一种高压电器开关用操动机构的限位和分离装置的制作方法

本发明属于涉及高压电器开关操动机构技术领域，特别涉及一种高压电器开关用操动机构的限位和分离装置。

背景技术：

随着高压电器技术的不断发展，原有的两个独立的隔离开关和接地开关逐渐被隔离/接地三工位开关组合元件代替。因此需要有与原来开关元件不同的操动机构实现对三工位开关组合元件的控制，实现在特定位置的准确限位和锁定。

申请公布号为103165298A的发明专利《一种开关用单电机三工位机构》给出了一种功能完备的单电机三工位机构原理，通过限位和分离机构对蜗轮上安装限位销的相互配合实现开关的分合闸操作，可靠性高。但是该机构的结构复杂，特别是限位和分离机构与限位销等相对运动零部件多，导致制造、安装精度要求较高。因此现有操动机构有进一步改进的空间。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高压电器开关用操动机构的限位和分离装置，该装置采用不完全齿轮机构在主动轮停歇时具有的自锁特性结合相应的限位和传动装置，从而最终实现组合开关元件在三个工作位置的锁定和分离。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高压电器开关用操动机构的限位和分离装置，包括：

由主动齿轮1和从动齿轮2组成的不完全齿轮机构；

由安装在从动轮2侧面的限位与复位圆柱一2-2-1、限位与复位圆柱二2-2-2、限位与复位圆柱三2-2-3、弧形槽2-5以及限位与复位把手3组成的限位与复位装置；

其中，所述主动齿轮1上有锁止弧四1-1，从动齿轮2上等间隔设置有锁止弧一2-1-1、锁止弧二2-1-2和锁止弧三2-1-3，锁止弧二2-1-2和锁止弧三2-1-3间没有轮齿；

所述限位与复位圆柱一2-2-1、限位与复位圆柱二2-2-2和限位与复位圆柱三2-2-3沿轴向均布且分别与锁止弧一2-1-1、锁止弧二2-1-2和锁止弧三2-1-3对应位于同一径向；所述弧形槽2-5与各限位与复位圆柱位于同一圆周且贯穿各沿限位与复位圆柱，弧形槽2-5的起始端至少依次经过限位与复位圆柱二2-2-2、限位与复位圆柱一2-2-1和限位与复位圆柱三2-2-3；所述限位与复位圆柱一2-2-1、限位与复位圆柱二2-2-2和限位与复位圆柱三2-2-3的中心分别开有与柱长方向一致的限位销孔一2-3-1、限位销孔一2-3-2和限位销孔三2-3-3，限位与复位把手3端部插入对应的限位销孔中实现锁定。

所述主动齿轮1和从动齿轮2的初始安装位置满足锁止弧四1-1与锁止弧一2-1-1配合，此时开关处在中间位置。

所述主动齿轮1轮齿的数目与从动齿轮2上轮锁止弧一2-1-1和锁止弧二2-1-2间以及锁止弧一2-1-1和锁止弧三2-1-3间的轮齿数目匹配，实现固定传动比传动。

所述限位与复位圆柱一2-2-1、限位与复位圆柱二2-2-2和限位与复位圆柱三2-2-3的上表面分别开有一定深度的复位卡槽一2-4-1、复位卡槽二2-4-2和复位卡槽三2-4-3。

所述复位卡槽一2-4-1布置在限位与复位圆柱一2-2-1的弧形槽2-5上方，由一个平面2-4-1-1和两个与平面2-4-1-1垂直的竖直平面一2-4-1-2和竖直平面二2-4-1-3组成，其中，竖直平面一2-4-1-2和竖直平面二2-4-1-3相交，且相交处形成一个钝角，所述复位卡槽二2-4-2和复位卡槽三2-4-3的结构与复位卡槽一2-4-1相同。

所述限位与复位把手3上设置有弹簧6和单边的复位挡片3-1，复位挡片3-1通过弹簧6的弹力实现限位与复位把手3上的复位，挡片3-1与复位卡槽的平面接触实现自动限位后的解锁功能；从动齿轮2开始转动后，在复位卡槽的两个竖直平面的推动下，复位挡片3-1带动限位与复位把手3转动直至限位与复位把手3掉入从动齿轮2上的弧形槽2-5中，以准备运动到下一位置时实现机构的限位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用不完全齿轮机构实现操动机构的间歇运动及在特定位置的锁定功能，结构简单、紧凑；仅需要一根限位与复位把手与从动轮对应位置上设置的限位销孔配合使用就可以实现操动机构输出轴的双向限位与分离；可以在输出轴后增加齿轮传动以方便的实现机构的单圈或多圈输出，方便满足不同的安装使用需求。

附图说明

图1为本发明装置的主动齿轮与从动齿轮处于开关中间工作位置的正视图。

图2为本发明装置的主动齿轮与从动齿轮处于开关中间工作位置的轴测图。

图3为本发明装置的主动齿轮与从动齿轮处于开关一端工作位置的正视图。

图4为本发明装置的主动齿轮与从动齿轮处于开关另一端工作位置的正视图。

图5为本发明装置的从动齿轮的结构图。

图6为本发明装置的限位与复位把手与限位与复位圆柱处于限位状态的正视图。

图7为本发明装置的限位与复位把手与限位与复位圆柱处于限位解除状态的正视图。

图8为本发明装置的限位与复位把手与限位与复位圆柱处于开关的两个工作位置间的状态正视图。

图9为一个复位卡槽的轴测图。

图10为复位挡片的轴测图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明描述的一种开关用限位与复位装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示。主要包括主动齿轮1、从动齿轮2、限位与复位把手3、驱动轴4、从动轴5以及弹簧6。

主动齿轮1安装在操动机构的驱动轴4上，主动齿轮1与驱动轴4实现同步转动。从动齿轮2安装在操动机构的从动轴5上，从动齿轮2与从动轴5实现同步转动，从动轴5用做驱动开关装置的驱动轴。主动齿轮1与从动齿轮2组成不完全齿轮机构，当开关处于指定工作位置时，通过两个不完全齿轮锁止弧的定位作用实现开关操动机构的限位，除非主动齿轮1转动从动齿轮2始终保持位置不变；当开关需要转动到下一工作位置时，操作限位与复位把手3解除对从动齿轮2的限位，在主动齿轮1的驱动下转动到指定位置，从而实现开关操动机构的分离。

主动齿轮1和从动齿轮2的初始安装位置需要满足主动齿轮1上的锁止弧四1-1与从动齿轮2上中间的锁止弧一2-1-1配合，此时开关处在中间位置。

主动齿轮1上分布有一段锁止弧四1-1，其余部分为轮齿。轮齿的数目与从被动齿轮2上锁止弧一2-1-1和锁止弧二2-1-2以及锁止弧一2-1-1和锁止弧三2-1-3间的轮齿数目匹配，实现固定传动比传动。从动齿轮2上锁止弧二2-1-2和锁止弧三2-1-3之间没有布置轮齿，因此当主动齿轮1与从动齿轮2啮合到锁止弧二2-1-2和锁止弧三2-1-3两处极限位置时，无法继续沿当前方向转动，只能向相反方向转动，由此物理限位实现了对开关本体的保护。

在从动齿轮的侧面上布置有限位与复位圆柱一2-2-1、限位与复位圆柱二2-2-2和限位与复位圆柱三2-2-3，各限位与复位圆柱沿周向均匀布置且与从动齿轮2上锁止弧位置一一相对应；在限位与复位圆柱一2-2-1、限位与复位圆柱二2-2-2和限位与复位圆柱三2-2-3的中心分别开有沿柱长方向的限位销孔一2-3-1、限位销孔二2-3-2和限位销孔三2-3-3，在限位与复位圆柱一2-2-1、限位与复位圆柱二2-2-2和限位与复位圆柱三2-2-3的上表面分别开有一定深度的复位卡槽一2-4-1、复位卡槽二2-4-2和复位卡槽三2-4-3；限位与复位圆柱上还设置有弧形槽2-5，各弧形槽2-5位于同一圆周上。

如图9所示，复位卡槽一2-4-1由一个平面2-4-1-1和与该平面垂直的竖直平面一2-4-1-2和竖直平面二2-4-1-3组成，两个竖直平面相交，形成一个钝角。复位卡槽二2-4-2和复位卡槽三2-4-3的结构与复位卡槽一2-4-1相同。如图10所示，限位与复位把手3上设置有弹簧6和单边的复位挡片3-1，复位挡片3-1的下端面与平面2-4-1-1接触时，完全从限位销孔一2-3-1中拔出，实现限位的解除。随着从动轮2的转动，复位卡槽的两个竖直平面2-4-1-2和2-4-1-3中必有一个将与复位把手3上的复位挡片3-1的两侧面之一接触，并且推动复位把手3转动，直至复位挡片3-1下端面与复位卡槽平面2-4-1-1完全分离，此时复位把手3在弹簧6的作用下其端部将与弧形槽2-5接触。

在机构运动操作过程中，限位与复位把手3在弹簧6的作用下始终与从动齿轮2上的弧形槽2-5紧密接触(开始时复位把手3先是卡到表面2-4-1-1上，开始转动之后被复位卡槽的两个侧面之一推动并旋转，最后将掉入弧形槽2-5中，这个时候开始和弧形槽2-5接触)。当机构运动到指定位置时，限位与复位把手3的端部在弹簧6的作用下插入从动齿轮2对应位置的限位销孔中，与不完全齿轮机构的锁止弧限位一起实现机构的双重限位。

限位与复位把手3上设计有单边的复位挡片3-1，限位与复位把手3与机架间装有弹簧6，通过弹簧6的弹力实现限位与复位把手3上的复位挡片3-1与复位卡槽一2-4-1的表面2-4-1-1上接触实现自动限位后的解锁功能。当从动齿轮2开始转动后，由于限位与复位把手3静止不动，因此其与从动齿轮2具有相对运动，在从动齿轮2上的复位卡槽2-4-1的侧面2-4-1-2和侧面2-4-1-3的推动下，复位挡片3-1带动限位与复位把手3转动直至限位与复位把手3掉入从动齿轮2上的弧形槽2-5中，以准备运动到下一位置时实现机构的限位。

工作过程描述：

机构处于中间工作位置的锁定状态，如图6所示。假设主动齿轮1将沿顺时针转动驱动从动齿轮2沿逆时针转动到下一工作位置，先将限位与复位把手3向外拉出，使得限位与复位把手3的端部从限位销孔一2-3-1中完全拔出，并沿逆时针转动(这个转动是手动的，目的是让3-1卡到表面2-4-1-1上)，此时弹簧6被进一步压缩产生的弹力使得复位挡片3-1的下端面紧紧地贴在复位卡槽一2-4-1的表面2-4-1-1上，此时机构的主动轮1可以按照预定方向转动，如图7所示。

随着从动齿轮2开始沿顺时针转动，复位卡槽一2-4-1的侧面2-4-1-3将与限位与复位把手3上的复位挡片3-1接触，并推动限位与复位把手3沿逆时针转动，直到复位挡片3-1与复位卡槽一2-4-1的表面2-4-1-1不再接触，此时在弹簧6的弹力作用下，限位与复位把手3将掉入从动齿轮2上的弧形槽2-5中，其端部与弧形槽2-5的槽底接触，准备运动到下一位置时对机构进行锁定，如图8所示。

主动齿轮1从图6状态沿逆时针转动时，将驱动从动齿轮2沿顺时针转动的另一端工作位置，其整个操作和实现的过程与主动齿轮1沿顺时针转动的过程是相似的。当机构处于两端的工作位置时，由于主动齿轮1与从动齿轮2间存在的物理限位作用，只能往中间工作位置运动，其运动过程与上述的过程也是相似的。因此不再重复描述。