CN201655573U - 涡簧式操作装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涡簧式操作装置，包括安装架、驱动轴、输出轴、驱动板、涡簧、涡簧支架、输出板、两个挚子、弹性件、和四个滚轮；安装架包括前板、后板以及连接件；驱动板在随着驱动轴的转动过程中，一个挚子抵在一个相应的滚轮上、并使输出板停转，进而使得驱动板直接带动涡簧的外固定端转动或者通过带动涡簧支架转动进而带动涡簧的内固定端转动以实现储能；驱动板继续转动时，驱动板拨动该挚子使其不再抵住该滚轮，涡簧释放储存的能量并回复原位，涡簧在回复原位的过程中带动输出板及输出轴转动。本实用新型的优点是结构较为简化、零部件较少、可靠性和稳定性较好。

Description

涡簧式操作装置

技术领域

本实用新型属于高压电器结构设计技术领域，具体涉及一种用于操作机构中的涡簧式操作装置。

背景技术

传统的负荷开关其弹簧操动装置一般均采用螺旋拉伸弹簧或压缩弹簧。但是，采用螺旋弹簧作为储能装置不可避免地存在如下缺陷：第一，体积过大。第二，难以做到双向储能，因此也就难以用一根弹簧完成分、合闸功能。第三，结构复杂，零部件数量过多，机构可靠性差。

专利文件CN2423648Y公开了一种平面涡卷弹簧储能及释放机构，其整个装臂由三个弯板构成的一室和二室组成，一室内有四个滚子，二室内有平面涡卷弹簧、驱动板和挡板，弹簧的内端固定在挡板上，驱动块居于一室和二室中间位置，两个保持挚子安装在驱动块上。该专利文献在说明书及附图中详细描述了挚子与滚轮之间的阻挡及释放的各种位置关系。其缺点是：第一没有充分公开驱动板、挡板和涡卷弹簧之间的结构、形状及其位置关系；第二从其附图可以看出的所述驱动板及挡板的形状来说，其结构较为复杂，仍存在有待改进之处。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构较为简化、零部件较少、可靠性和稳定性较好的涡簧式操作装置。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种涡簧式操作装置，包括安装架、驱动轴和输出轴；所述安装架包括前板、后板以及用于固定连接所述前板和后板的连接件；其结构特点在于：还包括固定设置在驱动轴上的驱动板、设有内固定端和外固定端的涡簧、转动设置在驱动轴上的涡簧支架、固定设置在输出轴上的输出板、两个设置在输出板后侧端上的挚子、用于为所述两个挚子提供复位弹力的弹性件、和四个设置在后板前侧端且用于制动所述挚子及输出板的滚轮。

上述方案中，所述驱动板在随着驱动轴的转动过程中，一个挚子抵在一个相应的滚轮上、也即被该滚轮所制动，并使所述输出板停转，进而使得所述驱动板直接带动所述涡簧的外固定端转动以实现储能、或者通过带动涡簧支架转动进而带动所述涡簧的内固定端转动以实现储能；所述驱动板继续转动时，所述驱动板拨动该挚子使其不再抵住该滚轮，涡簧释放储存的能量，涡簧在释能的过程中带动输出板及输出轴转动。

上述方案中，所述涡簧支架包括板状本体，所述本体上设有挡板、轴孔和固定板；所述挡板设置在本体的顶端，所述轴孔设置在本体的中部，所述固定板是固定设置在本体中部且向后凸出的凸板。

上述方案中，所述涡簧的内固定端固定在所述涡簧支架上，所述涡簧的外固定端是浮动端；所述涡簧的外固定端是设置在涡簧顶部的U形勾板。

上述方案中，所述驱动板包括板状本体，所述本体上设有轴孔、第一拨板和第二拨板；所述轴孔设置在本体中部；所述第一拨板是固定设置在本体顶端且向前凸出的凸板；所述第二拨板是固定设置在本体下部且向后凸出的凸板。

上述方案中，所述输出板包括板状本体，所述本体上设有输出轴孔、挡板、两个用于安装所述挚子的安装孔和两个用于限位所述挚子转动角度的限位孔；所述输出轴孔设置在所述本体中部，所述挡板是固定设置在本体顶端且向前凸出的凸板。

上述方案中，所述涡簧支架的固定板上设置有至少一个用于定位涡簧内固定端的定位槽，所述涡簧的内固定端设置在所述定位槽中。

上述方案中，所述输出板上的限位孔是弧形孔。

上述方案中，所述两个挚子对称设置在所述输出轴孔的两侧，所述各挚子的前侧端设有两个向前凸出的圆柱，上面的一个圆柱作为限位柱设置在输出板上相应的一个限位孔中，下面的一个圆柱作为安装柱设置在输出板的一个安装孔中。

上述方案中，所述弹性件是一个撑簧或扭簧，所述弹性件的两端形成V字形，所述弹性件的两端分别抵在两个挚子的限位柱上。

上述方案中，所述涡簧支架的固定板排成圆形，所述固定板上设置有三个用于定位涡簧内固定端的定位槽；所述各挚子的顶端端面是弧线状的曲面，所述各挚子在随着输出板的转动过程中可抵在滚轮上。

上述方案中，所述限位孔设置在安装孔的正上方；所述弧形孔所处圆弧线的圆心是所述安装孔的圆心。

上述方案中，所述驱动板在转动过程中，其第二拨板拨动抵在滚轮上的挚子使其克服弹性件的复位作用向着接近另一挚子的方向转动一定角度，从而使该挚子不再抵在该滚轮上。

上述方案中，所述驱动板的第一拨板和所述输出板的挡板位于所述涡簧外固定端的U形勾板所围成的缺口中，且所述输出板的挡板位于所述驱动板的第一拨板的上方；所述涡簧支架的挡板位于所述输出板的挡板的一侧，且与所述U形勾板分居在所述输出板挡板的两侧。

上述方案中，所述涡簧支架的挡板可被所述驱动板的第一拨板和所述输出板的挡板带动。

上述方案中，所述涡簧支架的挡板抵在所述第一拨板和所述输出板挡板上。

上述方案中，所述输出轴的前端套设在所述驱动轴的后端上；沿着从前到后的方向，所述前板、涡簧支架、涡簧、驱动板、输出板和后板依次设置，所述挚子和所述滚轮设置在输出板和后板之间。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型中，包括固定设置在驱动轴上的驱动板、设有内固定端和外固定端的涡簧、套设在所述驱动轴上且可绕驱动轴转动的涡簧支架、固定设置在输出轴上的输出板、两个设置在输出板后侧端且用于限位所述输出板的挚子、用于为所述两个挚子提供复位弹力的弹性件、和四个设置在后板前侧端且用于限位所述挚子的滚轮；所述驱动板在随着驱动轴的转动过程中，所述挚子抵在一个相应的滚轮上，使得所述驱动板直接带动所述涡簧的外固定端转动或者通过带动涡簧支架转动进而带动所述涡簧的内固定端转动以实现储能；所述驱动板继续转动时，所述驱动板拨动该挚子使其不再抵住该滚轮，涡簧释放储存的能量并回复原位，进而带动输出板及输出轴转动。这种结构与传统的弹簧储能式操作机构相比，结构较为简化、零部件较少、可靠性和稳定性较好。

附图说明

图1为本实用新型的一种立体结构示意图；

图2为图1所示涡簧式操作装置的一种爆炸图；

图3为图1所示涡簧式操作装置从另一角度观察时的一种爆炸图；

图4为图1所示涡簧式操作装置中涡簧支架的一种立体结构示意图；

图5为图1所示涡簧式操作装置中输出板的一种正视图；

图6为图1所示涡簧式操作装置在移除前板后的一种立体结构示意图；

图7为图1所示涡簧式操作装置在处于中间位的一种工作状态示意图；

图8为图7所示涡簧式操作装置紧缩储能的一种工作状态示意图；

图9为图7所示涡簧式操作装置在合闸操作后的一种工作状态示意图。

附图所示标记为：安装架1，前板11，后板12，连接件13，驱动轴2，输出轴3，驱动板4，板状本体41，轴孔42，第一拨板43，第二拨板44，涡簧5，内固定端51，外固定端52，缺口521，涡簧支架6，板状本体61，挡板62，轴孔63，固定板64，定位槽641，输出板7，板状本体71，输出轴孔72，挡板73，安装孔74，限位孔75，挚子8，限位柱81，安装柱82，左侧挚子83，右侧挚子84，弹性件9，滚轮10，第一滚轮101，第二滚轮102，第三滚轮103，第四滚轮104，轴承100。

具体实施方式

(实施例1

图1至图9显示了本实用新型的一种具体实施方式，其中图1为本实用新型的一种立体结构示意图；图2为图1所示涡簧式操作装置的一种爆炸图；图3为图1所示涡簧式操作装置从另一角度观察时的一种爆炸图；图4为图1所示涡簧式操作装置中涡簧支架的一种立体结构示意图；图5为图1所示涡簧式操作装置中输出板的一种正视图；图6为图1所示涡簧式操作装置在移除前板后的一种立体结构示意图；图7为图1所示涡簧式操作装置在处于中间位的一种工作状态示意图；图8为图7所示涡簧式操作装置紧缩储能的一种工作状态示意图；图9为图7所示涡簧式操作装置在合闸操作后的一种工作状态示意图。

本实施例是一种用于高压电器中的涡簧式操作装置，见图1至图3，包括安装架1、驱动轴2、输出轴3；固定设置在驱动轴2上的驱动板4、设有内固定端51和外固定端52的涡簧5、套设在所述驱动轴2上且可绕驱动轴2转动的涡簧支架6、固定设置在输出轴3上的输出板7、两个设置在输出板7后侧端且用于限位所述输出板7的挚子8、用于为所述两个挚子8提供复位弹力的弹性件9、和四个设置在后板12前侧端且用于制动所述挚子8及输出板7的滚轮10。

所述驱动板4在随着驱动轴2的转动过程中，一个挚子8抵在一个相应的滚轮10上、也即被该滚轮10所制动，并使所述输出板7停转，进而使得所述驱动板4直接带动所述涡簧5的外固定端52转动以实现储能、或者通过带动涡簧支架6转动进而带动所述涡簧5的内固定端51转动以实现储能；所述驱动板4继续转动时，所述驱动板4拨动该挚子8使其不再抵住该滚轮10，涡簧5释放储存的能量，涡簧5在释能的过程中带动输出板7及输出轴3转动。

见图2和图3，所述安装架1包括前板11、后板12以及用于固定连接所述前板11和后板12的连接件13；所述输出轴3的前端套设在所述驱动轴2的后端上；所述输出轴3的后端通过轴承100设置在后板12中心处，所述驱动轴的前端通过轴承100设置在前板11中心处。

见图4，所述涡簧支架6包括板状本体61，所述本体61上设有挡板62、轴孔63和固定板64；所述挡板62设置在本体61的顶端，所述轴孔63设置在本体61的中部，所述固定板64是固定设置在本体61中部且向后凸出的凸板。

所述涡簧支架6的固定板64上设置有三个用于定位涡簧5内固定端51的定位槽641，所述涡簧5的内固定端51设置在所述定位槽641中；所述涡簧支架6的固定板64排成圆形。排成圆形的目的是为了便于限位涡簧5的内圆，使得涡簧5在紧缩储能时不发生偏心移位现象。其中一个固定板64上设置有三个用于定位涡簧5内固定端51的定位槽641；所述涡簧的内固定端51插在其中的一个定位槽641中，设置三个的原因是：涡簧由于生产批次不同，自由状态下的弹性系数以及内外固定端的具体位置可能有所不同，安装时需要对其稍加调整。由于设有三个定位槽，所述涡簧的内固定端51可以插设在一个合适的定位槽中，以获得最佳的储能效果。

见图2和图3，所述涡簧5的内固定端51固定在所述涡簧支架6上，所述涡簧5的外固定端52是浮动端；所述涡簧5的外固定端52是设置在涡簧5顶部的U形勾板。

所述驱动板4包括板状本体41，所述本体41上设有轴孔42、第一拨板43和第二拨板44；所述轴孔42设置在本体41中部；所述第一拨板43是固定设置在本体41顶端且向前凸出的凸板；所述第二拨板44是固定设置在本体41下部且向后凸出的凸板。

见图5，所述输出板7包括板状本体71，所述本体71上设有输出轴孔72、挡板73、两个用于安装所述挚子8的安装孔74和两个用于限位所述挚子8转动角度的限位孔75；所述输出轴孔72设置在所述本体71中部，所述挡板73是固定设置在本体71顶端且向前凸出的凸板。所述输出板7上的限位孔75是弧形孔，设置在安装孔74的正上方，且所述弧形孔所处圆弧线的圆心是所述安装孔74的圆心。

所述驱动板4在转动过程中，其第二拨板拨动抵在滚轮10上的挚子8使其克服弹性件9的复位作用向着接近另一挚子8的方向转动一定角度，从而使该挚子8不再抵在该滚轮10上。

所述两个挚子8对称设置在所述输出轴孔72的两侧，所述各挚子8的前侧端设有两个向前凸出的圆柱，上面的一个圆柱作为限位柱81设置在输出板7的一个限位孔75中，下面的一个圆柱作为安装柱82设置在输出板7的一个安装孔74中；所述各挚子8的顶端端面是弧线状的曲面，所述各挚子8在随着输出板7的转动过程中可抵在滚轮10上；

所述弹性件9是一个撑簧或扭簧，本实施例选用撑簧，所述弹性件9的两端形成V字形，所述弹性件9的两端分别抵在两个挚子8的限位柱81上。

见图6所示，所述驱动板4的第一拨板43和所述输出板7的挡板73位于所述涡簧5外固定端52的U形勾板所围成的缺口521中，且所述输出板7的挡板73位于所述驱动板4的第一拨板43的上方；所述涡簧支架6的挡板62位于所述输出板7的挡板73的一侧，且与所述U形勾板分居在所述输出板7挡板73的两侧。所述涡簧支架的挡板62抵在所述第一拨板43和所述输出板7挡板上，从而使得所述涡簧支架6的挡板62可被所述驱动板4的第一拨板43和所述输出板7的挡板带动。

本实施例中，所述各滚轮10采用轴承制成。

本实施例中，沿着从前到后的方向，所述前板11、涡簧支架6、涡簧5、驱动板4、输出板7和后板12依次设置，所述挚子8和所述滚轮10设置在输出板7和后板12之间。

以下结合图7至图9描述一下本实施例的使用方式；

图7所示状态是输出轴3处于中间位状态；其结构如上所述。当驱动轴2(图7上被输出轴3遮挡住)沿着图示箭头方向转动时，驱动轴3带动驱动板4转动，所述驱动板4通过其第一拨板43(位于所述输出板的挡板73下方且被所述挡板73遮盖住)推动所述涡簧5的外固定端52沿着图7中箭头所示方向转动并紧缩从而开始储能，所述涡簧支架6此时虽然不被驱动板4直接带动，但是由于涡簧5由于紧缩，且由于涡簧5的内固定端51固定在涡簧支架6上，所述涡簧支架6也受到了涡簧5所提供的沿箭头所示方向转动的动力，使得所述涡簧支架6具有转动趋势并转动一个较小角度；涡簧支架6的挡板62抵在输出板的挡板73上，从而使所述输出板73具有沿图7中箭头所示方向的转动趋势；

但是正如图7所示，所述输出板73上的左侧挚子83的顶端抵在第一滚轮101上，从而使得所述输出板73不能被涡簧支架的挡板62推动；此时所述左侧挚子83的限位柱83在弹性件9的张力作用下，位于相应一个限位孔75的左侧端；

此后，涡簧支架6、输出板7、左侧挚子83、右侧挚子84和输出轴3静止不动，所述驱动板4和涡簧5随驱动轴2的转动而转动，直至转动到图8所示状态。

见图8，驱动板4的第二拨板44刚刚开始抵在所述左侧挚子83上；此后驱动轴2继续转动，则将带动所述驱动板4及第二拨板44沿着箭头所示方向转动；所述第二拨板4将把所述左侧挚子83克服撑簧9的张力使得左侧挚子83的限位柱在输出板7的限位孔75中滑动，使得该限位柱抵在该限位孔的右侧端，从而拨动该左侧挚子83使其不再抵在第一滚轮101上；

此后，由于输出板7不再受到第一滚轮101的阻力，所述紧缩的涡簧5将急剧释放储存能量回复原位，也即所述涡簧5的内固定端51将带动涡簧支架的挡板62沿着箭头所示方向转动，由于所述涡簧支架6的挡板62抵在所述输出板7的挡板73上，从而带动输出板7沿箭头所示方向转动，由于此后左侧挚子83又被所述撑簧9撑开，所以在涡簧5的释能过程中，左侧挚子83的顶端又抵在第二滚轮102上，也即图9所示状态；由于输出板7固定在所述输出轴3上，从而最终带动所述输出轴3转动一定角度，也即驱动轴2带动输出轴3实现一次合闸操作。

如果要实现分闸操作，则需在图9所示状态下，沿着图9中箭头所示方向转动驱动轴2，驱动轴2带动所述驱动板4及其第一拨板43转动，由于所述驱动板的第一拨板43可抵在所述涡簧支架6的挡板62上，从而带动涡簧支架6沿着图9中箭头所示方向转动，涡簧支架6则带动涡簧5的内固定端51转动，从而使得涡簧5紧缩并储能。

此时由于右侧挚子84的顶端抵在第四滚轮104上，所以在第四滚轮104的阻力作用下，左侧挚子83、右侧挚子84、驱动板7及输出轴3均静止不动。

当驱动板4转动一定角度后，其第二拨板44抵在所述右侧挚子84上后；随着驱动轴2的继续转动，第二拨板44将克服撑簧9的张力将右侧挚子84向着接近左侧挚子83的方向拨动一定角度，从而使得所述第四滚轮104不能再抵住右侧挚子84，涡簧5从而得以释放储存能量，也即涡簧5的外固定端52将带动驱动板的挡板73并进而带动驱动轴3转动一定角度，最终达到图7所示状态，也即驱动轴2带动输出轴3实现分闸操作。

本实施例的结构与传统的弹簧储能式操作机构相比，结构较为简化、零部件较少、可靠性和稳定性较好。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种涡簧式操作装置，包括安装架(1)、驱动轴(2)和输出轴(3)；所述安装架(1)包括前板(11)、后板(12)以及用于固定连接所述前板(11)和后板(12)的连接件(13)；

其特征在于：还包括固定设置在驱动轴(2)上的驱动板(4)、设有内固定端(51)和外固定端(52)的涡簧(5)、转动设置在驱动轴(2)上的涡簧支架(6)、固定设置在输出轴(3)上的输出板(7)、两个设置在输出板(7)后侧端上的挚子(8)、用于为所述两个挚子(8)提供复位弹力的弹性件(9)、和四个设置在后板(12)前侧端且用于制动所述挚子(8)及输出板(7)的滚轮(10)。

2.根据权利要求1所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述驱动板(4)在随着驱动轴(2)的转动过程中，一个挚子(8)抵在一个相应的滚轮(10)上、也即被该滚轮(10)所制动，并使所述输出板(7)停转，进而使得所述驱动板(4)直接带动所述涡簧(5)的外固定端(52)转动以实现储能、或者通过带动涡簧支架(6)转动进而带动所述涡簧(5)的内固定端(51)转动以实现储能；所述驱动板(4)继续转动时，所述驱动板(4)拨动该挚子(8)使其不再抵住该滚轮(10)，涡簧(5)释放储存的能量，涡簧(5)在释能的过程中带动输出板(7)及输出轴(3)转动。

3.根据权利要求2所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述涡簧支架(6)包括板状本体(61)，所述本体(61)上设有挡板(62)、轴孔(63)和固定板(64)；所述挡板(62)设置在本体(61)的顶端，所述轴孔(63)设置在本体(61)的中部，所述固定板(64)是固定设置在本体(61)中部且向后凸出的凸板；

所述涡簧(5)的内固定端(51)固定在所述涡簧支架(6)上，所述涡簧(5)的外固定端(52)是浮动端；所述涡簧(5)的外固定端(52)是设置在涡簧(5)顶部的U形勾板；

所述驱动板(4)包括板状本体(41)，所述本体(41)上设有轴孔(42)、第一拨板(43)和第二拨板(44)；所述轴孔(42)设置在本体(41)中部；所述第一拨板(43)是固定设置在本体(41)顶端且向前凸出的凸板；所述第二拨板(44)是固定设置在本体(41)下部且向后凸出的凸板；

所述输出板(7)包括板状本体(71)，所述本体(71)上设有输出轴孔(72)、挡板(73)、两个用于安装所述挚子(8)的安装孔(74)和两个用于限位所述挚子(8)转动角度的限位孔(75)；所述输出轴孔(72)设置在所述本体(71)中部，所述挡板(73)是固定设置在本体(71)顶端且向前凸出的凸板。

4.根据权利要求3所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述涡簧支架(6)的固定板(64)上设置有至少一个用于定位涡簧(5)内固定端(51)的定位槽(641)，所述涡簧(5)的内固定端(51)设置在所述定位槽(641)中；

所述输出板(7)上的限位孔(75)是弧形孔；

所述两个挚子(8)对称设置在所述输出轴孔(72)的两侧，所述各挚子(8)的前侧端设有两个向前凸出的圆柱，上面的一个圆柱作为限位柱(81)设置在输出板(7)上相应的一个限位孔(75)中，下面的一个圆柱作为安装柱(82)设置在输出板(7)的一个安装孔(74)中；

所述弹性件(9)是一个撑簧或扭簧，所述弹性件(9)的两端形成V字形，所述弹性件(9)的两端分别抵在两个挚子(8)的限位柱(81)上。

5.根据权利要求4所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述涡簧支架(6)的固定板(64)排成圆形，所述固定板(64)上设置有三个用于定位涡簧(5)内固定端(51)的定位槽(641)；所述各挚子(8)的顶端端面是弧线状的曲面，所述各挚子(8)在随着输出板(7)的转动过程中可抵在滚轮(10)上。

6.根据权利要求5所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述限位孔(75)设置在安装孔(74)的正上方；所述弧形孔所处圆弧线的圆心是所述安装孔(74)的圆心。

所述驱动板(4)在转动过程中，其第二拨板拨动抵在滚轮(10)上的挚子(8)使其克服弹性件(9)的复位作用向着接近另一挚子(8)的方向转动一定角度，从而使该挚子(8)不再抵在该滚轮(10)上。

7.根据权利要求6所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述驱动板(4)的第一拨板(43)和所述输出板(7)的挡板(73)位于所述涡簧(5)外固定端(52)的U形勾板所围成的缺口(521)中，且所述输出板(7)的挡板(73)位于所述驱动板(4)的第一拨板(43)的上方；所述涡簧支架(6)的挡板(62)位于所述输出板(7)的挡板(73)的一侧，且与所述U形勾板分居在所述输出板(7)挡板(73)的两侧。

8.根据权利要求7所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述涡簧支架(6)的挡板(62)可被所述驱动板(4)的第一拨板(43)和所述输出板(7)的挡板带动。

9.根据权利要求8所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述涡簧支架的挡板(62)抵在所述第一拨板(43)和所述输出板(7)挡板上。

10.根据权利要求7所述的涡簧式操作装置，其特征在于：所述输出轴(3)的前端套设在所述驱动轴(2)的后端上；沿着从前到后的方向，所述前板(11)、涡簧支架(6)、涡簧(5)、驱动板(4)、输出板(7)和后板(12)依次设置，所述挚子(8)和所述滚轮(10)设置在输出板(7)和后板(12)之间。

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