CN108682591B - 一种三工位机构互锁的机械自动复位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三工位机构互锁的机械自动复位装置，包括顶板(3)和操作齿轮(2)，顶板(3)连接有第一从动凸轮组件(13)、第二从动凸轮组件(6)、第一三连杆机构(22)、第二三连杆机构(23)、从动解锁凸轮(16)的从动凸轮轴和主动解锁凸轮(17)的主动凸轮轴，该从动凸轮轴连接有从动解锁凸轮(16)，该主动凸轮轴连接有主动解锁凸轮(17)，操作齿轮(2)连接有第一主动凸轮组件(11)和第二主动凸轮组件(21)。该装置能够防止三工位机构因任何因素造成的穿越机械断点位置而直接到达另一位置而造成设备损坏甚至威胁人身安全事故的发生，同时具有结构紧凑、集成度高的特点。

Description

一种三工位机构互锁的机械自动复位装置

技术领域

本发明涉及电器开关设备领域，具体的是一种在高压隔离/接地三工位开关中使用的三工位机构互锁的机械自动复位装置。

背景技术

在高压输变电系统中，目前普遍采用SF₆气体绝缘全封闭组合电器(GIS)作为系统操作、系统保护的重要设备。隔离开关(DS)和接地开关(ES)是GIS中的必备单元，起着安全保护的功能。为减小体积、降低成本，现普遍将DS和ES设计在一个气室内，由一台操动机构分别实现对DS和ES的开断和关合操作。根据安全操作要求，DS和ES之间有三种位置状态，即：DS合闸、ES分闸位置；DS分闸、ES合闸位置；DS和ES都处于分闸位置。根据以上要求，现有三工位机构是通过在DS侧和ES侧分别设置各自的传动系统来实现操作功能的，机构中DS侧和ES侧之间的互锁是根据其结构设计的。随着技术的进步，一种单电机配行星齿轮变速装置的结构形式被引入了现有的三工位操动机构。其优点是单一传动系统、变速变比大、传动效率高(可达94％)、适于向小型化、超薄化方向发展，但这种单一传动系统应用于三工位机构时，因系统仅能实现正向和反向运动的控制，而在正向或反向运动中间插入可靠的带互锁功能的机械断点，须依靠机械互锁装置来完成，而当该装置解锁并完成指定合闸操作后回到指定的互锁位置时，机械互锁装置应能够自动复位，再次自动进入互锁状态，为下次动作做好准备。

发明内容

为了解决现有单电机三工位机构不能自动复位的问题。本发明提供了一种单电机三工位机构互锁的机械自动复位装置，该装置能够实现DS和ES中间位置设置的机械互锁装置解锁并完成指定合闸操作后，回到指定的互锁位置时装置自动复位的功能，确保正向或反向旋转运动中间插入带互锁功能的机械断点的可靠性，达到防止三工位机构因任何因素造成的穿越机械断点位置而直接到达另一位置而造成设备损坏甚至威胁人身安全事故的发生，同时具有结构紧凑、集成度高的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三工位机构互锁的机械自动复位装置，包括顶板和操作齿轮，顶板连接有第一从动凸轮组件、第二从动凸轮组件、第一三连杆机构、第二三连杆机构、从动解锁凸轮的从动凸轮轴和主动解锁凸轮的主动凸轮轴，该从动凸轮轴连接有从动解锁凸轮，该主动凸轮轴连接有主动解锁凸轮，从动解锁凸轮，与主动解锁凸轮配合，该第一三连杆机构与第一从动凸轮组件连接，该第二三连杆机构与第二从动凸轮组件连接，操作齿轮连接有第一主动凸轮组件和第二主动凸轮组件。

本发明的有益效果是：该三工位机构互锁的机械自动复位装置能够实现DS和ES中间位置设置的机械互锁装置解锁并完成指定合闸操作后，回到指定的互锁位置时装置自动复位的功能，确保正向或反向旋转运动中间插入带互锁功能的机械断点的可靠性，达到防止三工位机构因任何因素造成的穿越机械断点位置而直接到达另一位置而造成设备损坏甚至威胁人身安全事故的发生，同时具有结构紧凑、集成度高的特点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述三工位机构互锁的机械自动复位装置的俯视图。

图2是本发明所述三工位机构互锁的机械自动复位装置的左视图。

图3是第一主动凸轮组件的主视图。

图4是图3中沿A-A方向的剖视图。

图5是第一从动凸轮组件的主视图。

图6是第一从动凸轮组件的左视图。

图7是主动凸轮的主视图。

图8是主动凸轮的俯视图。

图9是限位套的主视图。

图10是图9中沿B-B方向的剖视图。

图11是拐臂的主视图。

图12是拐臂的俯视图。

图13是从动凸轮的主视图。

图14是从动凸轮的俯视图。

图15是主动连杆的主视图。

图16是主动连杆的俯视图。

图17是从动连杆的主视图。

图18是从动连杆的俯视图。

图19是本发明实例中第一主动凸轮组件与第二从动凸轮组件在DS合闸过程中接触组合干涉规避示意图。

图20是本发明实例中第一主动凸轮组件与第二从动凸轮组件在DS分闸过程中接触组合干涉规避示意图。

图21是图1的补充结构示意图。

图22是图2中沿D-D方向的剖视图。

图23是图1中沿C-C方向的剖视图。

1、机座；2、操作齿轮；3、顶板；4、固定座；5、第二扭簧；6、第二从动凸轮组件；7、从动凸轮轴；8、复位销；9、位置监测微动开关；10、解锁电机；11、第一主动凸轮组件；12、第一扭簧；13、第一从动凸轮组件；14、主动连杆；15、第一从动连杆；16、从动解锁凸轮；17、主动解锁凸轮；18、第二从动连杆；19、中间连杆；20、定位销；21、第二主动凸轮组件；22、第一三连杆机构；23、第二三连杆机构；

111、主动凸轮；112、限位套；113、轴承；114、复位扭簧；115、固定板；116、联动套；117、大径段；118、小径段；119、中径段；

131、从动凸轮；132、拐臂；133、轴销；134、弹簧；135、大径段；136、小径段；137、凸台板；138、圆缺盘；

151、长柄；152、回转轴；153、轴销。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种三工位机构互锁的机械自动复位装置，包括顶板3和操作齿轮2，顶板3连接有第一从动凸轮组件13、第二从动凸轮组件6、第一三连杆机构22、第二三连杆机构23、从动解锁凸轮16的从动凸轮轴和主动解锁凸轮17的主动凸轮轴，该从动凸轮轴连接有从动解锁凸轮16，该主动凸轮轴连接有主动解锁凸轮17，从动解锁凸轮16与主动解锁凸轮17配合，该第一三连杆机构22与第一从动凸轮组件13连接，该第二三连杆机构23与第二从动凸轮组件6连接，操作齿轮2连接有第一主动凸轮组件11和第二主动凸轮组件21，如图1、图2、图22和图23所示。

在本实施例中，第一主动凸轮组件11含有主动凸轮111、复位扭簧114、限位套112和固定板115，主动凸轮111的中心线与操作齿轮2的中心线平行，但主动凸轮111的中心线与操作齿轮2的中心线不重合，主动凸轮111为阶梯轴结构，主动凸轮111含有依次设置的大径段117和小径段118，大径段117的周向边缘设有一个齿形的凸出结构，主动凸轮111的小径段118、复位扭簧114和限位套112从内向外依次套设，主动凸轮111和限位套112通过固定板115与操作齿轮2连接固定，复位扭簧114能够使主动凸轮111自转后复位，如图3和图4所示。

在本实施例中，第一主动凸轮组件11还含有联动套116和轴承113，联动套116套设于主动凸轮111的小径段118和复位扭簧114之间，联动套116和主动凸轮111能够同步转动，轴承113套设于主动凸轮111的小径段118和限位套112之间，主动凸轮111的大径段117和小径段118之间设有中径段119，中径段119的周向边缘设有一个半圆弧形的缺口，限位套112的端部设有扇形凸台，该扇形凸台所对应的圆心角小于该半圆弧形的缺口所对应的圆心角，如该扇形凸台所对应的圆心角为90°，该半圆弧形的缺口所对应的圆心角为180°，该扇形凸台插接于该半圆弧形的缺口内，如图7至图10所示。

在本实施例中，第一主动凸轮组件11的结构和第二主动凸轮组件21的结构相同，第一主动凸轮组件11和第二主动凸轮组件21在操作齿轮2的中心线的上下两侧互为镜像，如图2所示，第一主动凸轮组件11和第二主动凸轮组件21均能以操作齿轮2的中心线为轴转动，第一主动凸轮组件11和第二主动凸轮组件21能够随操作齿轮2同步转动。当操作齿轮2处于初始位置且逆时针转动时，第一主动凸轮组件11的主动凸轮111和第二主动凸轮组件21的主动凸轮111能够依次触碰第一从动凸轮组件13。当操作齿轮2处于初始位置且顺时针转动时，第二主动凸轮组件21的主动凸轮111和第一主动凸轮组件11的主动凸轮111能够依次触碰第二从动凸轮组件6，如图19所示。

具体的，轴承113作为主动凸轮111的回转支撑件设置于限位套112的孔内，复位扭簧114作为主动凸轮111的复位动力件，两端分别固定于联动套116及固定板115上。主动凸轮111为阶梯轴结构，大径段117为带一个齿形轮廓的圆盘状，齿形轮廓一侧设置了圆弧形缺口，小径段118为回转轴，小径段118上设置了与齿形轮廓对称线成一定角度的平面。限位套112呈内、外圆柱表面带台阶的空心圆柱体，大端面上设置有扇环状凸出台阶。主动凸轮111上设置的圆弧缺口和限位套112上设置的扇环状凸出台阶配合，构成限位机构，联动套116通过主动凸轮111的回转轴上设置的与齿形轮廓对称线成一定角度的平面定位连接，与固定板115和复位扭簧114一起构成主动凸轮111的复位机构。

在本实施例中，第一从动凸轮组件13含有从动凸轮131、拐臂132、轴销133和弹簧134，从动凸轮131的中心线与操作齿轮2的中心线平行，从动凸轮131含有依次设置的大径段135和小径段136，大径段135含有凸台板137和圆缺盘138，拐臂132的一端通过轴销133与凸台板137铰接，弹簧134的两端分别与圆缺盘138和拐臂132连接，小径段136通过轴承与顶板3连接固定，如图5和图6所示。

在本实施例中，小径段136的中心线与从动凸轮131的中心线重合，轴销133的中心线与从动凸轮131的小径段136的中心线平行，拐臂132的一端的边缘设有限位面，该限位面能够使图5中的拐臂132仅能够顺时针转动而不能逆时针转动。弹簧134与拐臂132的另一端连接，拐臂132的所述限位面能够与圆缺盘138的周向平面配合限制拐臂132的转动角度，当操作齿轮2处于初始位置且逆时针转动时，第一主动凸轮组件11的主动凸轮111的齿形凸出结构和第二主动凸轮组件21的主动凸轮111的齿形凸出结构能够依次触碰第一从动凸轮组件13的拐臂132的另一端；当操作齿轮2顺时针转动时，第二主动凸轮组件21的主动凸轮111的齿形凸出结构和第一主动凸轮组件11的主动凸轮111的齿形凸出结构能够依次触碰第二从动凸轮组件6的拐臂132的另一端，如图19所示。

在本实施例中，第一从动凸轮组件13的结构和第二从动凸轮组件6的结构相同，第一从动凸轮组件13和第二从动凸轮组件6在操作齿轮2的中心线的上下两侧互为镜像，如图2所示。第一从动凸轮组件13连接有能够使第一从动凸轮组件13的从动凸轮131自转后复位的第一扭簧12，第二从动凸轮组件6连接有能够使第二从动凸轮组件6的从动凸轮131自转后复位的第二扭簧5，第一从动凸轮组件13的圆缺盘138、第一从动凸轮组件13的拐臂132、第二从动凸轮组件6的拐臂132和第二从动凸轮组件6的圆缺盘138沿图2中的上下方向依次排列。

具体的，轴销133作为拐臂132的回转轴，设置于从动凸轮131上的孔内，弹簧134作为拐臂132的复位动力件，两端分别固定于从动凸轮131及拐臂132上。拐臂132的轮廓由数段圆弧和直线组成的有一定厚度的异形件，其上设置有作为回转中心的圆孔，一表面上与圆孔同轴设置了弧形缺口，内侧圆弧面轮廓上设置有盲孔，两直线轮廓分别构成限位平面和接触平面，两平面成某一夹角。从动凸轮131由带耳形凸台的圆缺盘和回转轴组成，耳形凸台上设置有作为回转中心的圆孔，回转轴上设置了与圆缺平面成一定角度的平面，圆缺平面上设置有盲孔。拐臂132上设置的直线轮廓构成的限位平面和从动凸轮131上设置的圆缺平面配合，构成限位机构，如图5、图6、图11、图12、图13和图14所示。

在本实施例中，该第一三连杆机构22含有主动连杆14、中间连杆19和第一从动连杆15，主动连杆14的一端与小径段136连接固定，主动连杆14能够与从动凸轮131同步转动，主动连杆14的另一端与中间连杆19的一端铰接，中间连杆19的另一端与第一从动连杆15的一端铰接，第一从动连杆15的回转轴152通过轴承与顶板3连接，回转轴152的中心线与小径段136的中心线平行，主动连杆14的转动方向与第一从动连杆15的转动方向相同，如图2所示。该第二三连杆机构23含有依次连接的主动连杆14、中间连杆19和第二从动连杆18。

在本实施例中，该第一三连杆机构22的结构与第二三连杆机构23的相同，该第一三连杆机构22与第二三连杆机构23在操作齿轮2的中心线的上下两侧互为镜像，如图2所示，从动解锁凸轮16与主动解锁凸轮17的边缘均设有啮合齿，从动解锁凸轮16与主动解锁凸轮17能够啮合，主动解锁凸轮17的边缘上固定有复位销8，复位销8的中心线与操作齿轮2的中心线平行，复位销8位于该第一三连杆机构22的第一从动连杆15的另一端和该第二三连杆机构23的第一从动连杆15的另一端之间，该第一三连杆机构22的第一从动连杆15的另一端能够推动复位销8使主动解锁凸轮17转动并复位，该第二三连杆机构23的第一从动连杆15的另一端也能够推动复位销8使主动解锁凸轮17转动并复位。

具体的，第一从动连杆15通过轴承固连于顶板3上，中间连杆19的两端与主动连杆14和第一从动连杆15铰接。主动连杆14上设置了作为回转中心的圆缺孔，还开设有以其回转中心为圆心的圆弧槽，圆弧槽与固定于顶板3上的定位销20配合，构成限位机构。第一从动连杆15由带长柄151的圆盘、回转轴152和轴销153组成，带长柄151的圆盘上设置了作为回转中心的圆缺孔和小孔，圆缺孔和小孔的连线与长柄151的一棱边成一定角度θ，回转轴152和轴销分153别与其上圆缺孔和小孔固连。

在本实施例中，该三工位机构互锁的机械自动复位装置还包括机座1和解锁电机10，主动解锁凸轮17的主动凸轮轴为解锁电机10的输出轴，从动解锁凸轮16的从动凸轮轴即为从动凸轮轴7，操作齿轮2的中心线、从动解锁凸轮16的从动凸轮轴的中心线和主动解锁凸轮17的主动凸轮轴的中心线位于同一平面内，该平面为对称中心平面。第一主动凸轮组件11与第二主动凸轮组件21关于该对称中心平面互为镜像，第一从动凸轮组件13与第二从动凸轮组件6关于该对称中心平面互为镜像，第一三连杆机构22与第二三连杆机构23关于该对称中心平面互为镜像。

在本实施例中，操作齿轮2的中心线、从动解锁凸轮16的从动凸轮轴的中心线和主动解锁凸轮17的主动凸轮轴的中心线均位于该平面为对称中心平面内，操作齿轮2的中心线、从动解锁凸轮16的从动凸轮轴的中心线和主动解锁凸轮17的主动凸轮轴的中心线相互平行。从动解锁凸轮16能够通过控制从动凸轮轴7顺时针或逆时针转动某一固定角度，限制或解除操作齿轮2绕轴旋转的自由度。主动解锁凸轮17的两侧均设有位置监测微动开关9。

具体的，操作齿轮2在与其啮合的动力齿轮(图中未画出)的带动下转动，但当转动至操作齿轮”U”型槽与从动凸轮轴7(可以被称为互锁齿轮)接触，其转动被强制限制。当解锁电机10顺时针旋转，带动主动解锁凸轮17同步转动，从动解锁凸轮16逆时针旋转，当啮合脱开后，主动解锁凸轮17的圆弧面与从动解锁凸轮16的圆弧槽配合，从动解锁凸轮16被完全限制旋转自由度，从动凸轮轴7随之转动了一定的角度，此时操作齿轮2可以在与其啮合的主动齿轮(图中未画出)的带动下，可按逆时针方向穿过从动凸轮轴7因上述转动而形成的空缺而转动，直至到达设定位置。

另外，操作齿轮2位于机座1和顶板3之间，操作齿轮2与机座1和顶板3连接，操作齿轮2内含有输出轴孔。操作齿轮2的输出轴孔通过输出轴与隔离开关(DS)或接地开关(ES)连接，从而通过转动该输出轴操作隔离开关(DS)或接地开关(ES)。

下面以DS合闸为例，介绍该三工位机构互锁的机械自动复位装置的工作过程。

在初始位置时，如图2所示，第一主动凸轮组件11的主动凸轮111的齿形凸出结构与第一从动凸轮组件13的拐臂132的另一端对应接触，第二主动凸轮组件21的主动凸轮111的齿形凸出结构与第二从动凸轮组件6的拐臂132的另一端对应接触。

如图19和图21所示，在接收DS合闸指令后，解锁电机10逆时针旋转，带动与其固连的主动解锁凸轮17一起逆时针旋转，与之通过间歇齿配合的从动解锁凸轮16随之顺时针转动固定角度。然后，带动与从动解锁凸轮16固连的从动凸轮轴7顺时针转动至解锁位置，操作齿轮2在单电机三工位机构动力系统拖动下按顺时针转动，操作齿轮2上设置的第一主动凸轮组件11和第二主动凸轮组件21随之一起顺时针转动。首先，第二主动凸轮组件21与第二从动凸轮组件6发生互相接触的组合，第二主动凸轮组件21的主动凸轮的齿形轮廓将与第二从动凸轮组件6的拐臂的外侧圆弧面接触，此时第二主动凸轮组件21的限位机构处于解除状态，第二从动凸轮组件6的限位机构也处于解除状态，第二主动凸轮组件21的主动凸轮其绕回转轴旋转并扭转复位扭簧储能，同时第二从动凸轮组件6上设置的拐臂绕轴销旋转并压缩弹簧储能，直至二者脱离接触，第二主动凸轮组件21与第二从动凸轮组件6在已储能弹簧的作用下回到其限位状态。随着操作齿轮2继续转动，接着第一主动凸轮组件11与第二从动凸轮组件6发生互相接触的组合，此时第一主动凸轮组件11的限位机构处于限位状态，第一主动凸轮组件11的主动凸轮的齿形轮廓推动第二从动凸轮组件6上设置的拐臂132绕轴销133旋转并压缩弹簧储能，直至二者脱离接触，第二从动凸轮组件6的限位机构在已储能弹簧的作用下回到其限位状态。操作齿轮2继续转动，直至完成DS合闸操作。

如图20和图21所示，在接收到DS分闸指令后，操作齿轮2在单电机三工位机构动力系统拖动下按逆时针方向旋转，操作齿轮2上设置的第一主动凸轮组件11和第二主动凸轮组件21随之一起逆时针转动。首先第一主动凸轮组件11与第二从动凸轮组件6发生互相接触的组合，此时第二从动凸轮组件6的限位机构处于限位状态，第一主动凸轮组件11的主动凸轮的齿形轮廓将受拐臂接触平面的作用力，使其绕回转轴旋转并扭转复位扭簧储能，直至二者脱离接触，第一主动凸轮组件11的限位机构在已储能复位扭簧的作用下回到其限位状态。随着操作齿轮2继续转动，进入DES共有的分闸区域时，接着第二主动凸轮组件21与第二从动凸轮组件6互相接触，驱动所述的四连杆机构Ⅱ动作，此时第二主动凸轮组件21的限位机构处于限位状态，第二从动凸轮组件6的限位机构也处于限位状态，第二主动凸轮组件21的主动凸轮111的齿形轮廓推动拐臂接触平面，使得第二从动凸轮组件6绕其回转轴顺时针方向旋转，与第二从动凸轮组件6固连的主动连杆14随之顺时针旋转，同时给第二扭簧5储能，通过中间连杆19推动第二三连杆机构23的第一从动连杆15按逆时针方向旋转，第一从动连杆15在转动过程中推动复位销8及与其一体设置的主动解锁凸轮17回到中间位置，完成三工位机构互锁的机械自动复位动作，随着操作齿轮2继续转动，第二主动凸轮组件21与第二从动凸轮组件6脱离接触，各自的限位机构在已储能弹簧的作用下回到其限位状态，使该三工位机构互锁的机械自动复位装置再次自动进入互锁状态，为下次动作做好准备。第二从动凸轮组件6的起始位置受主动连杆14设置的圆弧槽和定位销20配合所构成的限位机构控制。

ES合闸、分闸过程同DS合闸、分闸过程相同，区别仅是旋转方向相反，为了节约篇幅，本发明不再详细介绍。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (9)

1.一种三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，该三工位机构互锁的机械自动复位装置包括顶板(3)和操作齿轮(2)，顶板(3)连接有第一从动凸轮组件(13)、第二从动凸轮组件(6)、第一三连杆机构(22)、第二三连杆机构(23)、从动解锁凸轮(16)的从动凸轮轴和主动解锁凸轮(17)的主动凸轮轴，该从动凸轮轴连接有从动解锁凸轮(16)，该主动凸轮轴连接有主动解锁凸轮(17)，从动解锁凸轮(16)与主动解锁凸轮(17)配合，该第一三连杆机构(22)与第一从动凸轮组件(13)连接，该第二三连杆机构(23)与第二从动凸轮组件(6)连接，操作齿轮(2)连接有第一主动凸轮组件(11)和第二主动凸轮组件(21)；

第一主动凸轮组件(11)含有主动凸轮(111)、复位扭簧(114)、限位套(112)和固定板(115)，主动凸轮(111)的中心线与操作齿轮(2)的中心线平行，主动凸轮(111)为阶梯轴结构，主动凸轮(111)含有依次设置的大径段(117)和小径段(118)，大径段(117)的周向边缘设有一个齿形的凸出结构，主动凸轮(111)的小径段(118)、复位扭簧(114)和限位套(112)从内向外依次套设，主动凸轮(111)和限位套(112)通过固定板(115)与操作齿轮(2)连接固定，复位扭簧(114)能够使主动凸轮(111)自转后复位。

2.根据权利要求1所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，第一主动凸轮组件(11)还含有联动套(116)和轴承(113)，联动套(116)套设于主动凸轮(111)的小径段(118)和复位扭簧(114)之间，联动套(116)和主动凸轮(111)能够同步转动，轴承(113)套设于主动凸轮(111)的小径段(118)和限位套(112)之间，主动凸轮(111)的大径段(117)和小径段(118)之间设有中径段(119)，中径段(119)的周向边缘设有一个半圆弧形的缺口，限位套(112)的端部设有扇形凸台，该扇形凸台所对应的圆心角小于该半圆弧形的缺口所对应的圆心角，该扇形凸台插接于该半圆弧形的缺口内。

3.根据权利要求2所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，第一主动凸轮组件(11)的结构和第二主动凸轮组件(21)的结构相同，第一主动凸轮组件(11)和第二主动凸轮组件(21)在操作齿轮(2)的中心线的两侧互为镜像，第一主动凸轮组件(11)和第二主动凸轮组件(21)能够随操作齿轮(2)同步转动，当操作齿轮(2)处于初始位置且逆时针转动时，第一主动凸轮组件(11)的主动凸轮(111)和第二主动凸轮组件(21)的主动凸轮(111)能够依次触碰第一从动凸轮组件(13)；当操作齿轮(2)处于初始位置且顺时针转动时，第二主动凸轮组件(21)的主动凸轮(111)和第一主动凸轮组件(11)的主动凸轮(111)能够依次触碰第二从动凸轮组件(6)。

4.根据权利要求1所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，第一从动凸轮组件(13)含有从动凸轮(131)、拐臂(132)、轴销(133)和弹簧(134)，从动凸轮(131)的中心线与操作齿轮(2)的中心线平行，从动凸轮(131)含有依次设置的大径段(135)和小径段(136)，大径段(135)含有凸台板(137)和圆缺盘(138)，拐臂(132)的一端通过轴销(133)与凸台板(137)铰接，弹簧(134)的两端分别与圆缺盘(138)和拐臂(132)连接，小径段(136)通过轴承与顶板(3)连接固定。

5.根据权利要求4所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，小径段(136)的中心线与从动凸轮(131)的中心线重合，轴销(133)的中心线与从动凸轮(131)的中心线平行，拐臂(132)的一端的边缘设有限位面，弹簧(134)与拐臂(132)的另一端连接，拐臂(132)的所述限位面能够与圆缺盘(138)的周向平面配合限制拐臂(132)的转动角度，当操作齿轮(2)处于初始位置且逆时针转动时，第一主动凸轮组件(11)的主动凸轮(111)和第二主动凸轮组件(21)的主动凸轮(111)能够依次触碰第一从动凸轮组件(13)的拐臂(132)的另一端；当操作齿轮(2)处于初始位置且顺时针转动时，第二主动凸轮组件(21)的主动凸轮(111)和第一主动凸轮组件(11)的主动凸轮(111)能够依次触碰第二从动凸轮组件(6)的拐臂(132)的另一端。

6.根据权利要求4所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，第一从动凸轮组件(13)的结构和第二从动凸轮组件(6)的结构相同，第一从动凸轮组件(13)连接有能够使第一从动凸轮组件(13)的从动凸轮(131)自转后复位的第一扭簧(12)，第二从动凸轮组件(6)连接有能够使第二从动凸轮组件(6)的从动凸轮(131)自转后复位的第二扭簧(5)，第一从动凸轮组件(13)和第二从动凸轮组件(6)在操作齿轮(2)的中心线的两侧互为镜像，第一从动凸轮组件(13)的圆缺盘(138)、第一从动凸轮组件(13)的拐臂(132)、第二从动凸轮组件(6)的拐臂(132)和第二从动凸轮组件(6)的圆缺盘(138)依次排列。

7.根据权利要求1或4所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，该第一三连杆机构(22)含有主动连杆(14)、中间连杆(19)和第一从动连杆(15)，主动连杆(14)的一端与小径段(136)连接固定，主动连杆(14)的另一端与中间连杆(19)的一端铰接，中间连杆(19)的另一端与第一从动连杆(15)的一端铰接，第一从动连杆(15)的回转轴(152)通过轴承与顶板(3)连接，回转轴(152)的中心线与小径段(136)的中心线平行，主动连杆(14)的转动方向与第一从动连杆(15)的转动方向相同。

8.根据权利要求7所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，该第一三连杆机构(22)的结构与第二三连杆机构(23)的相同，该第一三连杆机构(22)与第二三连杆机构(23)在操作齿轮(2)的中心线的两侧互为镜像，从动解锁凸轮(16)与主动解锁凸轮(17)能够啮合，主动解锁凸轮(17)的边缘上固定有复位销(8)，复位销(8)的中心线与操作齿轮(2)的中心线平行，复位销(8)位于该第一三连杆机构(22)的第一从动连杆(15)的另一端和该第二三连杆机构(23)的第一从动连杆(15)的另一端之间，该第一三连杆机构(22)的第一从动连杆(15)的另一端能够推动复位销(8)使主动解锁凸轮(17)转动，该第二三连杆机构(23)的第一从动连杆(15)的另一端也能够推动复位销(8)使主动解锁凸轮(17)转动。

9.根据权利要求1所述的三工位机构互锁的机械自动复位装置，其特征在于，该三工位机构互锁的机械自动复位装置还包括解锁电机(10)，主动解锁凸轮(17)的主动凸轮轴为解锁电机(10)的输出轴，操作齿轮(2)的中心线、从动解锁凸轮(16)的从动凸轮轴(7)的中心线和主动解锁凸轮(17)的主动凸轮轴的中心线位于同一平面内，操作齿轮(2)的中心线、从动解锁凸轮(16)的从动凸轮轴(7)的中心线和主动解锁凸轮(17)的主动凸轮轴的中心线相互平行，从动解锁凸轮(16)能够通过控制从动凸轮轴(7)顺时针或逆时针转动某一固定角度，限制或解除操作齿轮(2)绕轴旋转的自由度。