CN217588829U - 传动机构、断路器及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传动机构、断路器及设备，该传动机构包括控制模块、舵机、蜗杆、涡轮、凸轮、心形齿轮、电位器、不完全齿轮、操作手柄和微动行程开关；舵机、电位器和微动行程开关均与控制模块电气连接；其中，舵机的输出轴与蜗杆连接，涡轮与蜗杆啮合；凸轮、心形齿轮和电位器均与涡轮同轴设置；当心形齿轮跟随涡轮转动到一定位置时，心形齿轮与不完全齿轮啮合；操作手柄与不完全齿轮同轴设置；微动行程开关用于检测断路器的分合闸状态；控制模块用于接收断路器的分合闸命令，并根据分合闸命令驱动舵机转动；以及，用于检测微动行程开关的状态和电位器的转动角度，并根据微动行程开关的状态和电位器的转动角度驱动舵机停止。

Description

传动机构、断路器及设备

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，尤其是涉及一种传动机构、断路器及设备。

背景技术

智能微型断路器是一种能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流以及能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。智能微型断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、电机传动机构、脱扣器、外壳等构成。

目前，市场上出现的智能微型断路器多为直流电机驱动传动机构，远程控制断路器的开合闸。但由于直流电机无法瞬间停止，造成传动机构容易出现过冲，导致断路器的分合闸位置和分合闸时间不准确以及电机卡死等现象，存在严重的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一方面实施例提供了一种传动机构，能够有效避免因传动机构过冲导致断路器的分合闸位置和分合闸时间不准确等问题，有利于提高安全性。

本实用新型的第二方面实施例提供了一种断路器。

本实用新型的第三方面实施例提供了一种设备。

本实用新型的第四方面实施例提供了一种设备。

为实现本实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面实施例的传动机构，包括控制模块、舵机、蜗杆、涡轮、凸轮、心形齿轮、电位器、不完全齿轮、操作手柄和微动行程开关；所述舵机、所述电位器和所述微动行程开关均与所述控制模块电气连接；其中，

所述舵机的输出轴与所述蜗杆连接，所述涡轮与所述蜗杆啮合；所述凸轮、所述心形齿轮和所述电位器均与所述涡轮同轴设置；所述不完全齿轮设置在所述心形齿轮的上方，且当所述心形齿轮跟随所述涡轮转动到一定位置时，所述心形齿轮与所述不完全齿轮啮合；所述操作手柄与所述不完全齿轮同轴设置；所述微动行程开关用于检测断路器的分合闸状态；

所述控制模块，用于接收断路器的分合闸命令，并根据分合闸命令驱动所述舵机转动；以及，用于检测所述微动行程开关的状态和所述电位器的转动角度，并根据所述微动行程开关的状态和所述电位器的转动角度驱动舵机停止。

根据本实用新型实施例的传动机构，至少具有如下有益效果：采用舵机作为动力源，结合蜗杆、涡轮、凸轮、心形齿轮、不完全齿轮和操作手柄实现传动，完成断路器的分合闸动作；传动机构简单、运行稳定、可靠性高；以舵机作为动力源能够有效解决现有的断路器由直流电机作为动力源造成的传动机构过冲、卡死等问题。利用控制模块、电位器和微动行程开关多重检测控制，使舵机停止转动的位置和时刻更加准确，进而使得断路器的分合闸位置和分合闸时间更加准确，有利于提高安全性。

根据本实用新型的一些实施例，所述涡轮和所述凸轮一体成型。

根据本实用新型的一些实施例，所述心形齿轮包括第一转动部和第一齿牙部；所述第一齿牙部设置在所述第一转动部的部分周向侧壁；所述第一转动部与所述涡轮同轴连接；所述第一齿牙部与所述不完全齿轮啮合，以带动所述不完全齿轮转动。

根据本实用新型的一些实施例，所述不完全齿轮包括第二旋转部和第二齿牙部；所述第二齿牙部设置在所述第二旋转部远离所述涡轮的一端的部分周向侧壁；所述第一齿牙部与所述第二齿牙部啮合，以带动所述不完全齿轮转动。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二旋转部靠近所述涡轮的一端沿其轴向延伸有弧形凸起；所述弧形凸起的外侧壁与所述微动行程开关的触点接触或分离，以切换所述微动行程开关的状态。

根据本实用新型的一些实施例，还包括脱扣组件，所述脱扣组件设置在所述凸轮的一侧，用于在所述凸轮的作用下控制所述操作手柄动作。

根据本实用新型的一些实施例，所述脱扣组件包括脱扣杠杆和脱扣拨杆，所述脱扣杠杆包括摆动部和第一摆臂；所述第一摆臂设置在所述摆动部靠近所述凸轮的轴向侧面；所述第一摆臂的下端面与所述脱扣拨杆接触；所述第一摆臂朝向所述凸轮的一侧延伸有触角；所述凸轮的边缘按压所述触角使所述第一摆臂发生摆动，所述第一摆臂摆动按压所述脱扣拨杆以使所述脱扣拨杆移动。

根据本实用新型的第二方面实施例的一种断路器，包括如第一方面实施例所述的传动机构。

根据本实用新型的第三方面实施例的一种设备，包括如第一方面实施例所述的传动机构。

根据本实用新型的第四方面实施例的一种设备，包括如第二方面实施例的断路器。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的传动机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的传动机构的主视图；

图3为本实用新型实施例的传动机构的后视图。

图4和图5为本实用新型实施例的涡轮和凸轮的结构示意图；

图6和图7为本实用新型实施例的心形齿轮的结构示意图；

图8和图9为本实用新型实施例的不完全齿轮的结构示意图；

图10为本实用新型实施例的操作手柄的结构示意图；

图11为本实用新型实施例的脱扣杠杆的结构示意图；

图12为本实用新型实施例的断路器的结构示意图；

图13为本实用新型实施例的去掉部分壳体的断路器的结构示意图；

图14为本实用新型实施例的传动机构在断路器内部的安装结构示意图。

附图标记：

壳体100、支座110、舵机200、蜗杆300、涡轮400、凸轮410；

心形齿轮420、第一转动部421、第一齿牙部422；

电位器430；

不完全齿轮500、第二旋转部510、弧形凸起511、柱形凸起512、凹槽513、第二齿牙部520；

操作手柄600、第三旋转部610、旋转通孔611、手柄部620；

微动行程开关700；

脱扣组件800、脱扣杠杆810、摆动部811、第一摆臂812、触角814、第二摆臂813、脱扣拨杆820；

分闸电磁铁900

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，术语“中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、周向、径向、轴向”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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

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”、“设置”、“布置”等应做广义理解，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。

下面参考图1至图11描述根据本实用新型的第一方面实施例的传动机构。

如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的传动机构，包括控制模块(图中未示出)、舵机200、蜗杆300、涡轮400、凸轮410、心形齿轮420、电位器430、不完全齿轮500、操作手柄600、微动行程开关700；舵机200、电位器430和微动行程开关700均与控制模块电气连接。

其中，舵机200的输出轴与蜗杆300沿其长度方向的一端连接，蜗杆300沿其长度方向的另一端与支座110转动连接；涡轮400设置在蜗杆300的上方，并与蜗杆300啮合传动；凸轮410、心形齿轮420和电位器430均与涡轮400同轴设置，且涡轮400位于在凸轮410和心形齿轮420之间；电位器430位于凸轮410远离涡轮400的一侧；电位器430用于检测涡轮400的转动角度。不完全齿轮500设置在心形齿轮420的上方，且当心形齿轮420跟随涡轮400转动到一定位置时，心形齿轮420会与不完全齿轮500发生啮合。操作手柄600与不完全齿轮500同轴设置，并跟随不完全齿轮500转动。微动行程开关700用于检测断路器的分合闸状态。

控制模块，用于接收断路器的合闸命令或分闸命令，并根据该合闸命令或分闸命令驱动舵机200转动；以及，用于检测微动行程开关700的工作状态和电位器430的转动角度，并根据微动行程开关700的工作状态和电位器430的转动角度驱动舵机200停止转动。

在本申请中，采用舵机200作为动力源，结合蜗杆300、涡轮400、凸轮410、心形齿轮420、不完全齿轮500和操作手柄600实现传动，完成断路器的分合闸动作；传动机构简单，各个部件排布紧凑，在有利于减小传动机构的占用空间的同时，能够保证传动机构可靠运行。利用控制模块、电位器430和微动行程开关700多重检测控制，使舵机200停止转动的位置和时刻更加准确，进而使得断路器的分合闸位置和分合闸时间更加准确，有利于提高安全性。舵机200具有模块化齿轮组、旋转角度可控制、扭矩大、体积小、启停稳定、运行稳定以及成本低等特点，舵机200作为动力源能够有效解决现有的断路器由直流电机作为动力源造成的传动机构过冲、卡死等问题。

如图4和图5所示，在本实用新型的一些具体实施例中，涡轮400和凸轮410一体成型，以保证涡轮400和凸轮410能够同步转动。

如图6和图7所示，在本实用新型的一些具体实施例中，心形齿轮420包括第一转动部421和第一齿牙部422；第一转动部421呈圆盘结构，第一转动部421和第一齿牙部422的厚度相同，且第一齿牙部422设置在第一转动部421的部分周向侧壁；心形齿轮420通过第一转动部421与涡轮400同轴连接；当第一转动部421在涡轮400的作用下转动一定角度时，第一齿牙部422会与不完全齿轮500啮合，以带动不完全齿轮500转动。

如图8和图9所示，在本实用新型的一些具体实施例中，不完全齿轮500包括第二旋转部510和第二齿牙部520；第二旋转部510呈圆柱形结构，第二齿牙部520设置在第二旋转部510远离涡轮400的一端的部分周向侧壁；当第一转动部421在涡轮400的作用下转动一定角度时，第一齿牙部422与第二齿牙部520啮合，以带动不完全齿轮500转动。

第二旋转部510靠近涡轮400的一端沿其轴向延伸有弧形凸起511；在不完全齿轮500转动的过程中，弧形凸起511的外侧壁与微动行程开关700的触点接触或分离，以切换微动行程开关700的闭合或断开状态。

第二旋转部510远离涡轮400的一端沿其轴向延伸有柱形凸起512；柱形凸起512的中部开设有凹槽513。

如图10所示，在本实用新型的一些具体实施例中，操作手柄600包括第三旋转部610和手柄部620，手柄部620设置在旋转部610的轴向侧面。第三旋转部610与不完全齿轮500同轴设置，第三旋转部610的中部开设有旋转通孔611。

具体地，不完全齿轮500和操作手柄600之间的连接轴的一端可根据凹槽513的截面形状进行设置，连接轴的另一端可根据旋转通孔611的形状进行设置，连接轴的一端插入凹槽513中，另一端插入旋转通孔611中，在实现不完全齿轮500和操作手柄600的同轴设置的同时，还能够实现不完全齿轮500和操作手柄600稳定同步转动。需要说明的是，凹槽513的截面形状和旋转通孔611的形状在本申请中不作具体限制，可以是三角形、方形、菱形等等，凹槽513的截面形状和旋转通孔611的形状可以相同或不同。

如图1至图3所示，在本实用新型的一些具体实施例中，该传动机构还包括脱扣组件800，脱扣组件800设置在凸轮410的一侧，用于在凸轮410的作用下控制操作手柄600动作。

具体地，脱扣组件800包括脱扣杠杆810和脱扣拨杆820。如图11所示，脱扣杠杆810包括摆动部811、第一摆臂812和第二摆臂813。摆动部811、第一摆臂812和第二摆臂813一体成型；第一摆臂812和第二摆臂813环绕摆动部811设置，且第一摆臂812设置在摆动部811靠近凸轮410的轴向侧面。第一摆臂812的下端面与脱扣拨杆820接触；第一摆臂812朝向凸轮410的一侧延伸有触角814。当凸轮410转动一定角度时，凸轮410的边缘会按压触角814使第一摆臂812发生摆动，通过第一摆臂812摆动按压脱扣拨杆820以使脱扣拨杆820发生移动。

第二摆臂813设置在摆动部811远离凸轮410的轴向侧面；分闸电磁铁900设置在第二摆臂813的下方，分闸电磁铁900的推杆向上移动并与第二摆臂813的下端面接触。

整个工作过程如下：

在本申请中，当个断路器处于分闸状态时，操作手柄600位于分闸位置；此时，可以通过电脑或手机APP向控制模块发送合闸命令；控制模块接收到合闸命令后驱动舵机200正向转动，舵机200通过蜗杆300带动涡轮400以及与涡轮400同轴的心形齿轮420一起转动；当心形齿轮420转动到一定位置时，心形齿轮420上的第一齿牙部422会与不完全齿轮500上的第二齿牙部520啮合，以带动不完全齿轮500转动；同时，操作手柄600也跟随不完全齿轮500转动至合闸位置；当操作手柄600位于合闸位置时，不完全齿轮500上的弧形凸起511会触碰微动行程开关700的触点并使其由断开状态转变为闭合状态；控制模块根据检测到微动行程开关700的状态变化，驱动舵机200停止转动；同时，心形齿轮420到达脱扣等待位；不完全齿轮500上的弧形凸起511与微动行程开关700的触点分离，微动行程开关700的触点复位成断开状态；如此即完成一次从分闸到合闸的过程。

在本申请中，当个断路器处于合闸状态时，操作手柄600位于合闸位置；此时，可以通过电脑或手机APP向控制模块发送分闸命令；控制模块接收到分闸命令后驱动舵机200正向转动，舵机200通过蜗杆300带动涡轮400以及与涡轮400同轴的凸轮410一起转动；在转动过程中，凸轮410会触动脱扣杠杆810上的触角814使第一摆臂812摆动；第一摆臂812摆动使脱扣拨杆820发生移动，脱扣拨杆820移动使断路器内部的弹簧变形；弹簧变形导致操作手柄600不平衡，操作手柄600会被弹回到分闸位置。在此过程中，不完全齿轮500发生转动，由合闸位置转到分闸位置；不完全齿轮500上的弧形凸起511会脱离微动行程开关700的触点并使其由闭合状态转变为断开状态；舵机200继续转动到合闸等待位置；控制模块根据检测到微动行程开关700的状态变化以及电位器430跟随涡轮400转动到设定值，驱动舵机200停止转动；如此即完成一次从合闸到分闸的过程。

如图12至图14所示，根据本实用新型的第二方面实施例的一种断路器，包括壳体100和本实用新型上述第一方面实施例所述的传动机构；壳体100具有中空的腔体结构，部分传动机构设置在壳体100的腔体内。

采用上述技术方案中的断路器，具有如上述传动机构的全部有益效果，在此不再赘述。

根据本实用新型的第三方面实施例的一种设备，包括本实用新型上述第一方面实施例所述的传动机构。

根据本实用新型的第四方面实施例的一种设备，包括本实用新型上述第二方面实施例所述的断路器。

需要说明的是，第三方面实施例和第四方面实施例的一种设备，包括但不限于控电箱、空气绝缘开关柜、氮气绝缘开关柜、六氟化硫气体绝缘开关柜、固体绝缘开关柜和复合绝缘开关柜等，且该设备涵盖多种电压等级。

采用上述技术方案中的设备，具有如上述传动机构和断路器的全部有益效果，在此不再赘述。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种传动机构，其特征在于，包括控制模块、舵机(200)、蜗杆(300)、涡轮(400)、凸轮(410)、心形齿轮(420)、电位器(430)、不完全齿轮(500)、操作手柄(600)和微动行程开关(700)；所述舵机(200)、所述电位器(430)和所述微动行程开关(700)均与所述控制模块电气连接；其中，

所述舵机(200)的输出轴与所述蜗杆(300)连接，所述涡轮(400)与所述蜗杆(300)啮合；所述凸轮(410)、所述心形齿轮(420)和所述电位器(430)均与所述涡轮(400)同轴设置；所述不完全齿轮(500)设置在所述心形齿轮(420)的上方，且当所述心形齿轮(420)跟随所述涡轮(400)转动到一定位置时，所述心形齿轮(420)与所述不完全齿轮(500)啮合；所述操作手柄(600)与所述不完全齿轮(500)同轴设置；所述微动行程开关(700)用于检测断路器的分合闸状态；

所述控制模块，用于接收断路器的分合闸命令，并根据分合闸命令驱动所述舵机(200)转动；以及，用于检测所述微动行程开关(700)的状态和所述电位器(430)的转动角度，并根据所述微动行程开关(700)的状态和所述电位器(430)的转动角度驱动舵机(200)停止。

2.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述涡轮(400)和所述凸轮(410)一体成型。

3.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述心形齿轮(420)包括第一转动部(421)和第一齿牙部(422)；所述第一齿牙部(422)设置在所述第一转动部(421)的部分周向侧壁；所述第一转动部(421)与所述涡轮(400)同轴连接；所述第一齿牙部(422)与所述不完全齿轮(500)啮合，以带动所述不完全齿轮(500)转动。

4.根据权利要求3所述的传动机构，其特征在于，所述不完全齿轮(500)包括第二旋转部(510)和第二齿牙部(520)；所述第二齿牙部(520)设置在所述第二旋转部(510)远离所述涡轮(400)的一端的部分周向侧壁；所述第一齿牙部(422)与所述第二齿牙部(520)啮合，以带动所述不完全齿轮(500)转动。

5.根据权利要求4所述的传动机构，其特征在于，所述第二旋转部(510)靠近所述涡轮(400)的一端沿其轴向延伸有弧形凸起(511)；所述弧形凸起(511)的外侧壁与所述微动行程开关(700)的触点接触或分离，以切换所述微动行程开关(700)的状态。

6.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，还包括脱扣组件(800)，所述脱扣组件(800)设置在所述凸轮(410)的一侧，用于在所述凸轮(410)的作用下控制所述操作手柄(600)动作。

7.根据权利要求6所述的传动机构，其特征在于，所述脱扣组件(800)包括脱扣杠杆(810)和脱扣拨杆(820)，所述脱扣杠杆(810)包括摆动部(811)和第一摆臂(812)；所述第一摆臂(812)设置在所述摆动部(811)靠近所述凸轮(410)的轴向侧面；所述第一摆臂(812)的下端面与所述脱扣拨杆(820)接触；所述第一摆臂(812)朝向所述凸轮(410)的一侧延伸有触角(814)；所述凸轮(410)的边缘按压所述触角(814)使所述第一摆臂(812)发生摆动，所述第一摆臂(812)摆动按压所述脱扣拨杆(820)以使所述脱扣拨杆(820)移动。

8.一种断路器，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一一项所述的传动机构。

9.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一一项所述的传动机构。

10.一种设备，其特征在于，包括如权利要求8所述的断路器。

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