CN106057520B - 一种转动输出装置及使用该装置的开关柜操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转动输出装置及使用该装置的开关柜操作机构，转动输出装置包括动力输出轴和通过驱动传动机构驱动动力输出轴转动的动力输入轴，还包括用于在动力输出轴转动到位时对动力输出轴正反双向的转动进行锁止的双向锁止机构，双向锁止机构具有锁止状态和解锁状态。本发明所提供的转动输出装置中，动力输出轴由动力输入轴通过驱动传动机构驱动，在动力输出轴转动到位时，利用双向锁止机构将动力输出轴锁止，避免其在正反两个方向上进行转动，从而有效避免出现单向限位的缺陷。

Description

一种转动输出装置及使用该装置的开关柜操作机构

技术领域

本发明涉及一种转动输出装置及使用该装置的开关柜操作机构。

背景技术

在开关柜操作机构领域，由输入轴通过传动机构驱动同轴布置的输出轴转动，以实现分合闸工位操作。对于隔离开关或接地开关来说，输出轴带着相应的刀杆转动至合闸位时，由静端的相应结构通过刀杆对输出轴进行相应的挡止限位，但这种挡止限位实际上是一种单向限位，无法直接对输出轴的反向转动进行限位，此时，可不通过输入轴而直接操作输出轴反向操作，例如，当配置在输出轴上的储能弹簧出现故障而意外驱动输出轴反向转动时，就会直接出现误动作的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转动输出装置，以解决现有技术的输出轴仅具有单向限位导致容易出现输出轴反向误动作的技术问题；同时，本发明还提供一种使用上述转动输出装置的开关柜操作机构。

为实现上述目的，本发明所提供的转动输出装置的技术方案是：一种转动输出装置，包括动力输出轴和通过驱动传动机构驱动动力输出轴转动的动力输入轴，还包括用于在动力输出轴转动到位时对动力输出轴正反双向的转动进行锁止的双向锁止机构，双向锁止机构具有锁止状态和解锁状态。

所述的动力输入轴和双向锁止机构之间传动连接有用于由动力输入轴转动驱动进而控制双向锁止机构由所述锁止状态转为解锁状态的解锁传动机构。

所述的双向锁止机构具有与所述动力输出轴上固设有的限位凹槽对应插接以锁止动力输出轴转动的活动锁止杆，活动锁止杆在其活动行程上具有与所述限位凹槽插接锁止以使得双向锁止机构处于锁止状态的锁止位和与所述限位凹槽脱离以使得双向锁止机构处于解锁状态的解锁位。

所述的活动锁止杆铰接在一锁止杆转轴上，活动锁止杆在其绕锁止杆转轴转动的行程上具有所述的锁止位和解锁位，双向锁止机构还包括活动限位杆，活动限位杆具有顶推锁止杆以迫使锁止杆向锁止位移动的正向活动行程和对应相反的反向活动行程，活动限位杆具有用于顶推锁止杆的顶推部，活动限位杆上传动连接有向活动限位杆施加迫使其沿着正向活动行程活动的作用力的驱动弹簧，所述解锁传动机构与所述活动限位杆传动连接以在所述动力输入轴转动时驱动所述活动限位杆沿着反向活动行程活动。

所述的活动限位杆铰接在一限位杆转轴上，所述解锁传动机构包括传动连杆组件，该传动连杆组件包括正向解锁杆、反向解锁杆和中间传动杆，正向解锁杆通过第一铰接点转动装配于第一基座上，反向解锁杆通过第二铰接点转动装在第二基座上，正向解锁杆的位于第一铰接点两侧的两端中的其中一端为由正向转动的动力输入轴驱动的正向解锁端、另一端则为用于驱动活动限位杆沿着反向活动行程活动的解锁驱动端，反向解锁杆的位于第二铰接点两侧的两端中的其中一端为由反向转动的动力输入轴驱动的反向解锁端、另一端则为铰接端，中间传动杆的一端与反向解锁杆的铰接端铰接、另一端则与正向解锁杆铰接，中间传动杆与正向铰接杆对应的铰接点位于第一铰接点和正向解锁端之间。

本发明所提供的使用上述转动输出装置的开关柜操作机构的技术方案是：一种开关柜操作机构，包括动力输出轴和通过驱动传动机构驱动动力输出轴转动的动力输入轴，还包括用于在动力输出轴转动到位时对动力输出轴正反双向的转动进行锁止的双向锁止机构，双向锁止机构具有锁止状态和解锁状态。

所述的动力输入轴和双向锁止机构之间传动连接有用于由动力输入轴转动驱动进而控制双向锁止机构由所述锁止状态转为解锁状态的解锁传动机构。

所述的双向锁止机构具有与所述动力输出轴上固设有的限位凹槽对应插接以锁止动力输出轴转动的活动锁止杆，活动锁止杆在其活动行程上具有与所述限位凹槽插接锁止以使得双向锁止机构处于锁止状态的锁止位和与所述限位凹槽脱离以使得双向锁止机构处于解锁状态的解锁位。

所述的活动锁止杆铰接在一锁止杆转轴上，活动锁止杆在其绕锁止杆转轴转动的行程上具有所述的锁止位和解锁位，双向锁止机构还包括活动限位杆，活动限位杆具有顶推锁止杆以迫使锁止杆向锁止位移动的正向活动行程和对应相反的反向活动行程，活动限位杆具有用于顶推锁止杆的顶推部，活动限位杆上传动连接有向活动限位杆施加迫使其沿着正向活动行程活动的作用力的驱动弹簧，所述解锁传动机构与所述活动限位杆传动连接以在所述动力输入轴转动时驱动所述活动限位杆沿着反向活动行程活动。

所述的活动限位杆铰接在一限位杆转轴上，所述解锁传动机构包括传动连杆组件，该传动连杆组件包括正向解锁杆、反向解锁杆和中间传动杆，正向解锁杆通过第一铰接点转动装配于第一基座上，反向解锁杆通过第二铰接点转动装在第二基座上，正向解锁杆的位于第一铰接点两侧的两端中的其中一端为由正向转动的动力输入轴驱动的正向解锁端、另一端则为用于驱动活动限位杆沿着反向活动行程活动的解锁驱动端，反向解锁杆的位于第二铰接点两侧的两端中的其中一端为由反向转动的动力输入轴驱动的反向解锁端、另一端则为铰接端，中间传动杆的一端与反向解锁杆的铰接端铰接、另一端则与正向解锁杆铰接，中间传动杆与正向铰接杆对应的铰接点位于第一铰接点和正向解锁端之间。

本发明的有益效果是：本发明所提供的转动输出装置中，动力输出轴由动力输入轴通过驱动传动机构驱动，在动力输出轴转动到位时，利用双向锁止机构将动力输出轴锁止，避免其在正反两个方向上进行转动，从而有效避免出现单向限位的缺陷。

进一步地，动力输入轴和双向锁止机构之间设有解锁传动机构，这样一来，动力输入轴不仅可驱动动力输出轴转动，还可通过解锁传动机构驱动双向锁止机构处于解锁状态以保证动力输出轴的正常转动。通过动力输入轴即可实现解锁，保证正常的动力传递，同时，可有效保证在动力输入轴无动力输入时，动力输出轴被双向锁止机构有效锁止。

进一步地，利用活动锁止杆与限位凹槽的插接可有效实现对输出轴的锁止限位，限位结构也较为简单，使用较为方便。

进一步地，利用活动限位杆实现对活动锁止杆的顶推限位，限位效果好。

附图说明

图1为本发明所提供的开关柜操作机构的一种实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中输出凸轮和输入凸轮的布置原理图；

图4为作用在图3所示的输出盘上的双向锁止机构及解锁传动机构的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明所提供的开关柜操作机构的具体实施例，如图1至图4所示，该实施例中的开关柜操作机构包括支架100，支架100上转动装配有动力输入轴300和动力输出轴200，此处的动力输入轴300和动力输出轴200同轴布置，动力输入轴300通过驱动传动机构驱动动力输出轴200转动，动力输出轴200转动以实现分合闸操作。此处的动力输入轴和动力输出轴上分别设有相应的凸轮盘，即输入凸轮9和输出凸轮1。此处的动力输入轴、动力输出轴及驱动传动机构的结构均与现有技术中的开关柜操作机构中的相应结构相同，如授权公告号为CN102904166B的中国发明专利中所公开的开关柜用弹簧操作机构中所公开的输入凸轮、输出凸轮及分合闸传动机构，在此不再过多赘述。

与现有技术中的开关柜操作机构的不同之处只要在于：本实施例中的开关柜操作机构还包括用于在动力输出轴转动到位时对动力输出轴正反双向的转动进行锁止的双向锁止机构，双向锁止机构具有锁止状态和解锁状态。而且，在动力输入轴和双向锁止机构传动连接有用于由动力输入轴转动驱动进而控制双向锁止机构由所述锁止状态转动解锁状态的解锁传动机构。实际上，双向锁止机构是在动力输出轴转动到位如分闸位、合闸位等工作位时将动力输出轴锁止，以避免其在正反两个方向上的误转动。

具体来说，此处的双向锁止机构具有与上述动力输出轴200上固设有的限位凹槽对应插接以锁止动力输出轴200转动的活动锁止杆2，动力输出轴200上同轴的相对固定装配有输出凸轮1，上述动力输出轴200上固设有的限位凹槽实际上设置于输出凸轮1上，这两个限位凹槽对应合闸位和分闸位。

活动锁止杆2在其活动行程上具有与上述限位凹槽插接锁止以使得双向锁止机构处于锁止状态的锁止位和与限位凹槽脱离以使得双向锁止机构处于解锁状态的解锁位。此处的活动锁止杆2为角型杆件，角型杆件具有两侧杆件，一侧杆件的一端铰接在支撑架上、另一侧杆件的一端则用于与输出凸轮1上设有的限位凹槽对应插接的插接端。实际上，此处的活动锁止杆2通过锁止杆转轴铰接的装配于支架100上，这样一来，活动锁止杆2在其绕锁止杆转轴转动的行程上具有上述的锁止位和解锁位。

而且，双向锁止机构还包括向活动锁止杆施加迫使活动锁止杆朝向与输出凸轮上的限位凹槽对应插接的锁止位转动的锁止复位弹簧，解锁时，需要克服该锁止复位弹簧的作用力，这样可以保证有效锁止，避免意外解锁。

本实施例中的双向锁止机构还包括活动限位杆3，该活动限位杆3铰接在上述支架100上设有的限位杆转轴上，这样，活动限位杆3具有顶推活动锁止杆2以迫使活动锁止杆2向锁止位移动的正向活动行程和对应相反的反向活动行程，活动限位杆3具有用于顶推锁止杆的顶推部，活动限位杆3上传动连接有向活动限位杆3施加迫使其沿着正向活动行程活动的作用力的驱动弹簧。

实际上，本实施例中，输出凸轮1上设有两个限位凹槽，这两个限位凹槽实际上对应开关柜操作机构的动力输出轴在转动过程中所具有的分闸位和合闸位，即合闸限位凹槽11和分闸限位凹槽12。在复位弹簧的作用下，活动锁止杆2的插接端对应的顶压在输出凸轮1的相应限位凹槽中，当动力输出轴转动至分闸位或分闸位时，活动锁止杆2的插接端22正好的插入相应的限位凹槽中，实现对输出凸轮1在正反两个方向上的转动。当输出凸轮1具有转动趋势时，输出凸轮1上的限位凹槽会将活动锁止杆2的插接端22顶出，从而使活动锁止杆由克服复位弹簧的作用力而朝向解锁位转动的趋势。

实际上，此时，活动限位杆3在驱动弹簧的作用下朝向正向活动行程转动，活动限位杆3的顶推端31将顶推活动锁止杆2的相应端部21，从而阻止活动锁止杆朝向解锁位转动，进而保证有效的锁止定位。

若要对该位置进行解锁，必须将活动限位杆3进行旋转，使其顶推端31与活动锁止杆的相应端部21相互分离，输出凸轮1上的限位凹槽方能将活动锁止杆2顶出，输出凸轮1得以旋转，实现解锁。解锁之后，输出凸轮继续顺时针旋转，当旋转一定角度之后至下一工位时，双向锁止机构的活动锁止杆的插接端22卡到输出凸轮上的另一个限位凹槽上，而此时输入轴组件已经解除对活动限位杆3的驱动作用，活动限位杆3也在驱动弹簧的作用下恢复原位，实现对活动锁止杆2的闭锁。

本实施例中，在动力输入轴和双向锁止机构传动连接有用于由动力输入轴转动驱动进而控制双向锁止机构由所述锁止状态转动解锁状态的解锁传动机构，解锁传动机构与所述活动限位杆传动连接以在所述动力输入轴转动时驱动所述活动限位杆沿着反向活动行程活动。

实际上，上述解锁传动机构包括传动连杆组件，该传动连杆组件包括正向解锁杆4、反向解锁杆6和中间传动杆5，正向解锁杆4通过第一铰接点F转动装配于第一基座上，反向解锁杆6通过第二铰接点B转动装配在第二基座上，正向解锁杆4的位于第一铰接点两侧的两端中的其中一端为由正向转动的动力输入轴驱动的正向解锁端Ｄ、另一端则为用于驱动活动限位杆3沿着反向活动行程活动的解锁驱动端G，反向解锁杆6的位于第二铰接点B两侧的两端中的其中一端为由反向转动的动力输入轴驱动的反向解锁端A、另一端则为铰接端，中间传动杆5的一端C与反向解锁杆6的铰接端铰接、另一端E则与正向解锁杆4铰接，中间传动杆5与正向解锁杆4对应的铰接点位于第一铰接点F和正向解锁端D之间。

需要说明的是，对于正向解锁杆来件，在第一铰接点F处设置有扭簧，该扭簧向正向解锁杆4施加迫使正向解锁杆4朝着远离活动限位杆3的方向转动的作用力，使得只有在施加足够大的解锁作用力，在克服扭簧作用力后，才能驱动正向解锁杆进行解锁转动，避免出现误动作。

解锁过程是在正常操作输入轴的过程中输入轴组件对限位组件进行解锁。实际上，此处提供的是一种双向解锁，既可以正向解锁也可以反向解锁，当需要进行正向解锁时，动力输入轴顶推正向解锁杆4的正向解锁端D，在克服扭簧作用力后，迫使正向解锁杆4朝向活动限位杆3逆时针转动，正向解锁杆4的正向解锁端G将驱动活动限位杆3顺时针旋转设定的角度，使活动限位杆3的顶推端31与活动锁止杆的相应端部21分离，从而实现正向解锁。

当需要进行反向解锁时，由动力输入轴顶推反向解锁杆6的反向解锁端A，使其绕第二铰接点B顺时针旋转，反向解锁杆6通过中间传动杆5驱动正向解锁杆4绕第一铰接点F逆时针旋转，正向解锁杆4的正向解锁端G将驱动活动限位杆3顺时针旋转设定的角度，使活动限位杆3的顶推端31与活动锁止杆的相应端部21分离，从而实现反向解锁。

需要说明的是，在双向锁止机构解锁完成后，动力输入轴通过操作机构中的驱动传动机构驱动动力输出轴进行正常的分合闸转动操作，直至其转动至下一共为，此时，活动锁止杆2将与下一工位处的限位凹槽对应插接，重新实现对动力输出轴的双向锁止。

上述实施例中，在动力输入轴和双向锁止机构之间设置解锁传动机构，这样可以由动力输入轴输入解锁驱动力，有效保证安全解锁，不会出现误解锁的情况。在其他实施例中，也可以另外单独设置解锁机构以对双向锁止机构实现解锁。

上述实施例中，双向锁止机构包括用于与输出凸轮上的限位凹槽对应插接的活动锁止杆，该活动锁止杆为铰接在支架上，在其他实施例中，活动锁止杆也可以沿输出凸轮的径向往复移动的装配在支架上，同样可以实现与限位凹槽的插接配合以实现对输出凸轮的双向锁止。

上述实施例中，双向锁止机构采用活动锁止杆，在其他实施例中，也可以采用其他结构如刹车盘锁止结构，该刹车盘锁止结构包括两片刹车片，当需要进行锁止时，可控制两刹车片相向移动以夹持锁止输出凸轮进而实现对动力输出轴的双向转动锁止。当然，如果相应的转动输出装置上并未设置有凸轮的话，可以直接在动力输出轴上设置相应的配合结构，保证双向锁止机构对动力输出轴的有效锁止。

本发明还提供一种转动输出装置的实施例，该上述中的转动输出装置的结构与上述开关柜操作机构中的动力输入轴与动力输出轴之间的驱动结构、双向锁止机构及解锁传动机构的结构相同，在此不再赘述。

Claims (4)

1.一种转动输出装置，包括动力输出轴和通过驱动传动机构驱动动力输出轴转动的动力输入轴，其特征在于：还包括用于在动力输出轴转动到位时对动力输出轴正反双向的转动进行锁止的双向锁止机构，双向锁止机构具有锁止状态和解锁状态，所述的动力输入轴和双向锁止机构之间传动连接有用于由动力输入轴转动驱动进而控制双向锁止机构由所述锁止状态转为解锁状态的解锁传动机构，所述的双向锁止机构具有与所述动力输出轴上固设有的限位凹槽对应插接以锁止动力输出轴转动的活动锁止杆，活动锁止杆在其活动行程上具有与所述限位凹槽插接锁止以使得双向锁止机构处于锁止状态的锁止位和与所述限位凹槽脱离以使得双向锁止机构处于解锁状态的解锁位，动力输出轴上同轴的相对固定装配有输出凸轮，所述动力输出轴上固设有的限位凹槽设置于输出凸轮上，所述的活动锁止杆铰接在一锁止杆转轴上，活动锁止杆在其绕锁止杆转轴转动的行程上具有所述的锁止位和解锁位，双向锁止机构还包括活动限位杆，活动限位杆具有顶推锁止杆以迫使锁止杆向锁止位移动的正向活动行程和对应相反的反向活动行程，活动限位杆具有用于顶推锁止杆的顶推部，活动限位杆上传动连接有向活动限位杆施加迫使其沿着正向活动行程活动的作用力的驱动弹簧，所述解锁传动机构与所述活动限位杆传动连接以在所述动力输入轴转动时驱动所述活动限位杆沿着反向活动行程活动。

2.根据权利要求1所述的转动输出装置，其特征在于：所述的活动限位杆铰接在一限位杆转轴上，所述解锁传动机构包括传动连杆组件，该传动连杆组件包括正向解锁杆、反向解锁杆和中间传动杆，正向解锁杆通过第一铰接点转动装配于第一基座上，反向解锁杆通过第二铰接点转动装在第二基座上，正向解锁杆的位于第一铰接点两侧的两端中的其中一端为由正向转动的动力输入轴驱动的正向解锁端、另一端则为用于驱动活动限位杆沿着反向活动行程活动的解锁驱动端，反向解锁杆的位于第二铰接点两侧的两端中的其中一端为由反向转动的动力输入轴驱动的反向解锁端、另一端则为铰接端，中间传动杆的一端与反向解锁杆的铰接端铰接、另一端则与正向解锁杆铰接，中间传动杆与正向铰接杆对应的铰接点位于第一铰接点和正向解锁端之间。

3.一种开关柜操作机构，包括动力输出轴和通过驱动传动机构驱动动力输出轴转动的动力输入轴，其特征在于：还包括用于在动力输出轴转动到位时对动力输出轴正反双向的转动进行锁止的双向锁止机构，双向锁止机构具有锁止状态和解锁状态，所述的动力输入轴和双向锁止机构之间传动连接有用于由动力输入轴转动驱动进而控制双向锁止机构由所述锁止状态转为解锁状态的解锁传动机构，所述的双向锁止机构具有与所述动力输出轴上固设有的限位凹槽对应插接以锁止动力输出轴转动的活动锁止杆，活动锁止杆在其活动行程上具有与所述限位凹槽插接锁止以使得双向锁止机构处于锁止状态的锁止位和与所述限位凹槽脱离以使得双向锁止机构处于解锁状态的解锁位，动力输出轴上同轴的相对固定装配有输出凸轮，所述动力输出轴上固设有的限位凹槽设置于输出凸轮上，所述的活动锁止杆铰接在一锁止杆转轴上，活动锁止杆在其绕锁止杆转轴转动的行程上具有所述的锁止位和解锁位，双向锁止机构还包括活动限位杆，活动限位杆具有顶推锁止杆以迫使锁止杆向锁止位移动的正向活动行程和对应相反的反向活动行程，活动限位杆具有用于顶推锁止杆的顶推部，活动限位杆上传动连接有向活动限位杆施加迫使其沿着正向活动行程活动的作用力的驱动弹簧，所述解锁传动机构与所述活动限位杆传动连接以在所述动力输入轴转动时驱动所述活动限位杆沿着反向活动行程活动。

4.根据权利要求3所述的开关柜操作机构，其特征在于：所述的活动限位杆铰接在一限位杆转轴上，所述解锁传动机构包括传动连杆组件，该传动连杆组件包括正向解锁杆、反向解锁杆和中间传动杆，正向解锁杆通过第一铰接点转动装配于第一基座上，反向解锁杆通过第二铰接点转动装在第二基座上，正向解锁杆的位于第一铰接点两侧的两端中的其中一端为由正向转动的动力输入轴驱动的正向解锁端、另一端则为用于驱动活动限位杆沿着反向活动行程活动的解锁驱动端，反向解锁杆的位于第二铰接点两侧的两端中的其中一端为由反向转动的动力输入轴驱动的反向解锁端、另一端则为铰接端，中间传动杆的一端与反向解锁杆的铰接端铰接、另一端则与正向解锁杆铰接，中间传动杆与正向铰接杆对应的铰接点位于第一铰接点和正向解锁端之间。