CN112151329B - 一种离合机构及断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合机构及断路器，涉及断路器技术领域。离合机构用于连接操作机构，包括驱动组件、连杆和转轴，转轴用于与操作机构连接，转轴上设有腰型槽，连杆的驱动端伸入腰型槽内，驱动组件驱动连杆的驱动端在腰型槽内滑动使转轴沿第一方向转动，以使操作机构合闸，驱动组件驱动转轴沿第二方向转动，以使操作机构分闸。上述离合机构，通过驱动组件、连杆和转轴之间的相互配合，既能在通电状态下实现操作机构的自动合分闸，也能在断电的状态下，通过人工控制连杆实现操作机构的手动合分闸，更加安全可靠。

Description

一种离合机构及断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体而言，涉及一种离合机构及断路器。

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。断路器能有效提高电气设备使用安全性，按安装方式分类，包括插入式，固定式和抽屉式。随着电气设备的小型化发展，与之匹配的断路器的整体结构和操作方式也需要逐步升级，其中插入式断路器因结构紧凑、节约空间、安装方便的优点，在通讯中广泛应用，但是随着物联网技术的发展，要求插入式断路器具备远程监控和控制的功能。

现有技术通过电机带动蜗杆与斜齿轮的方式驱动断路器手柄分合闸，但是蜗杆传动在电机故障情况下会自锁，造成断路器无法通过人工进行合分闸。而传统的电操作通过脱扣件拨动锁扣解锁使触头机构脱扣，使动静触头在熔焊情况下，机构完成解锁，但是触头依然处在闭合状态，解锁不可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离合机构及断路器，以解决现有技术中，断路器在断电状态下无法可靠实现手动合分闸的技术问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种离合机构，用于连接操作机构，包括驱动组件、连杆和转轴，转轴用于与操作机构连接，转轴上设有腰型槽，连杆的驱动端伸入腰型槽内，驱动组件驱动连杆的驱动端在腰型槽内滑动使转轴沿第一方向转动，以使操作机构合闸，驱动组件驱动转轴沿第二方向转动，以使操作机构分闸。

在本发明可选的实施例中，上述腰型槽包括相互连通的第一腰型槽和第二腰型槽，第一腰型槽具有第一抵持壁，第二腰型槽具有第二抵持壁，连杆的驱动端与第一抵持壁抵接时，受驱推动转轴沿第一方向转动，连杆的驱动端与第二抵持壁抵接时，受驱拉动转轴沿第二方向转动。

在本发明可选的实施例中，上述驱动组件包括依次传动连接的电机、输入轮、传动齿轮、输出齿轮、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮，第一扇形齿轮与输出齿轮同轴设置且固定连接，第二扇形齿轮与转轴同轴设置，第二扇形齿轮上设有限位凸台，限位凸台在与连杆的驱动端抵接时，受驱推动连杆的驱动端沿腰型槽滑动。

在本发明可选的实施例中，上述限位凸台的边缘形状与第一抵持壁的形状相同。

在本发明可选的实施例中，上述转轴朝向第二扇形齿轮的一侧设有固定凸台，固定凸台的工作面用于抵持连杆的驱动端。

在本发明可选的实施例中，上述第二扇形齿轮上设置有复位弹簧，复位弹簧用于在第二扇形齿轮与第一扇形齿轮脱离啮合后使第二扇形齿轮复位。

在本发明可选的实施例中，上述连杆包括横杆和分别与横杆的两端垂直连接的控制杆和驱动杆，驱动杆伸入腰型槽内。

在本发明可选的实施例中，上述离合机构还包括解锁件，输出齿轮远离第一扇形齿轮的一侧设有第一分闸凸台，转轴远离第二扇形齿轮的一侧设有第二分闸凸台，第一分闸凸台与解锁件抵接后使解锁件转动，解锁件的驱动臂推动第二分闸凸台，以使转轴转动。

在本发明可选的实施例中，上述离合机构还包括手柄，手柄与连杆的控制端连接，通过手柄可驱动连杆的控制端使连杆的驱动端在腰型槽内滑动。

本发明实施例的另一方面，提供一种断路器，包括上述任一项的离合机构。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供一种离合机构及断路器，离合机构用于连接操作机构，包括驱动组件、连杆和转轴，转轴用于与操作机构连接，转轴上设有腰型槽，连杆的驱动端伸入腰型槽内，驱动组件驱动连杆的驱动端在腰型槽内滑动使转轴沿第一方向转动，以使操作机构合闸，驱动组件驱动转轴沿第二方向转动，以使操作机构分闸。上述离合机构，通过驱动组件、连杆和转轴之间的相互配合，既能在通电状态下实现操作机构的自动合分闸，也能在断电的状态下，通过人工控制连杆实现操作机构的手动合分闸，更加安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的离合机构第一视角的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的离合机构中转轴的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的离合机构第二视角的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的离合机构第三视角的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的离合机构中第二扇形齿轮的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的离合机构第一视角的结构示意图之二；

图7为本发明实施例提供的离合机构第一视角的结构示意图之三；

图8为本发明实施例提供的离合机构中第一扇形齿轮的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的离合机构第一视角的结构示意图之四；

图10为本发明实施例提供的离合机构第一视角的结构示意图之五；

图11为本发明实施例提供的离合机构的结构示意图。

图标：100-离合机构；110-驱动组件；111-电机；112-输入轮；113-传动齿轮；114-输出齿轮；1141-第一分闸凸台；115- 第一扇形齿轮；116-第二扇形齿轮；1161-限位凸台，1161a-限位凸台的边缘；120-连杆；121-驱动端；122-控制端；123-横杆； 130-转轴；131-腰型槽；1311-第一腰型槽；1311a-第一抵持壁； 1312-第二腰型槽；1312a-第二抵持壁；132-固定凸台；133-第二分闸凸台；140-解锁件；141-驱动臂；142-摆臂；150-手柄；200- 断路器；210-操作机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请结合参照图1和图2，本实施例提供一种离合机构100，用于连接操作机构210，包括驱动组件110、连杆120和转轴130，转轴130用于与操作机构210连接，转轴130上设有腰型槽131，连杆120的驱动端121伸入腰型槽131内，驱动组件110驱动连杆120的驱动端121在腰型槽131内滑动使转轴130沿第一方向转动，以使操作机构210合闸，驱动组件110驱动转轴130 沿第二方向转动，以使操作机构210分闸。

转轴130上设有腰型槽131，连杆120的驱动端121可以在腰型槽131内滑动，当连杆120与腰型槽131的边缘抵持后，继续受驱运动会通过对腰型槽131的边缘施力以使转轴130沿第一方向转动，转轴130与操作机构210连接，会进一步带动操作机构210合闸；另外，驱动组件110还可以使转轴130沿第二方向转动，使操作机构210分闸。

当驱动组件110断电时，驱动组件110无法再控制转轴130 转动，此时，可以通过人工推拉连杆120与驱动端121相对的控制端122，使连杆120的驱动端121在腰型槽131内往复滑动，进而带动转轴130沿第一方向或第二方向转动，从而实现操作机构210的合闸和分闸。

应理解，第一方向与第二方向相反，由于转轴130的转动方向共有两个，分别是顺时针转动和逆时针转动，因此，若第一方向为逆时针方向，则第二方向是顺时针方向；若第一方向为顺时针方向，则第二方向是逆时针方向。

以图1为例，此时，第一方向为逆时针方向(即图1中的C 方向)，第二方向是顺时针方向(即图1中的D方向)；当需要操作机构210合闸时，驱动组件110驱动连杆120的驱动端121 沿图1中的A方向运动，驱动连杆120的驱动端121在腰形槽内滑动，最终与腰型槽131的边缘抵接，之后，连杆120的驱动端121继续受驱沿图1中的A方向运动，就会推动转轴130 沿第一方向(即图1中的C方向)转动，使操作机构210合闸。当需要操作机构210分闸时，驱动组件110直接控制转轴130 沿第二方向(即图1中的D方向)转动，使操作机构210分闸。

当驱动组件110断电时，驱动组件110无法再控制转轴130 转动，此时，若操作机构210处于合闸状态，则通过人工拉拔连杆120的控制端122，使连杆120沿图1中的B方向运动，进而拉动转轴130沿第二方向(即图1中的D方向)转动，从而实现操作机构210的分闸；若操作机构210处于分闸状态，则通过人工推动连杆120的控制端122，使连杆120沿图1中的A 方向运动，进而拉动转轴130沿第一方向(即图1中的C方向) 转动，从而实现操作机构210的合闸。

上述离合机构100，通过驱动组件110、连杆120和转轴130 之间的相互配合，既能在通电状态下实现操作机构210的自动合分闸，也能在断电的状态下，通过人工控制连杆120实现操作机构210的手动合分闸，更加安全可靠。

为了方便连杆120的驱动端121伸入腰形槽内，同时更加节省空间，可选的，连杆120包括横杆123和分别与横杆123 的两端垂直连接的控制杆和驱动杆，驱动杆伸入腰型槽内。

应理解，此时，控制杆即为连杆120的控制端122，驱动杆即为连杆120的驱动端121。

为了方便在断电状态下人工控制连杆120运动，可选的，离合机构100还包括手柄150，手柄150与连杆120的控制端 122连接，通过手柄150可驱动连杆120的控制端122使连杆 120的驱动端121在腰型槽131内滑动。手柄150既可以用于驱动连杆120的运动，同时还能将连杆120的控制端122固定。

请参照图2，可选的，腰型槽131包括相互连通的第一腰型槽1311和第二腰型槽1312，第一腰型槽1311具有第一抵持壁 1311a，第二腰型槽1312具有第二抵持壁1312a，连杆120的驱动端121与第一抵持壁1311a抵接时，受驱推动转轴130沿第一方向转动，连杆120的驱动端121与第二抵持壁1312a抵接时，受驱拉动转轴130沿第二方向转动。

应理解，第一腰型槽1311和第二腰型槽1312为相互连通的槽，两者共同构成了腰型槽131，第一腰型槽1311和第二腰型槽1312之间的夹可以为锐角、钝角或者180°，当第一腰型槽1311和第二腰型槽1312之间为锐角或钝角时，形成的腰型槽131呈V型；当第一腰型槽1311和第二腰型槽1312之间的夹可以为180°时，形成的腰型槽131呈直线型。

上述方案给出了驱动组件110，以下给出驱动组件110的一种可实施方案，请结合参照图3和图4，可选的，驱动组件110 包括依次传动连接的电机111、输入轮112、传动齿轮113、输出齿轮114、第一扇形齿轮115和第二扇形齿轮116，第一扇形齿轮115与输出齿轮114同轴设置且固定连接，第二扇形齿轮 116与转轴130同轴设置，请再结合图5，第二扇形齿轮116上设有限位凸台1161，限位凸台1161在与连杆120的驱动端121 抵接时，受驱推动连杆120的驱动端121沿腰型槽131滑动。

应理解，传动齿轮113的作用是将输入轮112的运动传递至输出齿轮114，其数量不作限定，可以为1个、2个或多个。

输入轮112和传动齿轮113将电机111的运动转化并传递给输出齿轮114，第一扇形齿轮115与输出齿轮114同轴设置并与输出齿轮114同步转动，第一扇形齿轮115与第二扇形齿轮116 之间相互啮合，进而使第二扇形齿轮116能够受第一扇形齿轮 115的驱动而转动。第二扇形齿轮116与转轴130同轴设置，但两者之间转动连接，不同步转动，请参照图4，第二扇形齿轮 116上设有限位凸台1161，当第二扇形齿轮116受第一扇形齿轮 115的驱动沿第一方向(即图1中的C方向)转动时，第二扇形齿轮116上的限位凸台1161逐渐靠近连杆120的驱动端121，并与连杆120的驱动端121抵持，之后，第二扇形齿轮116继续沿同一方向转动，从而推动连杆120的驱动端121在腰型槽 131内滑动，直至连杆120的驱动端121与腰型槽131的边缘抵接，然后，限位凸台1161继续推动连杆120的驱动端121，进而使转轴130沿第一方向(即图1中的C方向)转动，使操作机构210合闸。

请结合参照图2和图5，可选的，限位凸台的边缘1161a形状与第一抵持壁1311a的形状相同。

将限位凸台的边缘1161a形状设置为与腰型槽131第一抵持壁1311a的形状相同，既可以保证限位凸台1161在推动连杆120 的驱动端121运动的过程中不会滑出，同时还能保证在推动过程中一旦出现断电情况，能够随时通过拉拔连杆120，将连杆 120由第一腰型槽1311拉动至第二腰型槽1312内，实现手动分闸的目的。

请结合参照图2至图4，可选的，转轴130朝向第二扇形齿轮116的一侧设有固定凸台132，固定凸台132的工作面用于抵持连杆120的驱动端121。

当连杆120的驱动端121与腰型槽131第一抵持壁1311a 抵接时，其另一侧还受到限位凸台1161施加的力，但是由于第一抵持壁1311a与限位凸台1161不位于同一平面内，会导致连杆120的驱动端121的两侧受力不均。为了使连杆120的驱动端121与转轴130的贴合更加稳定，故在转轴130上设置了固定凸台132，固定凸台132将第一抵持面进行了延伸，使连杆 120的驱动端121与转轴130之间有更大的接触面积，同时，也使连杆120的驱动端121的两侧受力均匀，有利于连杆120运动的稳定性。

为了在通电状态下，保证第二扇形齿轮116不会阻碍操作机构210由合闸状态变为分闸状态，可选的，第二扇形齿轮116 上设置有复位弹簧，复位弹簧用于在第二扇形齿轮116与第一扇形齿轮115脱离啮合后使第二扇形齿轮116复位。

请参照图6，在电动合闸状态下，第一扇形齿轮115继续跟随输出齿轮114转动，会与第二扇形齿轮116脱离，第二扇形齿轮116在复位弹簧的作用下，会顺时针转动，复位至原始位置，原始位置即操作机构在电合闸之前，第二扇形齿轮所处的位置，请结合参照图1，也即是，第二扇形齿轮116由图1中的位置复位至图6中的位置，图6中第二扇形齿轮116的位置即为第二扇形齿轮116的原始位置，此时，驱动机构已经为操作机构210 的分闸做好准备。

请结合参照图7和图8，可选的，离合机构100还包括解锁件140，输出齿轮114远离第一扇形齿轮115的一侧设有第一分闸凸台1141，转轴130远离第二扇形齿轮116的一侧设有第二分闸凸台133，第一分闸凸台1141与解锁件140抵接后使解锁件140转动，解锁件140的驱动臂141推动第二分闸凸台133，以使转轴130转动。

解锁件140具有相互连接的摆臂142和驱动臂141，摆臂 142和驱动臂141受驱后共同绕解锁件140的转动中心转动。输出齿轮114在转动的过程中，其上设置的第一分闸凸台1141会逐渐靠近摆臂142，待与摆臂142接触后，会对摆臂142施力，进而使解锁件140转动。与摆臂142连接的驱动臂141也会跟随摆臂142运动，进而对设置在转轴130上的第二分闸凸台133 施加作用力，从而使转轴130沿第二方向转动，实现操作机构 210的分闸。请参照图9，图9显示的即为操作机构210成功分闸后离合机构100中各部分的位置示意图。

请参照图10，当第一扇形齿轮115和第二扇形齿轮116处于啮合状态时，若电机111故障，离合机构100处于断电状态，则可以通过人工推拉连杆120的控制端122，使连杆120的驱动端121在腰型槽131内往复滑动，进而带动转轴130沿第一方向或第二方向转动，从而实现操作机构210的合闸和分闸。

请参照图11，本实施例还提供一种断路器200，其包括上述任一项的离合机构100，包括上述断路器200的离合机构100，既能在通电状态下实现操作机构210的自动合分闸，也能在断电的状态下，通过人工控制连杆120实现操作机构210的手动合分闸，更加安全可靠。

在前述对于离合机构100的解释说明中，已经对于离合机构100设置于断路器200上时的工作方式和工作原理等进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种离合机构，用于连接操作机构，其特征在于，包括驱动组件、连杆和转轴，所述转轴用于与所述操作机构连接，所述转轴上设有腰型槽，所述连杆的驱动端伸入所述腰型槽内，所述驱动组件驱动所述连杆的驱动端在所述腰型槽内滑动使所述转轴沿第一方向转动，以使所述操作机构合闸，所述驱动组件驱动所述转轴沿第二方向转动，以使所述操作机构分闸；

所述腰型槽包括相互连通的第一腰型槽和第二腰型槽，所述第一腰型槽具有第一抵持壁，所述第二腰型槽具有第二抵持壁，所述连杆的驱动端与所述第一抵持壁抵接时，受驱推动所述转轴沿所述第一方向转动，所述连杆的驱动端与所述第二抵持壁抵接时，受驱拉动所述转轴沿所述第二方向转动；

所述驱动组件包括依次传动连接的电机、输入轮、传动齿轮、输出齿轮、第一扇形齿轮和第二扇形齿轮，所述第一扇形齿轮与所述输出齿轮同轴设置且固定连接，所述第二扇形齿轮与所述转轴同轴设置，所述第二扇形齿轮上设有限位凸台，所述限位凸台在与所述连杆的驱动端抵接时，受驱推动所述连杆的驱动端沿所述腰型槽滑动；

所述离合机构还包括解锁件，所述输出齿轮远离所述第一扇形齿轮的一侧设有第一分闸凸台，所述转轴远离所述第二扇形齿轮的一侧设有第二分闸凸台，所述第一分闸凸台与所述解锁件抵接后使所述解锁件转动，所述解锁件的驱动臂推动所述第二分闸凸台，以使所述转轴转动。

2.根据权利要求1所述的离合机构，其特征在于，所述限位凸台的边缘形状与所述第一抵持壁的形状相同。

3.根据权利要求1所述的离合机构，其特征在于，所述转轴朝向所述第二扇形齿轮的一侧设有固定凸台，所述固定凸台的工作面用于抵持所述连杆的驱动端。

4.根据权利要求1所述的离合机构，其特征在于，所述第二扇形齿轮上设置有复位弹簧，所述复位弹簧用于在所述第二扇形齿轮与所述第一扇形齿轮脱离啮合后使所述第二扇形齿轮复位。

5.根据权利要求1所述的离合机构，其特征在于，所述连杆包括横杆和分别与所述横杆的两端垂直连接的控制杆和驱动杆，所述驱动杆伸入所述腰型槽内。

6.根据权利要求1所述的离合机构，其特征在于，还包括手柄，所述手柄与所述连杆的控制端连接，通过所述手柄可驱动所述连杆的控制端使所述连杆的驱动端在所述腰型槽内滑动。

7.一种断路器，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的离合机构。