多工位電動操動機構的製作方法
2023-12-03 01:32:26
專利名稱：多工位電動操動機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠用於高壓電器產品中組合式隔離開關和接地開關用來分合閘操作的多工位電動操動機構。
背景技術：
已知的許多隔離開關或接地開關的電動操動機構，都是通過一個電動機帶動齒輪副或齒輪齒條嚙合實現兩個位置(開關分合閘)的操作，它們不能實現組合式隔離開關和接地開關的兩個以上位置的操作，而且傳遞的速度較低。
發明內容
本發明的目的是提供一種可實現兩個以上位置操作的多工位電動操動機構。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種多工位電動操動機構，包括電動機和操動軸，電動機與操動軸通過傳動機構連接，電動機和傳動機構均裝在支架上，傳動機構至少包括一個傳動主軸，傳動主軸與電動機輸出軸通過傳動件連接傳動，傳動主軸上裝有至少有一段無齒的不完全直齒輪，該不完全直齒輪與操動軸上裝的直齒輪相嚙合，傳動主軸上還裝有鎖止凸板，該鎖止凸板與操動軸上裝的鎖止凹板相配合，操動軸一端裝有與安裝在支架上的行程開關相配合的動觸頭，行程開關的數量與被操動的開關位置數相同，動觸頭在操動軸旋轉帶動下可與不同行程開關的不同觸點依次觸碰使之閉合，在操動軸一端還裝有撥盤，該撥盤與同側支架上安裝的輔助開關相配合，可使之轉動並使相應的輔助觸點閉合或斷開，輔助觸點提供操動機構起始位置電氣連通以及位置指示觸點。
傳動機構還包括至少一個減速傳動軸，與傳動主軸通過齒輪嚙合連接。
行程開關有三組，三組行程開關在圓周上呈120°夾角布置，每組行程開關設有一至兩個行程開關，動觸頭為「1」字形或「Z」字形凸輪。
所述的不完全直齒輪有一段無齒，無齒段的弧度大於有齒段的弧度，鎖止凸板有一個圓弧面，其弧度與不完全直齒輪無齒段的弧度相當。
所述的不完全直齒輪也可有兩段對稱的無齒段，每段無齒段的弧度小於有齒段的弧度，鎖止凸板有與無齒段位置對應的兩段圓弧面。
所述的輔助開關有兩個，對稱安裝在操動軸上下方的支架上，輔助開關端部固定有一個撥叉，撥叉上沿半徑方向開有均布的長形槽，撥盤上設有與長形槽數目相對應的小短軸。
在減速傳動軸上裝有一個傘齒輪，在支架上裝有與該傘齒輪相配合的手動操動機構，手動操動機構包括裝在支架上的可上下移動的手動傘齒輪，其附近設有一個可由拐臂頂開的帶有常閉觸點的行程開關。
本發明利用一個電動機，通過傳動機構使操動軸做旋轉運動輸出轉距，操動軸在360°角度範圍內實現兩個以上停止位置，並且操動軸可順時針和逆時針轉動，傳遞的轉速較高。本發明可為組合式高壓開關公用一個操動機構提供解決方案。本發明既適用於一組開關裝置，作為操動的動力單元之用，也適用於多組組合式開關裝置操作的動力單元。並且操動機構的整體體積小，可靠性好，操作維護更加方便，有利於智能控制的實現。
圖1是本發明多工位電動操動機構實施例的正面主視圖；圖2是圖1的E-E剖面視圖；圖3是圖2的A-A剖面視圖；圖4是圖2的B-B向視圖；圖4a是圖2的另一種實施方式的B-B向視圖；圖5是圖1的輔助開關裝配俯視圖；圖6是圖1的後面板裝配主視圖；圖7是本發明多工位電動操動機構實施例的二次原理圖。
具體實施例方式
圖1-7所示是一種五工位電動操動機構實施例。前面板5與後面板6組成操動機構的支架，前面板和後面板通過四個螺柱固定在一起。電動機1固定在後面板6上，其輸出端可裝設一個減速器，起一級變速的作用。輸出軸上還裝有鏈輪7。減速傳動軸10和傳動主軸11和操動軸12按照一定的間距，軸線互相平行跨接在前面板5與後面板6之間，每根軸的兩端分別設有銅套，形成轉動磨擦副。減速傳動軸10的一端設有鏈輪9，鏈輪7通過鏈條與鏈輪9連接，並起二級減速作用。減速傳動軸10中間設有傘齒輪16和直齒輪17，傳動主軸11中間設有直齒輪18、鎖止凸板19和不完全直齒輪20。直齒輪17與直齒輪18形成一對齒輪副，用於傳遞轉距，並起三級減速作用。操動軸12中間設有鎖止凹板21和直齒輪22，傳動主軸11通過不完全直齒輪20與操動軸12上的直齒輪22嚙合傳遞轉距，並起四級減速作用，不完全直齒輪20還可起到消除過衝之目的。如圖4所示，不完全直齒輪20有兩段對稱的無齒段，每段無齒段的弧度小於有齒段的弧度，鎖止凸板19有與無齒段位置對應的兩段圓弧面。也可如圖4a所示，不完全直齒輪20有一段無齒，無齒段的弧度大於有齒段的弧度，鎖止凸板19有一個圓弧面，其弧度與不完全直齒輪20無齒段的弧度相當。由於不完全直齒輪20傳遞的是間歇轉距，因此，操動軸12輸出的同樣是一個間歇轉動。鎖止凸板19與鎖止凹板21結合，當鎖止凸板19的固定軸為主動軸時，凸板19可在凹板21內滑過，但當鎖止凹板21的固定軸為主動軸時，鎖止凹板21被鎖止凸板19限制、鎖死，不得轉動，這時操動軸若有外力的作用，也將保持靜止狀態。
操動軸12一端作為電動操動機構的輸出軸與開關電器設備相連接，另一端設有控制轉軸起動或停止位置的撥盤14、「Z」字形凸輪15以及位置指示裝置23，凸輪15用於撥動前面板5上安裝的三組行程開關3，三組行程開關在圓周上呈120°夾角布置，其中有兩組各裝有兩個行程開關3分別控制操動軸12的四個位置，另外一組裝有一個行程開關分別控制操動軸12的一個位置，因此，操動軸12在360°圓周內共有五個固定位置，一個位置夾角為120°，其餘四個位置夾角分別為60°。撥盤14用於撥動前面板5上安裝的兩組輔助開關2，提供操動機構起始位置電氣連通以及位置指示觸點。輔助開關2的端部固定一個撥叉24，沿半徑方向均布開有6個長形槽24a，分別與撥盤14上設置的6個小短軸14a形成配合。電動機1的起動與停止是靠輔助開關2和行程開關3以及安裝在操動軸12上的凸輪15配合來完成的，輔助開關的觸點是短時間動作用於接通電動機迴路，而行程開關的觸點是長時間動作用於保持或切斷電動機迴路的帶電。
電動機1帶電順時針轉動時，其端部的鏈輪7通過鏈條8將轉距傳遞給鏈輪9帶動減速傳動軸10做順時針轉動，同時直齒輪17與直齒輪18嚙合傳動，帶動傳動主軸11做逆時針旋轉，傳動主軸11上的不完全直齒輪20與直齒輪22嚙合傳動使其連接的操動軸12做順時針轉動。當不完全直齒輪20轉動到無齒的位置時，鎖止凸板19與鎖止凹板21處於圖3所示位置，操動軸12被鎖住，停止不動。這時傳動主軸11若繼續轉動，鎖止凸板19的凸面脫離開鎖止凹板21的凹面中心線後，不完全直齒輪20與直齒輪22開始嚙合，操動軸12轉動。與此同時，在操動軸12上的撥盤14撥動輔助開關2上的撥叉24，使得輔助開關2中的輔助觸點切換，為下一次轉動做準備。從圖3可看出，傳動主軸11旋轉一周，操動軸12有兩次停止位置。
電動機1帶電逆時針轉動時，各轉動部件的轉動方向與上述情況相反，傳動原理相同。
手動時，用手柄頂起手力傘齒輪25，傘齒輪26與減速傳動軸10上的傘齒輪16嚙合傳遞轉距，使減速傳動軸10轉動，同時通過設置的拐臂27頂開帶有常閉觸點的行程開關28，切斷電動機電源迴路，保證手動操作的安全。
圖7是本發明五工位電動操動機構實施例的二次原理圖。KL1+與KL1-分別表示直流電源的正負極；-SF6表示行程開關28的常閉觸點；-SBT2分別表示就地控制或遠方控制選擇開關；-SB*分別表示就地控制按扭；-QSE*分別表示輔助開關2上的輔助觸點；-KA*分別表示繼電器的線圈和相對應的觸點；-SF*分別表示行程開關3的觸點；-M表示電動機1；-R2表示電動機的滯動電阻。
如圖7所示，-SBT2處於遠方控制，此時-QSE3(29、30)與(31、32)兩對觸點處於閉合狀態，其餘觸點處於斷開狀態，這時只有當X8的18端子或23端子接到瞬間的電信號時，電動機1才可帶電轉動。
X8的18端子帶電，-KA5線圈帶電，同時其常開觸點(53、54)(1、2)(3、4)閉合，常閉觸點(61、62)(71、72)斷開，滯動電阻迴路切斷，電動機1順時針旋轉帶動操動軸12順時針轉動。由於-QSE*的觸點在運動過程中是短時接觸，為了保證電動機在兩個規定的位置之間連續不停轉動，採用-SF*行程開關3的觸點提前接入-QSE*的閉合觸點接通，保持電動機迴路不能斷電，一直到下一停止位置斷開，行程開關3所在的迴路為電氣上的「自保持迴路」。當-SF*行程開關3的觸點斷開時，-KA5線圈斷電，同時閉合的觸點斷開，斷開的觸點閉合，-R2滯動電阻並聯到電動機繞組中，使電動機立刻停止轉動。同理，當X8的23端子帶電，-KA6線圈帶電，同時其常開觸點(53、54)(1、2)(3、4)閉合，常閉觸點(61、62)(71、72)斷開，滯動電阻迴路切斷，電動機1逆時針旋轉帶動操動軸12逆時針轉動，其餘控制原理與電動機1順時針旋轉相同。
就地控制時，轉換-SBT2，常閉觸點打開，常開觸點閉合，這時可利用-SB*實現電動機迴路的接通，-SB*轉換時與相鄰控制迴路具有聯鎖的功能。當手動操作時，-SBT2必須處於就地控制，-SF6常閉觸點打開，切斷電動機的自保持迴路，確保手動操作的安全。
為接線或查線方便及接線點的可靠連接，所有內部出線均接於端子排4的一邊，另一邊供操動機構外接線使用。
本發明五工位電動操動機構實施例操動軸的其它四個位置順時針或逆時針轉動的電氣控制原理與上述情況雷同。
除五工位外，本發明還可實現三工位、四工位、六工位開關控制。作為三工位操動機構時，每組行程開關設置一個行程開關，這時可以把「Z」字形凸輪換成「1」字形凸輪。作為四工位操動機構時，在其中一組行程開關上設置兩個行程開關，另外兩組行程開關設置一個行程開關。作為六工位操動機構時，在每組行程開關上均設置兩個行程開關即可。
權利要求
1.一種多工位電動操動機構，包括電動機和操動軸，電動機與操動軸通過傳動機構連接，其特徵在於，電動機和傳動機構均裝在支架上，傳動機構至少包括一個傳動主軸，傳動主軸與電動機輸出軸通過傳動件連接傳動，傳動主軸上裝有至少有一段無齒的不完全直齒輪，該不完全直齒輪與操動軸上裝的直齒輪相嚙合，傳動主軸上還裝有鎖止凸板，該鎖止凸板與操動軸上裝的鎖止凹板相配合，操動軸一端裝有與安裝在支架上的行程開關相配合的動觸頭，行程開關的數量與被操動的開關位置數相同，動觸頭在操動軸旋轉帶動下可與不同行程開關的不同觸點依次觸碰使之閉合，在操動軸一端還裝有撥盤，該撥盤與同側支架上安裝的輔助開關相配合，可使之轉動並使相應的輔助觸點閉合或斷開，輔助觸點提供操動機構起始位置電氣連通以及位置指示觸點。
2.如權利要求1所述的操動機構，其特徵在於，傳動機構還包括至少一個減速傳動軸，與傳動主軸通過齒輪嚙合連接。
3.如權利要求1或2所述的操動機構，其特徵在於，行程開關有三組，三組行程開關在圓周上呈120°夾角布置，每組行程開關設有一至兩個行程開關，動觸頭為「1」字形或「Z」字形凸輪。
4.如權利要求1或2所述的操動機構，其特徵在於，所述的不完全直齒輪有一段無齒，無齒段的弧度大於有齒段的弧度，鎖止凸板有一個圓弧面，其弧度與不完全直齒輪無齒段的弧度相當。
5.如權利要求1或2所述的操動機構，其特徵在於，所述的不完全直齒輪有兩段對稱的無齒段，每段無齒段的弧度小於有齒段的弧度，鎖止凸板有與無齒段位置對應的兩段圓弧面。
6.如權利要求3所述的操動機構，其特徵在於，所述的不完全直齒輪有一段無齒，無齒段的弧度大於有齒段的弧度，鎖止凸板有一個圓弧面，其弧度與不完全直齒輪無齒段的弧度相當。
7.如權利要求3所述的操動機構，其特徵在於，所述的不完全直齒輪有兩段對稱的無齒段，每段無齒段的弧度小於有齒段的弧度，鎖止凸板有與無齒段位置對應的兩段圓弧面。
8.如權利要求1或2所述的操動機構，其特徵在於，所述的輔助開關有兩個，對稱安裝在操動軸上下方的支架上，輔助開關端部固定有一個撥叉，撥叉上沿半徑方向開有均布的長形槽，撥盤上設有與長形槽數目相對應的小短軸。
9.如權利要求6或7所述的操動機構，其特徵在於，所述的輔助開關有兩個，對稱安裝在操動軸上下方的支架上，輔助開關端部固定有一個撥叉，撥叉上沿半徑方向開有均布的長形槽，撥盤上設有與長形槽數目相對應的小短軸。
10.如權利要求2所述的操動機構，其特徵在於，在減速傳動軸上裝有一個傘齒輪，在支架上裝有與該傘齒輪相配合的手動操動機構，手動操動機構包括裝在支架上的可上下移動的手動傘齒輪，其附近設有一個可由拐臂頂開的帶有常閉觸點的行程開關。
全文摘要
本發明涉及一種多工位電動操動機構，電動機和傳動機構均裝在支架上，傳動機構至少包括一個傳動主軸，傳動主軸與電動機輸出軸通過傳動件連接傳動，傳動主軸上裝有至少有一段無齒的不完全直齒輪，該不完全直齒輪與操動軸上裝的直齒輪相嚙合，傳動主軸上還裝有鎖止凸板，該鎖止凸板與操動軸上裝的鎖止凹板相配合，操動軸一端裝有與行程開關相配合的動觸頭，行程開關的數量與被操動的開關位置數相同，在操動軸一端還裝有撥盤，該撥盤與同側支架上安裝的輔助開關相配合，可使之轉動並使相應的輔助觸點閉合或斷開。本發明可為組合式高壓開關公用一個操動機構提供解決方案，本發明既適用於一組開關裝置，也適用於多組組合式開關裝置。
文檔編號F16H1/00GK1897184SQ200510017778
公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月11日 優先權日2005年7月11日
發明者田可新, 韓國輝 申請人:河南平高電氣股份有限公司