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操作机构和隔离开关

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


操作机构和隔离开关

技术领域

本发明涉及低压电器领域,具体涉及一种操作机构和隔离开关。

背景技术

开关装置是用于闭合和断开电路的装置,通常包括操作机构以及至少一个导电装置,由操作机构驱动每个导电系统的触头机构动作实现分合闸,触头机构的分合闸动作是由动触头和静触头分离或接触完成,动触头与静触头断开时的最终间隙大小决定了开关装置的电气性能,在现有开关装置中,由于其外形尺寸以及内部结构等原因,使得动触头与静触头之间无法实现更大的断开间隙,进而影响产品的电气性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种可以使触头机构具备较大开距的操作机构以及应用该操作机构的隔离开关。

为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

一种操作机构,包括一次储能机构和输出轴,还包括二次储能机构,所述二次储能机构包括同轴装配于输出轴的第二驱动结构和第二储能弹性件,所述第二驱动结构包括固定件和锁定组件,固定件设置有两个限位槽,分闸时一次储能机构释能驱动输出轴转动,为第二储能弹簧储能,在输出轴驱动锁定组件的锁定部从其中一个限位槽中滑出解锁后,第二储能弹性件释能驱动锁定组件带动输出轴继续转动到分闸位置,且锁定部被驱动滑入另一个限位槽内被限位锁定。

优选的,两个限位槽分别为第一限位槽和第二限位槽,在分闸过程中,锁定部先随输出轴在第一限位槽内转动预设空行程,在锁定部与第一限位槽无转动余量后,第二储能弹性件开始储能。

优选的,所述第一限位槽的圆心角大于第二限位槽的圆心角,第二限位槽的圆心角与锁定部的圆心角相等,在分闸过程中,锁定部先与第一限位槽解锁,再与第二限位槽锁定,在合闸过程中,锁定部先与第二限位槽解锁,再与第一限位槽锁定。

优选的,所述锁定组件包括压紧件、滑动件以及锁定件,所述压紧件与输出轴固定连接,滑动件转动装配于输出轴,并与锁定件滑动装配;锁定件设有锁定部,锁定件能够通过滑动件绕输出轴转动且能够相对滑动件沿输出轴的径向滑动,第二储能弹性件连接在压紧件和锁定件之间,且驱动锁定件的锁定部与两个限位槽中的至少一个限位锁定。

优选的,当锁定部与一个限位槽卡挡配合时,输出轴的转动通过压紧件使第二储能弹性件储能,且所述压紧件驱动锁定件沿相对于滑动件的第一方向滑动,使锁定部与一个限位槽分离解锁,解锁后的第二储能弹性件释能驱动压紧件带动输出轴继续转动,当锁定部转动至与另一个限位槽对应的位置时,所述锁定件被驱动沿相对于滑动件的第二方向滑动,与另一个限位槽限位锁定。

优选的,所述固定件的中部设有用于装配输出轴的第一避让孔,固定件的一侧表面设有供锁定组件转动的中央槽,沿中央槽的周向间隔开设有所述两个限位槽。

优选的,所述滑动件的中部设有与输出轴转动连接的圆形轴孔,锁定件的一侧边缘向外凸出形成锁定部,与锁定部相邻的锁定件两侧分别设有第一卡挡臂,在锁定件的中部设有第二避让孔,锁定件通过第二避让孔滑动套设于滑动件的外周,锁定部靠近滑动件的方向为第一方向,锁定部远离滑动件的方向为第二方向;

所述压紧件的中部设有与输出轴连接的连接轴孔,在压紧件相对的两侧设有分别与第一卡挡臂对应的第二卡挡臂,在压紧件的另一侧设有向外凸出的凸出部,所述凸出部相对的两侧边缘分别作为配合部,用于与对应的所述第一卡挡臂抵接,推动所述锁定件向所述第一方向滑动解锁。

优选的,所述第二储能弹性件包括与输出轴同轴装配的转动部,所述转动部连接有两个弹性臂,位于同一侧的第一卡挡臂和第二卡挡臂与同一个弹性臂抵接,在第二储能弹性件储能时,压紧件与滑动件错位,一个弹性臂与其中一个第一卡挡臂抵接,另一弹性臂与另一侧的一个第二卡挡臂抵接;

在锁定部沿第一方向运动与限位槽分离解锁时,第一卡挡臂按压弹性臂发生弹性形变;在第二弹性储能件释能驱动锁定件转动时,由弹性臂释能推动第一卡挡臂,使锁定部沿第二方向与另一个限位槽限位锁定。

优选的,所述一次储能机构包括第一驱动结构和至少一个第一储能弹性件,所述第一驱动结构包括依次联动连接的操作轴和转动件,所述转动件与输出轴联动配合,第一储能弹性件与转动件配合,操作轴驱动转动件转动使第一储能弹性件转动到平衡位置以储能,第一储能弹性件在越过平衡位置后释能,驱动转动件转动,通过转动件驱动输出轴转动。

优选的,分闸时,第一储能弹性件释能通过转动件驱动输出轴从合闸位置转动到第一临界位置,输出轴的转动使第二储能弹簧储能后释能,驱动输出轴继续转动到分闸位置。

优选的,合闸时,第一储能弹性件释能通过转动件驱动输出轴转动至合闸位置。

优选的,所述第一驱动结构还包括传动组件,操作轴、传动组件和转动件,所述操作轴通过传动组件驱动转动件转动,且传动组件、转动件分别与输出轴联动;分闸时,操作轴通过传动组件驱动转动件转动,转动件的转动使第一储能弹性件越过平衡位置后释能,第一储能弹性件释能通过转动件驱动输出轴转动到第一临界位置,输出轴的转动使第二储能弹簧储能后释能,驱动输出轴继续转动到分闸位置;合闸时,操作轴通过传动组件驱动转动件转动,使第一储能弹性件转动到平衡位置以储能并在越过平衡位置后释能,同时传动组件还驱动输出轴转动,使第二储能弹簧储能后释能,第一储能弹性件释能通过转动件驱动输出轴转动到合闸位置。

优选的,传动组件包括传动轴和传动板,传动轴转动设置,传动板直线移动设置,操作轴通过传动轴驱动转动件转动,操作轴驱动传动板在传动板分闸位置和传动板合闸位置之间直线移动,合闸时操作轴驱动传动板向传动板合闸位置移动,通过传动板驱动输出轴转动。

优选的,所述传动轴包括第一传动轴和第二传动轴,所述第一传动轴与第二传动轴固定连接或传动配合,第一传动轴分别与操作轴、传动板联动,第二传动轴与转动件联动,传动板、转动件分别与输出轴联动配合。

优选的,所述操作轴设有环绕侧壁的第一齿轮,第一传动轴面向操作轴的一侧设有与第一齿轮啮合连接的齿轮部,在第一传动轴的中部设有环绕第一传动轴侧壁的第二齿轮,第二齿轮与传动板的齿牙啮合连接,所述传动板设有第一拨杆,第二传动轴设有第三拨杆,用于驱动转动件转动;

优选的,所述输出轴的侧壁设有凸出的第一挡块和第二拨杆,第一挡块用于与传动板的第一拨杆配合,

优选的,所述转动件的一端转动安装,在转动件相对的两侧分别设有一个弹簧卡槽,转动件的另一端沿环向依次间隔凸出设有第二挡块、第三挡块以及第四挡块,所述第二挡块、第三挡块用于与第三拨杆抵接,第三挡块、第四挡块用于与第二拨杆配合。

优选的,所述输出轴包括第一输出轴和第二输出轴,所述第一输出轴与第二输出轴的一端插接,第一输出轴与第二输出轴的另一端用于与触头机构传动连接,第一输出轴由一次储能机构驱动,第二输出轴由二次储能机构驱动。

优选的,所述第一驱动结构的转动件的中心轴线与输出轴的轴线垂直。

本发明还提供一种隔离开关,包括外壳,在所述外壳内装配有至少一个导电系统以及上述任一所述的操作机构,所述导电系统的触头机构与操作机构的输出轴联动连接。

本发明的一种操作机构和隔离开关,操作机构的一次储能机构释能驱动输出轴转动并为二次储能机构储能,在二次储能机构解锁后释能,能够驱动输出轴继续转动至分闸位置,输出轴的两次驱动转动能够驱动触头机构在分闸打开时具有更大的开距,利于保证产品的电气性能。

此外,在分闸初期,锁定部先随输出轴在第一限位槽内转动预设空行程,在锁定部与第一限位槽无转动余量后,第二储能弹性件开始储能,由于转动余量的存在,使得分闸初期不需要克服二次储能机构中第二储能弹性件的弹力,提升了分断性能。

此外,分合闸过程的运动状态是不是对称的,在合闸时,为保证合闸速度,其驱动力主要是由第一储能机构释能提供的,而分闸过程的最后一程,第一储能机构已经完成释能,第二储能机构没有完成释能,由第二储能机构单独释能完成的,这样即保证合闸时的合闸速度,又保证分闸时的开距。

附图说明

图1是本发明中操作机构的结构示意图;

图2是本发明中一次储能机构在合闸时的结构示意图;

图3是本发明中一次储能机构在分闸时的结构示意图;

图4是本发明中第一储能弹性件位于第一释能位置时的结构示意图;

图5是本发明中第一储能弹性件位于第二释能位置时的结构示意图;

图6是本发明中操作轴的结构示意图;

图7是本发明中第一传动轴的结构示意图;

图8是本发明中传动板的结构示意图;

图9是本发明中第二传动轴的结构示意图;

图10是本发明中转动件的结构示意图;

图11是本发明中第一储能弹性件的结构示意图;

图12是本发明中二次储能机构在合闸时的结构示意图;

图13是本发明中二次储能机构在分闸时的结构示意图;

图14是本发明中锁定部与第一限位槽配合在第一临界位置的结构示意图;

图15是本发明中锁定部与第二限位槽配合在第二临界位置的结构示意图;

图16是本发明中固定件的结构示意图;

图17是本发明中锁定件与滑动件配合时的结构示意图;

图18是本发明中压紧件的结构示意图;

图19-20是本发明中第一输出轴的结构示意图;

图21-22是本发明中第二输出轴的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至22给出的实施例,进一步说明本发明的一种操作机构和隔离开关的具体实施方式。本发明的一种操作机构和隔离开关不限于以下实施例的描述。

一种隔离开关,包括外壳,在所述外壳内装配有操作机构以及至少一个导电系统,每个导电系统包括与操作机构联动的触头机构,触头机构包括相互配合的动触头和静触头,其中动触头与操作机构联动连接,使动触头在操作机构的驱动下与静触头接触或分离,实现导电系统的接通或断开。现有操作机构包括一次储能机构2,在分合闸时,一次储能机构2转动储能,在越过死点后一次储能机构2释能驱动输出轴4快速转动至分闸位置或合闸位置。

本申请的改进点在于,操作机构包括一次储能机构2、二次储能机构3以及输出轴4,一次储能机构2、二次储能机构3分别与输出轴4联动连接,在分闸过程中,一次储能机构2储能完毕后释能驱动输出轴4转动为二次储能机构3储能,在输出轴4分闸转动驱动二次储能机构解锁后,解锁的二次储能机构3释能,输出轴4继续转动,直到二次储能机构3再次锁定,本申请通过设置二次储能机构3,使输出轴4在分闸时受一次储能机构2和二次储能机构3的两次驱动转动可以驱动触头机构在打开时具有更大的开距,利于保证产品的电气性能。

结合图1-22提供一种操作机构的具体实施例,其具体结构不限于本实施例。

如图1所示,所述操作机构包括壳体1,在所述壳体1内装配有一次储能机构2、二次储能机构3以及输出轴4。

如图1-3所示,一次储能机构2包括第一驱动结构和至少一个第一储能弹性件26,本实施例中,所述第一驱动结构包括依次联动连接的操作轴21和转动件25,所述转动件25与输出轴4联动配合,一对第一储能弹性件26分别连接在转动件25的相对两侧,用于与转动件25配合,操作轴21驱动转动件25转动使第一储能弹性件26转动到平衡位置以储能,第一储能弹性件26在越过平衡位置后释能,驱动转动件25快速转动,通过转动件25驱动输出轴4转动。所述一次储能机构2的第一驱动结构沿壳体1的上下方向设置,一对第一储能弹性件26配合设置在第一驱动结构的左右两侧并分别与壳体1的内侧壁连接,在壳体1的上侧壁开设有操作孔11,通过手柄或其他工具驱动一次储能机构2的操作轴21,操作轴21通过传动组件驱动转动件25转动,使一次储能机构2储能与释能,从而驱动沿垂直于壳体1前后方向设置的输出轴4转动,在壳体1的前后侧壁开设有联动孔12,导电系统的触头机构通过联动孔12与输出轴4的端部联动连接,输出轴4转动到合闸位置或分闸位置时,驱动触头机构合闸或分闸,此为本领域的现有技术。

优选的,所述操作机构还设有二次储能机构3,本实施例的二次储能机构3包括第二驱动结构和第二储能弹性件35,图1中第一驱动结构与第二驱动结构的中心轴线相垂直。参考图12-15所示,所述第二驱动结构包括固定件31和锁定组件,第二驱动结构和第二储能弹性件35同轴装配于输出轴4,固定件31固定装配,设置有两个限位槽,两个限位槽分别为第一限位槽313和第二限位槽314,固定件31可以是壳体1,也可以是单独固定装配于输出轴4上的部件,优选固定件31为单独装配于输出轴4的部件;锁定组件包括与限位槽限位配合的锁定部321,第二储能弹性件35作用于所述锁定组件,使锁定部321与固定件31的限位槽锁定配合;一次储能机构2驱动输出轴4转动,能够为第二储能弹簧35储能,在输出轴4驱动锁定组件的锁定部321从其中一个限位槽中滑出解锁后,第二储能弹性件35释能驱动锁定组件带动输出轴4继续转动,直到锁定部321被驱动滑入另一个限位槽内被限位锁定。

本实施例的操作机构在分闸时,一次储能机构2转动储能,随后一次储能机构2释能驱动输出轴4向分闸方向转动,为第二储能弹簧35储能,在输出轴4驱动锁定组件的锁定部321沿第一方向从其中一个限位槽中滑出解锁后,第二储能弹性件35释能驱动锁定组件带动输出轴4继续转动到分闸位置,直到锁定部321被驱动沿第二方向滑入另一个限位槽内被限位锁定。具体的,一次储能机构2转动储能,随后一次储能机构2释能驱动输出轴4从合闸位置向分闸位置转动,输出轴4的转动驱动第二驱动结构的锁定组件且为第二储能弹簧35储能,在一次储能机构2释能驱动输出轴4转动到第一临界位置时,输出轴4驱动锁定组件的锁定部321沿第一方向从其中一个限位槽中滑出解锁,第二储能弹性件35释能驱动锁定组件带动输出轴4继续转动,此时输出轴4继续转动的驱动力主要来自二次储能机构3,直至输出轴4转动至分闸位置,锁定部321被驱动沿第二方向滑入另一个限位槽内被限位锁定,二次储能机构3再次锁定。本实施例通过设置二次储能机构3,使输出轴在分闸时受一次储能机构2驱动转动到第一临界位置,且使二次储能机构3先储能再解锁释能,驱动输出轴从第一临界位置继续转动到分闸位置,通过两次驱动转动可以驱动触头机构在打开时具有更大的开距,利于保证产品的电气性能。所述第一临界位置即二次储能机构3的锁定部321从一个限位槽中滑出解锁并开始释能的位置,为输出轴4从合闸位置向分闸位置转动的一个中间位置;输出轴4处于合闸位置时,锁定部321与该一个限位槽锁定配合,输出轴4转动到第一临界位置时,锁定部321从一个限位槽中滑出解锁并开始释能,输出轴4转动到分闸位置时,锁定部321与另一个限位槽锁定配合,本实施例的输出轴4从合闸位置到第一临界位置由第一储能弹性件26释能驱动,从第一临界位置到分闸位置主要由第二储能弹性件35释能驱动,当然,在第二储能弹性件35刚释能时,第一储能弹性件26可以为输出轴4的继续转动提供驱动力,这也是可以的,均属于本申请的保护范围。

所述操作机构在合闸时,一种实施例为,采用与分闸过程类似的技术方案,即一次储能机构2转动储能,随后一次储能机构2释能驱动输出轴4从分闸位置向合闸位置转动,输出轴4的转动驱动第二驱动结构的锁定组件且为第二储能弹簧35储能,在输出轴4转动至第二临界位置时,锁定组件的锁定部321被驱动沿第一方向从前述的另一个限位槽中滑出解锁,第二储能弹性件35释能驱动锁定组件带动输出轴4继续转动,直到输出轴4转动至分闸位置,锁定部321被驱动沿第二方向滑入一个限位槽内被限位锁定。二次储能机构3再次锁定。但此种方案,从输出轴4从第二临界位置到合闸位置主要由二次储能机构3提供驱动力,其难以保证合闸时的合闸速度。所述第二临界位置即二次储能机构3的锁定部321从另一个限位槽中滑出解锁并开始释能的位置,为输出轴4从分闸位置向合闸位置转动的一个中间位置。需要说明的是,所述第一临界位置和第二临界位置可以为一个相同位置,也可以不是一个相同位置。

特别的,如图1-3所示,本申请的一种优选的实施例,所述一次储能机构2包括第一驱动结构和至少一个第一储能弹性件26,所述第一驱动结构还包括传动组件,即所述第一驱动结构包括依次联动连接的操作轴21、传动组件和转动件25,且所述传动组件、转动件25分别与输出轴4联动连接,第一储能弹性件26与转动件25配合,转动件25转动使第一储能弹性件26转动到平衡位置以储能,并在越过平衡位置后释能以驱动转动件25转动;所述操作轴21通过传动组件驱动转动件25,使第一储能弹性件26储能和释能驱动输出轴4转动,还能通过传动组件直接驱动输出轴4转动。在分闸时,操作轴21通过传动组件驱动转动件25转动,分闸过程中传动组件不驱动输出轴4,转动件25的转动使第一储能弹性件26越过平衡位置后释能,即越过死点后释能,第一储能弹性件26释能驱动转动件25快速转动,通过转动件25驱动输出轴4转动,输出轴4的转动驱动第二驱动结构的锁定组件且为第二储能弹簧35储能,在输出轴4转动到第一临界位置时,输出轴4的转动驱动锁定组件的锁定部321从第一限位槽313中滑出解锁,第二储能弹性件35释能驱动锁定组件带动输出轴4继续转动到分闸位置,且锁定部321被驱动滑入第二限位槽314内再次锁定,分闸过程与前述类似。

不同的在于合闸过程,在合闸时,操作轴21通过传动组件驱动转动件25转动,同时传动组件还驱动输出轴4转动,即转动件25的转动使第一储能弹性件26的同时,输出轴4的转动驱动锁定组件使第二储能弹簧35先储能后释能;在输出轴4转动到第二临界位置时,输出轴4的转动驱动锁定组件的锁定部321从第二限位槽314中滑出解锁释能,第二储能弹簧35释能驱动锁定组件带动输出轴4继续向合闸位置转动,直至锁定部321被驱动滑入第一限位槽313内再次锁定;同时在转动件25的转动使第一储能弹性件26越过平衡位置后释能,即越过死点后释能,第一储能弹性件26释能驱动转动件25快速转动,第一储能弹性件26释能通过转动件25驱动输出轴4转动到合闸位置。即合闸过程,第二储能弹簧35越过死点释能后,一直驱动输出轴4转动到合闸位置,输出轴4转动到合闸位置由第一储能弹性件26提供主要驱动力,以保证合闸速度。

优选,在合闸的最后阶段,也可以由第一储能弹性件26和第二储能弹簧3共同驱动输出轴4转动到合闸位置,即输出轴4转动过第二临界位置使第二驱动结构解锁后且转动件25转动使第一储能弹性件26越过平衡位置后,第一储能弹性件26和第二储能弹簧3共同驱动输出轴4转动到合闸位置。当然,也可以仅由第一储能弹性件26驱动输出轴4转动到合闸位置。在整个合闸过程中,一次储能机构2释能为输出轴4的转动提供主要驱动力,二次储能机构3的释能也可以为输出轴4的转动提供部分驱动力,二次储能机构3的释能也可以不为输出轴4的转动提供驱动力,二次储能机构3的释能与否可以根据实际需要进行调整。此外,在合闸过程中,是传动组件先驱动输出轴4转动到第二临界位置,还是传动组件先驱动转动件25转动到使第一储能弹性件26越过平衡位置,均可以根据需要进行相应调整,只需保证由第一储能弹性件26提供主要驱动力,在第一储能弹性件26越过平衡位置释能后,持续驱动输出轴4转动到合闸位置即可,均属于本申请的保护范围。所述第二临界位置即二次储能机构3的锁定部321从另一个限位槽中滑出解锁并开始释能的位置,为输出轴4从分闸位置向合闸位置转动的一个中间位置,输出轴4处于分闸位置时,锁定部321与该另一个限位槽锁定配合,输出轴4转动到第二临界位置时,锁定部321从该另一个限位槽中滑出解锁并开始释能,输出轴4转动到合闸位置时,锁定部321与一个限位槽锁定配合;本实施例的输出轴4从分闸位置到第二临界位置由传动组件驱动,和/或由传动组件先驱动之后第一储能弹性件26释能驱动,在第一储能弹性件26释能后驱动输出轴4转动直到合闸位置。

即本实施例操作机构的分合闸过程的运动状态是不是对称的,在合闸时,为保证合闸速度,其驱动力主要是由第一储能机构释能提供的,而分闸过程的最后一程,第一储能机构已经完成释能,第二储能机构没有完成释能,由第二储能机构单独释能完成的,这样即保证合闸时的合闸速度,又保证分闸时的开距,此为本发明的实施例。

优选的,两个限位槽分别为第一限位槽313和第二限位槽314,所述第一限位槽313的圆心角大于第二限位槽314的圆心角,第二限位槽314的圆心角与锁定部321的圆心角相等,使锁定部321与第一限位槽313配合时具有一定的转动余量,锁定部321与第二限位槽314配合时无转动余量;在分闸过程中,锁定部321先随输出轴4在第一限位槽313内转动预设空行程,在锁定部321与第一限位槽313无转动余量后,在锁定部321与第一限位槽313卡挡配合时,第二储能弹性件35开始储能,如此,在分闸初期,由于预设空行程的存在,也就是转动余量的存在,不需要克服二次储能机构3中第二储能弹性件35的弹力,提升了分断性能。

其分闸具体过程为,一次储能机构2释能使输出轴4转至第一临界位置期间,锁定部321先随输出轴4在第一限位槽313内转动预设空行程,此阶段第二储能弹性件35不储能,在锁定部321与第一限位槽313无转动余量后,也就是在锁定部321与第一限位槽313的卡挡配合下,第二储能弹性件35开始储能,在输出轴4转动至第一临界位置时,锁定部321被驱动沿第一方向滑动,使锁定部321与第一限位槽313分离解锁,第二储能弹性件35储能完毕,由第二储能弹性件35释能驱动锁定部321转动,同时带动输出轴4继续转动,直到锁定部321被驱动沿第二方向滑入第二限位槽314内被限位锁定,完成分闸;在合闸过程中,在驱动轴4在由分闸位置转动至第二临界位置的过程中,由于锁定部321与第二限位槽314配合时无转动余量,第二储能弹性件35同步储能直至锁定部321从第二限位槽314分离解锁,第二储能弹性件35开始释能驱动输出轴4继续转动。如此,在输出轴4转动至锁定部321与第一限位槽313无转动余量的过程中,由于转动余量的存在,不需要克服二次储能机构3中第二储能弹性件35的弹力,提升了分断性能。

以下结合图纸进一步说明操作机构优选实施例的具体结构,所述操作机构不限于本实施例。

如图2-3所示,所述一次储能机构2包括第一驱动结构和一对第一储能弹性件26,所述第一驱动结构包括依次联动连接的操作轴21、传动组件和转动件25,所述传动组件、转动件25分别与输出轴4联动连接。在本实施例中,传动组件包括传动轴和传动板23,传动轴转动设置,传动板23直线移动设置,操作轴21通过传动轴驱动转动件25转动,操作轴21驱动传动板23在传动板分闸位置和传动板合闸位置之间直线移动,分闸时操作轴21驱动传动板23向传动板23分闸位置移动,传动板23不驱动输出轴4转动;合闸时,操作轴21驱动传动板23向传动板合闸位置移动,传动板23驱动输出轴4转动。所述操作轴21可以直接驱动传动板23移动,也可以间接驱动传动板23,本实施例通过传动轴的转动驱动传动板23,即传动轴驱动转动件25转动也驱动传动板23移动。

其中传动轴包括分体式的第一传动轴22和第二传动轴24,第一传动轴22与第二传动轴24的一端固定连接或传动配合,由第一传动轴22分别与操作轴21、传动板23联动连接,第二传动轴24与转动件25联动连接,传动板23、转动件25分别与输出轴4联动配合。

分闸时,操作轴21驱动第一传动轴22转动,第一传动轴22驱动传动板23水平移动至传动板分闸位置,且通过第二传动轴24驱动转动件25转动,使第一储能弹性件26储能,第一储能弹性件26在越过平衡位置后释能,通过转动件25驱动输出轴4从合闸位置转动至第一临界位置,且使第二储能弹性件35先完成储能再释能,驱动输出轴4转动分闸位置。优选的,输出轴4转动至分闸位置时,输出轴4与传动板23限位。

合闸时,操作轴21驱动第一传动轴22转动,第一传动轴22驱动传动板23水平移动至合闸位置,传动板23驱动输出轴4从分闸位置向第二临界位置转动,第一传动轴22转动通过第二传动轴24驱动转动件25转动;输出轴4的转动可以使第二储能弹性件35储能,转动件25转动使第一储能弹性件26储能,并在第一储能弹性件26越过平衡位置释能,第一储能弹性件26释能使转动件25继续转动,转动件25转动驱动输出轴4继续转动,在输出轴4越过第二临界位置后,第二储能弹性件35完成储能并释能,第一储能弹性件26和第二储能弹性件35的释能驱动输出轴4转动至合闸位置。

如图2、3和6所示,所述操作轴21沿壳体1的上下方向设置,在操作轴21的上端面设有凹槽结构,所述凹槽结构与壳体1的操作孔11相对,用于使手柄或其他工具驱动操作轴21转动,在操作轴21的中部侧壁环绕设置有第一齿轮211。

如图2、3、7-9所示,所述第一传动轴22沿壳体1的上下方向设置于操作轴21的一侧,在第一传动轴22的面向操作轴21的一侧设有扇形的齿轮部221,所述扇形的齿轮部221与操作轴21的第一齿轮211啮合连接,在第一传动轴22的中部设有环绕第一传动轴22侧壁的第二齿轮222,也就是第二齿轮222位于齿轮部221的下侧,第一传动轴22与第二传动轴24的一端插接配合,图7中,第一传动轴22的下端端部形成方形凸柱223,在第二传动轴24的上端端部设有与方形凸柱223插接配合的方形凹槽241,在第二传动轴24的另一端设有第三拨杆242,也就是第三拨杆242设置于第二传动轴24下端并且第三拨杆242向下延伸;所述传动板23沿垂直于第一传动轴22的方向移动设置,传动板23面向第一传动轴22的一侧设有多个用于与第二齿轮222啮合连接的齿牙231,使传动板23通过齿牙231与第二齿轮222配合进行直线往复运动,在传动板23的一端设有用于与输出轴4配合的第一拨杆232,图8中第一拨杆232朝向下方,当输出轴4位于其他方向,第一拨杆232的朝向适当改变。当然,传动轴也可以采用一体式结构,如此,传动轴分别与操作轴21、传动板23、转动件25联动连接,由转动件25和传动板23分别与输出轴4联动以驱动输出轴4转动。此外,作为其它实施例,所述第一传动轴22和第二传动轴24也可以为分体式结构且二者的转动轴线平行间隔设置,即第一传动轴22一端与操作轴21传动配合,另一端与第二传动轴24传动配合,也即是操作轴21转动以驱动第一传动轴22转动,第一传动轴22同步驱动第二传动轴24转动。所述第一传动轴22与传动板23通过啮合传动,能够精确控制传动位置和距离,而且通过扇形的齿轮部221可以调整传动板23在合闸时驱动输出轴4转动的角度,当然第一传动轴22与传动板23也可以通过其它方式传动。

如图2-5、10所示,所述转动件25设置于壳体1的下部,由转动件25的下端与壳体1转动连接,在转动件25相对的两侧分别设置有弹簧卡槽251,每个第一储能弹性件26的一端通过弹簧卡槽251与转动件25连接,另一端与壳体1的侧壁连接,图2-5和11中,第一储能弹性件26为弹簧,第一储能弹性件26的一端与壳体1转动连接,另一端形成闭合环状的连接部261用于与弹簧卡槽251卡接。初始状态,转动件25轴心与第一储能弹性件26轴线偏心设置,转动件25转动带动弹簧卡槽251转动使第一储能弹性件26也同步转动,转动件25转动初期使第一储能弹性件26储能,在转动件25转动使第一储能弹性件26轴线与转动件25轴心位于一条直线上时为平衡位置即死点位置,此时第一储能弹性件26被压缩为最短,在转动件25带动第一储能弹性件26转动越过平衡位置后,第一储能弹性件26释能驱动转动件25快速转动,以驱动输出轴4转动。转动件25的另一端沿环向依次间隔凸出设有第二挡块252、第三挡块253以及第四挡块254,其中第二挡块252与第三挡块253分别位于一个弹簧卡槽251的两侧,第四挡块254位于靠近另一个弹簧卡槽251的位置,图2-5、10中第二挡块252与第四挡块254沿转动件25的同一直径设置,第三挡块253位于第二挡块252与第四挡块254之间,图4、5中第三挡块253与第二挡块252之间的夹角近似90°,在本实施例中,第四挡块254的凸出高度高于第二挡块252、第三挡块253,第二挡块252与第三挡块253的凸出高度相同,其中第二挡块252、第三挡块253用于与第二传动轴24的第三拨杆242抵接,第三挡块253、第四挡块254用于与设置于输出轴4的第二拨杆413配合。

优选的,在本实施例中,输出轴4包括如图19-22所示的第一输出轴41和第二输出轴42,其中第一输出轴41与第二输出轴42的一端插接配合,第一输出轴41与第二输出轴42的另一端分别用于与位于壳体1一侧的触头机构联动连接,第一输出轴41用于与第一驱动结构配合驱动,第二输出轴42与第二驱动结构、第二储能弹性件35配合驱动。当然,所述的第一输出轴41和第二输出轴42也可以为一体结构。第一驱动结构、第二驱动结构分别与输出轴4的不同区域驱动连接,优选的,第一驱动结构与第二驱动结构的中心轴线相垂直,第一驱动结构的转动件25的中心轴线与输出轴4的轴线垂直。

如图19、20所示,所述第一输出轴41包括一体成型的转动部和圆形轴411,所述圆形轴411的一端与转动部的一侧中部连接,转动部的外径大于圆形轴411的外径,在转动部背对圆形轴411的一侧用于与触头机构联动连接,优选在转动部背对圆形轴411的一端端面设有与触头机构联动连接的凹凸配合面,进一步的,在转动部远离圆形轴411的侧壁设有环形槽,所述环形槽用于使转动部与壳体1转动支撑,在圆形轴411远离转动部的一端端部设有用于与第二输出轴42插接配合的凹槽结构,优选凹槽结构采用方形凹槽;在第一输出轴41的侧壁设有凸出的第一挡块412和第二拨杆413,第一挡块412用于与传动板23的第一拨杆232配合,第二拨杆413用于与转动件25的第三挡块253、第四挡块254配合,图中第一挡块412为设置于圆形轴411侧壁的方形凸台,第一挡块412紧邻转动部且第一挡块412的凸出高度高于转动部的边缘,在第一挡块412的一侧设有向外延伸的第二拨杆413,第二拨杆413可以看作由第一输出轴41侧壁向外延伸形成的延伸板,所述第二拨杆413的板面与第一输出轴41的端面平行,第二拨杆413的端部设有两个斜面414,使第二拨杆413的端部呈中间高两侧低,在第一输出轴41转动时,两个斜面414利于与第三挡块253、第四挡块254配合;进一步的,在背对第二拨杆413的第一挡块412一侧设有可以避让传动板23的第一拨杆232的环形凹槽416,避免干扰第一挡块412与第一拨杆232的配合。

如图21、22所示,所述第二输出轴42包括一体成型的转动部和方形轴421,第二输出轴42的转动部优选与第一输出轴41的转动部相同,所述方形轴421的一端与转动部的一侧中部连接,转动部的外径大于方形轴421的外径,在转动部背对方形轴421的一侧设有用于与触头机构联动的凹凸配合面,优选的,在转动部远离方形轴421的侧壁设有环形槽,所述环形槽用于与第二驱动结构连接,方形轴421的另一端与第一输出轴41的方形凹槽241插接配合,在方形轴421紧邻转动部的区域具有一段圆形轴区422。

如图12-15所示,所述第二驱动结构的优选实施例,其包括固定件31和锁定组件,固定件31整体呈板形结构,在固定件31的中部设有用于装配在输出轴4上的第一避让孔311,也就是第一避让孔311与第二输出轴42中转动部的环形槽转动配合,在固定件31的一侧表面设有圆形的中央槽312,所述中央槽312为锁定组件提供转动空间,沿中央槽312的周向间隔开设有第一限位槽313和第二限位槽314,其中第一限位槽313两侧的圆心角大于第二限位槽314的圆心角,也就是第一限位槽313的弧长大于第二限位槽314的弧长。

锁定组件包括压紧件33、滑动件36以及锁定件32,压紧件33、滑动件36以及锁定件32均同轴装配于第二输出轴42,如图12-16所示,所述压紧件33与第二输出轴42固定连接并可以随第二输出轴42转动,滑动件36转动装配于第二输出轴42,滑动装配于滑动件36的锁定件32设有锁定部321,锁定件32能够通过滑动件36绕输出轴4转动且能够相对滑动件36沿输出轴4的径向滑动,也就是,锁定件32可以沿第一方向或第二方向与滑动件36滑动配合,第二储能弹性件连接在压紧件33和锁定件32之间,且驱动锁定件32的锁定部321与两个限位槽中的至少一个限位锁定。所述锁定部321的圆心角与第二限位槽314的圆心角相等,如此,第一限位槽313与锁定部321配合时存在一定的转动余量,在分闸时可以先转动一个预设空行程,第二限位槽314与锁定部321配合时无转动余量。

当锁定部321与一个限位槽卡挡配合时,输出轴4的转动通过压紧件33使第二储能弹性件35储能,且所述压紧件33驱动锁定件32沿相对于滑动件36的第一方向滑动,使锁定部321与一个限位槽分离解锁,解锁后的第二储能弹性件35释能驱动压紧件33带动输出轴4继续转动,当锁定部321转动至与另一个限位槽对应的位置时,所述锁定件32被驱动沿相对于滑动件36的第二方向滑动,与另一个限位槽限位锁定。具体的,所述第二储能弹性件35包括与输出轴4同轴装配的转动部,所述转动部连接有两个弹性臂351,压紧件33、锁定件32以及滑动件36位于两个弹性臂351之间,第二储能弹性件35的两个弹性臂351分别与锁定件32、压紧件33抵接,在输出轴4转动过程中,由压紧件33与锁定件32相互配合绕第二输出轴42进行转动,压紧件33与锁定件32在相互配合转动过程中,两个弹性臂351同时与压紧件33、锁定件32抵接,当锁定件32与一个限位槽卡接时,锁定件32、压紧件33错位,使得锁定件32与压紧件33分别与两个不同的弹性臂351抵接,此时两个弹性臂351之间的夹角扩大,第二储能弹性件35储能;在输出轴4带着压紧件33继续转动到第一临界位置或第二临界位置时,在压紧件33驱动锁定件32向第一方向滑动从其中一个限位槽中滑出解锁,与锁定件32抵接的一个弹性臂351发生形变,随着锁定件32被驱动转向另一个限位槽的过程中,第二储能弹性件35释能能够驱动压紧件33带动输出轴4转动,与锁定件32抵接的弹性臂351逐渐恢复原状以驱动锁定部321沿第二方向滑动以滑入另一个限位槽内,实现限位锁定。

如图17所示,所述滑动件36整体呈方形板状结构,在滑动件36的中部设有与第二输出轴42转动连接的圆形轴孔361,所述圆形轴孔361与第二输出轴42中部的圆形轴区422转动配合,锁定件32整体呈长方形板状结构,由锁定件32的一侧边缘向外凸出形成锁定部321,也就是锁定部321位于锁定件32较短一侧边缘,在与锁定部321相邻的锁定件32两侧分别设有第一卡挡臂323,也就是在锁定件32较长的两侧边缘分别设有第一卡挡臂323,在锁定件32的中部设有矩形的第二避让孔322,锁定件32通过第二避让孔322滑动套设于滑动件36的外周,第二避让孔322为锁定件32提供一定的滑动空间,使锁定件32的锁定部321沿着靠近或远离滑动件36也即输出轴4的中心轴线的方向滑动,其中,以锁定部321靠近滑动件36的方向为第一方向,以锁定部321远离滑动件36的方向为第二方向,当锁定件32与滑动件36共同装配于输出轴4时,以锁定部321靠近输出轴4的中心轴线方向为第一方向,以锁定部321远离输出轴4的中心轴线方向为第二方向。

如图12-15、18所示,所述压紧件33整体呈板形结构,在压紧件33的中部设有与第二输出轴42连接的连接轴孔334,图中连接轴孔334为方形孔,在压紧件33相对的两侧设有与第一卡挡臂323对应的第二卡挡臂331,在本实施例中,第一卡挡臂323由锁定件32的两侧边缘沿平行于第二输出轴42的轴向弯折延伸形成,第二卡挡臂331由压紧件33的两侧边缘沿平行于第二输出轴42的轴向弯折延伸形成,图中两个第二卡挡臂331位于两个第一卡挡臂323之间,位于同一侧的第一卡挡臂323和第二卡挡臂331可以与同一个弹性臂351配合,在压紧件33的另一侧设有向外凸出的凸出部332,所述凸出部332相对的两侧边缘分别作为配合部333,图18中配合部333为斜面,使凸出部332远离连接轴孔334的一侧宽度最大,凸出部332靠近连接轴孔334的一侧位于两个第一卡挡臂323之间,随着第二输出轴42转动的压紧件33,使配合部333与紧邻的第一卡挡臂323抵接,推动所述锁定件向所述第一方向滑动解锁。

如图12-15所示,第二储能弹性件35套设于一个铜套34,所述铜套34、压紧件33、锁定件32以及固定件31依次套设于第二输出轴42,由铜套34压阻压紧件33,第二储能弹性件35采用扭簧,优选扭簧的中部作为转动部套设于铜套34,扭簧的两个弹性臂351分别向两个向相反方向延伸,每个弹性臂351可以与位于同一侧的第一卡挡臂323、第二卡挡臂331抵接,在第二输出轴42转动过程中,压紧件33随第二输出轴42转动且锁定件32的锁定部321被限位锁定,锁定件32与压紧件33错位,使得位于同一侧的第一卡挡臂323与第二卡挡臂331错位,其中一个弹性臂351与第一卡挡臂323抵接,另一个弹性臂351与另一个第二卡挡臂331抵接,此时第二储能弹性件35储能;在锁定件32的锁定部321沿从其中一个限位槽中滑出解锁后,第二储能弹性件35释能,直至锁定件32的锁定部321滑入另一个限位槽中。

提供本实施例的具体配合过程:

在分闸过程中,所述操作轴21转动带动第一传动轴22转动,第一传动轴22的第二齿轮222与传动板23的数个齿牙231啮合使传动板23沿图2中水平方向移动,从传动板23的传动板合闸位置移动到传动板分闸位置,同时第一传动轴22带动第二传动轴24同步转动,第二传动轴24的第三拨杆242抵着转动件25的第二挡块252带动转动件25转动,直至转动件25刚转过一对第一储能弹性件26的平衡位置,使转动件25在一对第一储能弹性件26释能驱动下迅速转动,使一次储能机构2向第一释能位置转动,同时转动件25的迅速转动通过第四挡块254抵着第二拨杆413带动第一输出轴41以及第二输出轴42同步由合闸位置向第一临界位置的方向转动,当第一输出轴41和第二输出轴42同步转动第一转角α后(参见图14),压紧件33的配合部333压着其相邻锁定件32的第一卡挡臂323,使锁定件32在固定件31的中央槽312内绕第一避让孔311圆心(也就是第二输出轴42的中心轴线)转动直至锁定件32的锁定部321与第一限位槽313无转动余量,在此期间,第二储能弹性件35并未储能,当锁定部321与第一限位槽313卡挡时,压紧件33的第二卡挡臂331随第二输出轴42继续转动,使第二储能弹性件35储能,压紧件33一侧的第二卡挡臂331推动一个弹性臂351(图14中左侧的弹性臂351与左侧的第二卡挡臂331),同时,压紧件33一侧配合部333按压锁定件32的一个第一卡挡臂323(图14中左侧的配合部333按压左侧的第一卡挡臂323),使锁定件32开始沿第一方向滑动,锁定件32的另一个第一卡挡臂323与另一个弹性臂351抵接(图14中右侧的第一卡挡臂323与右侧的弹性臂351抵接),此时,两个弹性臂351之间的环向间距增大储能,同时,因锁定件32沿第一方向滑动,锁定部321与第一限位槽313分离,第一卡挡臂323按压的弹性臂351发生弹性形变;

随后,在一次储能机构2转至第一释能位置(即分闸时第一储能弹性件26释能完成位置),第一储能弹性件26驱动输出轴4转至第一临界位置,第二储能弹性件35完成储能并已经开始释能,由第二储能弹性件35的另一个弹性臂351与锁定件32的另一个第一卡挡臂323抵接(位于右侧的弹性臂351与位于右侧的第一卡挡臂323),使得锁定件32在第二储能弹性件35释能作用下迅速向第二限位槽314转动,在此过程中,另一个弹性臂351逐渐复位,通过推动另一个第一卡挡臂323使锁定件32沿第二方向滑动(图14中右侧的弹性臂351推动右侧的第一卡挡臂323),直至锁定部321与第二限位槽314限位锁定,此时第一输出轴41和第二输出轴42又同步转动一定角度,也就是由输出轴4从第一临界位置转至分闸位置之间的第二转角,图14中以β表示第二转角,此时使第一输出轴41的第一挡块412与传动板23的第一拨杆232抵接,此时输出轴4转动到分闸位置,实现了输出轴的两次转动,进而传动到触头机构以增加开距。

在合闸过程中,操作轴21转动带动第一传动轴22转动,第一传动轴22的第二齿轮222与传动板23的数个齿压231啮合使传动板23移动,使传动板23从传动板分闸位置移动到传动板合闸位置,传动板23的第一拨杆232移动抵着第一输出轴41的第一挡块412使第一输出轴41带动第二输出轴42转动一定角度,也就是输出轴4从分闸位置转至第二临界位置,此时输出轴4的转角为第三转角,图15中以γ表示第三转角,且第二储能弹性件35储能,同时第二传动轴24的第三拨杆242抵着转动件25的第三挡块253带动转动件25转动,直至转动件25带动第一储能弹性件26转过一对第一储能弹性件26的平衡位置;在第一储能弹性件26转过平衡位置释能后,转动件25在一对第一储能弹性件26释能作用下迅速转动,使得第三挡块253抵着第一输出轴41的第二拨杆413也带动第一输出轴41、第二输出轴42向第二临界位置转动;

在输出轴4从合闸位置转动到第二临界位置的过程中,由于锁定件32的锁定部321与第二限位槽314没有转动余量,第一输出轴41、第二输出轴42在同步转动时带动压紧件33转动,压紧件33的转动克服第二储能弹性件35的弹力,为第二储能弹性件35储能,也就是,当锁定部321与第二限位槽314卡挡配合时,压紧件33的第二卡挡臂331与锁定件32的第一卡挡臂323错位,锁定件32的一侧第一卡挡臂323与第二储能弹性件35的一个弹性臂351抵接(图15中左侧的第一卡挡臂323与左侧的弹性臂351抵接),另一个弹性臂351由位于另一侧的第二卡挡臂331转动压着进行储能(图15中右侧的弹性臂351与右侧的第二卡挡臂331),与此同时,由压紧件33的一个配合部333压着其相邻锁定件32的第一卡挡臂323(也就是图15中右侧的配合部333与右侧的第一卡挡臂323),使锁定件32沿着第一方向与滑动件36滑动配合,也就是向着靠近第二输出轴42的中心轴线方向滑动,直至锁定部321与第二限位槽314分离解锁;

在输出轴4转动到第二临界位置后,第二储能弹性件35释能,第一储能弹性件26继续释能使第一输出轴41、第二输出轴42继续向合闸方向转动,随着第二储能弹性件35的释能,第二储能弹性件35的一个弹性臂351与锁定件32的第一卡挡臂323的抵接(也就是图15中左侧的弹性臂351与左侧的第一卡挡臂323抵接),使得锁定件32在第二储能弹性件35的释能作用下迅速转动,同时,弹性臂351逐渐复位推动第一卡挡臂323使锁定件32沿第二方向滑动,直至锁定部321与第一限位槽313限位配合实现锁定,此时第一输出轴41、第二输出轴42已经由一次储能机构2驱动转至闭合位置,一次储能机构2位于第二释能位置(即合闸时第一储能弹性件26释能完成位置),输出轴4由第二临界位置转至合闸位置的转角为第四转角,图15中以δ表示第四转角。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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