步进开关组件及电磁步进继电器的制造方法

步进开关组件及电磁步进继电器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种步进开关组件，包括两组动静触头组件，每组动静触头组件都包括静触头、可滑动地与静触头分离或配合的动触头和带动动触头移动的动触头支架；该步进开关组件还包括用于带动动触头支架滑动的驱动凸轮构件；其中，驱动凸轮构件包括两个凸轮和位于两个凸轮之间的棘轮；两个凸轮都以旋转轴为轴转动；每个凸轮的侧面上都形成有凸轮滑槽，两个动触头支架分别与两个凸轮上的凸轮滑槽滑动接触，且动触头支架能够相对于凸轮滑槽滑动。本发明还公开了一种电磁步进继电器，摩擦力小，并能够实现两路同时精确步进的功能。
【专利说明】步进开关组件及电磁步进继电器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及继电器【技术领域】，尤其涉及一种用于电磁步进继电器中的步进开关组 件及具有该步进开关组件的电磁步进继电器。

【背景技术】
[0002] 电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、步进开关，动触头，静触头等部件组成。通过 步进开关控制两侧的动静触头配合或分离，以控制电路的闭合或断开。
[0003] 现有技术中电磁继电器的步进开关，通常采用齿轮、棘轮等构件直接驱动动触头 支架，并主要通过弹簧支撑动触头支架实现往复运动，造成动触头支架与驱动部件之间摩 擦阻力大，因而需要线圈提供较大的驱动力，容易造成温度升高，不利于产品性能保护。现 有技术中电磁继电器的步进开关，一般仅能控制两侧的动静触头同时配合或同时分离，以 使两侧电路同时闭合或同时断开，其不能实现两路同时精确步进的功能，不能满足多样化 需求，例如需要一侧电路闭合，另一侧电路导通等等。并且也不能使两侧电路在断开-断 开、断开-闭合、闭合-闭合和闭合-断开这四种状态之间的切换。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种摩擦阻力小，并能够独立驱 动两侧的动静触头组件，能够实现两侧电路同时精确步进的功能，并使两侧的动静触头组 件能够在多种状态之间切换的步进开关组件及电磁步进继电器。
[0005] 本发明技术方案提供一种电磁步进继电器中的步进开关组件，包括两组动静触头 组件，每组所述动静触头组件都包括固定设置的静触头、可滑动地与所述静触头分离或配 合的动触头和带动所述动触头移动的动触头支架；该步进开关组件还包括用于带动所述动 触头支架滑动的驱动凸轮构件；其中，所述驱动凸轮构件包括两个凸轮和位于两个所述凸 轮之间的棘轮，两个所述凸轮布置在所述棘轮的两端；两个所述凸轮都以旋转轴为轴转动； 每个所述凸轮的侧面上都形成有用于带动所述动触头支架滑动，以使所述动触头与所述静 触头分离或配合的凸轮滑槽，两个所述动触头支架分别与两个所述凸轮上的所述凸轮滑槽 滑动接触，且所述动触头支架能够相对于所述凸轮滑槽滑动。
[0006] 本发明技术方案还提供一种电磁步进继电器，包括基座和设置在所述基座内的铁 芯、线圈和衔铁支架；所述衔铁支架位于所述铁芯的上方，所述衔铁支架的一端铰接在所 述基座上，其另一端为能够在磁力作用下朝向所述铁芯移动的衔铁支架自由端，步进开关 组件设置在所述基座内；所述步进开关组件中的所述动触头支架可滑动地配置在所述基座 内；所述衔铁支架自由端上还设置有用于驱动所述步进开关组件中的所述驱动凸轮构件转 动的推杆。
[0007] 采用上述技术方案，具有如下有益效果：
[0008] 通过将两个凸轮布置在棘轮的两端，并在每个凸轮的侧面上设置凸轮滑槽，通过 凸轮滑槽带动动触头支架往复移动，同时动触头支架可以沿着凸轮滑槽滑动，减小了动触 头支架与驱动构件之间的摩擦阻力，大大降低了电磁步进继电器中线圈所需提供的驱动 力，因此使得整个结构工作时温度和噪音都得到降低，使产品的工作性能不会因为温度升 1?而不稳定，提1? 了使用寿命。
[0009] 每个凸轮滑槽带动一个动触头支架滑动，动触头支架带动动触头与静触头配合或 分离，进而控制每侧的电路闭合或断开。进而可以实现当一侧的动静触头配合时，另一侧的 动静触头分离，或者实现两侧的动静触头同时处于配合或分离状态，能够实现两侧电路两 路同时精确步进的功能，从而满足了不同的需要。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1为本发明一实施例提供的步进开关组件的正面示意图；
[0011] 图2为图1所示的步进开关组件的背侧示意图；
[0012] 图3为驱动凸轮构件的结构示意图；
[0013] 图4为驱动凸轮构件的剖视图；
[0014] 图5为位于驱动凸轮构件正侧的凸轮转动示意图；
[0015] 图6为位于驱动凸轮构件背侧的凸轮转动示意图 [0016] 图7为动触头支架的结构示意图；
[0017] 图8a为驱动凸轮构件转动一定角度时，正面侧的动静触头处于分离状态的示意 图；
[0018] 图8b为与图8a状态对应的背面侧的动静触头处于分离状态的示意图；
[0019] 图9a为图8a所示的驱动凸轮构件继续转动一定角度时，正面侧的动静触头处于 配合状态的示意图；
[0020] 图9b为与图9a状态对应的背面侧的动静触头处于分离状态的示意图；
[0021] 图10a为图9a所示的驱动凸轮构件继续转动一定角度时，正面侧的动静触头保持 处于配合状态的示意图；
[0022] 图10b为与图10a状态对应的背面侧的动静触头处于配合状态的示意图；
[0023] 图11a为图10a所示的驱动凸轮构件继续转动一定角度时，正面侧的动静触头处 于分离状态的示意图；
[0024] 图lib为与图11a状态对应的背面侧的动静触头保持处于配合状态的示意图；
[0025] 图12为本发明一实施例提供的电磁步进继电器的正面示意图；
[0026] 图13为图12所示的电磁步进继电器的背面示意图；
[0027] 图14为图12所示的电磁步进继电器的剖视图；
[0028] 图15为推杆的结构示意图；
[0029] 图16为自锁片簧的结构示意图；
[0030] 图17a为当推杆推动驱动凸轮构件转动一定角度时，正面侧的动静触头处于分离 状态的示意图；
[0031] 图17b为与图17a状态对应的背面侧的动静触头处于分离状态的示意图；
[0032] 图18a为图17a所示的推杆继续推动驱动凸轮构件继续转动一定角度时，正面侧 的动静触头处于配合状态的示意图；
[0033] 图18b为与图18a状态对应的背面侧的动静触头处于分离状态的示意图；
[0034] 图19a为图18a所示的推杆继续推动驱动凸轮构件继续转动一定角度时，正面侧 的动静触头保持处于配合状态的示意图；
[0035] 图19b为与图19a状态对应的背面侧的动静触头处于配合状态的示意图；
[0036] 图20a为图19a所示的推杆继续推动驱动凸轮构件继续转动一定角度时，正面侧 的动静触头处于分离状态的示意图；
[0037] 图20b为与图20a状态对应的背面侧的动静触头保持处于配合状态的示意图。
[0038] 附图标记对照表：
[0039] 100-步进开关组件； 1-动静触头组件； 11-静触头；
[0040] 12-动触头； 13-动触头支架； 131-导向柱；
[0041] 2-驱动凸轮构件； 21-凸轮； 211-侧面；
[0042] 212-外侧面； 213-内侧面；
[0043] 22-棘轮； 221-棘爪； 222-棘爪平面；
[0044] 23-凸轮滑槽； 231-第一弧形滑槽段；
[0045] 232-第二弧形滑槽段； 233-第三弧形滑槽段；
[0046] 234-第四弧形滑槽段 24-旋转轴； 25_连线；
[0047] 3_复位弹簧； 4-自锁片簧； 5_基座；
[0048] 6-铁芯； 7-线圈； 8-衔铁支架；
[0049] 81-衔铁支架自由端； 82-推杆； 821-杆臂；
[0050] 822-支臂； 9-衔铁支架复位弹簧； 200-电磁步进继电器；
[0051] A-第一交点； B-第二交点； C-中心轴。

【具体实施方式】
[0052] 下面结合附图来进一步说明本发明的【具体实施方式】。其中相同的零部件用相同的 附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语"前"、"后"、"左"、"右"、"上"和"下" 指的是附图中的方向，词语"内"和"外"分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0053] 如图1-4所示，本发明一实施例提供的步进开关组件100,其用于电磁步进继电器 中。
[0054] 步进开关组件100包括两组动静触头组件1,每组动静触头组件1都包括固定设置 的静触头11、可滑动地与静触头11分离或配合的动触头12和带动动触头12移动的动触头 支架13。
[0055] 该步进开关组件100还包括用于带动动触头支架13滑动的驱动凸轮构件2。
[0056] 驱动凸轮构件2包括两个凸轮21和位于两个凸轮21之间的棘轮22,两个凸轮21 布置在棘轮22的两端，两个凸轮21都以旋转轴24为轴转动。
[0057] 每个凸轮21的侧面211上都形成有用于带动动触头支架13滑动，以使动触头12 与静触头11分离或配合的凸轮滑槽23。
[0058] 两个动触头支架13分别与两个凸轮21上的凸轮滑槽23滑动接触，且动触头支架 13能够相对于凸轮滑槽23滑动。
[0059] S卩，该步进开关组件100包括两组动静触头组件1和用于控制两组动静触头组件 1断开或闭合的驱动凸轮构件2。
[0060] 每组动静触头组件1都包括静触头11、动触头12和动触头支架13。静触头11固 定设置在电磁步进继电器的基座上，动触头12连接在动触头支架13上，动触头支架13滑 动地安装在电磁步进继电器的基座内，可以上下移动，从而带动动触头12上下滑动，以与 静触头11配合或分离。
[0061] 当动触头12与静触头11配合在一起时，动静触头组件1处于闭合状态，由该组动 静触头组件1控制的外部电路导通导电。
[0062] 当动触头12与静触头11分离时，动静触头组件1断开状态，由该组动静触头组件 1控制的外部电路断开不导电。
[0063] 驱动凸轮构件2包括两个凸轮21和一个棘轮22,两个凸轮21布置在棘轮22的两 端，并朝着相反的方向设置。两个凸轮21都以旋转轴24为轴转动，即共用旋转轴24。
[0064] 在每个凸轮21的侧面211上都设置有凸轮滑槽23,用于带动动触头支架13滑动， 以使动触头12与静触头11分离或配合。
[0065] 凸轮滑槽23的轮廓形状优选地与凸轮21的外部轮廓相对应或相适应或相随形。 凸轮滑槽23上任何一点到凸轮21的外部轮廓的最短距离都相等，可以使得凸轮滑槽23的 轮廓形状与凸轮21的外部轮廓相对应。该处所指的外部轮廓为凸轮21的轮廓曲线。
[0066] 侧面211凸轮21上沿着旋转轴24方向设置的两个侧面，包括内侧面213和外侧 面212,外侧面212指一个凸轮21上离另一个凸轮21较远的那个侧面，内侧面213是指一 个凸轮21上离另一个凸轮21较近的那个侧面。
[0067] 当然可以根据需要将凸轮滑槽23设置在两个凸轮21的内侧面213或外侧面212 上。例如，在两个凸轮21的外侧面212分别设置凸轮滑槽23,或者在两个凸轮21的内侧面 213上设置凸轮滑槽23,或者在一个凸轮21的内侧面213上设置凸轮滑槽23,而在另一个 凸轮21的外侧面212上设置凸轮滑槽23。
[0068] 两个动触头支架13分别与两个凸轮21上的凸轮滑槽23滑动接触或滑动连接，两 个动触头支架13分别连接在两个凸轮21上，即每个凸轮21连接一个动触头支架13。动触 头支架13与凸轮滑槽23滑动接触，并能够相对于凸轮滑槽23滑动，当凸轮21转动时，动 触头支架13与凸轮滑槽23连接的部位能够在凸轮滑槽23内滑动。
[0069] 由此，当凸轮21转动时，其可以带动动触头支架13上下滑动，进而通过动触头支 架13带动动触头12与静触头11配合或分离。
[0070] 由于通过凸轮滑槽23带动动触头支架13往复移动，同时动触头支架13可以沿着 凸轮滑槽23滑动，减小了动触头支架13与驱动凸轮构件2之间的摩擦阻力，大大降低了 电磁步进继电器中线圈所需提供的驱动力，因此使得整个结构工作时温度和噪音都得到降 低，使产品的工作性能不会因为温度升高而不稳定，提高了使用寿命。
[0071] 并且每个凸轮滑槽23带动一个动触头支架13滑动，动触头支架13带动动触头12 与静触头11配合或分离，进而控制每侧的电路闭合或断开。进而可以实现当一侧的动静触 头配合时，另一侧的动静触头分离，或者实现两侧的动静触头同时处于配合或分离状态，能 够实现两侧电路两路同时精确步进的功能，从而满足了不同的需要。
[0072] 具体，可通过将凸轮滑槽23设置为由4段曲线或4n(n彡1)段曲线组成，每段曲 线行程可以使得动触头支架13带动动触头12与静触头11实现不同的配合的关系。例如， 仅以4段曲线为例，第一段曲线行程使得动触头12与静触头11保持分离，称之为保持分离 曲线；第二段曲线行程使得动触头12与静触头11配合，称之为配合曲线；第三段曲线行程 使得动触头12与静触头1保持配合，称之为保持配合曲线；第四段曲线行程使得动触头12 与静触头11分离，称之为分离曲线。
[0073] 两侧的动触头支架13起点均从第一段曲线（保持分离曲线）行程开始滑动。其 中正面凸轮21的起点介于第一段曲线（保持分离曲线）行程与第二段曲线（配合曲线） 行程交界处；背面凸轮21的起点介于第一段曲线（保持分离曲线）行程与第四段曲线（分 离曲线）行程交界处。
[0074] 当第一侧的动触头支架13滑动时，其从第一段曲线行程进入第二段曲线行程，并 在第二段曲线行程内滑动，该第一侧的动触头12与静触头11配合，使得该第一侧的动静触 头组件1处于闭合状态；同时，第二侧的动触头支架13在第一段曲线行程内滑动，该第二侧 的动触头12与静触头11保持分离，使得该第二侧的动静触头组件1处于断开状态，实现第 一种状态组合"闭合-断开"。
[0075] 当第一侧的动触头支架13从第二段曲线行程滑入第三段曲线行程，并在第三段 曲线行程滑动时，该第一侧的动触头12与静触头11保持为配合，使得该侧的动静触头组件 1保持闭合状态；同时，第二侧的动触头支架13从第一段曲线行程滑动至第二段曲线行程， 并在第二段曲线行程滑动，该第二侧的动触头12与静触头11由分离变为配合，使得该第二 侧的动静触头组件1由断开状态变为闭合状态，实现第二种状态组合"闭合-闭合"。
[0076] 当第一侧的动触头支架13从第三段曲线行程滑入第四段曲线行程，并在第四段 曲线行程滑动，该第一侧的动触头12与静触头11变为分离，使得该侧的动静触头组件1处 于断开状态；同时，第二侧的动触头支架13从第二段曲线行程滑入第三段曲线行程，并在 第三段曲线行程滑动时，该第二侧的动触头12与静触头11保持配合，使得该第二侧的动静 触头组件1保持闭合状态，实现第三种状态组合"断开-闭合"。
[0077] 当第一侧的动触头支架13从第四段曲线行程滑入第一段曲线行程，并在第一段 曲线行程滑动时，该第一侧的动触头12与静触头11为分离，使得该侧的动静触头组件1处 于断开状态；同时，第二侧的动触头支架13从第三段曲线行程滑入第四段曲线行程，并在 第四段曲线行程滑动时，该第二侧的动触头12与静触头11为分离，使得该第二侧的动静触 头组件1为断开状态，实现第四种状态组合"断开-断开"。
[0078] 由此，该步进开关组件100通过其两个凸轮21上的凸轮滑槽23能够独立驱动两 侧动静触头组件1，并使两侧动静触头组件1能够在多种状态之间切换，能够实现两侧电路 同时精确步进的功能，满足了不同的需要。同时，该驱动凸轮构件2通过凸轮滑槽23与动 触头支架13滑动配合，减小了整个构件的摩擦力。
[0079] 当然，也可以根据需要将凸轮滑槽23设置为4η段曲线行程，使得凸轮驱动构件2 每转动一周驱动两侧动静触头组件1实现η次上述四种状态切换。
[0080] 较佳地，如图5-6所示，凸轮滑槽23由四条弧形滑槽段逆着凸轮21转动方向顺次 连接形成；四条弧形滑槽段包括半径一致的第一弧形滑槽段231、半径由大渐小的第二弧 形滑槽段232、半径一致的第三弧形滑槽段233和半径由小渐大的第四弧形滑槽段234。
[0081] 其中，第二弧形滑槽段232与第三弧形滑槽段233相交于第一交点Α，第一弧形滑 槽段231与第四弧形滑槽段234相交于第二交点Β，第一交点Α与第二交点Β之间的连线 25穿过旋转轴24的中心轴C。
[0082] 两个凸轮滑槽23以如下方式设置：一个凸轮滑槽23以连线25为轴，整体翻转 180°能够与另一个凸轮滑槽23重合。
[0083] 也即是，两个凸轮滑槽23结构一致，以穿过旋转轴24的中心轴C的连线25对称 设置，该连线25在如图5所示0°到180°两点所在的直线上。两个凸轮滑槽23中的任何 一个凸轮滑槽23能够以连线25为轴，整体翻转180°可以与另一个凸轮滑槽23重合。该 处所指的重合是指在中心轴C所在的方向上两者形状完全吻合。
[0084] 本发明中将上述两个凸轮滑槽23的设置方式"一个凸轮滑槽23以连线25为轴， 整体翻转180°能够与另一个凸轮滑槽23重合"称之为以连线25为对称设置或反向设置。
[0085] 其中，第一弧形滑槽段231的半径大于第三弧形滑槽段233的半径。当动触头支 架13沿着第一弧形滑槽段231或第三弧形滑槽段233滑动时，动触头12与静触头11之间 的距离不变。如动触头12位于静触头11下方时，当动触头支架13沿着第一弧形滑槽段 231滑动，保持动触头12与静触头11分离，该第一弧形滑槽段231对应的曲线称之为保持 高位曲线；当动触头支架13沿着第三弧形滑槽段233滑动，保持动触头12与静触头11配 合，该第三弧形滑槽段233对应的曲线称之为保持低位曲线。相反，如动触头12位于静触 头11上方时，当动触头支架13沿着第一弧形滑槽段231滑动，保持动触头12与静触头11 配合，该第一弧形滑槽段231对应的曲线称之为保持低位曲线；当动触头支架13沿着第三 弧形滑槽段233滑动，保持动触头12与静触头11分离，该第三弧形滑槽段233对应的曲线 称之为保持高位曲线。
[0086] 第二弧形滑槽段232的半径逆着凸轮21转动的方向由大渐小，从第一弧形滑槽段 231向第三弧形滑槽段233逐渐过渡。如动触头12位于静触头11下方时，当动触头支架 13沿着第二弧形滑槽段232滑动，使得动触头12与静触头11从分离变为配合，该第二弧形 滑槽段232对应的曲线称之为爬高曲线。相反，如动触头12位于静触头11上方时，当动触 头支架13沿着第二弧形滑槽段232滑动，使得动触头12与静触头11从配合变为分离，该 第二弧形滑槽段232对应的曲线称之为爬低曲线。
[0087] 第四弧形滑槽段234的半径逆着凸轮21转动的方向由小渐大，从第三弧形滑槽段 233向第一弧形滑槽段231逐渐过渡。如动触头12位于静触头11下方时，当动触头支架 13沿着第四弧形滑槽段234滑动，使得动触头12与静触头11从配合变为分离，该第四弧形 滑槽段234对应的曲线称之为爬低曲线。相反，如动触头12位于静触头11上方时，当动触 头支架13沿着第四弧形滑槽段234滑动，使得动触头12与静触头11从分离变为配合，该 第四弧形滑槽段234对应的曲线称之为爬高曲线。
[0088] 由于每段弧形滑槽段相对应旋转轴24的半径不同，当动触头支架13相对于每段 弧形滑槽段滑动时，动触头支架13相对于旋转轴24的距离也会发生变化，由此，带动动触 头支架13整体上下滑动。
[0089] 由于两个凸轮滑槽23以连线25对称设置，且两个凸轮21的转动方向相反，上述 四段弧形滑槽逆着相应凸轮21的转动方向顺次连接，从而保持一个凸轮21上的四段弧形 滑槽段与另一个凸轮21上的四段弧形滑槽之间相差90°，即如图5所示，当正面凸轮21上 的第一弧形滑槽段231位于第四象限时，反面凸轮21上的第一弧形滑槽段231位于图5所 示的第三象限内，依次类推。
[0090] 从而使得两侧动静触头在"配合-分离"状态、"配合-配合"状态、"分离-配合" 状态和"分离-分离"状态这四种状态之间切换，每侧的凸轮21都能够精进控制相应侧的 电路开关，满足了不同的需求。
[0091] 优选地，当动触头支架13沿着第一弧形滑槽段231滑动时，动触头12保持与静触 头11分尚。
[0092] 当动触头支架13沿着第二弧形滑槽段232滑动时，动触头12朝向静触头11运动， 并最终与静触头11配合。
[0093] 当动触头支架13沿着第三弧形滑槽段233滑动时，动触头12保持与静触头11配 合。
[0094] 当动触头支架13沿着第四弧形滑槽段234滑动时，动触头12朝向远离静触头11 的方向移动，并最终与静触头11分离。
[0095] 优选地，保持该动触头支架13与凸轮滑槽23以如下方式配合：
[0096] 当一侧的所述动触头支架13在同侧所述凸轮21中的第二弧形滑槽段232滑动 时，另一侧动触头支架13在另一侧的凸轮21中的第一弧形滑槽段231滑动，实现两侧动静 触头为"配合-分离"状态。
[0097] 当一侧的动触头支架13在同侧凸轮21中的第三弧形滑槽段233滑动时，另一侧 动触头支架13在另一侧的凸轮21中的第二弧形滑槽段232滑动，实现两侧动静触头为"配 合-配合"状态。
[0098] 当一侧的动触头支架13在同侧凸轮21中的第四弧形滑槽段234滑动时，另一侧 动触头支架13在另一侧的凸轮21中的第三弧形滑槽段233滑动，实现两侧动静触头为"分 离-配合"状态。
[0099] 当一侧的动触头支架13在同侧凸轮21中的第一弧形滑槽段231滑动时，另一侧 动触头支架13在另一侧的凸轮21中的第四弧形滑槽段234滑动，实现两侧动静触头为"分 离-分离"状态。
[0100] 下面结合图8a至图lib解释两组动静触头组件1之间的状态关系：初始状态，为 图5-6所示的处于0°的位置，此时正面的动触头支架13位于第一弧形滑槽段231和第二 弧形滑槽段232之间；背面的动触头支架13也位于第一弧形滑槽段231和第四弧形滑槽段 234之间。
[0101] 在初始状态时，两组动静触头组件1之间具有第一组关系：如图8a至图8b所示， 两组动静触头组件1中的动触头12都位于第一弧形滑槽段231内，保持与静触头11分离， 实现第一种状态关系"断开-断开"。
[0102] 第二组关系：如图9a所示，当正面侧动触头支架13完成第二弧形滑槽段232的 行程时，位于步进开关组件100正侧面的动静触头组件1中的动触头12与静触头11从分 离变为配合。同时，如图9b所示，背面的动触头支架13恰好完成第一弧形滑槽段231的行 程，位于步进开关组件100正侧面的动静触头组件1中的动触头12保持与静触头11分离， 实现第二种状态关系"闭合-断开"。
[0103] 第三组关系：如图10a所示，当正面侧动触头支架13完成第三弧形滑槽段233的 行程时，位于步进开关组件100正侧面的动静触头组件1中的动触头12与静触头11保持 配合。同时，如图l〇b所示，背面的动触头支架13恰好完成第二弧形滑槽段232的行程，位 于步进开关组件100正侧面的动静触头组件1中的动触头12与静触头11配合，实现第三 种状态关系"闭合-闭合"。
[0104] 第四组关系：如图11a所示，当正面侧动触头支架13完成第四弧形滑槽段234的 行程时，位于步进开关组件100正侧面的动静触头组件1中的动触头12与静触头11分离。 同时，如图10b所示，背面的动触头支架13恰好完成第三弧形滑槽段233的行程，位于步进 开关组件100正侧面的动静触头组件1中的动触头12与静触头11保持配合，实现第四种 状态关系"断开-闭合"。
[0105] 如此往复操作，可通过转动驱动凸轮构件2实现两组动静触头组合1在上述四种 状态关系之间自由切换。
[0106] 较佳地，如图3所示，两个凸轮21和棘轮22 -体成型或分体组装成型。也就是， 可以将两个凸轮21和棘轮22通过一体成型工艺直接成型，提高结构强度。也可以将两个 凸轮21和棘轮22分别制造之后，再组装在一起。
[0107] 优选地，两个凸轮21的结构一致，安装时将两个凸轮21反向安装，也使得两个凸 轮21以连线25对称，即将一个凸轮21以连线25为轴，整体翻转180°能够与另一个凸轮 21重合。
[0108] 较佳地，如图5-6所示，每条弧形滑槽段的中心角都为90°。即，第一弧形滑槽段 231、第二弧形滑槽段232、第三弧形滑槽段233和第四弧形滑槽段234的中心角都为90°， 以实现每转动棘轮90°，实现一次状态切换。上述中心角是指每段弧与旋转轴24之间形成 的夹角。
[0109] 较佳地，如图3-4所示，棘轮22上沿其周向均匀地布置有四个棘爪221，用于与外 部驱动构件配合，驱动棘轮22转动。四个棘爪221均匀地布置在棘轮22的周向上，从而相 邻的两个棘爪221之间的夹角为90°，利于与四段弧形滑槽段的中心角对应，每一步都精 确到90°转角。
[0110] 较佳地，如图1、图14和图16所示，棘轮22上还设置有用于与棘爪221配合防止 棘轮22旋转过度的自锁片簧4。自锁片簧4的一端连接在基座上，其另一端滑动地配置在 棘轮22上，并倾斜朝上延伸。如果棘轮22顺时针旋转，则自锁片簧4位于棘轮22的左侧； 如果棘轮22逆时针旋转，则自锁片簧4位于棘轮22的右侧。如此设置，自锁片簧4能够保 证棘轮22顺利旋转。
[0111] 任意相邻的两个棘爪221之间具有一个棘爪平面222,自锁片簧4的上端可滑动 地配合在该棘爪平面222上，如果棘轮22转动过度，自锁片簧4将对棘爪平面222施加压 力，避免棘轮22转动过度。同时，每当棘轮22转动90°，自锁片簧4将与棘爪平面222贴 合在一起，其上端顶紧在另外的一个棘爪221上，防止棘轮22反转。
[0112] 较佳地，如图1-2所示，动触头12位于静触头11的下方，在动触头12的下方还设 置有复位弹簧3,助于动触头12复位，该复位弹簧3可选择压缩弹簧或膨胀弹簧。
[0113] 较佳地，如图5-7所示，每个动触头支架13上设置有导向柱131，每个动触头支架 13通过导向柱131与凸轮滑槽23滑动接触。导向柱131可以根据需要设置在动触头支架 13任意位置，其朝向凸轮滑槽23侧延伸，动触头支架13通过导向柱131与凸轮滑槽23滑 动接触或滑动连接，并且该导向柱131可以沿着凸轮滑槽23滑动，从而使得动触头支架13 可以上下移动。
[0114] 如图12-14所示，本发明一实施例提供的电磁步进继电器200,包括基座5和设置 在基座5内的铁芯6、线圈7和衔铁支架8。
[0115] 衔铁支架8位于铁芯7的上方，衔铁支架8的一端铰接在基座5上，其另一端为能 够在磁力作用下朝向铁芯6移动的衔铁支架自由端81。
[0116] 步进开关组件100设置在述基座5内，步进开关组件100中的动触头支架13可滑 动地配置在基座5内。
[0117] 衔铁支架自由端81上还设置有用于驱动步进开关组件100中的驱动凸轮构件2 转动的推杆82。
[0118] 即，该电磁步进继电器200包括基座5、铁芯6、线圈7、衔铁支架8和步进开关组 件100。铁芯6、线圈7和衔铁支架8都设置在基座5内。只要在线圈7两端加上一定的电 压，线圈7中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁支架8的一端铰接在基座5上， 其另一端也就是衔铁支架自由端81就会在电磁力吸引的作用下被吸向铁芯6。在衔铁支架 自由端81上设置有推杆82,其用于驱动步进开关组件100的驱动凸轮构件2转动，从而控 制两组动静触头组件1闭合或断开，来控制外部电路导电或断电。当线圈7断电后，电磁的 吸力也随之消失，衔铁支架8会返回原来的位置，以准备进行下一轮操作。驱动凸轮构件2 通过其两侧的旋转轴24安装在基座5内，两个凸轮21可以绕旋转轴24为轴转动。
[0119] 关于步进开关组件100及其内部构件的结构、构造和工作原理已在前面部分详细 描述，关于其具体内容，请参照前面叙述部分，在此不再赘述。
[0120] 推杆82可以作用在棘轮22上，也可以根据需要直接作用在凸轮21上，以驱动凸 轮21转动。如图15所示，推杆82的下方延伸有杆臂821，用于与棘轮22或凸轮21配合。
[0121] 该电磁步进继电器200可以通过步进开关组件100,具体通过驱动凸轮构件2对 两侧的电路精确步进控制，实现两组动静触头组件1在"断开-断开"、"闭合-断开"、"闭 合-闭合"和"断开-闭合"这四种状态切换。该驱动凸轮构件2通过凸轮滑槽23与动触头 支架13滑动配合，减小了整个构件的摩擦力，使该步进开关组件100中各部件之间的阻力 小，大大降低了电磁步进继电器200中线圈7所需提供的驱动力，因此使得整个结构工作时 温度和噪音都得到降低，使产品的工作性能不会因为温度升高而不稳定，提高了使用寿命。
[0122] 较佳地，如图3-4和图14-15所示，棘轮22上沿其周向均匀地设置有用于与推杆 82配合的四个棘爪221，推杆82的上端连接在衔铁支架自由端81上，其下端朝向棘轮22 延伸，并能够与棘爪221配合推动棘轮22转动。推杆82的下端设置有杆臂821用于与棘 爪221配合，在衔铁支架8的作用下推动棘爪221驱使棘轮22转动。四个棘爪231均匀地 布置在棘轮22的周向上，从而相邻的两个棘爪231之间的夹角为90°，利于与四段弧形滑 槽段的中心角对应，每一步都精确到90°转角。
[0123] 任意相邻的两个棘爪221之间具有一个棘爪平面222,杆臂821由一段圆弧连接在 推杆82的下端，从而保证杆臂821能够与转动的棘爪平面222贴合，并能够使其端部顶紧 在下方的一个棘爪221上，驱动棘轮22转动90°。推杆82的下端还形成有支臂822,其与 杆臂821分别设置在推杆82下端的两侧，用于顶紧在棘爪平面222上，防止止棘轮22旋转 过渡。支臂822与杆臂821配合在两个相邻的棘爪平面222上。
[0124] 较佳地，如图1-2、图14和图16所示，棘轮22上还设置有用于与棘爪221配合防 止棘轮22旋转过度的自锁片簧4,自锁片簧4的一端连接在基座5上，其另一端滑动地配置 在棘轮22上，并倾斜朝上延伸。如果棘轮22顺时针旋转，则自锁片簧4位于棘轮22的左 侦h如果棘轮22逆时针旋转，则自锁片簧4位于棘轮22的右侧。如此设置，自锁片簧4能 够保证棘轮22顺利旋转。
[0125] 任意相邻的两个棘爪221之间具有一个棘爪平面222,自锁片簧4的上端可滑动 地配合在该棘爪平面222上，如果棘轮22转动过度，自锁片簧4将对棘爪平面222施加压 力，避免棘轮22转动过度。同时，每当棘轮22转动90°，自锁片簧4将与棘爪平面222贴 合在一起，其上端顶紧在另外的一个棘爪221上，防止棘轮22反转。
[0126] 自锁片簧4、支臂822与杆臂821配合在三个相邻的棘爪平面222上，各自作用。
[0127] 较佳地，如图1-2所示，动触头12位于静触头11的下方，在动触头12的下方还设 置有复位弹簧3,复位弹簧3的上端连接在动触头12上，其下端连接在基座5上，以助于动 触头12复位，该复位弹簧3可选择压缩弹簧或膨胀弹簧。
[0128] 较佳地，如图12-14所示，衔铁支架自由端81与基座5之间还设置有衔铁支架复 位弹簧9,用于驱动衔铁支架8复位，即在磁力消失时，驱动衔铁支架8离开铁芯6,回到初 始位置，再准备进行下一步操作。
[0129] 较佳地，如图12-14所示，铁芯6倾斜地设置在基座5内，铁芯6的顶端朝向步进 开关组件100的一侧倾斜，利于增加衔铁支架自由端81向下移动的距离，利于推杆81驱动 棘轮22转动。
[0130] 结合图17a至图20b所示，该电磁步进继电器200可以实现两组动静触头组件1 在"断开-断开"、"闭合-断开"、"闭合-闭合"和"断开-闭合"这四种状态切换。
[0131] 初始位置，为图5-6所示的处于0°的位置，初始位置时线圈7不带电，衔铁支架8 处于释放状态，两侧的动触头支架13都处于最低位置，定义为0位。两组动静触头组件1 处于"断开-断开"状态，见图17a-17b。
[0132] 当给线圈7通电后，其产生的第一个脉冲会使铁芯6产生磁场，吸合衔铁支架自由 端81朝向铁芯6移动。衔铁支架8通过固接的推杆82动作，推杆82通过杆臂821驱动两 个凸轮21中间的棘轮22绕其轴心顺时针旋转90°。如图18a所示，正面凸轮21的凸轮滑 槽23会驱动动触头支架13上的导向柱131沿凸轮滑槽23从0°运动到90° (参考图5)， 即在第二弧形滑槽段232内滑动，最终位置由图17a运动到图18a，动触头12与静触头11 配合，该侧动静触头组件1处于闭合状态，该侧电路闭合导通。如图18b所示，背面凸轮21 的凸轮滑槽23会驱动动触头支架13上的导向柱131沿凸轮滑槽23从0°运动到90° (参 考图6)，即在第一弧形滑槽段231内滑动，最终位置由图17b运动到图18b，动触头12与静 触头11位置保持不变，两者保持分离，该侧动静触头组件1处于断开状态，该侧电路断开。
[0133] 第二个脉冲会使铁芯6产生磁场，吸合衔铁支架自由端81朝向铁芯6移动。衔铁 支架8通过固接的推杆82动作，推杆82通过杆臂821驱动两个凸轮21中间的棘轮22绕 其轴心顺时针旋转90°。如图19a所示，正面凸轮21的凸轮滑槽23会驱动动触头支架13 上的导向柱131沿凸轮滑槽23从90°运动到180° (参考图5)，即在第三弧形滑槽段233 内滑动，最终位置由图18a运动到图19a，动触头12与静触头11保持配合，该侧动静触头组 件1保持处于闭合状态，该侧电路保持闭合导通。如图19b所示，背面凸轮21的凸轮滑槽 23会驱动动触头支架13上的导向柱131沿凸轮滑槽23从90°运动到180° (参考图6)， 即在第二弧形滑槽段231内滑动，最终位置由图18b运动到图19b，动触头12与静触头11 配合，该侧动静触头组件1处于闭合状态，该侧电路闭合通电。
[0134] 第三个脉冲会使铁芯6产生磁场，吸合衔铁支架自由端81朝向铁芯6移动。衔铁 支架8通过固接的推杆82动作，推杆82通过杆臂821驱动两个凸轮21中间的棘轮22绕 其轴心顺时针旋转90°。如图20a所示，正面凸轮21的凸轮滑槽23会驱动动触头支架13 上的导向柱131沿凸轮滑槽23从180°运动到270° (参考图5)，即在第四弧形滑槽段234 内滑动，最终位置由图19a运动到图20a，动触头12与静触头11分离，该侧动静触头组件1 保持处于断开状态，该侧电路断开。如图20b所示，背面凸轮21的凸轮滑槽23会驱动动触 头支架13上的导向柱131沿凸轮滑槽23从180°运动到270° (参考图6)，即在第三弧形 滑槽段231内滑动，最终位置由图19b运动到图20b，动触头12与静触头11保持配合，该侧 动静触头组件1保持处于闭合状态，该侧电路保持闭合通电。
[0135] 第四个脉冲会使铁芯6产生磁场，吸合衔铁支架自由端81朝向铁芯6移动。衔铁 支架8通过固接的推杆82动作，推杆82通过杆臂821驱动两个凸轮21中间的棘轮22绕其 轴心顺时针旋转90°。正面凸轮21的凸轮滑槽23会驱动动触头支架13上的导向柱131 沿凸轮滑槽23从270°运动到0° (参考图5)，即在第一弧形滑槽段231内滑动，最终位置 由图20a运动到图17a，动触头12与静触头11分离，该侧动静触头组件1保持处于断开状 态，该侧电路断开。背面凸轮21的凸轮滑槽23会驱动动触头支架13上的导向柱131沿凸 轮滑槽23从270°运动到0° (参考图6)，即在第四弧形滑槽段234内滑动，最终位置由图 20b运动到图17b，动触头12与静触头11分离，该侧动静触头组件1处于断开状态，该侧电 路断开。
[0136] 综上，本发明提供的步进开关组件及电磁步进继电器，能够实现两路同时精确步 进的功能，由于棘轮和凸轮整理零件设计的结构特点使得整个运动机构的运动轨迹非常合 理，加上推杆和自锁片簧特殊的结构设计，保证了机构驱动的每一步都精确满足90°转角， 也避免了棘轮回转的现象，使得整体运动机构运动轨迹明确
[0137] 本发明提供的步进开关组件及电磁步进继电器，其各个运动部件之间的摩擦力较 小，从而大大降低了线圈所需提供的驱动力，因此也使运动机构工作时的整体噪音和温升 也得到了大大的降低，使产品的工作性能不至于因温升过高而不稳定，同时提高了产品的 使用寿命。
[0138] 根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
[0139] 以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技 术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范 围。
【权利要求】
1. 一种电磁步进继电器（200)中的步进开关组件（100)，其特征在于，包括两组动静触 头组件（1)，每组所述动静触头组件（1)都包括固定设置的静触头（11)、可滑动地与所述静 触头（11)分离或配合的动触头（12)和带动所述动触头（12)移动的动触头支架（13); 该步进开关组件（100)还包括用于带动所述动触头支架（13)滑动的驱动凸轮构件 (2)； 其中，所述驱动凸轮构件（2)包括两个凸轮（21)和位于两个所述凸轮（21)之间的棘 轮（22)，两个所述凸轮（21)布置在所述棘轮（22)的两端，两个所述凸轮（21)都以旋转轴 (24)为轴转动； 每个所述凸轮（21)的侧面（211)上都形成有用于带动所述动触头支架（13)滑动，以 使所述动触头（12)与所述静触头（11)分离或配合的凸轮滑槽（23); 两个所述动触头支架（13)分别与两个所述凸轮（21)上的所述凸轮滑槽（23)滑动接 触，且所述动触头支架（13)能够相对于所述凸轮滑槽（23)滑动。
2. 根据权利要求1所述的步进开关组件（100)，其特征在于，所述凸轮滑槽（23)由四 条弧形滑槽段逆着所述凸轮（21)转动方向顺次连接形成； 四条所述弧形滑槽段包括半径一致的第一弧形滑槽段（231)、半径由大渐小的第二 弧形滑槽段（232)、半径一致的第三弧形滑槽段（233)和半径由小渐大的第四弧形滑槽段 (234)； 其中，所述第二弧形滑槽段（232)与所述第三弧形滑槽段（233)相交于第一交点（A)， 所述第一弧形滑槽段（231)与所述第四弧形滑槽段（234)相交于第二交点（B)，第一交点 ㈧与第二交点⑶之间的连线（25)穿过所述旋转轴（24)的中心轴（C); 两个所述凸轮滑槽（23)以如下方式设置：一个所述凸轮滑槽（23)以所述连线（25)为 轴，整体翻转180°能够与另一个所述凸轮滑槽（23)重合。
3. 根据权利要求2所述的步进开关组件（100)，其特征在于，所述动触头支架（13)沿 着所述第一弧形滑槽段（231)滑动时，所述动触头（12)保持与所述静触头（11)分离； 所述动触头支架（13)沿着所述第二弧形滑槽段（232)滑动时，所述动触头（12)朝向 所述静触头（11)运动，并最终与所述静触头（11)配合； 所述动触头支架（13)沿着所述第三弧形滑槽段（233)滑动时，所述动触头（12)保持 与所述静触头（11)配合； 所述动触头支架（13)沿着所述第四弧形滑槽段（234)滑动时，所述动触头（12)朝向 远离所述静触头（11)的方向移动，并最终与所述静触头（11)分离。
4. 根据权利要求3所述的步进开关组件（100)，其特征在于， 当一侧的所述动触头支架（13)在同侧所述凸轮（21)中的所述第二弧形滑槽段（232) 滑动时，另一侧所述动触头支架（13)在另一侧的所述凸轮（21)中的所述第一弧形滑槽段 (231) 滑动； 当一侧的所述动触头支架（13)在同侧所述凸轮（21)中的所述第三弧形滑槽段（233) 滑动时，另一侧所述动触头支架（13)在另一侧的所述凸轮（21)中的所述第二弧形滑槽段 (232) 滑动； 当一侧的所述动触头支架（13)在同侧所述凸轮（21)中的所述第四弧形滑槽段（234) 滑动时，另一侧所述动触头支架（13)在另一侧的所述凸轮（21)中的所述第三弧形滑槽段 (233) 滑动； 当一侧的所述动触头支架（13)在同侧所述凸轮（21)中的所述第一弧形滑槽段（231) 滑动时，另一侧所述动触头支架（13)在另一侧的所述凸轮（21)中的所述第四弧形滑槽段 (234) 滑动。
5. 根据权利要求1所述的步进开关组件（100)，其特征在于，两个所述凸轮（21)和所 述棘轮（22) -体成型或分体组装成型。
6. 根据权利要求2所述的步进开关组件（100)，其特征在于，每条所述弧形滑槽段的中 心角都为90°。
7. 根据权利要求1所述的步进开关组件（100)，其特征在于，所述棘轮（22)上沿其周 向均匀地布置有四个棘爪（221)。
8. 根据权利要求7所述的步进开关组件（100)，其特征在于，所述棘轮（22)上还设置 有用于与所述棘爪（221)配合防止所述棘轮（22)旋转过度的自锁片簧（4)。
9. 根据权利要求1所述的步进开关组件（100)，其特征在于，所述动触头（12)位于所 述静触头（11)的下方，在所述动触头（12)的下方还设置有复位弹簧（3)。
10. 根据权利要求1所述的步进开关组件（100)，其特征在于，每个所述动触头支架 (13)上设置有导向柱（131)，每个所述动触头支架（13)通过所述导向柱（131)与所述凸轮 滑槽（23)滑动接触。
11. 一种具有权利要求1-10中任意一项权利要求所述的步进开关组件（1〇〇)的电磁步 进继电器（200)，包括基座（5)和设置在所述基座（5)内的铁芯（6)、线圈（7)和衔铁支架 ⑶； 所述衔铁支架（8)位于所述铁芯（7)的上方，所述衔铁支架（8)的一端铰接在所述基 座（5)上，其另一端为能够在磁力作用下朝向所述铁芯（6)移动的衔铁支架自由端（81)， 其特征在于，步进开关组件（100)设置在所述基座（5)内；所述步进开关组件（100)中 的所述动触头支架（13)可滑动地配置在所述基座（5)内；所述衔铁支架自由端（81)上还 设置有用于驱动所述步进开关组件（100)中的所述驱动凸轮构件（2)转动的推杆（82)。
【文档编号】H01H50/54GK104143479SQ201410391865
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】吕亚楠, 王嘉庆 申请人:北京Abb低压电器有限公司