CN104377086B - 一种双稳态脉冲继电器 - Google Patents

Abstract

一种双稳态脉冲继电器，包括安装在外壳内的静、动触头、电磁机构、一端设有转动支点的衔铁、与衔铁连接并联动的推杆、衔铁复位弹簧以及带有棘轮的棘轮机构，还包括带有外凸型凸轮和移动件的凸轮机构，外凸型凸轮的转动驱动移动件移动并带动动、静触头实现分/合转换。电磁机构的吸合驱使衔铁的自由端绕其转动支点转动，带动推杆移动并推动棘轮转动一个预定的步幅，并且，棘轮带动外凸型凸轮转动的步幅与棘轮转动的步幅相等。衔铁复位弹簧的弹力驱使衔铁的自由端绕其转动支点往回转动，带动推杆往回移动并复位，推杆的往回移动不影响棘轮维持在其保持不动的状态。功耗低、结构简化、降低成本，能同时满足一体化、小型化和规模化生产的需求。

Description

一种双稳态脉冲继电器

技术领域

本发明涉及一种脉冲继电器，特别是一种双稳态脉冲继电器。

背景技术

随着智能电网的快速发展，以及用配电管理水平的快速提高，人们迫切需要用小型化、低功耗的脉冲继电器来替代普通的继电器。脉冲继电器的工作原理与普通的其它继电器不同，它通过脉冲电信号激励触点转换状态，而继电器继续保持此状态无需激励量。小型化一般是指产品的体积小，能安装到终端配电箱中，而且符合模数化标准，以实现与终端配电箱中的其它电器(如电表、断路器)的配套安装。而低功耗是指不仅在触点闭合稳定状态和分断稳定状态下电磁系统都不耗电，而且电磁系统致使触点闭合与分断之间的转换所耗的电能也要小。然而，现有的脉冲继电器多为多稳态脉冲继电器，例如CN 2344869Y号中国实用新型专利公开了一种多控制功能的多稳态步进继电器，它采用三层棘轮机构，其中上、下两层用来控制触点的通断，中层用作步进运动，这种三层棘轮棘轮机构较复杂，体积较大，制造成本较高。并且由于受其机构的结构原理限制，其最大步幅(即衔铁带动推杆驱使棘轮每转动一步所转过的最大角度)很小，例如据该专利图4给出的实施例，其最大步幅为30°，因此，如果要将这种多稳态机构变为用于双稳态，则必须在其上层或下层棘轮与触点之间增加转换机构(通常是凸轮机构)，而且其凸轮廓线必须是内凹型的。现有多稳态脉冲继电器再如专利号为92242768.2的中国实用新型专利所公开的一种脉冲自锁继电器，它采用棘爪、换向棘轮和凸轮机构，棘爪用于推动棘轮和凸轮转动，动触头靠凸轮自锁，这种现有机构同样存在结构复杂、体积大和制造成本高的问题，而且由于受其机构的结构原理限制，其最大步幅(即衔铁推动棘爪驱动棘轮和凸轮每转动一步所转过的最大角度)很小，例如据该专利图1给出的实施例的凸轮结构，其最大步幅为30°，因此其凸轮必须采用内凹型的凸轮廓线。另外，这种靠凸轮锁定的动触头只能实现单断点，无法实现桥式双断点结构。

上述的内凹型的凸轮廓线是指凸轮廓线中具有内凹的曲线。应当能理解：由于内凹型的凸轮廓线的压力角大，所以在传动过程中存在较大的垂直于从动件的运动方向的有害分力，电磁系统在致使触点闭合与分断之间的转换过程中，为克服这种有害分力需加大电磁力，而电磁力的加大，不仅增加功耗，而且还加大电磁机构的体积，因此，现有的多稳态脉冲继电器虽然在控制功能上也包含了双稳态脉冲继电器的功能，但受其机构的结构原理限制，它们采用的内凹型的凸轮廓线均不能满足上述的小型化、低功耗的用户要求，因此不能用它来替代当前迫切需要的双稳态脉冲继电器。具体从两个方面说，第一，假如将现有的最大步幅为30°的凸轮机构的凸轮廓线改为外凸型的，即凸轮廓线为全部是外凸的曲线(或者说不具有内凹的曲线)，则为满足动触点的行程要求，必须大幅度加大凸轮的径向尺寸，即直接导致产品的体积加大，因此不能满足双稳态脉冲继电器的最基本的小型化要求。第二，假如在现有多稳态脉冲继电器的结构基础上将最大步幅加大为远大于30°，则不仅须对棘轮机构和凸轮机构进行大幅度改进，而且还须对推杆机构进行大幅度改进，也就是说，须对棘轮机构、凸轮机构和对推杆机构进行重新设计。上述的CN 2344869Y专利和92242768.2专利具有的共同的特点是，在驱动棘轮转动的推杆机构的推杆(也称“曲状棘爪”)与棘轮之间没有弹性的力封闭结构，即推杆与棘轮之间没有设置使它们始终接触的弹力，于是使得推杆与棘轮之间的传递作用力的接触点无法沿棘轮的径向移动大的距离，不难设想，如果将最大步幅从30°增加到60°，则推杆的径向移动的距离必须增加1倍，如果将最大步幅从30°增加到90°，则推杆的径向移动的距离则必须增加3倍，显然，现有的推杆机构不能满足最大步幅加大至远大于30°的现实要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种双稳态脉冲继电器，它克服了现有技术的上述诸多缺陷，与普通电磁继电器在触点动作要线圈持续通电维持相比，具有低功耗的特点；与现有多稳态脉冲继电器相比，具有结构设计巧妙简化、减少零件和降低制造成本的优势，同时还能方便产品的使用安装和调试，能够同时满足双稳态脉冲继电器产品的一体化、小型化发展和自动化、规模化生产的综合需求。

为了实现上述目的，本发明采用了双稳态脉冲继电器的如下技术方案：该继电器包括安装在外壳1内的静触头2、与静触头2闭合/分断配合的动触头9、电磁机构3、一端设有转动支点41的衔铁4、与衔铁4连接并联动的推杆5、衔铁复位弹簧6以及带有棘轮71的棘轮机构7。所述的继电器还包括带有外凸型凸轮81和移动件82的凸轮机构8，所述的外凸型凸轮81的转动驱动移动件82移动，该移动带动动触头9与静触头2实现分断/闭合转换。所述的电磁机构3的吸合驱使所述的衔铁4的自由端42绕其转动支点41转动，该转动带动推杆5移动，该移动推动所述的棘轮71转动一个预定的步幅，并且，所述的棘轮71带动所述的外凸型凸轮81转动的步幅与所述的棘轮71转动的步幅相等。所述的衔铁复位弹簧6的弹力驱使所述的衔铁4的自由端42绕其转动支点41往回转动，该转动带动推杆5往回移动并复位，所述的推杆5的往回移动不影响所述的棘轮71维持在其保持不动的状态。

根据上述技术方案的一种变型：所述的棘轮机构7还包括枢转安装在外壳1上的止回棘爪72，所述的棘轮机构7的棘轮71通过转动副70与外壳1连接，所述的止回棘爪72与棘轮71啮合，并且它们所形成的限制棘轮71回转的方向与所述的推杆5推动棘轮71转动的方向相反。

根据上述技术方案的另一种变型：所述的凸轮机构8的外凸型凸轮81与所述的棘轮71同轴连接并联动，所述的凸轮机构8的移动件82以直线移动的方式安装在外壳1上，该移动件82上设有平面形状的平底面821，该平底面821在所述的凸轮机构8的复位弹簧83的弹力驱使下，实现与所述的外凸型凸轮81的全外凸的凸轮廓线811的接触配合。

根据上述技术方案的又一种变型：该推杆5推动棘轮71转动的步幅等于或大于60^°。

根据上述技术方案的再一种变型：所述的推杆5的一端设有可与棘轮71配合以推动棘轮71转动的推爪51，所述的推杆5的另一端设有弹性片簧52，所述的弹性片簧52的自由端与衔铁4的自由端42接触配合，所述的推杆5的靠近弹性片簧52的一端通过铰链50与衔铁4的自由端42连接，所述的弹性片簧52的弹力驱使推杆5的推爪51在推动过程中始终与棘轮71啮合。

根据上述技术方案的又一种改进方案：所述的棘轮机构7还包括枢转安装在外壳1上的止回棘爪72，所述的棘轮机构7的棘轮71通过转动副70与外壳1连接，所述的止回棘爪72与棘轮71啮合，并且它们所形成的限制棘轮71回转的方向与所述的推杆5推动棘轮71转动的方向相反；所述的凸轮机构8的外凸型凸轮81与所述的棘轮71同轴连接并联动，所述的凸轮机构8的移动件82以直线移动的方式安装在外壳1上，该移动件82上设有平面形状的平底面821，该平底面821在所述的凸轮机构8的复位弹簧83的弹力驱使下，实现与所述的外凸型凸轮81的全外凸的凸轮廓线811的接触配合；所述的推杆5的一端设有可与棘轮71配合以推动棘轮71转动的推爪51，所述的推杆5的另一端设有弹性片簧52，所述的弹性片簧52的自由端与衔铁4的自由端42接触配合，所述的推杆5的靠近弹性片簧52的一端通过铰链50与衔铁4的自由端42连接，所述的弹性片簧52的弹力驱使推杆5的推爪51在推动过程中始终与棘轮71啮合。

进一步优选的：所述的推杆5推动棘轮71转动的步幅为90°，所述的棘轮71的齿数是4的整数倍，所述的外凸型凸轮81的凸轮廓线811上包括两个对称于基圆中心O的短轴拐点D和两个对称于基圆中心O的长轴的拐点C，所述的短轴D-D与所述的长轴C-C垂直。

另一种进一步优选的变体：所述的推杆5推动棘轮71转动的步幅为60°，所述的棘轮71的齿数是6的整数倍，所述的外凸型凸轮81的凸轮廓线811上包括三个分别与基圆中心O等距并均布的短半轴拐点Db和三个分别与基圆中心O等距并均布的长半轴拐点Cb，并且，各短半轴Db-O与相邻的长半轴Cb-O之间的夹角为60°。

根据上述技术方案的另一种变型：所述的棘轮机构7的棘轮71的转动中心在所述的凸轮机构8的移动件82的中心线a-a的延长线上，所述的移动件82的移动方向与其中心线a-a平行，并且，所述的移动件82上的平底面821与其中心线a-a垂直，这样可进一步改善凸轮机构8的传动性能，减小摩擦力的功耗。

根据上述技术方案的再一种变型：所述的静触头2包括第一静触头21和第二静触头22，所述的动触头9为双断点桥型动触头。

本发明提供的双稳态脉冲继电器通过输入脉冲信号来改变触点的状态，在对某一激励量作了响应并已转换状态后，如去除该激励量，其仍能稳定保持在此状态，在此状态下通过再加一合适的激励量实行再转换状态，本发明的双稳态脉冲继电器与常规单稳态继电器的触点动作需线圈持续通电相比，无需维持电流，节约电能，具有低功耗的特点，并且安全可靠。并且，由于采用了外凸型凸轮81和步幅大于60°的大步幅传动结构，本发明提供的双稳态脉冲继电器可以将压力角减小至0，从而可避免有害分力的能耗，同时可大幅度减小电磁机构3的体积。特别是，本发明的双稳态脉冲继电器由于采用了推杆5的推爪51依靠弹性片簧52绕铰链50摆动同时推动棘轮71的转动的结构特征，不会再出现现有的多稳态脉冲继电器如果撤去对推杆的现有约束，则会导致推杆与棘轮不能可靠啮合的问题。

附图说明

图1是本发明的双稳态脉冲继电器处于分断的稳定状态的整体结构的平面示意图。

图2是本发明的双稳态脉冲继电器处于闭合的稳定状态的整体结构的平面示意图。

图3是棘轮71和外凸型凸轮81的第一实施方案的零件结构平面示意图。

图4是图3的背视图。

图5是棘轮71和外凸型凸轮81的第二实施方案的零件结构平面示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至图5给出的实施例，详细说明本发明的双稳态脉冲继电器的具体实施方式。本发明的双稳态脉冲继电器不限于以下实施例的描述。

图1至图2示出了本发明的双稳态脉冲继电器的整体结构，参见图1、图2，本发明的双稳态脉冲继电器包括外壳1、安装在外壳1内的静触头2、电磁机构3、与静触头2闭合/分断配合的动触头9、一端设有转动支点41的衔铁4、与衔铁4连接并联动的推杆5、衔铁复位弹簧6、带有棘轮71的棘轮机构7以及带有外凸型凸轮81和移动件82的凸轮机构8。静触头2和电磁机构3可采用已知的方式安装在外壳1内，通过动触头9的位置变换实现动触头9与静触头2的分断/闭合转换，动触头9从分断位置移动到闭合位置所走过的行程满足相关标准规定的开距要求。衔铁4一端的转动支点41可有多种实现方式，如转动副结构方式，转动支点41的功能是以可转动的方式支承衔铁4，使衔铁4能绕转动支点41转动。推杆5与衔铁4之间的连接结构可有多种，通过该连接实现衔铁4与推杆5的联动，即衔铁4的转动能带动推杆5的移动，而推杆5的移动也能带动衔铁4的转动。本发明的双稳态脉冲继电器与现有的继电器最大的一个区别是采用了外凸型凸轮81和步幅大于60°的大步幅传动结构，即所述的电磁机构3的吸合驱使衔铁4的自由端42绕转动支点41转动，该转动带动推杆5移动并推动棘轮71转动的步幅大于60°，棘轮71带动外凸型凸轮81转动的步幅与棘轮71转动的步幅相等，外凸型凸轮81的转动驱动移动件82移动并带动动触头9与静触头2的分断/闭合转换。

这里所述的“步幅”是指电磁机构3吸合一次驱使推杆5推动棘轮71转动的角度，图1、2中所示的棘轮71和外凸型凸轮81采用了推杆5推动棘轮71转动的步幅为90°的第一实施方案。第一实施方案的棘轮71转动一次所转过的角度为90°，即转动的步幅为90°，而第二实施方案的棘轮71转动一次所转过的角度为60°，即转动的步幅为60°。显然，图1和图2所示的本发明的双稳态脉冲继电器的实施例的整体结构不仅可采用第一实施方案的凸轮廓线811的形状结构和棘轮71的齿数结构，以获得90°的步幅，也可采用第二实施方案的凸轮廓线811的形状结构和棘轮71的齿数结构，以获得60°的步幅。上述第一实施方案与第二实施方案区别在于外凸型凸轮81的凸轮廓线811的形状结构不同以及棘轮71的齿数不同；而且，由于凸轮廓线811的形状结构不同和棘轮71的齿数结构不同，因此它们所形成的步幅的大小也不同。这里所述的“外凸型凸轮”是指凸轮廓线全部为向外凸出的形状，不含如92242768.2号实用新型专利的图1中所示的凸轮廓线向内凹进的形状。与现有技术相比，本发明通过采用外凸型凸轮81的结构，可以将压力角减小至0，从而可避免有害分力的能耗，同时可大幅度减小电磁机构3的体积。

然而，外凸型凸轮81由于受其凸轮廓线811不能内凹的限制，其驱动移动件82移动的行程将受到限制，而该行程过小则不能满足触头的开距要求。为此，本发明还通过采用大步幅传动结构，将步幅加大到大于60°的水平，以保证触头应满足的开距要求。具体的步幅结构可有多种，一种优选的方案是，所述的推杆5推动棘轮71转动的步幅为90°(如图3和图4所示的第一实施方案)或60°(如图5所示的第二实施方案)。具体将在后面说明。

参见图1、2，脉冲继电器的电磁机构3吸合衔铁4一次，衔铁4驱使推杆5推动棘轮71并带动外凸型凸轮81转动一个步幅，外凸型凸轮81的一个步幅转动使动触头9与静触头2执行一次分断/闭合转换(即由分断转换为闭合，或由闭合转换为分断)；在推杆5推动棘轮71并带动外凸型凸轮81转动一个步幅后，电磁机构3自动撤去对衔铁4的吸合力，并由复位结构驱使推杆5复位，为下一步推动做准备。本发明的复位结构及其传动链包括：所述的衔铁复位弹簧6的弹力驱使衔铁4的自由端42绕转动支点41往回转动，该转动带动推杆5往回移动并复位，推杆5的往回移动不妨碍棘轮71处于保持不动的状态。

所述的棘轮机构7可有多种结构方式，一种优选的方式如图1、图2所示，所述的棘轮机构7包括棘轮71和止回棘爪72，棘轮71通过转动副70与外壳1连接，止回棘爪72枢转安装在外壳1上，止回棘爪72与棘轮71啮合所形成的限制棘轮71回转的方向与推杆5推动棘轮71转动的方向相反。止回棘爪72上设有止回弹簧(图中未示出)，止回弹簧的弹力驱使止回棘爪72与棘轮71啮合。显然，止回棘爪72的功能是：限制棘轮71在推杆5的复位过程中和推杆5复位后的擅自转动，以确保动触头9在分断位置、闭合位置的稳定。

所述的凸轮机构8可有多种结构方式，一种优选的方式是一种可支持外凸型凸轮81实现压力角为0的方式，并且有别于现有的多稳态脉冲继电器的方式，如图1和图2所示，所述的凸轮机构8包括外凸型凸轮81、移动件82和复位弹簧83，外凸型凸轮81与棘轮71同轴连接并联动，移动件82以直线移动的方式安装在外壳1上，移动件82上设有平面形状的平底面821，全外凸的凸轮廓线811(参见图3、5)与平底面821接触配合，复位弹簧83的弹力驱使平底面821与凸轮廓线811接触。上述的“同轴连接并联动”是指外凸型凸轮81与棘轮71安装在同一个轴上，并且相互联动，具体如图1和图2所示，外凸型凸轮81与棘轮71都通过转动副70与外壳1连接，外凸型凸轮81与棘轮71都绕同一个转动中心(即转动副70的旋转中心)转动。显然，这种凸轮廓线811与平底面821接触配合的结构，由于凸轮廓线811与平底面821之间的压力方向垂直于平底面821，而平底面821与移动件82直线移动的方向是垂直设置的，因此，使得凸轮廓线811与平底面821之间的压力角为0。凸轮机构8的布局可有多种结构方案，为了进一步改善凸轮机构8的传动性能，减小摩擦力的功耗，一种优选的方案如图1和图2所示，所述的棘轮机构7的棘轮71的转动中心(也是外凸型凸轮81的转动中心)在凸轮机构8的移动件82的中心线a-a的延长线上，移动件82的移动方向与其中心线a-a平行，移动件82上的平底面821与其中心线a-a垂直。

所述的推杆5可有多种结构方式，一种优选的方式是一种可支持棘轮71大步幅(大于60^°)转动的方式，并且有别于现有的多稳态脉冲继电器的方式，如图1和图2所示，所述的推杆5的一端设有推爪51，另一端设有弹性片簧52，推爪51与棘轮71配合以推动棘轮71转动，弹性片簧52的自由端与衔铁4的自由端42接触配合，推杆5的靠近弹性片簧52的一端通过铰链50与衔铁4的自由端42连接，弹性片簧52的弹力驱使推杆5的推爪51与棘轮71啮合。本发明的推杆5可实现大步幅推动的基本原理在于：由于推爪51的一端是不受约束的，因此推爪51可以上下(沿推动方向)移动和左右(沿棘轮71的径向)移动，也就是说，不管步幅多大，只要推爪51与棘轮71的啮合点存在，推爪51都可以跟随所述的啮合点移动。而现有的多稳态脉冲继电器的推杆与棘轮啮合的那一端都是受约束的，该约束至少限制了推杆沿一个方向(如左右方向)的移动，故而在棘轮转动的步幅大于30°时，所述的约束会导致推杆与棘轮卡死，如果撤去了所述的约束，则会导致推杆与棘轮不能可靠啮合。本发明的推杆5可实现大步幅推动的原理之二在于：由于推杆5的靠近弹性片簧52的一端通过铰链50与衔铁4的自由端42连接，使得推杆5上带有推爪51的那一端可绕铰链50摆动，同时弹性片簧52的弹力驱使推杆5的推爪51在推动过程中始终与棘轮71啮合，因此，不管在推动过程中推爪51与棘轮71的啮合点如何移动，都能确保推爪51与棘轮71的可靠啮合。当然，在推杆5的复位状态下，由于推爪51与棘轮71之间可能存在上下方向上的间隙，所以不排除在推杆5的复位过程中推爪51与棘轮71出现分离的情况，但该分离，不影响推爪51推动棘轮71的转动。而现有的多稳态脉冲继电器都不具有上述推杆5的推爪51依靠弹性片簧52绕铰链50摆动同时推动棘轮71的转动的结构特征，因此，如果撤去对推杆的现有约束，则会导致推杆与棘轮不能可靠啮合。

本发明的双稳态脉冲继电器可以选择性地采用上述的棘轮机构7、凸轮机构8、推杆5的一种或多种具体结构方式，但从优化设计的效果出发，最优的方案是综合上述各种具体结构方式的集合，即：所述的棘轮机构7包括棘轮71和止回棘爪72，棘轮71通过转动副70与外壳1连接，止回棘爪72枢转安装在外壳1上，止回棘爪72与棘轮71啮合所形成的限制棘轮71回转的方向与推杆5推动棘轮71转动的方向相反；所述的凸轮机构8包括外凸型凸轮81、移动件82和复位弹簧83，外凸型凸轮81与棘轮71同轴连接并联动，移动件82以直线移动的方式安装在外壳1上，移动件82上设有平面形状的平底面821，全外凸的凸轮廓线811与平底面821接触配合，复位弹簧83的弹力驱使平底面821与凸轮廓线811接触；所述的推杆5的一端设有推爪51，另一端设有弹性片簧52，推爪51与棘轮71配合以推动棘轮71转动，弹性片簧52的自由端与衔铁4的自由端42接触配合，推杆5的靠近弹性片簧52的一端通过铰链50与衔铁4的自由端42连接，弹性片簧52的弹力驱使推杆5上的推爪51在推动过程中始终与棘轮71啮合。由于采用上述的棘轮机构7、凸轮机构8和推杆5的结构，所以本发明的双稳态脉冲继电器的另一个优点是便于采用双断点的动触头9和静触头，双断点的动触头9和静触头的具体结构如图1和图2所示：所述的静触头2包括第一静触头21和第二静触头22，所述的动触头9为双断点桥型动触头。

关于推杆5推动棘轮71转动的步幅大小，可有多种具体方案，由于采用外凸型凸轮81的结构，所以当步幅小于60°时，为满足触头开距要求需加大外凸型凸轮81的尺寸，从而会因小型化要求而使得其实用性下降，为此，本发明限定了步幅最好大于60°的特征。为了简化结构，优选的步幅首选是90°，其次是60°。由于步幅的不同，所以会导致外凸型凸轮81的凸轮廓线811的形状结构不同、棘轮71的齿数结构不同。

对应步幅为90°的凸轮廓线811的形状结构和棘轮71的齿数结构的第一实施方案如图3和图4所示，图3中示出了对应步幅为90°的外凸型凸轮81的凸轮廓线811的结构形状，它包括两个对称于基圆中心O的短轴拐点D和两个对称于基圆中心O的长轴拐点C，短轴D-D与长轴C-C垂直；图4中则示出了对应步幅为90°的棘轮71的齿数为8个(4的2倍)。图3、4中所示的推杆5推动棘轮71转动的步幅为90°，所述的棘轮71的齿数为8个，所述的外凸型凸轮81的凸轮廓线811上包括两个对称于基圆中心O的短轴拐点D和两个对称于基圆中心O的长轴拐点C，短轴D-D与长轴C-C垂直。图3和图4给出的实施例的齿数为8个，但本发明的棘轮71的齿数结构不限于8个，而是4的整数倍，即：棘轮71的齿数可以是4个、8个、12个。应当能理解：长轴C-C的长度必然大于短轴D-D的长度，长轴C-C的长度与短轴D-D的长度之差是移动件82的行程(即触头的开距)的2倍；由于这样的结构特征，可以通过采用将短轴D-D最小化、长轴C-C满足触头开距要求的设计手段，来实现外凸型凸轮81和棘轮71的小型化，与其它方案相比，它可以使外凸型凸轮81和棘轮71达到最小化。

对应步幅为60°的凸轮廓线811的形状结构和棘轮71的齿数结构的第二实施方案如图5所示：推杆5推动棘轮71转动的步幅为60°，所述的棘轮71的齿数是6的整数倍，所述的外凸型凸轮81的凸轮廓线811上包括三个分别与基圆中心O等距并均布的短半轴拐点Db和三个分别与基圆中心O等距并均布的长半轴拐点Cb，各短半轴Db-O与相邻的长半轴Cb-O之间的夹角为60°。应当能理解：长半轴Cb-O的长度必然大于短半轴Db-O的长度，长半轴Cb-O长度与短半轴Db-O的长度之差等于移动件82的行程(即触头的开距)，短半轴Db-O长度与长半轴Cb-O长度成60°余弦关系。由此可见，第二实施方案的外凸型凸轮81和棘轮71的尺寸会大于第一实施方案的外凸型凸轮81和棘轮71的尺寸，但在结构允许的情况下，第二实施方案的结构仍具有实用性。

下面结合图1至图4说明本发明的工作原理，从以下描述中可更清楚地看出本发明的优点和特征。

在图1所示的双稳态脉冲继电器处于稳定的分断状态下，外凸型凸轮81的短轴拐点D与移动件82的平底面821接触，当电磁机构3的吸合驱使衔铁4的自由端42绕转动支点41转动时，该转动带动推杆5移动并推动棘轮71转动90°，棘轮71带动外凸型凸轮81转动90°，使外凸型凸轮81的长轴拐点C与移动件82的平底面821接触，外凸型凸轮81的转动驱动移动件82克服复位弹簧83的弹力向下移动，该移动带动动触头9与静触头2闭合。然后，电磁机构3撤去对衔铁4的吸合，衔铁复位弹簧6的弹力驱使衔铁4的自由端42绕转动支点41往回转动，该转动带动推杆5往回移动并复位，推杆5的往回移动不会对棘轮71保持不动的状态产生影响，双稳态脉冲继电器转换到图2所示的稳定的闭合状态。

在图2所示的双稳态脉冲继电器处于稳定的闭合状态下，外凸型凸轮81的长轴拐点C与移动件82的平底面821接触，当电磁机构3的吸合驱使衔铁4的自由端42绕转动支点41转动时，该转动带动推杆5移动并推动棘轮71转动90°，棘轮71带动外凸型凸轮81转动90°，外凸型凸轮81的短轴拐点D与移动件82的平底面821接触，外凸型凸轮81的转动使得移动件82在复位弹簧83的弹力作用下向上移动，该移动带动动触头9与静触头2分断。然后，电磁机构3撤去对衔铁4的吸合，衔铁复位弹簧6的弹力驱使衔铁4的自由端42绕转动支点41往回转动，该转动带动推杆5往回移动并复位，推杆5的往回移动不会对棘轮71保持不动的状态产生影响，双稳态脉冲继电器转换到图1所示稳定的分断状态。

以上所述仅为本发明的推荐实施例，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。

Claims (10)

1.一种双稳态脉冲继电器，包括安装在外壳(1)内的静触头(2)、与静触头(2)闭合/分断配合的动触头(9)、电磁机构(3)、一端设有转动支点(41)的衔铁(4)、与衔铁(4)连接并联动的推杆(5)、衔铁复位弹簧(6)以及带有棘轮(71)的棘轮机构(7)，其特征在于：

所述的双稳态脉冲继电器还包括带有外凸型凸轮(81)和移动件(82)的凸轮机构(8)，所述的外凸型凸轮(81)的转动驱动移动件(82)移动，移动件(82)的移动带动动触头(9)与静触头(2)实现分断/闭合转换，所述的外凸型凸轮(81)是指凸轮廓线全部为向外凸出的形状，该移动件(82)上设有平面形状的平底面(821)，该平底面(821)在所述的凸轮机构(8)的复位弹簧(83)的弹力驱使下，实现与所述的外凸型凸轮(81)的全外凸的凸轮廓线(811)的接触配合；

所述的电磁机构(3)的吸合驱使所述的衔铁(4)的自由端(42)绕其转动支点(41)转动，衔铁(4)的转动带动推杆(5)移动，推杆(5)的移动推动所述的棘轮(71)转动一个预定的步幅，并且，所述的棘轮(71)带动所述的外凸型凸轮(81)转动的步幅与所述的棘轮(71)转动的步幅相等；

所述的衔铁复位弹簧(6)的弹力驱使所述的衔铁(4)的自由端(42)绕其转动支点(41)往回转动，衔铁(4)的往回转动带动推杆(5)往回移动并复位，所述的推杆(5)的往回移动不影响所述的棘轮(71)维持在其保持不动的状态。

2.根据权利要求1所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的棘轮机构(7)还包括枢转安装在外壳(1)上的止回棘爪(72)，所述的棘轮机构(7)的棘轮(71)通过转动副(70)与外壳(1)连接，所述的止回棘爪(72)与棘轮(71)啮合，并且止回棘爪(72)与棘轮(71)啮合所形成的限制棘轮(71)回转的方向与所述的推杆(5)推动棘轮(71)转动的方向相反。

3.根据权利要求1所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的凸轮机构(8)的外凸型凸轮(81)与所述的棘轮(71)同轴连接并联动，所述的凸轮机构(8)的移动件(82)以直线移动的方式安装在外壳(1)上。

4.根据权利要求1所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的推杆(5)推动棘轮(71)转动的步幅等于或大于60°。

5.根据权利要求1所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的推杆(5)的一端设有可与棘轮(71)配合以推动棘轮(71)转动的推爪(51)，所述的推杆(5)的另一端设有弹性片簧(52)，所述的弹性片簧(52)的自由端与衔铁(4)的自由端(42)接触配合，所述的推杆(5)的靠近弹性片簧(52)的一端通过铰链(50)与衔铁(4)的自由端(42)连接，所述的弹性片簧(52)的弹力驱使推杆(5)的推爪(51)在推动过程中始终与棘轮(71)啮合。

6.根据权利要求1所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：

所述的棘轮机构(7)还包括枢转安装在外壳(1)上的止回棘爪(72)，所述的棘轮机构(7)的棘轮(71)通过转动副(70)与外壳(1)连接，所述的止回棘爪(72)与棘轮(71)啮合，并且止回棘爪(72)与棘轮(71)啮合所形成的限制棘轮(71)回转的方向与所述的推杆(5)推动棘轮(71)转动的方向相反；

所述的凸轮机构(8)的外凸型凸轮(81)与所述的棘轮(71)同轴连接并联动，所述的凸轮机构(8)的移动件(82)以直线移动的方式安装在外壳(1)上；

所述的推杆(5)的一端设有可与棘轮(71)配合以推动棘轮(71)转动的推爪(51)，所述的推杆(5)的另一端设有弹性片簧(52)，所述的弹性片簧(52)的自由端与衔铁(4)的自由端(42)接触配合，所述的推杆(5)的靠近弹性片簧(52)的一端通过铰链(50)与衔铁(4)的自由端(42)连接，所述的弹性片簧(52)的弹力驱使推杆(5)的推爪(51)在推动过程中始终与棘轮(71)啮合。

7.根据权利要求1或4所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的推杆(5)推动棘轮(71)转动的步幅为90°，所述的棘轮(71)的齿数是4的整数倍，所述的外凸型凸轮(81)的凸轮廓线(811)上包括两个对称于基圆中心O的短轴拐点D和两个对称于基圆中心O的长轴拐点C，凸轮廓线(811)上的短轴D—D与凸轮廓线(811)上的长轴C—C垂直。

8.根据权利要求1或4所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的推杆(5)推动棘轮(71)转动的步幅为60°，所述的棘轮(71)的齿数是6的整数倍，所述的外凸型凸轮(81)的凸轮廓线(811)上包括三个分别与基圆中心O等距并均布的短半轴拐点Db和三个分别与基圆中心O等距并均布的长半轴拐点Cb，并且，各短半轴Db—O与相邻的长半轴Cb—O之间的夹角为60°。

9.根据权利要求1所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的棘轮机构(7)的棘轮(71)的转动中心在所述的凸轮机构(8)的移动件(82)的中心线a—a的延长线上，所述的移动件(82)的移动方向与其中心线a—a平行，并且，所述的移动件(82)上的平底面(821)与其中心线a—a垂直。

10.根据权利要求1所述的双稳态脉冲继电器，其特征在于：所述的静触头(2)包括第一静触头(21)和第二静触头(22)，所述的动触头(9)为双断点桥型动触头。