CN205230985U - 一种电能表外置断路器的电动操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能表外置断路器的电动操作机构，包括驱动电机、操作手柄、连接驱动电机和操作手柄的齿轮传动机构、与齿轮传动机构电连接的线路板、与齿轮传动机构连接的脱扣针，线路板与驱动电机电连接，齿轮传动机构包括与驱动电机上的输出齿轮啮合的主动齿轮，该主动齿轮上设有同轴设置的伞形齿轮和直齿齿轮，主动齿轮通过伞形齿轮与输出齿轮啮合，主动齿轮通过直齿齿轮啮合有平面从动轮，平面从动轮通过定位轴与操作手柄联动连接，所述平面从动轮和操作手柄之间还设有用于限制手柄单向操作的逆向锁定装置。本实用新型具有部件少、结构简单、配合紧凑、性能可靠的优点。

Description

一种电能表外置断路器的电动操作机构

技术领域

本实用新型涉及低压电器自动开关技术领域，尤其是一种电能表外置断路器的电动操作机构。

背景技术

随着断路器各项指标的不断提高，使得断路器的应用场合也越来越广。尤其是在低压供电领域，国家电网对断路器的能耗、可靠性、机械寿命以及抗干扰等性能方面有了更高的要求。为了满足断路器的更高性能的要求，国内许多厂家对断路器进行了改进。例如，公知申请号为201410837346.7的《一种用于微型断路器的电动操作机构》和申请号为201310220676.7的《一种断路器的电动操作机构》等展示的产品，通过采用电动操作机构实行自动合闸和自动分闸的功能。上述断路器虽有很多特点，但其操作机构仍然存在结构复杂，可靠性不足的缺陷。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单、性能可靠、抗干扰性能强的电能表外置断路器的电动操作机构，且该电动操作机构在处于分闸的情况下具有锁定手柄不能手动合闸的优点，避免小型断路器在欠费时被人为通过手动合闸。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电能表外置断路器的电动操作机构，包括驱动电机、操作手柄、连接驱动电机和操作手柄的齿轮传动机构、与齿轮传动机构电连接的线路板、与齿轮传动机构连接的脱扣针，线路板与驱动电机电连接，其特征在于：所述齿轮传动机构包括与驱动电机上的输出齿轮啮合的主动齿轮，该主动齿轮上设有同轴设置的伞形齿轮和直齿齿轮，主动齿轮通过伞形齿轮与输出齿轮啮合，主动齿轮通过直齿齿轮啮合有平面从动轮，平面从动轮通过定位轴与操作手柄联动连接，所述平面从动轮和操作手柄之间还设有用于限制手柄单向操作的逆向锁定装置。

上述结构中，齿轮传动结构中齿轮的行程与若干极小型断路器的操作手柄的合闸行程相等，驱动电机通过锥形齿轮与伞形齿轮啮合，同时直齿齿轮将动力传递到平面从动轮上，平面从动轮带动操作手柄动作，完成电动合闸功能。

作为本实用新型的进一步设置，所述逆向锁定装置包括带有连接轴的拨动轮，该拨动轮外周设有拨动块，所述平面从动轮朝向操作手柄的端面开设有可供拨动轮嵌设的齿轮安装槽，该齿轮安装槽内壁设有挡块，挡块位于拨动块后方位置，该挡块随着驱动电机正转可驱动拨动块带动操作手柄操作，挡块随着驱动电机反转与拨动块脱开配合关系。

上述结构中，挡块位于拨动块后方，此处的前方和后方是以平面从动轮随着电机正转而转动的方向为准，当电机正转，平面从动轮通过挡块推动拨动块带动操作手柄运动实现合闸操作；合闸动作完成后，由于主动齿轮上的导电弹片随着主动齿轮转动实现导电弹片与线路板接触或断开进而传递电信号至驱动电机，使得驱动电机开始反转，平面从动轮与拨动轮脱开配合关系，保持手柄位置，拨动轮退回原位以便断路器在短路或过载时自由跳闸。

作为本实用新型的进一步设置，所述拨动轮上设有对称设置的2个拨动块，齿轮安装槽内壁相应设有2个挡块，该挡块呈倒锥台形结构设置，拨动块外周面具有与齿轮安装槽内壁适配的凸弧边，所述挡块外边缘具有与拨动轮外周面适配的内凹弧边。

上述结构中，拨动轮通过2个拨动块与平面从动轮背面的齿轮安装槽内壁的2个挡块对应，形成稳定的配合关系。

作为本实用新型的进一步设置，所述拨动轮上的连接轴开设有限位轴孔，平面从动轮上设有与限位轴孔形状一致且同轴等径的轴孔，所述定位轴轴穿过平面从动轮、连接轴后与操作手柄形成周向定位配合。

上述结构中，平面从动轮、拨动轮与操作手柄之间通过定位轴连接形成联动配合关系，驱动电机将动力通过平面从动齿轮和拨动轮传递到操作手柄，从而实现电动合闸功能。

作为本实用新型的进一步设置，所述拨动轮上连接轴的限位轴孔以及平面从动轮上的轴孔均呈三角形结构设置，所述定位轴为与限位轴孔以及平面从动轮上的轴孔形状一致的三角轴结构。

上述结构中，钢质三角轴与若干极小型断路器的操作手柄以及与拨动轮连接轴、平面从动齿轮中心三角轴孔贯穿联动配合实现电动合闸、跳闸功能。

作为本实用新型的进一步设置，所述主动齿轮朝向脱扣针的一端设有拨动凸台，该拨动凸台通过铰接于断路器壳体上的脱扣杠杆与脱扣针连接，脱扣杠杆的连接端与拨动凸台对应，脱扣杠杆的操作端与脱扣针对应，拨动凸台随着驱动电机反转驱动脱扣杠杆的操作端推动脱扣针上翘。

上述结构中，主动齿轮背面的拨动凸台优选的为偏心结构设置，即拨动凸台偏于主动齿轮中心设置，驱动电机反转，主动齿轮随着电机旋转到一定角度并通过拨动凸台推动脱扣杠杆的操作端上翘，从而触动小型断路器的脱扣针上移，使若干极断路器跳闸，因脱扣针不能回到原位而保持脱扣状态。需要断路器合闸时，驱动电机正转，如上述循环。

作为本实用新型的进一步设置，所述主动齿轮朝向脱扣针的一端设有围边，该围边环绕形成容腔，该容腔中嵌设有与线路板电连接的导电弹片，该导电弹片随着主动齿轮的转动与线路板间隙性滑移接触。

上述结构中，主动齿轮的旋转角度信号通过与其同步旋转的导电弹片传递到线路板，并由线路板输出信号至驱动电机，使得驱动电机发生正转或反转进而实现合闸、分闸或跳闸保持等功能。

作为本实用新型的进一步设置，所述导电弹片为中间凸起的弓形结构。

上述结构中，主动齿轮背面的围边内设置导电弹片与线路板贴面滑动接触，导电弹片呈弓形，其凸起部分对线路板保持弹性压力，导电弹片随着主动齿轮的旋转而发生同步旋转，并将主动齿轮的旋转位置信号传递给线路板，线路板输出电信号传递到驱动电机，从而驱动电机正、反转一定角度而实现断路器的合、分闸以及跳闸保持等功能。

采用上述方案，本实用新型通过齿轮传动组件将驱动电机动力传递到操作手柄实现电动合闸，齿轮传动组件通过拨动轮以及连接轴与操作手柄联动配合同时使得该操作手柄操作；而当用户欠费后电路板传递信号给电机转动，电机通过齿轮传动组件传动使得拨动凸台推动脱扣杠杆的操作端上翘，从而触动小型断路器的脱扣针上移，使若干极断路器跳闸，拨动凸台推动脱扣杠杆操作端停止在上翘脱扣状态，若用户人为手动合闸虽能动作手柄合闸但断路器触头依然保持断开状态，当用户交费后，线路板传递相反的信号给电机，使得电机通过齿轮传动带动手柄动作，才可以实现再次电动合闸；另外，齿轮齿轮传动组件通过安装于主动齿轮背面的导电弹片将齿轮传动组件的旋转位置传递到线路板，并由线路板输出信号到驱动电机，进而控制电机正转或反转；上述电动操作机构，部件少、结构简单、配合紧凑、性能可靠。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

附图1为本实用新型具体实施例结构分解图；

附图2为本实用新型具体实施例齿轮传动组件与操作手柄的连接结构爆炸图；

附图3为本实用新型具体实施例齿轮传动组件与操作手柄的连接结构剖视图；

附图4为本实用新型具体实施例齿轮传动组件与操作手柄的连接结构主视图；

附图5为本实用新型具体实施例齿轮传动组件、脱扣杠杆与脱扣针的初始状态结构示意图；

附图6为本实用新型具体实施例齿轮传动组件、脱扣杠杆与脱扣针的分闸状态结构示意图；

附图7为本实用新型具体实施例主动齿轮与拨动凸台以及导电弹片的安装结构示意图；

附图8为本实用新型具体实施例主动齿轮与拨动凸台、导电弹片和线路板的安装结构剖视图；

附图9为本实用新型具体实施例主动齿轮背面的结构示意图；

附图10为本实用新型具体实施例平面从动轮背面的结构示意图；

驱动电机1、输出齿轮11、齿轮传动机构2、主动齿轮21、伞形齿轮211、直齿齿轮212、拨动凸台213、围边214、平面从动轮22、齿轮安装槽221、挡块222、内凹弧边222a、轴孔223、定位轴3、线路板41、导电弹片42、拨动轮5、拨动块51、凸弧边511、连接轴52、限位轴孔521、脱扣杠杆6、连接端61、操作端62、脱扣针7、操作手柄8、壳体9。

具体实施方式

本实用新型的具体实施例如图1-10所示是电能表外置断路器，其包括壳体9和电动操作机构，电动操作机构包括驱动电机1、操作手柄8、连接驱动电机1和操作手柄8的齿轮传动机构2、与齿轮传动机构2电连接的线路板41、与齿轮传动机构2连接的脱扣针7，线路板41与驱动电机1电连接，齿轮传动机构2包括与驱动电机1上的输出齿轮11啮合的主动齿轮21，该主动齿轮21上设有同轴设置的伞形齿轮211和直齿齿轮212，主动齿轮21通过伞形齿轮211与输出齿轮11啮合，主动齿轮21通过直齿齿轮212啮合有平面从动轮22，平面从动轮22通过定位轴3与操作手柄8联动连接，平面从动轮22和操作手柄8之间还设有用于限制手柄单向操作的逆向锁定装置。上述齿轮传动结构中齿轮的行程与若干极小型断路器的操作手柄8的合闸行程相等，驱动电机1通过锥形齿轮11与伞形齿轮211啮合，同时直齿齿轮212将动力传递到平面从动轮22上，平面从动轮22带动操作手柄8动作，完成电动合闸功能。

上述逆向锁定装置包括带有连接轴52的拨动轮5，该拨动轮5外周设有拨动块51，平面从动轮22朝向操作手柄8的端面开设有可供拨动轮5嵌设的齿轮安装槽221，该齿轮安装槽221内壁设有挡块222，挡块222位于拨动块51后方位置，该挡块222随着驱动电机1正转可驱动拨动块51带动操作手柄8单向操作，挡块222随着驱动电机1反转与拨动块51脱开配合关系。上述挡块222位于拨动块51后方，此处的前方和后方是以平面从动轮22随着电机正转而转动的方向为准，当电机正转，平面从动轮22通过挡块222推动拨动块51带动操作手柄8运动实现合闸操作。合闸动作完成后，由于主动齿轮21上的导电弹片42随着主动齿轮21转动实现导电弹片42与线路板41接触或断开进而传递电信号至驱动电机1，使得驱动电机1开始反转，平面从动轮22与拨动轮5脱开配合关系，拨动轮5退回原位以便断路器在短路或过载时自由跳闸。

上述拨动轮5上设有对称设置的2个拨动块51，齿轮安装槽221内壁相应设有2个挡块222，该挡块222呈倒锥台形结构设置，拨动块51外周面具有与齿轮安装槽221内壁适配的凸弧边511，挡块222外边缘具有与拨动轮5外周面适配的内凹弧边222a。上述拨动轮5通过2个拨动块51与平面从动轮22背面的齿轮安装槽221内壁的2个挡块222对应，形成稳定的配合关系。

上述拨动轮5上的连接轴52开设有限位轴孔521，平面从动轮22上设有与限位轴孔521形状一致且同轴等径的轴孔223，定位轴3轴穿过平面从动轮22、连接轴52后与操作手柄8形成周向定位配合。上述平面从动轮22、拨动轮5与操作手柄8之间通过定位轴3连接形成联动配合关系，驱动电机1将动力通过平面从动齿轮和拨动轮5传递到操作手柄8，从而实现电动合闸功能。

上述拨动轮5上连接轴52的限位轴孔521以及平面从动轮22上的轴孔223均呈三角形结构设置，定位轴3为与限位轴孔521以及平面从动轮22上的轴孔223形状一致的三角轴3结构。上述钢质三角轴3与若干极小型断路器的操作手柄8以及与拨动轮5连接轴52、平面从动齿轮中心三角轴孔223贯穿联动配合实现电动合闸、跳闸功能。

上述主动齿轮21朝向脱扣针7的一端设有拨动凸台213，该拨动凸台213通过铰接于断路器壳体9上的脱扣杠杆6与脱扣针7连接，脱扣杠杆6的连接端61与拨动凸台213对应，脱扣杠杆6的操作端62与脱扣针7对应，拨动凸台213随着驱动电机1反转驱动脱扣杠杆6的操作端62推动脱扣针7上翘。上述主动齿轮21背面的拨动凸台213优选的为偏心结构设置，即拨动凸台213偏于主动齿轮21中心设置，驱动电机1反转，主动齿轮21随着电机旋转到一定角度并通过拨动凸台213推动脱扣杠杆6的操作端62上翘，从而触动小型断路器的脱扣针7上移，使若干极断路器跳闸，因脱扣针7不能回到原位而保持脱扣状态。需要断路器合闸时，驱动电机1正转，如上述循环。

上述主动齿轮21朝向脱扣针7的一端设有围边214，该围边214环绕形成容腔，该容腔中嵌设有与线路板41电连接的导电弹片42，该导电弹片42随着主动齿轮21的转动与线路板41间隙性滑移接触。上述主动齿轮21的旋转角度信号通过与其同步旋转的导电弹片42传递到线路板41，并由线路板41输出信号至驱动电机1，使得驱动电机1发生正转或反转进而实现合闸、分闸或跳闸保持等功能。

上述导电弹片42为中间凸起的弓形结构。上述主动齿轮21背面的围边214内设置导电弹片42与线路板41贴面滑动接触，导电弹片42呈弓形，其凸起部分对线路板41保持弹性压力，导电弹片42随着主动齿轮21的旋转而发生同步旋转，并将主动齿轮21的旋转位置信号传递给线路板41，线路板41输出电信号传递到驱动电机1，从而驱动电机1正、反转一定角度而实现断路器的合、分闸以及跳闸保持等功能。

本实用新型通过齿轮传动组件将驱动电机1动力传递到操作手柄8实现电动合闸，齿轮传动组件通过拨动轮5以及连接轴52与操作手柄8联动配合；其次，齿轮传动组件通过主动齿轮21背面的拨动凸台213与脱扣杠杆6配合驱动脱扣针7上翘实现分闸功能，另外，齿轮齿轮传动组件通过安装于主动齿轮21背面的导电弹片42将齿轮传动组件的旋转位置传递到线路板41，并由线路板41输出信号到驱动电机1，进而控制电机正转或反转；上述电动操作机构，部件少、结构简单、配合紧凑、性能可靠。本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本实用新型的，或者凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电能表外置断路器的电动操作机构，包括驱动电机、操作手柄、连接驱动电机和操作手柄的齿轮传动机构、与齿轮传动机构电连接的线路板、与齿轮传动机构连接的脱扣针，线路板与驱动电机电连接，其特征在于：所述齿轮传动机构包括与驱动电机上的输出齿轮啮合的主动齿轮，该主动齿轮上设有同轴设置的伞形齿轮和直齿齿轮，主动齿轮通过伞形齿轮与输出齿轮啮合，主动齿轮通过直齿齿轮啮合有平面从动轮，平面从动轮通过定位轴与操作手柄联动连接，所述平面从动轮和操作手柄之间还设有用于限制手柄单向操作的逆向锁定装置。

2.根据权利要求1所述的电能表外置断路器的电动操作机构，其特征在于：所述逆向锁定装置包括带有连接轴的拨动轮，该拨动轮外周设有拨动块，所述平面从动轮朝向操作手柄的端面开设有可供拨动轮嵌设的齿轮安装槽，该齿轮安装槽内壁设有挡块，挡块位于拨动块后方位置，该挡块随着驱动电机正转可驱动拨动块带动操作手柄操作，挡块随着驱动电机反转与拨动块脱开配合关系。

3.根据权利要求2所述的电能表外置断路器的电动操作机构，其特征在于：所述拨动轮上设有对称设置的2个拨动块，齿轮安装槽内壁相应设有2个挡块，该挡块呈倒锥台形结构设置，拨动块外周面具有与齿轮安装槽内壁适配的凸弧边，所述挡块外边缘具有与拨动轮外周面适配的内凹弧边。

4.根据权利要求2所述的电能表外置断路器的电动操作机构，其特征在于：所述拨动轮上的连接轴开设有限位轴孔，平面从动轮上设有与限位轴孔形状一致且同轴等径的轴孔，所述定位轴轴穿过平面从动轮、连接轴后与操作手柄形成周向定位配合。

5.根据权利要求4所述的电能表外置断路器的电动操作结构，其特征在于：所述拨动轮上连接轴的限位轴孔以及平面从动轮上的轴孔均呈三角形结构设置，所述定位轴为与限位轴孔以及平面从动轮上的轴孔形状一致的三角轴结构。

6.根据权利要求1所述的电能表外置断路器的电动操作机构，其特征在于：所述主动齿轮朝向脱扣针的一端设有拨动凸台，该拨动凸台通过铰接于断路器壳体上的脱扣杠杆与脱扣针连接，脱扣杠杆的连接端与拨动凸台对应，脱扣杠杆的操作端与脱扣针对应，拨动凸台随着驱动电机反转驱动脱扣杠杆的操作端推动脱扣针上翘。

7.根据权利要求1所述的电能表外置断路器的电动操作机构，其特征在于：所述主动齿轮朝向脱扣针的一端设有围边，该围边环绕形成容腔，该容腔中嵌设有与线路板电连接的导电弹片，该导电弹片随着主动齿轮的转动与线路板间隙性滑移接触。

8.根据权利要求7所述的电能表外置断路器的电动操作机构，其特征在于：所述导电弹片为中间凸起的弓形结构。