CN114709116A - 一种棘轮凸轮电表合闸机构及电表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棘轮凸轮电表合闸机构，包括棘凸轮、转动盘、棘爪、弹簧、电机、滚子以及与开关连接的滑块，所述棘凸轮包括具有棘齿孔的内齿棘轮和自内齿棘轮向外径向延伸的弧形凸起，所述转动盘装配于棘齿孔内，所述棘爪通过弹簧弹性组配于转动盘的外周上并与内齿棘轮啮合，所述电机与转动盘连接并驱动转动盘带动棘凸轮转动，所述滚子与弧形凸起抵接，所述滑块与滚子连接，所述棘凸轮在电机的驱动下转动并带动滑块移动以实现开关合闸。本发明的有益效果：实现短时间顶死需要跳闸的开关，避免烧坏电器；保证了电机不会被电弧击坏；同时具备自动合闸和手动合闸的功能，避免合闸电弧击坏电机、电路板等电子元器件，安全性更高。

Description

一种棘轮凸轮电表合闸机构及电表

【技术领域】

本发明涉及开关技术领域，尤其涉及一种棘轮凸轮电表合闸机构及电表。

【背景技术】

目前，市面上的电气开关多种多样，大致可分为以下三类：1、接通和分断电路的电器，如接触器、刀开关、负荷开关、隔离开关、断路器等；2、用于控制电路的电器，如起动器、变阻器、控制继电器等；3、用于切换电路的电器，如转换开关、倒顺开关、主令电器等。但是，这种开关在合闸过程中遇见短路需要跳闸时，无法在短时间内快速完成跳闸；另外，也容易因为合闸时产生的电弧击坏电路板等电子元器件。

因此，亟需一种可以快速完成跳闸，且可避免电弧击坏电子元器件的开关。

【发明内容】

本发明公开了一种棘轮凸轮电表合闸机构，其可以有效解决背景技术中涉及的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种棘轮凸轮电表合闸机构，包括棘凸轮、转动盘、棘爪、弹簧、电机、滚子以及与开关连接的滑块，所述棘凸轮包括具有棘齿孔的内齿棘轮和自所述内齿棘轮向外径向延伸的弧形凸起，所述转动盘装配于所述棘齿孔内，所述棘爪通过所述弹簧弹性组配于所述转动盘的外周上并与所述内齿棘轮啮合，所述电机与所述转动盘连接并驱动所述转动盘带动所述棘凸轮转动，所述滚子与所述弧形凸起抵接，所述滑块与所述滚子连接，所述棘凸轮在所述电机的驱动下转动并带动所述滑块移动以实现开关合闸；

所述内齿棘轮包括设置于所述棘齿孔内的一圈棘齿，所述棘齿包括与所述棘爪抵接配合的棘爪配合面和自所述棘爪配合面倾斜延伸的楔形面，当开关跳闸时，跳闸所产生的跳闸力迫使所述楔形面压缩所述棘爪使得所述棘爪与所述棘爪配合面脱离，此时棘凸轮不受电机转速的限制并快速旋转使得滑块带动开关完成跳闸。

作为本发明的一种优选改进，还包括滚动轴承，所述棘凸轮通过所述滚动轴承与其它机构转动连接。

作为本发明的一种优选改进，所述棘凸轮包括自其侧表面延伸并与所述滚动轴承配合连接的短轴，所述短轴的端头设有内六角孔或者外六角孔。

作为本发明的一种优选改进，所述转动盘包括自其侧面凹陷形成的装配凹槽，所述装配凹槽贯穿所述转动盘的外圆周面，所述棘爪通过所述弹簧装配于所述装配凹槽内。

作为本发明的一种优选改进，沿所述转动盘的圆周方向间隔设有两个所述装配凹槽，每个所述装配凹槽内均通过所述弹簧装配有所述棘爪。

作为本发明的一种优选改进，还包括盖片，所述盖片的中央处贯穿设有用于电机的输出轴通过的通孔，所述盖片盖接于所述转动盘设有所述装配凹槽的侧面。

作为本发明的一种优选改进，所述盖片通过螺钉固定于所述转动盘。

作为本发明的一种优选改进，所述转动盘包括与所述电机的输出轴配合的D形孔。

作为本发明的一种优选改进，所述滑块、滚子和转动盘均由电绝缘材料制成。

本发明还提供了一种电表，包括任意一项所述的棘轮凸轮电表合闸机构。

本发明的有益效果如下：

1)通过在棘齿上设置楔形面，实现在开关跳闸时压缩棘爪使得棘爪与棘爪配合面脱离，使得棘凸轮的旋转不受电机转速的限制，棘凸轮在跳闸力的作用下快速旋转，给滑块向下移动腾出了较大空间，使得滑块在跳闸力的作用下能快速跳闸，不受电机转速慢的影响，短时间顶死需要跳闸的开关，避免烧坏电器；

2)滑块、滚子和转动盘均由电绝缘材料制成，合闸时开关弹出的电弧不会传至电机，保证了电机不会被电弧击坏；

3)通过在短轴的端头设置内六角孔或者外六角孔，可以与六角扳手配合实现手动合闸，避免了电机或电池异常时导致无法合闸的情况，同时具备自动合闸和手动合闸的功能，避免合闸电弧击坏电机、电路板等电子元器件，安全性更高。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明棘轮凸轮电表合闸机构的第一视角立体结构图；

图2为本发明棘轮凸轮电表合闸机构的第二视角立体结构图；

图3为本发明棘轮凸轮电表合闸机构的爆炸结构图；

图4为本发明棘轮凸轮电表合闸机构的棘爪与棘爪配合面抵接时的状态图；

图5为本发明棘轮凸轮电表合闸机构的棘爪与楔形面抵接时的状态图；

图6为本发明电表的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1-3所示，本发明提供一种棘轮凸轮电表合闸机构100，包括棘凸轮1、转动盘2、棘爪3、弹簧4、电机5、滚子6以及与开关连接的滑块7，所述棘凸轮1包括具有棘齿孔10的内齿棘轮11和自所述内齿棘轮11向外径向延伸的弧形凸起12。

所述转动盘2装配于所述棘齿孔10内。所述棘爪3通过所述弹簧4弹性组配于所述转动盘2的外周上并与所述内齿棘轮11啮合。

具体的，所述转动盘2包括自其侧面凹陷形成的装配凹槽21，所述装配凹槽21贯穿所述转动盘2的外圆周面，所述棘爪3通过所述弹簧4装配于所述装配凹槽21内。

进一步的，沿所述转动盘2的圆周方向间隔设有两个所述装配凹槽21，每个所述装配凹槽21内均通过所述弹簧4装配有所述棘爪3。

所述电机5与所述转动盘2连接并驱动所述转动盘2带动所述棘凸轮1转动。优选的，所述电机5为减速电机，所述电机5包括输出轴51，所述输出轴51的端头设有配合缺口511。

所述转动盘2包括与所述电机5的输出轴51配合的D形孔22，通过所述配合缺口511，可以让所述输出轴51卡设于所述D形孔22内。

该棘轮凸轮电表合闸机构100还包括盖片8，所述盖片8的中央处贯穿设有用于电机5的输出轴51通过的通孔81，所述盖片8盖接于所述转动盘2设有所述装配凹槽21的侧面。具体的，所述盖片8通过螺钉9固定于所述转动盘2，进一步的，所述螺钉9的数量为4颗。

通过设置所述盖片8，可以从所述转动盘3的侧面挡住所述棘爪3和所述弹簧4。另外，所述盖片8的所述通孔81的孔径要略大于所述输出轴51的外径，防止所述盖片8与所述输出轴51直接接触，这样，所述盖片8可以有金属或者塑料制成。

所述滚子6与所述弧形凸起12抵接，所述滑块7与所述滚子6通过销16铰接，所述棘凸轮1在所述电机5的驱动下转动并带动所述滑块7移动以实现开关合闸。

所述滑块7、滚子6和转动盘2均由电绝缘材料制成，这样，合闸时开关弹出的电弧不会传至电机5，保证了电机5不会被电弧击坏。

所述内齿棘轮11包括设置于所述棘齿孔10内的一圈棘齿13，所述棘齿13包括与所述棘爪3抵接配合的棘爪配合面131和自所述棘爪配合面131倾斜延伸的楔形面132，当开关跳闸时，跳闸所产生的跳闸力迫使所述楔形面132压缩所述棘爪3使得所述棘爪3与所述棘爪配合面131脱离，此时棘凸轮1不受电机5转速的限制并快速旋转使得滑块7带动开关完成跳闸。

该棘轮凸轮电表合闸机构100还包括滚动轴承14，所述棘凸轮1通过所述滚动轴承14与其它机构转动连接。

进一步的，所述棘凸轮1包括自其侧表面延伸并与所述滚动轴承14配合连接的短轴15，所述短轴15的端头设有内六角孔151或者外六角孔。通过在短轴15的端头设置内六角孔151或者外六角孔，可以与六角扳手配合实现手动合闸，避免了电机或电池异常时导致无法合闸的情况，同时具备自动合闸和手动合闸的功能，避免合闸电弧击坏电机、电路板等电子元器件，安全性更高。

本发明提供的棘轮凸轮电表合闸机构的工作原理如下：

电机5逆时针旋转，通过输出轴51带动转动盘2逆时针旋转，转动盘2外圆周上的棘爪3通过弹簧4弹性顶起并抵接于棘齿13的棘爪配合面131上，棘爪3给棘爪配合面131施加驱动力带动棘凸轮1逆时针旋转；滑块7与开关连接，具体的，滑块7扣在开关上，棘凸轮1的弧形凸起12推动滑块7向上移动，当滑块7到达最顶端时，开关刚好合闸，具体参见图4所示；电机5继续旋转，滑块7在重力作用下，向下移动，使得滚子6与棘凸轮1继续保持接触，具体参见图5所示。

如果开关合闸后因短路等原因导致开关跳闸时，将形成跳闸力F1，由于完成合闸到跳闸这段时间，棘凸轮1继续旋转了一个角度，此时滚子6与棘凸轮1的接触力将产生与垂向偏斜的接触力F2，如图4所示；在接触力F2的作用下，棘凸轮1将加速逆时针旋转，旋转速度大于转动盘2，棘凸轮1中棘齿13的楔形面132压缩棘爪3，并使棘爪3与棘爪配合面131脱离，如图5中圈内所示。这样棘凸轮1的旋转可以不受电机5转速的限制，棘凸轮1在跳闸力F1的作用下快速逆时针旋转，给滑块7向下移动腾出了较大空间，使得滑块7在跳闸力F1的作用下能快速跳闸，不至于受电机5转速慢的影响，短时间顶死需要跳闸的开关，避免烧坏电器。

再参见图6所示，本发明还提供了一种电表200，包括所述的棘轮凸轮电表合闸机构100，所述棘轮凸轮电表合闸机构100与所述电表200的开关201连接。

本发明的有益效果如下：

1)通过在棘齿上设置楔形面，实现在开关跳闸时压缩棘爪使得棘爪与棘爪配合面脱离，使得棘凸轮的旋转不受电机转速的限制，棘凸轮在跳闸力的作用下快速旋转，给滑块向下移动腾出了较大空间，使得滑块在跳闸力的作用下能快速跳闸，不受电机转速慢的影响，短时间顶死需要跳闸的开关，避免烧坏电器；

2)滑块、滚子和转动盘均由电绝缘材料制成，合闸时开关弹出的电弧不会传至电机，保证了电机不会被电弧击坏；

3)通过在短轴的端头设置内六角孔或者外六角孔，可以与六角扳手配合实现手动合闸，避免了电机或电池异常时导致无法合闸的情况，同时具备自动合闸和手动合闸的功能，避免合闸电弧击坏电机、电路板等电子元器件，安全性更高。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于，包括棘凸轮、转动盘、棘爪、弹簧、电机、滚子以及与开关连接的滑块，所述棘凸轮包括具有棘齿孔的内齿棘轮和自所述内齿棘轮向外径向延伸的弧形凸起，所述转动盘装配于所述棘齿孔内，所述棘爪通过所述弹簧弹性组配于所述转动盘的外周上并与所述内齿棘轮啮合，所述电机与所述转动盘连接并驱动所述转动盘带动所述棘凸轮转动，所述滚子与所述弧形凸起抵接，所述滑块与所述滚子连接，所述棘凸轮在所述电机的驱动下转动并带动所述滑块移动以实现开关合闸；

所述内齿棘轮包括设置于所述棘齿孔内的一圈棘齿，所述棘齿包括与所述棘爪抵接配合的棘爪配合面和自所述棘爪配合面倾斜延伸的楔形面，当开关跳闸时，跳闸所产生的跳闸力迫使所述楔形面压缩所述棘爪使得所述棘爪与所述棘爪配合面脱离，此时棘凸轮不受电机转速的限制并快速旋转使得滑块带动开关完成跳闸。

2.根据权利要求1所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：还包括滚动轴承，所述棘凸轮通过所述滚动轴承与其它机构转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：所述棘凸轮包括自其侧表面延伸并与所述滚动轴承配合连接的短轴，所述短轴的端头设有内六角孔或者外六角孔。

4.根据权利要求1所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：所述转动盘包括自其侧面凹陷形成的装配凹槽，所述装配凹槽贯穿所述转动盘的外圆周面，所述棘爪通过所述弹簧装配于所述装配凹槽内。

5.根据权利要求4所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：沿所述转动盘的圆周方向间隔设有两个所述装配凹槽，每个所述装配凹槽内均通过所述弹簧装配有所述棘爪。

6.根据权利要求4所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：还包括盖片，所述盖片的中央处贯穿设有用于电机的输出轴通过的通孔，所述盖片盖接于所述转动盘设有所述装配凹槽的侧面。

7.根据权利要求6所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：所述盖片通过螺钉固定于所述转动盘。

8.根据权利要求1所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：所述转动盘包括与所述电机的输出轴配合的D形孔。

9.根据权利要求1所述的一种棘轮凸轮电表合闸机构，其特征在于：所述滑块、滚子和转动盘均由电绝缘材料制成。

10.一种电表，其特征在于包括权利要求1-9任意一项所述的棘轮凸轮电表合闸机构。

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