CN110223889A - 小型断路器分合闸驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了小型断路器分合闸驱动装置,包括壳体,设置在壳体上的电路板、马达、传动齿轮组件,离合连接机构,所述的马达与电路板电连接,所述的马达通过传动齿轮组件实现对离合连接机构的驱动,所述的离合连接机构包括末级齿轮及传动件,所述的末级齿轮位于传动齿轮组件的末端与传动齿轮组件啮合,所述的传动件的一端伸出壳体与断路器手柄联接,所述的末级齿轮、传动件与断路器手柄同轴安装,所述的末级齿轮带动传动件转动。本发明通过将离合连接机构设置在最末级,有利于对其进行位置检测及控制。

Description

小型断路器分合闸驱动装置
技术领域
本发明涉及断路器技术领域,尤其是小型断路器分合闸驱动装置。
背景技术
小型断路器,简称MCB,是电气终端配电装置引中使用最广泛的一种终端保护电器。分合闸驱动模块即电动操作机构,是一种是用于对MCB进行分闸和合闸控制的一种附件,可以实现断路器的远程电动分闸和合闸,目前最常用的方法为,用电机加减速机构来实现。
公开号为CN203277259U的专利公开了一种断路器的电动操作机构,在第二级齿轮中,采用同轴的两个带离合功能的齿轮,其中同轴的主动轮先顺向转到驱动,带动断路器手柄合闸,然后反向转动一定角度到中间位置,使得断路器可以手动操作手柄分闸,需要检测第二级主齿轮的位置来对其控制。并且可以继续反向转动驱动断路器脱扣分闸。该方案在第二级齿轮上设置离合装置,第二级主齿轮转动速度快,需要快速检测功能位置检测元件对其进行位置检测;主动轮与末端齿轮存在减速比,即主动轮的驱动转动角度远大于断路器手柄分合闸的角度,主动轮驱动断路器合闸需要转动的角度,等于断路器的合闸角度乘以其减速比,反转到中间位置,空行程的角度裕度不是足够大,使得对其控制较为复杂,所以在断路器合闸位置、驱动轮反转到中间位置、反转到脱扣位置均需要设置位置检测元件来检测,使得转动停止。多个位置检测元件设置,将使得成本升高,这对于大批量需求场合,如费控断路器上的应用,限制了产品的价格竞争力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型断路器分合闸驱动装置,通过将离合连接机构设置在最末级,以利于对其进行位置检测。为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明公开了小型断路器分合闸驱动装置,包括包括壳体,设置在壳体上的电路板、马达、传动齿轮组件及离合连接机构,所述的马达与电路板电连接,所述的离合连接机构包括末级齿轮及传动件,所述的末级齿轮位于传动齿轮组件的末端与传动齿轮组件啮合,所述的传动件的一端伸出壳体与断路器手柄联接,所述的末级齿轮、传动件与断路器手柄同轴安装,所述的末级齿轮带动传动件转动。
进一步地,还包括有铰接在壳体上的脱扣件,所述的脱扣件上设置有脱扣连接杆及脱扣拨杆,所述的脱扣连接杆伸出壳体外与断路器的锁扣联动,所述的脱扣拨杆与末级齿轮分离或抵触配合,所述的末级齿轮转动至与脱扣拨杆抵触时带动脱扣连接杆转动。
进一步地,还包括一设置在电路板上的位置检测元件,所述的末级齿轮包括中空的齿轮主体、沿齿轮主体轴向上方凸伸出的中空轴,所述的齿轮主体安装在传动件上,所述的中空轴上设置有位于同一平面上的分闸触角和合闸触角,所述的位置检测元件位于末级齿轮的转动路径上,在分闸和合闸时分别与分闸触角和合闸触角相抵触。
优选地,所述的中空轴上还设置有中间触角,其与分闸触角和合闸触角位于同一平面上。
其中,所述的齿轮主体下方周向凸伸出一脱扣筋,所述的脱扣筋与脱扣件上的脱扣拨杆分离或抵触配合。
优选地,所述的齿轮主体内壁周向设置有一凸块,所述的传动件周向设置有一传动件凸台,所述的凸块与传动件凸台转动时分离或抵触配合。
其中,所述的脱扣件包括铰接部,铰接部中部设有铰接孔,所述的壳体上设有供铰接孔插入的定位柱,所述的脱扣连接杆垂直于铰接部一体设置,所述的脱扣拨杆与铰接部的周向一体连接。
优选地,所述的脱扣拨杆的端部呈弧形。
其中,所述的壳体上设置有一限位槽,所述的脱扣连接杆穿过限位槽伸出壳体外与断路器的锁扣联动。
优选地,所述的传动件包括传动主体及传动轴,所述的传动轴沿轴向的截面为异形,所述的传动主体与传动轴的连接处设置有异形槽,所述断路器手柄轴心上设有异形轴孔,所述的传动轴一端插入异形槽与传动主体连接,另一端插入异形轴孔与断路器手柄连接。
其中,所述的传动齿轮组件包括蜗杆、蜗轮和若干减速齿轮,所述的蜗杆固定或一体设置在马达的输出轴上,所述的蜗轮与蜗杆相啮合,所述的蜗轮与减速齿轮相啮合,若干所述的减速齿轮依次啮合后与末级齿轮啮合。
由于采用了上述结构,本发明具有如下有益效果:
1、本发明通过在驱动机构的最末级设置离合连接机构(末级齿轮与传动件),末级齿轮与传动件的转动中心与断路器手柄旋转中心同轴,末级齿轮与传动件为1:1的传动比,无减速比,传动件与断路器手柄相连接,即末级齿轮与断路器的手柄传动比为1:1的传动比,无减速比。末级齿轮设置在传动机构的最末端,具有最慢的转动速度,有利于位置传感器对其进行位置检测与控制;由于末级齿轮与断路器的手柄传动比为1:1,末级齿轮驱动合闸的转动角度,远小于有减速比的第二级主动轮的转动角度,这使得末级齿轮驱动合闸后反转到中间位置而不触及脱扣件时,且具有最大的空行程,有利于对其位置进行控制。
2、本发明通过末级齿轮控制脱扣件与外接断路器的锁扣联动,末级齿轮的转动方向与脱扣件的转动方向相适应(符合齿轮啮合的方向),简化了脱扣件的结构,有利于可靠脱扣。
3、本发明只需设置一个位置检测元件,即可实现了两至三个位置的检测,降低了成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1去除电路板的结构示意图。
图3是图2去除马达、传动齿轮组件、末级齿轮、位置检测元件的结构示意图。
图4是传动件及脱扣件与断路器连接的结构示意图。
图5是断路器手柄的结构示意图
图6是传动件与传动轴的示意图。
图7是末级齿轮的结构示意图。
图8是末级齿轮的另一角度结构示意图。
图9是本发明实施例中初始状态示意图。
图10是本发明实施例一中合闸位置的状态示意图。
图11是图10中脱扣件与末级齿轮的位置关系示意图。
图12是本发明实施例一中中间位置的状态示意图。
图13是图12中脱扣件与末级齿轮的位置关系示意图。
图14是本发明实施例一中脱扣位置的状态示意图。
图15是图14中脱扣件与末级齿轮的位置关系示意图。
图16是本发明实施例二的末级齿轮的状态示意图。
主要符号说明:
1:壳体,11:定位柱,12:限位槽,2:电路板,3:马达,4:传动齿轮组件,41:蜗杆,42:蜗轮,43:减速齿轮,5:传动轴,6:传动主体,61:异形槽,62:传动主体凸台,7:末级齿轮,71:齿轮主体,711:凸块,72:中空轴,721:分闸触角,722:合闸触角,723:中间触角,73:脱扣筋,8:位置检测元件,9:脱扣件,91:铰接部,911:铰接孔,92:脱扣拨杆,93:脱扣连接杆,10:断路器,20:断路器手柄,21:异形轴孔,30:锁扣。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
如图1~图3所示,本实施例公开了一种小型断路器分合闸驱动装置,包括壳体1,设置在壳体1上的电路板2、马达3、传动齿轮组件4、传动件(包括传动轴5以及传动主体6)、末级齿轮7、位置检测元件8及脱扣件9。马达3与电路板2电连接,马达3通过传动齿轮组件4实现对末级齿轮7的驱动。
如图2所示,传动齿轮组件4包括蜗杆41、蜗轮42和若干减速齿轮43。蜗杆41固定或一体设置在马达3的输出轴上,蜗轮42与蜗杆41相啮合,蜗轮42与减速齿轮43相啮合,若干级减速齿轮43依次啮合后与末级齿轮7啮合。末级齿轮7由于处在最末端传动上,转动速度最慢,空行程的角度裕度大。
结合图4~图6所示,为了便于传动,传动轴5沿轴向的截面为异形,传动主体6与传动轴5的连接处设置有异形槽61,断路器手柄20轴心上设有供传动轴5插入的异形轴孔21。传动轴5的一端伸出壳体1并插入断路器手柄20的异形轴孔21,传动轴5的另一端插入传动主体6的异形槽61内,将传动主体6固定在传动轴5上,末级齿轮7安装在传动主体6上,位置检测元件8设置在电路板2上,位于末级齿轮7的转动路径上。
如图11所示,脱扣件9包括铰接部91、脱扣拨杆92及脱扣连接杆93。铰接部91中部设有铰接孔911,壳体1上设有供铰接孔911插入的定位柱11,将铰接孔911插入定位柱11内,实现脱扣件9沿定位柱11铰接旋转。脱扣连接杆93垂直于铰接部91一体设置,脱扣拨杆92与铰接部91的周向一体连接。壳体1上设置有一限位槽12,脱扣连接杆93穿过限位槽12伸出壳体1外与断路器10的锁扣30联动。脱扣拨杆92的端部呈弧形,脱扣拨杆92与末级齿轮7分离或抵触配合。
如图7、图8所示,末级齿轮7包括中空的齿轮主体71、沿齿轮主体71轴向上方凸伸出的中空轴72、沿齿轮主体71下方周向凸伸出的一脱扣筋73。中空轴72上设置有位于同一平面上的分闸触角721和合闸触角722。齿轮主体71内壁周向设置有一凸块711,传动主体6周向设置有一传动主体凸台62,凸块711与传动主体凸台62转动时分离或抵触配合。末级齿轮7转动,脱扣筋73至与脱扣拨杆92的弧形勾状的端部抵触以带动脱扣连接杆93转动。
如图9-15所示,本发明驱动断路器分闸或合闸的过程原理详细说明如下:
1、如图9所示,初始状态时,断路器在分闸位置,末级齿轮位于中间位置。
2、如图10、图11所示,当本发明合闸时,驱动马达3带动传动齿轮组件4转动,进而带动末级齿轮7逆时针轮动,末级齿轮7带动传动件以及断路器手柄20转动实现断路器10进行合闸,末级齿轮7上的合闸触角722碰到位置检测元件8时,说明合闸到位。
3、如图12、13所示,当合闸到位,驱动马达3带动传动齿轮组件4转动,进而带动末级齿轮7顺时针轮动,末级齿轮7根据设计的转动时间到达中间位置,末级齿轮7的凸块711与传动主体凸台62形成一定的脱开的角度,断路器手柄20与传动件分闸时,末级齿轮7的凸块711不会触碰至传动主体凸台62,此时人工可以进行手动合闸或分闸。
4、如图14、15所示,分闸时,驱动马达3带动传动齿轮组件4转动,进而带动末级齿轮7顺时针轮动,末级齿轮7转动至脱扣拨杆92位置与其相抵触,带动脱扣件9旋转,脱扣件9带动断路器10的机构进行脱扣分闸,此时末级齿轮7上的分闸触角721碰到位置检测元件8,说明分闸到位,此时脱扣件9处于脱扣状态,断路器10不能再扣,人工手动合不上闸。
5、末级齿轮7逆时针转动至中间位置,末级齿轮7的脱扣筋73与脱扣件9的脱扣拨杆92分离一定的角度后,断路器10的锁扣以及与之联动的脱扣件9的转动不受末级齿轮7的脱扣筋73的干涉,即回到初始状态,解除对断路器10的合闸限制。此时人工可以进行手动合闸。
实施例二
如图16所示,本实施例与实施例一的区别在于:本实施例的末级齿轮7的中空轴72上还设置有中间触角723,其与分闸触角721和合闸触角722位于同一平面上。当末级齿轮7处于中间位置时,末级齿轮7上的中间触角723碰到位置检测元件8,说明此时末级齿轮7位于中间位置。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:包括壳体,设置在壳体上的电路板、马达、传动齿轮组件及离合连接机构,所述的马达与电路板电连接,其特征在于:所述的离合连接机构包括末级齿轮及传动件,所述的末级齿轮位于传动齿轮组件的末端与传动齿轮组件啮合,所述的传动件的一端伸出壳体与断路器手柄联接,所述的末级齿轮、传动件与断路器手柄同轴安装,所述的末级齿轮带动传动件转动。
2.如权利要求1所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:还包括有铰接在壳体上的脱扣件,所述的脱扣件上设置有脱扣连接杆及脱扣拨杆,所述的脱扣连接杆伸出壳体外与断路器的锁扣联动,所述的脱扣拨杆与末级齿轮分离或抵触配合,所述的末级齿轮转动至与脱扣拨杆抵触时带动脱扣连接杆转动。
3.如权利要求2所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:还包括一设置在电路板上的位置检测元件,所述的末级齿轮包括中空的齿轮主体、沿齿轮主体轴向上方凸伸出的中空轴,所述的齿轮主体安装在传动件上,所述的中空轴上设置有位于同一平面上的分闸触角和合闸触角,所述的位置检测元件位于末级齿轮的转动路径上,在分闸和合闸时分别与分闸触角和合闸触角相抵触。
4.如权利要求3所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:所述的中空轴上还设置有中间触角,其与分闸触角和合闸触角位于同一平面上。
5.如权利要求3所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:所述的齿轮主体下方周向凸伸出一脱扣筋,所述的脱扣筋与脱扣件上的脱扣拨杆分离或抵触配合。
6.如权利要求3所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:所述的齿轮主体内壁周向设置有一凸块,所述的传动件周向设置有一传动件凸台,所述的凸块与传动件凸台转动时分离或抵触配合。
7.如权利要求2所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:所述的脱扣件包括铰接部,铰接部中部设有铰接孔,所述的壳体上设有供铰接孔插入的定位柱,所述的脱扣连接杆垂直于铰接部一体设置,所述的脱扣拨杆与铰接部的周向一体连接,所述的脱扣拨杆的端部呈弧形。
8.如权利要求7所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:所述的壳体上设置有一限位槽,所述的脱扣连接杆穿过限位槽伸出壳体外与断路器的锁扣联动。
9.如权利要求1所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:所述的传动件包括传动主体及传动轴,所述的传动轴沿轴向的截面为异形,所述的传动主体与传动轴的连接处设置有异形槽,所述断路器手柄轴心上设有异形轴孔,所述的传动轴一端插入异形槽与传动主体连接,另一端插入异形轴孔与断路器手柄连接。
10.如权利要求1所述的小型断路器分合闸驱动装置,其特征在于:所述的传动齿轮组件包括蜗杆、蜗轮和若干减速齿轮,所述的蜗杆固定或一体设置在马达的输出轴上,所述的蜗轮与蜗杆相啮合,所述的蜗轮与减速齿轮相啮合,若干所述的减速齿轮依次啮合后与末级齿轮啮合。
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WO2020253272A1 (zh) * 2019-06-20 2020-12-24 厦门山秀阳光科技有限公司 一种小型断路器

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