CN111341594A - 高压开关柜手自一体式操作机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压开关柜手自一体式操作机构，包括安装架、手动操作端及驱动机构，驱动机构包括与手动操作端连接的驱动轴，驱动轴配合有电动操作装置，电动操作装置包括驱动电机、与蜗杆啮合的蜗杆及定位转动配合于安装架上的蜗轮，驱动电机的输出轴连接蜗杆，蜗轮，所述蜗轮具有供驱动轴穿过的中心轴孔，蜗轮配合有离合机构，离合机构包括离合器及离合操动端，蜗轮经离合器与驱动轴传动连接，离合操动端对应配合在手动操作端位置，以实现在预经手动操作端操动驱动轴时驱动离合器切断蜗轮与驱动轴之间的动力连接。既可以手动操作，又可以电动操作，具有动作稳定可靠的优点。

Description

高压开关柜手自一体式操作机构
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，确切的说是用于高压开关柜的操作机构。
背景技术
高压开关柜的隔离开关、断路器、接地开关、柜门的操作需要满足“五防”联锁要求，即：防止带负荷分、合隔离开关；防止误分、合断路器；防止带地线合隔离开关；防止带电挂接地线；防止误入带电间隔。
传统开关柜中使用的操作机构种类多样，采用多个控制端设计，存在结构复杂，操作不便等问题；为解决上述问题，本申请人对此改进设计，如中国专利号为CN201210414538.8的《一种高压开关柜的五防操作机构》，其采用单个控制端，解决了传统多个控制端存在的不足。但操作机构只具有手动操作功能，不利于自动化操作。
发明内容
本发明发明目的：为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种既可以手动操作，又可以电动操作的高压开关柜手自一体式操作机构，具有动作稳定可靠的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种高压开关柜手自一体式操作机构，包括安装架，安装架上设有手动操作端以及驱动机构，所述驱动机构包括转动设置于安装架上的驱动轴，驱动轴与手动操作端连接，驱动轴连接有用于驱动隔离开关、接地开关的槽轮机构，其特征在于：所述的驱动轴配合有电动操作装置，电动操作装置包括驱动电机、蜗杆以及蜗轮，驱动电机的输出轴连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮定位转动配合于安装架上，所述蜗轮具有供驱动轴穿过的中心轴孔，蜗轮配合有离合机构，所述离合机构包括离合器以及操动离合器离合的离合操动端，蜗轮经离合器与驱动轴传动连接，离合操动端对应配合在手动操作端位置，以实现在预经手动操作端操动驱动轴时驱动离合器切断蜗轮与驱动轴之间的动力连接。
通过采用上述技术方案，增加电动操作装置实现自动化操作驱动轴，且电动操作装置经离合机构与驱动轴传动连接，离合机构的离合操动端对应配合在手动操作端位置，实现预手动操作时切断电动操作装置的动力输入，实现手动操作和电动操作的互锁设计，使得操作机构更为安全可靠；电动操作装置采用蜗轮蜗杆驱动，蜗轮蜗杆具有结构紧凑，传动稳定以及驱动力大的优点，能够满足单个驱动轴驱动输出时的传动力要求。
优选的，所述离合器包括传动套筒，传动套筒包括滑动套装于驱动轴上并与驱动轴旋转联动的筒状主体，筒状主体一端插于蜗轮的中心轴孔内，筒状主体另一端上具有离合盘，所述蜗轮轴向一端形成与离合盘离合配合的动力接合盘，所述离合机构包括驱动弹簧以及与驱动轴同轴的离合操动顶杆，所述驱动轴内沿轴向设有顶杆安装孔，顶杆安装孔具有贯通驱动轴轴向对应手动操作端一端的顶推端口，离合操动顶杆轴向滑动配合于顶杆安装孔内，离合操动顶杆一端位于顶杆安装孔的顶推端口并构成所述离合操动端，离合操动顶杆上设有连接销，驱动轴沿轴向设有径向贯通至顶杆安装孔内的条形孔，连接销穿过条形孔后与筒状主体连接，经离合操动顶杆的轴向滑移以驱动离合盘与动力接合盘的离合，离合操动顶杆经驱动弹簧驱动趋于轴向滑移至离合器接合状态。该结构设计下，在插入手动操作用的手柄时，手柄顶压离合操动顶杆，离合操动顶杆顶推传动套筒轴向滑移，并顶压驱动弹簧蓄能，传动套筒的轴向滑移实现传动套筒上的离合盘和蜗轮上的动力接合盘离合配合，经传动套筒实现将蜗轮上的动力接合盘和驱动轴动力连接，能够达到稳定可靠的传动需求；且具有结构紧凑的优点。
优选的，所述动力接合盘包括若干沿周向均匀分布的、轴向凸起的凸柱，离合盘上设有与凸柱一一对应啮合配合的啮合孔。该结构设计下，凸柱插入啮合孔内实现动力接合盘与离合盘旋转方向的传动，具有结构简单，加工方便以及传动稳定可靠的优点。
优选的，所述驱动轴的外圆周面上沿轴向设有联动导槽，所述筒状主体的内孔凸起有联动凸齿，联动凸齿滑动配合于联动导槽内，且联动凸齿与联动导槽沿驱动轴旋转方向上啮合联动，从而构成筒状主体滑动套装于驱动轴上并与驱动轴旋转联动。该结构设计下，驱动轴上的联动导槽实现对传动套筒的轴向滑移导向以及旋转方向传动，保证传动套筒与驱动轴之间传动可靠。
优选的，所述联动导槽轴向一端贯通驱动轴上与顶推端口相对的一端端部形成插入口，联动凸齿一体成型于筒状主体上，所述筒状主体的联动凸齿沿联动导槽的插入口插入。该结构设计下，方便传动套筒套装在驱动轴上。
优选的，所述驱动弹簧安装于顶杆安装孔内，驱动弹簧一端抵接于驱动轴上，驱动弹簧另一端抵接于离合操动顶杆上。该结构设计下，具有结构紧凑，安装方便的优点。
优选的，所述顶杆安装孔为台阶孔，顶杆安装孔的小径孔段一端为所述顶推端口，顶杆安装孔的小径孔段另一端与大径孔段连接并形成限位台阶，顶杆安装孔的大径孔段相对于与小径孔段连接一端的另一端贯通驱动轴形成装配端口，离合操动顶杆以及驱动弹簧经装配端口插入顶杆安装孔内，在装配端口上螺纹旋装有堵头。该结构设计下，离合操动顶杆和驱动弹簧沿装配端口依次插入顶杆安装孔内，离合操动顶杆可靠的轴向限位在顶杆安装孔内，且具有装配方便以及配合稳定可靠的优点。
优选的，所述电动操作装置还包括有用于反馈驱动轴转动角度位置以构成对驱动电机反馈控制的位置反馈机构，位置反馈机构包括微动开关以及与微动开关对应配合以改变微动开关状态实现位置信号输出的触压凸轮，触压凸轮安装在驱动轴上随驱动轴转动。该结构设计下，实现驱动轴的旋转角度位置的监测和反馈，更好的实现自动化控制。另外，所述触压凸轮内径孔侧凸起有定位凸块，触压凸轮的定位凸块经插入口插入联动导槽内，定位凸块与联动导槽定位配合，触压凸轮上设有径向锁紧螺栓，触压凸轮经径向锁紧螺栓锁紧固定在驱动轴上。利用联动导槽实现触压凸轮定位安装在驱动轴上，具有结构紧凑和安装方便的优点。
优选的，所述电动操作装置包括有开关架，开关架可拆卸安装于安装架上，微动开关安装于开关架上，所述安装架包括两个相对布置的安装立板以及连接两安装立板的连接轴，驱动轴定位转动配合于安装立板上，在两个安装立板之间设有两块电动操作装置安装板，两块电动操作装置安装板安装在连接轴上，电动操作装置安装在两块电动操作装置安装板上，所述开关架包括垂直布置呈L形的固定底板和开关安装板，微动开关安装于开关安装板上，固定底板盖于两块电动操作装置安装板之间的口上并可拆卸安装于电动操作装置安装板上，开关安装板插入两安装立板之间。该结构设计下，微动开关采用开关架可拆卸安装在安装架上，方便微动开关的安装以及后期拆装维护；电动操作装置装配在两块电动操作装置安装板上，具有组装装配方便的优点，开关安装架采用L形板设计，方便与两块电动操作装置安装板配合实现固定，开关安装板朝向驱动轴方向延伸插入实现开关安装板上的微动开关与触压凸轮实现配合。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明具体实施例高压开关柜手自一体式操作机构结构示意图；
图2为本发明具体实施例驱动机构结构示意图一；
图3为本发明具体实施例驱动机构结构示意图二；
图4为本发明具体实施例驱动机构俯视图；
图5为图4中沿A-A线剖切的剖视图；
图6为图4中沿B-B线剖切的剖视图；
图7为本发明具体实施例驱动轴结构示意图；
图8为本发明配套使用的手柄主要部分结构示意图。
具体实施方式
参见附图1~7，本发明公开的一种高压开关柜手自一体式操作机构，包括安装架1，所述安装架1包括两个相对布置的安装立板11以及连接两安装立板11的连接轴12，安装架1上设有手动操作端2以及驱动机构，所述驱动机构包括转动设置于安装架1上的驱动轴3，驱动轴3定位转动配合于安装立板11上，驱动轴3与手动操作端2连接，手动操作端2包括固定在驱动轴3上的操作盘21，操作盘21上设有与驱动轴偏心布置的操作端口211，驱动轴3连接有用于驱动隔离开关、接地开关的槽轮机构4，其中槽轮机构4为现有技术，故对其具体结构不再赘述，所述的驱动轴3配合有电动操作装置5，电动操作装置5包括驱动电机51、蜗杆52以及蜗轮53，驱动电机51的输出轴连接蜗杆52，蜗杆52与蜗轮53啮合，蜗轮53定位转动配合于安装架1上，所述蜗轮53具有供驱动轴3穿过的中心轴孔530，蜗轮53配合有离合机构，所述离合机构包括离合器以及操动离合器离合的离合操动端，蜗轮经离合器与驱动轴3传动连接，离合操动端611对应配合在手动操作端2位置，以实现在预经手动操作端2操动驱动轴3时驱动离合器切断蜗轮53与驱动轴3之间的动力连接。增加电动操作装置实现自动化操作驱动轴，且电动操作装置经离合机构与驱动轴传动连接，离合机构的离合操动端对应配合在手动操作端位置，实现预手动操作时切断电动操作装置的动力输入，实现手动操作和电动操作的互锁设计，使得操作机构更为安全可靠；电动操作装置采用蜗轮蜗杆驱动，蜗轮蜗杆具有结构紧凑，传动稳定以及驱动力大的优点，能够满足单个驱动轴驱动输出时的传动力要求。
为更好的满足本发明创造中驱动轴需要较大输出扭矩的要求，离合器采用如下结构设计：所述离合器包括传动套筒71，传动套筒71包括滑动套装于驱动轴3上并与驱动轴3旋转联动的筒状主体711，筒状主体711一端插于蜗轮53的中心轴孔530内，筒状主体711另一端上具有离合盘712，所述蜗轮53轴向一端形成与离合盘712离合配合的动力接合盘72，本具体实施例中，蜗轮53轴向一端端面上一体成型有所述动力接合盘72，当然也可采用固定装配式结构，所述离合机构包括驱动弹簧62以及与驱动轴3同轴的离合操动顶杆61，所述驱动轴3内沿轴向设有顶杆安装孔31，顶杆安装孔31具有贯通驱动轴3轴向对应手动操作端2一端的顶推端口311，离合操动顶杆61轴向滑动配合于顶杆安装孔31内，离合操动顶杆61一端位于顶杆安装孔31的顶推端口311并构成所述离合操动端611，离合操动顶杆61上设有连接销63，驱动轴3沿轴向设有径向贯通至顶杆安装孔31内的条形孔32，连接销63穿过条形孔32后与筒状主体711连接，经离合操动顶杆61的轴向滑移以驱动离合盘712与动力接合盘72的离合，离合操动顶杆61经驱动弹簧62驱动趋于轴向滑移至离合器接合状态。如图8所示，本发明配合的操作手柄9包括套于驱动轴3端部的定位套91，定位套91内设有顶轴92，在插入手动操作用的手柄时，手柄上的顶轴顶压离合操动顶杆，离合操动顶杆顶推传动套筒轴向滑移，并顶压驱动弹簧蓄能，传动套筒的轴向滑移实现传动套筒上的离合盘和蜗轮上的动力接合盘离合配合；拔出手柄，则在驱动弹簧的作用下实现离合器复位。采用传动套筒实现将蜗轮上的动力接合盘和驱动轴动力连接，能够达到稳定可靠的传动需求；且具有结构紧凑的优点。所述驱动轴3的外圆周面上沿轴向设有联动导槽33，在驱动轴3上设有两条对称布置的联动导槽33，所述筒状主体711的内孔凸起有联动凸齿7111，联动凸齿7111滑动配合于联动导槽33内，且联动凸齿7111与联动导槽33沿驱动轴3旋转方向上啮合联动，从而构成筒状主体711滑动套装于驱动轴3上并与驱动轴3旋转联动。驱动轴上的联动导槽实现对传动套筒的轴向滑移导向以及旋转方向传动，保证传动套筒与驱动轴之间传动可靠。
所述动力接合盘72包括若干沿周向均匀分布的、轴向凸起的凸柱721，离合盘712上设有与凸柱721一一对应啮合配合的啮合孔7121。凸柱721插入啮合孔7121内实现动力接合盘与离合盘旋转方向的传动，具有结构简单，加工方便以及传动稳定可靠的优点。其中本具体实施例中，啮合孔7121为轴向贯通离合盘712的缺口结构，当然也可采用完整的孔或盲孔设计等，其中孔和凸柱的形状不仅限于附图中所示的形状，但采用本附图中的圆柱形状和U形缺口设计下，结构简单，加工方便。
所述联动导槽33轴向一端贯通驱动轴3上与顶推端口311相对的一端端部形成插入口331，联动凸齿7111一体成型于筒状主体711上，所述筒状主体711的联动凸齿7111沿联动导槽33的插入口331插入。传动筒沿驱动轴一端直接套装在驱动轴上，装配方便，且实现联动凸齿与筒状主体一体成型，使得结构更为简单和可靠。
其中的驱动弹簧可采用顶压传动套筒的配合结构，但本具体实施例中采用，所述驱动弹簧62安装于顶杆安装孔31内，驱动弹簧62一端抵接于驱动轴3上，驱动弹簧62另一端抵接于离合操动顶杆61上。具有结构紧凑，安装方便的优点。
为了离合操动顶杆和驱动弹簧安装方便和动作可靠，所述顶杆安装孔31为台阶孔，顶杆安装孔31的小径孔段312一端为所述顶推端口311，顶杆安装孔31的小径孔312段另一端与大径孔段313连接并形成限位台阶，顶杆安装孔31的大径孔段313相对于与小径孔段312连接一端的另一端贯通驱动轴3形成装配端口314，离合操动顶杆61以及驱动弹簧62经装配端口314插入顶杆安装孔31内，在装配端口314上螺纹旋装有堵头34。离合操动顶杆和驱动弹簧沿装配端口依次插入顶杆安装孔内，之后盖上堵头，实现将驱动弹簧和离合操动弹簧限制在驱动轴内，离合操动顶杆可靠的轴向限位在顶杆安装孔内，且具有装配方便以及配合稳定可靠的优点。
为提高自动化操作可靠性，所述电动操作装置还包括有用于反馈驱动轴3转动角度位置以构成对驱动电机51反馈控制的位置反馈机构，位置反馈机构包括微动开关54以及与微动开关54对应配合以改变微动开关54状态实现位置信号输出的触压凸轮55，触压凸轮55安装在驱动轴3上随驱动轴3转动。实现驱动轴的旋转角度位置的监测和反馈，更好的实现自动化控制。另外，所述触压凸轮55内径孔侧凸起有定位凸块551，触压凸轮55的定位凸块551经插入口插入联动导槽33内，定位凸块与联动导槽定位配合，触压凸轮上设有径向锁紧螺栓，触压凸轮经径向锁紧螺栓锁紧固定在驱动轴上。利用联动导槽实现触压凸轮定位安装在驱动轴上，具有结构紧凑和安装方便的优点。
所述电动操作装置包括有开关架56，开关架56可拆卸安装于安装架1上，微动开关54安装于开关架56上，在两个安装立板11之间设有两块电动操作装置安装板14，两块电动操作装置安装板14安装在连接轴12上，电动操作装置安装在两块电动操作装置安装板14上，这样电动操作装置可安装在两块电动操作装置安装板14构成模块化结构，所述开关架56包括垂直布置呈L形的固定底板561和开关安装板562，微动开关54安装于开关安装板562上，固定底板561盖于两块电动操作装置安装板14之间的口上并可拆卸安装于电动操作装置安装板14上，在电动操作装置安装板14上设有定位凹陷，固定底板561嵌装在定位凹陷内，且固定底板561上形成与定位凹陷边缘凸起部分配合的定位口5611，在两块电动操作装置安装板14之间设有连接块15，之后经螺栓将固定底板561锁在连接块15上，随着固定底板的安装后，开关安装板插入两安装立板之间。微动开关采用开关架可拆卸安装在安装架上实现相应的模块式结构，方便微动开关的安装以及后期拆装维护；电动操作装置装配在两块电动操作装置安装板上，具有组装装配方便的优点，开关安装架采用L形板设计，方便与两块电动操作装置安装板配合实现固定，开关安装板朝向驱动轴方向延伸插入实现开关安装板上的微动开关与触压凸轮实现配合。

Claims (10)

1.一种高压开关柜手自一体式操作机构，包括安装架，安装架上设有手动操作端以及驱动机构，所述驱动机构包括转动设置于安装架上的驱动轴，驱动轴与手动操作端连接，驱动轴连接有用于驱动隔离开关、接地开关的槽轮机构，其特征在于：所述的驱动轴配合有电动操作装置，电动操作装置包括驱动电机、蜗杆以及蜗轮，驱动电机的输出轴连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮定位转动配合于安装架上，所述蜗轮具有供驱动轴穿过的中心轴孔，蜗轮配合有离合机构，所述离合机构包括离合器以及操动离合器离合的离合操动端，蜗轮经离合器与驱动轴传动连接，离合操动端对应配合在手动操作端位置，以实现在预经手动操作端操动驱动轴时驱动离合器切断蜗轮与驱动轴之间的动力连接。
2.根据权利要求1所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述离合器包括传动套筒，传动套筒包括滑动套装于驱动轴上并与驱动轴旋转联动的筒状主体，筒状主体一端插于蜗轮的中心轴孔内，筒状主体另一端上具有离合盘，所述蜗轮轴向一端形成与离合盘离合配合的动力接合盘，所述离合机构包括驱动弹簧以及与驱动轴同轴的离合操动顶杆，所述驱动轴内沿轴向设有顶杆安装孔，顶杆安装孔具有贯通驱动轴轴向对应手动操作端一端的顶推端口，离合操动顶杆轴向滑动配合于顶杆安装孔内，离合操动顶杆一端位于顶杆安装孔的顶推端口并构成所述离合操动端，离合操动顶杆上设有连接销，驱动轴沿轴向设有径向贯通至顶杆安装孔内的条形孔，连接销穿过条形孔后与筒状主体连接，经离合操动顶杆的轴向滑移以驱动离合盘与动力接合盘的离合，离合操动顶杆经驱动弹簧驱动趋于轴向滑移至离合器接合状态。
3.根据权利要求2所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述动力接合盘包括若干沿周向均匀分布的、轴向凸起的凸柱，离合盘上设有与凸柱一一对应啮合配合的啮合孔。
4.根据权利要求2或3所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述驱动轴的外圆周面上沿轴向设有联动导槽，所述筒状主体的内孔凸起有联动凸齿，联动凸齿滑动配合于联动导槽内，且联动凸齿与联动导槽沿驱动轴旋转方向上啮合联动，从而构成筒状主体滑动套装于驱动轴上并与驱动轴旋转联动。
5.根据权利要求4所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述联动导槽轴向一端贯通驱动轴上与顶推端口相对的一端端部形成插入口，联动凸齿一体成型于筒状主体上，所述筒状主体的联动凸齿沿联动导槽的插入口插入。
6.根据权利要求2所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述驱动弹簧安装于顶杆安装孔内，驱动弹簧一端抵接于驱动轴上，驱动弹簧另一端抵接于离合操动顶杆上。
7.根据权利要求6所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述顶杆安装孔为台阶孔，顶杆安装孔的小径孔段一端为所述顶推端口，顶杆安装孔的小径孔段另一端与大径孔段连接并形成限位台阶，顶杆安装孔的大径孔段相对于与小径孔段连接一端的另一端贯通驱动轴形成装配端口，离合操动顶杆以及驱动弹簧经装配端口插入顶杆安装孔内，在装配端口上螺纹旋装有堵头。
8.根据权利要求1所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述电动操作装置还包括有用于反馈驱动轴转动角度位置以构成对驱动电机反馈控制的位置反馈机构，位置反馈机构包括微动开关以及与微动开关对应配合以改变微动开关状态实现位置信号输出的触压凸轮，触压凸轮安装在驱动轴上随驱动轴转动。
9.根据权利要求5所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述电动操作装置还包括有用于反馈驱动轴转动角度位置以构成对驱动电机反馈控制的位置反馈机构，位置反馈机构包括微动开关以及与微动开关对应配合以改变微动开关状态实现位置信号输出的触压凸轮，触压凸轮安装在驱动轴上随驱动轴转动，所述触压凸轮内径孔侧凸起有定位凸块，触压凸轮的定位凸块经插入口插入联动导槽内，定位凸块与联动导槽定位配合，触压凸轮上设有径向锁紧螺栓，触压凸轮经径向锁紧螺栓锁紧固定在驱动轴上。
10.根据权利要求8或9所述高压开关柜手自一体式操作机构，其特征在于：所述电动操作装置包括有开关架，开关架可拆卸安装于安装架上，微动开关安装于开关架上，所述安装架包括两个相对布置的安装立板以及连接两安装立板的连接轴，驱动轴定位转动配合于安装立板上，在两个安装立板之间设有两块电动操作装置安装板，两块电动操作装置安装板安装在连接轴上，电动操作装置安装在两块电动操作装置安装板上，所述开关架包括垂直布置呈L形的固定底板和开关安装板，微动开关安装于开关安装板上，固定底板盖于两块电动操作装置安装板之间的口上并可拆卸安装于电动操作装置安装板上，开关安装板插入两安装立板之间。
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CN114832249A (zh) * 2022-04-20 2022-08-02 江苏益海装备科技有限公司 手自一体式触发系统

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