CN101996789B - 弹簧操作装置及其安装方法与开关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹簧操作装置及其安装方法，本发明还公开了一种包括弹簧操作装置的开关装置。在本发明所公开的弹簧操作装置中，通过平滑的波纹突起，在弹簧贮能结束的瞬间，此突起可以在弹簧的作用下准确而高效地推动弹簧操作装置的操作机构作旋转运动，实现能量的释放。

Description

弹簧操作装置及其安装方法与开关装置
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种弹簧操作装置及其安装方法，本发明还涉及一种包括弹簧操作装置的开关装置。
背景技术
在现有技术中有一种如图1所示的包括框架和弹簧装置1`的开关装置2`，其中致动器适用于旋转驱动开关装置的主轴并且可绕旋转轴转动，安装了弹簧装置1`，致动器具有0位置、I位置以及位于0位置和I位置之间的第一死点，其中I位置相对于0位置沿第一方向成给定的角度定位。致动器还具有测试位置，该测试位置相对于0位置沿第二方向成预定角度定位，所述第二方向与所述第一方向相反。
发明人发现，在这种方案中，由于弹簧装置1`一般为硬弹簧，且开关尺寸有限，所以不能方便地对弹簧1`进行蓄力压缩，从而将弹簧1`直接安装到开关2`中十分不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种弹簧操作装置及其安装方法，以及一种开关，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种弹簧操作装置，包括一具有底壁和侧壁的支架，一端固定在所述底壁上的一弹簧，
还包括一滑块，在安装状态下，与所述弹簧的另一端接触，在外力作用下，沿所述弹簧的延展方向在所述侧壁上基本作直线运动，
一具有接触轴和支撑轴的操作机构，通过所述支撑轴放置在所述支架上，通过所述接触轴放置在所述滑块上，
其中，在与所述支撑轴基本成水平正交方向上，所述滑块有沿与所述接触轴基本成垂直方向延伸的波纹突起，且所述突起的突出方向基本平行于所述弹簧的延展方向，在外力作用下所述接触轴沿所述突起运动。
优选地，所述波纹突起为条状，优选地，所述波纹突起沿所述支架的对称轴轴线基本对称布置。
优选地，所述侧壁上有一开口，用于容纳所述支撑轴。
优选地，所述接触轴与所述滑块基本成切线接触。
优选地，所述接触轴为滚轴。
本发明还公开了一种开关装置，包含上述弹簧操作装置。
本发明还公开了一种弹簧操作装置的组装方法，包括如下步骤：提供一具有底壁和侧壁的支架，将一弹簧的一端固定在所述底壁上，
提供一滑块，将其与所述弹簧的另一端接触，所述滑块可以沿所述弹簧的延展方向在所述侧壁上基本作直线往复运动，
提供一具有接触轴和支撑轴的操作机构，将所述接触轴放置在所述滑块上，并通过所述支撑轴放置在所述支架上，
其中，在与所述支撑轴基本成水平正交方向上，所述滑块有沿与所述接触轴基本成垂直方向延伸的波纹突起，且所述突起的突出方向基本平行于所述弹簧的延展方向，在外力作用下所述接触轴沿所述突起运动。
由于弹簧操作装置上的滑块存在平滑的波纹突起，在弹簧贮能结束的瞬间，此突起可以在弹簧的作用下准确而高效地推动操作机构作旋转运动，实现能量的释放。另外，具有大压力的弹簧可以在产品总装之前，在产品之外方便地预先安装在本子部装中，从而实现大压力弹簧的便捷安装。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是现有技术中开关的示意图。
图2显示的是本发明实施例中的弹簧操作装置的立体示意图。
图3显示的是本发明实施例中的弹簧操作装置的分解示意图。
图4a显示的是本发明实施例中滑块的示意图。
图4b显示的是本发明实施例中另外一种滑块的示意图。
图5显示的是本发明实施例中的弹簧操作装置打开过程的示意图。
图6显示的是本发明实施例中的弹簧操作装置在打开过程中接触轴的受力分解示意图。
图7显示的是本发明实施例中的弹簧操作装置关闭过程的示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
结合图2和图3所示，弹簧操作装置包括一可以由例如钢板等材料制成的支架1，具有底壁1a和侧壁1b，支架1可以为一个具有两个对称侧壁的大致成方框状或者圆筒状的支架。其中支架侧壁1b上对称地开有一开口1c，可以用来容纳例如轴之类的部件，在开口1c下也可以有一开口1d，透过该开口1d可以观察到支架1的内部大致情况。支架1与底壁1a相对的一端没有封闭，可以用来放置其他部件。底壁1a和侧壁1b形成一基本为空腔的部分，可以用来收纳其他部件，比如将弹簧一端固定在底壁1a上收纳在形成的空腔中。
在底壁1a上通过例如插入的方式安放一弹簧2，弹簧2可以由例如弹簧钢丝等材料制成，弹簧2的延展方向基本与底壁1a垂直，朝向与底壁1a相对的开口，优选地，将弹簧2的一端2a放到底壁1a的中心处，这样，弹簧2便在支架1的对称轴线上基本对称。当然，此处的弹簧可以为一个，也可以为多个长度相同的并联弹簧，或者，为多个串联的弹簧。
还包括由例如钢等材料制成的滑块3，在外力作用下，沿弹簧2的放置方向在所述侧壁1b上基本作直线运动，在安装状态下，与弹簧2的另一端2b接触，滑块3可以通过侧壁1b上的沟槽实现相对运动，也可以通过自身的卡槽实现与侧壁1b的相对运动。
滑块3的一面与弹簧的一端2b接触，使得弹簧可以定位在滑块3里，另一面上则有延伸的波纹突起，该波纹突起的延伸方向与侧壁1b的平面基本平行(俯视角度下)，突起的截面的轮廓形成为由向外凸出的平滑曲线所构成，截面形状为“U”形、“V”形、“S”形、“Ω”形或者圆弧形。波纹突起可以为条状，基本沿支架的对称轴线对称，比如可以为如图4a所示的多个沿长度方向平行布置的突起，也可以为一个(如图4b所示)，当然，突起在与延伸方向垂直的支架对称轴方向上可以为非对称形式，而在与延伸方向平行的支架对称轴方向上基本对称。
在滑块3的上方为由例如钢板等材料制成的操作机构4，包括接触轴4a和支撑轴4b，以及沿滑块3波纹突起的延伸方向基本对称布置的两个摇臂4d，其中，支撑轴4b通过支架1上的开口1c放置在支架1中，横跨支架1的侧壁1b，并与滑块3的波纹突起的延伸方向基本上成水平正交，而接触轴4a则与滑块3基本成切线接触，切线的方向与波纹突起的延伸方向基本垂直，并与支撑轴4b的轴线方向基本平行。比如，接触轴4a可以是一个基本上为圆轴的零件。操作机构4还可以有一个操作部4c，操作部4c可以是一个轴，通过两端的突出部分，穿过摇臂4d横放在支架1的侧壁1b上，在对操作机构4进行操作时，可以通过操作部4c进行施力。
下面参照附图详细说明本发明的弹簧操作装置的工作原理。
在通过操作部4c施力时，由于支撑轴4b安放在支架1中，操作机构4便可以绕轴转动。
首先介绍打开的过程，也就是从弹簧贮能到弹簧释能的过程。如图5所示，在这个过程中，操作机构的接触轴会先接近突起顶点，然后再远离突起顶点。
如图6所示，当在操作机构的操作部外加动力源时，由于支撑轴4b的支撑，接触轴4a便会沿相反的方向紧贴着滑块3运动，同时在与滑块突起部分的接触点上产生一个垂直于切线方向的力F，将其分解后便会有两个垂直的力，一个与外部施力的方向平行FX，另外一个力FY则与此力FX垂直，与弹簧的放置方向平行，也就是说，会对弹簧2产生一个压力FY，不断通过压缩滑块3来压缩弹簧2。随着波纹突起的不断上升，FY不断减少，直至到达波纹突起的顶点时，F＝FX，FY减少至0，此时到达死点位置(Dead point)，弹簧贮能结束，即将释能。
当继续对操作机构4施力，由于波纹突起不再阻挡接触轴4a的运动方向，所以便不再有对弹簧2的压力，弹簧2的蓄力得到不断的释放，弹簧2便推动滑块3实现完全复原，从而完成了开关打开的过程。
如图7所示，关闭的过程与打开的过程类似，只不过是打开过程的逆过程。
本发明实施例还提供了一种开关装置，包括前述的各实施例中所描述的弹簧操作装置。
本发明实施例还提供了一种弹簧操作装置的组装方法，利用此方法，可以组装本发明前述实施例中所提供的弹簧操作装置。
在该方法中，需要提供一具有底壁和侧壁的支架，将一个弹簧的一端固定在支架的底壁上；提供一个滑块，将其与弹簧的另一端接触固定，这个滑块可以沿弹簧的放置方向在支架的侧壁上基本作直线往复运动；提供一个具有接触轴和支撑轴的操作机构，将操作机构的接触轴放置在滑块上，并通过支撑轴放置在支架上。
其中，在与操作机构的支撑轴基本成水平正交方向上，滑块有延伸的波纹突起，在外力作用下操作机构的接触轴可以紧贴滑块运动。
本发明的一个优点在于，由于滑块上存在平滑的波纹突起，在弹簧贮能结束的瞬间，此突起可以在弹簧的作用下准确而高效地推动操作机构作旋转运动，实现能量的释放。本发明的另一个优点在于，具有大压力的弹簧可以在产品总装之前，在产品之外方便地预先安装在本子部装中，从而实现大压力弹簧的便捷安装。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一弹簧操作装置，包括一具有底壁和侧壁的支架，一端固定在所述底壁上的一弹簧，其特征在于，
还包括一滑块，在安装状态下，与所述弹簧的另一端接触，在外力作用下，沿所述弹簧的延展方向在所述侧壁上基本作直线运动，
一具有接触轴和支撑轴的操作机构，通过所述支撑轴放置在所述支架上，通过所述接触轴放置在所述滑块上，
其中，所述滑块有沿与所述接触轴基本成垂直方向延伸的波纹突起，且所述突起的突出方向基本平行于所述弹簧的延展方向，在外力作用下所述接触轴沿所述突起运动。
2.如权利要求1所述的弹簧操作装置，其特征在于，所述波纹突起为条状。
3.如权利要求1所述的弹簧操作装置，其特征在于，所述波纹突起沿所述支架的对称轴轴线基本对称布置。
4.如权利要求1至3任一权利要求所述的弹簧操作装置，其特征在于，所述侧壁上有一开口，用于容纳所述支撑轴。
5.如权利要求1至3任一权利要求所述的弹簧操作装置，其特征在于，所述接触轴与所述滑块基本成切线接触。
6.如权利要求1至3任一权利要求所述的弹簧操作装置，其特征在于，所述接触轴为滚轴。
7.一种开关装置，其特征在于，包含权利要求1至6中任一权利要求所述的弹簧操作装置。
8.一种弹簧操作装置的组装方法，包括如下步骤：提供一具有底壁和侧壁的支架，将一弹簧的一端固定在所述底壁上，
其特征在于，
提供一滑块，将其与所述弹簧的另一端接触，所述滑块可以沿所述弹簧的延展方向在所述侧壁上基本作直线往复运动，
提供一具有接触轴和支撑轴的操作机构，将所述接触轴放置在所述滑块上，并通过所述支撑轴放置在所述支架上，
其中，所述滑块有沿与所述接触轴基本成垂直方向延伸的波纹突起，且所述突起的突出方向基本平行于所述弹簧的延展方向，在外力作用下所述接触轴沿所述突起运动。
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