CN110033963B - 一种切换结构及转换开关电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转换开关技术领域，具体涉及一种切换结构及转换开关电器。包括移动件受驱动机构的驱动做往复移动，其移动方向的侧面设置有至少一个第一抵接部，任一第一抵接部的抵接壁到移动件的移动线的距离不完全相等；触头组具有至少两组，包括与对应外接件连接的静触头，和对应静触头设置的动触头；触动件对应移动件设置，其上安装有动触头，触动件的第二抵接部可与抵接壁抵接，触动件的远离第二抵接部的一侧设置有偏压件，偏压件为触动件提供朝向移动件的偏压力；移动件移动时，第二抵接部沿抵接壁移动，第一抵接部推动触动件向远离移动件的方向移动，偏压件推动触动件朝向移动件移动，触动件朝向或远离移动件移动时，动触头与静触头接通或断开。

Description

一种切换结构及转换开关电器

技术领域

本发明涉及转换开关技术领域，具体涉及一种切换结构及转换开关电器。

背景技术

转换开关电器，是将一个或几个负载电路从一个电源转换至另一个电源的电器。完成两路供电电源间的转换，转换开关电器一般具有两组静触头接于两路不同的电源输入、具有一组动触头(或两组动触头合二为一)接于电源输出。

现有的转换开关电器，从开关动触头结构上可以分为两种：单动触头和双动触头。单动触头在一个驱动机构驱动下、在两组静触头间往复运动，完成电源转换功能；双动触头由两个驱动机构驱动(或者一个驱动机构的两次驱动)，分别独立完成与静触头的分/合实现电源转换功能。转换开关电器分为三种操作方式：1、先断(开一侧静触头)后接(通另一侧静触头)，简称“先断后接”；2、先接(通另一侧静触头)后断(开本侧静触头)，简称“先接后断”；3、先断开一侧静触头、动触头置于空挡位(0位)一段时间，延时后再接通另一侧静触头，简称“0位延时转换”。

现有的双动触头的转换开关才能具有“先断后接”、“先接后断”、“0位延时转换”的操作方式，且双动触头是按一定的程序来操作：动触头1受驱动驶向断开－－动触头1断开到位－－动触头1停止驱动－－动触头2驱动驶向闭合－－动触头2闭合到位－－动触头2停止受驱动。这种必须的程序操作必然使得转换时间长。更重要的是两组动触头间没有联锁关系，独立操作，两组动触头具有同时闭合的风险(两供电电源短路)。可靠性低、转换时间长，是这种转换开关电器最大的缺陷。

现有的单动触头转换开关电器，只有一个驱动机构和一个动作触头，可靠性提高了，但只有“先断后接”一种操作形式。传动机构复杂、装配工艺难、成本较高。

目前所有的机械式转换开关电器都存在转换时间长的缺陷，无法做到20ms(一个周波)的转换动作时间，而20ms(一个周波)也是计算机、PLC、金属卤化物灯具等用电设备所准许的最长断电时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有转换开关电器的转换动作时间过长、使用方式单一、可靠性低、结构复杂的技术缺陷。从而提供一种转换动作时间短，转换方式多样，结构简单的切换结构，以及设置有该切换结构的转换开关电器。

为解决上述问题，本发明的切换结构，包括移动件、触头组和触动件，移动件受驱动机构的驱动做往复移动，移动件的移动方向的侧面设置有至少一个第一抵接部，任一所述第一抵接部的抵接壁到所述移动件的移动线的距离不完全相等；触头组具有至少两组，包括与对应外接件连接的静触头，和对应所述静触头设置的动触头；触动件对应所述移动件设置，其上安装有所述动触头，所述触动件的第二抵接部可与所述抵接壁抵接，所述触动件的远离所述第二抵接部的一侧设置有偏压件，所述偏压件为所述触动件提供朝向所述移动件的偏压力；所述移动件移动时，所述第二抵接部沿所述抵接壁移动，所述第一抵接部推动所述触动件向远离所述移动件的方向移动，所述偏压件推动所述触动件朝向所述移动件移动，所述触动件朝向或远离所述移动件移动时，所述动触头与所述静触头接通或断开。

所述移动件往复移动时，具有多个使至少一组所述触头组接通的第一接通位置；使所有所述触头组断开的第一断开位置，或使所有所述触头组接通的第二接通位置。

所述第一抵接部具有两个，位于所述移动件的移动方向的相对两侧。

所述触头组具有两组，分别位于所述移动件的移动方向的相对两侧。

所述第一抵接部包括反向设置的两个弧形槽，以及连接两个所述弧形槽的连接部，所述连接部具有设定距离，两个所述弧形槽的槽内外壁为第一接通位置，所述连接部为所述第一断开位置。

所述第一抵接部沿所述移动件的移动方向呈S形，两个所述弧形槽的槽内外壁为第一接通位置，两个所述弧形槽的交界处为所述第一断开位置。

所述第一抵接部包括接通部，和与所述接通部连接的断开部，两个所述抵接部的所述接通部和所述断开部反序对应设置，所述接通部为第一接通位置，所述接通部和所述断开部的交界处为所述第二接通位置。

所述接通部为平行于所述移动方向的直线部，所述断开部为向远离所述移动件的方向凸出的弧形部。

还包括所述移动件处于静止状态，且至少一组所述触头组处于接通的第三接通位置，所述第三接通位置位于所述第一接通位置内或与所述第一接通位置重合，在所述第三接通位置处设置有向移动件内部凹陷的凹槽，所述第二抵接部位于所述凹槽内。

两所述触动件的连线垂直于所述移动件的移动方向。

所述触动件包括触头安装板和推杆，触头安装板其远离所述移动件的一侧安装有所述偏压件，所述触头安装板的靠近所述移动件的一侧安装有所述动触头，所述静触头位于所述动触头和所述移动件之间；推杆设置在所述触头安装板的靠近所述移动件的一侧，所述推杆的远离所述触头安装板的一端设置有所述第二抵接部。

所述触动件还包括设置在所述第二抵接部上的滚动件，所述推杆通过所述滚动件与所述抵接壁抵接。

本发明的转换开关电器，包括上述的切换结构，且，触头组具有两组，外接件为外接电路。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明的切换结构，所述移动件移动时，所述第二抵接部沿所述抵接壁移动，所述第一抵接部推动所述触动件向远离所述移动件的方向移动，所述偏压件推动所述触动件朝向所述移动件移动，所述触动件朝向或远离所述移动件移动，所述动触头与所述静触头接通或断开。移动件作为驱动动触头和静触头接通或断开的单一驱动件，能够使多个动触头的动作统一，不会出现具有多个驱动件时的驱动件运动故障造成的触头组动作混乱，切换结构的动作更加的准确可靠，且设置单一的驱动件，驱动机构也设置有一个，使得切换结构的组成元件少，结构更加简单，成本低。触动件依靠抵接壁和弹性件的共同作用来使得动触头和静触头接通或断开，触动件朝向或远离移动件的移动依靠的是机械结构自身的特性，因此，触动件的移动更加稳定，使得触头组的接通和断开更加稳定。

2.本发明的切换结构，第一接通位置与第二断开位置，或第一接通位置与第二接通位置的设置，使得切换结构具有先断后接或先接后断两种接通方式；同时，连接部的设置，使得切换结构具有同时断开并在设定时间后再连通的0位延时转换功能。本发明的切换结构接通方式较多，使用范围更广。

3.本发明的切换结构，所述抵接部沿所述移动件的移动方向呈S形的设置，或直线部和弧形部的平滑设置，使得触动件移动时更加的平稳，减少触动件移动时的噪音，并增加触动件移动的可靠性。

4.本发明的切换结构，移动件在第三接通位置时，所述第二抵接部位于所述凹槽内，第二抵接部不会主动从所述凹槽内移出，使得触头组接通的更加稳定，切换结构更加的可靠。

5.本发明的切换结构，两所述触动件的连线垂直于所述移动件的移动方向，偏压件作用在所述触动件上的偏压力全部朝向所述移动件，不产生平行于移动方向的偏压力，避免所述触动件在抵接壁上滑动造成的触动件移动位置偏差，使得切换结构的切换方式可靠。

6.本发明的切换结构，所述触头安装板的靠近所述移动件的一侧安装有所述动触头时，偏压件一直为所述移动件提供朝向静触头移动的偏压力，使得动触头一直具有朝向静触头移动的运动趋势，因此，在所述动触头和所述静触头接通时，接通更加的稳定和牢靠。

7.本发明的切换结构，滚动件的设置，减少第二抵接部在抵接壁上移动时的摩擦力，使得切换结构更加的可控，且减少移动件所需要的驱动力。

8.本发明的切换结构，用一个移动件上的两个第一抵接部来同步驱动两组触动件带动动触头进行不同轨迹的运动，完成转换开关电器“先断后接”、“先接后断”、“0位延时转换”的三种不同操作方式，且两组动触头具有可靠的机械联锁，保证转换开关电器的可靠性。根据不同的电源相适当的改变第一抵接部的形状，可以做到开关相线触头先断后接、中性线触头先接后断，实现转换开关电器的中性线重点转换的特殊功能。而且，通过调整移动件的长短和移动速度，可以方便的制造出20ms转换动作时间的转换开关电器，突破目前的技术瓶颈。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为切换结构的第一种实施方式中处于第一接通位置的结构示意图；

图2为切换结构的第一种实施方式中处于第一断开位置的结构示意图；

图3为切换结构的第一种实施方式中处于另一第三接通位置的结构示意图；

图4为切换结构的第二种实施方式中处于第一接通位置的结构示意图；

图5为切换结构的第二种实施方式中处于第二接通位置的结构示意图；

图6为切换结构的第二种实施方式中处于另一第三接通位置的结构示意图；

附图标记说明：

1－移动件；11－抵接壁；12－第一抵接部；13－弧形槽；14－直线部；15－弧形部；16－凹槽；2－外接件；31－静触头；32－动触头；4－偏压件；51－触头安装板；52－推杆；53－滚动件；A－负载。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例的切换结构，如图1－图3所示，包括移动件1、触头组、触动件和驱动机构。

移动件1受驱动机构的驱动做往复移动，其移动方向的侧面设置有两个第一抵接部12，任一所述第一抵接部12的抵接壁11到所述移动件1的移动线的距离不完全相等，本实施例中的移动线为过移动件1的重心且平行于移动件1移动方向的直线。两个所述第一抵接部12分别位于所述移动件1的移动方向的相对两侧，本实施例中，所述第一抵接部12为反向设置的两个弧形槽13，也即，所述第一抵接部12沿所述移动件1的移动方向呈S形。

驱动机构的选择可以有多种，如电磁驱动，电机驱动，弹簧储能驱动，手动驱动等，若是以电磁或是弹簧储能作为驱动机构，可以在毫秒级时间内完成触头转换动作，切换结构可以使用在高速转换开关电器中。

触头组也具有两组，两组触头组分别位于所述移动件1的移动方向的相对两侧，包括与对应外接件2连接的静触头31，和对应所述静触头31设置的动触头32。当触头组接通时，为负载A供电。

触动件也具有两个，分别对应所述移动件1的两个第一抵接部12设置，两所述触动件的连线垂直于所述移动件1的移动方向。所述触动件包括触头安装板51、推杆52和滚动件53。触头安装板51的远离所述移动件1的一侧安装有偏压件4，所述偏压件4为所述触动件提供朝向所述移动件1的偏压力，所述触头安装板51的靠近所述移动件1的一侧安装有所述动触头32，所述静触头31位于所述动触头32和所述移动件1之间；推杆52设置在所述触头安装板51的靠近所述移动件1的一侧，所述推杆52的远离所述触头安装板51的一端设置有所述第二抵接部；滚动件53安装在所述第二抵接部上，滚动件53与所述抵接壁11抵接，也即，推杆52通过所述滚动件53与所述抵接壁11抵接，滚动件53可以为滚轮等使触动件和移动件1之间为滚动移动关系的部件。

所述移动件1移动时，所述第二抵接部上的滚动件53沿所述抵接壁11移动，所述第一抵接部12推动所述触动件向远离所述移动件1的方向移动，所述偏压件4推动所述触动件朝向所述移动件1移动，所述触动件朝向或远离所述移动件1移动时，所述动触头32与所述静触头31接通或断开。在所述移动件1往复移动时，具有任一组所述触头组接通的第一接通位置，以及两个所述触头组都断开的第一断开位置；所述移动件1处于静止状态，具有任一组所述触头组接通的第三接通位置，本实施例中，如图1－3所示，分别具有两个第一接通位置和两个第三接通位置，两个所述弧形槽13的槽底内壁为第一接通位置，两个所述弧形槽13的其他位置为所述第一断开位置，所述第三接通位置与所述第一接通位置重合。所述第一抵接部12的第三接通位置处设置有向移动件1内部凹陷的凹槽16，在移动件1处于静止状态，且有任一组所述触头组接通时，所述第二抵接部上的滚动件53位于所述凹槽16内，以确保的触头组的连接牢靠。

参阅图1－图3，本实施例的切换结构在使用时，移动件1位于上侧的第一接通位置，此时，右侧的触头组处于接通状态，左侧触头组处于断开状态；移动件1受力向上移动，触动件上的滚动件53沿抵接壁11移动到第一断开位置时，因为任一抵接壁11到所述移动件1的移动线的距离不完全相等，右侧抵接壁11会驱动右侧的触动件向右移动，右侧触头组会断开，左侧抵接壁11与左侧触动件之间会出现间隙，此时偏压件4驱动左侧触动件朝向移动件1移动，使左侧触动件上的滚动件53与左侧的抵接壁11抵接，左侧的触头组也处于断开状态，移动件1位于第一断开位置；移动件1继续向上移动，当移动到下侧的第一接通位置处时，此时，右侧触头组处于断开状态，左侧触头组处于接通状态，完成由右侧触头组接通到左侧触头组接通的切换，由左侧触头组接通到右侧触头组接通的切换参照上述步骤。本实施例的切换结构为先断后接的切换方式。

上述的切换结构为设置有两个触头组和两个第一抵接部12的简单结构，也可以为设置有多个触头组，并对应设置多个第一抵接部12，或是任一第一抵接部12可对应多个触头组设置，可以实现多个触头组之间的接通或断开切换功能。

实施例二：

如图4－6所示，本实施例与实施例一的区别在于第一抵接部12的形状不同，本实施例的所述第一抵接部12包括接通部，和与所述接通部连接的断开部，两个所述抵接部的所述接通部和所述断开部反序对应设置，所述接通部为第一接通位置，所述接通部和所述断开部的交界处为所述第二接通位置。所述接通部为平行于所述移动方向的直线部14，所述断开部为向远离所述移动件1方向凸出的弧形部15。

所述移动件1往复移动时，具有使任一组所述触头组接通的第一接通位置，使两组所述触头组同时接通的第二接通位置；移动件1处于静止状态，具有任一组所述触头组接通的第三接通位置，本实施例中，所述第三接通位置位于所述第一接通位置内，也在所述第三接通位置处设置有向移动件1内部凹陷的凹槽16，在移动件1处于静止状态，且有任一组所述触头组接通时，所述第二抵接部的滚动件53位于所述凹槽16内，以确保的触头组的连接牢靠。

第二抵接部与滚动件53之间的理想配合关系为过渡配合，但是在实际操作中，通常为间隙配合，且触动件以及触头组会存在相应的公差，凹槽16的深度也不会较大，因此，凹槽16的设置并不会使滚动件53从凹槽16内移出后移动到直线部14时，触头组由接通变为断开。

参阅图4－图5，本实施例的切换结构在使用时，移动件1位于上侧的第三接通位置，此时，右侧触头组处于接通状态，左侧触头组处于断开位置；移动件1受力向上移动，右侧触动件上的滚动件53沿直线部14移动，右侧触头组处于接通状态，左侧弧形部15与左侧触动件之间会出现间隙，此时偏压件4驱动左侧触动件朝向移动件1移动，使左侧触动件上的滚动件53与左侧的抵接壁11抵接，左侧的触头组处于断开状态，此时移动件1为第一接通位置；移动件1继续向上移动，当移动到弧形部15和直线部14的交界处时，如图5所示，左侧触头组和右侧触头组同时接通，移动件1此时处于第二接通位置；移动件1继续向上移动，移动件1再次处于第一接通位置，左侧触头组的滚动件53位于直线部14，左侧触头组处于接通状态，右侧触头组的滚动件53位于弧形部15，右侧触头组处于断开状态；移动件1继续移动到第三接通位置时，移动件1静止，左侧触头组处于接通状态，右侧触头组处于断开状态。上述是由右侧触头组接通到左侧触头组接通的切换，由左侧触头组接通到右侧触头组接通的切换参照上述步骤。本实施例的切换结构为先接后断的切换方式。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于第一抵接部12的形状不同，本实施例中的所述第一抵接部12包括反向设置的两个弧形槽13，以及连接两个所述弧形槽的连接部，所述连接部具有设定距离，两个所述弧形槽(13)的槽内外壁为第一接通位置，所述连接部为所述第一断开位置。

参阅图1－图3，本实施例的切换结构在使用时，移动件1位于上侧的第一接通位置，此时，右侧的触头组处于接通状态，左侧触头组处于断开状态；移动件1受力向上移动，触动件上的滚动件53沿抵接壁11移动到连接部时，因为任一抵接壁11到所述移动件1的移动线的距离不完全相等，右侧抵接壁11会驱动右侧的触动件向右移动，右侧触头组会断开，左侧抵接壁11与左侧触动件之间会出现间隙，此时偏压件4驱动左侧触动件朝向移动件1移动，使左侧触动件上的滚动件53与左侧的抵接壁11抵接，左侧的触头组也处于断开状态，移动件1位于第一断开位置，并且，根据使用需求，两个触头组处于同时断开的时间受连接部长度的控制；移动件1继续向上移动，移动到下侧的第一接通位置处，此时，右侧触头组处于断开状态，左侧触头组处于接通状态，完成由右侧触头组接通到左侧触头组接通的切换，且在切换接通时具有设定时间的0位延时转换，由左侧触头组接通到右侧触头组接通的切换参照上述步骤。本实施例的切换结构为具有0位延时转换的切换方式。

实施例四：

本实施例的转换开关电器包括实施例一或实施例二或实施例三所述的切换结构，在将切换结构应用于转换开关电器时，通常是一个结构设置两组触头组和两个第一抵接部12，两个所述第一抵接部12分别位于所述移动件1的移动方向的相对两侧，两组触头组分别位于两个所述第一抵接部12的相对两侧，外接件2为外接电路。实施例一或实施例二中为一极电路的切换，在多相多极转换开关电器中，可以设置多个切换结构，如在三项四极转换开关电器中，设置四个切换结构，其中三个连接相线电路，剩下一个连接中性线电路，且可以根据相线电路和中性线电路的不同切换需求，将实施例一到实施例三中的切换结构混合使用，如一个移动件1中并行设置多个第一抵接部12。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种切换结构，其特征在于，包括：

移动件(1)，受驱动机构的驱动做往复移动，其移动方向的侧面设置有至少一个第一抵接部(12)，任一所述第一抵接部(12)的抵接壁(11)到所述移动件(1)的移动线的距离不完全相等；

触头组，具有至少两组，包括与对应外接件(2)连接的静触头(31)，和对应所述静触头(31)设置的动触头(32)；

触动件，对应所述移动件(1)设置，其上安装有所述动触头(32)，所述触动件的第二抵接部可与所述抵接壁(11)抵接，所述触动件的远离所述第二抵接部的一侧设置有偏压件(4)，所述偏压件(4)为所述触动件提供朝向所述移动件(1)的偏压力；

所述移动件(1)移动时，所述第二抵接部沿所述抵接壁(11)移动，所述第一抵接部(12)推动所述触动件向远离所述移动件(1)的方向移动，所述偏压件(4)推动所述触动件朝向所述移动件(1)移动，所述触动件朝向或远离所述移动件(1)移动时，所述动触头(32)与所述静触头(31)接通或断开。

2.根据权利要求1所述的切换结构，其特征在于，所述移动件(1)往复移动时，具有多个使至少一组所述触头组接通的第一接通位置；使所有所述触头组断开的第一断开位置，或使所有所述触头组接通的第二接通位置。

3.根据权利要求2所述的切换结构，其特征在于，所述第一抵接部(12)具有两个，位于所述移动件(1)的移动方向的相对两侧。

4.根据权利要求3所述的切换结构，其特征在于，所述触头组具有两组，分别位于所述移动件(1)的移动方向的相对两侧。

5.根据权利要求2所述的切换结构，其特征在于，所述第一抵接部(12)包括反向设置的两个弧形槽(13)，以及连接两个所述弧形槽的连接部，所述连接部具有设定距离，两个所述弧形槽(13)的槽内外壁为第一接通位置，所述连接部为所述第一断开位置。

6.根据权利要求5所述的切换结构，其特征在于，所述第一抵接部(12)沿所述移动件(1)的移动方向呈S形，两个所述弧形槽(13)的槽内外壁为第一接通位置，两个所述弧形槽(13)的交界处为所述第一断开位置。

7.根据权利要求3所述的切换结构，其特征在于，所述第一抵接部(12)包括接通部，和与所述接通部连接的断开部，两个所述第一抵接部(12)的所述接通部和所述断开部反序对应设置，所述接通部为第一接通位置，所述接通部和所述断开部的交界处为所述第二接通位置。

8.根据权利要求7所述的切换结构，其特征在于，所述接通部为平行于所述移动方向的直线部(14)，所述断开部为向远离所述移动件(1)的方向凸出的弧形部(15)。

9.根据权利要求2－8中任一项所述的切换结构，其特征在于，还包括所述移动件(1)处于静止状态，且至少一组所述触头组处于接通的第三接通位置，所述第三接通位置位于所述第一接通位置内或与所述第一接通位置重合，在所述第三接通位置处设置有向移动件(1)内部凹陷的凹槽(16)，所述第二抵接部位于所述凹槽(16)内。

10.根据权利要求1－8中任一项所述的切换结构，其特征在于，两所述触动件的连线垂直于所述移动件(1)的移动方向。

11.根据权利要求10所述的切换结构，其特征在于，所述触动件包括，

触头安装板(51)，其远离所述移动件(1)的一侧安装有所述偏压件(4)，所述触头安装板(51)的靠近所述移动件(1)的一侧安装有所述动触头(32)，所述静触头(31)位于所述动触头(32)和所述移动件(1)之间；

推杆(52)，设置在所述触头安装板(51)的靠近所述移动件(1)的一侧，所述推杆(52)的远离所述触头安装板(51)的一端设置有所述第二抵接部。

12.根据权利要求11所述的切换结构，其特征在于，所述触动件还包括设置在所述第二抵接部上的滚动件(53)，所述推杆(52)通过所述滚动件(53)与所述抵接壁(11)抵接。

13.一种转换开关电器，其特征在于，包括，权利要求1－12中任一项所述的切换结构，触头组具有两组，外接件(2)为外接电路。

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