CN214588691U - 一种物联网断路器的电动操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网断路器的电动操作机构，包括壳体、设置在壳体内的电动操作组件和脱扣装置，所述电动操作组件包括分合闸电机、与断路器手柄联动配合的手柄齿轮以及设置在分合闸电机和手柄齿轮之间的传动机构，传动机构包括转动设置在壳体内壁上的输出齿轮，输出齿轮上设有拨动齿轮和凸轮件，本实用新型可以通过物联网远程控制电机，驱动输出齿轮转动，断路器处于分闸状态时，输出齿轮逆时针旋转使断路器处于合闸状态；继续逆时针旋转一定角度后断路器处于分闸状态并锁定，此时不能手动合闸断路器，再次逆时针旋转一定角度后设备处于自由状态,可手动分合闸。本实用新型具有性能稳定可靠、体积小、低成本和高安全性等优点。

Description

一种物联网断路器的电动操作机构

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，尤其涉及一种物联网断路器的电动操作机构。

背景技术

传统的小型断路器的分闸、合闸动作，需要人工手动操作完成。随着智能电网的发展，市场上出现了与小型断路器配合使用的电动操作机构，通过向此电动操作机构发指令，可实现远程驱动小型断路器自动分闸、合闸，而不需要人工手动操作，有效节约了人力物力，应用日益广泛。现有技术中具有自动重合闸功能的电动操作机构一般采用带金属齿轮的电机带动锥齿轮与伞齿轮啮合通过联动轴带动断路器手柄使所配合的断路器闭合和断开。其原理大致为：锥齿轮套在电机的转轴上与伞齿轮啮合，通过设置在外壳上伞齿轮两端微动开关检测断路器的断开和闭合位置，当电机带动伞齿轮转动到对应的微动开关位置时电机停止转动；产品合闸/断开的信号通过感光件对脱扣轴位置的检测判定给电机转动信号是反转或正转，反转使产品脱扣，正转使产品闭合。上述结构由于采用带金属齿轮的电机，产品成本高，不利于市场竞争力。同时，采用微动开关作为判定机构断开或闭合位置，位置检测精度不高，且产品可靠性受微动开关的质量水品的制约。且脱扣机构复杂，脱扣轴是在线圈的吸合下通过铁芯的运动带动其在一定范围内转动，然后通过感光件对脱扣轴的位置的感应判定给电机施加正传或反转信号使所配断路器闭合或断开，线圈需在通电状态下才可以对铁芯吸合，线圈通电时间长易烧导致产品功能性失效，产品可靠性较低，而且传动机构零件多而结构复杂，占用空间大，导致电动操作机构整体体积较大。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种物联网断路器的电动操作机构，具有性能稳定可靠、体积小、低成本、低故障率和高安全性等优点。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：一种物联网断路器的电动操作机构，包括壳体、设置在壳体内的电动操作组件和脱扣装置，所述电动操作组件包括分合闸电机、与断路器手柄联动配合的手柄齿轮以及设置在分合闸电机和手柄齿轮之间的传动机构，传动机构由所述分合闸电机驱动，传动机构包括转动设置在壳体内壁上的输出齿轮，输出齿轮上设有拨动齿轮和凸轮件，所述拨动齿轮用于驱动所述手柄齿轮实现电动分合闸操作，所述凸轮件用于驱动所述脱扣装置拨动断路器脱扣轴，实现断路器的电动分闸操作。

进一步完善，所述脱扣装置包括转动设置在壳体内的脱扣连接件，脱扣连接件一端与断路器脱扣轴相配合，所述凸轮件包括设置在输出齿轮偏心位置的弧形凸台，所述弧形凸台与所述脱扣连接件的另一端相配合，弧形凸台转动时可以按压脱扣连接件动作，使其抵触在断路器脱扣轴上，实现断路器的脱扣分闸。

进一步完善，所述弧形凸台的外侧至少设置有两个间隔的卡齿。

进一步完善，所述卡齿与所述输出齿轮的齿对应重合。

进一步完善，所述拨动齿轮为扇形齿轮结构，所述弧形凸台位于拨动齿轮的圆形角方位内。

进一步完善，所述弧形凸台与拨动齿轮位于输出齿轮的同一侧壁上，所述弧形凸台的厚度小于拨动齿轮的厚度，使得弧形凸台与手柄齿轮相互错开设置。

进一步完善，所述传动机构还包括蜗轮蜗杆组件和齿轮组件，所述蜗轮蜗杆组件包括固定安装在分合闸电机输出端的蜗杆和与蜗杆啮合的蜗轮，所述齿轮组件包括转动设置在壳体内壁上的第一主动齿轮、第一从动齿轮、第二主动齿轮、第二从动齿轮和第三主动齿轮，所述蜗轮固定连接第一主动齿轮，第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合，所述第一从动齿轮固定连接第二主动齿轮，第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合，所述第二从动齿轮固定连接第三主动齿轮，第三主动齿轮与所述输出齿轮相啮合。

进一步完善，所述壳体上对应断路器脱扣轴处活动设置有锁定拉杆，该锁定拉杆设置在壳体的通孔内，且锁定拉杆与壳体之间设置有复位弹簧，锁定拉杆的一端上设置有拉块，拉块上设有锁孔，所述锁定拉杆的另一端上设置有拉勾，拉勾与断路器脱扣轴卡扣配合，拉勾随锁定拉杆动作且可抵触在断路器脱扣轴，且实现断路器的锁定。

本实用新型有益的效果是：本实用新型可以通过物联网远程控制分合闸电机进行转动，通过传动机构驱动输出齿轮转动执行分合闸操纵，输出齿轮上的拨动齿轮啮合驱动手柄齿轮，实现电动分合闸操作，结构简单、性能可靠，占用空间小，电动操作机构整体体积较小，断路器处于分闸状态时，输出齿轮逆时针旋转使断路器处于合闸状态；输出齿轮继续逆时针旋转一定角度后断路器处于分闸状态并锁定，输出齿轮上的通过凸轮件用于驱动所述脱扣装置拨动断路器脱扣轴，实现断路器的电动分闸操作，然后凸轮件可以抵触在脱扣连接件上，并锁定脱扣轴的位置，保持脱扣锁定状态，此时不能手动合闸断路器，输出齿轮再次逆时针旋转一定角度后设备处于自由状态,输出齿轮上的拨动齿轮和凸轮件分别避开手柄齿轮和脱扣连接件，此时可手动分合闸。分合闸电机单向转动控制输出齿轮的转动角度即可实现合闸、分闸及分闸锁定状态的切换，无需通过对脱扣轴的位置的感应判定给电机施加正传或反转信号使所配断路器闭合或断开，降低了成本，而且产品功能性不容易失效，可靠性高。

附图说明

图1为电动操作机构处于分合闸自由位置的结构状态示意图；

图2为分合闸自由位置时齿轮组件(反面)的结构状态示意图；

图3为电动操作机构处于脱扣锁死位置的结构状态示意图；

图4为脱扣锁死位置时齿轮组件(反面)的结构状态示意图；

图5为电动操作机构处于合闸位置的结构状态示意图；

图6为合闸位置时齿轮组件(反面)的结构状态示意图；

附图标记说明：1、壳体，2、电动操作组件，21、分合闸电机，22、手柄齿轮，23、输出齿轮，231、拨动齿轮，232、弧形凸台，233、卡齿，24、蜗杆，25、蜗轮，251、第一主动齿轮，26、第一从动齿轮，261、第二主动齿轮，27、第二从动齿轮，271、第三主动齿轮，3、脱扣连接件，31、断路器脱扣轴，4、锁定拉杆，41、拉块，42、锁孔，43、拉勾。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：本实施例中一种物联网断路器的电动操作机构，包括壳体1、设置在壳体1内的电动操作组件2和脱扣装置，所述电动操作组件2包括分合闸电机21、与断路器手柄联动配合的手柄齿轮22以及设置在分合闸电机21和手柄齿轮22之间的传动机构，传动机构由所述分合闸电机21驱动，传动机构包括转动设置在壳体1内壁上的输出齿轮23，输出齿轮23上设有拨动齿轮231和凸轮件，所述拨动齿轮231用于驱动所述手柄齿轮22实现电动分合闸操作，所述凸轮件用于驱动所述脱扣装置拨动断路器脱扣轴31，实现断路器的电动分闸操作。所述脱扣装置包括转动设置在壳体1内的脱扣连接件3，脱扣连接件3一端与断路器脱扣轴31相配合，所述凸轮件包括设置在输出齿轮23偏心位置的弧形凸台232，所述弧形凸台232与所述脱扣连接件3的另一端相配合，弧形凸台232转动时可以按压脱扣连接件3动作，使其抵触在断路器脱扣轴31上，实现断路器的脱扣分闸。

工作原理：该电动操作机构采用单电机控制结构设计，电动合闸、电动分闸和电动脱扣锁定通过分合闸电机21控制，控制简单方便，有利提高该电动操作机构的可靠性、安全性。断路器处于分闸状态时，控制中心可以通过物联网发送合闸命令到断路器的控制终端，控制终端启动分合闸电机21(可以选择正反转动的电机)通电工作，分合闸电机21接受脉冲调制电流后转动一定转速和圈数，分合闸电机21通过传动机构3驱动输出齿轮23逆时针旋转，拨动齿轮231啮合手柄齿轮22转过一定角度，手柄齿轮22通过联动轴控制断路器手柄移动到合闸位置，使断路器处于合闸状态，如附图5-6所示；

当用户发生欠费或者线路故障时，短路器需要分闸锁定，控制中心通过物联网发送分闸锁定命令到断路器的控制终端，输出齿轮23继续逆时针旋转一定角度后，凸轮件的弧形凸台232按压在脱扣连接件3上，使脱扣连接件3转动，脱扣连接件3一端抵触在断路器脱扣轴31上，使断路器处于分闸状态并锁定，如附图3-4所示，此时不能手动合闸断路器；

当用户发生缴费或者线路故障排除时，断路器需要解除分闸锁定状态，控制中心通过物联网发送接触锁定命令到断路器的控制终端，输出齿轮23再次逆时针旋转一定角度后，弧形凸台232从脱扣连接件3上移开，解除脱扣锁定状态，此时设备处于自由状态,如附图1-2所示，输出齿轮23上的拨动齿轮和凸轮件分别避开手柄齿轮和脱扣连接件，手柄齿轮和脱扣连接件可以自由转动，此时可手动分合闸。分合闸电机单向转动控制输出齿轮的转动角度即可实现合闸、分闸及分闸锁定状态的切换，无需通过对脱扣轴的位置的感应判定给电机施加正传或反转信号使所配断路器闭合或断开，降低了成本，而且产品功能性不容易失效，可靠性高。

进一步完善，所述弧形凸台232的外侧至少设置有两个间隔的卡齿233，两个间隔的卡齿233之间形成卡位，与脱扣连接件进行两点接触，增强接触面积，提高脱扣锁定的效果。

进一步完善，所述卡齿233与所述输出齿轮23的齿对应重合，一方面可以使卡齿233距离输出齿轮23圆心的距离足够大，保证脱扣连接件具有较大的活动行程，另一方可以使卡齿233处外侧的厚度变宽，增强了卡齿233的结构强度，而且使得脱扣连接件活动时不容易跳开卡齿233。

进一步完善，所述拨动齿轮231为扇形齿轮结构，为不完全齿轮结构，在具有电动分合闸功能的同时，保证短路器手柄具有自由活动的状态，所述弧形凸台232位于拨动齿轮231的圆形角方位内，保证拨动齿轮231电动合闸时弧形凸台232不会进行脱扣，不会发生冲突。

进一步完善，所述弧形凸台232与拨动齿轮231位于输出齿轮23的同一侧壁上，可以方便模具制造，降低成本，所述弧形凸台232的厚度小于拨动齿轮231的厚度，使得弧形凸台232与手柄齿轮22相互错开设置，弧形凸台232不会和手柄齿轮的运动发生干涉。

如附图1-2所示，所述传动机构还包括蜗轮蜗杆组件和齿轮组件，所述蜗轮蜗杆组件包括固定安装在分合闸电机21输出端的蜗杆24和与蜗杆24啮合的蜗轮25，所述齿轮组件包括转动设置在壳体1内壁上的第一主动齿轮251、第一从动齿轮26、第二主动齿轮261、第二从动齿轮27和第三主动齿轮271，所述蜗轮25固定连接第一主动齿轮251，第一主动齿轮251与第一从动齿轮26相啮合，所述第一从动齿轮26固定连接第二主动齿轮261，第二主动齿轮261与第二从动齿轮27相啮合，所述第二从动齿轮27固定连接第三主动齿轮271，第三主动齿轮271与所述输出齿轮23相啮合。分合闸电机21通过蜗轮蜗杆组件和齿轮组件驱动手柄齿轮，蜗轮蜗杆组件具有反向自锁性能，保证了分合闸电机21与手柄齿轮的传动更稳定，输出齿轮23的角度控制更加准确，有利于提高该电动操作机构的工作可靠性

如附图1所示，所述壳体1上对应断路器脱扣轴31处活动设置有锁定拉杆4，该锁定拉杆4设置在壳体1的通孔内，且锁定拉杆4与壳体1之间设置有复位弹簧，锁定拉杆4的一端上设置有拉块41，拉块41上设有锁孔42，所述锁定拉杆4的另一端上设置有拉勾43，拉勾43与断路器脱扣轴31卡扣配合，拉勾43随锁定拉杆4动作且可抵触在断路器脱扣轴31，且实现断路器的锁定。在检修时，在壳体上拉动出拉块41，锁定拉杆4带动拉勾43抵触在断路器脱扣轴31上，且可在锁孔42上挂锁，从而断路器处于脱扣状态，断路器无法合闸，从而便于检修人员检修，有效避免因误操作而引发的安全事故，安全性更高，有利于保障检修人员的人身安全。且该拉杆的结构设计简单，体积小，不会增大整个电动操作机构的体积。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (8)

1.一种物联网断路器的电动操作机构，包括壳体(1)、设置在壳体(1)内的电动操作组件(2)和脱扣装置，其特征是：所述电动操作组件(2)包括分合闸电机(21)、与断路器手柄联动配合的手柄齿轮(22)以及设置在分合闸电机(21)和手柄齿轮(22)之间的传动机构，传动机构由所述分合闸电机(21)驱动，传动机构包括转动设置在壳体(1)内壁上的输出齿轮(23)，输出齿轮(23)上设有拨动齿轮(231)和凸轮件，所述拨动齿轮(231)用于驱动所述手柄齿轮(22)实现电动分合闸操作，所述凸轮件用于驱动所述脱扣装置拨动断路器脱扣轴(31)，实现断路器的电动分闸操作。

2.根据权利要求1所述的一种物联网断路器的电动操作机构，其特征是：所述脱扣装置包括转动设置在壳体(1)内的脱扣连接件(3)，脱扣连接件(3)一端与断路器脱扣轴(31)相配合，所述凸轮件包括设置在输出齿轮(23)偏心位置的弧形凸台(232)，所述弧形凸台(232)与所述脱扣连接件(3)的另一端相配合，弧形凸台(232)转动时可以按压脱扣连接件(3)动作，使其抵触在断路器脱扣轴(31)上，实现断路器的脱扣分闸。

3.根据权利要求2所述的一种物联网断路器的电动操作机构，其特征是：所述弧形凸台(232)的外侧至少设置有两个间隔的卡齿(233)。

4.根据权利要求3所述的一种物联网断路器的电动操作机构，其特征是：所述卡齿(233)与所述输出齿轮(23)的齿对应重合。

5.根据权利要求2所述的一种物联网断路器的电动操作机构，其特征是：所述拨动齿轮(231)为扇形齿轮结构，所述弧形凸台(232)位于拨动齿轮(231)的圆形角方位内。

6.根据权利要求5所述的一种物联网断路器的电动操作机构，其特征是：所述弧形凸台(232)与拨动齿轮(231)位于输出齿轮(23)的同一侧壁上，所述弧形凸台(232)的厚度小于拨动齿轮(231)的厚度，使得弧形凸台(232)与手柄齿轮(22)相互错开设置。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种物联网断路器的电动操作机构，其特征是：所述传动机构还包括蜗轮蜗杆组件和齿轮组件，所述蜗轮蜗杆组件包括固定安装在分合闸电机(21)输出端的蜗杆(24)和与蜗杆(24)啮合的蜗轮(25)，所述齿轮组件包括转动设置在壳体(1)内壁上的第一主动齿轮(251)、第一从动齿轮(26)、第二主动齿轮(261)、第二从动齿轮(27)和第三主动齿轮(271)，所述蜗轮(25)固定连接第一主动齿轮(251)，第一主动齿轮(251)与第一从动齿轮(26)相啮合，所述第一从动齿轮(26)固定连接第二主动齿轮(261)，第二主动齿轮(261)与第二从动齿轮(27)相啮合，所述第二从动齿轮(27)固定连接第三主动齿轮(271)，第三主动齿轮(271)与所述输出齿轮(23)相啮合。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种物联网断路器的电动操作机构，其特征是：所述壳体(1)上对应断路器脱扣轴(31)处活动设置有锁定拉杆(4)，该锁定拉杆(4)设置在壳体(1)的通孔内，且锁定拉杆(4)与壳体(1)之间设置有复位弹簧，锁定拉杆(4)的一端上设置有拉块(41)，拉块(41)上设有锁孔(42)，所述锁定拉杆(4)的另一端上设置有拉勾(43)，拉勾(43)与断路器脱扣轴(31)卡扣配合，拉勾(43)随锁定拉杆(4)动作且可抵触在断路器脱扣轴(31)，且实现断路器的锁定。

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