CN105070578B - 双操作轴三工位机构及其联锁操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双操作轴三工位机构及其联锁操作方法，是针对解决现有同类高压开关产品中操动机构的三工位联锁防启动结构设计欠佳的技术问题而设计。该三工位机构包括前、中、后侧板，以及对应的输出齿轮和过渡齿轮，其要点是所述前侧板与中侧板之间的丝杆通过中侧板与丝杆过渡齿轮连接，丝杆和丝杆轴设有螺母板，摇把通过对应的隔离操作轴或接地操作轴间接带动输出齿轮、过渡齿轮、接地过渡齿轮、丝杆过渡齿轮转动，使丝杆发生转动并带动螺母板在丝杆和丝杆轴前后移动，完成隔离合位、隔离接地分位和接地合位的依次切换。上述结构中隔离、接地操作轴在各操作位时相互之间的联防、联锁，丝杆带动螺母板运动至某一操作位和工作位时的联锁和防启动。

Description

双操作轴三工位机构及其联锁操作方法

技术领域

本发明涉及高压开关的三工位机构，是一种双操作轴三工位机构及其联锁操作方法。

背景技术

高压开关，或称高压断路器，其不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。其操动过程中主要涉及控制高压开关合闸、分闸、接地三个工位，即操动机构处于合闸位置时，不能进行接地操作，处于接地位置时，则不能进行合闸操作；从而保证高压开关操动机构的安全性，防止错误操作导致安全事故发生。如中国专利文献中披露的申请号201420495799.1，申请公布日2015.01.28，发明名称“操作手柄锁定式三工位机构”；其要点是该机构的工位板设有三个工位的板孔，螺母板一侧的锁定销伸出工位板的其中一板孔，工位板的板孔分别与解锁轴上解锁板的解锁销相对；螺母板通过丝杆、螺母轴固定于第二安装板与第三安装板之间，丝杆伸出第三安装板的一端丝杆齿轮与前齿轮啮合。所述解锁轴一端的锁销板与设置于第三安装板外侧的解锁杆一端连接，锁定状态和转换工位状态下的弹簧为原状态，该端解锁杆伸出锁销板的滑孔；解锁杆另一端的第一解锁件另一端设有限位轴，限位轴通过导向罩壳与摇柄的限位齿轮啮合，第一解锁件设有手柄轴。但上述三工位机构的隔离操作轴和接地操作轴 “双轴联防联锁”结构设计欠佳，有待进一步改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种双操作轴三工位机构及其联锁操作方法，使其解决现有同类高压开关产品中三工位联锁防启动结构设计欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种双操作轴三工位机构，该三工位机构的中侧板与后侧板之间设有输出齿轮和过渡齿轮，输出齿轮与过渡齿轮之间依次相互间隔排列，并依次相互啮合，输出齿轮和过渡齿轮分别连接对应的输出轴、传动轴，中侧板与后侧板之间、中侧板与前侧板之间分别通过固定杆支撑，中侧板与前侧板之间设有隔离操作轴、接地操作轴、丝杆、丝杆轴；其特征在于所述中侧板与前侧板之间的接地操作轴通过中侧板与接地过渡齿轮连接，接地过渡齿轮设置于后侧板与中侧板之间；前侧板与中侧板之间的丝杆通过中侧板与丝杆过渡齿轮连接，丝杆过渡齿轮设置于后侧板与中侧板之间，并与接地过渡齿轮啮合；丝杆和丝杆轴设有螺母板，摇把通过对应的隔离操作轴或接地操作轴间接带动输出齿轮、过渡齿轮、接地过渡齿轮、丝杆过渡齿轮转动，使丝杆发生转动并带动螺母板在丝杆和丝杆轴前后移动，完成隔离合位、隔离接地分位和接地合位的依次切换，前侧板的外侧面设有指示牌。上述结构包括隔离操作轴和接地操作轴在各操作位时相互之间的联防、联锁，以及丝杆带动螺母板运动至某一操作位和工作位时的联锁和防启动结构。

所述螺母板的下方设有工位控制板组件，工位控制板组件设置于中侧板与后侧板之间，工位控制板组件的导向板设有导向滑槽，螺母板的工位端插入导向板的导向滑槽，螺母板的指示端穿过指示牌的斜向孔与定位板的垂直孔连接，指示牌的斜向孔设置于中侧板与前侧板之间指示牌的侧板，定位板设置于中侧板与前侧板之间的中侧板侧面，螺母板在丝杆和丝杆轴前后移动带动指示牌上下运动。从而丝杆带动螺母板在运动的同时带动指示片发生运动，实现螺母板与指示牌之间的联锁互动。

所述螺母板呈h字形，螺母板设有工位端、指示端、滚轮端三个端点，螺母板的工位端与设置滚轮的滚轮端一侧对称，螺母板的指示端位于工位端对称的另一侧，丝杆和丝杆轴穿过工位端和滚轮端的该侧。上述结构的螺母板既便于该三工位机构其它拓展结构的使用，又满足该三工位机构对于隔离操作轴、接地操作轴的双操作轴联锁。

所述导向板的中侧板侧设有接地分位控制销，工位控制板组件的前侧板侧设有隔离分位控制销，接地分位控制销和隔离分位控制销分别设有压簧；前侧板的外侧面还依次设有摇把锁定板和操作轴孔控制板，摇把锁定板设有垂直轴孔和垂直滑孔，操作轴孔控制板设有板轴孔和水平滑孔，接地分位控制销和隔离分位控制销分别与操作轴孔控制板的触控端相对，操作轴孔控制板运动控制对应的接地分位控制销、隔离分位控制销伸入导向板的导向滑槽。接地分位控制销和隔离分位控制销分别通过压簧自动复位，并退出导向板的导向滑槽，摇把锁定板和操作轴孔控制板分别通过对应的垂直滑孔和水平滑孔实现上下移动和左右移动，并配合摇把锁定板的垂直轴孔和操作轴孔控制板的轴孔，打开或关闭对应隔离操作轴、接地操作轴的轴孔。

所述隔离分位控制销和接地分位控制销分别设置于导向板的两侧，操作轴孔控制板左右运动控制对应的接地分位控制销、隔离分位控制销伸入导向板的导向滑槽。

所述操作轴孔控制板的工位控制板组件侧通过连接件与前侧板连接，连接件的两端分别与操作轴孔控制板、前侧板连接。从而操作轴孔控制板通过连接件实现左右移动时的摆动。

所述摇把锁定板和操作轴孔控制板通过固定杆、丝杆相连设置于前侧板，并对应穿过摇把锁定板的垂直滑孔和操作轴孔控制板的水平滑孔，摇把锁定板的下方边沿与指示牌的前方牌板相抵，指示牌上下运动带动摇把锁定板上下运动。从而通过指示牌的运动来带动对应的摇把锁定板运动，进而间接带动操作轴孔控制板对应运动。

当该三工位机构处于隔离接地分位时，右移操作轴孔控制板露出接地操作轴的轴孔，左移操作轴孔控制板露出隔离操作轴的轴孔；处于隔离合位时，右移操作轴孔控制板不露出接地操作轴的轴孔，接地操作轴的轴孔被摇把锁定板挡住，左移操作轴孔控制板露出隔离操作轴的轴孔；处于接地合位时，右移操作轴孔控制板露出接地操作轴的轴孔，左移操作轴孔控制板不露出隔离操作轴的轴孔，隔离操作轴的轴孔被摇把锁定板挡住。从而通过上述结构和联锁操作方法使隔离操作轴和接地操作轴在各操作位时实现相互之间的联防、联锁。

该三工位机构在操作隔离操作轴时，隔离分位控制销压入导向板的导向滑槽，螺母板的移动范围限位于接地分位控制销侧；该三工位机构在操作接地操作轴时，接地分位控制销压入导向板的导向滑槽，螺母板的移动范围限位于隔离分位控制销侧；该三工位机构处于隔离接地分位时，隔离分位控制销和接地分位控制销处于自然状态脱离导向板的导向滑槽，螺母板前后移动。从而通过上述结构和联锁操作方法使丝杆带动螺母板运动至某一操作位和工作位时实现联锁和防启动。

所述摇把的轴孔端设有限位圈槽和销子，销子对称设置于两侧，隔离操作轴和接地操作轴的轴孔圈分别设有与摇把销子对应的销槽，摇把插入对应的隔离操作轴或接地操作轴，摇把的限位圈槽与操作轴孔控制板的板轴孔孔口相对；当该三工位机构处于隔离接地分位时，隔离操作轴的轴孔或接地操作轴的轴孔露出，通过摇把操作任一操作轴；处于隔离合位时，接地操作轴的轴孔被挡住，无法操作接地操作轴；处于接地合位时，隔离操作轴的轴孔被挡住，无法操作隔离操作轴；摇把在上述三个工位时，摇把插入或拨出，在工位转换过程中，摇把锁紧不能拔出。即摇把的销子插入隔离操作轴或接地操作轴的销槽时，摇把锁定板正好插入处于摇把的圈槽内，摇把只有在摇把锁定板的内孔才能拨出或插入，其余位置因摇把锁定孔的尺寸小于摇把的直径，摇把无法拨出；只有此处的三个圆孔同心时，摇把才能插入或拨出。

本发明结构设计合理，联锁、联动、防启效果好，操动机构的锁定、解锁、转换操作方便；其适合作为高压开关中操动机构的三工位机构使用，及其同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本发明处于隔离合位的结构示意图。

图2是本发明处于隔离接地分位的结构示意图。

图3是本发明处于接地合位的结构示意图。

图4是本发明处于工位转换状态的结构示意图。

图5是本发明部分的结构示意图。

图6是本发明摇把相关部件爆炸的结构示意图。

图7是本发明工位控制板组件侧的结构示意图。

图8是本发明工位控制板组件在操作隔离操作轴的结构示意图，图中箭头为螺母板移动范围。

图9是本发明工位控制板组件在操作接地操作轴的结构示意图，图中箭头为螺母板移动范围。

图10是本发明工位控制板组件在机构处于隔离接地分位时自然状态的结构示意图。

附图序号及名称：1、前侧板，2、中侧板，3、后侧板，4、输出齿轮，5、过渡齿轮，6、固定杆，7、隔离操作轴，8、接地操作轴，9、摇把锁定板，10、操作轴孔控制板，11、指示牌，12、工位控制板组件，1201、导向板，1202、隔离分位控制销，1203、接地分位控制销，13、丝杆，14、螺母板，15、接地过渡齿轮，16、连接件，17、摇把，18、定位板，19、丝杆轴。

具体实施方式

现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1～图10所示， 该三工位机构的中侧板2与后侧板3之间设有输出齿轮4、过渡齿轮5、接地过渡齿轮15、丝杆过渡齿轮，输出齿轮与过渡齿轮之间依次相互间隔排列，并依次相互啮合，输出齿轮和过渡齿轮分别连接对应的输出轴、传动轴，中侧板与后侧板之间、中侧板与前侧板1之间分别通过固定杆6支撑，中侧板与前侧板之间设有隔离操作轴7、接地操作轴8、工位控制板组件12、丝杆13、螺母板14、定位板18、丝杆轴19和指示牌11的侧板。同时，中侧板与前侧板之间的接地操作轴通过中侧板与接地过渡齿轮连接，接地过渡齿轮设置于后侧板与中侧板之间；前侧板与中侧板之间的丝杆通过中侧板与丝杆过渡齿轮连接，丝杆过渡齿轮设置于后侧板与中侧板之间，并与接地过渡齿轮啮合。丝杆和丝杆轴设有螺母板。螺母板的下方设有工位控制板组件，工位控制板组件设置于中侧板与后侧板之间，工位控制板组件的导向板1201设有导向滑槽，螺母板的工位端插入导向板的导向滑槽；前侧板的外侧面设有指示牌，螺母板的指示端穿过指示牌的斜向孔与定位板的垂直孔连接，指示牌的斜向孔设置于中侧板与前侧板之间指示牌的侧板，定位板设置于中侧板与前侧板之间的中侧板侧面。

上述结构中的螺母板呈h字形，螺母板设有工位端、指示端、滚轮端三个端点，螺母板的工位端与设置滚轮的滚轮端一侧对称，螺母板的指示端位于工位端对称的另一侧，丝杆和丝杆轴穿过工位端和滚轮端的该侧。导向板的中侧板侧设有接地分位控制销1203，工位控制板组件的前侧板侧设有隔离分位控制销1202，接地分位控制销和隔离分位控制销分别设有压簧；前侧板的外侧面还依次设有摇把锁定板9和操作轴孔控制板10，摇把锁定板设有垂直轴孔和垂直滑孔，操作轴孔控制板设有板轴孔和水平滑孔，接地分位控制销和隔离分位控制销分别与操作轴孔控制板的触控端相对，隔离分位控制销和接地分位控制销分别设置于导向板的两侧。操作轴孔控制板的工位控制板组件侧通过连接件16与前侧板连接，连接件的两端分别与操作轴孔控制板、前侧板连接；摇把锁定板和操作轴孔控制板通过固定杆、丝杆相连设置于前侧板，并对应穿过摇把锁定板的垂直滑孔和操作轴孔控制板的水平滑孔，摇把锁定板的下方边沿与指示牌的前方牌板相抵。 摇把的轴孔端设有限位圈槽和销子，销子对称设置于两侧，隔离操作轴和接地操作轴的轴孔圈分别设有与摇把销子对应的销槽；摇把插入对应的隔离操作轴或接地操作轴，摇把的限位圈槽与操作轴孔控制板的板轴孔孔口相对。

根据上述结构特征，该三工位机构的具体操作使用方法如下：图1所示，当三工位机构处于隔离合位时，左移操作孔控制板露出隔离操作轴的轴孔，摇把插入隔离操作轴；此时，右移操作孔控制板不露出接地操作轴孔，接地操作轴的轴孔被摇把锁定板挡住，只能执行隔离操作，摇把在执行隔离操作时不能拔出。如图8所示，左移操作孔控制板的同时，操作孔控制板推动隔离分位控制销插入导向板的导向滑槽，螺母板的移动范围限位于接地分位控制销侧；摇把通过隔离操作轴带动输出齿轮、过渡齿轮、接地过渡齿轮、丝杆过渡齿轮转动，使丝杆发生转动并带动螺母板在丝杆和丝杆轴向前移动，螺母板通过指示牌带动摇把锁定板向上移动。

图2所示，当三工位机构处于隔离接地分位时，右移操作孔控制板露出接地操作轴的轴孔，或左移操作孔控制板露出隔离操作轴的轴孔，摇把可插入接地操作轴或隔离操作轴，执行接地或隔离操作，摇把在执行接地或隔离操作时不能拔出。如图10所示，操作孔控制板可左右移动的同时，隔离分位控制销和接地分位控制销处于自然状态脱离导向板的导向滑槽，螺母板可前后移动；摇把通过隔离操作轴带动输出齿轮、过渡齿轮、接地过渡齿轮、丝杆过渡齿轮转动，使丝杆发生转动并带动螺母板在丝杆和丝杆轴继续向前移动，螺母板通过指示牌带动摇把锁定板继续向上移动，该三工位机构至接地合位；或摇把通过接地操作轴带动输出齿轮、过渡齿轮、接地过渡齿轮、丝杆过渡齿轮转动，使丝杆发生转动并带动螺母板在丝杆和丝杆轴向后移动，螺母板通过指示牌带动摇把锁定板向下移动，该三工位机构恢复至隔离合位。

图3所示，当三工位机构处于接地合位时，右移操作孔控制板露出接地操作轴的轴孔，摇把插入接地操作轴；此时，左移操作孔控制板不露出隔离操作轴的轴孔，隔离操作的轴孔被摇把锁定板挡住，只能执行接地操作，摇把在执行接地操作时不能拔出。如图9所示，右移操作孔控制板的同时，操作孔控制板推动接地分位控制销插入导向板的导向滑槽，螺母板的移动范围限位于隔离分位控制销侧；摇把通过隔离操作轴带动输出齿轮、过渡齿轮、接地过渡齿轮、丝杆过渡齿轮转动，使丝杆发生转动并带动螺母板在丝杆和丝杆轴移动至最前面，螺母板通过指示牌带动摇把锁定板移动至最上端。

综上所述，本发明具有隔离开关合位、隔离接地开关分位、接地开关合位三个工位；摇把通过一拨叉可组合面呆扳手和力矩扳手；该三工位机构处于分位时，隔离操作轴的轴孔或接地操作轴的轴孔均露出，通过摇把操作任一操作轴；该三工位机构处于隔离合位时，接地操作轴的轴孔被挡住，无法操作接地操作轴；同样该三工位机构处于接地合位时，隔离操作轴的轴孔被挡住，无法操作隔离操作轴；摇把只有在三个工作位置上时，才可插入和拨出，在工位转换过程中，摇把不能拨出。

Claims (10)

1.一种双操作轴三工位机构，该三工位机构的中侧板（2）与后侧板（3）之间设有输出齿轮（4）和过渡齿轮（5），输出齿轮与过渡齿轮之间依次相互间隔排列，并依次相互啮合，输出齿轮和过渡齿轮分别连接对应的输出轴、传动轴，中侧板与后侧板之间、中侧板与前侧板（1）之间分别通过固定杆（6）支撑，中侧板与前侧板之间设有隔离操作轴（7）、接地操作轴（8）、丝杆（13）、丝杆轴（19）；其特征在于所述中侧板（2）与前侧板（1）之间的接地操作轴（8）通过中侧板与接地过渡齿轮（15）连接，接地过渡齿轮设置于后侧板（3）与中侧板之间；前侧板与中侧板之间的丝杆（13）通过中侧板与丝杆过渡齿轮连接，丝杆过渡齿轮设置于后侧板与中侧板之间，并与接地过渡齿轮啮合；丝杆和丝杆轴（19）设有螺母板（14），摇把（17）通过对应的隔离操作轴（7）或接地操作轴间接带动输出齿轮（4）、过渡齿轮（5）、接地过渡齿轮（15）、丝杆过渡齿轮转动，使丝杆发生转动并带动螺母板在丝杆和丝杆轴前后移动，完成隔离合位、隔离接地分位和接地合位的依次切换，前侧板的外侧面设有指示牌（11）。

2.根据权利要求1所述的双操作轴三工位机构，其特征在于所述螺母板（14）的下方设有工位控制板组件（12），工位控制板组件设置于中侧板（2）与后侧板（3）之间，工位控制板组件的导向板（1201）设有导向滑槽，螺母板的工位端插入导向板的导向滑槽，螺母板的指示端穿过指示牌（11）的斜向孔与定位板（18）的垂直孔连接，指示牌的斜向孔设置于中侧板与前侧板（1）之间指示牌的侧板，定位板设置于中侧板与前侧板之间的中侧板侧面，螺母板在丝杆和丝杆轴前后移动带动指示牌上下运动。

3.根据权利要求2所述的双操作轴三工位机构，其特征在于所述螺母板（14）呈h字形，螺母板设有工位端、指示端、滚轮端三个端点，螺母板的工位端与设置滚轮的滚轮端一侧对称，螺母板的指示端位于工位端对称的另一侧，丝杆（13）和丝杆轴（19）穿过工位端和滚轮端的该侧。

4.根据权利要求2所述的双操作轴三工位机构，其特征在于所述导向板（1201）的中侧板侧设有接地分位控制销（1203），工位控制板组件的前侧板侧设有隔离分位控制销（1202），接地分位控制销和隔离分位控制销分别设有压簧；前侧板（1）的外侧面还依次设有摇把锁定板（9）和操作轴孔控制板（10），摇把锁定板设有垂直轴孔和垂直滑孔，操作轴孔控制板设有板轴孔和水平滑孔，接地分位控制销和隔离分位控制销分别与操作轴孔控制板的触控端相对，操作轴孔控制板运动控制对应的接地分位控制销、隔离分位控制销伸入导向板的导向滑槽。

5.根据权利要求4所述的双操作轴三工位机构，其特征在于所述隔离分位控制销（1202）和接地分位控制销（1203）分别设置于导向板（1201）的两侧，操作轴孔控制板（10）左右运动控制对应的接地分位控制销、隔离分位控制销伸入导向板（1201）的导向滑槽。

6.根据权利要求4所述的双操作轴三工位机构，其特征在于所述操作轴孔控制板（10）的工位控制板组件侧通过连接件（16）与前侧板（1）连接，连接件的两端分别与操作轴孔控制板、前侧板连接。

7.根据权利要求4所述的双操作轴三工位机构，其特征在于所述摇把锁定板（9）和操作轴孔控制板（10）通过固定杆（6）、丝杆（13）相连设置于前侧板（1），并对应穿过摇把锁定板的垂直滑孔和操作轴孔控制板的水平滑孔，摇把锁定板的下方边沿与指示牌（11）的前方牌板相抵，指示牌上下运动带动摇把锁定板上下运动。

8.根据权利要求5所述的双操作轴三工位机构的联锁操作方法，其特征在于当该三工位机构处于隔离接地分位时，右移操作轴孔控制板（10）露出接地操作轴（8）的轴孔，左移操作轴孔控制板露出隔离操作轴（7）的轴孔；处于隔离合位时，右移操作轴孔控制板不露出接地操作轴的轴孔，接地操作轴的轴孔被摇把锁定板（9）挡住，左移操作轴孔控制板露出隔离操作轴的轴孔；处于接地合位时，右移操作轴孔控制板露出接地操作轴的轴孔，左移操作轴孔控制板不露出隔离操作轴的轴孔，隔离操作轴的轴孔被摇把锁定板挡住。

9.根据权利要求8所述的双操作轴三工位机构的联锁操作方法，其特征在于该三工位机构在操作隔离操作轴（7）时，隔离分位控制销（1202）压入导向板（1201）的导向滑槽，螺母板（14）的移动范围限位于接地分位控制销侧；该三工位机构在操作接地操作轴（8）时，接地分位控制销（1203）压入导向板的导向滑槽，螺母板的移动范围限位于隔离分位控制销侧；该三工位机构处于隔离接地分位时，隔离分位控制销和接地分位控制销处于自然状态脱离导向板的导向滑槽，螺母板前后移动。

10.根据权利要求8所述的双操作轴三工位机构的联锁操作方法，其特征在于所述摇把（17）的轴孔端设有限位圈槽和销子，销子对称设置于两侧，隔离操作轴（7）和接地操作轴（8）的轴孔圈分别设有与摇把销子对应的销槽，摇把插入对应的隔离操作轴或接地操作轴，摇把的限位圈槽与操作轴孔控制板的板轴孔孔口相对；当该三工位机构处于隔离接地分位时，隔离操作轴的轴孔或接地操作轴的轴孔露出，通过摇把操作任一操作轴；处于隔离合位时，接地操作轴的轴孔被挡住，无法操作接地操作轴；处于接地合位时，隔离操作轴的轴孔被挡住，无法操作隔离操作轴；摇把在上述三个工位时，摇把插入或拨出，在工位转换过程中，摇把锁紧不能拔出。