CN110379684B - 一种断路器的电操与手操转换机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器的转换机构，包括底板、固定轮、电操轮和支架，所述电操轮上安装有手操轴；所述的手操轴包括手操传动轴以及沿圆周均匀分布在手操传动轴下方外壁面的多个凸台，相邻两个凸台之间形成的开口槽处设置有大弧面体，大弧面体与凸台之间设置有第一弹簧，大弧面体的弧面在第一弹簧的作用下紧贴电操轮和手操传动轴的表面；本发明的电操轮顺时针转动时可以带动手操传动轴随着电操轮顺时针转动，电操轮逆时针转动时手操传动轴可以保持静止不动；手操传动轴顺时针转动时电操轮可以保持静止不动，手操传动轴不能逆时针转动，只需要将手操传动轴与断路器动触头连接在一起，就可以分别实现断路器的电动/手动合分闸操作，互不干扰。

Description

一种断路器的电操与手操转换机构

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体是一种适用于断路器电动操作机构和手动操作机构之间的转换机构。

背景技术

断路器是一种用于电网中的配电电器，能够接通、承载及分断正常电路条件的电流，也能在规定的非正常条件下（如过载、短路、欠电压以及发生单相接地故障时）接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。断路器的操作机构时实现断路器接通或者分断的基础。随着科技的发展，人们生活水平日益提高，无论是操作便捷性还是远程控制的需要，断路器的手动操作和电动操作并存显得越来越重要。因此一种用于断路器电动操作机构和手动操作机构之间的转换机构是实现断路器手动操作和电动操作并存所必不可少的。

现有的断路器电操机构和手操机构之间的转换机构多采用类似齿轮离合器的形式实现，即在手动操作时解除齿轮啮合，而在电动操作时则需要齿轮重新啮合，该种机构在进行电动操作和手动操作相互转换时需要提前让齿轮啮合或者解除啮合，并且齿轮啮合是否到位对电操性能影响很大，因此对操作者的熟练程度也有一定要求。

发明内容

本发明提供了一种适用于断路器电动操作机构和手动操作机构之间的转换机构，具有使电动操作和手动操作切换时自动转换，互不干扰的作用，可以直接进行电动操作或者手动操作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种断路器的电操与手操转换机构，包括底板以及依次设置在底板上的固定轮、用来与电动操作机构连接的电操轮和支架，所述的电操轮安装在固定轮上，电操轮上方的支架通过螺钉固定在底板上，所述电操轮的内圆孔上安装有用来与手动传动机构连接的手操轴；所述的手操轴包括手操传动轴以及沿圆周均匀分布在手操传动轴下方外壁面的多个凸台，相邻两个凸台之间形成的开口槽处设置有大弧面体，大弧面体与凸台之间设置有第一弹簧，所述的大弧面体安装在电操轮和手操传动轴中间，并且其弧面在第一弹簧的作用下紧贴电操轮和手操传动轴的表面。

进一步，所述的凸台上横向套设有环状垫板，所述的大弧面体和第一弹簧位于垫板上方，所述的垫板下方还设置有小弧面体，垫板安装在手操传动轴上将大弧面体和小弧面体隔开，小弧面体与凸台之间设置有第而弹簧，所述的小弧面体安装在固定轮和手操传动轴中间，并且其弧面在第二弹簧的作用下紧贴固定轮和手操传动轴的表面。

更进一步，所述的凸台上横向开孔，孔内以过盈配合的方式分别设有第一嵌套和第二嵌套，所述的第一弹簧和第二弹簧分别位于第一嵌套和第二嵌套内。

所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其小弧面体和大弧面体为圆柱体或球体。

所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其固定轮焊接在底板上或者通过铆钉铆接在底板上。

所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其支架与底板之间设置有0.2mm厚的垫片。

所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其第一嵌套/第二嵌套采用硬度比第一弹簧/第二弹簧小的材料。可采用黄铜制作，并且在开口处倒角。

所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其开口槽数量为五个或五个以上。

所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其电操轮采用偏心轮、圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮、圆柱人形齿轮或者涡轮，通过连杆传动、齿轮传动或者涡轮蜗杆传动的方式实现电动操作。

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

大弧面体通过圆弧面与第一弹簧、手操传动轴、电操轮相接触，使得电操轮顺时针转动时，大弧面体更容易在第一弹簧的推力和电操轮的摩擦力作用下紧贴着电操轮和手操传动轴的表面上滚动到使电操轮和手操传动轴相对卡死的状态，从而带动手操传动轴顺时针转动；而当电操轮逆时针转动时，大弧面体也更容易在电操轮的摩擦力作用下紧贴着电操轮的表面上滚动并压缩第一弹簧直到摩擦力与弹簧推力相互抵消，此时大弧面体与手操传动轴之间的摩擦力非常小，无法带动手操传动轴转动，从而使手操传动轴处于静止状态。

当按照小弧面体和第二弹簧以后，小弧面体通过圆弧面与第二弹簧、手操传动轴、固定轮相接触，具有阻止手操传动轴逆时针转动的作用。所述的手操传动轴逆时针转动时，大弧面体在第一弹簧推力以及手操传动轴与大弧面体之间的摩擦力作用下沿着电操轮的表面滚动到手操传动轴与电操轮相对卡死状态使得电操轮随着手操传动轴一起转动，而小弧面体在第二弹簧推力以及手操传动轴与小弧面体之间的摩擦力作用下沿着固定轮的表面滚动到手操传动轴与固定轮相对卡死状态，由于固定轮与底板固定不能转动，因此手操传动轴无法逆时针转动。所述的手操传动轴顺时针转动时，手操传动轴压缩第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧推动大弧面体在电操轮与手操传动轴的间隙中滚动，第二弹簧推动小弧面体在固定轮和手操传动轴的间隙中滚动，由于滚动摩擦力很小，无法带动电操轮随着手操传动轴一起传动，使得电操轮保持静止状态。

本发明的转换机构具有使电动操作和手动操作切换时自动转换到电动操作机构或者手动操作机构的功能，没有多余的中间转换动作，可以直接进行电动操作或者手动操作，并且互不干扰，提高了操作机构的效率。

本发明的转换机构结构简单，可靠性高，体积小，可用于双向反复驱动或单向驱动的电操机构，对断路器操作机构的适用性广。

附图说明

图1是本发明的整体示意图；

图2是本发明的局部剖视示意图；

图3是本发明的动作原理示意图：3（a）是静止状态时动作原理示意图，3（b）是电操轮顺时针转动时动作原理示意图，3（c）是电操轮逆时针转动时动作原理示意图；

图4是本发明的电操轴示意图；

图5是本发明的弹簧安装示意图；

图6是本发明的手操传动轴示意图；

图7是本发明的垫板示意图；

图8是本发明的电操轮示意图；

图9是本发明的一种使用方式示意图。

各附图标记为：1—手操轴，2—电操轮，3—固定轮，4—底板，5—支架，11—手操传动轴，12—大弧面体，13—小弧面体，14—第一弹簧，15—第一嵌套，16—第二弹簧，17—第二嵌套，18—垫板。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

本发明的目的在于克服现有断路器电动操作机构和手动操作机构之间的转换机构存在的：（1）电动操作和手动操作相互切换时需要提前手动或者电动进行操作机构转换，然后才能进行相应的操作；（2）对机构转换是否到位要求高，操作者的熟练程度会影响操作机构性能；（3）机构复杂，可靠性低的问题，提供了一种适用于断路器电动操作机构和手动操作机构之间的转换机构，具有使电动操作和手动操作切换时自动转换的作用，无需多余的转换动作，可以直接进行电动操作或者手动操作，并且互不干扰，提高了操作机构的效率。不仅如此，该转换机构结构简单，可靠性高，体积小，可用于双向反复驱动或单向驱动的电操机构，对断路器操作机构的适用性广。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：参照图1所示，本发明的一种用于断路器电动操作机构和手动操作机构之间的转换机构由底板4、固定轮3、手操轴1和电操轮2组成。

参照图2所示，所述的支架5与底板4用螺钉固定在一起，用来给手操轴1和电操轮2提供支撑。固定轮3与底板4用铆钉铆接在一起，电操轮2安装在支架5与底板4之间并且安装在固定轮3的上面，用来与电动操作机构连接，实现电动操作。手操轴1安装在电操轮2的内圆孔以及支架5与底板4中间，用来与手动传动机构连接，实现手动操作。

作为本发明的第一实施例，所述的手操轴1包括手操传动轴11以及沿圆周均匀分布在手操传动轴11下方外壁面的多个凸台，相邻两个凸台之间形成的开口槽处设置有大弧面体12，大弧面体12与凸台之间设置有第一弹簧14，所述的大弧面体12安装在电操轮和手操传动轴中间，并且在第一弹簧14的作用下紧贴电操轮2和手操传动轴11的表面。本实施例中，在小弧面体13和与第二弹簧16不安装时，手操传动轴11也可以逆时针转动。

参看图4，作为本发明的第二实施例，所述的手操轴1由手操传动轴11、大弧面体12、小弧面体13、第一弹簧14、第一嵌套15、第二弹簧16、第二嵌套17和垫板18组成，所述的第一嵌套15和第二嵌套17通过过盈配合安装在手操传动轴11上，所述的第一弹簧14放在第一嵌套15里面，并且第一弹簧14的一端顶着第一嵌套15底部，另一端顶着大弧面体12。所述第二弹簧16放在第二嵌套17里面，并且第二弹簧16的一端顶着第二嵌套17底部，另一端顶着小弧面体13。所述的垫板18安装在手操传动轴11上，将大弧面体12和小弧面体13隔开。其中小弧面体13、第二弹簧16以及第二嵌套17的安装方式如图5所示，大弧面体12、第一弹簧14以及第一嵌套15的安装方式与小弧面体13、第二弹簧16以及第二嵌套17的安装方式相同。本实施例中，在小弧面体13和与第二弹簧16安装以后，电动操作可以通过使电操轮2顺时针不停转动的方式来实现，也可以使电操轮2顺时针转动和逆时针转动反复交替的方式来实现。

进一步，所述的大弧面体12和小弧面体13可以为圆柱体，也可以为球体。所述的手操传动轴11的形状如图6所示。所述的垫板18的形状如图7所示。

参照图3（a）所示，所述的大弧面体12安装在电操轮2和手操传动轴11中间，并且在第一弹簧14的作用下紧贴着电操轮2的内圆面和手操传动轴11的表面。与之类似，所述的小弧面体13安装在固定轮3和手操传动轴11中间，并且在第二弹簧16的作用下紧贴着固定轮3的内圆面和手操传动轴11的表面。

参见图3（b）所示，大弧面体12通过圆弧面与第一弹簧14、手操传动轴11、电操轮2相接触，使得电操轮2顺时针转动时，大弧面体12更容易在第一弹簧15的推力和电操轮2的摩擦力共同作用下紧贴着电操轮2和手操传动轴11的表面上滚动，由于当大弧面体12沿着电操轮2和手操传动轴11的表面上滚动时，大弧面体12所在的电操轮2和手操传动轴11之间的缝隙越来越小，直到大弧面体12滚动到电操轮2和手操传动轴11相对卡死的状态，手操传动轴11便随着电操轮2一起顺时针转动；而当电操轮2逆时针转动时，大弧面体12也更容易在电操轮2的摩擦力作用下紧贴着电操轮2的表面上滚动并压缩第一弹簧14直到摩擦力与弹簧推力相互抵消，此时大弧面体12与手操传动轴11之间的摩擦力非常小，无法带动手操传动轴11转动，从而使手操传动轴11处于静止状态。

参见图3（c）所示，小弧面体13通过圆弧面与第二弹簧16、手操传动轴11、固定轮3相接触，具有阻止手操传动轴11逆时针转动的作用。当手操传动轴11逆时针转动时，大弧面体12在第一弹簧14推力以及手操传动轴11与大弧面体12之间的摩擦力作用下沿着电操轮2的表面滚动到手操传动轴11与电操轮2相对卡死状态使得电操轮2随着手操传动轴11一起转动，同理小弧面体13在第二弹簧16推力以及手操传动轴11与小弧面体13之间的摩擦力作用下沿着固定轮3的表面滚动到手操传动轴11与固定轮3相对卡死状态，由于固定轮3与底板4固定不能转动，因此手操传动轴11无法逆时针转动。当手操传动轴11顺时针转动时，手操传动轴11压缩第一弹簧14和第二弹簧16，第一弹簧14推动大弧面体12在电操轮2与手操传动轴11的间隙中滚动，第二弹簧16推动小弧面体13在固定轮3和手操传动轴11的间隙中滚动，由于滚动摩擦力很小，无法带动电操轮2随着手操传动轴11一起传动，使得电操轮2保持静止状态。

因此，电操轮2顺时针转动时可以带动手操传动轴11随着电操轮2顺时针转动，电操轮2逆时针转动时手操传动轴11可以保持静止不动。手操传动轴22顺时针转动时电操轮1可以保持静止不动，手操传动轴11不能逆时针转动。这样只需要将手操传动轴11与断路器动触头连接在一起，就可以分别实现断路器的电动合分闸操作和者手动合分闸操作，互不干扰。

再进一步，所述的固定轮3与底板4之间通过铆钉铆接，还可以采用焊接的方式连接，以便于可以传递更大的扭矩。

再进一步，所述的支架5与底板4之间可以通过垫0.2mm厚的垫片调整底板4与支架5之间的高度来避免手动传动轴11或电操轮2卡死，降低了零件的加工进度和安装精度要求。

再进一步，所述的第一嵌套15和第二嵌套17采用硬度比第一弹簧14和第二弹簧16小的材料，比如黄铜，并且在开口处倒角，避免了第一弹簧14反复收缩时与第一嵌套15内圆边线接触，或者第二弹簧16反复收缩时与第二嵌套17内圆边线接触，而使第一弹簧14或者第二弹簧16断裂的后果，增强了第一弹簧14或者第二弹簧16的使用寿命以及该转换机构的可靠性。

再进一步，手操传动轴11上均布五个开口槽安装大弧面体12、第一弹簧14、第一嵌套15、小弧面体13、第二弹簧16、第二嵌套17，根据手操传动轴11直径的大小也可以选择均布六个、七个、八个等开口槽来安装大弧面体12、第一弹簧14、第一嵌套15、小弧面体13、第二弹簧16、第二嵌套17，手操传动轴11直径越大，开口槽越多，机构传递的扭矩越大，传动越平稳。

再进一步，所述的电动操作可以通过连杆传动、齿轮传动或者涡轮蜗杆传动的方式实现。所述的电操轮2可以做成偏心轮、圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮、圆柱人形齿轮或者涡轮。

图9为该断路器电动操作机构和手动操作机构之间的转换机构用于塑壳断路器的一种实施方式，通过偏心轮，对称布置的连杆与电操轮2一起形成两个对称的平行四边形结构，当电机带动偏心轮顺时针转动时，电操轮在四连杆的驱动下顺时针和逆时针交替转动，从而带动手操传动轴11顺时针转动，手操传动轴11一端与手柄连接，一边与触头轴连接，因此可以通过电机或者手动实现断路器合闸，然后再通过断路器自身的脱扣器解扣或者脱扣按钮手动解扣来使断路器分闸，从而实现断路器的电动合分闸或手动合分闸。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种断路器的电操与手操转换机构，其特征在于：包括底板（4）以及依次设置在底板（4）上的固定轮（3）、电操轮（2）和支架（5），所述的电操轮（2）安装在固定轮（3）上，电操轮（2）上方的支架（5）通过螺钉固定在底板（4）上，所述的电操轮（2）上安装有手操轴（1）；所述的手操轴（1）包括手操传动轴（11）以及沿圆周均匀分布在手操传动轴（11）下方的多个凸台，相邻两个凸台之间形成的开口槽处设置有大弧面体（12），大弧面体（12）与凸台之间设置有第一弹簧（14），所述的大弧面体（12）在第一弹簧（14）的作用下紧贴电操轮（2）和手操传动轴（11）的表面，所述的凸台上横向套设有环状垫板（18），所述的大弧面体（12）和第一弹簧（14）位于垫板（18）上方，所述的垫板（18）下方还设置有小弧面体（13），小弧面体（13）与凸台之间设置有第二弹簧（16），所述的小弧面体（13）在第二弹簧（16）的作用下紧贴固定轮（3）和手操传动轴（11）的表面，所述的小弧面体（13）和大弧面体（12）为圆柱体或球体，所述的电操轮（2）采用偏心轮、圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮或者涡轮，通过连杆传动、齿轮传动或者涡轮蜗杆传动的方式实现电动操作。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其特征在于，所述的凸台上横向开孔，孔内分别设有第一嵌套（15）和第二嵌套（17），所述的第一弹簧（14）和第二弹簧（16）分别位于第一嵌套（15）和第二嵌套（17）内。

3.根据权利要求1或2所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其特征在于，所述的固定轮（3）焊接在底板（4）上或者通过铆钉铆接在底板（4）上。

4.根据权利要求1或2所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其特征在于，所述的支架（5）与底板（4）之间设置有0.2mm厚的垫片。

5.根据权利要求2所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其特征在于，所述的第一嵌套（15）采用硬度比第一弹簧（14）小的材料，第二嵌套（17）采用硬度比第二弹簧（16）小的材料。

6.根据权利要求5所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其特征在于，所述的第一嵌套（15）和第二嵌套（17）采用黄铜制作，并且在开口处倒角。

7.根据权利要求1或2所述的一种断路器的电操与手操转换机构，其特征在于，所述的开口槽数量为至少五个。