CN113871225A - 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，三工位操动机构包括设在驱动轴上的锁止转盘，锁止转盘具有第一配合面和第二配合面；正向联锁机构包括第一锁止件，在断路器合闸状态时，第一锁止件动作而与第一配合面的第一锁止段配合对锁止转盘锁止，在断路器分闸时，第一锁止件被断路器操动机构带动与第一锁止段脱离以解除对锁止转盘的锁止；反向联锁机构包括第二锁止件，在三工位开关处于工位切换状态时，第二锁止件与第二配合面的第二锁止段配合而实现对断路器操动机构锁止，在三工位开关处于三个工位中的任一个时，第二锁止件与第二配合面的第二解锁段配合以解除对断路器操动机构的锁止；三工位操动机构与断路器操动机构能够形成完整联锁。

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，通过对操动机构的操作输入端输入扭矩，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。根据新的功能需求，需要开关柜同时使用断路器和三工位开关，而这种开关柜，需要求其断路器操动机构与三工位操动机构之间具备联锁功能，以避免误操作，而现有的三工位操动机构不具有完整的联锁功能，影响使用时的安全性和可靠性。

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不能实现完整联锁功能的问题；本发明的目的还在于提供一种开关柜，以解决目前的开关柜中三工位操动机构与断路器操动机构不能实现完整联锁功能的问题。

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：

驱动轴，用于在输入扭矩的带动下转动；

锁止转盘，固定安装在驱动轴上，具有环形的第一配合面和环形的第二配合面；

第一配合面在其环绕方向上具有对应于三个工位设置的第一锁止段；

第二配合面在其环绕方向上具有对应于三个工位设置的第二解锁段以及处于相邻第二解锁段之间的第二锁止段；

正向联锁机构，用于与断路器操动机构传动连接，包括与第一配合面配合的第一锁止件，在断路器合闸状态时，所述第一锁止件动作而与第一锁止段配合以对锁止转盘锁止，进而阻止三工位操动机构动作，在断路器分闸时，所述第一锁止件被断路器操动机构带动动作而与第一锁止段脱离以解除对锁止转盘的锁止；

反向联锁机构，用于与断路器操动机构传动连接，包括与第二配合面配合且被第二配合面带动而动作的第二锁止件，在三工位开关处于工位切换状态时，所述第二锁止件与第二配合面的第二锁止段配合而实现对断路器操动机构的锁止，在三工位开关处于三个工位中的任一个时，所述第二锁止件与第二解锁段配合以解除对断路器操动机构的锁止。

有益效果：当三工位操动机构分别处于合闸工位、隔离工位、接地工位，在断路器合闸后，正向联锁机构的第一锁止件与第一配合面的第一锁止段配合，保持住锁止转盘的位置，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；在三工位操动机构进行工位切换时，锁止转盘转动，使得反向联锁机构的第二锁止件在第二配合面的带动下由第二解锁段切换到第二锁止段，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，在工位操动机构到达指定工位时，第二锁止件随之由第二锁止段再切换到第二解锁段，实现在三工位操动机构没有到达指定工位时，断路器机构不允许合闸的反向联锁功能；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，正向联锁、反向联锁集成设置在锁止转盘上，结构紧凑，使用可靠。

进一步的，锁止转盘的一侧端面设有反向联锁槽，反向联锁槽为凸轮槽，凸轮槽的槽壁面用于形成第二配合面，所述第二锁止件伸入反向联锁槽。

有益效果：反向联锁槽形成供第二锁止件相对于锁止转盘活动的轨道，通过凸轮槽式的反向联锁槽的设置，能够在锁止转盘转动时，利用反向联锁槽的槽壁面带动第二锁止件在第二锁止段和第二解锁段之间切换，而且第二锁止件能够始终保持在反向联锁槽中，不会脱落，结构简单可靠。

进一步的，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，大圆弧槽段与小圆弧槽段所在圆同心，大圆弧槽段所在圆半径大于小圆弧槽段所在圆半径，大圆弧槽段用于形成第二锁止段，小圆弧槽段用于形成第二解锁段，驱动槽段用于第二锁止件在第二锁止段与第二解锁段之间切换时带动第二锁止件动作。

有益效果：同心设置的大圆弧槽段与小圆弧槽段能够减小第二锁止件的运动行程，有利于减小尺寸，而且，能够使第二锁止件更快速地从第二解锁段过渡到第二锁止段。

进一步的，小圆弧槽段设有两个，分别为第一小圆弧槽段和第二小圆弧槽段；大圆弧槽段设有两个，分别为第一大圆弧槽段和第二大圆弧槽段，两个大圆弧槽段与两个小圆弧槽段在锁止转盘的周向上交替布置；第一小圆弧槽段的长度小于的第二小圆弧槽段的长度，第一小圆弧槽段的大小与第二锁止件的大小适配。

有益效果：形成闭合轮廓的反向联锁槽，使得反向联锁槽具有两个第二锁止段和两个第二解锁段，两个小圆弧槽段与第一大圆弧槽段形成一个供第二锁止件往复活动的路径，两个小圆弧槽段与第二大圆弧槽段形成另一个供第二锁止件往复活动的路径，以在三工位操动机构从隔离工位向合闸工位切换或者从隔离工位向接地工位切换时，无论锁止转盘正时针转动还是逆时针转动，都能保证形成联锁；较小的第一小圆弧槽段能够在三工位操动机构进行工位切换时，使第二锁止件立即受驱动槽段的作用而进行摆动，进而立即使断路器操动机构进入锁止状态，提高了安全性。

进一步的，锁止转盘的外周面上设有正向联锁槽，锁止转盘的外周面用于形成第一配合面，正向联锁槽设有三个，以用于在三工位操动机构分别处在合闸工位、隔离工位及接地工位时，第一锁止件插入对应的正向联锁槽形成锁止配合，正向联锁槽的与第一锁止件配合的槽壁面用于形成第一锁止段。

有益效果：能够利用锁止转盘的径向尺寸形成槽口径向朝外的正向联锁槽，有利于保证正向联锁槽深度的同时避免增大锁止转盘的尺寸，而且，使得第二锁止件能够设置在锁止转盘的径向外侧，有利于减小三工位操动机构的尺寸。

进一步的，正向联锁机构包括直动件和转动件，直动件包括锁止插销，转动件用于在转动时带动锁止插销直动动作，锁止插销用于形成所述第一锁止件；所述正向联锁机构还包括固定件，固定件与直动件之间设有导向结构，导向结构用于对锁止插销的直动进行导向；转动件包括驱动拐臂，驱动拐臂用于顶推直动件以使锁止插销脱离第一锁止段，所述锁止插销上套装有用于使锁止插销进入第一锁止段的复位弹簧；固定件与直动件之间还设有防转结构，防转结构用于对锁止插销形成止转。

有益效果：通过转动件带动直动件进行锁止插销的锁止动作，一方面锁止可靠，另一方面方便与断路器操动机构传动连接；通过导向结构保证锁止插销锁止到位；通过驱动拐臂转动时顶推力，使锁止插销脱离第一锁止段，而在复位弹簧的弹性驱动下使锁止插销进入第一锁止段形成锁止，锁止插销的往复直动过程由两个驱动力分别完成，有利于正向联锁机构与断路器操动机构之间的传动配合，使用可靠；通过防转结构避免锁止插销在活动过程中容易脱位而影响与转动件的配合。

进一步的，反向联锁机构包括固定轴以及在固定轴上转动安装的摆杆，摆杆上设有所述第二锁止件；反向联锁机构还包括传动杆，传动杆与摆杆间隔地设置在固定轴上，摆杆摆动时带动传动杆摆动，传动杆用于与断路器操动机构传动连接。

有益效果：间隔设置传动杆与摆杆，方便调整两者之间的角度，保证反向联锁机构与断路器操动机构之间的传动匹配良好。

进一步的，锁止转盘还具有第三配合面，第三配合面上设有自锁段，三工位操动机构还包括自锁机构，自锁机构包括用于第三配合面配合的自锁件，在三工位操动机构到达三个工位中的任一个时，自锁件与自锁段配合以对锁止转盘锁止，进而阻止三工位操动机构继续动作。

有益效果：自锁机构与第三配合面配合对锁止转盘形成到位锁止，防止过位操作；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。

进一步的，锁止转盘包括在轴向上并列且相对固定设置的前盘和后盘，前盘用于构成自锁转盘，后盘用于构成联锁转盘，第一配合面、第二配合面设在联锁转盘上，第三配合面设置在自锁转盘上。

有益效果：方便自锁机构、正向联锁机构、反向联锁机构的布置。

进一步的，自锁转盘的外周面上设有自锁槽，自锁槽用于供自锁件卡入形成锁止，自锁转盘的外周面用于形成第三配合面，自锁槽的用于与自锁件配合的槽壁面形成自锁段。

有益效果：能够利用自锁转盘的径向尺寸形成槽口径向朝外的自锁槽，有利于保证自锁槽深度的同时避免增大自锁转盘的尺寸，而且，使得自锁机构能够设置在锁止转盘的径向外侧，有利于减小三工位操动机构的尺寸。本发明的开关柜的技术方案是：

一种开关柜，包括断路器操动机构和三工位操动机构，

三工位操动机构，包括：

驱动轴，用于在输入扭矩的带动下转动；

锁止转盘，固定安装在驱动轴上，具有环形的第一配合面和环形的第二配合面；

第一配合面在其环绕方向上具有对应于三个工位设置的第一锁止段；

第二配合面在其环绕方向上具有对应于三个工位设置的第二解锁段以及处于相邻第二解锁段之间的第二锁止段；

正向联锁机构，用于与断路器操动机构传动连接，包括与第一配合面配合的第一锁止件，在断路器合闸状态时，所述第一锁止件动作而与第一锁止段配合以对锁止转盘锁止，进而阻止三工位操动机构动作，在断路器分闸时，所述第一锁止件被断路器操动机构带动动作而与第一锁止段脱离以解除对锁止转盘的锁止；

反向联锁机构，用于与断路器操动机构传动连接，包括与第二配合面配合且被第二配合面带动而动作的第二锁止件，在三工位开关处于工位切换状态时，所述第二锁止件与第二配合面的第二锁止段配合而实现对断路器操动机构的锁止，在三工位开关处于三个工位中的任一个时，所述第二锁止件与第二解锁段配合以解除对断路器操动机构的锁止。

有益效果：当三工位操动机构分别处于合闸工位、隔离工位、接地工位，在断路器合闸后，正向联锁机构的第一锁止件与第一配合面的第一锁止段配合，保持住锁止转盘的位置，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；在三工位操动机构进行工位切换时，锁止转盘转动，使得反向联锁机构的第二锁止件在第二配合面的带动下由第二解锁段切换到第二锁止段，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，在工位操动机构到达指定工位时，第二锁止件随之由第二锁止段再切换到第二解锁段，实现在三工位操动机构没有到达指定工位时，断路器机构不允许合闸的反向联锁功能；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，正向联锁、反向联锁集成设置在锁止转盘上，结构紧凑，使用可靠。

进一步的，锁止转盘的一侧端面设有反向联锁槽，反向联锁槽为凸轮槽，凸轮槽的槽壁面用于形成第二配合面，所述第二锁止件伸入反向联锁槽。

有益效果：反向联锁槽形成供第二锁止件相对于锁止转盘活动的轨道，通过凸轮槽式的反向联锁槽的设置，能够在锁止转盘转动时，利用反向联锁槽的槽壁面带动第二锁止件在第二锁止段和第二解锁段之间切换，而且第二锁止件能够始终保持在反向联锁槽中，不会脱落，结构简单可靠。

进一步的，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，大圆弧槽段与小圆弧槽段所在圆同心，大圆弧槽段所在圆半径大于小圆弧槽段所在圆半径，大圆弧槽段用于形成第二锁止段，小圆弧槽段用于形成第二解锁段，驱动槽段用于第二锁止件在第二锁止段与第二解锁段之间切换时带动第二锁止件动作。

有益效果：同心设置的大圆弧槽段与小圆弧槽段能够减小第二锁止件的运动行程，有利于减小尺寸，而且，能够使第二锁止件更快速地从第二解锁段过渡到第二锁止段。

进一步的，小圆弧槽段设有两个，分别为第一小圆弧槽段和第二小圆弧槽段；大圆弧槽段设有两个，分别为第一大圆弧槽段和第二大圆弧槽段，两个大圆弧槽段与两个小圆弧槽段在锁止转盘的周向上交替布置；第一小圆弧槽段的长度小于的第二小圆弧槽段的长度，第一小圆弧槽段的大小与第二锁止件的大小适配。

有益效果：形成闭合轮廓的反向联锁槽，使得反向联锁槽具有两个第二锁止段和两个第二解锁段，两个小圆弧槽段与第一大圆弧槽段形成一个供第二锁止件往复活动的路径，两个小圆弧槽段与第二大圆弧槽段形成另一个供第二锁止件往复活动的路径，以在三工位操动机构从隔离工位向合闸工位切换或者从隔离工位向接地工位切换时，无论锁止转盘正时针转动还是逆时针转动，都能保证形成联锁；较小的第一小圆弧槽段能够在三工位操动机构进行工位切换时，使第二锁止件立即受驱动槽段的作用而进行摆动，进而立即使断路器操动机构进入锁止状态，提高了安全性。

进一步的，锁止转盘的外周面上设有正向联锁槽，锁止转盘的外周面用于形成第一配合面，正向联锁槽设有三个，以用于在三工位操动机构分别处在合闸工位、隔离工位及接地工位时，第一锁止件插入对应的正向联锁槽形成锁止配合，正向联锁槽的与第一锁止件配合的槽壁面用于形成第一锁止段。

有益效果：能够利用锁止转盘的径向尺寸形成槽口径向朝外的正向联锁槽，有利于保证正向联锁槽深度的同时避免增大锁止转盘的尺寸，而且，使得第二锁止件能够设置在锁止转盘的径向外侧，有利于减小三工位操动机构的尺寸。

进一步的，正向联锁机构包括直动件和转动件，直动件包括锁止插销，转动件用于在转动时带动锁止插销直动动作，锁止插销用于形成所述第一锁止件；所述正向联锁机构还包括固定件，固定件与直动件之间设有导向结构，导向结构用于对锁止插销的直动进行导向；转动件包括驱动拐臂，驱动拐臂用于顶推直动件以使锁止插销脱离第一锁止段，所述锁止插销上套装有用于使锁止插销进入第一锁止段的复位弹簧；固定件与直动件之间还设有防转结构，防转结构用于对锁止插销形成止转。

有益效果：通过转动件带动直动件进行锁止插销的锁止动作，一方面锁止可靠，另一方面方便与断路器操动机构传动连接；通过导向结构保证锁止插销锁止到位；通过驱动拐臂转动时顶推力，使锁止插销脱离第一锁止段，而在复位弹簧的弹性驱动下使锁止插销进入第一锁止段形成锁止，锁止插销的往复直动过程由两个驱动力分别完成，有利于正向联锁机构与断路器操动机构之间的传动配合，使用可靠；通过防转结构避免锁止插销在活动过程中容易脱位而影响与转动件的配合。

进一步的，反向联锁机构包括固定轴以及在固定轴上转动安装的摆杆，摆杆上设有所述第二锁止件；反向联锁机构还包括传动杆，传动杆与摆杆间隔地设置在固定轴上，摆杆摆动时带动传动杆摆动，传动杆用于与断路器操动机构传动连接。

有益效果：间隔设置传动杆与摆杆，方便调整两者之间的角度，保证反向联锁机构与断路器操动机构之间的传动匹配良好。

进一步的，锁止转盘还具有第三配合面，第三配合面上设有自锁段，三工位操动机构还包括自锁机构，自锁机构包括用于第三配合面配合的自锁件，在三工位操动机构到达三个工位中的任一个时，自锁件与自锁段配合以对锁止转盘锁止，进而阻止三工位操动机构继续动作。

有益效果：自锁机构与第三配合面配合对锁止转盘形成到位锁止，防止过位操作；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。

进一步的，锁止转盘包括在轴向上并列且相对固定设置的前盘和后盘，前盘用于构成自锁转盘，后盘用于构成联锁转盘，第一配合面、第二配合面设在联锁转盘上，第三配合面设置在自锁转盘上。

有益效果：方便自锁机构、正向联锁机构、反向联锁机构的布置。

进一步的，自锁转盘的外周面上设有自锁槽，自锁槽用于供自锁件卡入形成锁止，自锁转盘的外周面用于形成第三配合面，自锁槽的用于与自锁件配合的槽壁面形成自锁段。

有益效果：能够利用自锁转盘的径向尺寸形成槽口径向朝外的自锁槽，有利于保证自锁槽深度的同时避免增大自锁转盘的尺寸，而且，使得自锁机构能够设置在锁止转盘的径向外侧，有利于减小三工位操动机构的尺寸。

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为图1中移开面板的结构示意图；

图3为联锁转盘与正向联锁机构、反向联锁机构配合的正面示意图；

图4为联锁转盘与正向联锁机构、反向联锁机构配合的背面示意图。

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；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、拐臂安装轴；1014、解锁销；1015、弹簧固定轴；1016、锁紧弹簧。

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。

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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

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进一步的详细描述。

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安装架和安装在安装架上的传动组件，安装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上设有操作孔61，用于在手动操作时供操作手柄5插入至输入端。

安装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配合的第三配合面，第三配合面上设有自锁段，自锁段用于与自锁机构101的自锁件形成锁止配合。

自锁机构101包括上拐臂1011和下拐臂1012，上拐臂1011和下拐臂1012前后错开且拐角相对而设，上拐臂1011、下拐臂1012分别转动安装在对应的拐臂安装轴1013上，拐臂安装轴1013固定在安装架上。上拐臂1011、下拐臂1012的靠近自锁转盘11的一端分别设有自锁件，自锁件为柱状的锁紧滚子；上拐臂1011、下拐臂1012的远离自锁转盘11的一端分别设有长孔，长孔内穿设有解锁销1014，解锁销1014在长孔内移动时，能够带动上拐臂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的锁紧滚子相互靠近， 在解锁销1014向着远离自锁转盘11的方向移动时，上拐臂1011、下拐臂1012的锁紧滚子相互远离。解锁销1014连接有锁紧弹簧1016，锁紧弹簧1016的一端固定在弹簧固定轴1015上，另一端连接解锁销1014，锁紧弹簧1016用于对解锁销1014提供朝向自锁转盘11的拉力。

自锁转盘11上的外周面设有自锁槽112，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，在自锁转盘11转动到对应工位时，自锁机构101的锁紧滚子卡入自锁槽112内对自锁转盘11形成锁止，避免操动机构运动过位，自锁槽112为弧形槽，自锁转盘11的外周面用于形成第三配合面，自锁槽11的与锁紧滚子配合的槽壁面用于形成自锁段。

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，在锁紧弹簧1016的作用力下，上拐臂1011上的锁紧滚子和下拐臂1012上的锁紧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，上拐臂1011上的锁紧滚子和下拐臂1012上的锁紧滚子位置重合，正好进入到对应的自锁槽112中，自锁槽112被上拐臂1011上的锁紧滚子和下拐臂1012上的锁紧滚子顶死。从相互作用力看，自锁转盘11逆时针转动时，上拐臂1011上的锁紧滚子阻挡自锁转盘11，自锁转盘11顺时针转动时，下拐臂1012上的锁紧滚子阻挡自锁转盘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。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。

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之间的位置还设有限位凸部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用于在自锁机构101的自锁件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后对自锁件形成硬限位，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露出外部的避让孔，以用于通过指示标识111观察三工位操动机构的所处位置。

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固定在安装架上，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固定安装架上，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。

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中的第二配合面由凸轮槽的槽壁面形成，而本实施例中，锁止转盘包括前后依次设置的前盘、中间盘和后端凸轮，第三配合面设置在前盘上，第一配合面设置在中间盘上，第二配合面直接由后端凸轮的外周面形成，此时，反向联锁机构还包括用于保持第二锁止件位置的弹簧。

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中的正向联锁槽设置在联锁转盘的外周面上且槽口径向朝外，而本实施例中，正向联锁槽设置在联锁转盘的盘面上，正向联锁槽为环槽，环槽具有凹陷部，凹陷部用于形成第一锁止段供第一锁止件卡入，相应地，第一锁止件位于联锁转盘的盘面一侧，环形的正向联锁槽的槽壁面用于形成第一配合面。

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中的第一小圆弧槽段的长度比第二小圆弧槽段的长度小，且刚好容纳第二锁止件，以与对断路器的联锁进行快速响应，而本实施例中，也可以将第一小圆弧槽段的尺寸设置地大于第二锁止件的尺寸，使第二锁止件具有活动余量，此时会降低对断路器联锁的响应速度。

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中的正向联锁机构包括直动件和转动件，通过转动件带动直动件动作，而本实施例中，正向联锁机构的驱动拐臂上设有卡钩，在驱动拐臂转动到位时直接通过卡钩卡入正向联锁槽中形成锁止。

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中的转动件与直动件顶推配合，驱动拐臂上设有顶推柱，用于顶推挡板使锁止插销从正向联锁槽中退出，并通过复位弹簧使锁止插销进入正向联锁槽，而本实施例中，转动件与直动件铰接连接，通过驱动拐臂的往复转动直接带动锁止插销往复动作。

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中的导向结构由挡板上导向凸部与导向块的导向孔形成，防转结构由导向凸部与导向孔上的铣扁结构形成，而本实施例中，锁止插销直接固定座上穿孔形成导向配合，且直接锁止插销和固定座穿孔上设置防转结构。

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中通过凸轮槽带动摆杆进行摆动动作，进而带动断路器操动机构锁止/解锁，而本实施例中，反向联锁机构包括顶杆，联锁转盘上设有凸轮结构，通过凸轮的外周面带动顶杆进行直动动作，以带动断路器操动机构锁止/解锁。

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中的第二锁止件联锁销轴，而本实施例中，第二锁止件为滚子。

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中的第二锁止段与第二解锁段为同心设置的等径圆弧槽段，而本实施例中，第二锁止段、第二解锁段均是变径圆弧槽段，只要满足从解锁位置过渡到锁止位置，再进入解锁位置的活动过程即可。

本发明中的三工位操动机构的实施例11：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中的自锁机构包括拐角相对的上拐臂和下拐臂，通过上拐臂、下拐臂上的锁紧滚子与自锁槽进行锁止配合，而本实施例中，自锁机构包括直动式的自锁销，自锁销导向移动安装在安装架上，通过自锁销插入自锁槽形成锁止配合。

本发明中的开关柜的实施例：

开关柜包括断路器和三工位开关，以及与断路器配套的断路器操动机构、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11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 (11)

1.一种三工位操动机构，其特征是，包括：

驱动轴，用于在输入扭矩的带动下转动；

锁止转盘，固定安装在驱动轴上，具有环形的第一配合面和环形的第二配合面；

第一配合面在其环绕方向上具有对应于三个工位设置的第一锁止段；

第二配合面在其环绕方向上具有对应于三个工位设置的第二解锁段以及处于相邻第二解锁段之间的第二锁止段；

正向联锁机构，用于与断路器操动机构传动连接，包括与第一配合面配合的第一锁止件，在断路器合闸状态时，所述第一锁止件动作而与第一锁止段配合以对锁止转盘锁止，进而阻止三工位操动机构动作，在断路器分闸时，所述第一锁止件被断路器操动机构带动动作而与第一锁止段脱离以解除对锁止转盘的锁止；

反向联锁机构，用于与断路器操动机构传动连接，包括与第二配合面配合且被第二配合面带动而动作的第二锁止件，在三工位开关处于工位切换状态时，所述第二锁止件与第二配合面的第二锁止段配合而实现对断路器操动机构的锁止，在三工位开关处于三个工位中的任一个时，所述第二锁止件与第二解锁段配合以解除对断路器操动机构的锁止。

2.根据权利要求1所述的三工位操动机构，其特征是，锁止转盘的一侧端面设有反向联锁槽，反向联锁槽为凸轮槽，凸轮槽的槽壁面用于形成第二配合面，所述第二锁止件伸入反向联锁槽。

3.根据权利要求2所述的三工位操动机构，其特征是，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，大圆弧槽段与小圆弧槽段所在圆同心，大圆弧槽段所在圆半径大于小圆弧槽段所在圆半径，大圆弧槽段用于形成第二锁止段，小圆弧槽段用于形成第二解锁段，驱动槽段用于第二锁止件在第二锁止段与第二解锁段之间切换时带动第二锁止件动作。

4.根据权利要求3所述的三工位操动机构，其特征是，小圆弧槽段设有两个，分别为第一小圆弧槽段和第二小圆弧槽段；大圆弧槽段设有两个，分别为第一大圆弧槽段和第二大圆弧槽段，两个大圆弧槽段与两个小圆弧槽段在锁止转盘的周向上交替布置；第一小圆弧槽段的长度小于的第二小圆弧槽段的长度，第一小圆弧槽段的大小与第二锁止件的大小适配。

5.根据权利要求1-4任一项所述的三工位操动机构，其特征是，锁止转盘的外周面上设有正向联锁槽，锁止转盘的外周面用于形成第一配合面，正向联锁槽设有三个，以用于在三工位操动机构分别处在合闸工位、隔离工位及接地工位时，第一锁止件插入对应的正向联锁槽形成锁止配合，正向联锁槽的与第一锁止件配合的槽壁面用于形成第一锁止段。

6.根据权利要求1-4任一项所述的三工位操动机构，其特征是，正向联锁机构包括直动件和转动件，直动件包括锁止插销，转动件用于在转动时带动锁止插销直动动作，锁止插销用于形成所述第一锁止件；所述正向联锁机构还包括固定件，固定件与直动件之间设有导向结构，导向结构用于对锁止插销的直动进行导向；转动件包括驱动拐臂，驱动拐臂用于顶推直动件以使锁止插销脱离第一锁止段，所述锁止插销上套装有用于使锁止插销进入第一锁止段的复位弹簧；固定件与直动件之间还设有防转结构，防转结构用于对锁止插销形成止转。

7.根据权利要求1-4任一项所述的三工位操动机构，其特征是，反向联锁机构包括固定轴以及在固定轴上转动安装的摆杆，摆杆上设有所述第二锁止件；反向联锁机构还包括传动杆，传动杆与摆杆间隔地设置在固定轴上，摆杆摆动时带动传动杆摆动，传动杆用于与断路器操动机构传动连接。

8.根据权利要求1-4任一项所述的三工位操动机构，其特征是，锁止转盘还具有第三配合面，第三配合面上设有自锁段，三工位操动机构还包括自锁机构，自锁机构包括用于第三配合面配合的自锁件，在三工位操动机构到达三个工位中的任一个时，自锁件与自锁段配合以对锁止转盘锁止，进而阻止三工位操动机构继续动作。

9.权利要求8所述的三工位操动机构，其特征是，锁止转盘包括在轴向上并列且相对固定设置的前盘和后盘，前盘用于构成自锁转盘，后盘用于构成联锁转盘，第一配合面、第二配合面设在联锁转盘上，第三配合面设置在自锁转盘上。

10.权利要求9所述的三工位操动机构，其特征是，自锁转盘的外周面上设有自锁槽，自锁槽用于供自锁件卡入形成锁止，自锁转盘的外周面用于形成第三配合面，自锁槽的用于与自锁件配合的槽壁面形成自锁段。

11.一种开关柜，包括断路器操动机构和三工位操动机构，其特征是，所述三工位操动机构为上述权利要求1-10中任一项所述的三工位操动机构。

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