CN110223889B - 小型断路器分合闸驱动装置 - Google Patents

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 (8)

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；

还包括有铰接在壳体上的脱扣件，所述的脱扣件包括铰接部、脱扣连接杆及脱扣拨杆，所述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；

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。

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：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。

3.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。

4.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。

5.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：所述的脱扣拨杆的端部呈弧形。

6.如权利要求5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。

7.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。

8.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。