一种断路器及其电动分合闸机构的制作方法

本发明涉及一种断路器及其电动分合闸机构，属于微型断路器技术领域。

背景技术：

微型断路器是一种广泛应用于生产生活的各种场合的开关装置，用户端一般都配有微型断路器装置，随着信息化的发展，智能电网日益发展完善，对用户收取电费的方式也不再像过去一样由抄表员上门抄表并收取电费；现在对用户收取电费一般采取远程收取电费的方式，用户可以通过定点营业厅缴纳电费或者在网上营业厅缴纳电费，还可以通过预付费的方式预先购买一定的电量。当用户欠费时，用户端的断路器由控制装置控制而自动分闸，待用户缴纳电费之后，控制装置再控制用户端的断路器合闸为用户供电。

现有技术中存在一些能够根据用户的欠费状态而控制用户端的断路器分闸或者合闸的断路器，这些断路器的分合闸机构一般由诸如驱动电机的驱动机构来驱动，驱动电机一般通过齿轮传动的方式与断路器的操作旋钮传动连接，但是现有技术中的这些断路器存在一定的安全隐患，如果驱动电机旋转至使断路器处于将要合闸而未合闸的状态的时候驱动电机发生因故障而不能继续转动的情况，此时，断路器合闸不到位，但驱动电机的蜗杆与传动齿轮之间处于自锁状态，所以操作旋钮不能转动，就不能通过手动操作将操作旋钮扳向合闸位置而为用户供电，这不但会耽搁用户的生产生活的安排，而且会使电路处于一种不稳定的状态，极易发生故障和危险。虽然这种情况出现的概率并不大，但是在庞大数量的用户全体中，这种情况的出现就有了较大的可能，而且，一旦发生这种情况，就有可能造成较大的危害。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种断路器及其电动分合闸机构，能够提高断路器的安全性能。

为实现上述目的，本发明提供一种断路器的电动分合闸机构，采用如下技术方案：一种断路器的电动分合闸机构，包括操作旋钮、驱动齿轮、传动轮和脱扣拐臂，所述脱扣拐臂可旋转至初始位置或脱扣位置；所述操作旋钮可旋转至合闸位置或分闸位置；所述驱动齿轮由驱动装置驱动而正转，所述传动轮与驱动齿轮离合连接，驱动齿轮带动传动轮一起正转，或传动轮单独地正转；传动轮的外缘上设有一段传动轮齿，所述操作旋钮的外缘上设有一段从动轮齿；当操作旋钮处于分闸位置且脱扣拐臂位于初始位置时，所述驱动齿轮正转带动传动轮正转，所述传动轮齿与从动轮齿开始啮合而带动操作旋钮朝合闸位置旋转；当操作旋钮旋转至合闸位置时，所述传动轮齿与从动轮齿相脱离。

优选地，所述驱动齿轮的侧面固定有一驱动块；当操作旋钮位于合闸位置且脱扣拐臂位于初始位置时，所述传动轮齿与从动轮齿相脱离；所述驱动齿轮正转，驱动块将脱扣拐臂拨向脱扣位置而使断路器脱扣分闸，操作旋钮旋转至分闸位置；所述驱动齿轮继续正转，驱动块与脱扣拐臂相脱离，脱扣拐臂恢复至初始位置。

优选地，所述传动轮的外缘具有绕驱动齿轮轴线设置的第一段等径圆弧面，第一段等径圆弧面的半径小于传动轮齿的齿根圆半径。

进一步地，所述传动轮齿的一端为啮合起始端，另一端为啮合终止端；所述啮合起始端的轮齿的根部与第一段等径圆弧面连接，所述啮合终止端的轮齿的顶部与第一段等径圆弧面之间平滑过渡。

优选地，所述传动轮与驱动齿轮同轴设置，传动轮侧面设有一段弧形槽，驱动齿轮的侧面设有拨挡块，所述拨挡块伸入弧形槽内，当驱动齿轮带动传动轮一起正转时，弧形槽的一端与拨挡块相抵，弧形槽的另一端与拨挡块之间具有活动空间。

进一步地，所述驱动块与传动轮分别设置在驱动齿轮的两侧。

优选地，所述驱动块具有绕驱动齿轮的轴线设置的第二段等径圆弧面，第二段等径圆弧面的一端设有驱动面；驱动块拨动脱扣拐臂时，脱扣拐臂的末端从驱动面滑向第二段等径圆弧面而被保持在脱扣位置。

进一步地，所述第二段等径圆弧面的半径小于驱动齿轮的齿根圆半径。

优选地，所述脱扣拐臂上靠近末端处连接有一根联动杆，所述联动杆平行于脱扣拐臂的旋转轴线，所述联动杆与断路器的脱扣装置连接。

本发明还提供一种断路器，采用如下技术方案：一种断路器，包括上述技术方案或任一优选的技术方案所述的断路器的电动分合闸机构。

如上所述，本发明涉及的一种断路器及其电动分合闸机构，具有以下有益效果：本发明的一种断路器的电动分合闸机构，在驱动装置驱动所述驱动齿轮正转而使断路器合闸的过程中，若在断路器合闸未到位时驱动装置即停止工作，由于驱动齿轮和传动轮离合连接，传动轮依然能够单独地正转，所以，传动轮不会阻碍操作旋钮朝合闸位置转动，将操作旋钮旋转即可带动传动轮继续正转而完成断路器的合闸动作，这样就解除了断路器处于合闸不到位的不稳定状态，提高了断路器的安全性能。

附图说明

图1显示为断路器中的脱扣装置及触头系统的结构示意图。

图2显示为本发明的一种断路器的分合闸机构的正视图。

图3显示为从正面观察的本发明的一种断路器的分合闸机构处于合闸起始状态的剖面结构示意图，脱扣拐臂处于初始位置、操作旋钮处于分闸位置。

图4显示为本发明的一种断路器的分合闸机构处于合闸起始状态的后视图，脱扣拐臂处于初始位置、操作旋钮处于分闸位置。

图5显示为从从正面观察的本发明的一种断路器的分合闸机构处于完成合闸状态的剖面结构示意图，脱扣拐臂处于初始位置、操作旋钮处于合闸位置。

图6显示为本发明的一种断路器的分合闸机构处于完成合闸状态的后视图。

图7显示为从从正面观察的本发明的一种断路器的分合闸机构处于分闸时状态的剖面结构示意图，脱扣拐臂处于分闸位置、操作旋钮处于合闸位置。

图8显示为本发明的一种断路器的分合闸机构处于分闸起始状态的后视图，脱扣拐臂处于分闸位置、操作旋钮处于合闸位置。

图9显示为传动轮的立体结构示意图。

图10显示为驱动齿轮的立体结构示意图。

元件标号说明

1 跳扣拐臂 14 第一段等径圆弧面

2 扣接拐臂 15 啮合起始端

3 分闸簧 16 啮合终止端

4 动触头 17 弧形槽

5 静触头 18 拨挡块

6 旋转轴 19 第二段等径圆弧面

7 操作旋钮 20 驱动面

8 驱动齿轮 21 联动杆

9 传动轮 22 驱动电机

10 脱扣拐臂 23 蜗杆

11 传动轮齿 24 涡轮

12 从动轮齿 25 传动齿轮组

13 驱动块

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在以下的描述中，“正转”并不一定表示逆时针方向旋转，根据观察的方向不同，“正转”也可能是顺时针方向旋转。

如图1所示，断路器一般具有触头系统和脱扣装置，触头系统包括动触头4和静触头5，脱扣装置包括跳扣拐臂1和扣接拐臂2，在动触头4和静触头5处于合闸位置时，跳扣拐臂1和扣接拐臂2相扣接使，动触头4不能转动；如果跳扣拐臂1绕转轴顺时针旋转一定角度而与扣接拐臂2脱扣，则动触头4在分闸簧3的牵拉下与静触头5分开。现有技术中有多种使脱扣装置脱扣的方式，其中一种如图1所示，在跳扣拐臂1上连接一根联动杆21，联动杆21平行于转轴，断路器处于合闸位置时，联动杆21处于初始位置，将联动杆21绕转轴顺时针摆动一定角度至脱扣位置即可带动跳扣拐臂1顺时针摆动一定角度而与扣接拐臂2相脱离，则断路器的脱扣装置脱扣，断路器分闸。

如图2所示，本发明的一种断路器的电动分合闸机构，包括操作旋钮7、驱动齿轮8、传动轮9和脱扣拐臂10，如图3、图5和图7所示，所述脱扣拐臂10可旋转至初始位置或脱扣位置；所述操作旋钮7可旋转至合闸位置或分闸位置；所述驱动齿轮8由驱动装置驱动而正转(在图3、图5、图7中，驱动齿轮8正转方向为逆时针)，所述传动轮9与驱动齿轮8离合连接，驱动齿轮8带动传动轮9一起正转，或传动轮9单独地正转；传动轮9的外缘上设有一段传动轮齿11，所述操作旋钮7的外缘上设有一段从动轮齿12；如图3所示，当操作旋钮7处于分闸位置且脱扣拐臂10位于初始位置时，所述传动轮齿11与从动轮齿12未啮合，所述驱动齿轮8正转带动传动轮9正转，所述传动轮齿11与从动轮齿12开始啮合而带动操作旋钮7朝合闸位置旋转；如图5所示，当操作旋钮7旋转至合闸位置时，所述传动轮齿11与从动轮齿12相脱离。如图3所示，在驱动装置驱动所述驱动齿轮8正转而使断路器合闸的过程中，若在断路器合闸未到位时驱动装置即停止工作，由于驱动齿轮8和传动轮9离合连接，传动轮9依然能够单独地正转，所以，传动轮9不会阻碍操作旋钮7朝合闸位置转动，将操作旋钮7旋转即可带动传动轮9继续正转而完成断路器的合闸动作，这样就解除了断路器处于合闸不到位的不稳定状态，提高了断路器的安全性能。

在本发明的一种断路器的电动分合闸机构的技术方案中，所述脱扣拐臂10可旋转至初始位置或脱扣位置，当脱扣拐臂10位于初始位置时，断路器中的脱扣装置处于锁扣状态，当脱扣拐臂10位于脱扣位置时，断路器中的脱扣装置处于解锁状态。优选地，脱扣拐臂10上靠近末端处连接有一根联动杆21，联动杆21的另一端连接在图1中的跳扣拐臂1上，脱扣拐臂10与跳扣拐臂1的旋转轴6线重合，所述联动杆21平行于脱扣拐臂10的旋转轴6线，所述联动杆21与断路器的脱扣装置连接。本发明的一种断路器的电动分合闸机构在工作时，所述驱动齿轮8单向地正转或停止不转，为了便于驱动所述驱动齿轮8，如图2所示，所示驱动装置为一驱动电机22，所述驱动电机22可以是单向旋转电机，驱动电机22的轴端连接有一蜗杆23，蜗杆23与一涡轮24齿传动连接，涡轮24与驱动齿轮8之间通过传动齿轮组25传动连接。

如图3、图5和图7所示，传动轮9和操作旋钮7实际上相当于两个不完全齿轮，所述传动轮齿11相当于一个完整的圆形齿轮的一段轮齿，从动轮齿12也相当于一个完整的圆形齿轮的一段轮齿；当传动轮齿11与从动轮齿12相啮合时，传动轮9和操作旋钮7齿轮传动；所述传动轮9的外缘具有绕驱动齿轮8轴线设置的第一段等径圆弧面14，第一段等径圆弧面14的半径小于传动轮齿11的齿根圆半径，传动轮齿11的齿根圆半径指的传动轮9的旋转轴6线至传动轮齿11的齿根之间的距离；传动轮9正转，当传动轮齿11与从动轮齿12相啮合时，传动轮9带动操作旋钮7旋转；当传动轮齿11与从动轮齿12脱离啮合时，由于第一段等径圆弧面14的半径小于传动轮齿11的齿根圆半径，所以传动轮9与操作旋钮7不接触，操作旋钮7保持不转。如图9所示，所述传动轮齿11的一端为啮合起始端15，另一端为啮合终止端16；所述啮合起始端15的轮齿的根部与第一段等径圆弧面14连接，所述啮合终止端16的轮齿的顶部与第一段等径圆弧面14之间平滑过渡；如图3、图5和图7所示，在传动轮9被驱动齿轮8驱动而正转时，所述啮合起始端15先与从动轮齿12啮合，由于啮合起始端15的轮齿的根部与第一段等径圆弧面14连接，如图3所示，传动轮齿11与从动轮齿12能够顺利地啮合；由于啮合终止端16的轮齿的顶部与第一段等径圆弧面14之间平滑过渡，如图5所示，当传动轮齿11与从动轮齿12即将脱离啮合时，啮合终止端16的轮齿的顶部与第一段等径圆弧面14之间的平滑过渡面对操作旋钮7上的从动轮齿12具有一定的抵压作用而使操作旋钮7不会因反弹而逆时针旋转。

本发明的一种断路器的电动分合闸机构还能够带动断路器的脱扣装置脱扣而使断路器分闸，如图4、图6和图8所示，所述驱动齿轮8的侧面固定有一驱动块13；当操作旋钮7位于合闸位置且脱扣拐臂10位于初始位置时，所述传动轮齿11与从动轮齿12相脱离；所述驱动齿轮8正转(在图4、图6、图8中，由于观察方向的变换，驱动齿轮8的正转方向为顺时针)，驱动块13将脱扣拐臂10拨向脱扣位置而使断路器脱扣分闸，操作旋钮7旋转至分闸位置；所述驱动齿轮8继续正转，驱动块13与脱扣拐臂10相脱离，脱扣拐臂10恢复至初始位置。

在本发明的一种断路器的电动分合闸机构中，所述传动轮9与驱动齿轮8离合连接，驱动齿轮8带动传动轮9一起正转，或传动轮9单独地正转；作为一种优选的实现传动轮9与驱动齿轮8离合连接的方式，所述传动轮9与驱动齿轮8同轴设置，如图9所示，传动轮9侧面设有一段弧形槽17，如图10所示，驱动齿轮8的侧面设有拨挡块18，如图3、图5和图7所示，所述拨挡块18伸入弧形槽17内，当驱动齿轮8带动传动轮9一起正转时，弧形槽17的一端与拨挡块18相抵，弧形槽17的另一端与拨挡块18之间具有活动空间。这样，如图3所示，当驱动齿轮8正转时，驱动齿轮8上的拨挡块18抵在弧形槽17的一端，从而带动传动轮9旋转，传动轮9上的传动轮齿11与操作旋钮7上的从动轮齿12啮合，从而带动操作旋钮7转向合闸位置；如果操作旋钮7还未旋转至合闸位置的时候驱动齿轮8就因驱动装置故障而停止旋转，可以通过手动扳操作旋钮7上的手柄(图中未显示)的方式将操作旋钮7继续朝合闸位置转动，从而解除了断路器处于合闸不到位的不稳定状态，提高了断路器的安全性能。优选地，所述驱动块13与传动轮9分别设置在驱动齿轮8的两侧，这样布局较为合理，能够节省空间。如图8所示，所述驱动块13具有绕驱动齿轮8的轴线设置的第二段等径圆弧面19，第二段等径圆弧面19的一端设有驱动面20；驱动块13拨动脱扣拐臂10时，脱扣拐臂10的末端从驱动面20滑向第二段等径圆弧面19而被保持在脱扣位置。所述第二段等径圆弧面19的半径小于驱动齿轮8的齿根圆半径，这样，在驱动齿轮8旋转时，驱动块13不会干扰驱动齿轮8的转动。

以下结合图3至图8对本发明的一种断路器的电动分合闸机构的运动作以说明。

如图3和图4所示，本发明的一种断路器的电动分合闸机构处于合闸起始状态，此时，脱扣拐臂10处于初始位置、操作旋钮7处于分闸位置；若用户已缴纳电费而不再欠费，则控制装置控制驱动装置带动驱动齿轮8正转(图3中的驱动齿轮8正转方向为逆时针方向，图4中的驱动齿轮8正转方向为顺时针方向)，传动轮随驱动齿轮8正转，传动轮齿11与操作旋钮7上的从动轮齿12啮合，操作旋钮7朝合闸方向旋转；若操作旋钮7还未完全旋转至合闸状态，驱动齿轮8就因驱动装置故障而停止旋转，用户可以手动操作所述操作旋钮7而将断路器合闸，从而解除了断路器处于合闸不到位的不稳定状态。

当操作旋钮7旋转至合闸位置，即合闸到位时，如图5和图6所示，传动轮上的传动轮齿11与操作旋钮7上的从动轮齿12脱离，此时用户可以操作所述操作旋钮7将断路器分闸或合闸。

若用户发生欠费，则如图7和图8所示，控制装置带动驱动电机旋转，驱动电机带动驱动齿轮8旋转，驱动齿轮8上的驱动块13将脱扣拐臂10拨向脱扣位置，且驱动块13抵住脱扣拐臂10使脱扣拐臂10保持在脱扣位置的状态时驱动电机停止旋转；断路器就脱扣分闸，而且由于脱扣拐臂10保持在脱扣位置，断路器的脱扣装置无法再锁扣，用户自己也不能手动将断路器合闸。

本发明还提供一种断路器，采用上述技术方案或任一优选的技术方案所述的断路器的电动分合闸机构。

基于上述实施例的技术方案，本发明的一种断路器及其电动分合闸机构在断路器出现电动合闸不到位的情况下能够继续手动操作使断路器合闸到位，提高断路器的安全性能。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。