专利名称:一种三工位操动机构及其传动轴的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及三工位操动机构及其传动轴，三工位操动机构包括电机和与电机传动连接的传动轴，传动轴包括轴线沿前后方向延伸的轴体，轴体上固设有切断凸轮，切断凸轮具有绕周向间隔布置的接地位凸起、分闸位凸起和合闸位凸起，分闸位凸起与接地位凸起、合闸位凸起在前后方向上错开设置，三工位操动机构还包括分别用于与接地位凸起、分闸位凸起、合闸位凸起顶推配合以在传动轴转动至接地位置、分闸位置、合闸位置时分别切断所述电机的接地行程开关、分闸行程开关和合闸行程开关。本实用新型提供了一种在传动轴转动到位时可切断电机的三工位操动机构及该三工位操动机构中使用的传动轴。
【专利说明】一种三工位操动机构及其传动轴
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及三工位操动机构及其传动轴。
【背景技术】
[0002]目前，随着过内外市场中越来越多的环网柜涌现，三工位操动机构作为环网柜中的重要部件，其性能的好坏直接决定着环网柜质量的好坏。现有的三工位操动机构如中国专利CN102751129A公开的“三位自锁式凸轮操动机构及其操作方法”，在该专利文献中公开了这样一种三工位操动机构，包括电机、手动操动杆及与电机、手动操动杆的输出端传动连接的第一传动轴，还包括与第一传动轴平行设置的第二传动轴，第一传动轴上固设有盘形凸轮，盘形凸轮上开设有符合输出角度要求的耳形沟槽，第二传动轴上固设有与耳形沟槽传动连接的传动轴拐臂，耳形沟槽由与第一传动轴同心但不同半径的三段圆弧沟槽和两段连接沟槽组成，三段圆弧沟槽为三个工位定位圆形沟槽，两段连接沟槽为工位转换沟槽，工位转换沟槽设置于相邻两个工位定位圆形沟槽之间，传动轴拐臂与盘形凸轮的连接端通过滚轮轴承设置于耳形沟槽内。由“合闸”到“分闸位置”位置时，电机或手动操动杆带动第一传动轴旋转，第一传动轴带动盘形凸轮转动，滚轮轴承先在“合闸”位置耳形沟槽的工位定位圆形沟槽中旋转，然后转到耳形沟槽的工位转换沟槽，通过与滚轮轴承带动传动轴拐臂到达“分闸”位置耳形沟槽的工位定位圆形沟槽，当由“分闸”位置到“合闸”位置时，电机或手动操动杆反转，使滚轮轴承由“分闸”位置到“合闸”位置即可，当需要由“分闸”位置到“接地”位置时，电机和手动操动杆驱动第一传动轴、盘形凸轮转动，滚轮轴承由“分闸”位置的耳形沟槽的工位定位圆形沟槽转动至“接地”位置的工位定位圆形沟槽即可。现有的这种三工位操动机构存在的问题在于:在盘形凸轮转动至与分闸、合闸、接地的相对应位置时，电机必须被切断，如果电机没有被切断盘形凸轮继续转动就会对环网柜产生严重后果。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种在传动轴转动到位时可切断电机的三工位操动机构；本实用新型的目的还在于提供一种该三工位操动机构中使用的传动轴。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型中三工位操动机构的技术方案为:
[0005]三工位操动机构，包括电机和与电机传动连接的传动轴，传动轴包括轴线沿前后方向延伸的轴体，轴体上固设有切断凸轮，切断凸轮具有绕周向间隔布置的接地位凸起、分闸位凸起和合闸位凸起，分闸位凸起与接地位凸起、合闸位凸起在前后方向上错开设置，三工位操动机构还包括分别用于与接地位凸起、分闸位凸起、合闸位凸起顶推配合以在传动轴转动至接地位置、分闸位置、合闸位置时分别切断所述电机的接地行程开关、分闸行程开关和合闸行程开关。
[0006]所述切断凸轮包括沿前后方向间隔布置的第一凸轮和第二凸轮，所述分闸位凸起设置于所述第一凸轮上，所述接地位凸起、合闸位凸起设置于所述第二凸轮上。
[0007]所述接地行程开关设置于所述合闸行程开关的正上方，所述分闸行程开关设置于所述合闸行程开关的前侧或后侧。
[0008]所述轴体上还固设有闭锁轮，闭锁轮的外周面上绕周向间隔开设有接地位卡槽、分闸位卡槽和合闸位卡槽，三工位操动机构还包括沿传动轴径向布置的闭锁电磁铁，闭锁电磁铁包括闭锁杆和用于驱动闭锁杆朝远离闭锁轮方向运动的线圈，闭锁电磁铁还包括迫使闭锁杆朝向所述闭锁轮运动以在传动轴转动至接地位置、分闸位置、合闸位置时使闭锁杆分别伸入到接地位卡槽、分闸位卡槽和合闸位卡槽中的闭锁弹簧。
[0009]三工位操动机构还包括输出端用于止转套装或止转插装于所述电机的电机轴上的手动操动杆，手动操动杆旁设置有与手动操动杆传动连接以在手动操动杆与电机轴连接过程中切断所述电机的解锁行程开关。
[0010]操动机构的输出端包括用于止转套装于所述电机轴上的传动套，传动套与解锁行程开关之间通过铰接轴线与电机轴的轴向相垂直的解锁板传动连接，解锁板具有用于与传动套的外周面滑动顶压配合的外板面和用于与所述解锁行程开关顶推配合的内板面。
[0011]本实用新型中传动轴的技术方案为:
[0012]三工位操动机构的传动轴，包括轴线沿前后方向延伸的轴体，轴体上固设有切断凸轮，切断凸轮具有绕周向间隔布置的用于在接地位置、分闸位置、合闸位置分别与相应接地行程开关、分闸行程开关、合闸行程开关顶推配合的接地位凸起、分闸位凸起和合闸位凸起，分闸位凸起与接地位凸起、合闸位凸起在前后方向上错开设置。
[0013]所述切断凸轮包括沿前后方向间隔布置的第一凸轮和第二凸轮，所述分闸位凸起设置于所述第一凸轮上，所述接地位凸起、合闸位凸起设置于所述第二凸轮上。
[0014]所述轴体上还固设有闭锁轮，闭锁轮的外周面上绕周向间隔开设有用于在接地位置、分闸位置、合闸位置供相应闭锁电磁铁的闭锁杆分别伸入的接地位卡槽、分闸位卡槽和合闸位卡槽。
[0015]本实用新型的有益效果为:当电机驱动传动轴转动至合闸位置时，切断凸轮上的合闸位凸起就会与合闸行程开关顶推配合，合闸行程开关切断电机电源，合闸位凸起与合闸行程开关的配合保证传动轴转动至合闸位置时电机电源被可靠切断；同样道理，当传动轴由合闸位置转动至分闸位置、由分闸位置转动至接地位置时，分闸位凸起和接地位凸起分别与分闸行程开关、接地行程开关顶推配合，对应行程开关保证电机的可靠断电。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型三工位操动机构的一个实施例的结构示意图；
[0017]图2是图1中传动轴的结构示意图，同时也是本实用新型中传动轴的一个实施例的结构不意图；
[0018]图3是图1中传动轴处于合闸位置时合闸位凸起与合闸行程开关的配合示意图；
[0019]图4是图1中传动轴处于分闸位置时分闸位凸起与分闸行程开关的配合示意图；
[0020]图5是图1中传动轴处于接地位置时接地位凸起与接地行程开关的配合示意图；
[0021]图6是图1中传动轴处于合闸位置时闭锁电磁铁与合闸位卡槽的配合示意图；
[0022]图7是图1中传动轴处于分闸位置时闭锁电磁铁与分闸位卡槽的配合示意图；
[0023]图8是图1中传动轴处于接地位置时闭锁电磁铁与接地位卡槽的配合示意图；
[0024]图9是图1中电机操作模式时手动操动杆的布置示意图；
[0025]图10是图1中手动操作模式时手动操动杆与电机轴的配合示意图。
【具体实施方式】
[0026]三工位操动机构的实施例如图1~10所示:包括机架，机架上设置有电机1、手动操动杆23、传动轴6和与传动轴平行设置的输出轴，电机的电机轴25通过齿轮传动机构5与传动轴6传动连接，手动操动杆23的输出端设置有用于止转套设于电机轴上的传动套24，手动操动杆旁设置有解锁板26和解锁行程开关2，解锁板26铰接于机架上，解锁板的铰接轴线与电机轴的轴向垂直，传动套的外周面具有锥形顶推段，解锁板26具有用于与锥形顶推段滑动顶压配合的外板面和用于与解锁行程开关2顶推配合的内板面，在电机工作模式时，手动操动杆上的传动套24与电机轴25分离如图9所示，当需要手动操作模式时，推动手动操动杆23朝电机轴25方向移动使传动套止转套设于电机轴端部的外方结构上，在传动套的移动过程中，锥形顶推段会顶推解锁板26的外板面使解锁板朝向解锁行程开关2翻转，解锁板26的内板面顶推解锁行程开关2，解锁行程开关会切断电机I的电源，从而实现手动驱动模式，解锁板的设置可以方便布置解锁行程开关。传动轴包括轴线沿前后方向延伸的轴体，轴体上固设有盘形凸轮14、切断凸轮和闭锁轮11，齿轮传动机构包括固设于轴体上的传动齿轮13，输出轴上固设有输出轴拐臂10，盘形凸轮14上开设有符合输出角度要求的耳形沟槽，耳形沟槽属于现有技术，耳形沟槽由与传动轴同心但不同半径的三段圆弧沟槽和两段连接沟槽组成，三段圆弧沟槽为分别与合闸位置、分闸位置和接地位置相对应的三个工位定位圆形沟槽，两段连接沟槽为工位转换沟槽，工位转换沟槽设置于相邻两个工位定位圆形沟槽之间，输出轴拐臂临近盘形凸轮的一端设置有穿设于耳形沟槽中的滚柱轴承，输出轴拐臂的另一端用于与动触头传动连接，在盘形凸轮14转动时，通过滚柱轴承可以带动输出轴拐臂转动，从而实现相应动触头的合闸、分闸和接地。切断凸轮包括沿前后方向间隔布置的第一凸轮16和第二凸轮15，第一凸轮16上具有分闸位凸起18，第二凸轮15上具有接地位凸起19和合闸位凸起17，接地位凸起19、分闸位凸起18和合闸位凸起17绕周向间隔布置，机架上设置有合闸行程开关8，合闸行程开关8的正上方设置有接地行程开关7，合闸行程开关8的前侧设置有分闸行程开关9，在传动轴6转动至合闸位置时，合闸位凸起17与合闸行程开关8顶推配合，合闸行程开关就8会通过电磁铁切断电机I的电源，同样道理以图3的视图角度，传动轴逆时针转动至分闸位置如图4所示，分闸位凸起18就会与分闸行程开关9顶推配合，分闸行程开关18就会切断电机的电源，如果需要由分闸位置到接地位置，传动轴逆时针转动至接地位置如图5所示，接地位凸起19与接地行程开关7顶推配合，接地行程开关就会切断电机I的电源，如果需要由分闸位置至合闸位置，传动轴顺时针转动至合闸位置，合闸位凸起就会与合闸行程开关顶推配合，合闸行程开关会切断电机的电源，从而保证在各工作位置时电源的可靠切断。传动轴与电机之间设置有离合器，如果对应行程开关失效，离合器就会脱开，电机空转。图2中项12表示指示齿轮。
[0027]闭锁轮11的外周面上绕周向间隔开设有接地位卡槽22、分闸位卡槽21和合闸位卡槽20，三工位操动机构还包括沿传动轴径向布置的闭锁电磁铁4，闭锁电磁铁4包括闭锁杆4-2和用于驱动闭锁杆4-2朝远离闭锁轮方向运动的线圈，闭锁电磁铁还包括迫使闭锁杆朝向所述闭锁轮运动以在传动轴转动至接地位置、分闸位置、合闸位置时使闭锁杆分别伸入到接地位卡槽、分闸位卡槽和合闸位卡槽中的闭锁弹簧4-1。合闸位置到分闸位置:当传动轴运动到分闸位置前，闭锁电磁铁失电，闭锁杆在闭锁轮的圆弧面上滑动，接近分闸位置时如图7所示闭锁电磁铁的闭锁杆4-2在闭锁弹簧作用下滑落到分闸位卡槽21中，此时分闸行程开关切断电机电源，闭锁杆4-2与分闸位卡槽21的配合可以防止传动轴因惯性继续旋转，电机停止转动后，闭锁电磁铁带电使闭锁杆朝远离闭锁轮方向运动而由分闸位卡槽中脱出。分闸位置到合闸位置:传动轴向合闸位置运动转动一定角度后，相应行程开关切断闭锁电磁铁电源，闭锁电磁铁失电后闭锁杆落在闭锁轮的圆弧面上滑动，接近合闸位置时闭锁杆滑落到合闸位卡槽中如图6所示，合闸行程开关切断电机电源，闭锁杆4-2伸入到合闸位卡槽20中以与合闸位卡槽配合防止传动轴在惯性下继续旋转，电机停止转动后，闭锁电磁铁带动使闭锁杆朝远离闭锁轮方向运动而由合闸卡槽中脱出，等待下一操作步骤。分闸位置到接地位置和接地位置到分闸位置同分闸位置到合闸位置和合闸位置到分闸位置。
[0028]本实用新型中接地位凸起、分闸位凸起和合闸位凸起和接地行程开关、分闸行程开关、合闸行程开关分别配合可以保证传动轴转动到位时电源的可靠切断；而闭锁轮和闭锁电磁铁的设置可以尽量减小惯性对机构的影响；解锁行程开关的设置可以实现手动操作模式、电机操作模式之间的自动切换。在本实用新型的其它实施例中:第一凸轮、第二凸轮还可以一体成型；接地位凸起、合闸位凸起也可以分别设置于不同的凸轮上；闭锁电磁铁和闭锁轮也可以不设；解锁板也可以不设，此时可以通过锥形顶推段直接顶推解锁行程开关；传动套还可以被一个具有外方结构的传动插杆代替，此时需在电机轴上设置供传动插杆止转插接的内方套，此时可以利用传动杆的其它位置顶推解锁行程开关；当然解锁行程开关也可以不设，此时可以手动开断电机的电源来实现电机驱动模式和手动驱动模式之间的转换；由于传动轴和输出轴为联动关系，所以切断凸轮和闭锁轮也可以设置于输出轴上，此时输出轴相当于权利要求书中的传动轴；当然盘形凸轮也可以不设，此时输出轴拐臂可以直接固设于传动轴上。
[0029]传动轴的实施例如图1~10，传动轴的具体结构与上述各三工位操动机构实施例中所述的传动轴相同，在此不再详述。
【权利要求】
1.三工位操动机构，包括电机和与电机传动连接的传动轴，传动轴包括轴线沿前后方向延伸的轴体，其特征在于:轴体上固设有切断凸轮，切断凸轮具有绕周向间隔布置的接地位凸起、分闸位凸起和合闸位凸起，分闸位凸起与接地位凸起、合闸位凸起在前后方向上错开设置，三工位操动机构还包括分别用于与接地位凸起、分闸位凸起、合闸位凸起顶推配合以在传动轴转动至接地位置、分闸位置、合闸位置时分别切断所述电机的接地行程开关、分闸行程开关和合闸行程开关。2.根据权利要求1所述的三工位操动机构，其特征在于:所述切断凸轮包括沿前后方向间隔布置的第一凸轮和第二凸轮，所述分闸位凸起设置于所述第一凸轮上，所述接地位凸起、合闸位凸起设置于所述第二凸轮上。3.根据权利要求2所述的三工位操动机构，其特征在于；所述接地行程开关设置于所述合闸行程开关的正上方，所述分闸行程开关设置于所述合闸行程开关的前侧或后侧。4.根据权利要求1所述的三工位操动机构，其特征在于:所述轴体上还固设有闭锁轮，闭锁轮的外周面上绕周向间隔开设有接地位卡槽、分闸位卡槽和合闸位卡槽，三工位操动机构还包括沿传动轴径向布置的闭锁电磁铁，闭锁电磁铁包括闭锁杆和用于驱动闭锁杆朝远离闭锁轮方向运动的线圈，闭锁电磁铁还包括迫使闭锁杆朝向所述闭锁轮运动以在传动轴转动至接地位置、分闸位置、合闸位置时使闭锁杆分别伸入到接地位卡槽、分闸位卡槽和合闸位卡槽中的闭锁弹簧。5.根据权利要求1~4任意一项所述的三工位操动机构，其特征在于:三工位操动机构还包括输出端用于止转套装或止转插装于所述电机的电机轴上的手动操动杆，手动操动杆旁设置有与手动操动杆传动连接以在手动操动杆与电机轴连接过程中切断所述电机的解锁行程开关。6.根据权利要求5所述的三工位操动机构，其特征在于:操动机构的输出端包括用于止转套装于所述电机轴上的传动套，传动套与解锁行程开关之间通过铰接轴线与电机轴的轴向相垂直的解锁板传动连接，解锁板具有用于与传动套的外周面滑动顶压配合的外板面和用于与所述解锁行程开关顶推配合的内板面。7.三工位操动机构的传动轴，包括轴线沿前后方向延伸的轴体，其特征在于:轴体上固设有切断凸轮，切断凸轮具有绕周向间隔布置的用于在接地位置、分闸位置、合闸位置分别与相应接地行程开关、分闸行程开关、合闸行程开关顶推配合的接地位凸起、分闸位凸起和合闸位凸起，分闸位凸起与接地位凸起、合闸位凸起在前后方向上错开设置。8.根据权利要求7所述的传动轴，其特征在于:所述切断凸轮包括沿前后方向间隔布置的第一凸轮和第二凸轮，所述分闸位凸起设置于所述第一凸轮上，所述接地位凸起、合闸位凸起设置于所述第二凸轮上。9.根据权利要求7或8所述的传动轴，其特征在于:所述轴体上还固设有闭锁轮，闭锁轮的外周面上绕周向间隔开设有用于在接地位置、分闸位置、合闸位置供相应闭锁电磁铁的闭锁杆分别伸入的接地位卡槽、分闸位卡槽和合闸位卡槽。
【文档编号】H01H3-42GK204303649SQ201420695939
【发明者】卢健, 王海燕, 李小军, 杨欣可, 杨芳, 马明乐 [申请人]平高集团有限公司, 国家电网公司