CN111584319A - 一种断路器的智能控制模块以及断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种断路器以及该断路器的智能控制模块，智能控制模块包括控制电路板、与控制电路板连接的驱动电机、传动连接于驱动电机和分合闸联动轴之间且具有不完全齿的齿轮传动组以及与控制电路板连接的第一感应器和第二感应器；所述传动齿轮组上设有沿第一旋转轨迹动作的第一凸部以及沿第二旋转轨迹动作的第二凸部和第三凸部，所述推杆对应第一旋转轨迹，所述第一感应器和第二感应器对应第二旋转轨迹；且通过位于第二旋转轨迹的二个凸部与二个感应器的配合实现齿轮传动组的精准定位，精度更高；且结构简单，结构布局更优化。

Description

一种断路器的智能控制模块以及断路器

技术领域

本发明涉及断路器领域，具体涉及一种断路器的智能控制模块以及具有该智能控制模块的断路器。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。

控制断路器分合闸动作由智能控制模块进行控制并驱动，该智能控制模块一般包括控制电路板、与控制电路板连接的驱动电机、传动连接于驱动电机和分合闸联动轴之间且具有不完全齿的齿轮传动组以及与断路器锁扣装置联动的推杆，合闸时，控制电路板控制驱动电机旋转，驱动电机的旋转通过齿轮传动组带动分合闸联动轴转动实现合闸；分闸时，齿轮传动组继续传动撞击所述推杆而使断路器锁扣装置解锁，进行分闸，此时，所述齿轮传动组的不完全齿相脱离，保证顺利分闸。虽然现有技术中，智能控制模块对于分合闸的控制已经做到比较精确，但在精度上和结构上还具有进一步优化的空间。

发明内容

为此，本发明提供一种断路器的智能控制模块以及具有该智能控制模块的断路器，具有分合闸控制精度更高、结构布局更优化的特点。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种断路器的智能控制模块，包括控制电路板、与控制电路板连接的驱动电机以及传动连接于驱动电机和分合闸联动轴之间且具有不完全齿的齿轮传动组；

还包括分别与控制电路板连接的第一感应器和第二感应器；所述齿轮传动组上设有沿第一旋转轨迹动作的第一凸部以及沿第二旋转轨迹动作的第二凸部和第三凸部，与断路器锁扣装置联动的推杆对应第一旋转轨迹，所述第一感应器和第二感应器对应第二旋转轨迹；

所述控制电路板控制驱动电机带动齿轮传动组在初始位置、断路器合闸的合闸位置和断路器分闸的分闸位置之间循环切换；

由初始位置切换至合闸位置、以及由合闸位置切换至分闸位置时，齿轮传动组均沿第一方向传动，且在第一方向上，所述第二凸部处于第三凸部的前方位置，所述第一感应器位于近端位置，而第二感应器位于远端位置；而由分闸位置切换至初始位置时，齿轮传动组沿与第一方向相反的第二方向传动；

由初始位置切换至合闸位置时，所述齿轮传动组带动分合闸联动轴旋转至断路器合闸，所述第二凸部触发第一感应器；

由合闸位置切换至分闸位置时，所述齿轮传动组的不完全齿相脱离，所述第一凸部撞击所述推杆而使断路器锁扣装置解锁，所述第二凸部触发第二感应器；

由分闸位置切换至初始位置时，所述齿轮传动组沿第二方向传动至使第三凸部触发第一感应器。

进一步优选的，所述齿轮传动组包括：与驱动电机传动连接的减速齿轮组、与减速齿轮组传动连接且具有一不完全齿轮的双层传动齿轮以及与双层传动齿轮的不完全齿轮传动连接的单层不完全齿轮，所述单层不完全齿轮固定套接于分合闸联动轴上，由合闸位置切换至分闸位置时，所述齿轮传动组的单层不完全齿轮和双层传动齿轮的不完全齿轮相脱离。

进一步优选的，所述双层传动齿轮或减速齿轮组中的减速齿轮上的一侧表面凸起有第一凸台，所述第一凸台具有一与双层传动齿轮或减速齿轮组中的减速齿轮同心的圆弧段，所述第一凸台在圆弧段的两端分别为第二凸部和第三凸部；所述第一凸台的圆弧段所在的圆周线为所述第二旋转轨迹。

进一步优选的，所述第一凸部与在第二旋转轨迹运动的第二凸部和第三凸部设置在同一齿轮上。

进一步优选的，所述第一旋转轨迹和第二旋转轨迹至少在齿轮转轴的轴向线上交错设置。

进一步优选的，所述双层传动齿轮或减速齿轮组中的减速齿轮在凸起设置第一凸台的同一侧表面还凸起延伸有第二凸台，所述第二凸台的凸起距离大于所述第一凸台，所述第二凸台在对应第二旋转轨迹的位置形成让位缺口，所述第一凸部形成于第二凸台上。

进一步优选的，所述第二凸台在靠近第一凸部的侧端面上凹陷有用于容纳推杆的支臂的让位凹口。

进一步优选的，所述第一凸部撞击所述推杆而使断路器锁扣装置解锁，所述第二凸台的旋转方向与推杆活动方向相反。

进一步优选的，还包括与控制电路板连接的第三感应器，所述单层不完全齿轮上设有沿第三转动轨迹动作的第四凸部，所述第三感应器对应第三转动轨迹，断路器完成分闸时，所述第四凸部触发所述第三感应器。

进一步优选的，所述第一感应器和/或第二感应器和/或第三感应器为微动开关。

一种断路器，至少包括上述所述的断路器的智能控制模块。

通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

通过位于同一旋转轨迹(第二旋转轨迹)的二个凸部与二个感应器的配合实现齿轮传动组的精准定位，精度更高；且结构简单，结构布局更优化。

附图说明

图1所示为实施例中智能控制模块的内部结构示意图；

图2所示为实施例中智能控制模块在初始位置下的结构示意图；

图3所示为实施例中智能控制模块在合闸位置下的结构示意图；

图4所示为实施例中智能控制模块在分闸位置下的结构示意图；

图5所示为实施例中智能控制模块的部分结构示意图；

图6所示为实施例中双层传动齿轮的结构示意图；

图7所示为实施例中第一凸部刚与推杆的支臂接触的状态示意图；

图8所示为实施例中第一凸部撞击推杆的支臂后的状态示意图；

图9所示为实施例中智能控制模块部分结构分的解示意图；

图10所示为实施例中智能控制模块的结构分解示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参照图1至图10所示，本实施例提供的一种断路器的智能控制模块，包括控制电路板12、与控制电路板12连接的驱动电机13以及传动连接于驱动电机13和分合闸联动轴30之间且具有不完全齿的齿轮传动组。具体的，控制电路板12、驱动电机13以及齿轮传动组均设置一壳体11内。所述齿轮传动组具体包括：与驱动电机13传动连接的减速齿轮组、与减速齿轮组传动连接且具有一不完全齿轮的双层传动齿轮143以及与双层传动齿轮143的不完全齿轮传动连接的单层不完全齿轮144。所述驱动电机13的转轴上套接一蜗杆131，通过该蜗杆131与减速齿轮组传动连接。再具体的，减速齿轮组包括第一双层减速齿轮141和第二双层减速齿轮142，所述第一双层减速齿轮141的大齿轮与蜗杆131啮合，其小齿轮与第二双层减速齿轮142的大齿轮啮合；所述双层传动齿轮143的大齿轮1431为完全齿轮，其小齿轮1432为不完全齿轮。所述第二双层减速齿轮142的小齿轮与双层传动齿轮143的大齿轮1431啮合，所述双层传动齿轮143的小齿轮1432与单层不完全齿轮144配合，随着双层传动齿轮143的转动，双层传动齿轮143的小齿轮1432(即不完全齿轮)与单层不完全齿轮144可进行啮合形成传动或者相脱离。所述单层不完全齿轮144固定套接于分合闸联动轴30上。该齿轮传动组结构简单，能够很好的满足分合闸传动需求。当然的，在其他实施例中齿轮传动组的结构不局限于此。

该智能控制模块还包括分别与控制电路板连接的第一感应器171和第二感应器172；所述齿轮传动组上设有沿第一旋转轨迹动作的第一凸部161以及沿第二旋转轨迹动作的第二凸部151和第三凸部152，与断路器锁扣装置联动的推杆20对应第一旋转轨迹，所述第一感应器171和第二感应器172对应第二旋转轨迹。

具体的，所述第二凸部151和第三凸部152设置在双层传动齿轮143上。再具体的，双层传动齿轮143的大齿轮1431在背对小齿轮1432的侧表面凸起有第一凸台15，所述第一凸台15具有一与双层传动齿轮143同心的圆弧段，所述第一凸台15在圆弧段的两端分别为第二凸部151和第三凸部152；所述第一凸台15的圆弧段所在的圆周线为所述第二旋转轨迹。

再具体的，所述第一凸部161与在第二旋转轨迹运动的第二凸部151和第三凸部152设置在同一齿轮上，即同样设置在双层传动齿轮143上。为了避免在第一旋转轨迹上的配合结构(即第一凸部161与推杆20的配合结构)与在第二旋转轨迹上的配合结构(即第二凸部151、第三凸部152、第一感应器171和第二感应器172的配合结构)相互干扰影响；所述第一旋转轨迹和第二旋转轨迹至少在齿轮(本实施例中为双层传动齿轮143)转轴的轴向线上交错设置。具体结构为：所述双层传动齿轮143在凸起设置第一凸台15的同一侧表面还凸起延伸有第二凸台16，所述第二凸台16的凸起距离大于所述第一凸台15，所述第二凸台16在对应第二旋转轨迹的位置形成让位缺口162，以让位在第一旋转轨迹上的配合结构，所述第一凸部161形成于第二凸台16上。

将所述第一凸部161与在第二旋转轨迹运动的第二凸部151和第三凸部152设置在同一齿轮上(本实施例中为双层传动齿轮143)，只要对一个齿轮进行加工改动即可，其余齿轮可依照现有结构，制作成本低。当然的，在其他实施例中，所述第一凸部161与在第二旋转轨迹运动的第二凸部151和第三凸部152也可以一起设置在减速齿轮组中的减速齿轮上，又或者是分开设置，即第一凸部161设置在双层传动齿轮143上，第二凸部151和第三凸部152设置在减速齿轮组中的减速齿轮上等等。

所述控制电路板12控制驱动电机13带动齿轮传动组在初始位置(如图2所示)、断路器合闸的合闸位置(如图3所示)和断路器分闸的分闸位置(如图4所示)之间循环切换。

由初始位置切换至合闸位置、以及由合闸位置切换至分闸位置时，齿轮传动组均沿第一方向传动，如在图2的基础上，驱动电机13带动所述齿轮传动组沿第一方向传动，在第一方向传动时，所述双层传动齿轮143为顺时针转动，在第一方向上，所述第二凸部151处于第三凸部152的前方位置，所述第一感应器171位于近端位置(即相较于第二感应器172更靠近初始位置)，而第二感应器172位于远端位置(即相较于第一感应器171更远离初始位置)；该第一方向的传动使位于前方位置的第二凸部151进行先后触发第一感应器171和第二感应器172。而由分闸位置切换至初始位置时，齿轮传动组沿与第一方向相反的第二方向传动，在该第二方向上，第三凸部152处于第二凸部151的前方位置，第二感应器172位于近端位置(相较于第一感应器171更靠近分闸位置)，而第一感应器位于远端位置(即相较于第二感应器171更远离分闸位置)，由第三凸部172进行触发。

由初始位置切换至合闸位置时，所述控制电路板控制驱动电机带动所述齿轮传动组沿第一方向传动，如在图2的基础上，驱动电机13带动所述齿轮传动组沿第一方向传动，在第一方向时，所述双层传动齿轮143为顺时针转动，所述齿轮传动组沿第一方向的传动带动分合闸联动轴30旋转至到达合闸位置，实现合闸，如图3的位置；所述第二凸部151触发第一感应器171，第一感应器171将信号输出至控制电路板12，控制电路板12控制驱动电机13停止。断路器保持在合闸位置。

由合闸位置切换至分闸位置时，所述齿轮传动组沿第一方向的继续传动使所述齿轮传动组的不完全齿相脱离，即双层传动齿轮143的不完全齿轮与单层不完全齿轮144相脱离，所述第一凸部161撞击所述推杆20而使断路器锁扣装置解锁，实现分闸，第二凸部151触发第二感应器172，第二感应器172将信号输出至控制电路板12，如图4所示。

该分闸位置下，控制电路板12可控制驱动电机13停止或不停止。控制电路板12控制驱动电机13停止时，断路器保持在分闸位置，此时，无法进行手动合闸。控制电路板12控制驱动电机13不停止时，驱动电机13会继续动作，直至到达下一位置，即初始位置。

如此设置的目的在于可将该断路器运用于智能电网中，若用户电费充足，则控制电路板12控制驱动电机13在分闸位置下不停止，断路器分闸后可自动跳至初始位置，实现正常的手动合闸等操作。若用户电费不足时，控制电路板12控制驱动电机13在分闸位置下停止动作，断路器保持在分闸位置，此时，无法进行手动合闸，待用户缴费后方再控制驱动电机13动作。实现智能控制。

具体的，所述推杆20上设有一支臂21，该支臂21对应所述第一旋转轨迹，第一凸部161通过撞击拨动该支臂21进而驱动推杆20动作。结构设置简单。当然的，在其它实施例中不局限于此。

具体的，所述第二凸台16在靠近第一凸部161的侧端面上凹陷有让位凹口163，该让位凹口163的设置，使得第二凸台16靠近推杆20的支臂21时，该让位凹口163能够容纳推杆20的支臂21，实现让位，使得第二凸台16的侧端面不会对推杆20的支臂21先进行接触而影响精度。

该第二凸台16的设置的作用在于：分闸触发后，控制电路板12在给驱动电机13发出停止转动的指令时，驱动电机13在惯性力的作用下还要进行一段时间的转动，此种结构的设计是保证第二凸台16始终处于推动推杆20的状态，防止结构卡死和分闸作用失效。

同时，所述第一凸部161撞击所述推杆20而使断路器锁扣装置解锁，所述第二凸台16的旋转方向与推杆20活动方向相反。即图7、图8中，所述第二凸台16为逆时针旋转，第二凸台16的逆时针旋转使第一凸部161撞击拨动推杆20的支臂21顺时针摆动，实现分闸；该结构做功的80％可用于拨动推杆进行分闸动作。且，该结构对推杆零件尺寸精度要求低，能够与推杆达到接触尺寸即可实现动作。该方案的结构设计可以提高零件的有效作用力，降低零件的尺寸要求精度。

由分闸位置切换至初始位置时，控制电路板12控制驱动电机13反转，驱动电机13的反转带动齿轮传动组沿与第一方向相反的第二方向(在第二方向时，所述双层传动齿轮143为逆时针转动)传动至使第三凸部152触发第一感应器171时(如图2所示)，第一感应器171将信号输出至控制电路板12，控制电路板12控制驱动电机13停止，实现归位，即归位至初始位置。初始状态下，推杆20可自由转动，此时可实现手动合闸。

通过位于同一旋转轨迹(第二旋转轨迹)的二个凸部(即第二凸部151和第三凸部152)与二个感应器(第一感应器171和第二感应器172)的配合实现齿轮传动组的精准定位，精度更高；且结构简单，结构布局更优化。

进一步的，本实施例中，还包括与控制电路板12连接的第三感应器173，所述单层不完全齿轮144上设有沿第三转动轨迹动作的第四凸部18，所述第三感应器173对应第三转动轨迹，断路器完成分闸时，所述第四凸部18触发所述第三感应器173，第三感应器173将感应信号输出至控制电路板12。该第三感应器173设置的目的在于对断路器的分合闸进行计数，用于统计断路器的分合闸的次数，进而监控该断路器的使用寿命，更为精准。

进一步优选的，本实施例中，所述第一感应器171、第二感应器172和第三感应器173均为微动开关，结构体积小，触发感应灵敏。当然的，在其他实施例中，也可以采用其它能够触发产生信号的感应器，如光电传感器等，第一感应器171、第二感应器172和第三感应器173也可以采用不同类型的感应器。

本实施例还提供一种断路器，具有上述所述的断路器的智能控制模块。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种断路器的智能控制模块，包括控制电路板、与控制电路板连接的驱动电机以及传动连接于驱动电机和分合闸联动轴之间且具有不完全齿的齿轮传动组；其特征在于：

还包括分别与控制电路板连接的第一感应器和第二感应器；所述齿轮传动组上设有沿第一旋转轨迹动作的第一凸部以及沿第二旋转轨迹动作的第二凸部和第三凸部，与断路器锁扣装置联动的推杆对应第一旋转轨迹，所述第一感应器和第二感应器对应第二旋转轨迹；

所述控制电路板控制驱动电机带动齿轮传动组在初始位置、断路器合闸的合闸位置和断路器分闸的分闸位置之间循环切换；

由初始位置切换至合闸位置、以及由合闸位置切换至分闸位置时，齿轮传动组均沿第一方向传动，且在第一方向上，所述第二凸部处于第三凸部的前方位置，所述第一感应器位于近端位置，而第二感应器位于远端位置；由分闸位置切换至初始位置时，齿轮传动组沿与第一方向相反的第二方向传动；

由初始位置切换至合闸位置时，所述齿轮传动组带动分合闸联动轴旋转至断路器合闸，所述第二凸部触发第一感应器；

由合闸位置切换至分闸位置时，所述齿轮传动组的不完全齿相脱离，所述第一凸部撞击所述推杆而使断路器锁扣装置解锁，所述第二凸部触发第二感应器；

由分闸位置切换至初始位置时，所述齿轮传动组沿第二方向传动至使第三凸部触发第一感应器。

2.根据权利要求1所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：所述齿轮传动组包括：与驱动电机传动连接的减速齿轮组、与减速齿轮组传动连接且具有一不完全齿轮的双层传动齿轮以及与双层传动齿轮的不完全齿轮传动连接的单层不完全齿轮，所述单层不完全齿轮固定套接于分合闸联动轴上，由合闸位置切换至分闸位置时，所述齿轮传动组的单层不完全齿轮和双层传动齿轮的不完全齿轮相脱离。

3.根据权利要求2所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：所述双层传动齿轮或减速齿轮组中的减速齿轮上的一侧表面凸起有第一凸台，所述第一凸台具有一与双层传动齿轮或减速齿轮组中的减速齿轮同心的圆弧段，所述第一凸台在圆弧段的两端分别为第二凸部和第三凸部；所述第一凸台的圆弧段所在的圆周线为所述第二旋转轨迹。

4.根据权利要求3所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：所述第一凸部与在第二旋转轨迹运动的第二凸部和第三凸部设置在同一齿轮上。

5.根据权利要求4所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：所述双层传动齿轮或减速齿轮组中的减速齿轮在凸起设置第一凸台的同一侧表面还凸起延伸有第二凸台，所述第二凸台的凸起距离大于所述第一凸台，所述第二凸台在对应第二旋转轨迹的位置形成让位缺口，所述第一凸部形成于第二凸台上。

6.根据权利要求5所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：所述第二凸台在靠近第一凸部的侧端面上凹陷有用于容纳推杆的支臂的让位凹口。

7.根据权利要求5所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：所述第一凸部撞击所述推杆而使断路器锁扣装置解锁，所述第二凸台的旋转方向与推杆活动方向相反。

8.根据权利要求2所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：还包括与控制电路板连接的第三感应器，所述单层不完全齿轮上设有沿第三转动轨迹动作的第四凸部，所述第三感应器对应第三转动轨迹，断路器完成分闸时，所述第四凸部触发所述第三感应器。

9.根据权利要求8所述的断路器的智能控制模块，其特征在于：所述第一感应器和/或第二感应器和/或第三感应器为微动开关。

10.一种断路器，其特征在于：至少包括权利要求1至9任一所述的断路器的智能控制模块。

Images