CN217333977U - 一种操作机构及开关装置 - Google Patents
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Abstract
一种操作机构及开关装置，开关装置包括操作机构。操作机构包括操作件、第一连杆、第一啮合件、第二啮合件、第二连杆和杠杆，第一啮合件和第二啮合件分别枢转安装且相互啮合，第一啮合件上设有滑槽；操作件和杠杆分别枢转安装，第一连杆一端与第二连杆一端铰接，且第一连杆另一端与操作件连接，第二连杆另一端与杠杆连接，第一连杆和第二连杆的铰接端与第一啮合件的滑槽滑动配合，提供一种操作可靠性高的操作机构及开关装置，开关装置的操作机构，由第一啮合件与第二啮合件所组成的啮合机构与传动机构是可以相互独立的机构，使得操作机构在正常闭合、断开操作时，啮合机构基本处于静止状态，大大提高了整个机构的操作可靠性。
Description
技术领域
本发明创造涉及低压电器技术领域，具体涉及一种操作机构及开关装置。
背景技术
随着经济的发展，小型化和智能化已成为低压电器元器件的发展趋势，期望电器产品能在尽量小的体积里具有多种功能，以实现不同的场合应用。操作机构是电器产品内部最基本的功能模块，在整个电器产品的结构布局中占有较大的空间比例，操作机构的小型化、紧凑化是实现电器产品小型化和智能化的一个主要方向。
现有开关装置在正常闭合、断开操作过程中啮合机构随同传动机构一起运动，影响操作的稳定性和可靠性，开关装置容易出现闭合、断开操作困难或者是误动作。
发明内容
本发明创造的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作可靠性高的操作机构及开关装置。
为实现上述目的，本发明创造采用了如下技术方案：
一种操作机构，包括操作件、第一连杆、第一啮合件、第二啮合件、第二连杆和杠杆，所述第一啮合件和第二啮合件分别枢转安装且相互啮合配合，所述第一啮合件上设有滑槽；所述操作件和杠杆分别枢转安装，第一连杆一端与第二连杆一端铰接，且第一连杆另一端与操作件连接，第二连杆另一端与杠杆连接，第一连杆和第二连杆的铰接端与第一啮合件的滑槽滑动配合。
优选地，所述第一啮合件一端转动安装，另一端设有与第二啮合件啮合配合的第一啮合部，所述滑槽设置在第一啮合件的转轴轴心与第一啮合部之间。
优选地，所述第二啮合件一端转动安装，另一端设有用于触发脱扣的脱扣驱动部，且第二啮合件设有与第一啮合件的第一啮合部滑动配合的滑动面，所述滑动面上设有与第一啮合部啮合配合的凸起的第二啮合部。
优选地，所述操作件通过第一转轴转动安装，所述第二啮合件通过第三转轴转动安装，所述第一啮合件一端通过第二转轴转动安装，另一端的第一啮合部与第二啮合件啮合配合，所述杠杆通过第三转轴转动安装，以所述杠杆和第二连杆的铰接端作为活动顶点、以第一转轴、第二转轴和第三转轴作为固定顶点构成活动四边形，其中所述第一转轴、第三转轴位于该活动四边形的一边的两个顶点处，所述杠杆和第二连杆的铰接端、第二转轴位于该活动四边形的另一边的两个顶点处。
优选地，所述第一啮合件的滑槽为靠近第一啮合件的转轴轴心设置的直线滑槽。
优选地，当杠杆带动活动接触件与静止接触件接触时，第一连杆和第二连杆铰接的铰接端滑动到滑槽靠近第一啮合件的转轴轴心的一端；当杠杆带动活动接触件与静止接触件分离时，第一连杆和第二连杆铰接的铰接端滑动到滑槽远离第一啮合件的转轴轴心的一端。
优选地，所述杠杆用于与活动接触件连接，所述杠杆一端转动安装，活动接触件通过超程弹性件安装在杠杆另一端，第二连杆与杠杆中部连接。
优选地，还包括杠杆弹性件，所述杠杆弹性件给杠杆施加向远离第二连杆方向转动的作用力。
优选地，还包括第二啮合件弹性件，所述第二啮合件弹性件给第二啮合件施加向靠近第一啮合件方向转动的作用力。
优选地，还包括操作件弹性件，所述操作件弹性件给操作件施加向远离杠杆方向转动的作用力。
优选地，所述操作件转动行程的两端与操作止位件配合，对操作件的行程两端进行限位。
优选地，所述第一连杆和第二连杆的铰接端对第一啮合件的作用力F驱动第一啮合件向一侧转动，所述第一啮合件和第二啮合件啮合端对第一啮合件的作用力F2限制第一啮合件的转动，作用力F1的力臂L1小于作用力F2的力臂L2。
优选地，所述活动接触件与静止接触件闭合状态下，力臂L1与力臂L2之比为1：6。
一种开关装置，包括上述技术方案中的任意一种操作机构。
本发明创造的开关装置的操作机构，由第一啮合件和第二啮合件构成啮合配合的啮合机构，由操作件、第一连杆、第二连杆、杠杆和第一啮合件上的滑槽构成传动机构，用于驱动活动接触件摆动与静止接触件配合，操作件、第一连杆、第二连杆、杠杆相互铰接，具有两个自由度，在第一啮合件上设有滑槽，将第一连杆与第二连杆的铰接点限制在滑槽内滑动，从而限制了一个自由度，实现传动，由第一啮合件与第二啮合件所组成的啮合机构与传动机构是可以相互独立的机构，使得操作机构在正常闭合、断开操作时，啮合机构基本处于静止状态，大大提高了整个机构的操作可靠性。
附图说明
图1是本发明创造开关装置处于断开状态时的结构原理图；
图2是本发明创造开关装置处于闭合状态时的结构原理图；
图3是本发明创造开关装置处于脱扣状态时的结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图1至3给出的实施例，进一步说明本发明创造的操作机构及开关装置的具体实施方式。本发明创造的操作机构及开关装置不限于以下实施例的描述。
本发明创造的开关装置包括操作机构，开关装置的一个具体实施例为断路器。
如图1-3所示，本发明创造的操作机构包括操作件2、第一连杆3、第一啮合件4、第二啮合件5、第二连杆7和杠杆6，所述第一啮合件4和第二啮合件5分别枢转安装且相互啮合配合，所述第一啮合件4上设有滑槽42；所述操作件2和杠杆6分别枢转安装，第一连杆3一端与第二连杆7一端铰接，且第一连杆3另一端与操作件2连接，第二连杆7另一端与杠杆6连接，第一连杆3和第二连杆7的铰接端与第一啮合件4的滑槽42滑动配合。
本发明创造的操作机构，由第一啮合件4和第二啮合件5构成啮合配合的啮合机构，由操作件2、第一连杆3、第二连杆7、杠杆6和第一啮合件4的滑槽42构成传动机构，用于驱动活动接触件8摆动与静止接触件9配合，操作件2、第一连杆3、第二连杆7、杠杆6相互铰接，具有两个自由度，即第二连杆7的两端，在第一啮合件4上设有滑槽42，将第一连杆3与第二连杆7的铰接点限制在滑槽42内滑动，从而限制了一个自由度，实现分合闸的传动，由第一啮合件4与第二啮合件5所组成的啮合机构与传动机构是可以相互独立的机构，使得操作机构在正常闭合、断开操作时，啮合机构基本处于静止状态，大大提高了整个机构的操作可靠性。
如图1-3所示的原理图，操作件2、第一啮合件4、第二啮合件5和杠杆6分别转动安装在开关装置的壳体1或支架1内，且第一啮合件4和第二啮合件5啮合配合，第一连杆3一端与操作件2连接，另一端与第二连杆7连接，第二连杆7另一端与杠杆6连接，活动接触件8安装在杠杆6上，静止接触件9与活动接触件8相对设置，第一连杆3与第二连杆7的铰接端伸入所述第一啮合件4的滑槽42内，在开关装置进行正常闭合和断开操作时，铰接端只能沿滑槽42滑动。
如图1所示，开关装置处于正常断开状态，按图中所示的方向，操作件2伸出壳体1一端位于操作件2转动轴心的左侧，此时将操作件2伸出壳体1一端向右侧摆动，使操作件2位于壳体1内另一端向操作件2转动轴心的左侧摆动，带动第一连杆3的一端向左侧移动，且驱动第一连杆3和第二连杆7的铰接端沿滑槽42向左侧滑动，使第二连杆7拉动杠杆6，杠杆6带动活动接触件8向左侧摆动，与静止接触件9接触，切换到图2所示的开关装置的闭合状态。
如图2所示，开关装置处于闭合状态时，此时将操作件2伸出壳体1一端向左侧摆动，使操作件2位于壳体1内另一端向操作件2转动轴心的右侧摆动，带动第一连杆3的一端向右侧移动，且驱动第一连杆3和第二连杆7的铰接端沿滑槽42向右侧滑动，使第二连杆7推动杠杆6，杠杆6带动活动接触件8向右侧摆动，与静止接触件9分离，切换到图1所示的开关装置的断开状态。
由第一啮合件4与第二啮合件5所组成的啮合机构与传动机构是分开独立的机构，在开关装置进行正常闭合和断开操作时，第一啮合件4和第二啮合件5组成的啮合机构基本处于不动的状态，不随操作机构一起运动，只会因为受力轻微的摆动，主要起到限制第一连杆3和第二连杆7的铰接端的自由度的作用，大大提高了整个机构的操作可靠性。
如图2所示，开关装置处于闭合状态时，当电路出现故障时，第二啮合件5的脱扣驱动部56被触动，如被过载保护机构或短路保护机构触动，从而触发第二啮合件5转动，使第一啮合件4和第二啮合件5的啮合配合瓦解，没有第二啮合件5的限位，第一啮合件4也相应转动，第一连杆3和第二连杆7的铰接端沿滑槽42向右侧滑动，杠杆6带动活动接触件8向右侧摆动，与静止接触件9分离，切换到图3所示的开关装置的脱扣状态。
优选的，所述第一啮合件4一端转动安装，另一端设有与第二啮合件5啮合配合的第一啮合部43，所述滑槽42设置在第一啮合件4的转动轴心和第一啮合部43之间，使得当开关装置处于闭合状态时只需要较小的脱扣力就可以触发第一啮合件4和第二啮合件5脱扣。如图2所示，当开关装置处于闭合状态时，所述第一啮合件4的滑槽42受第一连杆3与第二连杆7的铰接端的压力为F1，力臂为L1，所述第一啮合件4的第一啮合部43受第二啮合件5的第二啮合部53的正压力为F2，力臂为L2，所述第一连杆3和第二连杆7的铰接端对第一啮合件4的作用力F1驱动第一啮合件4向一侧转动，所述第一啮合件4和第二啮合件5啮合端对第一啮合件4的作用力F2限制第一啮合件4的转动，作用力F1的力臂L1小于作用力F2的力臂L2。优选地，所述力臂L1与L2的长度比小于1/4，本实施例中活动接触件8与静止接触件9闭合状态下力臂L1与力臂L2之比为1：6。脱扣力的力臂L2六倍于第一连杆3对滑槽42施加力的力臂L1，使得只需要施加非常小的脱扣力就可以触发操作机构脱扣，可以大大降低对脱扣器的要求，从而降低成本和体积。
进一步，所述第一啮合件4的滑槽42靠近第一啮合件4的转动轴心设置，当开关装置处于闭合状态时，即杠杆6带动活动接触件8与静止接触件9接触时，第一连杆3和第二连杆7铰接的铰接端滑动到滑槽42靠近第一啮合件4的转动轴心的一端；当开关装置处于断开状态时，即杠杆6带动活动接触件8与静止接触件9分离时，第一连杆3和第二连杆7铰接的铰接端滑动到滑槽42远离第一啮合件4的转动轴心的一端，使得在开关装置处于闭合状态时，可以进一步缩小第一连杆3和第二连杆7铰接的铰接端作用在滑槽42上的力臂为L1。
如图1-3所示，优选的，所述第一啮合件4的第一啮合部43具有钝角形状的卡接凸起，与第二啮合件5的第二啮合部53啮合配合。所述第一啮合件4的滑槽42靠近第一啮合件4的转轴轴心设置，滑槽42位于操作件2的一侧下方，滑槽42为向靠近操作件2的上方略微倾斜的直线滑槽，便于第一连杆3和第二连杆7铰接的铰接端的滑动施力。而且，在传动机构的整个传动过程中，开关装置的活动接触件8与静止接触件9处于闭合状态或断开状态下，所述第一连杆3与第二连杆7连接的一端始终比第一连杆3与操作件2连接的一端远离第二啮合件5，便于力的传递和操作机构的整体布局。
优选的，所述第二啮合件5一端转动安装，另一端设有用于触发脱扣的脱扣驱动部56，且第二啮合件5朝向第一啮合件4的侧边设有与第一啮合件4的第一啮合部43滑动配合的滑动面，所述滑动面上设有与第一啮合部43啮合配合的凸起的第二啮合部53。当开关装置处于闭合状态时，所述第一啮合件4的第一啮合部43向下转动与第二啮合件5的第二啮合部53啮合配合，当开关装置处于断开状态时，所述第一啮合件4的第一啮合部43可以略微向上转动，第一啮合件4的第一啮合部43与第二啮合件5的第二啮合部53分离，第二啮合件5保持对第一啮合件4的第一啮合部43的限位，在开关装置正常分合闸时，啮合机构基本不动。当电路出现故障时，第二啮合件5被驱动向远离第一啮合件4的方向转动，第一啮合件4的第一啮合部43没有被限位，转动到第二啮合部53的下方，第一啮合件4变成自由件，杠杆6变成自由件，受到杠杆弹性件的力带动活动接触件8与静止接触件9分离。
优选的，所述杠杆6一端转动安装，活动接触件8通过超程弹性件安装在杠杆6另一端，第二连杆7与杠杆6中部连接。超程弹性件为活动接触件8与接触静止接触件9之间提供接触压力，使得活动接触件8可超程接触静止接触件9，保障两者之间接触可靠性。所述操作机构还包括杠杆弹性件，所述杠杆弹性件给杠杆6施加向远离第二连杆7方向转动的作用力；还包括第二啮合件弹性件，所述第二啮合件弹性件给第二啮合件5施加向靠近第一啮合件4方向转动的作用力。还包括操作件弹性件，所述操作件弹性件给操作件2施加向远离杠杆6方向转动的作用力。所述操作件2转动行程的两端与操作止位件配合，操作止位件可以设置在壳体1或支架1上，对操作件2的行程两端进行限位。如图1所示，开关装置处于断开状态下，所述操作件2则被左端的操作止位件所抵挡；如图2所示，开关装置处于闭合状态下，所述操作件2则被右端的操作止位件所抵挡。
具体的，如图1-3所示，所述操作件2通过第一转轴12转动安装，所述第二啮合件5通过第三转轴14转动安装，所述第一啮合件4一端通过第二转轴11转动安装，另一端的第一啮合部43与第二啮合件5啮合配合，所述第一转轴12、第三转轴14和第二转轴11位于一个钝角三角形的三个顶点处，其中所述第一转轴12位于该钝角三角形的钝角顶点处。所述杠杆6通过第三转轴14转动安装，与所述第二啮合件5同轴设置，以所述杠杆6和第二连杆7的铰接端作为活动顶点、以第一转轴12、第二转轴11和第三转轴14作为固定顶点构成活动四边形，其中所述第一转轴12、第三转轴14位于该活动四边形的共同一边的两个钝角顶点处，所述杠杆6和第二连杆7的铰接端、第二转轴11位于该活动四边形的共同一边的两个锐角顶点处。当然，杠杆6与所述第二啮合件5也可以非同轴设置。需要说明的是，本实施例的钝角特征、锐角特征、三角形，以及三角形各顶点的顺序，均只是一种实施例，不能够代表所有其他实施例，不能限制本案最大的保护范围。所述钝角三角形和活动四边形并无实际连线，仅为方便描述操作件2、第一啮合件4、第二啮合件5、杠杆6和第二连杆7之间的相对位置而假定的形状。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明创造所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造的具体实施只局限于这些说明。对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。
Claims (14)
1.一种操作机构，包括操作件(2)、第一连杆(3)、第一啮合件(4)、第二啮合件(5)、第二连杆(7)和杠杆(6)，其特征在于：所述第一啮合件(4)和第二啮合件(5)分别枢转安装且相互啮合配合，所述第一啮合件(4)上设有滑槽(42)；所述操作件(2)和杠杆(6)分别枢转安装，第一连杆(3)一端与第二连杆(7)一端铰接，且第一连杆(3)另一端与操作件(2)连接，第二连杆(7)另一端与杠杆(6)连接，第一连杆(3)和第二连杆(7)的铰接端与第一啮合件(4)的滑槽(42)滑动配合。
2.根据权利要求1所述的操作机构，其特征在于：所述第一啮合件(4)一端转动安装，另一端设有与第二啮合件(5)啮合配合的第一啮合部(43)，所述滑槽(42)设置在第一啮合件(4)的转轴轴心与第一啮合部(43)之间。
3.根据权利要求2所述的操作机构，其特征在于：所述第二啮合件(5)一端转动安装，另一端设有用于触发脱扣的脱扣驱动部(56)，且第二啮合件(5)设有与第一啮合件(4)的第一啮合部(43)滑动配合的滑动面，所述滑动面上设有与第一啮合部(43)啮合配合的凸起的第二啮合部(53)。
4.根据权利要求1所述的操作机构，其特征在于：所述操作件(2)通过第一转轴(12)转动安装，所述第二啮合件(5)通过第三转轴(14)转动安装，所述第一啮合件(4)一端通过第二转轴(11)转动安装，另一端的第一啮合部(43)与第二啮合件(5)啮合配合，所述杠杆(6)通过第三转轴(14)转动安装，以所述杠杆(6)和第二连杆(7)的铰接端作为活动顶点、以第一转轴(12)、第二转轴(11)和第三转轴(14)作为固定顶点构成活动四边形，其中所述第一转轴(12)、第三转轴(14)位于该活动四边形的一边的两个顶点处，所述杠杆(6)和第二连杆(7)的铰接端、第二转轴(11)位于该活动四边形的另一边的两个顶点处。
5.根据权利要求1所述的操作机构，其特征在于：所述第一啮合件(4)的滑槽(42)为靠近第一啮合件(4)的转轴轴心设置的直线滑槽。
6.根据权利要求1-5任一所述的操作机构，其特征在于：当杠杆(6)带动活动接触件(8)与静止接触件(9)接触时，第一连杆(3)和第二连杆(7) 铰接的铰接端滑动到滑槽(42)靠近第一啮合件(4)的转轴轴心的一端；当杠杆(6)带动活动接触件(8)与静止接触件(9)分离时，第一连杆(3)和第二连杆(7)铰接的铰接端滑动到滑槽(42)远离第一啮合件(4)的转轴轴心的一端。
7.根据权利要求1-5任一所述的操作机构，其特征在于：所述杠杆(6)用于与活动接触件(8)连接，所述杠杆(6)一端转动安装，活动接触件(8)通过超程弹性件安装在杠杆(6)另一端，第二连杆(7)与杠杆(6)中部连接。
8.根据权利要求1-5任一所述的操作机构，其特征在于：还包括杠杆弹性件，所述杠杆弹性件给杠杆(6)施加向远离第二连杆(7)方向转动的作用力。
9.根据权利要求1-5任一所述的操作机构，其特征在于：还包括第二啮合件弹性件，所述第二啮合件弹性件给第二啮合件(5)施加向靠近第一啮合件(4)方向转动的作用力。
10.根据权利要求1-5任一所述的操作机构，其特征在于：还包括操作件弹性件，所述操作件弹性件给操作件(2)施加向远离杠杆(6)方向转动的作用力。
11.根据权利要求1-5任一所述的操作机构，其特征在于：所述操作件(2)转动行程的两端与操作止位件配合，对操作件(2)的行程两端进行限位。
12.根据权利要求1-5任一所述的操作机构，其特征在于：所述第一连杆(3)和第二连杆(7)的铰接端对第一啮合件(4)的作用力F1驱动第一啮合件(4)向一侧转动，所述第一啮合件(4)和第二啮合件(5)啮合端对第一啮合件(4)的作用力F2限制第一啮合件(4)的转动，作用力F1的力臂L1小于作用力F2的力臂L2。
13.根据权利要求12所述的操作机构，其特征在于：操作机构的活动接触件(8)与静止接触件(9)闭合状态下，力臂L1与力臂L2之比为1：6。
14.一种开关装置，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的操作机构。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202123024735.2U CN217333977U (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种操作机构及开关装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202123024735.2U CN217333977U (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种操作机构及开关装置 |
Publications (1)
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| CN217333977U true CN217333977U (zh) | 2022-08-30 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023098840A1 (zh) * | 2021-12-02 | 2023-06-08 | 上海正泰智能科技有限公司 | 一种操作机构及开关装置 |
| WO2023098841A1 (zh) * | 2021-12-02 | 2023-06-08 | 上海正泰智能科技有限公司 | 一种断路器 |
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2021
- 2021-12-02 CN CN202123024735.2U patent/CN217333977U/zh active Active
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