CN105006389A - 开关操作机构及断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关操作机构及断路器，该开关操作机构包括外壳、设置在外壳内的驱动单元、与驱动单元传动连接的传动齿轮、与传动齿轮传动连接的杠杆、与传动齿轮传动连接的储能单元、以及与储能单元传动连接的传动单元；驱动单元通过驱使传动齿轮转动带动储能单元转动进行储能，储能单元储能达到最大后释能，带动传动单元转动，传动单元促使断路器本体手柄向合闸方向转动，以使断路器本体合闸；驱动单元通过驱使传动齿轮反转带动储能单元复位，储能单元复位后，驱动单元继续反转带动杠杆转动，杠杆压制限制件，使得断路器本体脱扣并限制断路器本体合闸。本发明可用于断路器本体的自动合闸和脱扣操作，可靠性和安全性高。

Description

开关操作机构及断路器

技术领域

本发明涉及断路器领域，尤其涉及一种开关操作机构及断路器。

背景技术

根据国家电网的要求，在预付费电表的线路中，智能电表的下端线路中需安装小型智能断路器，称为电能表外置断路器，作费控、线路保护和自动重合闸之用。当用户电表欠费时，小型断路器可以自动断开线路，在用户续交电费前，如果人为扳动手柄合闸，手柄会被扳动到合闸位置，但是断路器触头仍处于断开位置，并且手柄会自动复位至分闸位置，用户无法自行取电。只有当用户续费后，小型智能断路器才会自动重合闸，闭合电路，进行供电。

同时，标准要求，在智能断路器闭合过程中，只允许断路器动触头处于闭合或者最大断开位置，避免断路器在合闸过程中因线路突然断电或重合闸模块零件功能失效而导致的断路器动触头停止在中间位置，因为动触头停留在中间位置时，动、静触头之间的电气间隙可能会远小于触头最大开距，在线路再次供电时，断路器动、静触头存在击穿的风险，同时断路器进、出线端存在接通的可能性，带来安全隐患。

中国专利CN201420506972.3公开了一种断路器的重合闸装置，根据国家电网近期修订的标准，该专利存在以下缺陷：第一，自动重合闸过程中，动触头可停止在闭合和最大断开位置之间的任何位置，存在隐患；第二，电能表欠费后，用户往合闸位置扳动手柄，此时断路器触头可以接通，仍能合闸供电，不符合国家电网的规定；第三，没有采用内轴传动，当用户欠费了，用户可以通过流氓操作破坏极与极之间联动的手柄，从而达到欠费仍能继续用电的目的，也就是无法实现真正的费控，不符合国网的要求。

针对以上缺陷，有必要设计一种开关操作机构，以解决以上问题，达到符合国家电网的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有相关技术存在的缺陷，提供一种可靠性高的开关操作机构及断路器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种断路器的开关操作机构，包括外壳、设置在所述外壳内的驱动单元、与所述驱动单元传动连接的传动齿轮、与所述传动齿轮传动连接并伸出所述外壳以与断路器本体内限制件配合的杠杆、与所述传动齿轮传动连接并在储能后可释能的储能单元、以及与所述储能单元传动连接并伸出所述外壳以与所述断路器本体内手柄配合的传动单元；

所述驱动单元通过驱使所述传动齿轮正转带动所述储能单元转动进行储能，所述储能单元储能达到最大后释能，带动所述传动单元转动，所述传动单元促使所述手柄向合闸方向转动，以使所述断路器本体合闸；

所述驱动单元通过驱使所述传动齿轮反转带动储能单元复位，储能单元复位后，所述传动齿轮继续反转带动所述杠杆转动，所述杠杆压制所述限制件，使得断路器本体脱扣并限制所述断路器本体合闸。

优选地，所述储能单元包括同轴设置在所述传动齿轮上的转轴、相对且可转动连接在所述转轴侧面上的两个连杆、分别与所述连杆铰接的两个支撑柱、以及两个可伸缩的弹性件；所述弹性件的一端设置在所述支撑柱上，另一端设置在所述外壳上；

所述转轴在所述传动齿轮转动带动下在一第一位置转动至一第二位置；

在所述第一位置，所述支撑柱和所述连杆的铰接点、所述连杆与所述转轴的连接点、以及所述转轴的圆心呈三角形排布，所述弹性件处于原始状态或储能状态；

在所述第二位置，所述支撑柱和所述连杆的铰接点、所述连杆与所述转轴的连接点、以及所述转轴的圆心在一直线上，所述弹性件经压缩储能达到最大。

优选地，所述传动齿轮与所述转轴配合的表面设有弧形的齿轮槽，所述转轴与所述传动齿轮配合的表面设有弧形的第一凸台，所述第一凸台沿所述齿轮槽延伸方向可移动地配合在所述齿轮槽内；所述传动齿轮转动带动所述齿轮槽内壁抵压所述第一凸台，通过所述第一凸台带动所述转轴转动；

所述齿轮槽位于所述传动齿轮的圆心外围，所述第一凸台位于所述转轴的圆心外围；并且，所述齿轮槽对应的角度α减去所述第一凸台对应的角度β1后等于或大于所述断路器本体手柄分合闸转动角度。

优选地，所述传动单元位于所述储能单元远离所述传动齿轮的一侧；

所述传动单元包括与所述转轴传动连接并同轴设置在所述转轴上的传动件、以及与所述传动件传动连接的内轴；所述内轴一端插设在所述传动件远离所述转轴的一端上，另一端伸出所述外壳以与所述断路器本体内手柄配合；所述传动件转动通过所述内轴传动，使得所述断路器本体合闸。

优选地，所述传动件与所述转轴配合的表面设有弧形的凹槽，所述转轴与所述传动件配合的表面设有弧形的第二凸台，所述第二凸台沿所述凹槽延伸方向可移动地配合在所述凹槽内；所述转轴转动带动所述第二凸台抵压所述凹槽内壁，带动所述传动件转动；

所述凹槽位于所述传动件的圆心外围，所述第二凸台位于所述转轴的圆心外围；并且，所述凹槽对应的角度γ减去所述第二凸台对应的角度β2后等于或大于所述断路器本体手柄分合闸转动角度的2倍。

优选地，该开关操作机构还包括对应所述传动件设置在所述外壳内的微动开关，所述微动开关与所述驱动单元电连接；

所述传动件的侧面还凸设有在所述断路器本体合闸时触动所述微动开关、使得所述微动开关输出控制信号控制所述驱动单元停止的触动件。

优选地，该开关操作机构还包括设置在所述传动齿轮和杠杆之间的联动件；所述外壳内设有供所述联动件定位其中并可移动的导向槽；

所述传动齿轮的侧面设有与所述联动件一端可分离抵接的凸块，所述联动件的另一端与所述杠杆配合，所述传动齿轮转动通过所述凸块驱动所述联动件沿所述导向槽移动，从而驱使所述杠杆圆周转动以压制所述限位件。

优选地，所述驱动单元包括驱动电机、以及同轴设置在所述驱动电机输出轴上的伞齿轮；

所述传动齿轮为与所述伞齿轮啮合的传动伞齿轮。

优选地，所述外壳包括相配合连接的第一壳体和第二壳体；所述驱动单元、传动齿轮、杠杆以及储能单元设置在所述第一壳体上；

所述第一壳体的内面设有供所述杠杆可转动配合其上的定位轴、供所述驱动单元定位其上的第一定位部、供所述传动齿轮可转动定位其上的定位槽、以及供所述储能单元定位的第二定位部；

所述定位槽的中部位置设有贯通所述第一壳体的定位孔，所述传动齿轮的一侧配合在所述定位孔内。

本发明还提供一种断路器，包括断路器本体以及上述任一项的开关操作机构，所述开关操作机构设置在所述断路器本体一侧上；

所述开关操作机构的传动单元伸入所述断路器本体内，与所述断路器本体内的手柄配合，通过转动促使所述手柄向合闸方向转动，使所述断路器本体合闸；

所述开关操作机构的杠杆一端伸入所述断路器本体内，与所述断路器本体内的限位件配合，通过转动压制所述限位件或解制。

本发明的开关操作机构，用于断路器，具有较高的可靠性和合理性；通过驱动单元、传动齿轮、杠杆、传动单元以及储能单元相配合；通过储能单元和传动单元配合，储能单元进行储能并能驱动传动齿轮快速反转复位及传动单元转动，断路器本体迅速合闸，断路器本体触头具有较大的闭合速度和良好的接通性能，避免触头可停止在闭合和最大断开位置之间的任何位置，提高安全性；通过传动带动杠杆转动以使杠杆压制断路器本体的限位件，限制合闸，避免在欠费条件下用户通过流氓操作使断路器合闸而继续供电。

本发明可用于断路器本体的自动合闸和脱扣操作，适用于智能电能表线路中具有欠费自动分闸、续费自动重合闸要求的场合。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的开关操作机构的结构示意图；

图2是图1所示开关操作机构的爆炸图；

图3是图1所示开关操作机构的移除第二壳体后的结构示意图；

图4、图5分别是图3所示开关操作机构中传动齿轮处于第一位置和第二位置的结构示意图；

图6是图3所示开关操作机构中传动齿轮和转轴的配合结构示意图；

图7是图3中驱动单元移除后的部分结构示意图；

图8是图3所示开关操作机构中转轴和传动件的配合结构示意图；

图9是本发明一实施例的断路器的结构示意图。

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，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-3所示，本发明一实施例的开关操作机构1，其与断路器本体2(如图9所示)拼接构成断路器。该开关操作机构1包括外壳10、设置在外壳10内的驱动单元20、传动齿轮30、杠杆40、储能单元50以及传动单元60；传动齿轮30与驱动单元20传动连接，杠杆40与传动齿轮30传动连接并伸出外壳10以与断路器本体2内限制件配合，储能单元50与传动齿轮30传动连接并在储能后可释能。传动单元60与储能单元50传动连接并伸出外壳10以与断路器本体2内手柄配合。

驱动单元20通过驱使传动齿轮30正向转动，带动储能单元50转动进行储能，储能单元50储能达到最大后释能，带动传动单元60转动，传动单元60促使手柄向合闸方向转动，以使断路器本体2合闸，达到断路器触头快速闭合的目的。在断路器本体2闭合过程中，断路器触头只存在合闸、分闸两个位置，避免触头停留在中间位置，有效避免了因触头停留在中间位置而引起的安全隐患的可能性，也避免了因开关操作机构故障引起的开距减小而导致的绝缘距离减小的隐患，从而提高了安全性能。

驱动单元20通过驱使传动齿轮30反转带动储能单元50复位，储能单元50复位后，传动齿轮30继续反转带动杠杆40转动，杠杆40压制断路器本体2内部限制件，可使得断路器本体2脱扣，并可以限制断路器本体2合闸，从而断路器本体2处于分闸状态(断路器本体2内部限制件包括断路器本体2内部任何操作机构零件)。这样，可避免在欠费条件下用户通过流氓操作使断路器合闸而继续供电。当用户续费后，驱动单元20驱动传动齿轮30再次正转时，杠杆40也反转复位，解除对断路器本体2限位件的压制，开关操作机构1可带动断路器本体2自动合闸。

其中，如图2所示，外壳10包括相配合连接的第一壳体11和第二壳体12；驱动单元20、传动齿轮30、杠杆40以及储能单元50设置在第一壳体11上，通过第二壳体12配合到第一壳体11上将上述各部件封闭起来。

具体地，第一壳体11的内面设有定位轴13，供杠杆40可转动配合其上。定位轴13与该第一壳体11的内面相对垂直，使得杠杆40以与第一壳体11的内面相对垂直的状态设置在第一壳体11上。第二壳体12对应杠杆40的位置设有通槽14，通槽14对应杠杆40的转动行程设置，供杠杆40伸出且可转动。

第一壳体11的内面还设有第一定位部15，供驱动单元20定位其上。该第一定位部15可为卡座，驱动单元20卡设其中进行定位。

第一壳体11的内面还设有第二定位部16，供储能单元50定位。

第一壳体11的内面还设有定位槽17，供传动齿轮30可转动定位其上。定位槽17的中部位置设有贯通第一壳体11的定位孔18，传动齿轮30的一侧配合在定位孔18内，使得传动齿轮30的该侧可露出外壳10，供外部操作。

驱动单元20包括驱动电机21、以及同轴设置在驱动电机21输出轴上的伞齿轮22。传动齿轮30为与伞齿轮22啮合的传动伞齿轮，通过两者配合使得传动齿轮30的转动方向与驱动电机21输出轴的转动方向相垂直。

传动齿轮30远离储能单元50的一侧设有凸出的凸台，凸台配合在第一壳体11上的定位孔18中，在传动齿轮30转动时，该凸台可在定位孔18内转动。凸台中部设有插槽，可供转动件插设其中，以在必要情况下在外部转动传动齿轮30。

储能单元50包括转轴51、相对且可转动连接在转轴51侧面上的两个连杆52、分别与连杆52铰接的两个支撑柱53、以及两个可伸缩的弹性件54。转轴51同轴设置在传动齿轮30上，在传动齿轮30(正转)的带动下做与传动齿轮30转动方向相同的圆周转动。连杆52在转轴51上的连接，可将转轴51的圆周转动转成线形运动，通过支撑柱53也相对与连杆52转动，压缩弹性件54。

弹性件54的一端设置在支撑柱53上，另一端设置在外壳10上；转轴51在传动齿轮30转动带动下在一第一位置转动至一第二位置。

在第一位置(初始状态)，支撑柱53和连杆52的铰接点、连杆52与转轴51的连接点、以及转轴51的圆心呈三角形排布，弹性件54处于原始状态或储能状态，如图4所示。在第一位置向第二位置转变过程中，传动齿轮30沿图4中箭头所示方向圆周转动(正转)，而后带动转轴51绕箭头所示方向圆周转动，两个弹性件54分别向两方向压缩。在第二位置(转轴51转到死点位置)，支撑柱53和连杆52的铰接点、连杆52与转轴51的连接点、以及转轴51的圆心在一直线上，弹性件54经压缩储能达到最大，如图5所示。

传动齿轮30对储能单元50单向驱动，在弹性件54储能达到最大后，传动齿轮30再带动转轴51继续稍微转动，弹性件54在回复力作用下伸展复位，通过支撑柱53和连杆52带动转轴51快速转动。储能单元50的双弹性件54设置，进行储能和释能，提高开关操作机构的可靠性。

图4、5所示为传动齿轮30在正转情况下带动储能单元50正转储能、释能前的结构示意。当传动齿轮30在反转情况下，同样可带动储能单元50反转储能、释能，储能单元50反转储能时的结构可参照图4所示的第一位置(转动方向相反，状态呈对称)，储能单元50反转储能至最大时可参照图5所示第二位置相关所述，状态与第二位置的状态呈对称。应当理解地，储能单元50通过正转储能后，释能时转轴51快速转动，转动方向也是正转；反之，储能单元50通过反转储能后，释能时转轴51快速转动，转动方向也是反转，储能单元50通过反转复位。储能单元50在释能时，转轴51与传动齿轮50之间是空载，不会驱动传动齿轮30转动。

具体地，在储能单元50的一个实施例中，转轴51呈柱状体，其通过轴孔配合方式可转动设置在传动齿轮30上。传动齿轮30的圆心位置可设有凸出的轴，转轴一端表面的圆心位置可设有孔，通过轴和孔的相配合实现转轴51和传动齿轮30的同轴设置。

进一步地，如图6所示，传动齿轮30与转轴51配合的表面设有弧形的齿轮槽31，转轴51与传动齿轮30配合的表面设有弧形的第一凸台511，第一凸台511沿齿轮槽31延伸方向可移动地配合在齿轮槽31内。齿轮槽31位于传动齿轮30的圆心外围，第一凸台511位于转轴51的圆心外围；并且，齿轮槽31对应的角度α减去第一凸台511对应的角度β1后等于或大于断路器本体2手柄分合闸转动角度。

传动齿轮30转动带动齿轮槽31内壁抵压第一凸台511，通过第一凸台511带动转轴51转动，这样使得在传动齿轮30转动时驱使转轴51转动。结合图4、6，在第一位置时，第一凸台511位于齿轮槽31内一端(齿轮槽31另一端在传动齿轮30转动方向上)；在第一位置向第二位置转变的过程中，传动齿轮30正转驱动转轴51正转，弹性件54压缩储能；在第二位置时弹性件54储能达到最大；在第二位置后，转轴51快速正转释能，带动第一凸台511沿齿轮槽31向齿轮槽31内另一端移动，从而并未抵压齿轮槽31内壁，因此不会反向驱动传动齿轮30转动。。

弹性件54优选弹簧，也可采用其他可压缩的弹性件。第一壳体11内的第二定位部16可对应弹性件54为具有槽位的定位臂，弹性件54的一端套设在支撑柱53的一端上，弹性件54的另一端定位在槽位内。支撑柱53套设弹性件54的一端可插入到槽位内，并可沿槽位移动从而压缩弹性件54。

传动单元60位于储能单元50远离传动齿轮30的一侧。

该传动单元60包括与转轴51传动连接并同轴设置在转轴51上的传动件61、以及与传动件61传动连接的内轴62。内轴62一端插设在传动件61远离转轴51的一端上，另一端伸出外壳10以与断路器本体2内手柄配合。传动件61转动通过内轴62传动，内轴62促使手柄向合闸方向转动，使得断路器本体2合闸。

传动件61远离转轴51的一端上设有与内轴62相适配的轴孔611；内轴62可从外壳10外部自传动件61的轴孔611分离出来。外壳10的第二壳体12上对应传动件61的位置设有开孔121，传动件61远离转轴51的一端可配合在开孔121内。内轴62为多边形轴或椭圆形轴，实现传动件61和内轴62的硬配合传动连接。内轴62伸出外壳10的一端也与断路器本体2的手柄硬配合，从而可带动手柄转动。图2所示内轴62的一个实施例结构，其为三角形内轴。

转轴51单向驱动传动件61，传动件61通过内轴62来驱动负载。传动齿轮30对储能单元50单向驱动，在弹性件54储能达到最大后，在回复力作用下弹性件54伸展复位，通过支撑柱53和连杆52带动转轴51快速反转，会通过内轴62迅速带动负载断路器转动至合闸位置，不会停止在分合闸的中间位置，消除安全隐患。

优选地，如图8所示，在传动单元60的一个实施例中，传动件61呈柱状体，其通过轴孔配合方式可转动设置在与转轴51上，设置方式可参照上述转轴51和传动齿轮30之间的轴孔配合方式。

传动件61与转轴51配合的表面设有弧形的凹槽612，转轴51与传动件61配合的表面设有弧形的第二凸台512，第二凸台512沿凹槽612延伸方向可移动地配合在凹槽512内。凹槽612位于传动件61的圆心外围，第二凸台512位于转轴51的圆心外围，第一凸台511(如图6中所示)和第二凸台512分别位于转轴51的两端上。并且，凹槽612对应的角度γ减去第二凸台512对应的角度β2后等于或大于断路器本体2手柄分合闸转动角度的2倍。齿轮槽31对应的角度α小于凹槽612对应的角度γ。

转轴51转动带动第二凸台512抵压凹槽612内壁，带动传动件61转动。结合图4、5及图8，在第一位置时，第二凸台512位于凹槽612内一端(凹槽612另一端在传动件61的转动方向上)；在第一位置向第二位置转变过程中，转轴51在驱动转轴51正转驱动下正转，转轴51带动第二凸台512在凹槽612内一端向凹槽612内另一端移动，此时传动件61空载不会转动；在第二位置时，第二凸台512位于凹槽612内另一端；在第二位置后，储能单元50释能，转轴51继续快速正转，第二凸台512抵压凹槽612另一端的内壁，带动传动件61快速转动，从而通过内轴62促使断路器本体2合闸。

断路器本体2合闸后，驱动单元20反转驱使传动齿轮30反转，带动储能单元50反转复位，储能单元50的反转复位也是一个储能、释能的过程。在储能单元50正转储能并释能后，第一凸台511位于齿轮槽31内一端(齿轮槽31另一端在传动齿轮30反转方向上)；传动齿轮30受驱动单元20驱动反转时，第一凸台511抵压齿轮槽31该一端内壁，带动转轴51反转，直至弹性件54压缩储能达到最大，传动齿轮30再稍微反转，储能单元50即进行释能。释能时，转轴51快速反转，带动第一凸台511沿齿轮槽31向齿轮槽31内另一端移动，从而并未抵压齿轮槽31内壁，因此不会驱动传动齿轮30转动。同时，在储能单元50正转储能并释能后，第二凸台512位于凹槽612内另一端(凹槽612另一端在传动件61的反转方向上)；转轴51在传动齿轮30驱动下反转时、以及转轴51快速反转释能时，第二凸台512在凹槽612内一端向凹槽612内另一端移动，传动件61空载不会转动。

储能单元50复位后，传动齿轮30继续反转带动杠杆40转动，杠杆40压制限制件以使得断路器本体2脱扣并限制断路器本体2合闸。

杠杆40整体可呈长条状结构，其与定位轴13配合并沿定位轴13可转动。杠杆40和外壳10之间还设有复位弹性件，以驱动杠杆40转动复位。杠杆40由驱动单元20、传动齿轮30依次传动带动转动；传动齿轮30带动杠杆40转动时的转动方向，与传动齿轮30带动储能单元50转轴51转动进行储能时的方向相反。并且，传动齿轮30需转动一定行程后才带动杠杆40转动，该行程大于传动齿轮30受储能单元50释能驱动进行反转的行程大，使得在储能单元50释能时，传动齿轮30反转不会带动杠杆40转动。

在一个选择性实施方式中，如图7所示，该开关操作机构还包括设置在传动齿轮30和杠杆40之间的联动件70。外壳10内设有供联动件70定位其中并可移动的导向槽19；导向槽19主要位于第一壳体11的内面。

联动件70的一端与传动齿轮30可分离传动连接，另一端与杠杆40传动连接。对应地，传动齿轮30的侧面设有与联动件70一端可分离抵接的凸块32，联动件70的另一端与杠杆40配合，传动齿轮30转动通过凸块32驱动联动件70沿导向槽19移动，从而驱使杠杆40圆周转动以压制限位件。

在储能单元50释能驱动传动齿轮30反转时，凸块32不会触碰到联动件70。在驱动单元20继续带动传动齿轮30反转，以使凸块32触碰到联动件70时，由于转轴51与传动齿轮30之间通过第一凸台511和齿轮槽31配合，而传动件61与转轴51也通过凹槽612和第二凸台512配合，传动齿轮30在该反转情况下，第一凸台511未抵压到齿轮槽31内壁，第二凸台512未抵压到凹槽612内壁，使得转轴51不会随着传动齿轮30转动，传动件61也不会跟着转动，从而避免在杠杆40转动解制时带动传动单元60转动。

复位时，驱动单元20带动传动齿轮30转动，凸块32解除对联动件70的抵接，杠杆40转动复位，解除对限位件的压制，断路器可正常合闸。

参考图2、3、7，在本实施例中，驱动单元20位于传动齿轮30的下方，储能单元50在传动齿轮30上，其支撑柱53、弹性件54向两侧延伸；杠杆40位于驱动单元20的一侧，联动件70位于驱动单元20的下方，不被驱动单元20抵压，从而其移动不受驱动单元20的影响。

进一步地，该开关操作机构还包括对应传动件61设置在外壳10内的微动开关(未图示)，微动开关与驱动单元20电连接，从而可发生控制信号给驱动单元20，控制驱动单元20的启闭。

如图7、8所示，传动件61的侧面还凸设有触动件613，在断路器本体2合闸时触动微动开关，使得微动开关输出控制信号控制驱动单元20停止。

当转轴51转过死点后(如图5所示第二位置)，弹性件54储存的能量释放，弹性件54推动支撑柱53运动，支撑柱53通过连杆52驱动转轴51快速转动。当转轴51转过一定角度时，其上方第二凸台512将碰撞传动件61的凹槽612内壁，带动传动件61进行快速转动，通过内轴62带动断路器本体2进行快速合闸。当传动件61转到合闸位置时，传动件61上方的触动件613将碰撞微动开关，微动开关输出信号使驱动电机21停转。

如图9所示，本发明一实施例的断路器，包括断路器本体2以及上述的开关操作机构1，开关操作机构1设置在断路器本体2一侧上。后台终端通过与断路器通讯连接，实现远程控制断路器。

开关操作机构1的传动单元60伸入断路器本体2内，与断路器本体2内的手柄配合，通过转动促使手柄向合闸方向转动，使断路器本体2合闸。具体地，传动单元60中的内轴62伸入断路器本体2内，与断路器本体2内的手柄配合。

开关操作机构1的杠杆40一端伸入断路器本体2内，与断路器本体2内的限位件配合，通过转动压制限位件或解制。断路器本体2内部限制件包括断路器本体2内部任何操作机构零件。

该断路器中，通过开关操作机构1用于断路器本体的自动合闸和脱扣操作，适用于智能电能表线路中具有欠费自动分闸、续费自动重合闸要求的场合。

本发明中，参考图2、3及图9，在欠费状态下，驱动单元20的驱动电机21转动带动传动齿轮30转动，传动齿轮30转动驱动联动件70，联动件70带动杠杆40转动，杠杆40将压迫断路器本体2内部的限制件，而后驱动电机21停止转动。由于限制件处于被压迫状态，断路器内部机构处于解锁状态，即使用户手动合闸，断路器本体的触头仍然处于断开状态，无法闭合。只有用户续费后，解除欠费状态后，驱动电机21反转，通过杠杆40解脱对限制件的压迫，断路器才可以正常自动合闸，用户也可以自行手动分合闸操作。

当断路器本体2合闸完成后，开关操作机构1仍需进行复位。此时，驱动电机21反转，带动传动齿轮30反转，传动齿轮30反转一定角度后带动转轴51反转，转轴51上第二凸台512将脱离传动件61的凹槽612内壁，在断路器本体2手柄力的作用下，传动件61将保持在合闸位置。转轴51转动将驱动弹性件54重新进行储能，当整个开关操作机构1转到初始状态(复位状态)时，传动件61的触动件613将碰撞微动开关，驱动电机21停转，整个复位过程结束。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种开关操作机构，其特征在于，开关操作机构（1）包括外壳（10）、设置在所述外壳（10）内的驱动单元（20）、与所述驱动单元（20）传动连接的传动齿轮（30）、与所述传动齿轮（30）传动连接并伸出所述外壳（10）以与断路器本体（2）内限制件配合的杠杆（40）、与所述传动齿轮（30）传动连接并在储能后可释能的储能单元（50）；以及与所述储能单元（50）传动连接并伸出所述外壳（10）以与所述断路器本体（2）内手柄配合的传动单元（60）；

所述驱动单元（20）通过驱使所述传动齿轮（30）正转带动所述储能单元（50）转动进行储能，所述储能单元（50）储能达到最大后释能，带动所述传动单元（60）转动，所述传动单元（60）促使所述手柄向合闸方向转动，以使所述断路器本体（2）合闸；

所述驱动单元（20）通过驱使所述传动齿轮（30）反转带动所述储能单元（50）复位，所述储能单元（50）复位后，所述传动齿轮（30）继续反转带动所述杠杆（40）转动，所述杠杆（40）压制所述限制件以使得所述断路器本体（2）脱扣并限制所述断路器本体（2）合闸。

2.根据权利要求1所述的开关操作机构，其特征在于，所述储能单元（50）包括同轴设置在所述传动齿轮（30）上的转轴（51）、相对且可转动连接在所述转轴（51）侧面上的两个连杆（52）、分别与所述连杆（52）铰接的两个支撑柱（53）、以及两个可伸缩的弹性件（54）；所述弹性件（54）的一端设置在所述支撑柱（53）上，另一端设置在所述外壳（10）上；

所述转轴（51）在所述传动齿轮（30）转动带动下在一第一位置转动至一第二位置；

在所述第一位置，所述支撑柱（53）和所述连杆（52）的铰接点、所述连杆（52）与所述转轴（51）的连接点、以及所述转轴（51）的圆心呈三角形排布，所述弹性件（54）处于原始状态或储能状态；

在所述第二位置，所述支撑柱（53）和所述连杆（52）的铰接点、所述连杆（52）与所述转轴（51）的连接点、以及所述转轴（51）的圆心在一直线上，所述弹性件（54）经压缩储能达到最大。

3.根据权利要求2所述的开关操作机构，其特征在于，所述传动齿轮（30）与所述转轴（51）配合的表面设有弧形的齿轮槽（31，所述转轴（51）与所述传动齿轮（30）配合的表面设有弧形的第一凸台（511），所述第一凸台（511）沿所述齿轮槽（31）延伸方向可移动地配合在所述齿轮槽（31）内；所述传动齿轮（30）转动带动所述齿轮槽（31）内壁抵压所述第一凸台（511），通过所述第一凸台（511）带动所述转轴（51）转动；

所述齿轮槽（31）位于所述传动齿轮（30）的圆心外围，所述第一凸台（511）位于所述转轴（51）的圆心外围；并且，所述齿轮槽（31）对应的角度α减去所述第一凸台（511）对应的角度β1后等于或大于所述断路器本体（2）手柄分合闸转动角度。

4.根据权利要求2所述的开关操作机构，其特征在于，所述传动单元（60）位于所述储能单元（50）远离所述传动齿轮（30）的一侧；

所述传动单元（60）包括与所述转轴（51）传动连接并同轴设置在所述转轴（51）上的传动件（61）、以及与所述传动件（61）传动连接的内轴（62）；所述内轴（62）一端插设在所述传动件（61）远离所述转轴（51）的一端上，另一端伸出所述外壳（10）以与所述断路器本体（2）内手柄配合；所述传动件（61）转动通过所述内轴（62）传动，使得所述断路器本体（2）合闸。

5.根据权利要求4所述的开关操作机构，其特征在于，所述传动件（61）与所述转轴（51）配合的表面设有弧形的凹槽（612），所述转轴（51）与所述传动件（61）配合的表面设有弧形的第二凸台（512），所述第二凸台（512）沿所述凹槽（612）延伸方向可移动地配合在所述凹槽（612）内；所述转轴（51）转动带动所述第二凸台（512）抵压所述凹槽（612）内壁，带动所述传动件（61）转动；

所述凹槽（612）位于所述传动件（61）的圆心外围，所述第二凸台（512）位于所述转轴（51）的圆心外围；并且，所述凹槽（612）对应的角度γ减去所述第二凸台（512）对应的角度β2后等于或大于所述断路器本体（2）手柄分合闸转动角度的2倍。

6.根据权利要求4所述的开关操作机构，其特征在于，该开关操作机构（1）还包括对应所述传动件（61）设置在所述外壳（10）内的微动开关，所述微动开关与所述驱动单元（20）电连接；

所述传动件（61）的侧面还凸设有在所述断路器本体（2）合闸时触动所述微动开关、使得所述微动开关输出控制信号控制所述驱动单元（20）停止的触动件（613）。

7.根据权利要求1所述的开关操作机构，其特征在于，该开关操作机构（1）还包括设置在所述传动齿轮（30）和杠杆（40）之间的联动件（70）；所述外壳（10）内设有供所述联动件（70）定位其中并可移动的导向槽（19）；

所述传动齿轮（30）的侧面设有与所述联动件（70）一端可分离抵接的凸块（32），所述联动件（70）的另一端与所述杠杆（40）配合，所述传动齿轮（30）转动通过所述凸块（32）驱动所述联动件（70）沿所述导向槽（19）移动，从而驱使所述杠杆（40）圆周转动以压制所述限位件。

8.根据权利要求1-7任一项所述的开关操作机构，其特征在于，所述驱动单元（20）包括驱动电机（21）、以及同轴设置在所述驱动电机（21）输出轴上的伞齿轮（22）；

所述传动齿轮（30）为与所述伞齿轮（22）啮合的传动伞齿轮。

9.根据权利要求1-7任一项所述的开关操作机构，其特征在于，所述外壳（10）包括相配合连接的第一壳体（11）和第二壳体（12）；所述驱动单元（20）、传动齿轮（30）、杠杆（40）以及储能单元（50）设置在所述第一壳体（11）上；

所述第一壳体（11）的内面设有供所述杠杆（40）可转动配合其上的定位轴（13）、供所述驱动单元（20）定位其上的第一定位部（15）、供所述传动齿轮（30）可转动定位其上的定位槽（17）、以及供所述储能单元（50）定位的第二定位部（16）；

所述定位槽（17）的中部位置设有贯通所述第一壳体（11）的定位孔（18），所述传动齿轮（30）的一侧配合在所述定位孔（18）内。

10.一种断路器，其特征在于，包括断路器本体（2）以及权利要求1-9任一项所述的开关操作机构（1），所述开关操作机构（1）设置在所述断路器本体（2）一侧上；

所述开关操作机构（1）的传动单元（60）伸入所述断路器本体（2）内，与所述断路器本体（2）内的手柄配合，通过转动促使所述手柄向合闸方向转动，使所述断路器本体（2）合闸；

所述开关操作机构（1）的杠杆（40）一端伸入所述断路器本体（2）内，与所述断路器本体（2）内的限位件配合，通过转动压制所述限位件或解制。