WO2015085832A1 - 电机凸轮操作机构及其传动机构 - Google Patents

Abstract

一种电机凸轮操作机构的传动机构，与由电机驱动的凸轮（106）配合并布置在凸轮的一侧，传动机构包括：连杆（103）、扇形杆（105）、弹簧机构（112）和推力轴销（111）。连杆（103）的外侧端具有销孔（132），连杆（103）的内侧端具有滑槽（151），凸轮轴销（113）穿过滑槽（151）固定在凸轮（106）上，凸轮（106）转动时凸轮轴销（113）在滑槽（151）中移动，凸轮（106）通过凸轮轴销（113）带动连杆（103）运动，在销孔（132）和滑槽（151）之间安装有滚子（104）。扇形杆（105）连接到主轴（107）上，扇形杆（105）上具有第一滑槽（151）。弹簧机构（112）的顶端具有孔。推力轴销（111）穿过两块侧板（115）上的第二滑槽（501）、扇形杆（105）上的第一滑槽（151）、弹簧机构（112）的顶端上的孔以及连杆（103）的外侧端上的销孔（132），推力轴销（111）使得连杆（103）、扇形杆（105）和弹簧机构（112）联动。推力轴销（111）压缩弹簧机构（112）进行储能，在弹簧机构（112）释能阶段，推力轴销（111）带动扇形杆（105）转动，并通过主轴带动触头运动。该传动机构结构简单、传动可靠。

Description

电机凸轮操作机构及其传动机构 技术领域

本发明涉及低压电器领域，更具体地说，涉及用于转换开关电器的电机凸轮操作机构及其传动机构。

背景技术

转换开关电器用于重要供电场合的常用电源和备用电源之间的转换。操作机构是转换开关电器的重要组成部分，是实现常用电源和备用电源切换的传动结构。在现有产品中，转换开关电器的操作机构主要分为电机驱动和电磁铁驱动。电机驱动转矩大，但转换时间长，机构比较复杂。电磁铁动作迅速，但输出力有局限，并且在操作机构的动作过程中，触头会随之运动。

例如，申请号为CN200610053020.0，题为“自动转换开关电器”的专利申请揭示了一种自动转换开关电器，包括外壳，所述的外壳上安装负载接线端、第一电源端、第二电源端，所述的外壳内安装自动转换机构，所述的自动转换机构包括与第一电源端配合的第一动触头、与第二电源端配合的第二动触头，所述的第一动触头、第二动触头与负载接线端电连接，所述的自动转换机构还包括安装板、安装在所述安装板上的第一动触头传动机构、第二动触头传动机构。

申请号为CN201010017172.1，题为“转换开关电器中的转换机构”的专利申请揭示了一种转换开关电器中的转换机构，属于低压开关设备和控制设备技术领域，本发明设置由电动机装置、V型轮、V型轮两叉头部与各自触头间连接的传动部件构成的转换机构，使用时，将电动机装置固定在转换开关电器中，主轴的两端置于固定在转换开关电器的轴座内，利用电动机的正反转带动转换机构使TSE的二组动触头实现闭合与分断，从而完成TSE的三个工作位置间的转换。

申请号为CN201110099615.0，题为“转换开关装置”的专利申请揭示了一种转换开关装置，包括基座，基座上分别安装有驱动电机以及两个上下叠放在一起的开关本体，每一个开关本体皆分别与一齿轮传动机构连接，每一个齿轮传动机构皆分别包括固定安装在开关本体上的支架、复位齿轮组件、开关齿轮以及扇形齿轮，复位齿轮组件包括复位齿轮以及复位弹簧，复位弹簧的两端分别与复位齿轮以及支架相连接，扇形齿轮与驱动电机相连接，开关齿轮分别与复位齿轮以及扇形齿轮的齿牙相啮合，另两齿轮传动机构的扇形齿轮同轴枢置且两扇形齿轮的齿牙相背设置。

总体而言，现有电机驱动的操作机构，结构复杂，对加工精度要求高。对于电磁铁驱动的操作机构来说，虽然结构简单，但电磁铁输出力有限，且操作机构储能过程中触头会随之运动。

发明内容

本发明旨在提出一种结构简单，传动可靠的操作机构，应用于转换开关电器。

根据本发明的一实施例，提出一种电机凸轮操作机构的传动机构，与由电机驱动的凸轮配合，传动机构布置在凸轮的一侧，传动机构和凸轮共同安装在两块侧板之间，该传动机构包括：连杆、扇形杆、弹簧机构和推力轴销。连杆的外侧端具有销孔，连杆的内侧端具有滑槽，凸轮轴销穿过滑槽固定在凸轮上，凸轮转动时凸轮轴销在滑槽中移动，当凸轮轴销接触到滑槽的端部时，凸轮通过凸轮轴销带动连杆运动，在销孔和滑槽之间安装有滚子。扇形杆通过主轴和辅助轴转动安装在两块侧板上，扇形杆上具有第一滑槽。弹簧机构的底端转动安装在侧板上，弹簧机构的顶端具有孔。推力轴销穿过两块侧板上的第二滑槽、扇形杆上的第一滑槽、弹簧机构的顶端上的孔以及连杆的外侧端上的销孔，推力轴销使得连杆、扇形杆和弹簧机构联动。凸轮转动，通过连杆带动推力轴销压缩弹簧机构使弹簧机构储能，在弹簧机构的储能阶段推力轴销在扇形杆上的第一滑槽内移动，推 力轴销与扇形杆无相互作用，扇形杆保持静止，触头也保持静止；在弹簧机构的释能阶段，推力轴销移动至第一滑槽的端部并于扇形杆相互作用，扇形杆转动，并通过主轴带动触头运动。

在一个实施例中，弹簧机构包括弹簧导杆、上支架、下支架和弹簧。弹簧导杆的底部开有孔并通过轴转动安装在侧板上，弹簧导杆的顶部具有滑槽。上支架安装在弹簧导杆顶部的滑槽内并能在滑槽中移动，上支架顶部开有孔供推力轴销穿过。下支架固定安装在弹簧导杆的底部。弹簧套在弹簧导杆上并安装在上支架和下支架之间。

在一个实施例中，扇形杆包括两块扇形板以及连接该两块扇形板的连接部分，两块扇形板相同，两块扇形板分别紧靠两块侧板设置，其中一块扇形板由主轴转动安装与一块侧板上，另一块扇形板由辅助轴转动安装于另一块侧板上。每一块扇形板的底部呈扇形扩展，在扇形扩展区域上具有第一滑槽。

根据本发明的一实施例，提出一种电机凸轮操作机构，包括凸轮、常用侧传动机构和备用侧传动机构，凸轮、常用侧传动机构和备用侧传动机构共同安装在两块侧板之间，常用侧传动机构和备用侧传动机构是上述的传动机构，常用侧传动机构和备用侧传动机构以对称的方式布置在凸轮的两侧；凸轮安装在电机的输出轴上，电机驱动凸轮顺时针或者逆时针转动；操作常用侧电源时，凸轮的转动范围偏向备用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程；操作备用侧电源时，凸轮的转动范围偏向常用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。

在一个实施例中，凸轮包括转轴部和扇形部，转轴部具有轴孔，电机的输出轴安装在轴孔中，所述凸轮轴销固定在扇形部上。滚子通过滚子轴销装配在连杆上。

根据本发明的一实施例，提出一种电机凸轮操作机构的传动机构，与由电机驱动的凸轮配合，传动机构布置在凸轮的一侧，该传动机构包括：连杆、扇形杆、弹簧机构和推力轴销。连杆的外侧端具有销孔，连杆的内侧端具有滑槽，凸轮轴销穿过滑槽固定在凸轮上，凸轮转动时凸轮轴销在滑槽中移动，当凸轮轴销接触到滑槽的端部时，凸轮通过凸轮轴销带动连杆运动，在销孔和滑槽之间安装有滚子。扇形杆转动安装在主轴上，扇形杆上具有第一滑槽。弹簧机构的底端安装在转轴上，弹簧机构的顶端上具有孔。推力轴销穿过扇形杆上的第一滑槽、弹簧机构的顶端上的孔以及连杆的外侧端上的销孔，推力轴销使得连杆、扇形杆和弹簧机构联动。凸轮转动，通过连杆带动推力轴销压缩弹簧机构使弹簧机构储能，在弹簧机构的储能阶段推力轴销在扇形杆上的第一滑槽内移动，推力轴销与扇形杆无相互作用，扇形杆保持静止，触头也保持静止；在弹簧机构的释能阶段，推力轴销移动至第一滑槽的端部并于扇形杆相互作用，扇形杆转动，并通过主轴带动触头运动。

在一个实施例中，弹簧机构包括弹簧导杆、上支架、下支架和弹簧。弹簧导杆的底部转动安装在轴上，弹簧导杆的顶部具有滑槽。上支架安装在弹簧导杆顶部的滑槽内并能在滑槽中移动，上支架顶部开有孔供推力轴销穿过。下支架固定安装在弹簧导杆的底部。弹簧套在弹簧导杆上并安装在上支架和下支架之间。

在一个实施例中，扇形杆的底部呈扇形扩展，在扇形扩展区域上具有第一滑槽。

根据本发明的一实施例，提出一种电机凸轮操作机构，包括凸轮、常用侧传动机构和备用侧传动机构，常用侧传动机构和备用侧传动机构是上述的传动机构，常用侧传动机构和备用侧传动机构以对称的方式布置在凸 轮的两侧。凸轮安装在电机的输出轴上，电机驱动凸轮顺时针或者逆时针转动。操作常用侧电源时，凸轮的转动范围偏向备用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程；操作备用侧电源时，凸轮的转动范围偏向常用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。

在一个实施例中，凸轮包括转轴部和扇形部，转轴部具有轴孔，电机的输出轴安装在轴孔中，凸轮轴销固定在扇形部上。滚子通过滚子轴销装配在连杆上。

本发明以相对简单、易于加工的结构，实现转换开关电器常备用侧电源的转换，通过电机驱动实现更大的触头压力，并能保证机械传动的可靠性。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的正面结构图。

图2揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的侧面结构图。

图3揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧储能阶段的结构图。

图4揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧释能阶段的结构图。

图5揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头分闸时处于弹簧储能阶段的结构图。

图6揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头分闸时处于弹簧释能阶段的结构图。

图7揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的凸轮和连杆的安装示意图。

图8揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的与触头的安装示意图。

图9揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构的正面结构图。

图10揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧储能阶段的结构图。

图11揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧释能阶段的结构图。

图12揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头分闸时处于弹簧储能阶段的结构图。

图13揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头分闸时处于弹簧释能阶段的结构图。

图14揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的与触头的安装示意图。

具体实施方式

参考图1～图8所示，揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构。

图1揭示了第一实施例的电机凸轮操作机构的正面结构图，图2揭示 了第一实施例的电机凸轮操作机构的侧面结构图。如图所示，该电机凸轮操作机构，包括凸轮106、常用侧传动机构和备用侧传动机构，凸轮106、常用侧传动机构和备用侧传动机构共同安装在两块侧板115之间，常用侧传动机构和备用侧传动机构具有相同的结构，但是以对称的方式布置在凸轮106的两侧。凸轮106安装在电机101的输出轴上，电机驱动凸轮106顺时针或者逆时针转动，在图示的实施例中，凸轮106从中间位置逆时针转动则偏向备用侧，从中间位置顺时针转动则偏向常用侧。通常，凸轮106的转动范围都会在中间位置的一侧。比如，凸轮106由中间位置逆时针转动至图示的右侧最大转动位置是对常用侧进行合闸操作，从图示的右侧最大转动位置顺指针转动回到中间位置是对常用侧进行分闸操作。同样的，凸轮106由中间位置顺时针转动至图示的左侧最大转动位置是对备用侧进行合闸操作，从图示的左侧最大转动位置逆时针转动回到中间位置是对备用侧进行分闸操作。参考图7所示，凸轮106包括转轴部161和扇形部162，转轴部161具有轴孔，电机101的输出轴安装在轴孔中。

继续参考图1和图2所示，常用侧传动机构和备用侧传动机构具有相同的结构，但呈对称布置。该传动机构布置在凸轮的一侧，所述传动机构和凸轮共同安装在两块侧板之间，该传动机构包括：连杆103、扇形杆105、弹簧机构以及推力轴销111。

参考图7所示，连杆103的外侧端具有销孔132，此处所说的外侧端是指远离凸轮106的一端，相应的，内侧端是指靠近凸轮106的一端。连杆103的内侧端具有滑槽131，凸轮轴销113穿过滑槽131固定在凸轮106上。凸轮转动时凸轮轴销113在滑槽131中移动，当凸轮轴销113位于滑槽131的中间位置时，凸轮轴销113对连杆103不产生作用力。当凸轮轴销113接触到滑槽131的端部时，凸轮106通过凸轮轴销113带动连杆103运动，以拉动或者推动连杆移动。连杆103上还安装有滚子104，滚子104安装在销孔132和滑槽131之间。参考图7所示，滚子104通过滚子轴销102装配在连杆103上。滚子104也起到凸轮106和连杆103 联动的作用。

扇形杆105通过主轴107和辅助轴114转动安装在两块侧板115上，扇形杆105上具有第一滑槽151。在第一实施例中，扇形杆105包括两块扇形板以及连接该两块扇形板的连接部分，如图2所示。两块扇形板相同，两块扇形板分别紧靠两块侧板115设置，其中一块扇形板由主轴107转动安装与一块侧板上，另一块扇形板由辅助轴114转动安装于另一块侧板上。每一块扇形板的底部呈扇形扩展，在扇形扩展区域上具有第一滑槽151。扇形板105会在推力轴销111的作用下跟随凸轮106而转动，扇形板105的转动带动主轴107和辅助轴114一同旋转。辅助轴114与扇形杆105的共同作用，可以避免推力轴销111在运动过程中的不平衡受力。

弹簧机构的底端转动安装在侧板上，弹簧机构的顶端具有孔。在第一实施例中，弹簧机构包括弹簧导杆110、上支架191、下支架192和弹簧112。弹簧导杆110的底部开有孔并通过轴转动安装在侧板115上，弹簧导杆110的顶部具有滑槽。上支架191安装在弹簧导杆110顶部的滑槽内并能在滑槽中上下移动，上支架191顶部开有孔，该孔供推力轴销111穿过。下支架192固定安装在弹簧导杆110的底部。弹簧112套在弹簧导杆110上并安装在上支架191和下支架192之间。上支架191沿弹簧导杆110顶部的滑槽向下移动，则弹簧112被压缩储能。弹簧112释放的时候，会利用弹簧力向上顶起上支架191。

推力轴销111穿过两块侧板115上的第二滑槽501、扇形杆105上的第一滑槽151、弹簧机构的顶端上的孔以及连杆103的外侧端上的销孔132，推力轴销111使得连杆103、扇形杆105和弹簧机构联动。侧板115上的第二滑槽501与推力轴销111的滑动轨迹相符。推力轴销111在运动过程中受到第二滑槽501的支撑，以实现推力轴销111运动的稳定性。

凸轮106转动，通过连杆103带动推力轴销111移动，推力轴销111位于扇形杆105的第一滑槽151中，推力轴销111在移动过程中会将上支架191向下推动，压缩弹簧112储能。在弹簧机构的储能阶段推力轴销111 在扇形杆105上的第一滑槽151内移动，不接触到第一滑槽151的任何一个端部。推力轴销111与扇形杆105无相互作用，扇形杆105保持静止，触头108也保持静止。在弹簧机构的释能阶段，弹簧112弹起，带动上支架191向上抬起，使得推力轴销111移动至第一滑槽151的端部并于扇形杆105相互作用，扇形杆105转动，并通过主轴107带动触头108运动。

总体而言，该电机凸轮操作机构的工作过程如下：

操作常用侧电源时，凸轮的转动范围偏向备用侧(即图中所示的右侧)。在合闸过程中，凸轮逆时针转动，通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。在分闸过程中，凸轮顺时针转动，通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。

操作备用侧电源时，凸轮的转动范围偏向常用侧(即图中所示的左侧)。在合闸过程中，凸轮顺时针转动，通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。在分闸过程中，凸轮逆时针转动，通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。

图3～图6以常用侧为例揭示了第一实施例的电机凸轮操作机构的工作过程。

图3揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧储能阶段的结构图。在常用侧触头合闸时的弹簧储能阶段中，电机101带动凸轮106逆时针转动。凸轮106上的轴销113穿过连杆103而固定在凸轮106上，当凸轮106旋转时，轴销113带动连杆103运动，连杆103拉动推力轴销111，进而向下压住上支架191，压缩弹簧112，带动弹簧112过死点。在弹簧112的压缩阶段，推力轴销111在侧板115的第二滑槽501中滑动，未接触到扇形杆105的第一滑槽151中的第一工作面511。触头108在这一阶段保持静止状态。此时，对于备用侧的传动机构来说，其推力轴销111由于凸轮106上的轴销113在连杆103 的滑槽131中走空程(即没有与滑槽的任何一个端部接触)而保持静止状态，使得备用侧触头在这一阶段也保持静止状态。

图4揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧释能阶段的结构图。在常用侧触头合闸时，在弹簧112的释能阶段，推力轴销111接触到扇形杆105的第一滑槽151的第一工作面511，推力轴销111带动扇形杆105转动，进而带动辅助轴114及主轴107转动，以带动触头108闭合。触头闭合后，滚子104与凸轮106的外廓接触。

图5揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头分闸时处于弹簧储能阶段的结构图。电机101的输出轴带动凸轮106顺时针旋转，凸轮106推动滚子104，滚子104带动连杆103运动以压缩弹簧112，带动弹簧112过死点。在弹簧112的压缩阶段，推力轴销111在侧板115的第二滑槽501中滑动，未接触到扇形杆105的第一滑槽151中的第二工作面512，第二工作面512与第一工作面511分别位于第一滑槽151的两端。触头108在这一阶段保持闭合状态。为了显示滚子104，图5中隐藏了常用电源侧连杆的一部分。

图6揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头分闸时处于弹簧释能阶段的结构图。常用侧触头分闸时，在弹簧112的释能阶段，推力轴销111接触到扇形杆105的第一滑槽151中的第二工作面512，带动扇形杆105、辅助轴114及主轴107转动，从而带动触头108分断。

在整个运动过程中，推力轴销111支承在侧板115的第二滑槽501上，由侧板115提供支持力。在弹簧112的释能阶段，即触头108运动阶段，推力轴销111分别与扇形杆105的第一工作面511和第二工作面512接触，以带动触头108运动。

备用侧合闸、分闸的实现过程与常用侧相同，此处不再赘述。

图7揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的凸轮和连 杆的安装示意图。凸轮106包括转轴部161和扇形部162，转轴部161具有轴孔，电机101的输出轴安装在轴孔中。凸轮轴销113固定在扇形部162上。滚子104通过滚子轴销102装配在连杆上。滚子轴销102穿过连杆103和滚子104，滚子轴销102的另一端与连杆103铆合。滚子104能绕滚子轴销102灵活转动。

图8揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的与触头的安装示意图。

参考图9～图14所示，揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构。

图9揭示了第二实施例的电机凸轮操作机构的正面结构图。与第一实施例相比较，第二实施例的主要区别在于该电机凸轮操作机构中的扇形杆结构不同。如图所示，该电机凸轮操作机构，包括凸轮206、常用侧传动机构和备用侧传动机构，常用侧传动机构和备用侧传动机构具有相同的结构，但是以对称的方式布置在凸轮206的两侧。凸轮206安装在电机201的输出轴上，电机驱动凸轮206顺时针或者逆时针转动，在图示的实施例中，凸轮206从中间位置逆时针转动则偏向备用侧，从中间位置顺时针转动则偏向常用侧。通常，凸轮206的转动范围都会在中间位置的一侧。比如，凸轮206由中间位置逆时针转动至图示的右侧最大转动位置是对常用侧进行合闸操作，从图示的右侧最大转动位置顺指针转动回到中间位置是对常用侧进行分闸操作。同样的，凸轮206由中间位置顺时针转动至图示的左侧最大转动位置是对备用侧进行合闸操作，从图示的左侧最大转动位置逆时针转动回到中间位置是对备用侧进行分闸操作。凸轮206的结构与第一实施例相同，同样可参考图7所示。

继续参考图9所示，常用侧传动机构和备用侧传动机构具有相同的结构，但呈对称布置。该传动机构布置在凸轮的一侧，该传动机构包括：连杆203、扇形杆205、弹簧机构以及推力轴销211。

连杆203的外侧端具有销孔232，此处所说的外侧端是指远离凸轮206 的一端，相应的，内侧端是指靠近凸轮206的一端。连杆203的内侧端具有滑槽231，凸轮轴销213穿过滑槽231固定在凸轮206上。凸轮转动时凸轮轴销213在滑槽231中移动，当凸轮轴销213位于滑槽231的中间位置时，凸轮轴销213对连杆203不产生作用力。当凸轮轴销213接触到滑槽231的端部时，凸轮206通过凸轮轴销213带动连杆203运动，以拉动或者推动连杆移动。连杆203上还安装有滚子204，滚子204安装在销孔232和滑槽231之间。滚子204通过滚子轴销202装配在连杆203上。滚子204也起到凸轮206和连杆203联动的作用。

扇形杆205转动安装在主轴207上，扇形杆205上具有第一滑槽251。在第二实施例中，扇形杆205为单片式，直接安装在主轴207上。这一点与第一实施例不同，由于第二实施例中扇形杆不安装在侧板上，因此不需要辅助轴，同时扇形杆也不需要被设计成如第一实施例那样的双片式。扇形杆205的底部呈扇形扩展，在扇形扩展区域上具有第一滑槽251。

弹簧机构的底端安装在转轴上，弹簧机构的顶端具有孔。在第二实施例中，弹簧机构包括弹簧导杆210、上支架291、下支架292和弹簧212。弹簧导杆210的底部开有孔并安装在转轴上，弹簧导杆210的顶部具有滑槽。上支架291安装在弹簧导杆210顶部的滑槽内并能在滑槽中上下移动，上支架291顶部开有孔，该孔供推力轴销211穿过。下支架292固定安装在弹簧导杆210的底部。弹簧212套在弹簧导杆210上并安装在上支架291和下支架292之间。上支架291沿弹簧导杆210顶部的滑槽向下移动，则弹簧212被压缩储能。弹簧212释放的时候，会利用弹簧力向上顶起上支架291。

推力轴销211穿过扇形杆205上的第一滑槽251、弹簧机构的顶端上的孔以及连杆203的外侧端上的销孔232，推力轴销211使得连杆203、扇形杆205和弹簧机构联动。

扇形杆205在凸轮206的驱动下随连杆203转动，推力轴销211位于扇形杆205的第一滑槽251中。凸轮206转动，通过连杆203带动推力轴 销211移动，推力轴销211位于扇形杆205的第一滑槽251中，推力轴销211在移动过程中会将上支架291向下推动，压缩弹簧212储能。在弹簧机构的储能阶段推力轴销211在扇形杆205上的第一滑槽251内移动，不接触到第一滑槽251的任何一个端部。推力轴销211与扇形杆205无相互作用，扇形杆205保持静止，触头208也保持静止。在弹簧机构的释能阶段，弹簧212弹起，带动上支架291向上抬起，使得推力轴销211移动至第一滑槽251的端部并于扇形杆205相互作用，扇形杆205转动，并通过主轴207带动触头208运动。

图10～图13以常用侧为例揭示了第二实施例的电机凸轮操作机构的工作过程。

图10揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧储能阶段的结构图。在常用侧触头合闸时的弹簧储能阶段中，电机201带动凸轮206逆时针转动，凸轮206上的轴销213穿过连杆203与凸轮206固定，轴销213带动连杆203运动，连杆203带动推力轴销211，进而向下压住上支架291，压缩弹簧212，带动弹簧212过死点。在弹簧212的压缩阶段，推力轴销211在扇形杆205的第一滑槽251中滑动，未接触到扇形杆205的第一滑槽251中第一工作面521，触头208在这一阶段保持静止状态。此时，对于备用侧的传动机构来说，其推力轴销211由于凸轮206上的轴销213在连杆203的滑槽231中走空程(即没有与滑槽的任何一个端部接触)而保持静止状态，使得备用侧触头在这一阶段也保持静止状态。

图11揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头合闸时处于弹簧释能阶段的结构图。在常用侧触头合闸时，在弹簧212的释能阶段，推力轴销211接触到扇形杆205的第一滑槽251的第一工作面521，推力轴销211带动扇形杆205转动，进而带动主轴207转动，以带动触头208闭合。触头闭合后，滚子204与凸轮206的外廓接触。

图12揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧 触头分闸时处于弹簧储能阶段的结构图。电机201的输出轴带动凸轮206顺时针旋转，凸轮206推动滚子204，滚子204带动连杆203运动，压缩弹簧212，带动弹簧212过死点。在弹簧212的压缩阶段，推力轴销211在扇形杆205的第一滑槽251中滑动，未接触到扇形杆205的第一滑槽251中的第二工作面522，第二工作面522与第一工作面521分别位于第一滑槽251的两端。触头108在这一阶段保持闭合状态。为了显示滚子204，图12隐藏了常用电源侧连杆的一部分。

图13揭示了根据本发明的第二实施例的电机凸轮操作机构在常用侧触头分闸时处于弹簧释能阶段的结构图。常用侧触头分闸时，在弹簧212的释能阶段，推力轴销211接触到扇形杆205的第一滑槽251中的第二工作面522，带动扇形杆205及主轴207转动，从而带动触头108分断。备用侧合分闸的实现过程与常用侧相同。

备用侧合闸、分闸的实现过程与常用侧相同，此处不再赘述。

图14揭示了根据本发明的第一实施例的电机凸轮操作机构的与触头的安装示意图。

本发明以相对简单、易于加工的结构，实现转换开关电器常备用侧电源的转换，通过电机驱动实现更大的触头压力，并能保证机械传动的可靠性。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1. 一种电机凸轮操作机构的传动机构，其特征在于，与由电机驱动的凸轮配合，所述传动机构布置在凸轮的一侧，所述传动机构和凸轮共同安装在两块侧板之间，该传动机构包括：

   连杆，连杆的外侧端具有销孔，连杆的内侧端具有滑槽，凸轮轴销穿过滑槽固定在凸轮上，凸轮转动时凸轮轴销在滑槽中移动，当凸轮轴销接触到滑槽的端部时，凸轮通过凸轮轴销带动连杆运动，在销孔和滑槽之间安装有滚子；

   扇形杆，通过主轴和辅助轴转动安装在两块侧板上，扇形杆上具有第一滑槽；

   弹簧机构，弹簧机构的底端转动安装在侧板上，弹簧机构的顶端具有孔；

   推力轴销，推力轴销穿过两块侧板上的第二滑槽、扇形杆上的第一滑槽、弹簧机构的顶端上的孔以及连杆的外侧端上的销孔，推力轴销使得连杆、扇形杆和弹簧机构联动；

   其中凸轮转动，通过连杆带动推力轴销压缩弹簧机构使弹簧机构储能，在弹簧机构的储能阶段推力轴销在扇形杆上的第一滑槽内移动，推力轴销与扇形杆无相互作用，扇形杆保持静止，触头也保持静止；在弹簧机构的释能阶段，推力轴销移动至第一滑槽的端部并于扇形杆相互作用，扇形杆转动，并通过主轴带动触头运动。
2. 如权利要求1所述的电机凸轮操作机构的传动机构，其特征在于，所述弹簧机构包括弹簧导杆、上支架、下支架和弹簧；

   弹簧导杆的底部开有孔并通过轴转动安装在侧板上，弹簧导杆的顶部具有滑槽；

   上支架安装在弹簧导杆顶部的滑槽内并能在滑槽中移动，上支架顶部开有孔供推力轴销穿过；

   下支架固定安装在弹簧导杆的底部；

   弹簧套在弹簧导杆上并安装在上支架和下支架之间。
3. 如权利要求1所述的电机凸轮操作机构的传动机构，其特征在于，

   所述扇形杆包括两块扇形板以及连接该两块扇形板的连接部分，所述两块扇形板相同，两块扇形板分别紧靠两块侧板设置，其中一块扇形板由主轴转动安装与一块侧板上，另一块扇形板由辅助轴转动安装于另一块侧板上；

   每一块扇形板的底部呈扇形扩展，在扇形扩展区域上具有第一滑槽。
4. 一种电机凸轮操作机构，其特征在于，包括凸轮、常用侧传动机构和备用侧传动机构，所述凸轮、常用侧传动机构和备用侧传动机构共同安装在两块侧板之间，所述常用侧传动机构和备用侧传动机构是如权利要求1～3中任一项所述的传动机构，常用侧传动机构和备用侧传动机构以对称的方式布置在凸轮的两侧；

   凸轮安装在电机的输出轴上，电机驱动凸轮顺时针或者逆时针转动；

   操作常用侧电源时，凸轮的转动范围偏向备用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程；

   操作备用侧电源时，凸轮的转动范围偏向常用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带 动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。
5. 如权利要求4所述的电机凸轮操作机构，其特征在于，所述凸轮包括转轴部和扇形部，转轴部具有轴孔，所述电机的输出轴安装在轴孔中，所述凸轮轴销固定在扇形部上；

   所述滚子通过滚子轴销装配在连杆上。
6. 一种电机凸轮操作机构的传动机构，其特征在于，与由电机驱动的凸轮配合，所述传动机构布置在凸轮的一侧，该传动机构包括：

   连杆，连杆的外侧端具有销孔，连杆的内侧端具有滑槽，凸轮轴销穿过滑槽固定在凸轮上，凸轮转动时凸轮轴销在滑槽中移动，当凸轮轴销接触到滑槽的端部时，凸轮通过凸轮轴销带动连杆运动，在销孔和滑槽之间安装有滚子；

   扇形杆，转动安装在主轴上，扇形杆上具有第一滑槽；

   弹簧机构，弹簧机构的底端安装在转轴上，弹簧机构的顶端上具有孔；

   推力轴销，推力轴销穿过扇形杆上的第一滑槽、弹簧机构的顶端上的孔以及连杆的外侧端上的销孔，推力轴销使得连杆、扇形杆和弹簧机构联动；

   其中凸轮转动，通过连杆带动推力轴销压缩弹簧机构使弹簧机构储能，在弹簧机构的储能阶段推力轴销在扇形杆上的第一滑槽内移动，推力轴销与扇形杆无相互作用，扇形杆保持静止，触头也保持静止；在弹簧机构的释能阶段，推力轴销移动至第一滑槽的端部并于扇形杆相互作用，扇形杆转动，并通过主轴带动触头运动。
7. 如权利要求6所述的电机凸轮操作机构的传动机构，其特征在于， 所述弹簧机构包括弹簧导杆、上支架、下支架和弹簧；

   弹簧导杆的底部转动安装在轴上，弹簧导杆的顶部具有滑槽；

   上支架安装在弹簧导杆顶部的滑槽内并能在滑槽中移动，上支架顶部开有孔供推力轴销穿过；

   下支架固定安装在弹簧导杆的底部；

   弹簧套在弹簧导杆上并安装在上支架和下支架之间。
8. 如权利要求6所述的电机凸轮操作机构的传动机构，其特征在于，

   所述扇形杆的底部呈扇形扩展，在扇形扩展区域上具有第一滑槽。
9. 一种电机凸轮操作机构，其特征在于，包括凸轮、常用侧传动机构和备用侧传动机构，所述常用侧传动机构和备用侧传动机构是如权利要求6～8中任一项所述的传动机构，常用侧传动机构和备用侧传动机构以对称的方式布置在凸轮的两侧；

   凸轮安装在电机的输出轴上，电机驱动凸轮顺时针或者逆时针转动；

   操作常用侧电源时，凸轮的转动范围偏向备用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程；

   操作备用侧电源时，凸轮的转动范围偏向常用侧，在合闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由外侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至内侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程，在分闸过程中，凸轮通过连杆带动扇形杆由内侧的偏离竖直位置经过竖直位置再转动至外侧的偏离竖直位置，完成储能和释能过程。
10. 如权利要求9所述的电机凸轮操作机构，其特征在于，所述凸轮包括转轴部和扇形部，转轴部具有轴孔，所述电机的输出轴安装在轴孔中，所述凸轮轴销固定在扇形部上；

    所述滚子通过滚子轴销装配在连杆上。

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