CN207441606U - 一种断路器转轴角位移采集结构 - Google Patents

Abstract

一种断路器转轴角位移采集结构，断路器包括一壳体和主轴，主轴转动后带动断路器触头进行合分动作，其特征在于：断路器转轴角位移采集结构包括采集装置，所述的采集装置包括角位移传感器和连杆组件，所述的角位移传感器与壳体固定，所述的连杆组件连接主轴和角位移传感器，主轴通过连杆组件来带动角位移传感器转动。具有结构简单，连接可靠，成本低廉，有利于断路器的小型化的特点。

Description

一种断路器转轴角位移采集结构

技术领域

本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种断路器转轴角位移采集结构。

背景技术

随着断路器行业的不断发展,对断路器的智能化自诊断功能提出了更高的要求。为了监测断路器的健康状况,使用传感器来采集机构主轴旋转角度数据,从而计算动静触头磨损情况已经逐步得到业界的普遍认可与采纳。但现有技术中，角位移传感器只有安装在断路器主轴的端部，才能跟随主轴同步转动，并采集主轴的转动数据，这会大大加大断路器的宽度，不利于断路器小型化的发展趋势。

另外，还有一种是采用非接触式的测量方式，在机构主轴上设置有刻度，传感器采用非接触的方式检测刻度的变化来得到机构主轴的转动数据，但此种测量方式成本较高。

为此，如何在小成本的前提下增加采集断路器主轴的角位移采集功能成为困扰业内的重大技术难题。

发明内容

本实用新型的任务是要提供一种结构简单，连接可靠，成本低廉的断路器转轴角位移采集结构，其通过连杆组件来实现主轴与角位移传感器之间的传动连接，有利于断路器的小型化，成本低廉。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种断路器转轴角位移采集结构，断路器包括一壳体和主轴，主轴转动后带动断路器触头进行合分动作，断路器转轴角位移采集结构包括采集装置，所述的采集装置包括角位移传感器和连杆组件，所述的角位移传感器与壳体固定，所述的连杆组件连接主轴和角位移传感器，主轴通过连杆组件来带动角位移传感器转动。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的采集装置还包括安装支架，所述的角位移传感器安装在安装支架上，安装支架安装在壳体上。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的壳体上还安装有信号模块，所述的采集装置还包括导线，导线的一端连接角位移传感器、另一端连接信号模块，所述的信号模块为独立信号模块或控制器。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端与第二连杆的一端铰接，第一连杆的另一端与主轴外沿上的伸出部铰接，而第二连杆的另一端卡入到角位移传感器的轴心上。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的第一连杆和第二连杆均为金属杆，所述的伸出部为固定在主轴上的连杆配合板，其中第一连杆为长条形，其一端设有第一连杆转动孔、另一端铆接有突出的第一连杆转动轴，所述的第二连杆也为长条形，其一端设有第二连杆转动孔、另一端设有第二连杆卡接孔；第一连杆转动轴与第二连杆转动孔铰接，第一连杆转动孔与连杆配合板铰接，第二连杆卡接孔卡入到角位移传感器的轴心上。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的主轴包括安装槽和连杆配合板，所述的安装槽为在主轴的轴体上开设的相切平槽，连杆配合板安装在安装槽上，该连杆配合板包括配合板固定部和配合板牵引部，当连杆配合板安装完成后，安装槽底面与配合板固定部贴合。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的第一连杆为金属杆件，所述的伸出部为固定在主轴上的翅片，该第一连杆包括两对称的第一连杆片以及连接两第一连杆片的连接部，在每一第一连杆片长度方向的两端均设有一第一连杆片圆孔，且两第一连杆片的相对应的端部的第一连杆片圆孔的位置对应；所述的第二连杆也为长条形，其一端设有第二连杆转动孔、另一端设有第二连杆卡接孔；位于第一连杆片一端的一对第一连杆片圆孔与翅片铰接，而位于第一连杆片另一端的一对第一连杆片圆孔与第二连杆转动孔铰接，第二连杆的第二连杆卡接孔与角位移传感器的轴心卡入安装。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的第一连杆为塑料件，所述的伸出部为固定在主轴上的连杆配合板，该第一连杆在与第二连杆连接的一端上设有第一连杆旋转孔，同时还具有第一连杆开槽，该第一连杆的另一端为第一连杆安装端，在所述的第一连杆安装端上开设有第一连杆安装通孔；所述的第二连杆也为长条形，其一端设有第二连杆转动孔，另一端设有第二连杆卡接孔；第一连杆旋转孔与第二连杆转动孔铰接，第一连杆安装通孔与连杆配合板铰接，第二连杆卡接孔卡入到角位移传感器的轴心上。

在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述的翅片包括翅片固定孔和翅片配合孔，所述的翅片固定孔用于套在主轴的轴体上并焊接固定，而翅片配合孔用于与第一连杆转动设置。

在本实用新型的再进而一个具体的实施例中，所述的第一连杆在工作过程中始终与所述的角位移传感器的转动中心与主轴的转动中心的连线保持平行。

本实用新型由于采用上述结构后，其通过连杆组件来实现主轴与角位移传感器之间的传动连接，并由角位移传感器来采集断路器的主轴的转动角度，通过在断路器寿命周期内对该主轴进行检测，能获得断路器的主轴每次合分闸转过角度的数据，由于断路器主轴分别与动触头和操作机构直接相连，因此，能反应出触头和操作机构的健康状态，并向用户反馈。具有结构简单，连接可靠，成本低廉，有利于断路器的小型化的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示图。

图2为本实用新型实施例一的局部放大示图。

图3为本实用新型实施例一中所述主轴的结构示意图。

图4为本实用新型实施例一中所述连杆配合板的结构示意图。

图5为本实用新型实施例一中所述第一连杆的结构示意图。

图6为本实用新型实施例一中所述第二连杆的结构示意图。

图7为本实用新型实施例一中所述安装支架的结构示意图。

图8为本实用新型实施例一中所述角位移传感器的结构示意图。

图9为本实用新型实施例一中所述断路器转轴角位移采集结构的运动示图。

图10为本实用新型实施例二的结构示图。

图11为本实用新型实施例二中所述翅片的结构示意图。

图12为本实用新型实施例二中所述销轴的示意图。

图13为本实用新型实施例二中所述第一连杆的结构示意图。

图14为本实用新型实施例三的结构示图。

图15为本实用新型实施例三中所述角位移传感器的示意图。

图16为本实用新型实施例三中所述第一连杆的结构示意图。

图17为本实用新型实施例三中所述安装支架的结构示意图。

图18为本实用新型实施例三中所述连杆配合板的结构示意图。

图19为本实用新型实施例三中所述主轴的结构示意图。

图中：1.壳体；2.主轴、21.连杆配合板、211.配合板固定部、2111.配合板固定部通孔、212.配合板牵引部、2121.配合板枢置端、213.配合板贴合部、2131. 配合板贴合部通孔、214.配合板伸出部、2141.配合板伸出部转动孔、22.安装槽、221.安装槽螺纹孔、23.翅片、231. 翅片固定孔、232. 翅片配合孔；3.采集装置、31.安装架、311.固定部、3111.固定孔、312.伸出部、3121.角位移传感器安装孔、3122.安装孔缺口、32.角位移传感器、321.螺纹段、322.轴心、3221.配合平面、3222.卡簧安装槽、323.导线连接端、324.安装段、3241.安装突起、33.导线、34.连杆组件、341.第一连杆、3411.第一连杆转动孔、3412.第二连杆转动轴、3413.第一连杆片、34131.第一连杆片圆孔、3414.连接部、3415. 第一连杆开槽、3416.第一连杆旋转孔、3417.第一连杆安装端、34171.第一连杆安装通孔、342.第二连杆、3421.第二连杆转动孔、3422.第二连杆卡接孔、35.销轴；4.信号模块。

具体实施方式

申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

如图1，断路器通常包括一壳体1。所述的壳体1用于容纳断路器的触头系统、灭弧室等部件。在壳体1的外侧安装有操作机构，主轴2也转动设置在壳体1的外侧。主轴2转动后带动断路器触头进行合分动作。从而主轴2的转动情况能反映触头系统的磨损情况。

本实用新型涉及一种断路器转轴角位移采集结构，其包括采集装置3，该采集装置3采集到信号后传递至信号模块4。信号模块4为独立信号模块或控制器。其安装在壳体1的外侧。当为独立信号模块时，优选地位于主轴2的上方，信号模块4内部为线路板，外部由模块壳体包裹。当为控制器时，信号模块4即为控制器，信号模块4的功能集成到控制器里。

如图2、5、6、7、8，所述的采集装置3包括安装支架31、角位移传感器32、导线33和连杆组件34，所述的安装支架31安装在壳体1的外侧，其为钣金折弯件，安装支架31包括固定部311和伸出部312；固定部311用于与壳体1的外表面相固定，固定部311上设有固定孔3111，当螺钉穿过固定孔3111可将安装支架31固定到壳体1上。伸出部312垂直于固定部311。伸出部312用于安装角位移传感器32。所述的伸出部312上设有角位移传感器安装孔3121，所述的角位移传感器安装孔3121为螺纹孔，而角位移传感器32上设有螺纹段321，螺纹段321与角位移传感器安装孔3121螺纹配合。角位移传感器32可直接在市场上购买获得。角位移传感器32的一端为螺纹段321，螺纹段321的端部还伸出有轴心322，轴心322为圆轴，在轴心322上设有配合平面3221。而角位移传感器32的另一端为导线连接端323。导线连接端323与导线33一端相连接，导线33另一端连接信号模块4。导线33用于传递信号，导线33的选用不受任何限制，只要适合电器使用的导线均可以。当然不采用导线33，而采用无线通讯的方式，也在本技术方案的保护范围内。

所述的连杆组件34为最关键的部件，其结构简单，成本低廉。所述的连杆组件34用于将主轴2的转动传递至角位移传感器32。这样，角位移传感器32才能检测主轴2的转动情况。由于主轴2只发生小角度的往复转动，因此采用连杆组件34为合适的选择。所述的连杆组件34包括第一连杆341和第二连杆342，第一连杆341的一端与第二连杆342的一端铰接，第一连杆341的另一端与主轴2外沿上的伸出部铰接，而第二连杆342的另一端卡入到角位移传感器32的轴心322上。

需要指出的是：所述的安装支架31的作用是用于角位移传感器32的安装，若角位移传感器32直接安装在壳体1上时，则无需安装支架31。

如图1至图9为本实用新型的第一实施例，在该实施例中所述的伸出部为固定在主轴2上的连杆配合板21，所述的第一连杆341和第二连杆342均为金属杆。其中第一连杆341为长条形，其一端设有第一连杆转动孔3411、另一端铆接有突出的第一连杆转动轴3412。当然，第一连杆转动轴3412可以采用其他方式固定上去。同样的，所述的第二连杆342也为长条形，其一端设有第二连杆转动孔3421、另一端设有第二连杆卡接孔3422。为了配合所述的连杆组件34，在主轴2上设有安装槽22，所述的安装槽22为在圆柱形的主轴2上开设的相切平槽，所述的安装槽22用于连杆配合板21的安装，具体的，连杆配合板21包括配合板固定部211和配合板牵引部212，当连杆配合板21安装完成后，安装槽22底面与配合板固定部211贴合，并通过螺钉来固定，螺钉穿过配合板固定部211上的配合板固定部通孔2111并旋入安装槽22底面上的安装槽螺纹孔221中，从而完成连杆配合板21的固定安装。配合板牵引部212上固定有配合板枢置端2121。配合板枢置端2121与第一连杆341的第一连杆转动孔3411转动设置。具体为配合板枢置端2121穿过第一连杆转动孔3411并用卡簧卡住配合板枢置端2121，防止脱落。第一连杆转动轴3412与第二连杆342的第二连杆转动孔3421相对转动设置。第二连杆342的第二连杆卡接孔3422与角位移传感器32的轴心322卡入安装，由于第二连杆卡接孔3422为非圆整孔，而轴心322具有配合平面3221，两者形状相配套，因此，能实现轴心322与第二连杆342的同步转动。

具体见图9，为了使得主轴2与角位移传感器32发生同步同角度的转动，所述的连杆组件34应满足一定的要求，该要求为第一连杆341在工作过程中始终与所述的角位移传感器32的转动中心与主轴2的转动中心的连线保持平行。即主轴2、角位移传感器32、连杆组件34和壳体1之间形成一基于平行四边形的四连杆结构。此种设置，使得角位移传感器32与主轴2两者之间同步同角度转动，角位移传感器32能准确地反应主轴2的转动情况。

图10到图13为本实用新型的第二实施例，所述的断路器转轴角位移采集结构同样包括采集装置3。采集装置3采集信号后传递给信号模块4，信号模块4为独立信号模块或控制器。当信号模块4为独立模块时，信号模块4安装在壳体1的外侧，优选地位于主轴2的上方。

采集装置3包括安装支架31、角位移传感器32、导线33和连杆组件34。导线33为非必要件。所述的安装支架31在壳体1上一体制作而成，即将安装支架31直接埋到壳体1的内部，当壳体1成型后，两者即固定为一体。角位移传感器32安装到安装支架31上，角位移传感器32及其安装方式同实施例一，不再详细叙述。导线33同样与实施例一相同，即导线33的一端连接角位移传感器32的导线连接端323连接、另一端连接信号模块4。

实施例二中所述的伸出部为固定在主轴2上的翅片23，，第一连杆341为金属杆件，在本实施例中的形状与第一实施例中的不同，第一连杆341包括两对称的第一连杆片3413以及连接两第一连杆片3413的连接部3414。在每一第一连杆片3413长度方向的两端均设有一第一连杆片圆孔34131，且两第一连杆片3413的相对应的端部的第一连杆片圆孔34131的位置对应，即能满足一销轴35同时穿过两第一连杆片3413的同端的两第一连杆片圆孔34131。第二连杆342的形状结构与第一实施例相同，不再详细叙述。

主轴2上采用焊接等工艺直接固定有翅片23。所述的翅片23包括翅片固定孔231和翅片配合孔232，所述的翅片固定孔231用于套在主轴2的轴体上，并焊接固定，而翅片配合孔232用于与第一连杆341转动设置。具体的，通过销轴35穿过所述的第一连杆341一端的两第一连杆片圆孔34131和翅片配合孔232，销轴35穿过上述部件后通过卡簧限定。而第一连杆341的另一端同样通过销轴35与第二连杆342的一端转动设置，具体的，销轴35穿过另一端的两第一连杆片圆孔34131和第二连杆342的第二连杆转动孔3421同样通过卡簧限定。第二连杆342的第二连杆卡接孔3422与角位移传感器32的轴心322卡入安装。

图14到图19为本实用新型的第三种实施例。所述的断路器转轴角位移采集结构同样包括采集装置3。信号模块4为独立信号模块或控制器，当信号模块4为独立模块时，其安装在壳体1的外侧，优选地位于主轴2的上方。当信号模块4为独立模块时，信号模块4内部为线路板，外部由模块壳体包裹。

采集装置3包括安装支架31、角位移传感器32、导线33和连杆组件34。所述的安装支架31固定到壳体1上。安装支架31包括固定部311和伸出部312；固定部311用于与壳体1相配合，固定部311上设有固定孔3111，当螺钉穿过固定孔3111可将安装支架31固定到壳体1上。伸出部312垂直于固定部311。伸出部312用于安装角位移传感器32。所述的伸出部312上设有角位移传感器安装孔3121，在本第三实施例中，所述的角位移传感器安装孔3121为通孔，且在角位移传感器安装孔3121的边缘上设有安装孔缺口3122。

所述的角位移传感器32不同于实施例一中的角位移传感器32，本实施例中的角位移传感器32的一端为安装段324，安装段324的外缘设有安装突起3241。安装段324的端部还伸出有轴心322，轴心322为圆轴，在轴心322上设有配合平面3221和卡簧安装槽3222。而角位移传感器32的另一端为导线连接端323。导线连接端323与导线33一端相连接，导线33另一端连接信号模块4。导线33用于传递信号，导线33的选用只要适合电器使用的导线均可以。

导线33同样与实施例一相同，即导线33的一端连接角位移传感器32的导线连接端323连接，另一端连接信号模块4。

所述的伸出部为固定在主轴2上的连杆配合板21。所述的第一连杆341为塑料件。该第一连杆341在与第二连杆342连接的一端上设有第一连杆旋转孔3416，同时还具有第一连杆开槽3415。该第一连杆341的另一端为第一连杆安装端3417，在所述的第一连杆安装端3417上开设有第一连杆安装通孔34171。

与实施例一相同的是在主轴2上同样开设有安装槽22，所述的安装槽22上安装有连杆配合板21，所述的安装槽22为在圆柱形的主轴2上开设的相切平槽，所述的安装槽22用于连杆配合板21的安装，具体的，连杆配合板21包括配合板贴合部213和配合板伸出部214，当连杆配合板21安装完成后，安装槽22底面与配合板贴合部213贴合，并通过螺钉来固定，螺钉穿过配合板贴合部213上的配合板贴合部通孔2131并旋入安装槽22底面上的安装槽螺纹孔221中，从而完成连杆配合板21的固定安装。配合板伸出部214为一对，配合板贴合部213连接一对配合板伸出部214。一对配合板伸出部214上开设有配合板伸出部转动孔2141。

上述部件的安装方式为：一销轴35穿过配合板伸出部转动孔2141和第一连杆安装通孔34171将第一连杆341与连杆配合板21转动设置在一起，另一销轴35穿过第一连杆旋转孔3416和第二连杆转动孔3421，而第二连杆342的端部位于第一连杆开槽3415内，从而将第一连杆341与第二连杆342转动设置在一起。第二连杆342的第二连杆卡接孔3422与角位移传感器32的轴心322卡入安装。并用卡簧卡入卡簧安装槽3222，从而完成第二连杆342与角位移传感器32的卡接固定。角位移传感器32的安装段324和安装突起3241分别嵌入到角位移传感器安装孔3121和安装孔缺口3122内，并将卡簧卡入卡簧安装槽3222，从而完成安装支架31与角位移传感器32的安装。

在第二、第三实施例中，同样为了使得主轴2与角位移传感器32发生同步同角度的转动，所述的第一连杆341在工作过程中始终与所述的角位移传感器32的转动中心与主轴2的转动中心的连线保持平行。即主轴2、角位移传感器32、连杆组件34和壳体1之间形成一基于平行四边形的四连杆结构。

Claims (10)

1.一种断路器转轴角位移采集结构，断路器包括一壳体(1)和主轴(2)，主轴(2)转动后带动断路器触头进行合分动作，其特征在于：断路器转轴角位移采集结构包括采集装置(3)，所述的采集装置(3)包括角位移传感器(32)和连杆组件(34)，所述的角位移传感器(32)与壳体(1)固定，所述的连杆组件(34)连接主轴(2)和角位移传感器(32)，主轴(2)通过连杆组件(34)来带动角位移传感器(32)转动。

2.根据权利要求1所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的采集装置(3)还包括安装支架(31)，所述的角位移传感器(32)安装在安装支架(31)上，安装支架(31)安装在壳体(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的壳体(1)上还安装有信号模块(4)，所述的采集装置(3)还包括导线(33)，导线(33)的一端连接角位移传感器(32)、另一端连接信号模块(4)，所述的信号模块(4)为独立信号模块或控制器。

4.根据权利要求1所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的连杆组件(34)包括第一连杆(341)和第二连杆(342)，第一连杆(341)的一端与第二连杆(342)的一端铰接，第一连杆(341)的另一端与主轴(2)外沿上的伸出部铰接，而第二连杆(342)的另一端卡入到角位移传感器(32)的轴心(322)上。

5.根据权利要求4所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的第一连杆(341)和第二连杆(342)均为金属杆，所述的伸出部为固定在主轴(2)上的连杆配合板(21)，其中第一连杆(341)为长条形，其一端设有第一连杆转动孔(3411)、另一端铆接有突出的第一连杆转动轴(3412)，所述的第二连杆(342)也为长条形，其一端设有第二连杆转动孔(3421)、另一端设有第二连杆卡接孔(3422)；第一连杆转动轴(3412)与第二连杆转动孔(3421)铰接，第一连杆转动孔(3411)与连杆配合板(21)铰接，第二连杆卡接孔(3422)卡入到角位移传感器(32)的轴心(322)上。

6.根据权利要求1所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的主轴(2)包括安装槽(22)和连杆配合板(21)，所述的安装槽(22)为在主轴(2)的轴体上开设的相切平槽，连杆配合板(21)安装在安装槽(22)上，该连杆配合板(21)包括配合板固定部(211)和配合板牵引部(212)，当连杆配合板(21)安装完成后，安装槽(22)底面与配合板固定部(211)贴合。

7.根据权利要求4所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的第一连杆(341)为金属杆件，所述的伸出部为固定在主轴(2)上的翅片(23)，该第一连杆(341)包括两对称的第一连杆片(3413)以及连接两第一连杆片(3413)的连接部(3414)，在每一第一连杆片(3413)长度方向的两端均设有一第一连杆片圆孔(34131)，且两第一连杆片(3413)的相对应的端部的第一连杆片圆孔(34131)的位置对应；所述的第二连杆(342)也为长条形，其一端设有第二连杆转动孔(3421)、另一端设有第二连杆卡接孔(3422)；位于第一连杆片(3413)一端的一对第一连杆片圆孔(34131)与翅片(23)铰接，而位于第一连杆片(3413)另一端的一对第一连杆片圆孔(34131)与第二连杆转动孔(3421)铰接，第二连杆(342)的第二连杆卡接孔(3422)与角位移传感器(32)的轴心(322)卡入安装。

8.根据权利要求4所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的第一连杆(341)为塑料件，所述的伸出部为固定在主轴(2)上的连杆配合板(21)，该第一连杆(341)在与第二连杆(342)连接的一端上设有第一连杆旋转孔(3416)，同时还具有第一连杆开槽(3415)，该第一连杆(341)的另一端为第一连杆安装端(3417)，在所述的第一连杆安装端(3417)上开设有第一连杆安装通孔(34171)；所述的第二连杆(342)也为长条形，其一端设有第二连杆转动孔(3421)，另一端设有第二连杆卡接孔(3422)；第一连杆旋转孔(3416)与第二连杆转动孔(3421)铰接，第一连杆安装通孔(34171)与连杆配合板(21)铰接，第二连杆卡接孔(3422)卡入到角位移传感器(32)的轴心(322)上。

9.根据权利要求7所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的翅片(23)包括翅片固定孔(231)和翅片配合孔(232)，所述的翅片固定孔(231)用于套在主轴(2)的轴体上并焊接固定，而翅片配合孔(232)用于与第一连杆(341)转动设置。

10.根据权利要求4、5、7、8中任一权项所述的一种断路器转轴角位移采集结构，其特征在于所述的第一连杆(341)在工作过程中始终与所述的角位移传感器(32)的转动中心与主轴(2)的转动中心的连线保持平行。