CN111161976B - 负荷开关电动操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种负荷开关电动操作装置，包括：支架组件；电机组件，安装于支架组件；变速齿轮组件，安装于支架组件并与电机组件传动连接，变速齿轮组件驱动连接有一输出轴；凸轮，滑动套设于输出轴；驱动轴，穿设于凸轮中远离输出轴的一端；驱动件，固定连接于输出轴，驱动件向外凸出延伸有用以抵接并驱动驱动轴的拨动部；驱动杆，驱动杆的一端可转动地套设于驱动轴，驱动杆的另一端开设有长形孔；以及连接件，一端连接有销轴，销轴插入长形孔内，另一端设置有适于固定连接到负荷开关的开关操作轴上的连轴结构。本发明的负荷开关电动操作装置在不改变负荷开关手动功能的前提下实现了电动合分闸功能，并且体积小，结构简单。

Description

负荷开关电动操作装置

技术领域

本发明涉及一种负荷开关电动操作装置。

背景技术

负荷开关柜是国内10KV(或20KV)配电网中闭合或开断负荷的设备，其常用操作方式为：将操作手柄插入负荷开关操作轴，旋转操作手柄，负荷开关操作轴随着操作手柄转动时压缩(或拉伸)负荷开关的储能弹簧进行储能；储能弹簧释放时快速闭合(或开断)负荷开关。由于操作力大，操作手柄必须有较长的长度，且需要操作人员具有较大力量。

随着供电区域的快速增长以及用户对供电可靠性要求的提高，传统的手动操作方式已不能满足要求。供电局可以用配网自动化系统在计算机上闭合或分断远方的负荷开关柜。为实现该功能，负荷开关柜必须在原手柄手动操作的基础上加装电动操作装置。电动操作装置操作时能够电动合分负荷开关，手柄手动操作时电动操作装置可靠脱离，不影响手柄手动操作。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种负荷开关电动操作装置，旨在实现负荷开关手动操作和电动操作集合为一体，并且手动操作时电动操作装置脱离，操作方便。

为实现上述目的，本发明提出的负荷开关电动操作装置，包括：

支架组件；

电机组件，所述电机组件安装于所述支架组件；

变速齿轮组件，所述变速齿轮组件安装于所述支架组件并与所述电机组件传动连接，所述变速齿轮组件驱动连接有一输出轴；

凸轮，所述凸轮滑动套设于所述输出轴；

驱动轴，所述驱动轴穿设于所述凸轮中远离所述输出轴的一端；

驱动件，所述驱动件固定连接于所述输出轴，所述驱动件向外凸出延伸有用以抵接并驱动所述驱动轴的拨动部；

驱动杆，所述驱动杆的一端可转动地套设于所述驱动轴，所述驱动杆的远离所述驱动轴的另一端开设有长形孔；以及

连接件，所述连接件一端连接有销轴，所述销轴插入所述长形孔内，所述连接件的另一端设置有适于固定连接到负荷开关的开关操作轴上的连轴结构。

可选地，定义所述输出轴的旋转中心到所述驱动轴的旋转中心的距离为A，所述驱动轴的旋转中心到所述长形孔的中心的距离为B，所述长形孔的中心到所述连轴结构的中心的距离为C，其中C＜A＜B。

可选地，定义A＝L，其中A/B/C为：L/(3L+3.5)/(L-1)。

可选地，所述驱动杆呈弯曲构造并包括有向第一方向拱曲的第一段以及向与所述第一方向相反的第二方向拱曲的第二段。

可选地，所述驱动杆还包括在所述第一段和所述第二段上延伸的加强筋。

可选地，所述输出轴上固定有第一套筒，所述凸轮滑动套设于所述第一套筒外部。

可选地，所述输出轴上还形成腰型凸台，所述驱动件中部开设有腰型孔，所述腰型凸台适配卡入所述腰型孔内。

可选地，所述支架组件，包括：

第一支撑板；

第二支撑板，与所述第一支撑板相对设置；以及

支撑杆，两端分别固接所述第一支撑板和所述第二支撑板；

所述变速齿轮组件安装于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间。

可选地，所述变速齿轮组件包括二个或二个以上的相互啮合的变速齿轮。

可选地，所述负荷开关操作装置还包括与所述电机组件电性连接的控制电路，所述控制电路控制所述电机组件的运行。

本发明技术方案通过将负荷开关电动操作装置设计为以电机组件、变速齿轮组件所组成的驱动源，通过凸轮、驱动件、驱动杆以及连接件的构成的曲柄连杆机构实现有电情况下的对负荷开关的开关操作轴进行合闸和分闸操作，而凸轮为滑动套设在与变速齿轮组件传动连接的输出轴上，如此在断电的情况下，当人工旋转负荷开关的开关操作轴在合闸状态和分闸状态之间转换时，凸轮将在由凸轮、驱动件、驱动杆以及连接件所构成的曲柄连杆机构的两个死点之间摆动，并且输出轴不会与凸轮进行联动，由此使得本申请的负荷开关操作装置在断电的情况下，人工操作开关操作轴时所受到的电机组件和变速齿轮组件的阻力几乎为零，则在断电情况下也可以轻松实现对负荷开关的开关操作轴进行操作，并且由于以凸轮、驱动件、驱动杆以及连接件的构成的曲柄连杆机构实现对开关操作轴的操作过程中的离合机制，使得其整个结构扁平化，占用空间非常小，非常适合于负荷开关柜的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明负荷开关电动操作装置一实施例的一视角结构示意图；

图2为图1中负荷开关电动操作装置另一视角结构示意图；

图3为图1中负荷开关电动操作装置去掉第二支撑板后的内部结构示意图；

图4为图1中负荷开关电动操作装置的一视角的分解结构示意图

图5为图1中负荷开关电动操作装置的另一视角的分解结构示意图；

图6为图1中负荷开关电动操作装置的驱动杆。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种负荷开关电动操作装置600。

请结合参照图1至图6，负荷开关电动操作装置600包括支架组件100、电机组件200、变速齿轮组件300、以及曲柄连杆机构400。

支架组件100包括相对间隔设置的第一支撑板110和第二支撑板120，以及位于第一支撑板110和第二支撑板120之间的支撑杆，支撑杆的两端分别固定连接第一支撑板110和第二支撑板120，并且第一支撑板110和第二支撑板120通过螺钉或螺栓进行锁固，第一支撑板110和第二支撑板120之间形成容置空间，变速齿轮组件300安装于支架组件100并位于容置空间内，电机组件200安装于支架组件100中的第一支撑板110外部，电机组件200包括有电机支架220以及驱动电机210，电机支架220通过螺钉安装固定到第一支撑板110上，驱动电机210通过电机支架220安装固定于第一支撑板110。曲柄连杆机构400安装于第二支撑板120的外部，同时，在第二支撑板120的边缘连接有安装板121，安装板121上开设有安装孔，安装板121适于将本申请的整个负荷开关电动操作装置进行固定到负荷开关柜中。

变速齿轮组件300包括有二个或二个以上变速齿轮，本申请的变速齿轮组件300的变速齿轮数量为4个，包括第一齿轮310、第二齿轮320、第三齿轮330以及第四齿轮340。四个变速齿轮依次啮合，其中第四齿轮340中心安装有输出轴350，并且输出轴350上还固定有驱动件360，本申请驱动件360为板状结构，驱动件360的中部开设有腰型孔362，而在输出轴350上一体形成有腰形凸台351，腰形凸台351可以适配卡入腰型孔362中，由此驱动件360可以与输出轴350同步旋转，并且安装结构较牢固。驱动电机210的电机轴上安装有主动齿轮211，主动齿轮211为花键齿轮，主动齿轮211与第一齿轮310啮合。本申请为了产生较大的扭矩，是以小齿轮驱动大齿轮的方式进行驱动，即上述的第一齿轮310、第二齿轮320、第三齿轮330以及第四齿轮340的分度圆依次增大，由此可以由第四齿轮340以及输出轴350传递出较大的扭矩。

曲柄连杆机构400包括有凸轮410、驱动轴420、驱动杆430以及连接件440。凸轮410呈板状结构并且在水平面上的投影呈水滴状，凸轮410开设有相互间隔设置的中心孔411和边缘孔412，而本申请还在输出轴350上安装有第一套筒450，第一套筒450具有与输出轴350固定连接的筒体部以及由筒体部的上周缘向外延伸出的裙边，凸轮410通过中心孔411套设在第一套筒450的外周从而可以相对于输出轴350进行滑动旋转，而裙边压制在凸轮410背离第二支撑板120的表面使得凸轮410不会脱离。驱动轴420穿设于凸轮410中远离输出轴350的边缘孔412，本申请上述的驱动件360的边缘还向外凸出延伸有一拨动部361，并且驱动件360位于第二支撑板120和凸轮410之间，其中拨动部361可以抵接到驱动轴420朝向第二支撑板120的一端。驱动杆430的一端可转动地套设于驱动轴420伸出凸轮410的一端，驱动杆430的远离驱动轴420的另一端开设有长形孔433，具体地，本申请的驱动轴420为螺钉，并设置有第二套筒370，第二套筒370固定安装在螺钉上，驱动杆430的一端参照凸轮410的安装方式套接在第二套筒370的外部实现其可旋转。连接件440一端连接有销轴441，销轴441插入长形孔433内，连接件440的另一端设置有适于固定连接到负荷开关的开关操作轴上的连轴结构，其中连轴结构为轴套442，轴套442可以适配固定到负荷开关的开关操作轴上，并且，当驱动电机210的转动传递到输出轴350并带动驱动件360旋转时，拨动部361将通过推动驱动轴420进而实现整个曲柄连杆机构400的运动，则轴套442将带动开关操作轴运动，进而实现负荷开关的分闸和合闸动作。

其中，曲柄连杆机构400运动过程中会存在两个死点的极限位置，本申请驱动电机210为单向旋转，通过在驱动杆430的远离驱动轴420的另一端开设有长形孔433，以销轴441可在长形孔433内活动方式，使得曲柄连杆机构400渡过死点位置，而负荷开关的开关轴的分闸和合闸位置在两个死点位置之间，进一步地，在支架组件100的容置空间内安装有位置两个检测开关，并且负荷开关电动操作装置600还包括与电机组件200中的驱动电机210电性连接的控制电路，控制电路控制电机组件200的运行，在输出轴350上位于容置空间内的外壁面还凸设导向曲面，导向曲面上设置有对应开关操作轴的分闸和合闸的位置点，通过检测开关与导向曲面上的对应开关操作轴的分闸和合闸的位置点接触配合产生控制信号，并且通过控制电路精准控制电动驱动过程中在分闸位置和合闸位置的启停。

本发明技术方案通过将负荷开关电动操作装置600设计为以电机组件200、变速齿轮组件300所组成的驱动源，通过凸轮410、驱动件360、驱动杆430以及连接件440的构成的曲柄连杆机构400实现有电情况下的对负荷开关的开关操作轴进行合闸和分闸操作，而凸轮410为滑动套设在与变速齿轮组件300传动连接的输出轴350上，如此在断电的情况下，当人工旋转负荷开关的开关操作轴在合闸状态和分闸状态之间转换开时，凸轮410将在由凸轮410、驱动件360、驱动杆430以及连接件440所构成的曲柄连杆机构400的两个死点之间摆动，并且输出轴350不会与凸轮410进行联动，由此使得本申请的负荷开关电动操作装置600在断电的情况下，人工操作开关操作轴时所受到的电机、齿轮等部分的阻力几乎为零，则在断电情况下也可以轻松实现对负荷开关的开关操作轴进行操作，并且由于以凸轮410、驱动件360、驱动杆430以及连接件440的构成的曲柄连杆机构400实现对开关操作轴的操作过程中的离合机制，使得其整个结构扁平化，占用空间非常小，非常适合于负荷开关柜的使用。

请参照图4，进一步地，本申请负荷开关电动操作装置600，定义输出轴350的旋转中心到驱动轴420的旋转中心的距离为A，驱动轴420的旋转中心到长形孔433的中心的距离为B，长形孔433的中心到轴套442的中心的距离为C，其中C＜A＜B，即通过以连接件440作为摇杆为最短杆的方式，实现电动驱动开关轴过程中具有较大扭矩。

在本申请一个可选实施例中，定义A的长度为L，其中A/B/C为：L/(3L+3.5)/(L-1)。其中L的单位可以是毫米，并且长度公差为±1，通过上述比值设置，可以确保整个装置驱动过程中，具有较大扭矩，顺利通过死点位置并且运行顺畅，可以理解的，上述比值只是提供一个较佳的实施例举例，在实际应用过程中，上述比值可以进行微小调整。

请参照图6，进一步地，为了提供较大的输出扭矩，并且驱动过程中运行稳定，本申请驱动杆430呈弯曲构造并包括有向第一方向拱曲的第一段434以及向与第一方向相反的第二方向拱曲的第二段435。本申请通过将驱动杆430异形的构造，其中第一段434和第二段435构造成大致勾状，当然在其他实施例中，第一段434和第二段435也可以构造成其他形状例如S状、L状等。使得整个曲柄连杆机构400驱动过程中具有输出扭矩大的情况下，结构强度也大，并且动作顺畅。

为了进一步地提升结构强度，本申请驱动杆430还包括在第一段434和第二段435上延伸的加强筋431。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种负荷开关电动操作装置，其特征在于，包括：

支架组件；

电机组件，所述电机组件安装于所述支架组件；

变速齿轮组件，所述变速齿轮组件安装于所述支架组件并与所述电机组件传动连接，所述变速齿轮组件驱动连接有一输出轴；

凸轮，所述凸轮滑动套设于所述输出轴；

驱动轴，所述驱动轴穿设于所述凸轮中远离所述输出轴的一端；

驱动件，所述驱动件固定连接于所述输出轴，所述驱动件向外凸出延伸有用以抵接并驱动所述驱动轴的拨动部；

驱动杆，所述驱动杆的一端可转动地套设于所述驱动轴，所述驱动杆的远离所述驱动轴的另一端开设有长形孔；以及

连接件，所述连接件一端连接有销轴，所述销轴插入所述长形孔内，所述连接件的另一端设置有适于固定连接到负荷开关的开关操作轴上的连轴结构；

定义所述输出轴的旋转中心到所述驱动轴的旋转中心的距离为A，所述驱动轴的旋转中心到所述驱动杆长形孔的中心的距离为B，所述驱动杆长形孔的中心到所述连轴结构的中心的距离为C，其中C＜A＜B；

所述驱动杆呈弯曲构造并包括有向第一方向拱曲的第一段以及向与所述第一方向相反的第二方向拱曲的第二段。

2.如权利要求1所述的负荷开关电动操作装置，其特征在于，定义A=L，其中A/B/C为：L/（3L+3.5）/（L-1）。

3.如权利要求1所述的负荷开关电动操作装置，其特征在于，所述驱动杆还包括在所述第一段和所述第二段上延伸的加强筋。

4.如权利要求1所述的负荷开关电动操作装置，其特征在于，所述输出轴上固定有第一套筒，所述凸轮滑动套设于所述第一套筒外部。

5.如权利要求1所述的负荷开关电动操作装置，其特征在于，所述输出轴上还形成腰型凸台，所述驱动件中部开设有腰型孔，所述腰型凸台适配卡入所述腰型孔内。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的负荷开关电动操作装置，其特征在于，所述支架组件，包括：

第一支撑板;

第二支撑板，与所述第一支撑板相对设置；以及

支撑杆，两端分别固接所述第一支撑板和所述第二支撑板；

所述变速齿轮组件安装于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的负荷开关电动操作装置，其特征在于，所述变速齿轮组件包括二个或二个以上的相互啮合的变速齿轮。

8.如权利要求1至5中任意一项所述的负荷开关电动操作装置，其特征在于，所述负荷开关电动操作装置还包括与所述电机组件电性连接的控制电路，所述控制电路控制所述电机组件的运行。