CN114613650A - 用于断路器的智能分合闸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于断路器的智能分合闸装置，包含：壳体；拨动件，滑动设置于壳体内，拨动件至少部分伸出壳体外与断路器的手柄配合以切换断路器的状态，拨动件至少另一部分伸出壳体外供用户操作以拨动该拨动件；传动齿轮，转动设置于壳体内，在传动齿轮转动的过程中，传动齿轮与波动件配合以驱动拨动件在第一位置和第二位置之间进行滑动；驱动组件，设置于壳体内且连接至传动齿轮以驱动传动齿轮转动；控制电路板，设置于壳体内且电连接至驱动组件以控制驱动组件驱动传动齿轮，控制电路板上设有与传动齿轮配合以检测传动齿轮的位置的第一检测元件。本发明的用于断路器的智能分合闸装置，结构紧凑、生产成本较低，且操作简单。

Description

用于断路器的智能分合闸装置

技术领域

本发明属于智能断路器技术领域，具体涉及一种用于断路器的智能分合闸装置。

背景技术

现有断路器智能化的方式主要是通过在断路器一侧添加自动分合闸装置。断路器与自动分合闸装置可能是单独的两个模块通过组装形成整体，也可能是两者为一体式结构。但无论是那种方式，在一些配电领域终端产品的智能化升级方面，都必须将原有普通断路器拆卸，安装新的智能断路器。同时，现有方案也必然会导致断路器整体宽度的增加，在一些宽度空间不足的情况下，只能扩大原有安装空间。这些过程必然会造成人力以及物力的浪费。

发明内容

本发明提供了一种用于断路器的智能分合闸装置，解决上现有技术存在的技术问题，采用如下的技术方案：

一种用于断路器的智能分合闸装置，包含：

壳体；

拨动件，滑动设置于壳体内，拨动件至少部分伸出壳体外与断路器的手柄配合以切换断路器的状态，拨动件至少另一部分伸出壳体外供用户操作以拨动该拨动件；

传动齿轮，转动设置于壳体内，在传动齿轮转动的过程中，传动齿轮与波动件配合以驱动拨动件在第一位置和第二位置之间进行滑动；

驱动组件，设置于壳体内且连接至传动齿轮以驱动传动齿轮转动；

控制电路板，设置于壳体内且电连接至驱动组件以控制驱动组件驱动传动齿轮，控制电路板上设有与传动齿轮配合以检测传动齿轮的位置的第一检测元件。

进一步地，传动齿轮包含同心叠加设置的第一部分和第二部分；

第一部分与驱动组件配合；

第二部分包含沿第二部分周向分布的驱动齿部、凸起部和避让部；

第二部分与拨动件配合以驱动拨动件在第一位置和第二位置之间进行滑动。

进一步地，传动齿轮包含与第一部分和第二部分同心叠加设置的第三部分；

第三部分的侧面设有指针；

第一检测元件为拨动开关；

在传动齿轮转动的过程中指针触发拨动开关。

进一步地，控制电路板覆盖拨动件、传动齿轮和驱动组件；

拨动开关设置于控制电路板的背离拨动件的一侧；

传动齿轮的第三部分穿过控制电路板与拨动开关配合。

进一步地，拨动件包含本体、拨杆、啮合齿部、第一拨动部和第二拨动部；

拨杆和本体与拨杆垂直设置；

啮合齿部设于本体的面向与传动齿轮的一侧以与传动齿轮的第二部分的驱动齿部啮合；

拨杆至少部分伸出壳体外供用户操作以拨动拨动件；

第一拨动部和第二拨动部设于本体的与啮合齿部相对的另一侧以伸出壳体外与断路器的手柄配合，断路器的手柄伸入到第一拨动部和第二拨动部之间。

进一步地，控制电路板上还设有用于检测拨动件的位置的第二检测元件。

进一步地，第二检测元件为霍尔传感器；

拨动件上设有与霍尔传感器配合的磁铁。

进一步地，驱动组件包含驱动电机、蜗杆齿轮、涡轮齿轮和驱动齿轮；

驱动电机电连接至控制电路板；

蜗杆齿轮设置于驱动电机的电机轴；

涡轮齿轮转动设置于壳体内且与蜗杆齿轮啮合；

驱动齿轮分别与涡轮齿轮和传动齿轮啮合以将驱动电机的驱动力传递至传动齿轮。

进一步地，壳体设有引导凸条；

拨动件设有与引导凸条配合的引导槽。

进一步地，引导凸条的延伸方向平行与壳体的纵向方向；

驱动电机的电机轴与引导凸条之间的夹角的范围为大于等于30°且小于等于60°。

进一步地，壳体上设有用于将智能分合闸装置安装至断路器的安装部。

进一步地，控制电路板还设有接线端子。

进一步地，壳体上设有第一缺口供拨杆伸出；

壳体上设有第二缺口，接线端子正对第二缺口。

本发明的有益之处在于所提供的用于断路器的智能分合闸装置，结构紧凑、生产成本较低，且操作简单。

本发明的有益之处还在于所提供的用于断路器的智能分合闸装置，还解决了普通断路器在不做更换的情况下，使其具备智能断路器的自动分合闸功能，且不额外占用宽度空间。

本发明的有益之处还在于所提供的用于断路器的智能分合闸装置，安装在断路器上的方式简单，适合绝大多数普通断路器，节省了大量人力物力的浪费。驱动电机的正反转以及传动齿轮、拨动件的合理设计可以实现对断路器的手动分合闸以及自动分合闸，且不影响断路器跳闸功能。

附图说明

图1是本发明的一种用于断路器的智能分合闸装置的示意图；

图2是本发明的一种用于断路器的智能分合闸装置的内部示意图；

图3是本发明的一种用于断路器的智能分合闸装置的内部示意图；

图4是本发明的一种用于断路器的智能分合闸装置的传动齿轮的示意图；

用于断路器的智能分合闸装置100，壳体10，凹陷部11，引导凸条12，安装部13，第一缺口14，第二缺口15，拨动件20，本体21，拨杆22，啮合齿部23，第一拨动部24，第二拨动部25，磁铁26，引导槽27，传动齿轮30，第一部分31，第二部分32，驱动齿部321，凸起部322，避让部323，第三部分33，指针331，驱动组件40，驱动电机41，蜗杆齿轮42，涡轮齿轮43，驱动齿轮44，控制电路板50，拨动开关51，霍尔传感器52，接线端子53。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1-4所示为本申请的一种用于断路器的智能分合闸装置100，将其安装于现有的断路器(未示出)上。用于断路器的智能分合闸装置100通过智能控制的方式，与断路器的手柄配合，通过改变手柄的位置来切换断路器的状态，控制断路器分闸或合闸。

本申请的智能分合闸装置100主要包含：壳体10、拨动件20、传动齿轮30、驱动组件40和控制电路板50。其中，拨动件20滑动设置于壳体10内。拨动件20至少部分伸出壳体10外与断路器的手柄配合以切换断路器的状态。拨动件20至少另一部分伸出壳体10外供用户操作以拨动该拨动件20。传动齿轮30转动设置于壳体10内。在传动齿轮30转动的过程中，传动齿轮30与拨动件20配合以驱动拨动件20在第一位置和第二位置之间进行滑动。驱动组件40设置于壳体10内且连接至传动齿轮30以驱动传动齿轮30转动。控制电路板50设置于壳体10内且电连接至驱动组件40以控制驱动组件40驱动传动齿轮30。控制电路板50上设有与传动齿轮30配合以检测传动齿轮30的位置的第一检测元件。

在本申请中，壳体10上设有凹陷部11，拨动件20的与断路器的手柄配合的部分从凹陷部11伸出，断路器的手柄伸入凹陷部11与拨动件20配合。通过凹陷部11，壳体10能够更好的与断路器进行配合，同时还能够减小对空间的占用。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，传动齿轮30包含同心叠加设置的第一部分31和第二部分32。

具体而言，第一部分31与驱动组件40配合。第一部分31为一个齿轮，通过周向的齿与驱动组件40配合。第二部分32包含沿第二部分32周向分布的驱动齿部321、凸起部322和避让部323。第二部分32通过驱动齿部321、凸起部322和避让部323与拨动件20的配合，来驱动拨动件20在第一位置和第二位置之间进行滑动。拨动件20在第一位置和第二位置之间进行滑动的过程中驱使断路器的手柄，从而切换断路器的状态。

作为一种优选的实施方式，传动齿轮30还包含与第一部分31和第二部分32同心叠加设置的第三部分33。

具体地，第三部分33的侧面设有指针331。第一检测元件为拨动开关51。在传动齿轮30转动的过程中指针331触发拨动开关51，从而改变拨动开关51的状态。由此，通过拨动开关51，能够检测到传动齿轮30的位置状态。进而，确定如何控制驱动组件40来驱动传动齿轮30。

在本申请中，控制电路板50覆盖拨动件20、传动齿轮30和驱动组件40。拨动开关51设置于控制电路板50的背离拨动件20的一侧。传动齿轮30的第三部分33穿过控制电路板50与拨动开关51配合。

作为一种优选的实施方式，拨动件20包含本体21、拨杆22、啮合齿部23、第一拨动部24和第二拨动部25。

其中，拨杆22和本体21与拨杆22垂直设置。啮合齿部23设于本体21的面向与传动齿轮30的一侧以与传动齿轮30的第二部分32的驱动齿部321啮合。拨杆22至少部分伸出壳体10外供用户操作以拨动拨动件20。第一拨动部24和第二拨动部25设于本体21的与啮合齿部23相对的另一侧以伸出壳体10外与断路器的手柄配合，断路器的手柄伸入到第一拨动部24和第二拨动部25之间。

作为一种优选的实施方式，控制电路板50上还设有用于检测拨动件20的位置的第二检测元件。具体而言，第二检测元件为霍尔传感器52。拨动件20上设有与霍尔传感器52配合的磁铁26。在拨动件20移动的过程中，霍尔传感器52能够检测到磁铁26，进而确定拨动件20的位置。

作为一种优选的实施方式，驱动组件40包含驱动电机41、蜗杆齿轮42、涡轮齿轮43和驱动齿轮44。

其中，驱动电机41电连接至控制电路板50。蜗杆齿轮42设置于驱动电机41的电机轴。涡轮齿轮43转动设置于壳体10内且与蜗杆齿轮42啮合。驱动齿轮44分别与涡轮齿轮43和传动齿轮30啮合以将驱动电机41的驱动力传递至传动齿轮30。

作为一种优选的实施方式，壳体10设有引导凸条12。拨动件20设有与引导凸条12配合的引导槽27。

具体地，引导凸条12的延伸方向平行与壳体10的纵向方向。驱动电机41的电机轴与引导凸条12之间的夹角的范围为大于等于30°且小于等于60°。可以理解的是，将驱动电机41设置成于壳体10的纵向方向相交，可以使得壳体10在横向和纵向上的尺寸均较小。进一步使得壳体10更加紧凑。

在本申请中，壳体10上设有用于将用于断路器的智能分合闸装置100置安装至断路器的安装部13。安装部13具体为安装螺钉，其设置在壳体10的凹陷部11上。

作为优选的实施方式，控制电路板50还设有接线端子53。壳体10上设有第一缺口14供拨杆22伸出。壳体10上设有第二缺口15，接线端子53正对第二缺口15。

优选的是，控制电路板50上还设有若干槽，驱动电机41、涡轮齿轮43和驱动齿轮44均通过这些槽从而穿过控制电路板50。这样设置的好处是可以减小壳体10的厚度，从而使得用于断路器的智能分合闸装置100在结构上更加紧凑。

以下具体描述本申请的用于断路器的智能分合闸装置100的分闸和合闸的原理。在控制合闸时，驱动电机41带动蜗杆齿轮42转动，经蜗杆齿轮42、驱动齿轮44带动传动齿轮30顺时针转动，传动齿轮30的第二部分32的驱动齿部321通过啮合齿部23带动拨动件20，拨动件20在引导凸条12和引导槽27的配合下，从第一位置做直线运动一直移动到第二位置。在此过程中，第一拨动部24对断路器的手柄持续施力直至断路器合闸结束。直至驱动齿部321与啮合齿部23分离，两者之间不再传递力。传动齿轮30继续转动直至指针331触碰到控制电路板50上的拨动开关51，驱动电机41停止转动。霍尔传感器52检测到磁铁26。拨动件20悬挂在断路器的手柄上，且拨杆22处于第二部分32的避让部323，断路器合闸完成。此时，断路器可以直接跳闸，拨动件20回到第一位置。也可以通过手动推动漏在壳体10外部的拨杆22，使断路器分闸。

在控制分闸时，传动齿轮30从合闸位置顺时针转动，第二部分32的凸起部322与拨杆22接触，迫使拨动件20往分闸位置移动。第二拨动部25拨动断路器的手柄，使得断路器分闸。拨动件20在引导凸条12和引导槽27的配合下，从第二位置做直线运动一直移动到第一位置。同时，控制电路板50上的霍尔传感器52检测到拨动件20上的磁铁26离开，驱动电机41开始驱动传动齿轮30逆时针转动，指针331触碰到拨动开关51，驱动电机41停止转动，断路器分闸完成。此时，断路器可以手动推动直拨杆22实现断路器合闸，也可以实现电子控制合闸。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，包含：

壳体；

拨动件，滑动设置于所述壳体内，所述拨动件至少部分伸出所述壳体外与断路器的手柄配合以切换断路器的状态，所述拨动件至少另一部分伸出所述壳体外供用户操作以拨动所述拨动件；

传动齿轮，转动设置于所述壳体内，在所述传动齿轮转动的过程中，所述传动齿轮与所述拨动件配合以驱动所述拨动件在第一位置和第二位置之间进行滑动；

驱动组件，设置于所述壳体内且连接至所述传动齿轮以驱动所述传动齿轮转动；

控制电路板，设置于所述壳体内且电连接至所述驱动组件以控制所述驱动组件驱动所述传动齿轮，所述控制电路板上设有与所述传动齿轮配合以检测所述传动齿轮的位置的第一检测元件。

2.根据权利要求1所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述传动齿轮包含同心叠加设置的第一部分和第二部分；

所述第一部分与所述驱动组件配合；

所述第二部分包含沿所述第二部分周向分布的驱动齿部、凸起部和避让部；

所述第二部分与所述拨动件配合以驱动所述拨动件在所述第一位置和所述第二位置之间进行滑动。

3.根据权利要求2所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述传动齿轮还包含与所述第一部分和所述第二部分同心叠加设置的第三部分；

所述第三部分的侧面设有指针；

所述第一检测元件为拨动开关；

在所述传动齿轮转动的过程中所述指针触发所述拨动开关。

4.根据权利要求3所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述控制电路板覆盖所述拨动件、所述传动齿轮和所述驱动组件；

所述拨动开关设置于所述控制电路板的背离所述拨动件的一侧；

所述传动齿轮的第三部分穿过所述控制电路板与所述拨动开关配合。

5.根据权利要求2所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述拨动件包含本体、拨杆、啮合齿部、第一拨动部和第二拨动部；

所述拨杆和所述本体与所述拨杆垂直设置；

所述啮合齿部设于所述本体的面向与所述传动齿轮的一侧以与所述传动齿轮的第二部分的驱动齿部啮合；

所述拨杆至少部分伸出所述壳体外供用户操作以拨动所述拨动件；

所述第一拨动部和所述第二拨动部设于所述本体的与所述啮合齿部相对的另一侧以伸出所述壳体外与断路器的手柄配合，断路器的手柄伸入到所述第一拨动部和所述第二拨动部之间。

6.根据权利要求1所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述控制电路板上还设有用于检测所述拨动件的位置的第二检测元件。

7.根据权利要求6所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述第二检测元件为霍尔传感器；

所述拨动件上设有与所述霍尔传感器配合的磁铁。

8.根据权利要求1所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述驱动组件包含驱动电机、蜗杆齿轮、涡轮齿轮和驱动齿轮；

所述驱动电机电连接至所述控制电路板；

所述蜗杆齿轮设置于所述驱动电机的电机轴；

所述涡轮齿轮转动设置于所述壳体内且与所述蜗杆齿轮啮合；

所述驱动齿轮分别与所述涡轮齿轮和所述传动齿轮啮合以将所述驱动电机的驱动力传递至所述传动齿轮。

9.根据权利要求8所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述壳体设有引导凸条；

所述拨动件设有与所述引导凸条配合的引导槽。

10.根据权利要求9所述的用于断路器的智能分合闸装置，其特征在于，

所述引导凸条的延伸方向平行与所述壳体的纵向方向；

所述驱动电机的电机轴与所述引导凸条之间的夹角的范围为大于等于30°且小于等于60°。

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