CN104240984B - 一种具有离合功能的自动转换开关 - Google Patents

Abstract

具有离合功能的自动转换开关，包括两个固定在底板上的执行开关、两个推杆、传动机构、控制器和离合机构，传动机构包括电动机、减速箱、固装在输出轴上的水平锥齿轮、两个分别与水平锥齿轮具有传动关系的通过各横向轴支承机构安装在同一横轴线上的垂直锥齿轮以及两个通过联动机构与推杆连接并联动的摇臂，包括行星齿轮组和多对齿轮副。离合机构具有用于减速箱的行星齿轮组上的行星齿圈的选择性锁定结构，包括电磁驱动装置、能直线移动的顶杆和设置在行星齿圈的外圆圈上的凸台，顶杆仅在电动下干涉凸台，使行星齿圈被锁定，手动操作时行星齿圈可自由转动，实现在人力手动操作时传动机构和电动机的离合。结构简化，装配效率和可靠性高。

Description

一种具有离合功能的自动转换开关

技术领域

本发明涉及自动转换开关技术领域，具体涉及一种双电源自动转换开关，特别是具有离合功能的双电源自动转换开关。

背景技术

随着智能电网及不间断用电技术的快速发展，包括主电源和备用电源的双电源供电系统日益普及，其关键的技术之一就是实现主电源与备用电源之间的自动切换与安全切换，而双电源自动转换开关(以下简称为自动转换开关)就是实现这种自动切换与安全切换的电器。目前，自动转换开关一般由两个分别用于执行主电源和备用电源通/断的执行开关(断路器)、电动和手动合一的传动机构及控制器组成。传动机构受电动机的驱动或人手的驱动，操控两个执行开关的合闸或分闸，当其中一个开关电器合闸时，另一个开关电器必须分闸。自动转换开关还具有防止两个执行开关同时合闸的机械联锁功能，即在一个开关电器处于合闸状态时，机械联锁能阻止另一个开关电器合闸。由于在电动操作过程中，传动机构为减速机构，而在手动操作过程中，传动机构为增速机构，因此，在手动操作时，如果电动机没有与传动机构分离，则需要很大的操作力来克服电动机的阻尼。为此，自动转换开关应增加离合功能，以实现在手动操作时电动机与传动机构的分离，而在电动操作时电动机与传动机构耦合。

已有基于行星齿轮原理在传动机构中实现离合功能的自动转换开关，如现有技术的一种双电源自动转换开关，其离合机构采用了定位轮，并且定位轮与行星齿轮组的齿圈之间存在齿轮啮合的传动关系，由于在手动操作过程中，定位轮受随行星齿轮组的齿圈的驱动而转动，由此定位轮实际上成了阻尼轮，它与上述常规传动机构的电动机相似，同样会耗费大量的手动操作力，而且由于需要在行星齿轮组的齿圈上加工全齿轮，以及需要增加定位轮及其相关的一套轴支承机构，因此存在零部件繁多、装配复杂、安装调试困难、可靠性低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有离合功能的自动转换开关，它通过对传动机构的多重优化设计，特别是离合机构的改进，克服了上述现有技术的缺陷，不仅大幅度减小了手动操作的操作力，同时简化了传动机构的结构，提高了装配效率，降低了经济成本。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种具有离合功能的自动转换开关，包括底板1、两个固定在底板1上的执行开关3、两个分别与各所述的执行开关3的操作手柄联动的推杆4、传动机构5、控制器7和离合机构，所述的传动机构5包括电动机57、带有自动转换开关的手柄6的输出轴581、用于在电动机57与输出轴581之间传动的减速箱58、固定安装在输出轴581上的水平锥齿轮55、两个分别与水平锥齿轮55具有传动关系的垂直锥齿轮52以及两个分别与各垂直锥齿轮52固定连接的摇臂51，所述的两个垂直锥齿轮52分别通过各自的横向轴支承机构59安装在同一横轴线X--X上，所述的摇臂51通过一联动机构40与所述的推杆4连接并联动，所述的减速箱58包括行星齿轮组和多对齿轮副，其中：所述的离合机构具有设置在所述的行星齿轮组的行星齿圈586上的选择性锁定结构，该结构包括一个固定安装在减速箱58内的电磁驱动装置588、一个能直线移动的顶杆588a和设置在所述的行星齿圈586的外圆圈上的至少一个凸台586b，所述的顶杆588a仅在电磁驱动装置588驱动下干涉所述的凸台586b，使行星齿圈586被锁定，而在人力手动操作时，所述的行星齿圈586可自由转动，实现在人力手动操作时传动机构5和电动机57的离合。

根据本发明的一种优选实施方式：所述的凸台586b以圆周均布的方式设置在行星齿圈586的外圆柱面586c上；所述的顶杆588a具有伸出位置和缩进位置两个稳定的位置状态，并在电磁驱动装置588的驱动下实现在伸出位置与缩进位置之间的转换，在顶杆588a处于伸出位置的状态下，顶杆588a的外端部与凸台586b接触，并以此阻挡限制行星齿圈586的转动；而在顶杆588a处于缩进位置的状态下，顶杆588a的外端部与凸台586b不接触，并以此解除对行星齿圈586的转动限制。根据本发明的又一种实施方式：所述的传动机构5的输出轴581以转动副方式安装在减速箱58的壳盖上，输出轴581的轴线Y—Y与所述的横轴线X—X垂直并相交。

根据本发明的另一种实施方式：所述的传动机构5还包括两个弹簧51b，它们的一端分别与所述的摇臂51连接，它们的另一端分别与所述的减速箱58的壳盖连接。

根据本发明的再一种实施方式：所述的减速箱58包括第一齿轮副582a、582b、第二齿轮副583a、583b、第三齿轮副589a、589b和行星齿轮组，所述的行星齿轮组包括一个转轴587、可转动地套装在转轴587上的行星架584、可转动地安装在行星架584上的多个行星轮585、可绕转轴587的轴心转动的行星齿圈586以及与转轴587同轴固定连接的一个太阳轮587a；所述的第一齿轮副的大齿轮582a与输出轴581同轴固定连接，第一齿轮副的小齿轮582b与第二齿轮副的大齿轮583a同轴固定连接，第二齿轮副的小齿轮583b与行星齿轮组的行星架584同轴固定连接，第三齿轮副的大齿轮589a与星齿轮组的太阳轮587a同轴固定连接，第三齿轮副的小齿轮589b与电动机57的电机轴同轴固定连接；所述的行星齿轮组的太阳轮587a与多个行星轮585同时啮合，多个行星轮585同时与行星齿圈586的内齿轮586a啮合。

根据本发明的又一种实施方式：所述的水平锥齿轮55为传动齿分布小于或等于半个圆周的不全齿轮；所述的水平锥齿轮55与两个垂直锥齿轮52的传动关系为水平锥齿轮55只能轮流驱动两个垂直锥齿轮52中的一个转动；在两个执行开关3均处于分闸状态时，水平锥齿轮55与两个垂直锥齿轮52均不啮合或均不完全啮合；在水平锥齿轮55与其中一个垂直锥齿轮52完全啮合时，则另一个垂直锥齿轮52与水平锥齿轮55不啮合。

根据本发明的又一种实施方式：所述的联动机构40包括内支架4d和轴4c、设置在内支架4d上的轴孔4e、设置在推杆4上的第二轴孔4b、设置在推杆4上的摇柄4a和设置在摇臂51上的插接孔51a，所述的轴4c与轴孔4e、第二轴孔4b连接并形成转动副结构，所述推杆4上的摇柄4a与第二轴孔4b之间设有距离并形成摇杆结构，所述的摇柄4a与摇臂51上的插接孔51a插接连接，内支架4d固定连接在底板1上和/或执行开关3的外壳上。

进一步优选的：所述的横向轴支承机构59包括横轴59a和轴支承59b，所述的横轴59a以转动副方式与所述的轴支承59b连接，横轴59a与垂直锥齿轮52同轴固定连接，轴支承59b与减速箱58的壳盖固定连接或一体成型。

采用上述的任一本发明自动转换开关的技术方案，通过简化传动机构中行星齿轮离合系统的定位机构，结构设计更简单合理、加工制造更方便、切实提高了装配效率和可靠性。

附图说明

从附图所示实施例的描述中可更清楚地看出本发明的优点和特征，其中：

图1是本发明的具有离合功能的自动转换开关的整体结构的立体示意图。

图2是图1所示的自动转换开关的整体分解结构的立体示意图。

图3是图1所示的自动转换开关的传动机构5的立体结构示意图。

图4是图1所示的自动转换开关的离合机构的立体结构示意图。

图5是图1所示的自动转换开关的联动机构40的分解结构立体示意图。

图6是传动机构5和离合机构的各零件的爆炸图。

图7是图1所示的自动转换开关的联锁结构的立体结构示意图，示出了联锁结构与其它机构的安装关系。

图8是图7所示的联锁结构的平面台阶52a与摆杆56的位置及配合关系的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图8给出的实施例，进一步说明本发明的具有离合功能的自动转换开关的具体实施方式。以下本发明断路器实施例的描述只是作为非限制性的例子。

参见图1、图2，本发明的具有离合功能的自动转换开关是一种双电源自动转换开关，包括底板1、两个固定在底板1上的执行开关3、两个分别与各所述的执行开关3的操作手柄联动的推杆4、传动机构5、自动转换开关的手柄6、控制器7、离合机构和联锁结构。执行开关3可采用断路器实现，每个执行开关3可通过(但不限于)如图1和图2所示的支架结构固定在底板1上，支架结构包括分别与执行开关3的两侧的外壳固定连接的外支架2和内支架4d，外支架2和内支架4d又分别与底板1固定连接。传动机构5和控制器7安装在底板1的中间位置，两个执行开关3分别安装在传动机构5左右两侧的位置，以便传动机构5能就近与两个执行开关3机械耦合，以及控制器7能就近与两个执行开关3和传动机构5电气连接。两个推杆4分别与两个执行开关3的操作手柄(图中未示出)联动，即左边的推杆4与左边的执行开关3的操作手柄联动，右边的推杆4与右边的执行开关3的操作手柄联动。两个执行开关3分别用于控制主电源供电回路(图中未示出)和备用电源供电回路(图中未示出)的通/断，执行开关3的操作手柄的动作可操纵执行开关3在合闸状态与分闸状态之间转换，从而实现自动转换开关的三种工作状态：第一种状态是停止供电状态，即两个执行开关3都为分闸状态；第二种状态是主电源供电状态，即主电源的执行开关3为合闸状态，备用电源的执行开关3为分闸状态；第三种状态是备用电源供电状态，即备用电源的执行开关3为合闸状态，主电源的执行开关3为分闸状态。实现推杆4与操作手柄联动的具体连接结构可采用已知的结构，在停止供电状态下，两个推杆4在一条直线上(如图1所示)，在主电源供电或备用电源供电状态下，两个推杆4不在一条直线上(如图7所示)，但绝对禁止两个推杆4在另一侧的一条直线上，即绝对不允许两个执行开关3都处于合闸状态。

如图3所示，所述的传动机构5包括电动机57、带有手柄6的输出轴581、用于在电动机57与输出轴581之间传动的减速箱58、固定安装在输出轴581上的水平锥齿轮55、两个分别与水平锥齿轮55具有传动关系的垂直锥齿轮52以及两个分别与各垂直锥齿轮52固定连接的摇臂51，所述的两个垂直锥齿轮52分别通过各自的横向轴支承机构59安装在同一横轴线X—X上，所述的摇臂51通过一联动机构40与所述的推杆4连接并联动(见图5)，所述的减速箱58包括行星齿轮组和多对齿轮副。输出轴581所带的手柄6是供手动操作用的旋钮，手柄6可用已知的结构固定在输出轴581的外端部，因此手柄6是手动操作转换开关的动力源，通过转动手柄6可带动输出轴581转动。电动机57是电动操作的动力源，减速箱58设置在电动机57的电机轴与输出轴581之间，以实现电机轴与输出轴581之间的变速传动，具体为：在手动操作时，输出轴581为主动轴，减速箱58的变速传动为增速传动；在电动操作时，电机轴为主动轴，减速箱58的变速传动为减速传动。

如图4、6所示，自动转换开关的离合机构具有设置在所述的行星齿轮组的行星齿圈586上的选择性锁定结构，该结构包括一个固定安装在减速箱58内的电磁驱动装置588、一个能直线移动的顶杆588a和设置在所述的行星齿圈586的外圆圈上的多个凸台586b，所述的顶杆588a仅在电磁驱动装置588驱动下干涉所述的凸台586b，使行星齿圈586被锁定，而在人力手动操作时，所述的行星齿圈586可自由转动，实现在人力手动操作时传动机构5和电动机57的离合。具体地说，电磁驱动装置588包括电磁线圈(图中未示出)和动铁芯(图中未示出)，当向电磁线圈施加激励信号(电流/电压)时，电磁线圈产生的磁场驱动动铁芯移动，动铁芯移动驱动顶杆588a移动，顶杆588a可用已知的结构实现其直线移动的安装和与动铁芯的机械耦合，并在动铁芯的动作控制下具有两个稳定的位置：伸出位置和缩进位置。伸出位置是指顶杆588a伸出到电磁驱动装置588之外的最长位置；缩进位置是指顶杆588a伸出到电磁驱动装置588之外的最短位置。所述的凸台586b数量为至少一个，每个凸台586b以圆周均布的方式设置在行星齿圈586的外圆柱面586c上(如图4和图6所示)，通过这样的设置，自然在相邻两个凸台586b之间形成凹口。由于所述的顶杆588a具有伸出位置和缩进位置两个稳定的位置状态，并在电磁驱动装置588的驱动下实现在伸出位置与缩进位置之间的转换，所以可实现顶杆588a与凸台586b的以下配合关系：在顶杆588a处于伸出位置的状态下，顶杆588a的外端部与凸台586b接触，即顶杆588a的外端部伸入到相邻两个凸台586b之间的凹口内(见图4所示)，并以此阻挡限制行星齿圈586的转动，实现电动机57与传动机构的合；在顶杆588a处于缩进位置的状态下，顶杆588a的外端部与凸台586b不接触，即顶杆588a的外端部从相邻两个凸台586b之间的凹口内撤出，并以此解除对行星齿圈586的转动限制，实现电动机57与传动机构的离。在电动机57与传动机构为合的状态下，电动机57的转动能通过减速箱58传递到输出轴581，以满足电动操作的要求；在电动机57与传动机构分离的状态下，输出轴581的转动通过减速箱58后不能传递到电动机57，以满足手动操作省力的要求。

减速箱58采用包括行星齿轮组和多对齿轮副的变速结构，具体结构可有多种方案，一种优选的方案如图6所示：所述的减速箱58包括第一齿轮副582a、582b、第二齿轮副583a、583b、第三齿轮副589a、589b和行星齿轮组。行星齿轮组包括一个转轴587、可转动地套装在转轴587上的行星架584、可转动地安装在行星架584上的多个行星轮585、可绕转轴587的轴心转动的行星齿圈586以及与转轴587同轴固定连接的一个太阳轮587a。所述的第一齿轮副的大齿轮582a与输出轴581同轴固定连接，第一齿轮副的小齿轮582b与第二齿轮副的大齿轮583a同轴固定连接，第二齿轮副的小齿轮583b与行星齿轮组的行星架584同轴固定连接，第三齿轮副的大齿轮589a与星齿轮组的太阳轮587a同轴固定连接，第三齿轮副的小齿轮589b与电动机57的电机轴同轴固定连接；所述的行星齿轮组的太阳轮587a与多个行星轮585同时啮合，多个行星轮585同时与行星齿圈586的内齿轮586a啮合。这里的同轴固定连接是指两个转动的零件以同轴的方式固定连接，固定连接后它们的回转轴为同一个轴。

参见图1至图5，两个垂直锥齿轮52分别通过各自的横向轴支承机构59安装在同一条横轴线X--X上，即两个垂直锥齿轮52的转动轴心线同心，并且沿横轴线X--X的轴向设置。横向轴支承机构59的具体结构可有多种，一种优选的方案如图3所示：所述的横向轴支承机构59包括横轴59a和轴支承59b，横轴59a以转动副方式与轴支承59b连接，横轴59a与垂直锥齿轮52同轴连接，即通过该转动副方式的连接及垂直锥齿轮52与横轴59a同轴连接，使得垂直锥齿轮52的回转轴就是横轴59a，并且垂直锥齿轮52只有一个转动的自由度；轴支承59b与减速箱58的壳盖固定连接或一体成型。本发明采用这样的结构容易获得理想的装配精度。摇臂51通过联动机构40与推杆4连接并联动，即通过联动机构40不仅实现摇臂51与推杆4之间的连接，而且还实现摇臂51与推杆4之间的相互联动。联动机构40具体结构可有多种，一种优选的方案如图5所示：所述的联动机构40包括内支架4d和轴4c，以及设置在内支架4d上的第一轴孔4e、设置在推杆4上的第二轴孔4b、设置在推杆4上的摇柄4a和设置在摇臂51上的插接孔51a，所述的轴4c与第一轴孔4e、第二轴孔4b连接并形成转动副结构，即通过这一转动副使推杆4只有一个转动的自由度。所述的摇柄4a与第二轴孔4b之间设有间距并形成摇杆结构，即摇柄4a能绕轴4c转动。推杆4上的摇柄4a与摇臂51上的插接孔51a插接连接，内支架4d固定连接在底板1上，当然也可以固定连接在执行开关3的外壳上，特别是在如图1所示的支架4d也具有固定执行开关3的功能的情况下，支架4d同时与执行开关3的外壳和底板1固定连接。由此可见，两个垂直锥齿轮52分别与各自的执行开关3的操作手柄之间的传动关系为：由于两个垂直锥齿轮52分别与两个摇臂51具有固定连接关系，所以，当垂直锥齿轮52绕横轴59a转动时，垂直锥齿轮52带动摇臂51绕横轴59a转动；由于推杆4上的摇柄4a与摇臂51上的插接孔51a插接连接，推杆4与摇臂51联动，所以摇臂51的转动驱动推杆4绕轴4c转动；由于推杆4与执行开关3的操作手柄的联动连接，所以推杆4的转动驱动执行开关3的操作手柄转动。当然，上述的传动关系反之也成立。

传动机构5的输出轴581的安装结构可有多种实现方式，一种优选的方式是：所述的输出轴581以转动副方式安装在减速箱58的壳盖(图中未示出)上，输出轴581的轴线Y—Y与所述的横轴线X—X垂直并相交。在此所述的转动副，是指输出轴581安装后只有一个转动自由度，它可采用已知的结构实现。输出轴581的轴线Y—Y与所述的横轴线X—X垂直并相交的结构，使得固定在输出轴581上的水平锥齿轮55能与两个垂直锥齿轮52啮合，但这一啮合需满足以下传动关系：所述的水平锥齿轮55只能轮流驱动两个垂直锥齿轮52中的一个转动。建立这一传动关系的目的是，能使自动转换开关实现前述的三种工作状态，而实现这一传动关系的具体结构可有多种，一种优选的结构是：所述的水平锥齿轮55为传动齿分布小于或等于半个圆周的不全齿轮；在两个执行开关3均处于分闸状态时，水平锥齿轮55与两个垂直锥齿轮52均不啮合或均不完全啮合；在水平锥齿轮55与其中一个垂直锥齿轮52完全啮合时，则另一个垂直锥齿轮52与水平锥齿轮55不啮合。应当能理解到：在水平锥齿轮55的传动齿分布小于半个圆周的情况下，在两个执行开关3均处于分闸状态时，水平锥齿轮55与两个垂直锥齿轮52均不啮合，即水平锥齿轮55的齿与两个垂直锥齿轮52的齿均不接触；在水平锥齿轮55的传动齿分布等于半个圆周的情况下，在两个执行开关3均处于分闸状态时，水平锥齿轮55与两个垂直锥齿轮52不完全啮合，即水平锥齿轮55的齿与两个垂直锥齿轮52的齿虽能接触，但不能实现整个齿的接触，如果在此不完全啮合的状态下转动水平锥齿轮55，则水平锥齿轮55在与其中一个垂直锥齿轮52进入完全啮合的同时，与另一个垂直锥齿轮52脱离不完全啮合(即与另一个垂直锥齿轮52不啮合)。由此，在两个执行开关3均处于分闸状态下，如果转动如图1所示的自动转换开关的手柄6，水平锥齿轮55只能驱动一个垂直锥齿轮52转动，而不可能同时驱动两个垂直锥齿轮52转动，从而杜绝两个执行开关3同时合闸的危险。

下面结合图4、图6进一步说明离合机构在不同操作方式下的工作原理。

电动操作原理及过程：

通过给电磁驱动装置588施加激励信号使顶杆588a到达伸出位置，顶杆588a的外端部与凸台586b接触并限制行星齿圈586的转动，使自动转换开关进入电动操作模式，在此模式下电动机57启动，电动机57的电机轴带动其上的第三齿轮副的小齿轮589b转动，小齿轮589b驱动第三齿轮副的大齿轮589a转动，大齿轮589a带动太阳轮587a转动，太阳轮587a驱动行星架584上的多个行星轮585转动，由于行星轮585与行星齿圈586的内齿轮586a啮合，并且行星齿圈586受顶杆588a限制而不能转动，因此，行星轮585的转动驱动行星架584转动，行星架584的转动带动其上的第二齿轮副的小齿轮583b转动，小齿轮583b驱动第二齿轮副的大齿轮583a转动，大齿轮583a的转动带动与其同轴固定连接的第一齿轮副的小齿轮582b转动，小齿轮582b驱动第一齿轮副的大齿轮582a转动，大齿轮582a的转动带动输出轴581转动，输出轴581的转动带动水平锥齿轮55转动，水平锥齿轮55的转动驱动一个垂直锥齿轮52转动，该垂直锥齿轮52的转动通过所在摇臂51和推杆4推动所在的执行开关3的操作手柄执行合闸/分闸操作。

手动操作原理及过程：

通过给电磁驱动装置588撤去激励信号，使顶杆588a到达缩进位置，于是，顶杆588a的外端部与凸台586b解除接触，行星齿圈586能自由转动，从而使自动转换开关进入手动操作模式，在此模式下，转动手柄6，手柄6带动输出轴581转动，输出轴581的转动带动水平锥齿轮55转动，水平锥齿轮55的转动驱动一个垂直锥齿轮52转动，该垂直锥齿轮52的转动通过所在摇臂51和推杆4推动所在的执行开关3的操作手柄执行合闸/分闸操作。输出轴581的转动同时带动第一齿轮副的大齿轮582a转动，大齿轮582a驱动第一齿轮副的小齿轮582b转动，小齿轮582b的转动带动与其同轴固定连接的第二齿轮副的大齿轮583a转动，大齿轮583a驱动第二齿轮副的小齿轮583b转动，小齿轮583b的转动带动行星架584，由于行星齿圈586能自由转动，所以行星架584能驱动行星齿圈586转动、但不能驱动太阳轮587a转动，太阳轮587a的不受驱动使得第三齿轮副589a、589b和电机轴都不受驱动，即在手动操作过程中，太阳轮587a、第三齿轮副的大齿轮589a以及小齿轮589b和电动机57都不转动。

本发明的传动机构5具有联锁结构，用于在实现机械联锁的同时，提供触发分闸位置的电气信号，使得当出现机械联锁零件漏装时，生产线上的产品校验能直接发现。所述联锁结构可以是多种类型的，但现有的具有机械联锁的典型传动机构，其锁定杆设置在固定架上，而固定架是用于设置手动转轴、触头、弹簧等多个零部件的共用机架，由于锁定杆与手动转轴之间不具有联动关系，由此导致操作的不便，即，在手动操作前必须先解锁，在手动操作后须再上锁，而解锁/上锁的操作不仅麻烦，而且还可能导致上锁失误带来的安全隐患，在实际使用中已出现锁定杆缺失(如漏装)不易发现的安全和质量隐患问题。但如果要排除上述麻烦和隐患，须增加建立锁定杆与手动转轴之间联动关系所必须的机构，又会导致结构复杂、安装调试困难、生产效率低、制造成本高的问题。因此本发明优选的联锁结构为如下方案：

所述的传动机构5具有联锁结构，用于在实现机械联锁的同时，提供触发分闸位置的电气信号，所述的联锁结构包括以固定连接的方式套装在传动机构5的输出轴581上的摆杆56、分别设置在两个垂直锥齿轮52上的平面台阶52a；在两个执行开关3均处于分闸状态时，摆杆56居中于两侧的两个垂直锥齿轮52上的两个平面台阶52a之间的位置，摆杆56在此居中位置处与两个平面台阶52a同时解除配合；在转动输出轴581驱使一侧的垂直锥齿轮52转动、并使该侧的执行开关3进入到合闸状态的过程中，摆杆56随输出轴581转动并到达另一侧的垂直锥齿轮52的平面台阶52a位置，摆杆56在该位置上与该平面台阶52a配合并限制该另一侧的垂直锥齿轮52的转动。或者

根据本发明的又一种具体实施方式：所述的传动机构5具有联锁结构，用于在实现机械联锁的同时，提供触发分闸位置的电气信号，所述的联锁结构包括以固定连接的方式套装在传动机构5的输出轴581上的摆杆56、分别设置在两个垂直锥齿轮52上的平面台阶52a和光电开关54；在两个执行开关3均处于分闸状态时，摆杆56居中于两侧的两个垂直锥齿轮52上的两个平面台阶52a之间的位置，摆杆56在此居中位置上与两个平面台阶52a同时解除配合、并遮挡光电开关54的光信号；在转动输出轴581驱使一侧的垂直锥齿轮52转动并使该侧的执行开关3进入到合闸状态的过程中，摆杆56随输出轴581转动并到达另一侧的垂直锥齿轮52的平面台阶52a位置，摆杆56在该位置上与该平面台阶52a配合以限制该另一侧的垂直锥齿轮52的转动，并且摆杆56解除对光电开关54的光信号的遮挡。

在上述两种实施例通过提供一种有效的机械联锁方案，在实现联锁功能的同时，也能提供一个产品分闸位置的电气检测信号，当出现机械联锁零件漏装时，产品校验能直接发现，产品性能稳定且降低了成本，从而形成了具有离合和联锁功能双重功能的自动转换开关。

参见图2、3、7和8，所述的联锁结构包括以固定连接的方式套装在输出轴581上的摆杆56、分别设置在两个垂直锥齿轮52上的平面台阶52a和光电开关54。在两个执行开关3均处于分闸状态时，摆杆56居中于两个垂直锥齿轮52上的两个平面台阶52a之间的位置(如图2和图3所示)，摆杆56在此居中位置上与两个平面台阶52a同时解除配合、并遮挡光电开关54的光信号，即摆杆56与两个平面台阶52a都发生接触或阻挡的配合关系，以使得在该状态下允许两个执行开关3中的任意一个(仅仅一个)可执行合闸操作，同时摆杆56与光电开关54发生遮挡的配合关系。在转动输出轴581驱使一侧的垂直锥齿轮52转动、并使该侧的执行开关3进入到合闸状态的过程中，摆杆56随输出轴581转动并到达另一侧的垂直锥齿轮52的平面台阶52a位置(如图7和图8所示)，摆杆56在该位置上与该平面台阶52a配合以限制该另一侧的垂直锥齿轮52的转动，并且摆杆56解除对光电开关54的光信号的遮挡，即通过该摆杆56与所在的平面台阶52a的阻挡配合来限制所在的垂直锥齿轮52的转动，从而进一步限制了两个垂直锥齿轮52同时向合闸方向转动，或者说进一步排除了两个垂直锥齿轮52同时向合闸方向转动的可能，即实现了机械联锁。由此可见，本发明的联锁结构的优点在于：无论在电动操作模式或手动操作模式下，机械联锁的动作都是随输出轴581的转动而自动完成的，无需如现有技术那样增加额外的联锁操作，不仅大大方便了操作，更重要的是大大提高了操作的安全性和可靠性。光电开关54的光信号不仅可经控制器7识别和显示自动转换开关处于供电状态或停止供电状态，而且还可识别和检测摆杆56是否在装配中缺失或失效，也就是可自动识别和检测联锁功能是否正常，从而可提高自动控制开关产品的安全等级和工作可靠性。当然，在缺省光电开关54的情况下，不影响自动控制开关的正常工作。在缺省光电开关54的实施方式下：所述的联锁结构包括以固定连接的方式套装在输出轴581上的摆杆56和分别设置在两个垂直锥齿轮52上的平面台阶52a。在两个执行开关3均处于分闸状态时，摆杆56居中于两侧的两个垂直锥齿轮52上的两个平面台阶52a之间的位置，摆杆56在此居中位置上与两个平面台阶52a同时解除配合；在转动输出轴581驱使一侧的垂直锥齿轮52转动、并使该侧的执行开关3进入到合闸状态的过程中，摆杆56随输出轴581转动并到达另一侧的垂直锥齿轮52的平面台阶52a位置，摆杆56在该位置上与该平面台阶52a配合、并限制该另一侧的垂直锥齿轮52的转动。显然，如果缺省光电开关54，则自动控制开关产品的联锁功能及其联锁动作均不受影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求做出的技术等效变化与修改，皆应视为本发明的涵盖范围之内。例如如图3所示的传动机构5的又一种可选择的有利方案是，所述的传动机构5还包括两个弹簧51b，它们的一端分别与摇臂51连接，它们的另一端分别与减速箱58的壳盖连接，当然不排除固定连接在减速箱58的壳盖上的其它零件(如轴支承59b)上的等同情况。采用弹簧51b，可缩小电动操作和手动操作的操作速度对执行开关3的合闸/分闸速度的影响，有利于改善对执行开关3的分断能力。

Claims (9)

1.一种具有离合功能的自动转换开关，包括底板(1)、两个固定在底板(1)上的执行开关(3)、两个分别与各所述的执行开关(3)的操作手柄联动的推杆(4)、传动机构(5)、控制器(7)和离合机构，所述的传动机构(5)包括电动机(57)、带有自动转换开关的手柄(6)的输出轴(581)、用于在电动机(57)与输出轴(581)之间传动的减速箱(58)、固定安装在输出轴(581)上的水平锥齿轮(55)、两个分别与水平锥齿轮(55)具有传动关系的垂直锥齿轮(52)以及两个分别与各垂直锥齿轮(52)固定连接的摇臂(51)，所述的两个垂直锥齿轮(52)分别通过各自的横向轴支承机构(59)安装在同一横轴线X--X上，所述的摇臂(51)通过一联动机构(40)与所述的推杆(4)连接并联动，所述的减速箱(58)包括行星齿轮组和多对齿轮副，其特征在于：

所述的离合机构具有设置在所述的行星齿轮组的行星齿圈(586)上的选择性锁定结构，该结构包括一个固定安装在减速箱(58)内的电磁驱动装置(588)、一个能直线移动的顶杆(588a)和设置在所述的行星齿圈(586)的外圆圈上的至少一个凸台(586b)，所述的顶杆(588a)仅在电磁驱动装置(588)驱动下干涉所述的凸台(586b)，使行星齿圈(586)被锁定，而在人力手动操作时，所述的行星齿圈(586)可自由转动，实现在人力手动操作时传动机构(5)和电动机(57)的离合。

2.根据权利要求1所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：所述的凸台(586b)以圆周均布的方式设置在行星齿圈(586)的外圆柱面(586c)上；所述的顶杆(588a)具有伸出位置和缩进位置两个稳定的位置状态，并在电磁驱动装置(588)的驱动下实现在伸出位置与缩进位置之间的转换，在顶杆(588a)处于伸出位置的状态下，顶杆(588a)的外端部与凸台(586b)接触，并以此阻挡限制行星齿圈(586)的转动；而在顶杆(588a)处于缩进位置的状态下，顶杆(588a)的外端部与凸台(586b)不接触，并以此解除对行星齿圈(586)的转动限制。

3.根据权利要求1所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：所述的传动机构(5)的输出轴(581)以转动副方式安装在减速箱(58)的壳盖上，输出轴(581)的轴线Y—Y与所述的横轴线X—X垂直并相交。

4.根据权利要求1所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：所述的传动机构(5)还包括两个弹簧(51b)，它们的一端分别与所述的摇臂(51)连接，它们的另一端分别与所述的减速箱(58)的壳盖连接。

5.根据权利要求1所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：所述的减速箱(58)包括第一齿轮副(582a、582b)、第二齿轮副(583a、583b)、第三齿轮副(589a、589b)和行星齿轮组，所述的行星齿轮组包括一个转轴(587)、可转动地套装在转轴(587)上的行星架(584)、可转动地安装在行星架(584)上的多个行星轮(585)、可绕转轴(587)的轴心转动的行星齿圈(586)以及与转轴(587)同轴固定连接的一个太阳轮(587a)。

6.根据权利要求5所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：所述的第一齿轮副的大齿轮(582a)与输出轴(581)同轴固定连接，第一齿轮副的小齿轮(582b)与第二齿轮副的大齿轮(583a)同轴固定连接，第二齿轮副的小齿轮(583b)与行星齿轮组的行星架(584)同轴固定连接，第三齿轮副的大齿轮(589a)与行星齿轮组的太阳轮(587a)同轴固定连接，第三齿轮副的小齿轮(589b)与电动机(57)的电机轴同轴固定连接。

7.根据权利要求5所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：所述的行星齿轮组的太阳轮(587a)与多个行星轮(585)同时啮合，多个行星轮(585)同时与行星齿圈(586)的内齿轮(586a)啮合。

8.根据权利要求1所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：

所述的水平锥齿轮(55)为传动齿分布小于或等于半个圆周的不全齿轮；所述的水平锥齿轮(55)与两个垂直锥齿轮(52)的传动关系为水平锥齿轮(55)只能轮流驱动两个垂直锥齿轮(52)中的一个转动；

在两个执行开关(3)均处于分闸状态时，水平锥齿轮(55)与两个垂直锥齿轮(52)均不啮合或均不完全啮合；

在水平锥齿轮(55)与其中一个垂直锥齿轮(52)完全啮合时，则另一个垂直锥齿轮(52)与水平锥齿轮(55)不啮合。

9.根据权利要求1所述的具有离合功能的自动转换开关，其特征在于：所述的联动机构(40)包括内支架(4d)和轴(4c)、设置在内支架(4d)上的轴孔(4e)、设置在推杆(4)上的第二轴孔(4b)、设置在推杆(4)上的摇柄(4a)和设置在摇臂(51)上的插接孔(51a)，所述的轴(4c)与轴孔(4e)、第二轴孔(4b)连接并形成转动副结构，所述推杆(4)上的摇柄(4a)与第二轴孔(4b)之间设有距离并形成摇杆结构，所述的摇柄(4a)与摇臂(51)上的插接孔(51a)插接连接，内支架(4d)固定连接在底板(1)上和/或执行开关(3)的外壳上。