CN217507124U - 手操盘和包括该手操盘的双电源转换开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于双电源转换开关的手操盘，该手操盘包括：扇形凹槽，其从手操盘的旋转中心径向延伸到手操盘的外周，且具有第一扇形圆心角；扇形齿轮，其与手操盘同轴地安装在扇形凹槽中且能在扇形凹槽中转动，扇形齿轮的齿与双电源转换开关的传动机构的输入齿轮啮合，且该扇形齿轮具有第二扇形圆心角；其中，该第一扇形圆心角大于该第二扇形圆心角。本实用新型还提供一种包括该手操盘的双电源转换开关。通过根据本实用新型的改进的手操盘以及包括该手操盘的双电源转换开关，可以有效地避免手操盘上的操作孔角度过大、手柄划出等问题，从而能够更好地配合主簧机构实现双电源转换开关在手动操作时的无关人力特性。

Description

手操盘和包括该手操盘的双电源转换开关

技术领域

本实用新型涉及一种手操盘和包括该手操盘的双电源转换开关。

背景技术

双电源转换开关(TSE)作为保证供电连续性的关键设备，它的带载手动操作性能备受业内的重视，双电源转换开关开关的动作通常是是无关人力的(即通过双电源转换开关内的主簧机构来实现双电源S1和S2的分合闸动作)，且是保证开关动作的可靠与稳定的关键因素。为实现无关人力操作，需要有两个条件：1、需要有一个主簧配合机构的死点位置来实现对动触头的驱动；2、在过死点位置后，操作机构(包括手柄、手操盘、传动机构等在内)的其他零件在任何时候都不会对触头的运动产生影响(例如，操作手柄应刚好被外力固定在传动机构刚过死点的位置不动)。

现有的一种传动机构是齿轮传动机构，其中手操盘直接与传动机构的输入齿轮啮合。为了配合无关人力的需求，选择了将手操盘上用于插入手柄的操作孔的角度放大，这样会带来两个问题：1、在手操力大的时候，尤其当开关的分单单元、结构等体积较大的应用中，容易出现手柄从孔中划出的问题； 2、由于将必要的空程放在手操盘的操作孔上，使得整个手操盘的转动角度更大。这均会造成操作不便，甚至可能有危险发生。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于双电源转换开关的手操盘，该手操盘包括：扇形凹槽，其从手操盘的旋转中心径向延伸到手操盘的外周，且具有第一扇形圆心角；扇形齿轮，其与所述手操盘同轴地安装在扇形凹槽中且能在所述扇形凹槽中转动，扇形齿轮的齿与双电源转换开关的传动机构的输入齿轮啮合，且该扇形齿轮具有第二扇形圆心角；其中，该第一扇形圆心角大于该第二扇形圆心角。

进一步地，所述扇形齿轮具有第一径向侧边和第二径向侧边，且所述扇形凹槽具有用于推动所述第一径向侧边的第一径向侧壁和用于推动所述第二径向侧边的第二径向侧壁。

进一步地，该第一扇形圆心角与该第二扇形圆心角具有角度差。

进一步地，该手操盘具有围绕手操盘的旋转中心形成且与扇形凹槽连通的部分圆柱形凹槽，该扇形齿轮具有围绕扇形齿轮的旋转中心形成且与扇形齿轮的本体连接的部分圆柱体，该部分圆柱体同轴安装在所述部分圆柱形凹槽中。

进一步地，该扇形凹槽还包括沿轴向方向至少部分覆盖扇形凹槽的至少一个端壁。

此外，本实用新型还提供一种双电源转换开关，该双电源转换开关包括如前所述的手操盘。

进一步地，所述扇形凹槽和扇形齿轮构造为，当双电源转换开关处于双分状态时，所述第一径向侧边与第一径向侧壁之间具有第一角距离，且所述第二径向侧边与第二径向侧壁之间具有第二角距离。

进一步地，所述第一角距离和所述第二角距离相等。

进一步地，在双电源转换开关的第一合闸位置，扇形齿轮的第二径向侧边与手操盘的扇形凹槽的第二径向侧壁之间存在第一角间隙。

进一步地，在双电源转换开关的第二合闸位置，扇形齿轮的第一径向侧边与手操盘的扇形凹槽的第一径向侧壁之间存在第二角间隙。

通过根据本实用新型的改进的手操盘以及包括该手操盘的双电源转换开关，可以有效地避免手操盘上的操作孔角度过大、手柄划出等问题，从而能够更好地配合主簧机构实现双电源转换开关在手动操作时的无关人力特性。而且，应用了根据本实用新型的手操盘后，传动机构能够很好地平衡操作力、操作行程与操作孔之间的关系，为操作手柄的多变性提供先决条件。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的双电源转换开关的透视图和平面图；

图2示出了驱动件的透视图；

图3示出了中心转盘的透视图；

图4示出了驱动件和中心转盘的装配关系；

图5-6示出了根据本实用新型的手操盘、扇形凹槽和扇形齿轮的具体构造；

图7示出了根据本实用新型的双电源转换开关进行S1合闸操作的过程；

图8示出了根据本实用新型的双电源转换开关进行S1分闸操作的过程；

图9示出了在第一合闸位置时手操盘与扇形齿轮的角位置关系。

具体实施方式

应理解，说明书和附图中所提到的方位、方向等是为了描述方便而不构成对本实用新型的限制。部件的“轴向”是指做旋转运动的部件本身的转动轴(销)或轴孔的轴线方向。部件的“径向”大致圆形部件的直径方向。另外，本文所用的术语“连接”在未具体指明的情况下包括两部件之间的直接连接和也包括两部件通过一个或多个中间部件实现的间接连接(例如部件A 与部件B直接连接，部件B与部件C直接连接，则部件A与部件C间接连接，均落入“连接”的含义内)。

参见图1，双电源转换开关通常包括手操盘1(包括用于插入手柄的操作孔19)、传动机构4(其可以是齿轮传动系)、用于驱动动触头(未示出) 的驱动盘5、与驱动盘5装配在一起且被传动机构4驱动的中心转盘6和用于驱动中心转盘6的主簧机构7等。

通常来说，当操作双电源转换开关时，用户将手柄(未示出)插入手操盘1以使之转动，手操盘1与传动机构4的输入齿轮41啮合，以能将用户通过手柄(未示出)施加在手操盘1的旋转运动传递给传动机构4，并进而通过传动机构4的输出齿轮42将该旋转运动传递给中心转盘6，中心转盘6 的旋转将压迫主簧机构7，随后主簧机构7在经过相应的弹簧死点后，释放压迫过程中获得的弹性势能并驱动中心转盘6进一步旋转，中心转盘6的进一步旋转将带动与之装配在一起的驱动盘5进行相应的S1或S2的分合闸动作。

参见图2-4，中心转盘6包括沿中心转盘6的径向方向延伸的凸块60，且该凸块被容纳在驱动盘5的相应扇形空腔52中。在进行双电源转换开关的分合闸操作时，该凸块60的侧边601、602能推动扇形空腔52的相应侧壁521、522，从而使驱动盘5进行旋转，并进而使得动触头运动。因此，该凸块60也即传动机构4的输出端60。且具体如图6所示，通过设置凸块60和扇形空腔52的尺寸和角度，在进行分合闸操作时，特别是在中心转盘6被传动机构4驱动并运动到主簧机构7的弹簧死点的过程中，中心转盘6将转过相应驱动角距离，随后才能在主簧机构7进一步驱动中心转盘6的过程中通过凸块60推动扇形空腔52的相应侧壁521、522，以带动驱动盘5进行旋转。

根据本实用新型的一实施例，本实用新型提供一种用于双电源转换开关的经改进的手操盘1，且还提供一种包括该手操盘1的双电源转换开关。

参见图5-6，根据本实用新型的手操盘1包括：扇形凹槽2和扇形齿轮 3。该扇形凹槽2从手操盘1的旋转中心10径向延伸到手操盘1的外周(即在手操盘1的外周上是开放的)，且具有第一扇形圆心角α1。该扇形齿轮3 与所述手操盘1同轴地安装在扇形凹槽2中且能在所述扇形凹槽2中转动，即能围绕扇形齿轮30的旋转中心30(装配状态下通常与旋转中心10重合) 旋转。例如，扇形齿轮3和手操盘1均安装在双电源转换开关的壳架(未示出)上。进而，扇形齿轮3的齿与双电源转换开关的传动机构4的输入齿轮 41啮合。进而，该扇形齿轮3具有第二扇形圆心角α2，且该第一扇形圆心角α1大于该第二扇形圆心角α2。

与常规的在手操盘的外周直接形成与手操盘本体一体的齿(例如通过铸造或其他机加工方法形成)的现有技术相比，本实用新型通过在手操盘1的扇形凹槽2中设置活动的扇形齿轮3而将原本存在于操作孔的空程消除，并将该空程引入到扇形齿轮3和扇形凹槽2之间，不仅改善了手操盘1的操作，而且优化了传动机构4与手操盘1之间的运动，如后文详述。

下面将具体描述根据本实用新型其他优选实施例的扇形齿轮和扇形凹槽的具体构造。

进一步优选地，扇形凹槽2的第一扇形圆心角α1与扇形齿轮3的第二扇形圆心角α2具有角度差β。对于某一常用类型的双电源转换开关来说，该角度差例如可以是24°。

如图2-3所示，所述扇形齿轮3可以具有第一径向侧边31和第二径向侧边32，且所述扇形凹槽2可以相应地具有用于推动所述第一径向侧边31 的第一径向侧壁21和用于推动所述第二径向侧边32的第二径向侧壁22。这些径向侧边和径向侧壁构成了用于传递通过用户施加在手操盘上的旋转运动和作用力的结构。

此外，本实用新型还提出了其他改进。根据一优选实施例，参见图3，该手操盘1可以具有围绕手操盘1的旋转中心10形成且与扇形凹槽2连通的部分圆柱形凹槽11，该扇形齿轮3具有围绕扇形齿轮3的旋转中心30形成且与扇形齿轮3的本体34连接的部分圆柱体33，该部分圆柱体33同轴安装在所述部分圆柱形凹槽11中。应理解，也可以采取其他方式和结构实现扇形齿轮3与手操盘1的扇形凹槽2的装配。

进一步优选地，该扇形凹槽2还可包括沿轴向方向A至少部分覆盖扇形凹槽2的至少一个端壁23。通过设置端壁23，可以更好地约束扇形齿轮 3的位置，并与其他可能干扰扇形齿轮的结构或部件隔离开。

另外，本实用新型技术方案还提供一种包括该手操盘1的双电源转换开关。且进一步优选地，在该双电源转换开关中，所述扇形凹槽2和所述扇形齿轮3还可以构造为，当双电源转换开关的传动机构4处于双分状态时，所述第一径向侧边31与第一径向侧壁21之间具有第一角距离，且所述第二径向侧边32与第二径向侧壁22之间具有第二角距离。也就是说，该第一角距离和第二角距离形成了如上所述的“空程”，使得手操盘1需转过相应的角距离才能实现相应径向侧壁对相应径向侧边的推动。即，从双分状态开始，手操盘1朝向第一合闸方向转过第一角距离后，所述第一径向侧边31与第一径向侧壁21抵接，随后才对扇形齿轮3进行推动；或者，从双分状态开始，手操盘1朝向第二合闸方向转过第二角距离后，所述第二径向侧边32与第二径向侧壁22抵接，随后才对扇形齿轮3进行推动。

进一步优选地，所述第一角距离和所述第二角距离可以相等，且优选均为β/2。例如对于某一常用类型的双电源转换开关来说，第一角距离和第二角距离是12°。

下面将参考附图描述本实用新型技术方案的双电源转换开关及其工作过程。

以双电源转换开关进行S1合闸操作为例，参见图7，双电源转换开关从双分状态a开始在手操盘1的驱动下进行S1合闸操作。为了简便，在图7 中去掉了对传动机构4的各个齿轮的显示。

首先，手操盘1在手柄的驱动下逆时针转动第一角距离(即转过所谓空程，例如转过12°)，到达状态b；

在该状态b，扇形凹槽2的第一径向侧壁21抵接扇形齿轮3的第一径向侧边31，从而随着手操盘1继续转动，第一径向侧壁21将开始推动扇形齿轮3运动；

从该状态b，手操盘1继续逆时针转动并通过扇形齿轮3、传动机构4 带动中心转盘6顺时针转动，中心转盘6的转动压迫主簧机构7，直至主簧机构7到达第一合闸死点位置，即到达状态c；在此过程中，由于驱动盘5 和中心转盘6之间存在如上所述的驱动角距离，主簧机构7刚过该第一合闸死点时驱动盘5不旋转，即驱动盘5尚未随中心转盘6运动；另外，手操盘 1在主簧机构7刚过第一合闸死点后可停留在当前位置；

从该状态c，主簧机构7将释放其弹性势能，使得中心转盘6在主簧机构7的作用下继续顺时针旋转，并将带动驱动盘5顺时针旋转，以使动触头合闸，到达合闸状态d，即到达双电源转换开关的第一合闸位置，完成S1合闸操作。

与此同时，在从状态c到合闸状态d的过程中，旋转的中心转盘6还将带动与之啮合的输出齿轮42旋转，进而通过传递机构4将该旋转运动传递到扇形齿轮3。由于扇形齿轮3在扇形凹槽2可动且与扇形凹槽2之间存在扇形圆心角之差β，所以即使在主簧机构7被推到第一合闸死点后手操盘1 停留在原位(状态c时)，也不会影响动触头的合闸。

接下来，图8示出了双电源转换开关的S1分闸过程。为了简便，在图 8中去掉了对传动机构4的各个齿轮的显示。

具体地，双电源转换开关从图8所示的S1合闸状态d(也即图7的状态d)开始在手操盘1的驱动下进行S1分闸操作。

从状态d，手操盘1在手柄的驱动下顺时针转动，扇形凹槽2的第二径向侧壁22推动扇形齿轮3的第二径向侧边32，以推动扇形齿轮3运动，并通过传动机构4带动中心转盘6逆时针转动，中心转盘6的转动压迫主簧机构7，直至主簧机构7到达第一分闸死点位置，即到达状态e；在此过程中，由于驱动盘5和中心转盘6之间存在的驱动角距离，主簧机构7刚过该第一分闸死点时驱动盘5不旋转，即驱动盘5尚未随中心转盘6运动；另外，手操盘1在主簧机构7刚过第一分闸死点后可停留在当前位置；

从该状态e，主簧机构7将释放其弹性势能，使得中心转盘6在主簧机构7的作用下继续逆时针旋转，并将带动驱动盘5逆时针旋转，以使动触头分闸，即双电源转换开关回到图8所示的双分状态a(也即图7的双分状态 a)，完成S1分闸操作。

与此同时，在从状态e回到双分状态a的过程中，旋转的中心转盘6也将带动与之啮合的输出齿轮42旋转，进而通过传递机构4将该旋转运动传递到扇形齿轮3。由于扇形齿轮3在扇形凹槽2可动且与扇形凹槽2之间存在扇形圆心角之差β，所以即使在主簧机构7被推到第一分闸死点后手操盘 1停留在原位(状态e时)，不也会影响动触头的分闸。

根据以上对S1分合闸操作的描述，本领域技术人员可以理解，双电源转换开关进行S2分合闸操作的过程与S1分闸操作的过程类似。简要地说，从双分状态a开始，手操盘1可以在手柄的驱动下顺时针转动第二角距离 (即转过所谓空程，例如转过12°)，随后推动扇形齿轮3，并进而推动传动机构4等，进而完成S2合闸操作，而从S2合闸状态，手操盘1在手柄的驱动下逆时针转动，则可进行S2分闸操作。且参照如上所述的S1分合闸过程，本领域技术人员可以理解在第二合闸位置和第二分闸位置前后的手操盘 1、扇形齿轮3、传动机构4、驱动盘5、中心转盘6等的运动过程、相对位置和运动关系，在此不再赘述。

进一步优选地，在双电源转换开关的第一合闸位置(图7的状态d)，扇形齿轮3的第二径向侧边32与手操盘1的扇形凹槽2的第二径向侧壁22之间可以存在第一角间隙G，如图9所述。该第一角间隙G例如是1-2°的间隙。这可以通过安排扇形齿轮3和传动机构4之间的位置和传动关系来实现：在经过第一合闸死点后(即从状态c到状态d的过程中)，扇形齿轮3被所述传动机构4的输入齿轮41带动并转过非，该第一角度为所述角度差β减所述第一角间隙。

类似地，在双电源转换开关的第二合闸位置，扇形齿轮3的第一径向侧边31与手操盘1的扇形凹槽2的第一径向侧壁21之间存在第二角间隙(未示出)，例如1-2°的间隙。这可以通过安排扇形齿轮3和传动机构4之间的位置和传动关系来实现：即在经过第二合闸死点后，扇形齿轮3被所述传动机构4的输入齿轮41带动并转过第二角度，此时，该第二角度为所述角度差β减所述第二角间隙。

通过设置这种角间隙，在到达第一和第二合闸位置时，手操盘1和扇形齿轮3之间不会抵靠过于紧密，避免二者之间应力过大。

通过根据本实用新型的改进的手操盘以及包括该手操盘的双电源转换开关，可以有效地避免手操盘上的操作孔角度过大、手柄划出等问题，从而能够更好地配合主簧机构实现双电源转换开关在手动操作时的无关人力特性。而且，应用了根据本实用新型的手操盘后，传动机构能够很好地平衡操作力、操作行程与操作孔之间的关系，为操作手柄的多变性提供先决条件。

上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种用于双电源转换开关的手操盘(1)，其特征在于，该手操盘(1)包括：

扇形凹槽(2)，其从手操盘(1)的旋转中心(10)径向延伸到手操盘(1)的外周，且具有第一扇形圆心角(α1)；

扇形齿轮(3)，其与所述手操盘(1)同轴地安装在扇形凹槽(2)中且能在所述扇形凹槽(2)中转动，扇形齿轮(3)的齿与双电源转换开关的传动机构(4)的输入齿轮(41)啮合，且该扇形齿轮(3)具有第二扇形圆心角(α2)；

其中，该第一扇形圆心角(α1)大于该第二扇形圆心角(α2)。

2.如权利要求1所述的手操盘(1)，其特征在于，所述扇形齿轮(3)具有第一径向侧边(31)和第二径向侧边(32)，且所述扇形凹槽(2)具有用于推动所述第一径向侧边(31)的第一径向侧壁(21)和用于推动所述第二径向侧边(32)的第二径向侧壁(22)。

3.如权利要求2所述的手操盘(1)，其特征在于，该第一扇形圆心角(α1)与该第二扇形圆心角(α2)具有角度差(β)。

4.如权利要求1-3中任一项所述的手操盘(1)，其特征在于，该手操盘(1)具有围绕手操盘(1)的旋转中心(10)形成且与扇形凹槽(2)连通的部分圆柱形凹槽(11)，该扇形齿轮(3)具有围绕扇形齿轮(3)的旋转中心(30)形成且与扇形齿轮(3)的本体(34)连接的部分圆柱体(33)，该部分圆柱体(33)同轴安装在所述部分圆柱形凹槽(11)中。

5.如权利要求1-3中任一项所述的手操盘(1)，其特征在于，该扇形凹槽(2)还包括沿轴向方向至少部分覆盖扇形凹槽(2)的至少一个端壁(23)。

6.一种双电源转换开关，其特征在于，该双电源转换开关包括如权利要求1-5中任一项所述的手操盘(1)。

7.如权利要求6所述的双电源转换开关，其特征在于，所述扇形齿轮(3)具有第一径向侧边(31)和第二径向侧边(32)，且所述扇形凹槽(2)和扇形齿轮(3)构造为，当双电源转换开关处于双分状态时，所述第一径向侧边(31)与第一径向侧壁(21)之间具有第一角距离，且所述第二径向侧边(32)与第二径向侧壁(22)之间具有第二角距离。

8.如权利要求7所述的双电源转换开关，其特征在于，所述第一角距离和所述第二角距离相等。

9.如权利要求7-8中任一项所述的双电源转换开关，其特征在于，在双电源转换开关的第一合闸位置，扇形齿轮(3)的第二径向侧边(32)与手操盘(1)的扇形凹槽(2)的第二径向侧壁(22)之间存在第一角间隙。

10.如权利要求7-8中任一项所述的双电源转换开关，其特征在于，在双电源转换开关的第二合闸位置，扇形齿轮(3)的第一径向侧边(31)与手操盘(1)的扇形凹槽(2)的第一径向侧壁(21)之间存在第二角间隙。

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