CN104601048B - 能快速分断的电机起动器的操作机构 - Google Patents

Abstract

能快速分断的电机起动器的操作机构，包括主动锥齿轮、操作旋钮、脱扣装置以及通过枢轴枢转安装在侧板上的从动锥状齿轮和顶杆，从动与主动锥齿轮始终啮合，操作旋钮、主动和从动锥状齿轮三者能够相互联动。一连杆机构包括棘轮装置、连杆和脱扣装置、储能弹簧的组合，具有由连杆的位置限定的机构死点和如下传动链关系：使从动锥状齿轮向分闸方向的转动能驱使棘轮装置和连杆同时运动，棘轮装置的运动触动脱扣装置解锁、且使储能弹簧驱动顶杆转到分闸位置，同时连杆的运动仍辅助驱动跳扣运动直到最终使顶杆转到分闸位置；和使从动锥状齿轮向合闸方向的转动能使棘轮装置复位和使连杆运动，驱动跳扣带动顶杆转到合闸位置，安全可靠。

Description

能快速分断的电机起动器的操作机构

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种交流电机起动器或者低压断路器的操作机构，特别是一种手动操作的能快速分断的电机起动器的操作机构。

背景技术

交流电动机起动器是低压电器中比较常用的一种电器，常用于低压三相鼠笼型异步电动机的起动/停止控制，并具有过载、断相、短路保护及不频繁的负载转换功能，还可作隔离器使用。交流电机起动器包括图3所示的三大部分，即：安装在外盖25内的操作部件100、基座部件200和包括底座外壳27的底座部件300，基座部件200包括安装在底座外壳27内的基座26和安装在基座26上的触头系统、压板和操作机构，通过外盖25与底座外壳27的固定连接，将操作机构、触头系统等零部件封装在所述的外壳内，外盖25、基座26与底座外壳27均用于固定相关零部件及起保护作用。

目前的交流电动机起动器的操作机构均为连杆操作机构，需通过手动操作起动器的操作旋钮或者手柄，驱使操作机构执行合闸/分闸操作。在合闸操作时，人为驱动旋钮如顺时针转动，旋钮驱动齿轮副转动，齿轮副再驱动主弹簧储能并带动连杆摆动，最终使连杆机构越过死点，致使连杆驱使顶杆逆时针转动并撤离至最高位置，顶杆的撤离使得动触头在触头弹簧的反力驱动下自动向静触头闭合。在分闸操作时，人为驱动旋钮如逆时针转动，旋钮再驱动齿轮副转动，齿轮副再拉动连杆，当连杆运动至机构死点时，受储能弹簧力的作用，连杆5快速运动，快速使顶杆6顺时针旋转至最低位置，动触头开始从静触头离开，直至操作过程完全结束，动触头方能到达与静触头分离的最大的断开位置。在现有的操作起动器断开过程(其中包括动触头开始从静触头离开到其到达最大的断开位置的过程)中，人手与手柄之间仍有力的存在，这样使得起动器的触头断开速度与人手操作旋钮的速度有关，即：操作旋钮慢，则断开速度慢；操作旋钮快速，则断开速度快，于是就不可避免出现以下问题：一是由于人手操作的速度相对较慢，因此通常的人手操作速度不能满足触头分断速度的要求。二是由于人手操作的力的大小和速度的快慢应人而异，所以使得触头的分断速度也应人而异。

此外，从交流电机起动器的工作条件看，交流电机起动器需实现对负载(如三相鼠笼型异步电动机)的起动/停止的基本控制性能，其分闸操作比一般断路器要频繁得多，而且交流电机起动器的控制回路的负载电流具有起动电流大、电流性质为感性负载电流并存在操作过电压的特点，同时还需要实现过载、断相、短路保护及不频繁的负载转换功能，所以要求起动器能可靠接通电动机的起动电流、分断正常电流及故障电流，其工作条件相对苛刻，需要起动器具有较好的灭弧性能。而分断能力、灭弧能力均与触头的分断速度正相关，分断速度越快，分断能力、灭弧能力越好。一种已有的加快电机起动器在分闸操作过程中的触头分断速度的典型产品方案如，采用在正常分闸操作过程中触动脱扣机构脱扣，即利用脱扣动作实现快速分断的原理，但这种完全依赖储能弹簧释放的弹力分闸的原理，使得圆锥齿轮不能始终啮合，特别是在分闸过程中圆锥齿轮不能啮合，即分闸操作力无法作用于操作机构，于是，在触头发生熔焊异常致使储能弹簧的弹力不能完全驱使触头分断的情况下，操作机构无法将旋钮的操作力附加到分闸操作过程中，因此它不能实现强制分闸，并且在强制分闸失败时(触头尚处于闭合时)，旋钮位置还能到达分闸位置，由此带来安全隐患。还有，由于现有产品脱扣机构中的互锁机构须一般都采用尖齿状结构，在触动互锁机构脱扣前，如果不对储能弹簧采取卸力的措施，则频繁的脱扣分断很容易磨损尖齿，致使频繁分断操作的互锁机构极易失效。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能快速分断的电机起动器的操作机构，可提高触头的断开速度，并且使触头的断开速度与人力操作的速度无关。同时随着分断速度的提高，也提升了电机起动器的灭弧性能。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种能快速分断的电机起动器的操作机构，安装在外盖25内，包括分别枢转安装在外盖25上的一个主动锥齿轮2和操作旋钮1、储能弹簧4、包括跳扣15和锁扣19的脱扣装置以及通过枢轴10枢转安装在侧板23上的一个从动锥状齿轮3和顶杆6，所述的主动锥齿轮2与操作旋钮1传动连接，实现操作旋钮1与主动锥齿轮2的相互联动，可将人力传递至操作机构，所述的顶杆6以转动的方式在合闸位置与分闸位置之间转换。所述的从动锥状齿轮3与主动锥齿轮2通过外盖25与侧板23的固定连接实现二者的始终啮合，以使操作旋钮1、主动锥齿轮2和从动锥状齿轮3三者能够相互联动。所述的操作机构还包括一连杆机构，该连杆机构包括一棘轮装置、连杆5和所述的脱扣装置、储能弹簧4的组合，具有由连杆5的位置限定的机构死点，并且，所述的连杆机构应满足如下传动链关系：使所述的从动锥状齿轮3向分闸方向的转动能驱使所述的棘轮装置和连杆5同时运动，所述的棘轮装置的运动触动所述脱扣装置解锁、且使储能弹簧4驱动顶杆6转到分闸位置，同时所述的连杆5的运动仍辅助驱动所述脱扣装置的跳扣15运动直到最终驱使顶杆6转到分闸位置；和使所述的从动锥状齿轮3向合闸方向的转动能驱使所述棘轮装置复位和驱使所述连杆5运动，连杆5驱动脱扣装置的跳扣15带动顶杆6转到合闸位置，同时顶杆6驱使储能弹簧4实现储能。

根据本发明的另一种实施方式：所述的棘轮装置包括通过一连接机构安装在从动锥状齿轮3上的棘轮17和枢转安装在侧板23上的棘爪18，所述棘轮17上设有驱动部F，所述棘爪18上设有从动部E和主动部H，该从动部E与棘轮17上的驱动部F配合，棘爪18上的主动部H与锁扣19上的触动部G配合。

根据本发明的再一种实施方式：所述的脱扣装置的跳扣15的一端设有跳扣支点B，跳扣15的另一端设有销轴16，在所述的跳扣支点B与销轴16之间的中间位置与连杆5的第二端铰链连接，销轴16与顶杆6上的轨迹槽A配合；所述的脱扣装置的锁扣19枢转安装在侧板23上，锁扣19上设有触动部G和锁扣支点C，该锁扣支点C扣住所述的跳扣支点B形成锁定，该锁扣支点C松开所述的跳扣支点B形成解锁。

根据本发明的一种变体实施方式：所述的连杆机构包括脱扣装置的跳扣15和锁扣19、棘轮装置的棘轮17和棘爪18、连杆5和一个其弹力驱使顶杆6向分闸位置转动的储能弹簧4；所述的连杆5的第二端与跳扣15铰链连接，其第一端与从动锥状齿轮3铰链连接；所述的跳扣15的一端设有跳扣支点B，另一端设有销轴16，在其跳扣支点B与销轴16之间的中间位置与所述连杆5的第一端铰链连接，所述的销轴16与顶杆6上的轨迹槽A配合；所述的棘轮17上设有驱动部F和一个将棘轮17安装在从动锥状齿轮3上的连接机构，所述的棘爪18枢转安装在侧板23上，棘爪18上设有可与棘轮17上的驱动部F配合的从动部E和可与锁扣19上的触动部G配合的主动部H；所述的锁扣19枢转安装在侧板23上，锁扣19上设有触动部G和锁扣支点C，锁扣支点C扣住所述的跳扣支点B形成锁定，锁扣支点C松开所述的跳扣支点B形成解锁。

根据本发明的另一种具体实施方式：所述的棘轮装置触动所述的脱扣装置解锁的动作发生在从动锥状齿轮3向分闸方向转动开始之后至所述的连杆5到达机构死点的位置之前。

进一步优选的：所述的脱扣装置的锁扣19上设有用于驱使锁扣19复位的复位弹簧。

进一步优选的：所述的棘轮装置的棘爪18上设有扭力弹簧24，扭力弹簧24的弹力驱使所述棘爪18的主动部H与所述锁扣19上的触动部G接触。

进一步优选的：所述的棘轮装置的棘轮17的连接机构包括安装在从动锥状齿轮3上的棘轮转轴21、设置在棘轮转轴21和棘轮17上的锁止结构和弹簧22，所述的锁止结构限定棘轮17只能单向绕所述棘轮转轴21转动，所述的弹簧22向所述的锁止结构提供锁止力。

进一步优选的：所述由连杆5的位置限定的机构死点具有在连线P与连线Q之间的夹角θ＝180°，其中连线P为所述连杆5与从动锥状齿轮3连接的第一端的铰链14和连杆5的第二端的铰链之间的连线，连线Q为所述连杆5第一端的铰链14与从动锥状齿轮3的枢轴10之间的连线。

进一步优选的：所述的储能弹簧4为扭簧，该扭簧的一端与顶杆6连接，该扭簧的另一端与侧板23连接。

本发明具有如下优点：

1、通过采用包括脱扣装置、棘轮装置、连杆和储能弹簧的连杆机构，在正常分闸操作过程中由棘轮装置优先触动脱扣装置解锁，致使储能弹簧驱动顶杆转到分断位置，可实现快速分断。

2、采用连杆辅助驱动脱扣装置致使顶杆转到分断位置，以确保在触头发生熔焊的情况下，旋钮的分闸操作力仍能作用于顶杆，并给顶杆附加分闸操作力以实现强制分闸，并在实现强制分闸失败时能确保旋钮不能转到分断位置。

3、本发明还可实现在触动脱扣装置解锁之前对作用于脱扣装置的储能弹簧的弹力进行卸力，以减小脱扣装置的磨损，从而提升产品的频繁合闸/分闸操作的安全性、可靠性及使用寿命。

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是处于分闸位置的本发明的能快速分断的电机起动器的操作机构的平面结构示意图。

图2是处于合闸位置的本发明的能快速分断的电机起动器的操作机构的平面结构示意图。

图3是采用本发明的能快速分断的电机起动器的操作机构的交流电机起动器的立体爆炸示意图。

图4是图2的K局部放大图。

具体实施方式

下面结合图1至图4给出的实施例，进一步说明本发明的能快速分断的电机起动器的操作机构的具体实施方式。

参见图1、2，本发明的能快速分断的电机起动器的操作机构安装在基座26内，包括通过枢轴10枢转安装在操作机构的侧板23上的一个从动锥状齿轮3和顶杆6，还包括枢转安装在外盖25上的一个主动锥齿轮2和操作旋钮1、包含跳扣15和锁扣19的脱扣装置，主动锥齿轮2与操作旋钮1传动连接，可将人力传递至操作机构。所述的主动锥齿轮2与操作旋钮1传动连接可采用任意一种已知的结构方式，目的是通过该传动连接，实现操作旋钮1与主动锥齿轮2的相互联动，即操作旋钮1的转动能带动主动锥齿轮2的转动，主动锥齿轮2的转动也能带动操作旋钮1的转动。主动锥齿轮2和操作旋钮1可采用任意一种已知的结构方式分别枢转安装在外盖25上，使主动锥齿轮2和操作旋钮1能相对于外盖25转动。从动锥状齿轮3通过枢轴10安装在操作机构的侧板23上，以使所述的从动锥状齿轮3能绕所述枢轴10转动。通过基座26与侧板23的固定连接，实现主动锥齿轮2与从动锥状齿轮3的啮合，从动锥状齿轮3与主动锥齿轮始终啮合，顶杆6以转动的方式在合闸位置与分闸位置之间转换。申请人经反复研究各种同类产品后发现：第一，要加快操作机构的分闸分断速度，主要是要加快顶杆6从图2所示的合闸位置转到图1所示的分闸位置的转动速度，同时该转动速度不会受到由操作旋钮1输入的分闸操作力的拖累或干扰。第二，要解决触头熔焊带来的安全隐患问题，也就是在该分闸过程中需要由操作旋钮1输入的分闸操作力附加驱动顶杆6执行强制分闸，并且在强制分闸失败时还能确保旋钮1不能转到图1所示的分闸位置；第三，操作机构其断开速度与人力操作的扭矩的大小及旋转速度有关，从而导致断开速度不一致，使产品的分断性能不一致，于是从改善分断性能不一致出发，期望在分闸操作过程中摆脱旋钮1输入的操作力，然而，从解决触头熔焊隐患出发，期望在分闸操作过程中介入旋钮1输入的操作力，以实现强制分闸，并确保在强制分闸失败时旋钮1不能转到分闸位置，或者说，在旋钮1转到分闸位置时必须确保顶杆6处于分断位置。显然，改善分断性能不一致与解决触头熔焊隐患，是一对矛盾，应该针对从动锥状齿轮3与顶杆6之间进行传动的机构入手进行创新设计。为此，本发明的能快速分断的电机起动器的操作机构包括一种能够同时解决上述三个问题的连杆机构。所述的连杆机构包括脱扣装置、棘轮装置、连杆5和储能弹簧4的组合，其中棘轮装置包括棘轮17和棘爪18(参见图4)。

上述的主动锥齿轮2与从动锥状齿轮3始终啮合，目的是使操作旋钮1、主动锥齿轮2和从动锥状齿轮3三者能够相互联动，即：手动合闸操作使操作旋钮1转动，以带动主动锥齿轮2转动，主动锥齿轮2的转动驱动从动锥状齿轮3向合闸方向转动；手动分闸操作使操作旋钮1转动，以带动主动锥齿轮2转动，主动锥齿轮2的转动驱动从动锥状齿轮3向分闸方向转动。在自动脱扣断开时，储能弹簧4的弹力驱动从动锥状齿轮3向分闸方向转动，也能驱动主动锥齿轮2转动，主动锥齿轮2的转动带动操作旋钮1回到分闸位置。所述的顶杆6通过枢轴11安装在侧板23上，以使顶杆6能绕枢轴11转动。顶杆6的转动用于控制触头系统的分断/闭合，即：当顶杆6绕枢轴11按顺时针方向转到图1所示的分闸位置时，顶杆6的控制部D压迫基座部件200的压板12向下移动，压板12的向下移动驱动触头支持13带着动触头7向下移动，动触头7的向下移动致使动触头7与静触头9分断。当顶杆6绕枢轴11沿逆时针方向转到图2所示的合闸位置时，顶杆6的控制部D释放对于压板12的压迫，在触头弹簧8的弹力作用下，动触头7带着触头支持13向上移动，并致使动触头7与静触头9闭合，触头支持13的向上移动驱动压板12向上移动复位。

本发明的连杆机构既能实现分闸快速分断，同时还能解决触头熔焊隐患，其关键在于由脱扣装置、棘轮装置、连杆5和储能弹簧4构成的连杆机构的结构以及由脱扣装置、棘轮装置、连杆5和储能弹簧4之间形成的传动链，即连杆机构的传动链结构。所述的连杆机构的传动链的工作过程包括：所述的从动锥状齿轮3向分闸方向的转动，驱使所述的棘轮装置和连杆5同时运动，该棘轮装置的运动先触动脱扣装置解锁，该解锁致使储能弹簧4驱动顶杆6转到分闸位置，同时连杆5的运动仍辅助驱动脱扣装置的跳扣15运动，该运动最终驱使顶杆6转到分闸位置。所述的从动锥状齿轮3向合闸方向的转动，驱使所述棘轮装置复位和驱动连杆5运动，连杆5驱动脱扣装置的跳扣15运动，跳扣15驱动顶杆6转到合闸位置，顶杆6驱使储能弹簧4储能。

操作机构都具有机构死点；在分闸到合闸的操作过程中，机构必须越过该死点才能实现约束力的平衡，操作机构才能稳定在合闸状态；而在合闸到分闸的操作过程中，机构也必须越过该死点才能实现约束力的平衡，操作机构才能稳定在分闸状态。机构死点是由机构中的某些构件的位置限定的，在不同的机构中，用于限定机构死点的构件及其位置是不同的。本发明的连杆机构的死点是由连杆5的位置限定的，换句话说：该连杆机构具有由连杆5的位置限定的机构死点。参见图1、2或图4，具体的由连杆5的位置限定的机构死点的结构特点为，连线P与连线Q之间的夹角θ＝180°，其中连线P为连杆5的与从动锥状齿轮3连接的第一端的铰链14与连杆5的第二端的铰链之间的连线，连线Q为连杆5的第一端的铰链14与从动锥状齿轮3的枢轴10之间的连线。在图1所示的分闸状态下，夹角θ大于180°；在图2和图4所示的合闸状态下，夹角θ小于180°；在图1所示的分闸状态转换到图2和图4所示的合闸状态的合闸操作过程中，夹角θ由大变小并越过死点180°；在图2和图4所示的合闸状态转换到图1所示的分闸状态的分闸操作过程中，夹角θ由小变大并越过死点180°。

所述的棘轮装置的具体结构可有多种实施方式，一种优选的实施方式如图1、2或图4所示：所述的棘轮装置包括其上设有驱动部F的棘轮17和棘爪18，棘轮17通过一连接机构安装在从动锥状齿轮3上，棘爪18通过棘爪枢轴20枢转安装在侧板23上，棘爪18上设有从动部E和主动部H，从动部E可与棘轮17上的驱动部F配合，主动部H可与锁扣19上的触动部G配合。为了使枢转安装在侧板23上的棘爪18能可靠复位，一种优选的方案如图4所示：所述的棘轮装置的棘爪18上设有扭力弹簧24，扭力弹簧24的弹力驱使棘爪18的主动部H与锁扣19上的触动部G接触。所述的扭力弹簧24的弹力应小于锁扣19的复位弹簧的弹力，以确保扭力弹簧24的弹力不可能触动锁扣19动作。为了进一步提高棘轮17的驱动部F在分闸操作过程中能驱动棘爪18的从动部E动作的可靠性，并且棘轮17上的驱动部F从棘爪18的从动部E之上的位置可靠转动到棘爪18的从动部E之下的位置，而棘轮17的驱动部F在合闸操作过程中又能从棘爪18的从动部E之下的位置可靠转动到棘爪18的从动部E之上的位置，上述的将棘轮17安装到从动锥状齿轮3上的连接机构可采用如下的优选方案：所述的棘轮装置的棘轮17的连接机构包括安装在从动锥状齿轮3上的棘轮转轴21、设置在该棘轮转轴21和棘轮17上的锁止结构和弹簧22，该锁止结构限定棘轮17只能单向绕棘轮转轴21转动，弹簧22向锁止结构提供所需的锁止力，棘轮17绕棘轮转轴21转动的方向为图4所示的顺时针方向。也就是说，锁止结构使得棘轮17只能顺时针方向转动，不能逆时针方向转动。

所述的脱扣装置的具体结构可有多种实施方式，一种优选的实施方式如图1、2或图4所示：所述的脱扣装置包括跳扣15和锁扣19，跳扣15的一端设有跳扣支点B，跳扣15的另一端设有销轴16，在其跳扣支点B与销轴16之间的中间位置与连杆5的第二端的铰链连接，销轴16与顶杆6上的轨迹槽A配合；锁扣19枢转安装在侧板23上，锁扣19上设有触动部G和锁扣支点C，锁扣支点C扣住跳扣15的跳扣支点B形成锁定，锁扣支点C松开所述的跳扣支点B形成解锁。上述的销轴16与顶杆6上的轨迹槽A配合的目的在于实现跳扣15与顶杆6之间的驱动关系，销轴16在轨迹槽A中滑动，跳扣15的运动通过其一端的销轴16与轨迹槽A配合，驱动顶杆6绕顶杆枢轴11转动，反之，驱动顶杆6绕顶杆枢轴11的转动也能通过轨迹槽A与销轴16的配合，驱动跳扣15的运动。由于采用销轴16与顶杆6上的轨迹槽A配合和连杆5的第二端的铰链连接位于跳扣15的跳扣支点B与销轴16之间，因此使得在合闸操作过程中，跳扣15的跳扣支点B始终被锁扣19的锁扣支点C扣住。锁扣19通过锁扣枢轴28枢转安装在侧板23上，锁扣19上设有复位弹簧(图中未示出)，该复位弹簧的弹力驱使锁扣19复位，即使得锁扣19及其锁扣支点C能自动扣住跳扣15的跳扣支点B。

上述的连杆机构的具体结构可采用多种不同的脱扣装置与棘轮装置的组合方式，例如一种优选方式的连杆机构包括如下脱扣装置与棘轮装置的组合：脱扣装置的跳扣15，其一端设有跳扣支点B，另一端设有销轴16，在其跳扣支点B与销轴16之间的中间位置与连杆5的第二端的铰链连接，销轴16与顶杆6上的轨迹槽A配合。脱扣装置的锁扣19，它枢转安装在侧板23上，锁扣19上设有触动部G和锁扣支点C，锁扣支点C扣住跳扣15的跳扣支点B形成锁定，锁扣支点C松开跳扣15的跳扣支点B形成解锁。棘轮装置的棘轮17设有驱动部F和用于将棘轮17安装在从动锥状齿轮3上的连接机构，棘轮装置的棘爪18枢转安装在侧板23上，棘爪18上设有从动部E和主动部H，从动部E与棘轮17上的驱动部F配合，主动部H与锁扣19上的触动部G配合。连杆5的第二端与跳扣15铰链连接，第一端与从动锥状齿轮3铰链连接。储能弹簧4采用扭簧，其一端与顶杆6连接，另一端与侧板23连接，其弹力驱使顶杆6向分闸位置转动。

所述的从动锥状齿轮3向分闸方向的转动是由操作旋钮1的分闸操作驱动的，以下结合附图说明在分闸操作过程(即由图2所示的合闸状态转换到图1所示的分闸状态的操作过程)中上述的本发明的传动链结构所包括的传动关系和传动顺序：

先由从动锥状齿轮3驱使棘轮装置和连杆5同时运动，即从动锥状齿轮3带动棘轮装置的棘轮17和连杆5的第一端同时绕枢轴10逆时针转动；在此转动开始后，棘轮装置的运动先触动脱扣装置解锁，即具体由棘轮装置的棘轮17驱动棘轮装置的棘爪18绕棘爪枢轴20顺时针转动，棘爪18触动脱扣装置的锁扣19、并使锁扣19绕其锁扣枢轴28逆时针转动，然后锁扣枢轴28的转动使脱扣装置解锁，即锁扣19的锁扣支点C与跳扣15的跳扣支点B分离(也就是锁扣支点C松开跳扣支点B)；所述脱扣装置的解锁致使储能弹簧4驱动顶杆6转到分闸位置，即所述的解锁使得跳扣15因失去由锁扣支点C提供的平衡力而不能对顶杆6施加驱动力，于是，储能弹簧4的弹力驱动顶杆6绕其顶杆枢轴11顺时针转动，在触头未发生熔焊的正常情况下，储能弹簧4的弹力将一直驱动顶杆6转到分闸位置；同时连杆5的运动仍辅助驱动脱扣装置的跳扣15运动，即在脱扣装置的解锁致使储能弹簧4驱动顶杆6转到分闸位置的同时，继续保持由分闸操作力通过从动锥状齿轮3驱使棘轮装置和连杆5同时绕枢轴10逆时针转动的运动，该运动使得棘轮17上的驱动部F从图4所示的位置(棘轮17的驱动部F处于棘爪18的从动部E之上的位置)转动到图1所示的位置(棘轮17的驱动部F处于棘爪18的从动部E之下的位置)，而一旦棘轮17的驱动部F转到棘爪18的从动部E之下的位置，则锁扣19在其复位弹簧(图中未示出)的弹力作用下将往回转动(顺时针转动)，锁扣19的往回转动驱使其锁扣支点C与跳扣15的跳扣支点B接触(也就是锁扣支点C扣住跳扣支点B)，从而使脱扣装置重新锁定，该锁定使得分闸操作力又可以通过从动锥状齿轮3和连杆5作用于跳扣15，即连杆5的运动仍辅助驱动脱扣装置的跳扣15运动，该运动最终驱使顶杆6转到分闸位置。由于跳扣15驱使顶杆6的转动方向与储能弹簧4的弹力驱动顶杆6的转动方向是相同的，所以跳扣15能够辅助驱动顶杆6最终转到分闸位置。本发明的这种结构实现了以下两个作用：一是在触头未发生熔焊的正常情况下，跳扣15作用于顶杆6的辅助驱动力与储能弹簧4作用于顶杆6驱动力的叠加，能加快顶杆6最终转到分闸位置的转动速度；二是在触头发生熔焊的异常情况下，跳扣15作用于顶杆6的辅助驱动力与储能弹簧4作用于顶杆6驱动力的叠加，能加大顶杆6对于压板12的驱动力，使足够大的人为的分闸操作力能介入分断操作，以确保顶杆6最终能转到分闸位置。

为了能进一步利用连杆机构的脱扣特性所产生的加速效应，同时还能减小脱扣装置的磨损，本发明的一种优选的方案是，所述的棘轮装置触动脱扣装置解锁的动作发生在从动锥状齿轮3向分闸方向转动开始之后至连杆5到达机构死点的位置之前。应当能理解，在本发明的技术方案下，棘轮装置触动脱扣装置解锁的动作发生在从动锥状齿轮3向分闸方向转动开始之后的传动顺序特征，能减小脱扣装置的磨损，因为在从动锥状齿轮3向分闸方向转动开始之后的最初的分闸操作过程中，从动锥状齿轮3通过连杆5作用于跳扣15的驱动力能卸去大部分由储能弹簧4通过顶杆6作用于跳扣15的驱动力，也就是说，分断操作力能减小脱扣装置的锁扣19的锁扣支点C与跳扣15的跳扣支点B之间的相互作用力，而且在连杆5到达机构死点位置之前，脱扣装置仍能保持锁定，因此，在从动锥状齿轮3向分闸方向转动开始之后脱扣，能大大减小锁扣支点C与跳扣支点B之间的相互作用力，从而可大大减小锁扣支点C与跳扣支点B之间的磨损。而在本发明的技术方案下，棘轮装置触动脱扣装置解锁的动作发生在连杆5到达机构死点的位置之前，能加快分闸速度，因为在连杆5到达机构死点的位置之前，脱扣装置仍处于锁定状态，在锁定状态下触动脱扣，能使脱扣分闸的速度达到最佳效果。

所述的从动锥状齿轮3向合闸方向的转动是由操作旋钮1的合闸操作驱动的，以下结合附图说明在合闸操作过程(即由图1所示的分闸状态转换到图2所示的合闸状态的操作过程)中上述的本发明的传动链结构所包括的传动关系和传动顺序：

先由从动锥状齿轮3驱使棘轮装置和连杆5同时运动，即从动锥状齿轮3带动棘轮装置的棘轮17和连杆5的第一端同时绕枢轴10顺时针转动；在此转动开始后，从动锥状齿轮3带动棘轮装置的运动使其复位，即该运动使得棘轮17上的驱动部F从图1所示的位置(棘轮17的驱动部F处于棘爪18的从动部E之下的位置)转动到图4所示的位置(棘轮17的驱动部F处于棘爪18的从动部E之上的位置)，而且在此位置转换过程中，棘轮17的驱动部F与棘爪18的从动部E之间接触配合，不会使棘爪18妨碍脱扣装置锁定；同时，从动锥状齿轮3带动连杆5运动，连杆5驱动脱扣装置的跳扣15运动，该运动始终使脱扣装置保持锁定，即跳扣15的跳扣支点B始终被锁扣19的锁扣支点C扣住；于是跳扣15驱使顶杆6绕其顶杆枢轴11逆时针转动，直到顶杆6转到合闸位置；同时，顶杆6的转动驱使储能弹簧4储能。

还应当清楚，尽管本发明已参照一些具体实例进行了描述，但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。

Claims (10)

1.一种能快速分断的电机起动器的操作机构，安装在基座(26)内，包括分别枢转安装在外盖(25)上的一个主动锥齿轮(2)和操作旋钮(1)、储能弹簧(4)、包括跳扣(15)和锁扣(19)的脱扣装置以及通过枢轴(10)枢转安装在侧板(23)上的一个从动锥状齿轮(3)和顶杆(6)，所述的主动锥齿轮(2)与操作旋钮(1)传动连接，实现操作旋钮(1)与主动锥齿轮(2)的相互联动，可将人力传递至操作机构，所述的顶杆(6)以转动的方式在合闸位置与分闸位置之间转换，其特征在于：

所述的从动锥状齿轮(3)与主动锥齿轮(2)通过外盖(25)与侧板(23)的固定连接实现二者的始终啮合，以使操作旋钮(1)、主动锥齿轮(2)和从动锥状齿轮(3)三者能够相互联动；

所述的操作机构还包括一连杆机构，该连杆机构包括一棘轮装置、连杆(5)和所述的脱扣装置、储能弹簧(4)的组合，具有由连杆(5)的位置限定的机构死点，并且，所述的连杆机构应满足如下传动链关系：

使所述的从动锥状齿轮(3)向分闸方向的转动能驱使所述的棘轮装置和连杆(5)同时运动，所述的棘轮装置的运动触动所述脱扣装置解锁、且使储能弹簧(4)驱动顶杆(6)转到分闸位置，同时所述的连杆(5)的运动仍辅助驱动所述脱扣装置的跳扣(15)运动直到最终驱使顶杆(6)转到分闸位置；和

使所述的从动锥状齿轮(3)向合闸方向的转动能驱使所述棘轮装置复位和驱使所述连杆(5)运动，连杆(5)驱动脱扣装置的跳扣(15)带动顶杆(6)转到合闸位置，同时顶杆(6)驱使储能弹簧(4)实现储能。

2.根据权利要求1所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述的棘轮装置包括通过一连接机构安装在从动锥状齿轮(3)上的棘轮(17)和枢转安装在侧板(23)上的棘爪(18)，所述棘轮(17)上设有驱动部F，所述棘爪(18)上设有从动部E和主动部H，该从动部E与棘轮(17)上的驱动部F配合，棘爪(18)上的主动部H与锁扣(19)上的触动部G配合。

3.根据权利要求1所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述的脱扣装置的跳扣(15)的一端设有跳扣支点B，跳扣(15)的另一端设有销轴(16)，在所述的跳扣支点B与销轴(16)之间的中间位置与连杆(5)的第二端铰链连接，销轴(16)与顶杆(6)上的轨迹槽A配合；所述的脱扣装置的锁扣(19)枢转安装在侧板(23)上，锁扣(19)上设有触动部G和锁扣支点C，该锁扣支点C扣住所述的跳扣支点B形成锁定，该锁扣支点C松开所述的跳扣支点B形成解锁。

4.根据权利要求1所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：

所述的连杆机构包括脱扣装置的跳扣(15)和锁扣(19)、棘轮装置的棘轮(17)和棘爪(18)、连杆(5)和一个其弹力驱使顶杆(6)向分闸位置转动的储能弹簧(4)；

所述的连杆(5)的第二端与跳扣(15)铰链连接，其第一端与从动锥状齿轮(3)铰链连接；

所述的跳扣(15)的一端设有跳扣支点B，另一端设有销轴(16)，在其跳扣支点B与销轴(16)之间的中间位置与所述连杆(5)的第一端铰链连接，所述的销轴(16)与顶杆(6)上的轨迹槽A配合；

所述的棘轮(17)上设有驱动部F和一个将棘轮(17)安装在从动锥状齿轮(3)上的连接机构，所述的棘爪(18)枢转安装在侧板(23)上，棘爪(18)上设有可与棘轮(17)上的驱动部F配合的从动部E和可与锁扣(19)上的触动部G配合的主动部H；

所述的锁扣(19)枢转安装在侧板(23)上，锁扣(19)上设有触动部G和锁扣支点C，锁扣支点C扣住所述的跳扣支点B形成锁定，锁扣支点C松开所述的跳扣支点B形成解锁。

5.根据权利要求1所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述的棘轮装置触动所述的脱扣装置解锁的动作发生在从动锥状齿轮(3)向分闸方向转动开始之后至所述的连杆(5)到达机构死点的位置之前。

6.根据权利要求1或3或4所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述的脱扣装置的锁扣(19)上设有用于驱使锁扣(19)复位的复位弹簧。

7.根据权利要求1或2或4所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述的棘轮装置的棘爪(18)上设有扭力弹簧(24)，扭力弹簧(24)的弹力驱使所述棘爪(18)的主动部H与所述锁扣(19)上的触动部G接触。

8.根据权利要求2或4所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述的棘轮装置的棘轮(17)的连接机构包括安装在从动锥状齿轮(3)上的棘轮转轴(21)、设置在棘轮转轴(21)和棘轮(17)上的锁止结构和弹簧(22)，所述的锁止结构限定棘轮(17)只能单向绕所述棘轮转轴(21)转动，所述的弹簧(22)向所述的锁止结构提供锁止力。

9.根据权利要求1或5所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述由连杆(5)的位置限定的机构死点具有在连线P与连线Q之间的夹角θ＝180°，其中连线P为所述连杆(5)与从动锥状齿轮(3)连接的第一端的铰链(14)和连杆(5)的第二端的铰链之间的连线，连线Q为所述连杆(5)第一端的铰链(14)与从动锥状齿轮(3)的枢轴(10)之间的连线。

10.根据权利要求1或4所述的能快速分断的电机起动器的操作机构，其特征在于：所述的储能弹簧(4)为扭簧，该扭簧的一端与顶杆(6)连接，该扭簧的另一端与侧板(23)连接。