静触点导电弹片发生接触时，则整个电路导通，当特厚载流动触点导电弹片与特厚载流静触点导电弹片脱离开来时，则整个电路断开。采用这种结构，可以将电子开关的功率调整由2HP提升到5HP以上，大大提高了电子开关驱动负载的能力，但是同时保持电子开关体积小巧的特点。同时，在电子开关的主体外部安装固定壳，使得整个电子开关的主体被固定在其中，使得整个电子开关的形状变得较为规则，方便使用，这样电子开关在普通环境下可以单独使用，在恶劣环境下则可以外加保护壳进行使用，且对保护壳的要求比较简单，无需匹配形状进行定制，而是使用市面上通用的保护壳即可。

一种基于步进电机控制的大功率电子开关，其包括：电子开关主体和固定盒8，电子开关主体包括特厚载流静触点导电弹片1、特厚载流动触点导电弹片2、L形导电弹片固定板3、PCB板5、塑料基座6，其特征在于：还包括步进电机4和霍尔元件45，步进电机4与PCB板5电性连接，步进电机4与霍尔元件45电性连接，霍尔元件45与PCB板5电性连接，PCB板5的电源线可以与负载电性连接，L形导电弹片固定板3的数量至少为两个，且两个L形导电弹片固定板3分别固定在塑料基座6的第一表面，特厚载流静触点导电弹片1的一端通过螺丝固定在其中一个L形导电弹片固定板3上，特厚载流静触点导电弹片1的自由端设第一银触点11，特厚载流动触点导电弹片2的一端通过螺丝固定在另外一个L形导电弹片固定板3上，特厚载流动触点导电弹片2的自由端设有第二银触点21，特厚载流动触点导电弹片2的中间位置设有限位凸起部分22，步进电机4固定在塑料基座6上，且步进电机4的电机轴43的外部套接有摆臂44，摆臂44在电机轴43旋转的过程中可以抵住限位凸起部分22，当摆臂44位于第一位置441时，特厚载流动触点导电弹片2处于不受力状态，特厚载流动触点导电弹片2与特厚载流静触点导电弹片1处于分离状态，开关的整个电路断开，当摆臂44位于第二位置442时，特厚载流动触点导电弹片2的第二银触点21受力运行到与特厚载流静触点导电弹片1的第一银触点11相接触，开关的整个电路导通；固定盒8包括侧面和顶面，侧面由两两相对的长方形组成，且长方形的一个面与顶面固定连接，顶面靠近侧面的平面上设有第二围栏84，第二围栏84和侧面形成一圈保护栏，用于将步进电机4和压线端子围栏86固定并且保护在其中，压线端子围栏86内部穿过压线端子7，顶面上设有圆形固定孔85，圆形固定孔85的位置位于压线端子围栏86的正上方，侧面上设有长方形固定孔87，长方形固定孔87正好位于压线端子围栏86的正下方，顶面上设有多个定位柱88，用于与塑料基座6上的定位柱进行匹配，使得电子开关主体和固定盒8能够固定连接。

进一步的，PCB板5的表面上焊接有防火开关54。

进一步的，限位凸起部分22采用菱形结构，这样摆臂44正好可以抵住限位凸起部分22，并且带动特厚载流动触点导电弹片2以一端的螺丝作为支点旋转。

进一步的，与特厚载流静触点导电弹片1连接的L形导电弹片固定板的第一自由端12设有第一压线端子71，与特厚载流动触点导电弹片2连接的L形导电弹片固定板的第二自由端23设有第四压线端子74，第二压线端子72和第三压线端子73分别连接一根零线和一根火线，零线和火线的位置可以互换，且所述的零线和火线与PCB板5分别相连，用于给电子开关提供电源；塑料基座6上还设有两个金属片，这两个金属片的一端分别通过一根零线和一根火线与PCB板5连接，这两个金属片的另外一端分别设有第二压线端子72和第三压线端子73，第二压线端子和第三压线端子中分别通过一根零线和一根火线，零线和火线的位置可以互换，且所述的零线和火线与负载的电源相连。

进一步的，固定盒8上的圆形固定孔85的数量为四个，分别为第一圆形固定孔851、第二圆形固定孔852、第三圆形固定孔853、第四圆形固定孔854，长方形固定孔87的数量也是四个，分别为第一长方形固定孔871、第二长方形固定孔872、第三长方形固定孔873和第四长方形固定孔874，且第一圆形固定孔851、第一长方形固定孔871、第一压线端子71和压线端子围栏86一一对应，以此类推，其他的圆形固定孔85、长方形固定孔87、压线端子7和压线端子围栏86均一一对应。

进一步的，步进电机4通过第一控制线41与PCB板5电性连接，第一控制线41的自由端设有第一接线端子42，第一接线端子42可以***到接线插座51中，霍尔元件45通过第二控制线46与PCB板5电性连接，第二控制线46的自由端设有第二接线端子47，第二接线端子47可以***到接线插座51中，接线插座51通过焊接的方式固定在PCB板上。

进一步的，摆臂44包括一个中心圆柱和一个凸起结构，凸起结构位于中心圆柱的一侧，有利于拨动限位凸起部分22。

进一步的，PCB板5与按键52相连，按键52用于输入信号，由PCB板发送信号给霍尔元件45和步进电机4，通过霍尔元件45控制步进电机4的正反转，从而实现开关中的电路的导通和断开。

进一步的，PCB板5与WIFI信号指示圈53连接，用于显示电子开关是否顺利接入WIFI信号。

进一步的，为了增加特厚载流静触点导电弹片1的稳定性，在增加特厚载流静触点导电弹片1的竖起部分的两侧分别增加第一附加固定块61和第二附加固定块62；为了增加特厚载流动触点导电弹片2的稳定性，在增加特厚载流动触点导电弹片2的竖起部分的两侧分别增加第三附加固定块63和第四附加固定块64。

进一步的，步进电机4的主体上设有两个螺丝孔，可以将步进电机4的主体固定在塑料基座6的一个表面，步进电机4的电机轴43位于塑料基座6的另外一个表面，这样有利于节省空间。

进一步的，塑料基座6的远离固定盒8顶面的表面上设有第一围栏67，第一围栏67将步进电机4的主体包围在其中，第一围栏67的两端分别设有第一线卡65和第二线卡66，第一线卡65和第二线卡66中可以穿过步进电机4的第一控制线41，这样可以通过第一围栏67隔离和保护步进电机4的第一控制线41，并且使得第一控制线41整齐。

进一步的，固定盒8的顶面上设有圆形穿孔81，用于穿过按键52，按键52可以在圆形穿孔81中被按下或者弹出；固定盒8的顶面上设有WIFI穿孔82，使得WIFI信号指示圈能够嵌入其中。

进一步的，如上所述的基于步进电机控制的大功率电子开关还包括保护壳9，保护壳9包括上盖91和下盖92，上盖91的侧面上设有第一固定轴911和第二固定轴912，下盖92的侧面上设有第一轴套921和第二轴套922，第一固定轴911穿过第一轴套921，第二固定轴912穿过第二轴套922，且第一固定轴911和第二固定轴912同步在第一轴套921和第二轴套922中旋转，使得上盖91和下盖92能够打开和闭合，上盖91的另外一个侧面上设有卡扣架913，下盖92的另外一个侧面上设有卡扣923，当上盖91和下盖92闭合时，卡扣923穿过卡扣架913并固定。

进一步的，保护壳9的下盖92的内侧面上设有多个卡槽924和卡勾925，可以与固定盒8的侧面外部的凹陷区89卡合固定，保护壳9的下盖92的底面内表面上设有多个螺钉柱固定孔926，用于与塑料基座6的远离固定盒8的表面上的螺钉柱连接，使得整个电子开关能够固定在保护壳9的内部。

进一步的，保护壳9的下盖92上设有多个可敲击孔，用于穿过控制线，这样可以使得基于步进电机控制的大功率电子开关能够适用于户外环境。

本发明的基于步进电机控制的大功率电子开关的工作原理如下：在第一种工作模式中，按键52给PCB板5发送信号，PCB板5通过第一控制线41和第二控制线46给控制步进电机4和霍尔元件45发送信号，从而霍尔元件45控制步进电机4正转或者反转，使得步进电机4的电机轴43外部套接的摆臂44从第一位置441运动到第二位置442，此时摆臂44带动特厚载流动触点导电弹片2的限位凸起部分22运动，从而使得特厚载流动触点导电弹片2的第二银触点21能够与特厚载流静触点导电弹片1的第一银触点11接触，此时整个电子开关的电路导通，与第四压线端子74相连的控制线输入控制信号，与第一压线端子71相连的控制线输出控制信号，使得负载开始工作；

在另外一个工作模式中，按键52给PCB板5发送信号，PCB板5通过第一控制线41和第二控制线46给控制步进电机4和霍尔元件45发送信号，从而霍尔元件45控制步进电机4反转或者正转，使得步进电机4的电机轴43外部套接的摆臂44从第二位置442运动到第一位置441，此时摆臂44带动特厚载流动触点导电弹片2的限位凸起部分22运动，从而使得特厚载流动触点导电弹片2的第二银触点21能够与特厚载流静触点导电弹片1的第一银触点11脱离开来，此时整个电子开关的电路断开，与第四压线端子74相连的控制线输入控制信号，与第一压线端子71相连的控制线输出控制信号，使得负载不再工作。

由此可见，采用本发明的步进电机和霍尔元件联动的方式控制特厚载流触点导电弹片的运动来取代原有的继电器，可以使得电子开关的体积基本保持不变，但是大大提升了电子开关的最大功率。并且采用采用银触点，不但能够提升导电性能，并且能够延长电子开关的使用寿命长，同时能够提升电子开关的功率，同时本发明的电子开关的外表面规则，能够适用于多种应用场合。

附图说明

图1为基于步进电机控制的大功率电子开关的***图。

图2为基于步进电机控制的大功率电子开关的***图。

图3为基于步进电机控制的大功率电子开关的***图。

图4为基于步进电机控制的大功率电子开关的***图。

图5为基于步进电机控制的大功率电子开关的***图。

图6为电子开关主体的结构示意图。

图7为电子开关主体的结构示意图。

图8为电子开关主体的结构示意图。

图9为电子开关主体的结构示意图。

图10为电子开关主体的结构示意图。

图11为电子开关主体的结构示意图。

主要元件符号说明

如下

具体实施方式

将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

具体实施案例1：

如图1～4所示，为基于步进电机控制的大功率电子开关的***图，如图6～11所示，为电子开关主体的结构示意图。一种基于步进电机控制的大功率电子开关，其包括：电子开关主体和固定盒8，电子开关主体包括特厚载流静触点导电弹片1、特厚载流动触点导电弹片2、L形导电弹片固定板3、PCB板5、塑料基座6，其特征在于：还包括步进电机4和霍尔元件45，步进电机4与PCB板5电性连接，步进电机4与霍尔元件45电性连接，霍尔元件45与PCB板5电性连接，PCB板5的电源线可以与负载电性连接，L形导电弹片固定板3的数量至少为两个，且两个L形导电弹片固定板3分别固定在塑料基座6的第一表面，特厚载流静触点导电弹片1的一端通过螺丝固定在其中一个L形导电弹片固定板3上，特厚载流静触点导电弹片1的自由端设第一银触点11，特厚载流动触点导电弹片2的一端通过螺丝固定在另外一个L形导电弹片固定板3上，特厚载流动触点导电弹片2的自由端设有第二银触点21，特厚载流动触点导电弹片2的中间位置设有限位凸起部分22，步进电机4固定在塑料基座6上，且步进电机4的电机轴43的外部套接有摆臂44，摆臂44在电机轴43旋转的过程中可以抵住限位凸起部分22，当摆臂44位于第一位置441时，特厚载流动触点导电弹片2处于不受力状态，特厚载流动触点导电弹片2与特厚载流静触点导电弹片1处于分离状态，开关的整个电路断开，当摆臂44位于第二位置442时，特厚载流动触点导电弹片2的第二银触点21受力运行到与特厚载流静触点导电弹片1的第一银触点11相接触，开关的整个电路导通；固定盒8包括侧面和顶面，侧面由两两相对的长方形组成，且长方形的一个面与顶面固定连接，顶面靠近侧面的平面上设有第二围栏84，第二围栏84和侧面形成一圈保护栏，用于将步进电机4和压线端子围栏86固定并且保护在其中，压线端子围栏86内部穿过压线端子7，顶面上设有圆形固定孔85，圆形固定孔85的位置位于压线端子围栏86的正上方，侧面上设有长方形固定孔87，长方形固定孔87正好位于压线端子围栏86的正下方，顶面上设有多个定位柱88，用于与塑料基座6上的定位柱进行匹配，使得电子开关主体和固定盒8能够固定连接。

PCB板5的表面上焊接有防火开关54；限位凸起部分22采用菱形结构，这样摆臂44正好可以抵住限位凸起部分22，并且带动特厚载流动触点导电弹片2以一端的螺丝作为支点旋转；与特厚载流静触点导电弹片1连接的L形导电弹片固定板的第一自由端12设有第一压线端子71，与特厚载流动触点导电弹片2连接的L形导电弹片固定板的第二自由端23设有第二压线端子72，第二压线端子72和第三压线端子73分别连接一根零线和一根火线，零线和火线的位置可以互换，且所述的零线和火线与PCB板5分别相连，用于给电子开关提供电源；塑料基座6上还设有两个金属片，这两个金属片的一端分别通过一根零线和一根火线与PCB板5连接，这两个金属片的另外一端分别设有第二压线端子72和第三压线端子73，第二压线端子和第三压线端子中分别通过一根零线和一根火线，零线和火线的位置可以互换，且所述的零线和火线与负载的电源相连。固定盒8上的圆形固定孔85的数量为四个，分别为第一圆形固定孔851、第二圆形固定孔852、第三圆形固定孔853、第四圆形固定孔854，长方形固定孔87的数量也是四个，分别为第一长方形固定孔871、第二长方形固定孔872、第三长方形固定孔873和第四长方形固定孔874，且第一圆形固定孔851、第一长方形固定孔871、第一压线端子71和压线端子围栏86一一对应，以此类推，其他的圆形固定孔85、长方形固定孔87、压线端子7和压线端子围栏86均一一对应。

步进电机4通过第一控制线41与PCB板5电性连接，第一控制线41的自由端设有第一接线端子42，第一接线端子42可以***到接线插座51中，霍尔元件45通过第二控制线46与PCB板5电性连接，第二控制线46的自由端设有第二接线端子47，第二接线端子47可以***到接线插座51中，接线插座51通过焊接的方式固定在PCB板上；摆臂44包括一个中心圆柱和一个凸起结构，凸起结构位于中心圆柱的一侧，有利于拨动限位凸起部分22。

PCB板5与按键52相连，按键52用于输入信号，由PCB板发送信号给霍尔元件45和步进电机4，通过霍尔元件45控制步进电机4的正反转，从而实现开关中的电路的导通和断开。PCB板5与WIFI信号指示圈53连接，用于显示电子开关是否顺利接入WIFI信号。

为了增加特厚载流静触点导电弹片1的稳定性，在增加特厚载流静触点导电弹片1的竖起部分的两侧分别增加第一附加固定块61和第二附加固定块62；为了增加特厚载流动触点导电弹片2的稳定性，在增加特厚载流动触点导电弹片2的竖起部分的两侧分别增加第三附加固定块63和第四附加固定块64。

步进电机4的主体上设有两个螺丝孔，可以将步进电机4的主体固定在塑料基座6的一个表面，步进电机4的电机轴43位于塑料基座6的另外一个表面，这样有利于节省空间。

塑料基座6的远离固定盒8顶面的表面上设有第一围栏67，第一围栏67将步进电机4的主体包围在其中，第一围栏67的两端分别设有第一线卡65和第二线卡66，第一线卡65和第二线卡66中可以穿过步进电机4的第一控制线41，这样可以通过第一围栏67隔离和保护步进电机4的第一控制线41，并且使得第一控制线41整齐。固定盒8的顶面上设有圆形穿孔81，用于穿过按键52，按键52可以在圆形穿孔81中被按下或者弹出；固定盒8的顶面上设有WIFI穿孔82，使得WIFI信号指示圈能够嵌入其中。

具体实施案例2：

如图5所示，为基于步进电机控制的大功率电子开关的***图。跟具体实施案例1的区别在于，基于步进电机控制的大功率电子开关还包括保护壳9，保护壳9包括上盖91和下盖92，上盖91的侧面上设有第一固定轴911和第二固定轴912，下盖92的侧面上设有第一轴套921和第二轴套922，第一固定轴911穿过第一轴套921，第二固定轴912穿过第二轴套922，且第一固定轴911和第二固定轴912同步在第一轴套921和第二轴套922中旋转，使得上盖91和下盖92能够打开和闭合，上盖91的另外一个侧面上设有卡扣架913，下盖92的另外一个侧面上设有卡扣923，当上盖91和下盖92闭合时，卡扣923穿过卡扣架913并固定。

保护壳9的下盖92的内侧面上设有多个卡槽924和卡勾925，可以与固定盒8的侧面外部的凹陷区89卡合固定，保护壳9的下盖92的底面内表面上设有多个螺钉柱固定孔926，用于与塑料基座6的远离固定盒8的表面上的螺钉柱连接，使得整个电子开关能够固定在保护壳9的内部。

保护壳9的下盖92上设有多个可敲击孔，用于穿过控制线，这样可以使得基于步进电机控制的大功率电子开关能够适用于户外环境。

综上，具体实施案例1和具体实施案例2中的基于步进电机控制的大功率电子开关的工作原理如下：在第一种工作模式中，按键52给PCB板5发送信号，PCB板5通过第一控制线41和第二控制线46给控制步进电机4和霍尔元件45发送信号，从而霍尔元件45控制步进电机4正转或者反转，使得步进电机4的电机轴43外部套接的摆臂44从第一位置441运动到第二位置442，此时摆臂44带动特厚载流动触点导电弹片2的限位凸起部分22运动，从而使得特厚载流动触点导电弹片2的第二银触点21能够与特厚载流静触点导电弹片1的第一银触点11接触，此时整个电子开关的电路导通，与第四压线端子74相连的控制线输入控制信号，与第一压线端子71相连的控制线输出控制信号，使得负载开始工作；

在另外一个工作模式中，按键52给PCB板5发送信号，PCB板5通过第一控制线41和第二控制线46给控制步进电机4和霍尔元件45发送信号，从而霍尔元件45控制步进电机4反转或者正转，使得步进电机4的电机轴43外部套接的摆臂44从第二位置442运动到第一位置441，此时摆臂44带动特厚载流动触点导电弹片2的限位凸起部分22运动，从而使得特厚载流动触点导电弹片2的第二银触点21能够与特厚载流静触点导电弹片1的第一银触点11脱离开来，此时整个电子开关的电路断开，与第四压线端子74相连的控制线输入控制信号，与第一压线端子71相连的控制线输出控制信号，使得负载不再工作。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。