CN112563066B - 一种小型化多工位操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隔离开关设备技术领域，尤其涉及一种小型化多工位操作机构，通过主轴在底板与中间板之间转动连接，凸轮固定套设在主轴上，传动装置在底板上固定连接，用于驱动凸轮随主轴旋转，到位切换装置在中间板上固定连接，用于当凸轮转动到位后切断传动装置的电源，手动电动连锁装置设置在中间板上位于到位切换装置的一侧，用于对传动装置的电动和手动操作方式进行切换，两限位装置设置在底板上在凸轮的两侧对称设置，用于对主轴转动的位置进行定位，辅助开关切换装置设置在底板与中间板之间，用于传递主轴转动的位置的信号，指针设在面板上且与主轴联动，用于指示主轴转动的位置。可保证动触头准确的停在各个位置。

Description

一种小型化多工位操作机构

技术领域

本发明涉及隔离开关设备技术领域，尤其涉及一种小型化多工位操作机构。

背景技术

隔离开关作为电力系统中的核心元器件之一，一是起到承载电流的作用，二是提供明显检修断口的作用。隔离开关按功能分为两工位隔离开关(只提供隔离断口功能)与三工位隔离开关(同时提供到隔离断口及接地断口这两种功能)。

二工位隔离开关表示其只有合闸位置和分闸位置；三工位隔离开关表示其具有合闸位置、隔离位置和接地位置。

在现有技术中，现有的三工位隔离开关经常出现动触头动作不到位的情况，导致合闸位置偏差，同时，动触头在旋转过程中到达各个位置的准确性较低的，对供电系统的保护不够稳定。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种小型化多工位操作机构，用以解决操作机构不能够对动触头的转动角度进行限制，导致多工位隔离开关的动触头在旋转过程中到达各个位置的准确性较低的问题。

本发明提供一种小型化多工位操作机构，包括安装框、主轴、凸轮、指针、传动装置、到位切换装置、手动电动连锁装置、限位装置以及辅助开关切换装置，所述安装框包括底板、中间板以及面板，所述主轴在底板与中间板之间转动连接，所述凸轮固定套设在主轴上，所述传动装置在底板上固定连接，用于驱动凸轮随主轴旋转，所述到位切换装置在中间板上固定连接，用于当凸轮转动到位后切断传动装置的电源，所述手动电动连锁装置设置在中间板上位于到位切换装置的一侧，用于对传动装置的电动和手动操作方式进行切换，两所述限位装置在底板上凸轮的两侧对称设置，用于对主轴转动的位置进行定位，所述辅助开关切换装置设置在底板与中间板之间，用于传递主轴转动的位置的信号，所述指针设在面板上且与主轴联动，用于指示主轴转动的位置。

具体地，所述传动装置包括电机、蜗杆以及主动锥齿轮，所述电机上设有主动轮，所述蜗杆的一端设有从动轮，另一端设有从动锥齿轮，所述凸轮的边缘设有涡轮，所述底板上设有两侧板，所述蜗杆在两侧板之间转动连接，所述涡轮与蜗杆相啮合，所述主动锥齿轮设置在底板上与从动锥齿轮相啮合，所述电机在底板上固定连接，所述主动轮与从动轮相啮合，所述电机经由主动轮和从动轮配合驱动蜗杆转动，从而带动所述凸轮转动。

作为优选，所述传动装置还包括扭矩限制器，所述扭矩限制器设置在蜗杆的一端用于夹紧所述从动轮。具体地，所述到位切换装置包括工作位到位切换开关、接地位到位切换开关、隔离位到位切换开关、合闸位到位切换凸台以及隔离位到位切换凸台，所述合闸位到位切换凸台和隔离位到位切换凸台均设置在凸轮上，所述工作位到位切换开关、接地位到位切换开关以及隔离位到位切换开关在中间板上固定连接，当所述凸轮从隔离位向工作位转动时，所述合闸位到位切换凸台可使工作位到位切换开关切换，控制电机停止转动，当所述凸轮从隔离位向接地位转动时，所述合闸位到位切换凸台可使所述的接地位到位切换开关切换，控制电机停止转动，当所述凸轮从工作位或者接地位向隔离位转动时，所述的隔离位到位切换凸台可使所述的隔离位到位切换开关切换，控制电机停止转动。

具体地，所述手动电动连锁装置包括手柄导向筒、联锁板以及联锁信号辅助开关，所述联锁信号辅助开关与联锁板的中部固定连接，所述手柄导向筒与中间板固定连接，所述联锁板的一端与中间板转动连接并将所述手柄导向筒的开口遮挡，所述联锁信号辅助开关与隔离位到位切换开关相接触。

作为优选，所述联锁板与中间板之间设有便于联锁板转动后复位的拉簧。

具体地，所述辅助开关切换装置包括接地位辅助开关、隔离位辅助开关、工作位辅助开关以及切换板，所述接地位辅助开关、隔离位辅助开关和工作位辅助开关的结构相同，所述接地位辅助开关包括固定在底板上的开关本体，所述开关本体的一侧转动连接有辅助开关切换凸台，所述开关本体另一侧设有用于支撑辅助开关切换凸台的限位螺钉，所述切换板上开设有连接孔，所述连接孔内设有齿轮Ⅰ，所述主轴上套设有齿轮Ⅱ，所述切换板经由连接孔套设在主轴上，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ相互啮合，所述切换板上设有可分别与接地位辅助开关、隔离位辅助开关以及工作位辅助开关上的辅助开关切换凸台相接触的三个轴承。

作为优选，所述底板上设有导向杆，所述切换板上开设有与导向杆相配合的导向孔。

具体地，所述限位装置包括定位板、掣子、扭簧Ⅰ、扭簧Ⅱ、转动轴、定位轴以及定位销，所述定位板相邻的两侧分别设有限位块和连接块，所述扭簧Ⅰ上设有第一扭臂和第二扭臂，所述扭簧Ⅱ上设有第三扭臂和第四扭臂，所述转动轴的一端与基座板转动连接，所述定位板经由定位销与转动轴固定连接，所述定位轴穿过连接块与掣子固定连接，所述定位轴与连接块转动连接，所述掣子的一侧与定位板相抵触，所述扭簧Ⅰ套设在转动轴外，所述扭簧Ⅰ上的第一扭臂卡设在定位板内，所述底板上位于两限位装置的左侧设有左挡块和左脱扣半轴，右侧设有右挡块和右脱扣半轴，所述第二扭臂与左挡块相抵触，所述左挡块上还设有限位杆，限位杆位于第二扭臂与定位销之间，所述限位杆可与定位销对应阻挡，使得定位板在顺时针旋转时存在一个极限位置，所述扭簧Ⅱ套设在定位轴外，所述第三扭臂卡设在掣子内，所述第四扭臂与转动轴相抵触，在不受外力作用下，所述限位块配合左脱扣半轴可使定位板在逆时针旋转时存在一个极限位置，所述底板上位于凸轮的两侧还设有挡杆，所述凸轮的凸起部转动连接有轴套，所述轴套转动到工作位或接地位可分别与两挡杆对应阻挡。

作为优选，所述中间板上设有工作合解锁电磁铁 、接地合解锁电磁铁以及电磁铁控制开关，所述电磁铁控制开关可通过控制工作合解锁电磁铁和接地合解锁电磁铁可分别解锁左脱扣半轴和右脱扣半轴。

本发明的有益效果是：

（1）本发明提供一种小型化多工位操作机构，通过电机驱动蜗杆带动涡轮转动，使凸轮转动带动动触头旋转到各个位置，传动装置、到位切换装置以及限位装置配合实现对主轴转动角度的进行限制，从而将动触头准确的定位在工作位置、隔离位置或接地位置；同时设置手动电动连锁装置，使得该装置具有电动和手动两种方式实现主轴的转动，增加了该机构的实用性。

（2）本发明提供一种小型化多工位操作机构，为了避免机构锁死，采用主动式限位的方式，当凸轮运动到指定位置，掣子即阻碍凸轮继续运动，即使操作失误时，未解锁左脱扣半轴或右脱扣半轴时便旋转转动轴，导致左脱扣半轴或右脱扣半轴受到较大的冲击力，这种情况下，仍可用较小的力解锁左脱扣半轴或右脱扣半轴。

（3）本发明提供一种小型化多工位操作机构，为了远程观察主轴转动的位置信号，设置辅助开关切换装置，主轴转动时，带动切换水平往复移动，设置在切换板上的三个轴承可分别与接地位辅助开关、隔离位辅助开关以及工作位辅助开关上的辅助开关切换凸台相接触触发开关发出指示灯信号，便于远程了解主轴转动的位置情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种小型化多工位操作机构的主视图；

图2是是本发明一种小型化多工位操作机构的局部示意图；

图3是本发明限位装置与传动装置配合结构示意图；

图4是本发明辅助开关切换装置结构示意图；

图5是本发明到位切换装置结构示意图；

图6是本发明手动电动连锁装置结构示意图；

图7是本发明限位装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

一种小型化多工位操作机构，包括安装框、主轴2、凸轮3、指针4、传动装置、到位切换装置、手动电动连锁装置、限位装置以及辅助开关切换装置，所述安装框包括底板11、中间板12以及面板13，所述主轴2在底板11与中间板12之间转动连接，所述凸轮3固定套设在主轴2上，所述传动装置在底板11上固定连接，用于驱动凸轮3随主轴2旋转，所述到位切换装置在中间板12上固定连接，用于当凸轮3转动到位后切断传动装置5的电源，所述手动电动连锁装置设置在中间板12上位于到位切换装置的一侧，用于对传动装置的电动和手动操作方式进行切换，两所述限位装置在底板11上凸轮3的两侧对称设置，用于对主轴2转动的位置进行定位，所述辅助开关切换装置设置在底板11与中间板12之间，用于传递主轴2转动的位置的信号，所述指针4设在面板13上且与主轴2联动，用于指示主轴2转动的位置。

在本具体实施中，主轴2顺时针转动为工作位，逆时针转动为接地位，限制在两限位装置之间为隔离位。

在一种具体实施例中，所述传动装置包括电机51、蜗杆52以及主动锥齿轮53，所述电机51上设有主动轮511，所述蜗杆52的一端设有从动轮521，另一端设有从动锥齿轮522，所述凸轮3的边缘设有涡轮31，所述底板11上设有两侧板111，所述蜗杆52在两侧板111之间转动连接，所述涡轮31与蜗杆52相啮合，所述主动锥齿轮53设置在底板11上与从动锥齿轮522相啮合，所述电机51在底板11上固定连接，所述主动轮511与从动轮521相啮合，所述电机51经由主动轮511和从动轮521配合驱动蜗杆52转动，从而带动所述凸轮3转动。

在一种具体实施例中，所述传动装置还包括扭矩限制器54，所述扭矩限制器54设置在蜗杆52的一端用于夹紧所述从动轮521。

在本具体实施例中，所述的扭矩限制器54中有两个摩擦片，可用过调节所需的扭矩，夹紧从动轮521，当从动轮521受到的扭矩不大于设定值时，可随所述的蜗杆52一起转动；当从动轮521受到的扭矩大于设定值时，摩擦片无法夹紧从动轮521，出现打滑，从而保护电机51，避免出现堵转而烧毁；扭矩限制器54的设定值可根据电机51能承受的最大输出扭矩来设定。

在一种具体实施例中，所述到位切换装置包括工作位到位切换开关61、接地位到位切换开关62、隔离位到位切换开关63、合闸位到位切换凸台64以及隔离位到位切换凸台65，所述合闸位到位切换凸台64和隔离位到位切换凸台65均设置在凸轮3上，所述工作位到位切换开关61、接地位到位切换开关62以及隔离位到位切换开关63在中间板12上固定连接，当所述凸轮3从隔离位向工作位转动时，所述合闸位到位切换凸台64可使工作位到位切换开关61切换，控制电机51停止转动，当所述凸轮3从隔离位向接地位转动时，所述合闸位到位切换凸台64可使接地位到位切换开关62切换，控制电机51停止转动，当所述凸轮3从工作位或者接地位向隔离位转动时，所述的隔离位到位切换凸台65可使所述的隔离位到位切换开关63切换，控制电机51停止转动。

在一种具体实施例中，所述手动电动连锁装置包括手柄导向筒71、联锁板72以及联锁信号辅助开关73，所述联锁信号辅助开关73与联锁板72的中部固定连接，所述手柄导向筒71与中间板12固定连接，所述联锁板72的一端与中间板12转动连接并将所述手柄导向筒71的开口遮挡，所述联锁信号辅助开关73与隔离位到位切换开关63相接触。

在一种具体实施例中，所述联锁板72与中间板12之间设有便于联锁板72转动后复位的拉簧74。当手动操作时，需旋转联锁板72，露出手柄导向筒71，将操作手柄穿过手柄导向筒71插入主动锥齿轮53的操作孔中，即可进行手动操作；此时，联锁信号辅助开关73切换，无法进行电动操作。当手动操作完毕后，抽出操作手柄，联锁板72在拉簧74的作用下复位，使联锁信号辅助开关73也同时复位，即可进行电动操作。

在一种具体实施例中，所述限位装置包括定位板81、掣子82、扭簧Ⅰ83、扭簧Ⅱ84、转动轴85、定位轴86以及定位销87，所述定位板81相邻的两侧分别设有限位块811和连接块812，所述扭簧Ⅰ83上设有第一扭臂831和第二扭臂832，所述扭簧Ⅱ84上设有第三扭臂841和第四扭臂842，所述转动轴85的一端与座板11转动连接，所述定位板81经由定位销87与转动轴85固定连接，所述定位轴86穿过连接块812与掣子82固定连接，所述定位轴86与连接块812转动连接，所述掣子82的一侧与定位板81相抵触，所述扭簧Ⅰ83套设在转动轴85外，所述扭簧Ⅰ83上的第一扭臂831卡设在定位板81内，所述底板11上位于一限位装置的左侧设有左挡块113和左脱扣半轴114，另一限位装置的右侧设有右挡块115和右脱扣半轴116，其中，两所述第二扭臂832分别与左挡块113和右挡块115相抵触，所述左挡块113和右挡块115上均设有限位杆117，限位杆117位于第二扭臂832与定位销87之间，所述限位杆117可与定位销87对应阻挡，使得定位板81在旋转时存在一个极限位置，所述扭簧Ⅱ84套设在定位轴86外，所述第三扭臂841卡设在掣子82内，所述第四扭臂842与转动轴85相抵触，在不受外力作用下，两所述限位块811分别配合左脱扣半轴114和右脱扣半轴116可使定位板81在旋转时存在一个极限位置，所述底板11上位于凸轮3的两侧还设有挡杆118，所述凸轮3的凸起部转动连接轴套32，所述轴套32转动到工作位或接地位可分别与两挡杆118对应阻挡。

在本具体实施例中，当凸轮3处于工作位或接地位时，两挡杆118可阻止轴套32继续转动，从而限制主轴2位置偏移；当机构处于隔离位时，两侧所述的掣子82可限制所述的轴套32移动，从而限制主轴2位置偏移；当机构需要从隔离位旋转到工作位时，需要手动或电动解锁右脱扣半轴116，所述的轴套32滑过掣子82到达指定位置；同样，当机构需要从隔离位旋转到接地位时，需要手动或电动解锁左脱扣半轴114，所述的轴套27滑过掣子82到达指定位置。当误操作时，即未先解锁左脱扣半轴114或右脱扣半轴116而使主轴2转动，此时，轴套32对掣子82有一个很大的冲击力，但力通过掣子26以及定位板81传到左脱扣半轴114或右脱扣半轴116时，只需要对左脱扣半轴114或右脱扣半轴116施一很小的推力，即可解锁定位板81，使机构继续运转，防止机构锁死。

在一种具体实施例中，所述中间板12上设有工作合解锁电磁铁121 、接地合解锁电磁铁122以及电磁铁控制开关123，所述电磁铁控制开关123可通过控制工作合解锁电磁铁121和接地合解锁电磁铁122可分别解锁左脱扣半轴114和右脱扣半轴116。

在一种具体实施例中，所述辅助开关切换装置包括接地位辅助开关91、隔离位辅助开关92、工作位辅助开关93以及切换板94，所述接地位辅助开关91、隔离位辅助开关92和工作位辅助开关93的结构相同，所述接地位辅助开关91包括固定在底板11上的开关本体911，所述开关本体911的一侧转动连接有辅助开关切换凸台912，所述开关本体911另一侧设有用于支撑辅助开关切换凸台912的限位螺钉913，所述切换板94上开设有连接孔941，所述连接孔941内设有齿轮Ⅰ942，所述主轴2上套设有齿轮Ⅱ943，所述切换板94经由连接孔941套设在主轴2上，所述齿轮Ⅰ942与齿轮Ⅱ943相互啮合，所述切换板94上设有可分别与接地位辅助开关91、隔离位辅助开关92以及工作位辅助开关93上的辅助开关切换凸台912相接触的三个轴承944。

在一种具体实施例中，所述底板11上设有导向杆112，所述切换板94上开设有与导向杆112相配合的导向孔945。

工作原理：电动操作时，打开电机51，电机51经由主动轮511和从动轮521配合驱动蜗杆52转动，从而带动凸轮3转动，当凸轮3从隔离位向工作位转动时，通过手动转动右脱扣半轴116或通过电磁铁控制开关123打开工作合解锁电磁铁121，解除对限位装置的限制，同时合闸位到位切换凸台64可使工作位到位切换开关61切换，控制电机51停止转动；当凸轮3从隔离位向接地位转动时，通过手动转动左脱扣半轴114或通过电磁铁控制开关123打开接地合解锁电磁铁122，同时合闸位到位切换凸台64可使接地位到位切换开关62切换，控制电机51停止转动；当凸轮3从工作位或者接地位向隔离位转动时，隔离位到位切换凸台65可使隔离位到位切换开关63切换，控制电机51停止转动；手动操作时，需旋转联锁板72，露出手柄导向筒71，将操作手柄穿过手柄导向筒71插入主动锥齿轮53的操作孔中，即可进行手动操，此时，联锁信号辅助开关73切换，无法进行电动操作。当手动操作完毕后，抽出操作手柄，联锁板72在拉簧74的作用下复位，使联锁信号辅助开关73也同时复位，即可进行电动操作。

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 (6)

1. 一种小型化多工位操作机构，其特征在于，包括安装框、主轴、凸轮、指针、传动装置、到位切换装置、手动电动连锁装置、限位装置以及辅助开关切换装置，所述安装框包括底板、中间板以及面板，所述主轴在底板与中间板之间转动连接，所述凸轮固定套设在主轴上，所述传动装置在底板上固定连接，用于驱动凸轮随主轴旋转，所述到位切换装置在中间板上固定连接，用于当凸轮转动到位后切断传动装置的电源，所述手动电动连锁装置设置在中间板上位于到位切换装置的一侧，用于对传动装置的电动和手动操作方式进行切换，两所述限位装置设置在底板上在凸轮的两侧对称设置，用于对主轴转动的位置进行定位，所述辅助开关切换装置设置在底板与中间板之间，用于传递主轴转动的位置的信号，所述指针设在面板上且与主轴联动，用于指示主轴转动的位置，所述辅助开关切换装置包括接地位辅助开关、隔离位辅助开关、工作位辅助开关以及切换板，所述接地位辅助开关、隔离位辅助开关和工作位辅助开关的结构相同，所述接地位辅助开关包括固定在底板上的开关本体，所述开关本体的一侧转动连接有辅助开关切换凸台，所述开关本体另一侧设有用于支撑辅助开关切换凸台的限位螺钉，所述切换板上开设有连接孔，所述连接孔内设有齿轮Ⅰ，所述主轴上套设有齿轮Ⅱ，所述切换板经由连接孔套设在主轴上，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ相互啮合，所述切换板上设有可分别与接地位辅助开关、隔离位辅助开关以及工作位辅助开关上的辅助开关切换凸台相接触的三个轴承，所述底板上设有导向杆，所述切换板上开设有与导向杆相配合的导向孔，所述限位装置包括定位组件、掣子、扭簧Ⅰ、扭簧Ⅱ、转动轴、定位轴以及定位销，所述定位组件包括定位板,固设于定位板相邻的两侧的限位块和连接块，所述转动轴的一端与基座板转动连接，所述定位板经由定位销与转动轴固定连接，所述定位轴穿过连接块与掣子固定连接，所述定位轴与连接块转动连接，所述掣子的一侧与定位板相抵触，所述扭簧Ⅰ套设在转动轴外，所述扭簧Ⅱ套设在定位轴外，所述扭簧Ⅰ上成型有第一扭臂和第二扭臂，所述扭簧Ⅱ上成型有第三扭臂和第四扭臂，所述扭簧Ⅰ上的第一扭臂卡设在定位板内，所述底板上位于两限位装置的左侧设有左挡块和左脱扣半轴，右侧设有右挡块和右脱扣半轴，所述第二扭臂与左挡块相抵触，所述左挡块上还设有限位杆，限位杆位于第二扭臂与定位销之间，所述限位杆可与定位销对应阻挡，使得定位板在顺时针旋转时存在一个极限位置，所述第三扭臂卡设在掣子内，所述第四扭臂与转动轴相抵触，在不受外力作用下，所述限位块配合左脱扣半轴可使定位板在逆时针旋转时存在一个极限位置，所述底板上位于凸轮的两侧还设有挡杆，所述凸轮的凸起部转动连接轴套，所述轴套转动到工作位或接地位可分别与两挡杆对应阻挡，所述中间板上设有工作合解锁电磁铁 、接地合解锁电磁铁以及电磁铁控制开关，所述电磁铁控制开关可通过控制工作合解锁电磁铁和接地合解锁电磁铁可分别解锁左脱扣半轴和右脱扣半轴。

2.根据权利要求1所述的一种小型化多工位操作机构，其特征在于，所述传动装置包括电机、蜗杆以及主动锥齿轮，所述电机上设有主动轮，所述蜗杆的一端设有从动轮，另一端设有从动锥齿轮，所述凸轮的边缘设有涡轮，所述底板上设有两侧板，所述蜗杆在两侧板之间转动连接，所述涡轮与蜗杆相啮合，所述主动锥齿轮设置在底板上与从动锥齿轮相啮合，所述电机在底板上固定连接，所述主动轮与从动轮相啮合，所述电机经由主动轮和从动轮配合驱动蜗杆转动，从而带动所述凸轮转动。

3.根据权利要求2所述的一种小型化多工位操作机构，其特征在于，所述传动装置还包括扭矩限制器，所述扭矩限制器设置在蜗杆的一端用于夹紧所述从动轮。

4.根据权利要求1所述的一种小型化多工位操作机构，其特征在于，所述到位切换装置包括工作位到位切换开关、接地位到位切换开关、隔离位到位切换开关、合闸位到位切换凸台以及隔离位到位切换凸台，所述合闸位到位切换凸台和隔离位到位切换凸台均设置在凸轮上，所述工作位到位切换开关、接地位到位切换开关以及隔离位到位切换开关在中间板上固定连接，当所述凸轮从隔离位向工作位转动时，所述合闸位到位切换凸台可使工作位到位切换开关切换，控制电机停止转动，当所述凸轮从隔离位向接地位转动时，所述合闸位到位切换凸台可使所述的接地位到位切换开关切换，控制电机停止转动，当所述凸轮从工作位或者接地位向隔离位转动时，所述的隔离位到位切换凸台可使所述的隔离位到位切换开关切换，控制电机停止转动。

5.根据权利要求1所述的一种小型化多工位操作机构，其特征在于，所述手动电动连锁装置包括手柄导向筒、联锁板以及联锁信号辅助开关，所述联锁信号辅助开关与联锁板的中部固定连接，所述手柄导向筒与中间板固定连接，所述联锁板的一端与中间板转动连接并将所述手柄导向筒的开口遮挡，所述联锁信号辅助开关与隔离位到位切换开关相接触。

6.根据权利要求5所述的一种小型化多工位操作机构，其特征在于，所述联锁板与中间板之间设有便于联锁板转动后复位的拉簧。