CN201163576Y - 开关装置 - Google Patents

Abstract

一种可在自动模式和手动模式下操作的开关装置，包括：机架、在其操作面上具有圆形槽、设置在该槽中的操作手柄、设置在机架中的传动机构，传动机构包括主转动件、与主转动件配合并可沿轴向移动的可动轴、轴向可动地安装在马达输出轴上的离合齿轮、安装在马达输出轴上并抵靠离合齿轮下端面的复位弹簧，可动轴的下端抵靠离合齿轮的上端面，手柄还包括推压可动轴使其在第一位置和第二位置之间移动的凸轮，在可动轴的第一位置处，开关处于自动模式；在可动轴的第二位置处，开关处于手动模式。根据本实用新型的开关装置，操作的可靠性更高。

Description

开关装置

技术领域

本实用新型涉及一种具有手动和自动操作模式的开关装置，尤其是一种用在ATSE(自动转换开关电器)中的开关装置。

背景技术

开关装置被广泛应用于许多领域中，例如紧急情况下的供电。在突然出现电力故障的情况下，典型地启动开关装置将电力线从正常电源转换到后备电源上，例如独立发电机。大多数开关装置可在两种模式下工作，即自动和手动，以完成转换动作。

然而，在现有技术中，即使在手动模式下，手柄也与离合齿轮连接。由于马达与离合齿轮连接，需要额外的力来转动马达。即使在马达的供电被切断时，所需要的力仍相当大。为使在手动模式下操作更容易，该开关装置使用辅助手柄，其可套在操作手柄上并提供更大的扭矩。但是辅助手柄是一个单独的组件因而易于丢失。除了这一缺点，现有技术还有一个更严重的缺陷。在手动模式下，由于可能的误操作，马达可能仍被供电并甚至收到错误的操作指令，而手动操作可能会引起马达的损坏及其他安全问题。

为解决上述问题，本申请人在中国发明专利申请200510092767.2公开了对于ATSE(自动转换开关电器)中的开关装置的改进。其中采用可容纳在圆形槽中的手柄，该手柄可以拉出和压下，从而带动主齿轮与离合齿轮接合或脱离而实现自动模式和手动模式的转换。

但是，上述开关装置仍存在缺陷，这就是当压下手柄而使主齿轮与离合齿轮接合时，主齿轮与离合齿轮的位置不固定，主齿轮的内齿与离合齿轮的齿有可能顶死，以至于手柄无法顺利地压下以实现手动模式到自动模式的转换，无法实现可靠的操作。并且由于主齿轮需要上下移动，机构的占用空间比较大，成本增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决技术问题是提供一种在自动模式和手动模式下可靠地实现转换操作的开关装置。

为此，本实用新型提供了一种可在自动模式和手动模式下操作的开关装置，包括：机架，在其操作面上具有圆形槽，设置在该槽中的操作手柄，设置在机架中的传动机构，所述传动机构包括主转动件、与所述主转动件配合并可沿轴向移动的可动轴、轴向可动地安装在马达输出轴上的离合齿轮、安装在马达输出轴上并抵靠所述离合齿轮下端面的复位弹簧，所述可动轴的下端抵靠所述离合齿轮的上端面；所述手柄还包括推压所述可动轴使其在第一位置和第二位置之间移动的凸轮，在所述可动轴的第一位置处，所述开关装置处于自动模式，离合齿轮在复位弹簧的作用力下与主转动件接合，主转动件由所述马达带动从而带动开关齿轮转动；在所述可动轴的第二位置处，所述开关装置处于手动模式，离合齿轮克服复位弹簧的作用力而与主转动件脱离，所述主转动件由所述手柄带动从而带动开关齿轮转动。

与现有技术相比，根据本实用新型的开关装置操作的可靠性更高。由于在主转动件和离合齿轮的离合过程中，离合齿轮是运动的，在进入接合时，由马达带动的离合齿轮转动地与主转动件配合，可以与主转动件的内齿进入适当的啮合位置，而不会出现彼此顶死的现象，从而保证操作的可靠性。并且由于利用离合齿轮上下移动代替了现有技术中主转动件的上下移动，占用的空间减小。

在本实用新型一个方案中，开关装置还包括与所述主转动件相连的微动开关机构，包括微动开关和微动开关驱动件。该微动开关机构可以避免马达在手动模式下的意外启动。

本实用新型中的主转动件可以为与开关齿轮啮合的主齿轮或与叉形开关机构配合的驱动盘。

附图说明

图1示出现有技术的开关装置在自动模式下的剖视图；

图2示出图1所示的现有技术的开关装置在手动模式下的剖视图；

图3示出根据本实用新型的开关装置的离合装置的分解透视图；

图4示出根据本实用新型的开关装置的离合装置的可动轴处于第一位置时的剖视图；

图5示出了采用本实用新型的离合装置的开关装置的另一实施例。

具体实施方式

图1和图2所示为本申请人在中国发明专利申请200510092767.2公开了本申请人的对于ATSE(自动转换开关电器)中的开关装置的改进，分别示出该开关装置在自动模式和手动模式下的剖视图。开关装置200包括，机架21，在其操作面上具有圆形槽211；设置在该槽中的操作手柄230；及传动机构，其包括与手柄230连接的主齿轮240、与马达(未示出)连接的离合齿轮250，及与主齿轮240连接的开关齿轮260。手柄230可在圆形槽(未示出)中绕其圆心转动，手柄230的一部分形成凸轮231。支撑轴212固定在机架210上并穿过手柄230从而手柄230可绕支撑轴212转动。

在图1所示的自动模式下，手柄230在较低位置，整个手柄不会从圆形槽中突出。凸轮231克服弹簧力压迫主齿轮240到较低的位置，在那里主齿轮240与离合齿轮250啮合并可被其驱动。在本实施例中，主齿轮240在其下部内表面具有若干齿，其与离合齿轮250的外表面的齿相配合而形成内齿轮传动。

当在马达上施加电压，马达转动并驱动离合齿轮250转动。由于主齿轮240与离合齿轮250啮合，主齿轮240也被驱动而转动。这使得开关齿轮260转动，并完成将开关组件如负荷开关转换到另一位置的转换动作。同时，手柄230转动并借助于其上的标记指示旋转的角度。

在图2所示的手动模式下，手柄230在较高位置，手柄从圆形槽211中向上突出并与操作面形成直角。在手柄230由图1所示的自动模式转动到图2所示的手动模式时，凸轮231也转动，在凸轮231和主齿轮240之间的接触点在向上方向上后退。这样主齿轮240被弹簧(未示出)推向/拉向较高的位置，从而主齿轮240与离合齿轮250脱离。

当手柄230被抬起后，可用手使其绕圆形槽211的圆心转动。由于主齿轮240与手柄230连接，主齿轮240被驱动而也转动。这使得开关齿轮260转动并完成转换动作。在手柄230和操作面上的标记可指示出旋转角度，这样可完成想要的旋转。

在上述开关装置中，手柄230、主齿轮240和离合齿轮250连同弹簧形成离合装置。该离合装置借助于凸轮31和弹簧实现在主齿轮240和离合齿轮250之间的接合与脱离。

但是，如背景技术中所描述的那样，上述开关装置的缺陷在于当压下手柄230而使主齿轮240与离合齿轮250接合时，主齿轮240与离合齿轮250的位置不固定，主齿轮240的内齿与离合齿轮250的齿有可能顶死，以至于手柄230无法顺利地压下以实现手动模式和自动模式的转换，无法实现可靠的操作。并且由于主齿轮需要上下移动，机构的占用空间比较大，成本增加。

为此，本申请人提出了如图3和4所示的本实用新型的改进结构。为简化起见，图3只是示意性地示出了本实用新型不同于图1和图2所示的开关装置的结构。

参考图3和图4，本实用新型的开关装置包括：机架，在其操作面上具有圆形槽311；设置在该圆形槽311中的操作手柄330；设置在机架中的传动机构，包括主齿轮340、与主齿轮340配合并可沿轴向移动的可动轴380、轴向可动地安装在马达输出轴390上的离合齿轮350、连接到主齿轮的开关齿轮(未示出)、安装在马达输出轴390上并抵靠离合齿轮350下端面351的复位弹簧370。可动轴380的下端抵靠离合齿轮的上端面352。开关齿轮具有至少On和OFF两个开关位置。

手柄330由安装在机架上的支撑轴312支撑，并具有凸轮331。手柄330与主齿轮340连接，手柄330绕圆形槽的圆心(对应于主齿轮的轴心)的转动将带动主齿轮的转动，反之，主齿轮绕轴心的转动同时带动手柄330绕圆形槽的圆心的转动。主齿轮340包括与离合齿轮350配合的内齿部分342，与开关齿轮配合的外齿部分(未示出)和与可动轴380配合的轴向延伸部分341。

在图4所示为本实用新型开关装置处于自动模式下，手柄330处于圆形槽311中。凸轮331的直径较小的部分压在可动轴380上。此时的可动轴380处于第一位置处。在可动轴的下端可以设计为包括内凹部分381和位于内凹部分外围的外缘部分382，外缘部分382抵靠离合齿轮350的上端面352。离合齿轮350借助复位弹簧370的弹性力保持与可动轴380的外缘部分382的接触，离合齿轮350的齿与主齿轮340的内齿部分342啮合，从而将马达输出轴390的转动稳定地经主齿轮340传递给开关齿轮。

当需要将开关装置300从自动模式转换到手动模式时，抬起手柄330，则凸轮311转为直径较大的部分压在可动轴380上，从而将可动轴380压向第二位置。外缘部分382下压离合齿轮350的上端面352，使得离合齿轮350克服复位弹簧370的弹性力而沿马达的输出轴390向下移动，而逐渐与主齿轮350的内齿部分342脱开。此时可动轴380相对于主齿轮的周向延伸部分341向下运动并通过其内凹部分381容纳马达输出轴390的端部，使得可动轴380的轴向运动不与马达的输出轴390发生干涉。在主齿轮与离合齿轮脱开后，通过绕圆形槽311的圆心转动手柄330可以带动与手柄相连的主齿轮340转动，从而手动地带动开关齿轮在开关位置间转换。

在需要从手动模式转换为自动模式时，手柄330转回到图4所示的位置，这时离合齿轮350及可动轴380在复位弹簧380的回复力的作用下向上移动。即使此时离合齿轮350的齿与主齿轮340的齿并非处在恰当啮合的正确位置，由于马达的转动，带动离合齿轮350转动地与主齿轮340进行配合，一旦转动到彼此相配的正确位置就可以顺利地进入啮合，而不会出现现有技术中彼此顶死的现象。

本实用新型在不同位置之间移动的是结构较简单的可动轴和离合齿轮，而不是主齿轮，从而减小了机构的空间并且降低了成本。

为了避免在手动操作期间意外启动马达，还可以设置与手柄330相关联的微动开关机构，包括微动开关400和微动开关驱动件410。微动开关400与马达电连接，可以实现马达的接通和断开。如图所示，微动开关400固定安装在机架上。微动开关驱动件410设置在手柄300和主齿轮340之间，可以是一个盘状件，手柄凸轮331压在微动开关驱动件410上，手柄凸轮331的转动使得微动开关驱动件410和可动轴380同时移动。微动开关驱动件410在其边缘可以具有倾斜的倒角驱动面411，微动开关400具有与所述倒角驱动面配合的倾斜的开关面。当手柄300处于圆形槽311中而可动轴380处于第一位置时，微动开关驱动件410的倒角驱动面411不与微动开关400的开关面接触，此时微动开关400处于接通状态。当手柄300压下而使可动轴处于第二位置时，微动开关驱动件410的倒角驱动面411在下降过程中下压微动开关400的开关面，断开微动开关400，切断马达电源，从而防止马达在手动模式下可能的转动。

如上所述的实施例利用主齿轮340与外接的开关齿轮啮合来传递马达的旋转运动实现开关动作。但是本实用新型的应用并不限于上述齿轮传动机构。在上述实施例中的主齿轮可以采用其它形式的主转动件代替。例如，本实用新型的离合装置可以应用在本领域公知的驱动盘-叉形摇杆形式的开关装置中。图5简略地示出了这类开关装置的实例。

在图5所示的装置中，驱动盘510代替图3-4所示实施例中的主齿轮作为主转动件。在驱动盘510上设置有驱动轴511和512，通过驱动盘510转动，驱动轴511和512分别与设置在驱动盘510两侧的叉形摇杆520和530配合并带动叉形摇杆摆动。叉形摇杆与未示出的开关机构配合，实现开关动作。

尽管参照优选实施例描述了本实用新型，但本实用新型并不限于此，在不脱离本实用新型精神和实质的前提下，本领域的普通技术人员可以对本实用新型进行各种等效的变形和改动，而这些变形与改动都在本实用新型的涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种可在自动模式和手动模式下操作的开关装置，包括：

机架，在其操作面上具有圆形槽，

设置在该槽中的操作手柄，

设置在机架中的传动机构，所述传动机构包括主转动件，

其特征在于，所述传动机构还包括与所述主转动件配合并可沿轴向移动的可动轴、轴向可动地安装在马达输出轴上的离合齿轮、安装在马达输出轴上并抵靠所述离合齿轮下端面的复位弹簧，所述可动轴的下端抵靠所述离合齿轮的上端面，

所述手柄还包括推压所述可动轴使其在第一位置和第二位置之间移动的凸轮，在所述可动轴的第一位置处，所述开关装置处于自动模式，离合齿轮在复位弹簧的作用力下与主转动件接合，主转动件由所述马达带动从而带动开关齿轮转动；在所述可动轴的第二位置处，所述开关装置处于手动模式，离合齿轮克服复位弹簧的作用力而与主转动件脱离，所述主转动件由所述手柄带动从而带动开关齿轮转动。

2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述可动轴的下端具有内凹部分和位于内凹部分外围的外缘部分，所述外缘部分抵靠所述离合齿轮的上端面，所述内凹部分容纳马达输出轴的端部，所述可动轴的轴向运动不与所述马达的输出轴发生干涉。

3.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，还包括固定在机架上的支撑轴，所述手柄的凸轮绕该支撑轴旋转而推压可动轴在第一位置和第二位置之间移动。

4.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述主转动件包括与所述离合齿轮配合的内齿部分和与所述可动轴配合的轴向延伸部分。

5.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，还包括与所述手柄相关联的微动开关机构，包括微动开关和微动开关驱动件，所述微动开关与马达电连接。

6.如权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述微动开关驱动件设置在手柄和主转动件之间，通过所述手柄凸轮的推压而与主齿轮和可动轴同时移动；所述微动开关固定安装在机架上，在可动轴处于第一位置时，所述微动开关驱动件不与所述微动开关相接触，从而使所述微动开关处于接通状态，在可动轴处于第二位置时，所述微动开关驱动件压迫所述微动开关使其处于断开状态。

7.如权利要求6所述的开关装置，其特征在于，所述微动开关驱动件具有倾斜的倒角驱动面，所述微动开关具有与所述倒角驱动面配合的倾斜的开关面。

8.如权利要求1-7中任一项所述的开关装置，其特征在于，所述主转动件为主齿轮，与外接的开关齿轮配合。

9.如权利要求1-7中任一项所述的开关装置，其特征在于，所述主转动件为驱动盘，与外接叉形开关机构接合。

Images