CN114023610A - 一种储能式操作机构用手动储能驱动组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储能式操作机构用手动储能驱动组件，包括储能驱动轴、储能驱动轮、储能推杆以及驱动组，储能驱动轮为储能棘轮，驱动组包括设置于机架上的定位棘齿、设置于储能驱动轴上的储能驱动板、设置于储能驱动板上的驱动棘齿以及驱动储能驱动板转动的手柄组，定位棘齿与机架之间设置有定位复位弹簧，驱动棘齿与手柄组之间设置有驱动复位弹簧，储能驱动板与储能棘轮之间通过单向轴承连接。采用扁平化设计的同时考虑结构的简易化、组装的模块化；使得产品高度和成本降到同类产品的一半左右，装配效率提升3倍以上；手动控制采用手动推板带动驱动棘齿带动驱动棘轮的组合方式，在减少零件的基础上降低产品高度为其他功能部件节省空间。

Description

一种储能式操作机构用手动储能驱动组件

技术领域

本发明涉及断路器控制技术领域，尤其是涉及一种储能式操作机构用手动储能驱动组件。

背景技术

市面上的断路器使用的电动操作机构大多可通过远程进行操控，其分闸或者合闸时间大概需要1秒钟，无法满足接到合闸指令快速合闸操作的场合，因此需要一种能够将合闸操作时间降低的操作机构。

目前市面上已经有不少能够使时间缩短至100毫秒内的储能式电动操作机构，它能够将机械能进行储存，在需要合闸时释放机械能实现迅速合闸的目的；中国专利(CN107910235B)公开了一种断路器的储能操作机构，主要是通过电机电动齿轮组的方式驱动其内的拐臂组件运动，同时通过电磁铁的方式释放机械能，实现快速合闸；中国专利(CN113421804A)公开了一种用于断路器的储能式操作机构，通过自动以及手动实现储能操作，并且通过解锁驱动拐臂组件运动释放能量，实现快速合闸的目的。

市面上大多预储能操作机构使用的都是通过竖立式机构压缩弹簧从而实现储能，然后通过电磁铁线圈通电来实现解锁释放能量为断路器合闸时使用，这样结构的储能操作机构，高度高、结构复杂，不便于装配维修，成本高，由于高度较高在某些高度空间受限的场合产品无法应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种组装方便、便于装配维修、生产成本低、体积小且反应速度快、联动性高的储能式操作机构用手动储能驱动组件。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种储能式操作机构用手动储能驱动组件，用于驱动储能组件向分闸方向移动，包括设置于机架上的储能驱动轴、设置于储能驱动轴上的储能驱动轮、设置于储能驱动轮上的储能推杆以及用于手动驱动储能驱动轴转动的驱动组，所述的储能驱动轮为储能棘轮，所述的驱动组包括设置于机架上的定位棘齿、设置于储能驱动轴上的储能驱动板、设置于储能驱动板上的驱动棘齿以及驱动储能驱动板转动的手柄组，所述的定位棘齿与机架之间设置有定位复位弹簧，所述的驱动棘齿与手柄组之间设置有驱动复位弹簧，所述的储能驱动板与储能棘轮之间通过单向轴承连接。

进一步具体的，所述的手柄组包括设置于机架上的手动推板、驱动手动推板运动的手动旋转板、驱动手动旋转板摆动的手动连接杆以及驱动手动连接杆运动的储能手柄，在所述的手动旋转板上设置有旋转复位弹簧。

进一步具体的，在所述的机架上设置有第一手动转轴与第二手动转轴，所述的手动旋转板设置于第一手动转轴上，所述的储能手柄设置于第二手动转轴上；在所述的手动旋转板上设置第一手动连接轴，在所述的储能手柄上设置第二手动连接轴，所述的手动连接杆设置于第一手动连接轴、第二手动连接轴之间。

进一步具体的，在所述的手动旋转板上开设有手动推槽，在所述的手动推板上设置有手动推杆，所述的手动推杆插入手动推槽内。

进一步具体的，所述的手动推杆上套设有可围绕手动推杆转动的轴套或者滚轮。

进一步具体的，在所述的机架上设置有手动导向轴，在所述的手动推板上设置有手动导向槽，所述的手动导向轴插入手动导向槽内。

进一步具体的，在所述的手动推板上开设有手动驱动槽，在所述的棘轮上设置有手动驱动轴，所述的手动驱动轴插入手动驱动槽内。

进一步具体的，所述的手动驱动槽一侧开口，手动驱动轴从开口处进入手动驱动槽内。

进一步具体的，在所述的手动推板与机架之间设置有推板复位弹簧。

进一步具体的，所述的储能棘轮的圆周上设置有一段齿形以及一段光面。

本发明的有益效果是：采用扁平化设计的同时考虑结构的简易化、组装的模块化；使得产品高度和成本降到同类产品的一半左右，装配效率提升3倍以上；手动控制采用手动推板带动驱动棘齿带动驱动棘轮的组合方式，在减少零件的基础上降低产品高度为其他功能部件节省空间。

附图说明

图1是本发明储能式操作机构与断路器的组装结构示意图；

图2是本发明储能式操作机构的结构示意图；

图3是本发明储能组件、储能驱动组件(自动)、机架的组装结构示意图；

图4是本发明储能组件、储能驱动组件(自动)的组装结构示意图；

图5是本发明自动控制组件的结构示意图；

图6是本发明储能驱动组件(手动)的结构示意图一；

图7是本发明储能驱动组件(手动)的结构示意图二。

图中：100、断路器；200、储能式操作机构；201、机架；210、储能组件；212、储能滑块；2121、推动位；240、储能驱动组件；241、储能驱动轴；242、储能驱动轮；243、储能推杆；2441、储能驱动齿轮；2442、储能电机；2443、储能齿轮组；2451、定位棘齿；2452、储能驱动板；2453、驱动棘齿；2454、手动推板；2455、手动旋转板；2456、手动连接杆；2457、储能手柄；2458、第一手动转轴；2459、第二手动转轴；24510、第一手动连接轴；24511、第二手动连接轴；24512、手动驱动槽；24513、手动驱动轴；24541、手动推杆；24542、手动导向槽；24551、手动推槽；2011、手动导向轴；270、自动控制组件；271、转盘；272、第二微动开关；273、控制缺口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示为应用本申请储能驱动组件240的储能式操作机构200以及断路器100；储能驱动组件240用于驱动储能组件210向分闸方向运动，储能驱动组件240直接通过推动储能组件210上储能滑块212上的推动位2121实现对储能组件的蓄能。

如图2与图3所示储能驱动组件240包括设置于机架201上的储能驱动轴241、设置于储能驱动轴241上的储能驱动轮242、设置于储能驱动轮242上的储能推杆243以及用于驱动储能驱动轴241转动的驱动组；储能推杆243上设置有推动滚轮，该推动滚轮设置于储能滑块212的推动位2121并与限位凸起215的第二板2152接触；驱动组驱动储能驱动轴241转动，储能驱动轴241带动储能驱动轮242转动，储能推杆243以储能驱动轴241的轴心转动，而推动滚轮与储能滑块212之间为相对的往复运动，实现对储能滑块212的推动。

基于上述储能驱动组件240的结构，其中驱动组可以有两种驱动形式，分为自动驱动与手动驱动。

其中，如图2与图3所示自动驱动的驱动组包括设置于储能驱动轴241上的储能驱动齿轮2441、设置于机架201上的储能电机2442以及设置于储能驱动齿轮2441与储能电机2442之间的储能齿轮组2443，所述的储能驱动齿轮2441与储能驱动轴241之间通过单向轴承连接；储能电机2442转动通过储能齿轮组2443驱动储能驱动齿轮2441转动，储能驱动齿轮2441带动储能驱动轴241转动，从而实现对储能滑块212的推动；而储能单向轴承能够保证储能驱动轴241只向一个方向转动，当储能电机2442反转时不会影响储能驱动轴241。

基于上述自动驱动的形式，为了能够在储能结束后及时控制储能电机2442停止工作，故在储能驱动轴241上设置有自动控制组件270，如图5所示自动控制组件270包括设置于储能驱动轴241上部的转盘271，在所述的转盘271的圆周上设置一控制缺口273，在所述的转盘271旁设置有第二微动开关272，所述的转盘271旋转使得第二微动开关272的触头与转盘271圆周接触，当所述的触头进入控制缺口273即表明储能已经结束，第二微动开关272断开从而控制储能电机2442停止工作。

如图6与图7所示手动驱动的驱动组包括设置于储能驱动轴241上的储能驱动轮242、设置于机架201上的定位棘齿2451、设置于储能驱动轴241上的储能驱动板2452、设置于储能驱动板2452上的驱动棘齿2453以及驱动储能驱动板2452转动的手柄组，储能驱动轮242为储能棘轮，所述的定位棘齿2451与机架201之间设置有定位复位弹簧，此处的定位复位弹簧使用扭簧；所述的驱动棘齿2453与手柄组之间设置有驱动复位弹簧，此处的驱动复位弹簧使用拉簧；所述的储能驱动板2452与储能棘轮之间通过手动单向轴承连接；手柄组输出的运动为往复的直线运动，将往复的直线运动定义为第一方向直线运动与第二方向直线运动，当手柄组输出第一方向直线运动时，使得储能驱动板2452带动储能驱动轴241顺时针转动，此时驱动棘齿2453与储能棘轮的齿形配合并推动储能棘轮顺时针转动，在第一方向直线运动结束时，定位棘齿2451插入储能棘轮的齿形内防止储能棘轮反转；当手柄组输出第二方向直线运动时，使得储能驱动板2452围绕储能驱动轴241逆时针转动，由于手动单向轴承、定位棘齿2451与定位棘轮之间的作用，储能驱动板2452单独转动不会带动储能驱动轴241转动，同时储能驱动板2452带动驱动棘齿2453逆时针运动，在第二方向直线运动结束时，驱动棘齿2453插入储能棘轮的齿形内，之后第一方向直线运动与第二方向直线运动交替进行，实现手动对储能驱动轴241的单方向旋转。

为了能够保证储能滑块212运动到合适的位置，故储能棘轮的圆周上设置一段齿形以及一段光面，驱动棘齿2453只作用在齿形上才能推动储能棘轮转动，在光面上为滑动不会推动储能棘轮运动，而齿形与光面长度均由储能滑块212运动的距离换算而得。

手柄组包括设置于机架201上的手动推板2454、驱动手动推板2454运动的手动旋转板2455、驱动手动旋转板2455摆动的手动连接杆2456以及驱动手动连接杆2456运动的储能手柄2457，在所述的手动旋转板2455上设置有旋转复位弹簧，旋转复位弹簧为扭簧；其中，在所述的机架201上设置有第一手动转轴2458与第二手动转轴2459，所述的手动旋转板2455设置于第一手动转轴2458上，所述的储能手柄2457设置于第二手动转轴2459上；在所述的手动旋转板2455上设置第一手动连接轴24510，在所述的储能手柄2457上设置第二手动连接轴24511，所述的手动连接杆2456设置于第一手动连接轴24510、第二手动连接轴24511之间；手动推板2454可相对于机架201作往复的直线运动，手动推板2454输出往复的直线运动至储能驱动板2452上，在手动推板2454上开设有手动驱动槽24512，在所述的储能棘轮上设置有手动驱动轴24513，所述的手动驱动轴24513插入手动驱动槽24512内并可在手动驱动槽24512内滑动，手动驱动槽24512的一端开口，手动驱动轴24513从开口处进入手动驱动槽24512；同时手动推板2454与机架201之间设置推板复位弹簧，此时的推板复位弹簧为拉簧。

手动推板2454通过手动旋转板2455来回摆动进行驱动，手动旋转板2455呈扇形，第一手动转轴2458设置于该扇形的圆心处，在手动旋转板2455上开设有手动推槽24551，在所述的手动推板2454上设置有手动推杆24541，所述的手动推杆24541插入手动推槽24551内，手动旋转板2455摆动通过手动推槽24551带动手动推杆24541做往复的直线运动，为了提高使用寿命，在手动推杆24541上套设有轴套或者滚轮，轴套与滚轮可围绕手动推杆24541转动，轴套或者滚轮与手动推槽24551为滚动摩擦，降低摩擦损耗。

第一手动连接轴24510设置在手动旋转板2455的一端，第二手动连接轴24511设置在储能手柄2457的一端，而储能手柄2457的另一端为操作端，第二手动转轴2459设置在第二手动连接轴24511与操作端之间并使得储能手柄2457为一杠杆结构，其中第二手动转轴2459与第二手动连接轴24511的距离比第二手动转轴2459与操作端的距离近；围绕第二手动转轴2459通过操作端摆动储能手柄2457，储能手柄2457通过手动连接杆2456将摆动动作传递给手动旋转板2455使得手动旋转板2455摆动，而手动旋转板2455的摆动通过手动推槽24551与手动推杆24541的组合转化为往复的直线运动。

进一步为了保证手动推板2454运动的平稳，在所述的机架201上设置有手动导向轴2011，在所述的手动推板2454上设置有手动导向槽24542，手动导向轴2011插入手动导向槽24542内，手动导向轴2011可在手动导向槽24542内滑动，从而限制手动推板2454的运动方向。

综上，通过上述各个组件组合储能式操作机构，即可以通过储能电机2442自动控制也可以实现手动控制，方便对线路进行检修；同时，采用扁平化设计的同时考虑结构的简易化、组装的模块化；使得产品高度和成本降到同类产品的一半左右，装配效率提升3倍以上，在减少零件的基础上降低产品高度为其他功能部件节省空间。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种储能式操作机构用手动储能驱动组件，用于驱动储能组件(210)向分闸方向移动，其特征在于，包括设置于机架(201)上的储能驱动轴(241)、设置于储能驱动轴(241)上的储能驱动轮(242)、设置于储能驱动轮(242)上的储能推杆(243)以及用于手动驱动储能驱动轴(241)转动的驱动组，所述的储能驱动轮(242)为储能棘轮，所述的驱动组包括设置于机架(201)上的定位棘齿(2451)、设置于储能驱动轴(241)上的储能驱动板(2452)、设置于储能驱动板(2452)上的驱动棘齿(2453)以及驱动储能驱动板(2452)转动的手柄组，所述的定位棘齿(2451)与机架(201)之间设置有定位复位弹簧，所述的驱动棘齿(2453)与手柄组之间设置有驱动复位弹簧，所述的储能驱动板(2452)与储能棘轮之间通过单向轴承连接。

2.根据权利要求1所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，所述的手柄组包括设置于机架(201)上的手动推板(2454)、驱动手动推板(2454)运动的手动旋转板(2455)、驱动手动旋转板(2455)摆动的手动连接杆(2456)以及驱动手动连接杆(2456)运动的储能手柄(2457)，在所述的手动旋转板(2455)上设置有旋转复位弹簧。

3.根据权利要求2所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，在所述的机架(201)上设置有第一手动转轴(2458)与第二手动转轴(2459)，所述的手动旋转板(2455)设置于第一手动转轴(2458)上，所述的储能手柄(2457)设置于第二手动转轴(2459)上；在所述的手动旋转板(2455)上设置第一手动连接轴(24510)，在所述的储能手柄(2457)上设置第二手动连接轴(24511)，所述的手动连接杆(2456)设置于第一手动连接轴(24510)、第二手动连接轴(24511)之间。

4.根据权利要求2所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，在所述的手动旋转板(2455)上开设有手动推槽(24551)，在所述的手动推板(2454)上设置有手动推杆(24541)，所述的手动推杆(24541)插入手动推槽(24551)内。

5.根据权利要求4所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，所述的手动推杆(24541)上套设有可围绕手动推杆(24541)转动的轴套或者滚轮。

6.根据权利要求2所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，在所述的机架(201)上设置有手动导向轴(2011)，在所述的手动推板(2454)上设置有手动导向槽(24542)，所述的手动导向轴(2011)插入手动导向槽(24542)内。

7.根据权利要求2所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，在所述的手动推板(2454)上开设有手动驱动槽(24512)，在所述的储能棘轮上设置有手动驱动轴(24513)，所述的手动驱动轴(24513)插入手动驱动槽(24512)内。

8.根据权利要求7所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，所述的手动驱动槽(24512)一侧开口，手动驱动轴(24513)从开口处进入手动驱动槽(24512)内。

9.根据权利要求2所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，在所述的手动推板(2454)与机架(201)之间设置有推板复位弹簧。

10.根据权利要求1所述的储能式操作机构用手动储能驱动组件，其特征在于，所述的储能棘轮的圆周上设置有一段齿形以及一段光面。

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