CN113851341A - 一种三工位操动机构及开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三工位操动机构及开关柜，开关柜包括三工位操动机构，三工位操动机构包括机架，机架上设有驱动轴，驱动轴上装有锁止转盘；自锁机构的自锁件用于伸入锁止转盘上的锁止槽内以阻止三工位操动机构继续动作；互锁机构的互锁件具有遮挡输入端的遮挡位和让开输入端的让开位，互锁件上设有的触发部用于在遮挡位时触发电机回路导通及让开位时触发电机回路断开；联动机构的锁定件用于在互锁件处于遮挡位时带动自锁件锁定在远离锁止槽的位置及在让开位时解除对自锁件的锁定；自锁机构和互锁机构进行联动设计，手动与电动切换互锁机构动作并通过联动机构能够同步完成自锁机构的保持解锁/脱离解锁状态的动作，功能完备，使用方便。

Description

一种三工位操动机构及开关柜

技术领域

本发明涉及一种三工位操动机构及开关柜。

背景技术

三工位操动机构是带动三工位开关在合闸、隔离和接地三个位置之间进行切换的操动机构，通过对操动机构的输入端输入扭矩，经操动机构内部传动结构带动开关的动触头进行动作，三工位操动机构具有与三工位开关的三个位置状态对应的合闸工位、隔离工位和接地工位。根据使用需要，在三工位操动机构到达相应的工位后应进行自锁，以将三工位操动机构保持在相应工位上，避免误操作。同时，对于能够以电动操作和手动操作两种操作方式进行驱动的三工位操动机构，还需设置相应的互锁机构，以实现在进行手动操作时不能电动操作，在进行电动操作时不能手动操作。目前的三工位操动机构的自锁机构和互锁机构是各自独自地进行动作，在使用时，如果需要从手动操作切换到电动操作，在操作互锁机构之外还需要进行自锁机构的解锁操作，操作不便，而且，在没有解锁自锁机构而进行电动操作时，会损坏三工位操动机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三工位操动机构，以解决目前的三工位操动机构使用不便的问题；本发明的目的还在于提供一种开关柜，以解决目前开关柜的三工位操动机构使用不便的问题。

本发明的三工位操动机构的技术方案是：

一种三工位操动机构，包括：

机架，机架上设有驱动轴以及带动驱动轴转动的传动组件，传动组件具有输入端，机架上还设有用于带动驱动轴转动的电机，驱动轴上止转安装有锁止转盘，锁止转盘上对应于各工位均设有锁止槽，各锁止槽沿驱动轴的周向间隔布置；

自锁机构，包括沿靠近和远离锁止转盘的方向上活动布置的自锁件，自锁件用于在三工位操动机构到达任意一个工位时伸入对应的所述锁止槽内，以阻止三工位操动机构继续动作，自锁机构包括用于驱动自锁件伸入对应锁止槽内的自锁弹簧；

互锁机构，包括活动设置的互锁件，具有遮挡所述输入端以阻止操作手柄与输入端接合的遮挡位，还具有让开所述输入端以使操作手柄与输入端接合的让开位，所述互锁件上设有触发部，触发部用于在互锁件处于遮挡位时触发所述电机的回路导通，触发部还用于在互锁件处于让开位时触发所述电机的回路断开；

联动机构，连接在所述互锁件上，联动机构包括与所述自锁机构配合的锁定件，锁定件用于在互锁件处于遮挡位时带动自锁件锁定在远离所述锁止槽的位置，锁定件还用于在互锁件处于让开位时解除对自锁件的锁定，以使自锁件可朝向锁止槽动作。

有益效果：将自锁机构和互锁机构进行联动设计，在进行手动操作与电动操作之间切换时，通过联动机构能够同步完成自锁机构的保持解锁状态/脱离解锁状态的动作，在需要手动操作时，使互锁件活动到让开位，操作手柄能够与输入端连接以便于通过操作手柄手动操作三工位操动机构进行工位切换，同时，通过互锁件上设置触发部使得电机回路被断开，避免了误操作，而且，在互锁件带动下，联动机构动作而使锁定件解除对自锁机构的锁定，自锁件能够朝向锁止槽动作，保证自锁机构能够在三工位操动机构到达三个工位中的任一个时形成自锁；同理，在需要电动操作时，使互锁件活动到遮挡位，通过互锁件上设置触发部使得电机回路导通，具备电动操作条件，而输入端则被互锁件遮挡，操作手柄不能与输入端接合，避免误操作，同时，在互锁件的带动下，联动机构动作，通过锁定件带动自锁件被锁定在远离锁止槽的位置，即将自锁机构保持在解除自锁的状态，以避免电动操作带动驱动轴转动时不会被自锁机构阻碍；功能完备，使用方便。

进一步的，锁定件为锁定拐臂，锁定拐臂与互锁件传动连接并在互锁件的带动下转动，锁定拐臂用于与自锁机构顶压配合以使自锁件远离所述锁止槽。

有益效果：通过拐臂结构进行联动，结构简单，力矩传递直接。

进一步的，联动机构还包括传动拐臂，传动拐臂、锁定拐臂分别包括成夹角的两连接臂，传动拐臂的其中一个连接臂与互锁件活动连接，传动拐臂的另一连接臂与锁定拐臂的一连接臂活动连接，锁定拐臂的另一连接臂用于与自锁机构顶压配合。

有益效果：通过设置传动拐臂、锁定拐臂形成两拐臂的联动机构，能够优化力矩传递，得锁定件更好地对自锁机构进行施力。

进一步的，互锁件为滑动设置在机架上的滑板，滑板上设有穿过孔；机架包括面板，面板上设有操作孔，操作孔与传动组件的所述输入端位置对应；当滑板滑动到让开位时，穿过孔与操作孔贯通，以供操作手柄插入到三工位操动机构的输入端，当滑板滑动到遮挡位时，滑板遮挡住操作孔，阻止操作手柄插入。

有益效果：通过滑动设置的滑板遮挡/打开操作孔，来阻止或允许操作手柄进行手动操作，闭锁可靠。

进一步的，互锁机构包括微动开关，微动开关设置在电动操作的电机回路上，用于控制电机回路通断；滑板上设有触发杆，触发杆具有顶压部，顶压部构成所述触发部，顶压部用于与微动开关的触点配合，以在滑板滑动到遮挡位时，顶压部顶压触点，触点压合使微动开关闭合，在滑板滑动到让开位时，顶压部避开触点，触点分离使微动开关断开。

有益效果：通过滑板与微动开关的触点配合来控制电机回路导通或断开，以保证手动操作与电动操作之间的互锁。

进一步的，互锁机构还包括互锁弹簧，互锁弹簧用于对滑板施加朝向遮挡位的作用力。

有益效果：通过互锁弹簧对滑板保持朝向遮挡位的弹性力，在操作手柄退出后，互锁弹簧能够自动带动滑板运动到遮挡位，遮挡住操作孔，使用方便可靠。

进一步的，滑板上设有悬伸到面板外的拨条，拨条供人手拨动以带动滑板滑动，面板上设有用于避让拨条的避让长孔；面板上还固定有闭锁板，闭锁板与拨条上均设有穿孔，互锁机构还包括闭锁件，闭锁件用于在滑板处于遮挡位时穿入闭锁板和拨条的穿孔中以将拨条固定在闭锁板上。

有益效果：通过伸出面板外的拨条进行拨动操作，方便对滑板进行移动，同时，在面板上设置了与拨条配合的闭锁板，在需要防止操作人员进行手动操作时，可通过闭锁件穿过拨条和闭锁板上穿孔将两者固定在一起，这样如果不拆掉闭锁件就无法拨动滑板，有效防止人员手动误操作。

进一步的，自锁件为自锁拐臂，自锁拐臂转动安装在机架上，自锁拐臂远离锁止转盘一端设有长孔，长孔内穿设有解锁销，解锁销滑动设置在机架上，锁定件用于顶推解锁销以使自锁拐臂与锁止槽分离。

有益效果：通过滑动设置的解锁销与锁定件配合，有利于锁定件对解锁销施加作用力，有利于保证锁定稳定。

进一步的，自锁拐臂包括第一拐臂和第二拐臂，第一拐臂与第二拐臂在沿其转动轴线方向上错开，第一拐臂、第二拐臂均包括成夹角两连接臂，且第一拐臂的两连接臂所成夹角与第二拐臂的两连接臂所成夹角相对；第一拐臂、第二拐臂的远离锁止转盘的一连接臂上均设有供所述解锁销穿过的长孔，靠近锁止转盘的一连接臂上设有自锁部；当第一拐臂、第二拐臂转动而使两自锁部重合时，两自锁部卡入锁止槽对锁止转盘形成锁止。

有益效果：通过两个拐臂形成自锁机构，在三工位操动机构到达三个工位中的任一个时，自锁机构的两个拐臂的自锁部一同进入到相应的锁止槽中，对锁止转盘形成锁止，两个拐臂分别于两个方向上形成锁止，避免操动机构运动过位，保证使用的可靠性。

本发明的开关柜的技术方案是：

一种开关柜，包括三工位开关及其配套的三工位操动机构，

三工位操动机构，包括：

机架，机架上设有驱动轴以及带动驱动轴转动的传动组件，传动组件具有输入端，机架上还设有用于带动驱动轴转动的电机，驱动轴上止转安装有锁止转盘，锁止转盘上对应于各工位均设有锁止槽，各锁止槽沿驱动轴的周向间隔布置；

自锁机构，包括沿靠近和远离锁止转盘的方向上活动布置的自锁件，自锁件用于在三工位操动机构到达任意一个工位时伸入对应的所述锁止槽内，以阻止三工位操动机构继续动作，自锁机构包括用于驱动自锁件伸入对应锁止槽内的自锁弹簧；

互锁机构，包括活动设置的互锁件，具有遮挡所述输入端以阻止操作手柄与输入端接合的遮挡位，还具有让开所述输入端以使操作手柄与输入端接合的让开位，所述互锁件上设有触发部，触发部用于在互锁件处于遮挡位时触发所述电机的回路导通，触发部还用于在互锁件处于让开位时触发所述电机的回路断开；

联动机构，连接在所述互锁件上，联动机构包括与所述自锁机构配合的锁定件，锁定件用于在互锁件处于遮挡位时带动自锁件锁定在远离所述锁止槽的位置，锁定件还用于在互锁件处于让开位时解除对自锁件的锁定，以使自锁件可朝向锁止槽动作。

有益效果：将自锁机构和互锁机构进行联动设计，在进行手动操作与电动操作之间切换时，通过联动机构能够同步完成自锁机构的保持解锁状态/脱离解锁状态的动作，在需要手动操作时，使互锁件活动到让开位，操作手柄能够与输入端连接以便于通过操作手柄手动操作三工位操动机构进行工位切换，同时，通过互锁件上设置触发部使得电机回路被断开，避免了误操作，而且，在互锁件带动下，联动机构动作而使锁定件解除对自锁机构的锁定，自锁件能够朝向锁止槽动作，保证自锁机构能够在三工位操动机构到达三个工位中的任一个时形成自锁；同理，在需要电动操作时，使互锁件活动到遮挡位，通过互锁件上设置触发部使得电机回路导通，具备电动操作条件，而输入端则被互锁件遮挡，操作手柄不能与输入端接合，避免误操作，同时，在互锁件的带动下，联动机构动作，通过锁定件带动自锁件被锁定在远离锁止槽的位置，即将自锁机构保持在解除自锁的状态，以避免电动操作带动驱动轴转动时不会被自锁机构阻碍；功能完备，使用方便。

进一步的，锁定件为锁定拐臂，锁定拐臂与互锁件传动连接并在互锁件的带动下转动，锁定拐臂用于与自锁机构顶压配合以使自锁件远离所述锁止槽。

有益效果：通过拐臂结构进行联动，结构简单，力矩传递直接。

进一步的，联动机构还包括传动拐臂，传动拐臂、锁定拐臂分别包括成夹角的两连接臂，传动拐臂的其中一个连接臂与互锁件活动连接，传动拐臂的另一连接臂与锁定拐臂的一连接臂活动连接，锁定拐臂的另一连接臂用于与自锁机构顶压配合。

有益效果：通过设置传动拐臂、锁定拐臂形成两拐臂的联动机构，能够优化力矩传递，得锁定件更好地对自锁机构进行施力。

进一步的，互锁件为滑动设置在机架上的滑板，滑板上设有穿过孔；机架包括面板，面板上设有操作孔，操作孔与传动组件的所述输入端位置对应；当滑板滑动到让开位时，穿过孔与操作孔贯通，以供操作手柄插入到三工位操动机构的输入端，当滑板滑动到遮挡位时，滑板遮挡住操作孔，阻止操作手柄插入。

有益效果：通过滑动设置的滑板遮挡/打开操作孔，来阻止或允许操作手柄进行手动操作，闭锁可靠。

进一步的，互锁机构包括微动开关，微动开关设置在电动操作的电机回路上，用于控制电机回路通断；滑板上设有触发杆，触发杆具有顶压部，顶压部构成所述触发部，顶压部用于与微动开关的触点配合，以在滑板滑动到遮挡位时，顶压部顶压触点，触点压合使微动开关闭合，在滑板滑动到让开位时，顶压部避开触点，触点分离使微动开关断开。

有益效果：通过滑板与微动开关的触点配合来控制电机回路导通或断开，以保证手动操作与电动操作之间的互锁。

进一步的，互锁机构还包括互锁弹簧，互锁弹簧用于对滑板施加朝向遮挡位的作用力。

有益效果：通过互锁弹簧对滑板保持朝向遮挡位的弹性力，在操作手柄退出后，互锁弹簧能够自动带动滑板运动到遮挡位，遮挡住操作孔，使用方便可靠。

进一步的，滑板上设有悬伸到面板外的拨条，拨条供人手拨动以带动滑板滑动，面板上设有用于避让拨条的避让长孔；面板上还固定有闭锁板，闭锁板与拨条上均设有穿孔，互锁机构还包括闭锁件，闭锁件用于在滑板处于遮挡位时穿入闭锁板和拨条的穿孔中以将拨条固定在闭锁板上。

有益效果：通过伸出面板外的拨条进行拨动操作，方便对滑板进行移动，同时，在面板上设置了与拨条配合的闭锁板，在需要防止操作人员进行手动操作时，可通过闭锁件穿过拨条和闭锁板上穿孔将两者固定在一起，这样如果不拆掉闭锁件就无法拨动滑板，有效防止人员手动误操作。

进一步的，自锁件为自锁拐臂，自锁拐臂转动安装在机架上，自锁拐臂远离锁止转盘一端设有长孔，长孔内穿设有解锁销，解锁销滑动设置在机架上，锁定件用于顶推解锁销以使自锁拐臂与锁止槽分离。

有益效果：通过滑动设置的解锁销与锁定件配合，有利于锁定件对解锁销施加作用力，有利于保证锁定稳定。

进一步的，自锁拐臂包括第一拐臂和第二拐臂，第一拐臂与第二拐臂在沿其转动轴线方向上错开，第一拐臂、第二拐臂均包括成夹角两连接臂，且第一拐臂的两连接臂所成夹角与第二拐臂的两连接臂所成夹角相对；第一拐臂、第二拐臂的远离锁止转盘的一连接臂上均设有供所述解锁销穿过的长孔，靠近锁止转盘的一连接臂上设有自锁部；当第一拐臂、第二拐臂转动而使两自锁部重合时，两自锁部卡入锁止槽对锁止转盘形成锁止。

有益效果：通过两个拐臂形成自锁机构，在三工位操动机构到达三个工位中的任一个时，自锁机构的两个拐臂的自锁部一同进入到相应的锁止槽中，对锁止转盘形成锁止，两个拐臂分别于两个方向上形成锁止，避免操动机构运动过位，保证使用的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例1的三工位操动机构的结构示意图；

图2为三工位操动机构移开面板的结构示意图；

图3为自锁转盘与自锁机构配合的正面示意图；

图4为自锁转盘与自锁机构配合的背面示意图；

图5为自锁转盘与自锁机构锁止时逆时针转动的受力示意图；

图6为自锁转盘与自锁机构锁止时顺时针转动的受力示意图；

图7为手动操作时的互锁机构与自锁机构之间配合示意图；

图8为电动操作时的互锁机构与自锁机构之间配合示意图。

图中：1、锁止转盘；11、自锁转盘；111、指示标识；112、自锁槽；113、限位凸部；12、联锁转盘；121、第一小圆弧槽段；122、第二小圆弧槽段；123、第一大圆弧槽段；124、第二大圆弧槽段；125、驱动槽段；126、正向联锁槽；2、正向联锁机构；21、固定座；22、导向块；23、挡板；24、顶推柱；25、驱动拐臂；26、第一固定轴；27、锁止插销；28、复位弹簧；3、反向联锁机构；31、第二固定轴；32、套筒；33、传动杆；34、摆杆；4、驱动轴；5、操作手柄；6、面板；61、操作孔；62、闭锁板；7、前安装板；8、后安装板；9、输出轴；10、动触头；100、直齿轮副；101、自锁机构；1011、上拐臂；1012、下拐臂；1013、上拐臂安装轴；1014、解锁销；1015、弹簧固定柱；1016、自锁弹簧；1017、下拐臂安装轴；114、解锁拐臂；115、微动开关；116、互锁弹簧；117、滑板；1171、穿过孔；1172、拨条；118、传动拐臂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅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。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由可能出现的语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作详细描述。

本发明的三工位操动机构的实施例1：

如图1和图2所示，三工位操动机构包括机架和安装在机架上的传动组件，机架包括依次设置的面板6、前安装板7和后安装板8，传动组件具有输入端和输出端，输入端用于供操作扭矩输入，输出端包括输出轴9，输出轴9用于带动三工位开关的动触头10进行动作。面板6上设有与输入端位置对应的操作孔61，用于在手动操作时供操作手柄5插入至输入端。

传动组件包括输入轴，输入端设置在输入轴上，输入轴与输出轴之间通过传动齿轮和蜗轮蜗杆机构进行传动连接。

机架上还安装有驱动轴4，驱动轴4与传动组件传动连接，在输入扭矩的作用下使传动组件带动驱动轴4转动，本实施例中，驱动轴4与传动组件之间通过一直齿轮副100传动连接，直齿轮副100的小齿轮设置在输出轴9的靠近前安装板7的一端上，直齿轮副100的大齿轮安装驱动轴4上，从而带动驱动轴4转动。

驱动轴4上固定有锁止转盘1，驱动轴4转动时带动锁止转盘1转动，并且通过传动组件中齿轮减速机构使锁止转盘1的转动角度范围控制在一圈之内，锁止转盘1用于与三工位操动机构的正向联锁机构2、反向联锁机构3以及自锁机构101配合。正向联锁机构2、反向联锁机构3用于使三工位操动机构与断路器操动机构进行联锁。自锁机构101用于在三工位开关到达指定工位时形成到位锁止，避免发生过位操作。

如图3和图4所示，锁止转盘1包括前盘和后盘，前盘构成自锁转盘11，后盘构成联锁转盘12，自锁转盘11与联锁转盘12同轴地固定在一起，自锁转盘11的直径大于联锁转盘12的直径。

自锁转盘11上设有用于与自锁机构101配合的自锁配合面，自锁转盘11上的外周面设有自锁槽112，自锁槽构成锁止槽，自锁槽112为弧形槽，自锁槽112有三个，分别与三工位操动机构的合闸工位、隔离工位、接地工位一一对应，自锁转盘11的外周面构成自锁配合面，自锁机构101用于与自锁槽112形成锁止配合。

自锁机构101布置在自锁转盘11的右侧，自锁机构101包括自锁件，自锁件为自锁拐臂，自锁拐臂包括上拐臂1011和下拐臂1012，上拐臂1011转动安装在上拐臂安装轴1013上，下拐臂1012转动安装在下拐臂安装轴1017上，上拐臂安装轴1013、下拐臂安装轴1017分别固定在机架上，上拐臂1011和下拐臂1012的转动轴向均是沿前后方向延伸，上拐臂1011和下拐臂1012前后错开，以保证上拐臂1011和下拐臂1012相互交叉而不影响各自转动。上拐臂1011构成第一拐臂，下拐臂1012构成第二拐臂。

上拐臂1011和下拐臂1012分别具有成夹角的两连接臂，且上拐臂1011与下拐臂1012夹角相对地布置。上拐臂1011的靠近自锁转盘11的连接臂为第一锁止连接臂，远离自锁转盘11的连接臂为第一驱动连接臂。下拐臂1012的靠近自锁转盘11的连接臂为第二锁止连接臂，远离自锁转盘11的连接臂为第二驱动连接臂。第一锁止连接臂和第二锁止连接臂的靠近自锁转盘11的端部的相对的侧面分别设有柱状的滚子，第一锁止连接臂的滚子为第一滚子并构成第一自锁部，第二锁止连接臂的滚子为第二滚子并构成第二自锁部，第一滚子与第二滚子用于与自锁槽112形成锁止配合。

上拐臂1011的第一驱动连接臂上以及下拐臂1012的第二驱动连接臂上分别设有长孔，长孔沿对应的驱动连接臂的延伸方向延伸，第一驱动连接臂与第二驱动连接臂交叉，两连接臂上的长孔内穿设有解锁销1014，解锁销1014的前端露出于面板6，面板6上设有用于避让解锁销1014的避让孔，避让孔为长孔，解锁销1014通过与面板6上的长孔配合能够形成左右导向移动，上拐臂1011与下拐臂1012在面板6上的投影关于长孔对称，解锁销1014左右导向移动时能够同时带动上拐臂1011、下拐臂1012转动，且在解锁销1014向着靠近自锁转盘11的方向移动时，上拐臂1011、下拐臂1012的滚子相互靠近，在解锁销1014向着远离自锁转盘11的方向移动时，上拐臂1011的第一锁止连接臂与下拐臂1012的第一锁止连接臂相交叉，上拐臂1011、下拐臂1012的滚子相互远离。

解锁销1014连接有自锁弹簧1016，自锁弹簧1016的一端固定在弹簧固定柱1015上，另一端连接解锁销1014，弹簧固定柱1015与面板6固定，自锁弹簧1016用于对解锁销1014提供朝向自锁转盘11的拉力。

在三工位操动机构处于工位切换过程中时，锁止转盘1转动，在自锁弹簧1016的作用力下，上拐臂1011上的滚子和下拐臂1012上的滚子始终与自锁转盘11的外周面紧贴，当三工位操动机构到达隔离工位或合闸工位或接地工位时，在自锁弹簧1016弹性力的作用下，上拐臂1011上的滚子和下拐臂1012上的滚子重叠，两滚子正好同步进入到对应的自锁槽112中，自锁槽112被上拐臂1011上的滚子和下拐臂1012上的滚子顶死，实现自动到位锁止。

如图5和图6所示，此时三工位操动机构处于隔离工位，自锁机构101的滚子卡入隔离工位对应的自锁槽112内对自锁转盘11形成锁止，避免操动机构运动过位，从相互作用力看，自锁转盘11逆时针转动时，对上拐臂1011的滚子的作用力和力臂为F1、R1，上拐臂1011上的滚子阻挡自锁转盘11，自锁转盘11顺时针转动时，对下拐臂1012的滚子的作用力和力臂为F2、R2，下拐臂1012上的滚子阻挡自锁转盘11，两种情况下的自锁转盘1对自锁机构101作用力矩均能被上下两拐臂有效锁止，从而避免操动机构运动过位，而且，由于上拐臂1011和下拐臂1012的夹角相对地布置，使得自锁转盘11同时顶压上拐臂1011、下拐臂1012的滚子时，上拐臂1011、下拐臂1012作用在解锁销上的力分别形成有沿解锁销1014导向移动方向的分力，两分力的方向相反，能够相互抵消，从而避免解锁销1014受力移动，有利于保证锁止效果。当操动机构处于自锁状态时，只需要将解锁销1014向远离自锁转盘11的方向拨动即可解锁，从而实现工位切换。

如图5所示，自锁转盘11上在与合闸工位和接地工位对应的两个自锁槽112之间还设有限位凸部113，限位凸部113径向向外凸出于自锁转盘11的外周面，限位凸部113的侧壁面构成自锁槽112的槽壁面，限位凸部113用于在自锁机构101的自锁部卡入与合闸工位对应的自锁槽112或者与接地工位对应的自锁槽112后对自锁部形成硬限位，提高防过位的效果。

自锁转盘11的前盘面上还设有指示标识111，指示标识111与自锁槽112一一对应地设有三组，三组指示标识111各不相同以用于分别表示合闸工位、隔离工位、接地工位，面板6上设有供指示标识111露出外部的观察口，以用于通过指示标识111观察三工位操动机构的所处位置。

如图3和图4所示，联锁转盘12设有正向联锁槽126和反向联锁槽，正向联锁槽126设有三个，分别与三工位操动机构的合闸工位、隔离工位、接地工位一一对应，三个正向联锁槽126设置在联锁转盘12的外周面上，联锁转盘12的外周面用于形成第一配合面，正向联锁槽126为弧形槽，槽口径向朝外。

反向联锁槽设在联锁转盘12的后盘面上，反向联锁槽为凸轮槽，凸轮槽的槽壁面用于形成与反向联锁机构配合的第二配合面，反向联锁槽包括大圆弧槽段和小圆弧槽段以及在大圆弧槽段和小圆弧槽段之间过渡的驱动槽段125，大圆弧槽段所在圆半径大于小圆弧槽段所在圆半径，大圆弧槽段所在圆与小圆弧槽段所在圆同心，在径向方向上，小圆弧槽段位于大圆弧槽段的内侧，大圆弧槽段的截面尺寸与小圆弧槽段的截面尺寸相同。大圆弧槽段和小圆弧槽段分别设有两个，两个大圆弧槽段与两个小圆弧槽段在联锁转盘12的周向上交替布置并通过驱动槽段125进行过渡连通，从而在联锁转盘12的盘面上形成一个具有闭合轮廓的非等径环槽。两个大圆弧槽段均为第二锁止段，两个小圆弧槽段均为第二解锁段。

两个小圆弧槽段分别为第一小圆弧槽段121和第二小圆弧槽段122，第一小圆弧槽段121的长度小于的第二小圆弧槽段122的长度，两个大圆弧槽段分别为第一大圆弧槽段123和第二大圆弧槽段124。第一小圆弧槽段121用于对应隔离工位，第二小圆弧槽段用于对应合闸工位和接地工位。

正向联锁机构2包括直动件和转动件，直动件包括锁止插销27和挡板23，挡板23固定在锁止插销27远离联锁转盘12的一端，锁止插销用于构成第一锁止件，第一锁止件用于与正向联锁槽126锁止配合，正向联锁槽126的与第一锁止件配合的槽壁面用于形成第一配合面的第一锁止段。

正向联锁机构2还包括固定件，固定件包括固定座21，锁止插销27穿装在固定座21上，固定座21固定在机架上，固定座21为由一L形板和一平板对接而成的U形座，锁止插销27穿设在U形结构的两个臂上，并能够相对于固定座21进行直动活动。锁止插销27上还套设有复位弹簧28，复位弹簧28位于固定座21的U形结构的两个臂之间，且一端抵在L形板上，另一端抵在锁止插销27的环台上，复位弹簧28用于对锁止插销27施加进入正向联锁槽126的作用力。

在固定座21的远离联锁转盘12的一侧面上还设有导向块22，导向块22通过螺钉固定在固定座21上，导向块22内设有导向孔，挡板23上设有朝向固定座21凸出的导向凸部，导向凸部插入导向孔内形成导向配合，锁止插销27与挡板23连接的一端设有螺纹孔，挡板23上设有螺钉穿孔，锁止插销27伸入导向块22的导向孔与挡板23螺钉连接，导向块22与挡板23的导向凸部配合形成导向结构，对锁止插销27的直动过程进行导向，同时，导向块22的导向孔与挡板23的导向凸部设有防转结构，防转结构由在导向凸部和导向孔上的铣扁结构形成。

正向联锁机构2的转动件包括驱动拐臂25，驱动拐臂25转动装配在第一固定轴26上，第一固定轴26固定在面板6上，并通过卡圈进行轴向限位，驱动拐臂25的一端用于与断路器操动机构传动连接，另一端连接有顶推柱24，顶推柱24用于在驱动拐臂25转动时顶推挡板23以带动锁止插销27退出正向联锁槽126。

反向联锁机构3包括第二固定轴31，第二固定轴31固定机架上，第二固定轴31上套设有套筒32且摆杆34的一端、传动杆33的一端均套在第二驱动轴4上，摆杆34的一端、传动杆33的一端与套筒32两端分别固定，套筒32与摆杆34、传动杆33键连接并通过卡圈进行轴向限位，摆杆34的另一端设有伸入反向联锁槽内的第二锁止件，第二锁止件为联锁销轴，传动杆33的另一端用于与断路器操动机构传动连接。摆杆34与传动杆33成夹角地布置，在联锁转盘12转动时，通过反向联锁槽带动联锁销轴进而带动摆杆34摆动，摆杆34通过套筒32带动传动杆33摆动。

在隔离工位，联锁销轴处在第一小圆弧槽段121内，在合闸工位或接地工位，联锁销轴处在第二小圆弧槽段内，联锁转盘12转动而使联锁销轴在大圆弧槽段内与小圆弧槽段内进行位置切换时，由于大圆弧槽段与小圆弧槽段在径向上是错开的，联锁销轴在大圆弧槽段与小圆弧槽段之间过渡时，会发生位置突变，能够在驱动槽段125的带动下使摆杆34摆动，当联锁销轴位于大圆弧槽段内时，反向联锁机构3使断路器操动机构进入锁止状态，当联锁销轴位于小圆弧槽段内时，反向联锁机构3使断路器操动机构解除锁止状态。

工作时，在断路器合闸后，通过三工位操动机构与断路器操动机构之间的传动结构带动驱动拐臂25顺时针转动，顶推柱24不再顶推挡板23，锁止插销27在复位弹簧28的作用下插入正向联锁槽126，对联锁转盘12进行锁止，保持住联锁转盘12的位置，从而实现在断路器合闸后，三工位操动机构不能带负荷操作的正向联锁功能；

在需要通过三工位操动机构带动动触头10动作时，对于从隔离工位切换到合闸工位，以图3所示的视角为例，联锁转盘12顺时针转动，联锁销轴从第一小圆弧槽段121进入相应的驱动槽段125，从驱动槽段125进入第一大圆弧槽段123，从第一大圆弧槽段123再经相应的驱动槽段125进入第二小圆弧槽段122；对于从隔离工位切换到接地工位，联锁转盘12逆时针转动，联锁销轴从第一小圆弧槽段121进入相应的驱动槽段125，从驱动槽段125进入第二大圆弧槽段124，从第二大圆弧槽段124再经相应的驱动槽段125进入第二小圆弧槽段122；在此过程中，形成从解锁-锁止-解锁的过程，在三工位操动机构没有到达指定工位的过程中，使得断路器操动机构一直保持锁止状态，实现在三工位操动机构没有到达确定位置时，断路器机构不允许合闸的反向联锁功能。

在三工位操动机构到达确定位置时，自锁机构101通过自锁转盘11上自锁槽112对自锁转盘11形成到位锁止，避免过位操作。

第一小圆弧槽段的尺寸较小，且第一小圆弧槽段的大小刚好满足能够容纳联锁销轴，从而能够在三工位操动机构从隔离工位向合闸工位或者接地工位进行切换时，使摆杆34立即受驱动槽作用而进行摆动，进而立即使断路器操动机构进入锁止状态，提高了安全性。

三工位操动机构与断路器操动机构能够形成完整的联锁，安全性好，而且，将三工位操动机构的自锁、正向联锁、反向联锁集成设置在一个锁止转盘1上，功能完备，且大大简化了结构，布置紧凑，有利于三工位操动机构的小型化设计。

三工位操动机构还包括手动电动切换互锁机构，如图7和图8所示，手动电动切换互锁机构包括滑板117，滑板117滑动安装在机架上，滑板117上设有长条孔，面板6上固定有导柱，导柱穿设在滑板117上的长条孔中，以使滑板117能够左右滑动。滑板构成互锁件。

滑板117与互锁弹簧116的一端连接，互锁弹簧116的另一端固定在机架上，互锁弹簧116用于对滑板117产生向右的拉力。滑板117上设有拨条1172，用于供人手拨动带动滑板117滑动，面板6上设有用于避让拨条1172的避让长孔。滑板117上还设有穿过孔1171，用于在与面板6上操作孔61对应时，供操作手柄5插入。

滑板117上一体延伸设有触发杆，触发杆的端部设有用于与微动开关115配合的顶压部，顶压部为斜面构造，用于顶压带动微动开关的触点压合，顶压部构成触发部。

互锁机构与自锁机构之间设有联锁机构，联锁机构包括传动拐臂118和解锁拐臂114，传动拐臂118转动安装在机架上；解锁拐臂114转动安装在机架上；传动拐臂118一端与滑板117通过长孔和销轴配合铰接连接，传动拐臂118另一端与解锁拐臂114的一端通过长孔和销轴配合铰接连接，解锁拐臂的另一端用于推动解锁销1014，解锁拐臂构成锁定件。

当进行手动操作时，如图7所示，操作人员拨动滑板117向左移动，使得穿过孔1171与操作孔61位置对应，滑动117处于让开位，此时操作手柄5方可通过操作孔61、穿过孔1171插入到三工位操动机构中与其输入端连接；同时，当滑板117向左移动，微动开关115的触点不再被压合，可以输出闭锁信号，使三工位操动机构的用于电动操作的驱动电机的电源回路断电，实现手动操作时无法进行电动操作的互锁；同时，滑板117带动传动拐臂118顺时针转动，使解锁拐臂114逆时针转动，解锁拐臂114解除对解锁销1014的顶压，此时解锁销1014在自锁弹簧1016的拉力作用下向左运动，带动上拐臂1011、下拐臂1012转动而使滚子紧贴在自锁转盘11的外周面上，以在滚子进入自锁槽112中后实现手动操作时的防过位自锁功能。

当手动操作结束，将操作手柄5拔出后，如图8所示，滑板117在互锁拉簧111的作用下向右滑动，滑板117滑动到遮挡位，滑板117顶压微动开关5-5触点的使其闭合，解锁电机控制回路闭锁，具备进行电动操作条件。此时，通过滑板117滑动带动传动拐臂118转动进而使得解锁拐臂114顶住解锁销1014，使解锁销114向右运动，解锁销114带动上拐臂1011、下拐臂1012转动而使滚子脱离自锁槽112，解除对自锁转盘11的锁止，从而避免电动操作时，自锁机构将三工位操动机构锁死。同时，滑板117上穿过孔1171与面板6上的操作孔61错开，此时，操作手柄5无法插入，从而保证电动操作时，无法进行手动操作。通过将自锁机构与手动电动切换互锁机构进行联动设计，在手动操作和电动操作之间进行切换时，能够同步使自锁机构在锁定与解锁之间切换，使用可靠，操作方便。

此外，面板6上还固设有闭锁板62，拨条1172上还设有穿孔，闭锁板62上设有穿孔，互锁机构还包括闭锁件，闭锁件为锁具，在需要防止操作人员进行手动操作时，可通过锁具穿过穿孔将两者固定在一起，这样如果不拆掉锁具就无法拨动滑板，有效防止人员手动误操作。

本发明中的三工位操动机构的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的联动机构包括传动拐臂和锁定拐臂，而本实施例中，仅设有锁定拐臂，锁定拐臂的一端与滑板连接，另一端用于与解锁销配合。

本发明中的三工位操动机构的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的互锁机构设有互锁弹簧，能够在操作手柄退出后，自动使滑动复位到遮挡位，，而本实施例中，互锁机构没有设置互锁弹簧，在操作手柄退出后，人手拨动滑板使之复位到遮挡位。

本发明中的三工位操动机构的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的互锁件为左右滑动的滑板，而本实施例中，互锁件为上下滑动的滑板，其他实施例中，互锁件也可以不是板状结构而使滑块结构。

本发明中的三工位操动机构的实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的互锁件通过遮挡面板上的操作孔来阻止操作手柄插入，而本实施例中，输入端伸出到面板外，相应地滑板滑动设置在面板外侧，以用于直接遮挡输入端。

本发明中的三工位操动机构的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的互锁机构包括左右滑动设置的滑板，滑板来遮挡/打开操作孔，而本实施例中，互锁机构包括转动安装的遮挡板，遮挡板在其转动路径上具有遮挡操作孔的位置和打开操作孔的位置。

本发明中的三工位操动机构的实施例7：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的自锁机构包括第一拐臂和第二拐臂，通过上下两拐臂对锁止转盘进行锁止，而本实施例中，自锁机构仅设有一个拐臂。

本发明中的三工位操动机构的实施例8：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的自锁机构包括第一拐臂和第二拐臂上均设有长孔，通过解锁销穿过两长孔，实现同时驱动两拐臂，锁定件通过顶压解锁销使自锁件保持在解锁状态，而本实施例中，自锁机构包括左右滑动设置的滑动杆，滑动杆插入自锁槽实现自锁，锁定件直接顶压自锁件以使其保持在解锁状态，其他实施例中，锁定件拉动自锁件以使其保持在解锁状态。

本发明中的三工位操动机构的实施例9：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的触发部为滑板上的触发杆上的顶压部，顶压部与微动开关配合来控制电机回路的通断，而本实施例中，触发部为设置在互锁件上的触发片，在互锁件的一侧还设置有与触发片配合使用的传感器，当互锁件活动至遮挡位时，传感器检测到触发片，进而向电机所在回路中的开关发出信号，使开关接通电机所在的回路。

本发明中的三工位操动机构的实施例10：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的闭锁件为锁具，而本实施例中，闭锁件为与螺母配合的螺栓，通过螺栓螺母配合将拨条与闭锁板固定在一起。

本发明中的开关柜的实施例：

开关柜包括三工位开关，以及与三工位开关配套的三工位操动机构，本实施例中的三工位操动机构与上述实施例1至10中任一实施例的三工位操动机构相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种三工位操动机构，其特征是，包括：

机架，机架上设有驱动轴以及带动驱动轴转动的传动组件，传动组件具有输入端，机架上还设有用于带动驱动轴转动的电机，驱动轴上止转安装有锁止转盘，锁止转盘上对应于各工位均设有锁止槽，各锁止槽沿驱动轴的周向间隔布置；

自锁机构，包括沿靠近和远离锁止转盘的方向上活动布置的自锁件，自锁件用于在三工位操动机构到达任意一个工位时伸入对应的所述锁止槽内，以阻止三工位操动机构继续动作，自锁机构包括用于驱动自锁件伸入对应锁止槽内的自锁弹簧；

互锁机构，包括活动设置的互锁件，具有遮挡所述输入端以阻止操作手柄与输入端接合的遮挡位，还具有让开所述输入端以使操作手柄与输入端接合的让开位，所述互锁件上设有触发部，触发部用于在互锁件处于遮挡位时触发所述电机的回路导通，触发部还用于在互锁件处于让开位时触发所述电机的回路断开；

联动机构，连接在所述互锁件上，联动机构包括与所述自锁机构配合的锁定件，锁定件用于在互锁件处于遮挡位时带动自锁件锁定在远离所述锁止槽的位置，锁定件还用于在互锁件处于让开位时解除对自锁件的锁定，以使自锁件可朝向锁止槽动作。

2.根据权利要求1所述的三工位操动机构，其特征是，锁定件为锁定拐臂，锁定拐臂与互锁件传动连接并在互锁件的带动下转动，锁定拐臂用于与自锁机构顶压配合以使自锁件远离所述锁止槽。

3.根据权利要求2所述的三工位操动机构，其特征是，联动机构还包括传动拐臂，传动拐臂、锁定拐臂分别包括成夹角的两连接臂，传动拐臂的其中一个连接臂与互锁件活动连接，传动拐臂的另一连接臂与锁定拐臂的一连接臂活动连接，锁定拐臂的另一连接臂用于与自锁机构顶压配合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的三工位操动机构，其特征是，互锁件为滑动设置在机架上的滑板，滑板上设有穿过孔；机架包括面板，面板上设有操作孔，操作孔与传动组件的所述输入端位置对应；当滑板滑动到让开位时，穿过孔与操作孔贯通，以供操作手柄插入到三工位操动机构的输入端，当滑板滑动到遮挡位时，滑板遮挡住操作孔，阻止操作手柄插入。

5.根据权利要求4所述的三工位操动机构，其特征是，互锁机构包括微动开关，微动开关设置在电动操作的电机回路上，用于控制电机回路通断；滑板上设有触发杆，触发杆具有顶压部，顶压部构成所述触发部，顶压部用于与微动开关的触点配合，以在滑板滑动到遮挡位时，顶压部顶压触点，触点压合使微动开关闭合，在滑板滑动到让开位时，顶压部避开触点，触点分离使微动开关断开。

6.根据权利要求4所述的三工位操动机构，其特征是，互锁机构还包括互锁弹簧，互锁弹簧用于对滑板施加朝向遮挡位的作用力。

7.根据权利要求4所述的三工位操动机构，其特征是，滑板上设有悬伸到面板外的拨条，拨条供人手拨动以带动滑板滑动，面板上设有用于避让拨条的避让长孔；面板上还固定有闭锁板，闭锁板与拨条上均设有穿孔，互锁机构还包括闭锁件，闭锁件用于在滑板处于遮挡位时穿入闭锁板和拨条的穿孔中以将拨条固定在闭锁板上。

8.根据权利要求1-3任一项所述的三工位操动机构，其特征是，自锁件为自锁拐臂，自锁拐臂转动安装在机架上，自锁拐臂远离锁止转盘一端设有长孔，长孔内穿设有解锁销，解锁销滑动设置在机架上，锁定件用于顶推解锁销以使自锁拐臂与锁止槽分离。

9.根据权利要求8所述的三工位操动机构，其特征是，自锁拐臂包括第一拐臂和第二拐臂，第一拐臂与第二拐臂在沿其转动轴线方向上错开，第一拐臂、第二拐臂均包括成夹角两连接臂，且第一拐臂的两连接臂所成夹角与第二拐臂的两连接臂所成夹角相对；第一拐臂、第二拐臂的远离锁止转盘的一连接臂上均设有供所述解锁销穿过的长孔，靠近锁止转盘的一连接臂上设有自锁部；当第一拐臂、第二拐臂转动而使两自锁部重合时，两自锁部卡入锁止槽对锁止转盘形成锁止。

10.一种开关柜，包括三工位开关及其配套的三工位操动机构，其特征是，所述三工位操动机构为上述权利要求1-9中任一项所述的三工位操动机构。

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