CN207690735U - 一种驱动机构及具有该驱动机构的断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种驱动机构及断路器，驱动机构包括驱动器；第一齿轮，具有局部向外突出第一啮合部以及凹陷的第一空缺部，受驱动器驱动；第二齿轮与操作手柄联动连接，具有局部向外突出第二啮合部以及凹陷的第二空缺部；第一齿轮沿同一方向转动，第一齿轮具有在第一啮合部与第二啮合部啮合下，使断路器处于合闸状态所对应的合闸位置；和在第一空缺部与第一啮合部相对，使断路器处于分闸状态所对应的分闸位置；监控装置，包括用于检测合闸位置和分闸位置的检测结构以及通过传输信号控制驱动器的开启或关闭的控制器，保证检测位置的准确性。断路器包括上述的驱动机构，以及操作手柄，以及线路板，简化断路器结构，保证了断路器的微型化。

Description

一种驱动机构及具有该驱动机构的断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，具体涉及一种驱动机构及具有该驱动机构的断路器。

背景技术

根据我国供电网络智能化的需求，国家电网公司要求供电网络智能化。因此，需要供电网络的终端执行机构——小型断路器(或微型断路器)执行上端信号具备跳闸、合闸功能。因此小型断路器目前的发展趋势是除了具备传统的手动分合闸及过流过载自动脱扣功能外，还需要具有自动分合闸功能，以实现远程控制；尤其是结合智能电表，实现欠费自动跳闸断电，充费自动合闸送电的功能。

中国专利文献CN206451675U公开了一种微型断路器中电动操作机构，该操作机构包括电机、蜗杆以及三双联齿轮，实现自动分合闸过程。蜗杆连接在电机的输出轴上，蜗杆驱动第三双联齿轮转动。其中，第三双联齿轮包括同轴设置的一个大齿轮和一个扇形齿轮；以及设置在大齿轮上的第一分闸柱。在分合闸过程中，蜗杆只沿着一个方向转动，第三双联齿轮的扇形齿轮驱动与手柄轴连接的传动扇形齿轮转动，进而驱动手柄转动，实现自动合闸过程；蜗杆继续朝向该方向转动，此时第一分闸柱抵靠到脱扣机构上，驱动脱扣机构运动，实现自动分闸过程。

但是，上述结构的微型断路器的操作机构，第三双联齿轮到到达分闸/合闸位置后，线路板上的检测元件无法精确地检测到第三双联齿轮的到达位置，电机停止位置往往会与分合闸位置有偏离，造成分闸或合闸精准度不高。

实用新型内容

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中驱动结构由于未设有位置检测元件，导致无法精准检测分闸或合闸位置的缺陷。

为此，本实用新型提供一种断路器的驱动机构，包括：

驱动器；

第一齿轮，其局部周向外壁上具有向外突出的第一啮合部，其余周向外壁面形成凹陷的第一空缺部，受驱动器驱动而转动；

第二齿轮，其局部周向外壁上具有向外突出的第二啮合部，其余周向外壁面形成凹陷的第二空缺部，第二齿轮与操作手柄联动连接；

第一齿轮沿同一方向转动，第一齿轮具有在第一啮合部与第二啮合部啮合下，使断路器处于合闸状态所对应的合闸位置；和在第一空缺部与第一啮合部相对，使断路器处于分闸状态所对应的分闸位置；

监控装置，具有检测结构和控制器，检测结构用于检测合闸位置和分闸位置；控制器根据检测结构的信号，控制驱动器的开启或关闭。

优选地，检测结构包括两套光耦检测组件，两套光耦检测组件分别与分闸位置和合闸位置对应；

任一套光耦检测组件包括

发射部件，朝向第一齿轮方向发射光信号；

反光部件，设置在第一齿轮壁面上，在合闸位置和分闸位置处，能够与发射部件正对；

接收部件，用于接收反光部件反射回的光信号；

控制器根据接收部件的信号，控制驱动器。

进一步优选地，两套光耦检测组件共用一个反光部件。

进一步优选地，反光部件为反光片；和/或

发射部件为发光二极管；和/或

接收部件为光电三极管。

优选地，检测结构为对射型光电传感器。

进一步优选地，上述驱动机构还包括设置在第一齿轮壁面上并对应于第一啮合部的限位部件；

在第一齿轮从合闸位置运动到分闸位置过程中，限位部件与断路器中的脱扣机构中的脱扣连杆之间建立联动关系，以驱动脱扣机构带动手柄做分闸运动；

在第一齿轮从分闸位置到合闸位置过程中，限位部件解除与脱扣连杆之间的联动关系。

进一步优选地，限位部件为呈弧形的凸块；

进一步优选地，上述驱动机构还包括通过转动轴与第一齿轮同轴设置的第三齿轮；驱动器驱动第三齿轮转动；限位部件设置在第三齿轮的轴向外侧壁面上。

本实用新型提供一种断路器，包括

上述任一项的驱动机构；

操作手柄。

优选地，上述断路器还包括线路板，监控装置设置在线路板上。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的驱动机构，包括：驱动器；第一齿轮，其局部周向外壁上具有向外突出的第一啮合部，其余周向外壁面形成凹陷的第一空缺部，受驱动器驱动而转动；第二齿轮，其局部周向外壁上具有向外突出的第二啮合部，其余周向外壁面形成凹陷的第二空缺部，第二齿轮与操作手柄联动连接；第一齿轮沿同一方向转动，第一齿轮具有在第一啮合部与第二啮合部啮合下，使断路器处于合闸状态所对应的合闸位置；和在第一空缺部与第一啮合部相对，使断路器处于分闸状态所对应的分闸位置；监控装置，具有检测结构和控制器，检测结构用于检测合闸位置和分闸位置；控制器根据检测结构的信号，控制驱动器的开启或关闭。通过设置监控装置，可以检测到第一齿轮的分闸位置和合闸位置，通过检测结构与控制器之间的信号传输，从而精确控制驱动器的转动或停止，提高了驱动机构的可靠性，避免因检测位置偏差，造成驱动器停止位置无法准确地落在合闸位置或分闸位置上。

2.本实用新型提供的驱动机构，检测结构包括两套光耦检测组件，两套光耦检测组件分别与分闸位置和合闸位置对应；任一套光耦检测组件包括：发射部件，朝向第一齿轮方向发射光信号；反光部件，设置在第一齿轮壁面上，在合闸位置和分闸位置处，能够与发射部件正对；接收部件，用于接收反光部件反射回的光信号；控制器根据接收部件的信号，控制驱动器；两套所述光耦检测组件共用一个所述反光部件。

光耦检测组件通过发射部件与接收部件来反馈驱动机构处于分闸位置或合闸位置，位置检测精度高，灵敏度高。光电信号进行传输，有效避免受检测时受磁场或温度的干扰，造成精度差的问题，从而提高检测精度。两套光耦检测组件，其一为用来检测合闸位置，另一用来检测分闸位置，共用同一个反光部件，仅可以检测到合闸位置和分闸位置中其一位置，提高了机构的可靠性。

3.本实用新型提供的断路器的驱动机构，反光部件为发光片；和/或发射部件为发光二极管；和/或接收部件为光电三极管，进一步保证机构的可靠性。

4.本实用新型提供的断路器的驱动机构，第一齿轮壁面上并对应于第一啮合部的限位部件，限位部件为呈弧形的凸块。在第一齿轮从合闸位置运动到分闸位置过程中，限位部件与断路器中的脱扣机构中的脱扣连杆之间建立联动关系，以驱动脱扣机构带动手柄做分闸运动；在第一齿轮从分闸位置到合闸位置过程中，限位部件解除与脱扣连杆之间的联动关系。脱扣连杆与限位部件联动时，呈弧形的凸块与脱扣连杆联动会有一段脱保持分闸脱扣状态，保证分闸运动时位置到位可靠。

5.本实用新型提供的断路器，包括驱动机构，手柄，以及线路板，其中监控装置设置在线路板上，即发射部件和接收部件均设置在线路板上，无需单独分别设置，反光部件设置在驱动机构的第一齿轮壁面上，从而简化了断路器结构，节约空间，保证了断路器的微型化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为实施例1中所提供的断路器结构爆炸图；

图2为实施例1中所提供的驱动机构的结构示意图；

图3为实施例1中所提供的驱动机构的结构示意图；

图4为实施例1中所提供的第一齿轮结构示意图；

图5为实施例1中所提供的第三齿轮结构示意图；

图6为实施例1中所提供的检测结构电路图；

图7为实施例1中所提供的控制器电路图；

附图标记说明：

1-驱动机构；11-驱动器；111-蜗杆；12-第一齿轮；121-第一啮合部；122-第一空缺部；123-反光部件；13-第二齿轮；131-第二啮合部；132-第二空缺部；14-限位部件；15-脱扣机构；151-脱扣连杆；152-扭簧；16-第三齿轮；17-主动齿轮；171-第四齿轮；172-第五齿轮；18-从动齿轮；181-第六齿轮；182-第七齿轮；

2-操作手柄；

3-线路板；31-检测结构；311-发射部件；312-接收部件；32-控制器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的断路器，如图1所示，包括：驱动机构1、操作手柄2、以及线路板3。线路板3与驱动机构1呈平行设置，操作手柄2与驱动机构1联动连接。

如图1和图2所示，驱动机构1包括驱动器11、第一齿轮12、第二齿轮13和监控装置。如图2所示，第一齿轮12的局部周向外壁上具有向外突出的第一啮合部121，其余周向外壁面形成凹陷的第一空缺部122，第一齿轮12受驱动器11驱动而转动；如图3所示，第二齿轮13的局部周向外壁上具有向外突出的第二啮合部131，其余周向外壁面形成凹陷的第二空缺部132，第二齿轮13与操作手柄2联动连接；第一齿轮12沿同一方向转动，第一齿轮12具有在第一啮合部121与第二啮合部131啮合下，使断路器处于合闸状态所对应的合闸位置；和在第一空缺部122与第一啮合部121相对，使断路器处于分闸状态所对应的分闸位置；监控装置具有检测结构311和控制器32，检测结构311用于检测合闸位置和分闸位置，控制器32根据检测结构311的信号，控制驱动器11的开启或关闭。

在本实施例中，第一齿轮12与第二齿轮13为具有六齿啮合齿的六齿齿轮，缩短了第一齿轮12与第二齿轮13之间轴向啮合时的啮合接触时间，从而保证了第一齿轮12与第二齿轮13的使用寿命。也即，第一啮合部和第二啮合部均为六个齿。作为驱动机构装置的动力源，驱动器11为电机，驱动第一齿轮12转动，从而控制断路器的断开或闭合。

在本实施例中，如图2所示，操作手柄2与第二齿轮13通过三角轴联动连接，三角轴联接保证传动时第二齿轮13与操作手柄2受力均衡，同时提供良好的对中性，拆装方便。

如图4、图6和图7所示，检测结构311包括两套光耦检测组件，两套光耦检测组件分别与分闸位置和合闸位置对应。

任一套光耦检测组件均包括：发射部件311、反光部件123以及接收部件312。其中，发射部件311朝向第一齿轮12方向发射光信号；反光部件123设置在第一齿轮12壁面上，在合闸位置和分闸位置处，能够与发射部件311正对，并对接收到的发射部件311的光进行发射；接收部件312用于接收反光部件123反射回的光信号；控制器32根据接收部件312的信号，控制驱动器11转动或停止。

本实施例中，通过发射部件311与接收部件312来反馈驱动机构1处于分闸位置或是合闸位置，位置检测精度高，灵敏度高。光电信号进行传输，有效避免受检测时受磁场或温度的干扰，进而提高检测精度。两套光耦检测组件，其一为用来检测合闸位置，另一用来检测分闸位置，共用同一个反光部件123，仅可以检测到合闸位置和分闸位置中其一位置，提高了机构的可靠性。

最佳地，反光部件123设置在第一齿轮12的侧壁面上，而发射部件311、接收部件312以及控制器32均设置在线路板上，进一步简化了断路器结构，节约空间，保证了断路器的微型化。如图4所示，检测结构311为反光板型光电开关，利用反射原理完成光电控制。

最佳地，反光部件123为发光片，第一齿轮12上设有凹槽，反光片设置在凹槽内；如图6所示，发射部件311为发光二极管，接收部件312为光电三极管。进一步保证机构的可靠性。

如图1和图3所示，本实施例中驱动机构1还包括通过转动轴与第一齿轮12同轴设置的第三齿轮16；驱动器11驱动第三齿轮16转动；限位部件14设置在第三齿轮16的轴向外侧壁面上，限位部件14对应于第一啮合部121设置。最佳地，限位部件14为呈弧形的凸块。保证与脱扣机构15受力作用时，脱扣机构15可以受力弹起，进一步保重分闸时到位准确。

在第一齿轮12从合闸位置运动到分闸位置过程中，限位部件14与断路器中的脱扣机构15中的脱扣连杆151之间建立联动关系，以驱动脱扣机构15带动手柄做分闸运动；在第一齿轮12从分闸位置到合闸位置过程中，限位部件14解除与脱扣连杆151之间的联动关系。脱扣连杆具有受力部，受力部与限位部件14的凸块抵接弹起，脱扣机构15上还设有扭簧152，扭簧152一端与所述基座固定连接，另一端与所述脱扣连杆151连接，在第一齿轮12从分闸位置到合闸位置过程中，限位部件14转动，限位部件14与受力部接触连接后，在扭簧152的作用下，脱扣机构15弹回脱扣机构15合闸位置。

本实施例中的断路器还包括外壳用于支撑其他结构，即底座以及与底座可拆卸固定连接的上盖，底座及上盖的结构及连接方式可根据需要进行设置，此处不作限定。

如图2和图3所示，在本实施例中，第一齿轮12与驱动器11之间还通过设置主动齿轮17、从动齿轮18以及蜗杆111，其中，驱动器11与蜗杆111联动连接；主动齿轮17包括同轴设置的第四齿轮171和第五齿轮172；从动齿轮包括同轴设置的第六齿轮181和第七齿轮182。当驱动器11转动时，蜗杆111与第四齿轮171的联动，带动第五齿轮172转动；第五齿轮172与第七齿轮182啮合转动，带动第六齿轮181转动；第六齿轮181与第三齿轮16联接，从而驱动器11可以间接驱动第一齿轮12进行转动，使用减速齿轮组件传动稳定可靠，并且使用寿命长，并且承载力高。

本实施例中的断路器的工作过程为：

当线路板3收到分闸信号时，分闸位置的接受部件未检测到反射回来的光信号，合闸位置的接收部件312检测反射回的光信号，则将此电信号传递给控制器32，驱动器11驱动第一齿轮12转动至分闸位置时，限位部件14将脱扣连杆弹起，脱扣机构15带动操作手柄2转动，同时，当分闸位置的接收部件312检测到反射回来的光信号时，分闸动作结束。

当线路板3收到合闸信号时，合闸位置的接受部件未检测到反射回来的光信号，分闸位置的接收部件312检测反射回的光信号，则将此电信号传递给控制器32，驱动器11驱动第一齿轮12转动至合闸位置时，此过程中限位部件14与脱扣连杆151解除联动关系，同时，当合闸位置的接收部件312检测到反射回来的光信号时，合闸动作结束。

本实施例提供的断路器，通过设置在线路板3上的发射部件311和接收部件312，与设置在第三齿轮16侧壁面上的反光装置。共同构成检测结构311，检测断路器到达分闸位置或合闸位置并生成电信号传输给控制器32，并驱动驱动器11转动或停止，通过电信号精准控制断路器的运动，提高了驱动机构1的可靠性，避免因为检测位置产生偏差，造成驱动器11停止位置与分合闸位置产生偏差情况的出现。

实施例2

本实施例提供的驱动机构，其与实施例1中提供的驱动机构相比，存在的区别特征在于，

限位部件14设置在第一齿轮12上，只要满足限位部件14可以与第一啮合部121相对，保证第一齿轮12转动时，限位部件14可以与脱扣机构15联动即可。

作为限位部件14形状的变形，限位部件14还可以为其圆形，方形的凸起或凸部，只需要满足限位部件14可以与脱扣机构15联动即可。

作为第三齿轮16与驱动器11的连接方式的变形，第三齿轮16还可以与驱动器11直接连接，通过第一齿轮12与第三齿轮16同轴转动，从而驱动器11驱动第一齿轮12转动即可。

实施例3

本实施例提供一种驱动机构，其与实施例1或实施例2中提供的驱动机构相比，存在的区别在于，

驱动机构1可以不设置第三齿轮16，驱动器11可以与第一齿轮12直接连接，驱动第一齿轮12进行转动即可。

驱动机构1还可以不设置限位部件14，通过将第一齿轮12的第一分离端与脱扣机构15活动部的端部之间通过连杆连接，当第一齿轮12转动，并且到达分闸位置时，脱扣机构受到连杆的作用完成脱扣动作即可。

作为进一步的变形，脱扣机构15可以连接的第一齿轮12的任一位置，只需要满足，第一齿轮12转动时，断路器的分闸位置与脱扣机构15联动时的脱扣位置相应即可。

实施例4

本实施例提供一种驱动机构，其与实施例1至实施例3中任一个实施例提供的驱动机构相比，存在的区别在于：

反光部件123为反光板或任何可以对光源进行反射的部件构成。

作为发射部件311的变形，发射部件311还可以为发光三极管或红外发射二极管，只要满足可以发射出目标光束即可。

作为接受部件的变形，接收部件312还可以为光电二极管，光电池，只要满足可以接收目标光束并将接收到的光信号转换为电信号即可。

实施例5

本实施例提供一种驱动机构，其与实施例1至实施例4中任一个实施例提供的驱动机构相比，存在的区别在于：

检测结构311还可以为对射型光电传感器。发射部件311与接收部件312分别在第一齿轮12两侧设置，同时在第一齿轮12上设置通孔，当有发射部件311与接收部件312之间有阻挡时，即接收部件312无法检测到光信号；通过分闸位置或合闸位置的接收部件312是否能检测到光信号来判断断路器所处的位置。

实施例6

本实施例提供一种断路器，其与实施例1至实施例5中任一个实施例提供的断路器相比，存在的区别在于：

操作手柄2与第二齿轮13可以通过花键轴连接，可以保证操作手柄2与第二齿轮13同轴转动，同时承载力高，保证较高的传动精度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种断路器的驱动机构，其特征在于，包括：

驱动器(11)；

第一齿轮(12)，其局部周向外壁上具有向外突出的第一啮合部(121)，其余周向外壁面形成凹陷的第一空缺部(122)，受所述驱动器(11)驱动而转动；

第二齿轮(13)，其局部周向外壁上具有向外突出的第二啮合部(131)，其余周向外壁面形成凹陷的第二空缺部(132)，所述第二齿轮(13)与操作手柄(2)联动连接；

所述第一齿轮(12)沿同一方向转动，所述第一齿轮(12)具有在所述第一啮合部(121)与所述第二啮合部(131)啮合下，使断路器处于合闸状态所对应的合闸位置；和在所述第一空缺部(122)与所述第一啮合部(121)相对，使断路器处于分闸状态所对应的分闸位置；

监控装置，具有检测结构(31)和控制器(32)，所述检测结构(31)用于检测所述合闸位置和分闸位置；所述控制器(32)根据所述检测结构(31)的信号，控制所述驱动器(11)的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的断路器的驱动机构，其特征在于，所述检测结构(31)包括两套光耦检测组件，两套光耦检测组件分别与所述分闸位置和合闸位置对应；

任一套所述光耦检测组件包括

发射部件(311)，朝向所述第一齿轮(12)方向发射光信号；

反光部件(123)，设置在所述第一齿轮(12)壁面上，在所述合闸位置和分闸位置处，能够与所述发射部件(311)正对；

接收部件(312)，用于接收所述反光部件(123)反射回的光信号；

所述控制器(32)根据所述接收部件(312)的信号，控制所述驱动器(11)。

3.根据权利要求2所述的断路器的驱动机构，其特征在于，两套所述光耦检测组件共用一个所述反光部件(123)。

4.根据权利要求2或3所述的断路器的驱动机构，其特征在于，所述反光部件(123)为反光片；和/或

所述发射部件(311)为发光二极管；和/或

所述接收部件(312)为光电三极管。

5.根据权利要求1所述的断路器的驱动机构，其特征在于，所述检测结构(31)为对射型光电传感器。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的断路器的驱动机构，其特征在于，还包括设置在所述第一齿轮(12)壁面上并对应于所述第一啮合部(121)的限位部件(14)；

在所述第一齿轮(12)从所述合闸位置运动到所述分闸位置过程中，所述限位部件(14)与断路器中的脱扣机构(15)中的脱扣连杆(151)之间建立联动关系，以驱动所述脱扣机构(15)带动所述手柄做分闸运动；

在所述第一齿轮(12)从所述分闸位置到合闸位置过程中，所述限位部件(14)解除与所述脱扣连杆(151)之间的联动关系。

7.根据权利要求6所述的断路器的驱动机构，其特征在于，所述限位部件(14)为呈弧形的凸块。

8.根据权利要求6所述的断路器的驱动机构，其特征在于，还包括通过转动轴与所述第一齿轮(12)同轴设置的第三齿轮(16)；所述驱动器(11)驱动所述第三齿轮(16)转动；所述限位部件(14)设置在所述第三齿轮(16)的轴向外侧壁面上。

9.一种断路器，其特征在于，包括

权利要求1-8中任一项所述的驱动机构(1)；

所述操作手柄(2)。

10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于，还包括线路板(3)，所述监控装置设置在所述线路板(3)上。