CN218004645U - 一种直线式驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种直线式驱动装置，包括永磁机构、与永磁机构内部铁芯相连的电动轴，电动轴上设有三组分别对应三相的拐臂，每个拐臂均为倒L形，拐臂上端与一点铰接，拐臂下端与另一点铰接，与拐臂下端铰接的点跟随电动轴移动；拐臂的中间位置开有一U形孔，在该U形孔内设有限位销，限位销直径小于U形孔长度。本实用新型由原来的永磁体摆线式运动轨迹改为现在的直线式驱动机构，去除原来的焊接拐臂轴，减少零部件的数量，同时也缩小了机箱体积。

Description

一种直线式驱动装置

技术领域

本实用新型涉及高压开关的生产制造，具体是一种直线式驱动装置。

背景技术

电能都是通过开关设备来提供，开关设备在电力输配电系统中有着非常重要的作用，主要负责电能的保护、测量、控制、转换等，在各种生产场所、居民建筑中有着非常广泛的应用。

目前开关最常用的驱动机构类型有永磁机构、弹簧机构和电磁机构三种类型，其中永磁机构由于其机械结构简化，成本降低，故障点少，能够实现免维护，节省维修费用等特点被广泛应用。现有永磁开关的驱动方式均为通过永磁机构动铁芯的上下运动，通过拐臂杆，操作绝缘子作用于真空灭弧室的动触头，实现开关的分闸或合闸。该机构拐臂的运动轨迹为摆幅式的圆弧轨迹，其在正常的动能转换上存在着一定的动能损失，而且由于其弧线式运动轨迹致使真空灭弧室的动、静触头在闭合和断开的瞬间是点与点的接触而不是面与面的接触，影响了开关的动作质量。将每相的拐臂片、主传动拐臂均焊接在拐臂轴上，通过永磁体铁芯轴的上下运动驱动主拐臂来带动拐臂轴摆幅式圆弧运动，带动每相的拐臂进行动作；这种驱动方式首先是焊接结构工艺很难保证三相的同期性，其次是弧线驱动方式严重影响了其分合闸的质量，再就是降低了真空灭弧室的使用寿命和使用效果。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种直线式驱动装置，由原来的永磁体摆线式运动轨迹改为现在的直线式驱动机构，去除原来的焊接拐臂轴，减少零部件的数量，同时也缩小了机箱体积。

为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种直线式驱动装置，包括永磁机构、与永磁机构内部铁芯相连的电动轴，电动轴上设有三组分别对应三相的拐臂，每个拐臂均为倒L形，拐臂上端与一点铰接，拐臂下端与另一点铰接，与拐臂下端铰接的点跟随电动轴移动；拐臂的中间位置开有一U形孔，在该U形孔内设有限位销，限位销直径小于U形孔长度。

进一步的，拐臂上方设有机箱上端盖，机箱上端盖上设有操作绝缘子和拐臂导向支座，操作绝缘子上设有上铰接点与拐臂上端铰接，在U形孔内的限位销与拐臂导向支座一体成型。

进一步的，与拐臂下端铰接的点为设置在电动轴上的下铰接点。

进一步的，电动轴上设有用于减少磨损的直线轴承。

进一步的，电动轴包括铁芯轴和拐臂关节轴，铁芯轴与铁芯连接，拐臂关节轴与铁芯轴相连。

进一步的，每组拐臂均包括两个拐臂，每个拐臂对称设置在电动轴两侧。

进一步的，直线轴承外设有固定导向板，永磁机构两端设有前端盖和后端盖，本装置通过前端盖、后端盖以及固定导向板固定安装在开关机箱内。

本实用新型的有益效果：

一是通过改变双稳态永磁体的安装方式来实现开关的直线动作轨迹，利用拐臂定位支座提前固定好的轨迹路线来锁定拐臂的驱动轨迹，让永磁体铁芯产生的水平驱动动能有效的转化为垂直方向的动力；即由原来的永磁体摆线式运动轨迹改为现在的直线式驱动机构，去除原来的焊接拐臂轴，减少零部件的数量，同时也缩小了机箱体积。

二是通过驱动轴连杆直线式将永磁机构产生的电磁力传递，在固定导向板和直线轴承的辅助作用下无任何机械损耗；三是采用直线驱动方式后，可以更加科学合理的布局其内部结构，提高了开关的整体装配工艺，使开关的整体装配和调整更加简洁，同时也增强了开关在柜内安装的灵活性，无论开关在柜内正装、倒装还是侧装，其一次、二次连线均能灵活施工，提高劳动效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视结构示意图；

图3为拐臂的运动轨迹示意图；

图中：1、操作绝缘子，2、拐臂导向支座，3、机箱上端盖，4、永磁机构，5、铁芯轴，6、拐臂，7、驱动轴连杆，8、固定导向板，9、直线轴承，11、上铰接点，12、U形孔，13、限位销，14、下交接点，15、前端盖，16、后端盖。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

开关的综合性能完全取决于真空灭弧室的动静触头的闭合与断开的方式、速度、力量等等，而这些参数的保证只有通过科学合理的驱动方式。因此首先需要确定正确的驱动方式，其次要消除驱动过程中动力的损耗；再就是制作工艺过程简洁方便、利于实施。本直线式驱动装置完全满足了上述开关的要求，本装置首先考虑双稳态永磁体的安装方式，改变其运动方式；其次是确保装置运动轨迹沿X轴水平运动的动力全部转化为沿Y轴垂直方向的动力；再就是如何保障其安全可靠的长期运行。

本实施例公开一种直线式驱动装置，如图1、2所示，包括永磁机构4、与永磁机构4内部铁芯相连的铁芯轴5以及与铁芯轴5相连的拐臂关节轴7，连接在一起的铁芯轴5和拐臂关节轴7上设有三组分别对应三相的拐臂6，每个拐臂6均为倒L形，拐臂6上端与一点铰接，拐臂6下端与另一点铰接，与拐臂6下端铰接的点跟随铁芯轴5和拐臂关节轴7移动；拐臂6的中间位置开有一U形孔12，在该U形孔12内设有限位销13，限位销13直径小于U形孔12长度。

拐臂6上方设有机箱上端盖3，机箱上端盖3上设有操作绝缘子1和拐臂导向支座2，操作绝缘子1上设有上铰接点11与拐臂6上端铰接，在U形孔12内的限位销13与拐臂导向支座2一体成型。与拐臂6下端铰接的点为设置在芯轴5和拐臂关节轴7上的下铰接点14。

为了减少磨损，拐臂关节轴8外设有直线轴承9，直线轴承9外设有固定导向板8。进一步的，永磁机构4两端设有前端盖15和后端盖16，本装置通过前端盖15、后端盖16以及固定导向板8以卧式安装的方式固定安装在开关机箱内。

本实施例中，每组拐臂6均包括两个拐臂，每个拐臂对称设置在铁芯轴5和拐臂关节轴7移动两侧。

本实施例将双稳态永磁体的安装方式由立式安装改为卧式安装，装置整体开关直线驱动装置整体通过双稳态永磁体4的前后端盖和固定导向板8固定安装在开关机箱内；双稳态永磁机构4合闸线圈得电时，合闸线圈产生的电磁力克服了永磁铁的吸力使铁芯带动铁芯轴5沿X轴水平向左运动，铁芯轴5通过驱动轴连杆7同时推动三相的拐臂6一起沿X轴水平向左运动；拐臂6的运动轨迹由拐臂导向支座2的U型孔所限制，其运动轨迹和状态显示可以通过图3来示意。拐臂导向支座2固定安装在机箱上端盖3上，其作用就是保证拐臂6将沿X轴水平运动的动力通过操作绝缘子1转化为沿Y轴垂直方向的动力，来实现开关动触头的闭合操作。开关动触头闭合后将由永磁铁其自身的吸力将铁芯保持在该位置，即开关的合闸状态。

分闸操作时同样先由分闸线圈得电产生同等的电磁力来克服永磁铁的吸力，使铁芯带动铁芯轴沿X轴水平向右运动，铁芯轴通过驱动轴连杆7同时推动三相的拐臂6一起沿X轴水平向右运动；同样拐臂6的运动轨迹由拐臂导向支座2的U型孔所限制，其运动轨迹和状态显示可以通过图3来示意；拐臂导向支座2固定安装在机箱上端盖3上，其作用就是保证拐臂6将沿X轴水平运动的动力通过操作绝缘子1转化为沿Y轴垂直方向的动力，来实现开关动触头的拉开操作。开关动触头拉开后将由永磁铁其自身的吸力将铁芯保持在该位置，即开关的分闸状态。

无论是合闸操作，还是分闸操作，其沿X轴水平运动的轨迹均通过固定导向板8和直线轴承9来保证其绝对直线驱动；拐臂导向支座2的作用就是通过其限定拐臂的运动轨迹来保证沿X轴水平运动的动力全部转化为沿Y轴垂直方向的动力，进而实现开关的直线驱动操作。

零损耗动力传递：通过驱动轴连杆直线式将永磁机构产生的电磁力传递，同时在固定导向板8和直线轴承9的辅助作用下无任何机械损耗；直线轴承8是与轴作滚动接触，并以轴为轨道，在轴方向上能做无限直线运动的高精度轴承，由于承载球与轴呈点接触,故使用载荷小，钢球以极小的磨擦阻力旋转,从而能获得高精度的平稳运动；真正做到了动力传递过程的零损耗。

采用本直线式驱动装置，减少了外协加工零部件的数量，使其机箱内部空间大大缩减，驱动装置与其它辅助部件配合安装更加简洁。增强了开关在柜内安装的的灵活性，无论开关在柜内正装、倒装还是侧装，均不影响其正常的各项性能指标，对成套装置的智能型、紧凑型的发展起到了一定的推动作用。

以上描述的仅是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种直线式驱动装置，其特征在于：包括永磁机构、与永磁机构内部铁芯相连的电动轴，电动轴上设有三组分别对应三相的拐臂，每个拐臂均为倒L形，拐臂上端与一点铰接，拐臂下端与另一点铰接，与拐臂下端铰接的点跟随电动轴移动；拐臂的中间位置开有一U形孔，在该U形孔内设有限位销，限位销直径小于U形孔长度。

2.根据权利要求1所述的直线式驱动装置，其特征在于：拐臂上方设有机箱上端盖，机箱上端盖上设有操作绝缘子和拐臂导向支座，操作绝缘子上设有上铰接点与拐臂上端铰接，在U形孔内的限位销与拐臂导向支座一体成型。

3.根据权利要求1所述的直线式驱动装置，其特征在于：与拐臂下端铰接的点为设置在电动轴上的下铰接点。

4.根据权利要求1所述的直线式驱动装置，其特征在于：电动轴上设有用于减少磨损的直线轴承。

5.根据权利要求1所述的直线式驱动装置，其特征在于：电动轴包括铁芯轴和拐臂关节轴，铁芯轴与铁芯连接，拐臂关节轴与铁芯轴相连。

6.根据权利要求1所述的直线式驱动装置，其特征在于：每组拐臂均包括两个拐臂，每个拐臂对称设置在电动轴两侧。

7.根据权利要求4所述的直线式驱动装置，其特征在于：直线轴承外设有固定导向板，永磁机构两端设有前端盖和后端盖，本装置通过前端盖、后端盖以及固定导向板固定安装在开关机箱内。

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