一种微型断路器电动操作机构的制作方法

本实用新型涉及一种电动操作机构，尤其是一种微型断路器电动操作机构，属于电器开关技术领域。

背景技术：

为了实现供电网络的智能控制，作为供电网络终端执行机构的微型断路器(简称微断)需要能够在得到后台发出的指令后，迅速做出相应的分闸、合闸动作，并把执行结果反馈到后台。现有微断W参见图6、图7，具有在分闸与合闸位置之间切换、且在内部复位弹簧作用下保持返回分闸位置趋势的操控手柄W-1，以及与操控手柄W-1关联的脱扣钮W-2。当将操控手柄W-1由图6的分闸位置逆时针转向图7的合闸位置时，脱扣钮W-2随之由原先处于圆弧槽W-3上方的脱扣位置变为圆弧槽W-3下方的卡扣位置，使操控手柄W-2合闸后被微断W内部联动的脱扣轴卡住，从而保持图7的合闸状态，需要借助外力作用才能解除卡扣复位到分闸位置。当需要操控手柄W-1由图7的合闸位置恢复图6的分闸位置时，施加外力顺时针拨转操控手柄W-1，脱扣轴将解除卡扣，于是操控手柄W-1在内部复位弹簧作用下立即顺时针转位返回图6的分闸位置，与之联动的分闸脱扣钮W-2随之由原先处于圆弧槽W-3下方的卡扣位置变为圆弧槽W-3上方的脱扣位置。

随着随着供电网络技术的发展，微型断路器需要配套使用具有如下两大控制功能的电动操作机构（简称电操）：1）当微断处于合闸状态时，电操允许微断手动（或故障）分闸、合闸，也允许电动分闸；2）当手动或故障分闸后，允许微断手动合闸，也允许电动合闸；但电动分闸后，不允许微断手动合闸，只能电动合闸。

据申请人了解，现有电动操作机构不仅普遍存在结构不够紧凑、机构复杂的问题，不利于微型化以及不够可靠的问题，而且无法实现上述操控逻辑。其典型结构可以参见申请号为201510198932.6的中国实用新型专利申请，该申请公开了一种用于微型断路器电动操作机构，该电动操作机构包括电路板、电机和减速齿轮组，电路板通过导线与电机相连，电机的转动轴与减速齿轮组相连，减速齿轮组由第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮通过齿轮连接而成，第四齿轮为半圆形齿轮，第四齿轮设置在分合闸控制盘内，分合闸控制盘一端与摇动手柄相连，分合闸控制盘另一端与卡环相连，分合闸控制盘轴心位置还设置一转动主轴。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，通过结构改进，提出一种当微断处于合闸状态时，电操允许微断手动（或故障）分合闸、也允许电动分闸的微型断路器电动操作机构。

为了达到上述目的，本实用新型的微型断路器电动操作机构基本技术方案为，包括安装在壳体内电机通过减速机构驱动的主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述从动齿轮与驱动圆缺齿轮同轴；所述驱动圆缺齿轮与曲杆控位凸轮同轴，且与手控圆缺齿轮相邻；所述壳体铰装位于所述从动齿轮一侧的曲杆；所述驱动圆缺齿轮和手控圆缺齿轮分别具有对应微断操控手柄分、合闸转角的啮合齿；安装时，所述手控圆缺齿轮与微断操控手柄同轴，所述曲杆与微断脱扣钮连接；当微断处于合闸状态时，所述驱动圆缺齿轮处于与手控圆缺齿轮啮合转动后的脱离状态，所述曲杆控位凸轮处于随驱动圆缺齿轮继续转动即将使曲杆上推至对应微断脱扣钮脱扣位置的脱离状态。

这样，实现了当微断处于合闸状态时，无论进行手动分闸还是再次合闸操作，驱动圆缺齿轮因与手控圆缺齿轮脱离不会随转动，且曲杆控位凸轮对曲杆脱离约束，因而允许手动分闸、合闸操作；而当电机通过传动带动驱动圆缺齿轮转动时，曲杆控位凸轮随之转动而很快将曲杆推至对应微断脱扣钮的脱扣位置，解除对微断操控手柄的卡扣，使其在复位作用下迅速返回到分闸位置，实现电动分闸。

可见，本实用新型借助圆缺齿轮及曲杆控位凸轮间歇传动的合理相对角向位置关系，实现了当微断处于合闸状态时，电操允许微断手动（或故障）分闸、也允许电动分闸，并且结构简单、动作可靠。

本实用新型进一步的完善是，所述壳体上具有弧形槽，并通过中部铰销铰装位于从动伞齿轮一侧的杠杆式钩头曲杆。

本实用新型更进一步的完善是，所述手控圆缺齿轮与微断操控手柄通过连接杆同轴固连，所述曲杆远离驱动圆缺齿轮一侧的端销穿过弧形槽后插入微断上的脱扣钮中心孔。

本实用新型还进一步的完善是，所述驱动圆缺齿轮和手控圆缺齿轮的齿形为圆弧齿。由于圆弧齿与常规渐开线齿相比，相互啮合的两个齿可以具有较大的齿顶间隙，因此即使受较大的外力作用，也能通过齿顶间隙的补偿保证顺利啮合，而不至于卡住。

本实用新型又进一步的完善是，所述驱动圆缺齿轮和手控圆缺齿轮设有接控制电路的角向位置传感器。这样不仅可以直观显示其实际角向位置，而且有利于实现闭环控制。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例合闸位置的结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的后视图（壳体视为透明）。

图4是图1实施例电动分闸位置的结构示意图。

图5是图4的后视图（壳体视为透明）。

图6是微断分闸状态结构示意图。

图7是微断合闸状态结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的微型断路器电动操作机构如图1、图2和图3所示，包括与微断外形相配的壳体1，壳体1内的电机6通过减速机构驱动主动伞齿轮5，该主动伞齿轮5与从动伞齿轮4啮合，从动伞齿轮4与驱动圆缺齿轮3同轴固连。驱动圆缺齿轮3与具有限位凸9-1的曲杆控位凸轮9同轴固连，且与手控圆缺齿轮2相邻。

壳体1上具有弧形槽，通过中部铰销铰装位于从动伞齿轮4一侧的杠杆式钩头曲杆7。驱动圆缺齿轮3和手控圆缺齿轮2分别具有对应微断操控手柄分、合闸转角的啮合齿，其齿形均为圆弧齿，且驱动圆缺齿轮3和手控圆缺齿轮2分别装有接控制电路的角向位置传感器。啮合齿的具体齿数和角向位置关系可以根据微断操控手柄W-1的实际转角相应设计计算。

安装时，参见图6、图7，手控圆缺齿轮2与微断操控手柄W-1通过非圆截面的连接杆8同轴固连，曲杆7远离驱动圆缺齿轮3一侧的端销7-1穿过弧形槽后，插入微断上的脱扣钮W-2中心孔与微断内的脱扣轴连接。

当微断W处于图7的合闸状态时，如图1所示，驱动圆缺齿轮3处于与手控圆缺齿轮2啮合顺时针转动后的脱离状态，并且曲杆控位凸轮9如图3所示，处于随驱动圆缺齿轮3继续转动（参见图3——相对图1的顺时针、图3为逆时针）即将使其限位凸9-1将曲杆7的端销7-1上推至对应微断W脱扣钮脱扣位置的脱离状态。

这样，实现了当微断W处于合闸状态时，无论进行手动分闸还是再次合闸操作，驱动圆缺齿轮3都将因与手控圆缺齿轮2脱离啮合，而不会随之转动（此时若不保持脱离啮合，手动分、合闸将通过手控圆缺齿轮带动驱动圆缺齿轮，进而通过减速机构带动电机转动才能实现，而减速机构的减速比反向传动自锁会使得无法进行手动分、合闸操作）；并且曲杆控位凸轮9对曲杆7脱离约束，因此不会妨碍微断W的脱扣轴因微断分、合闸与操控手柄的原有联动动作——即手动分闸及再次合闸操作完全不受电操影响。而当电机6通过减速机构、主动伞齿轮5、从动伞齿轮4带动驱动圆缺齿轮3转动时，曲杆控位凸轮9将由与曲杆脱离状态很快进入其限位凸9-1将曲杆7的端销7-1上推至对应微断W脱扣钮的脱扣位置，从而解除对微断操控手柄的卡扣，使其在内部复位弹簧作用下立即转位返回到分闸位置（参见图6）——即当微断处于合闸状态时，电操可以实现电动分闸。

此外，当微断W处于图6的分闸状态时，如图4所示，驱动圆缺齿轮3处于即将顺时针转动与手控圆缺齿轮2啮合使手控圆缺齿轮2朝合闸方向转动至微断操控手柄W-1达到合闸位置（参见图7）的脱离状态，曲杆控位凸轮9处在其限位凸起9-1通过杠杆钩头将曲杆7的端销7-1上推至对应微断W脱扣钮脱扣位置的约束状态。这样，当驱动圆缺齿轮3驱动手控圆缺齿轮2转至对应操控手柄W-1分闸位置后脱离啮合时，由于曲杆控位凸轮9上的限位凸9-1处于将曲杆7端销7-1推至弧形槽上端对应微断脱扣的约束位置，因此，微断上的脱扣钮带动微断内部的脱扣轴也因曲杆7被约束而保持在脱扣位置，不再像原先没配电操时的微断那样，会当手控合闸后脱扣轴必然进入卡扣位置，结果使得即使此时进行手控合闸操作，也将由于无法被卡扣而使操控手柄必然在微断内部复位弹簧的作用下立即返回分闸位置，即手推微断操控手柄至合闸位置时，无法使操控手柄因卡扣保持在合闸位置，一旦外力撤销，手柄会自动回到分闸位置，实现了电动分闸后不允许微断手动合闸的功能。而当电机6驱使驱动圆缺齿轮3与手控圆缺齿轮2啮合转至合闸位置时，由于曲杆控位凸轮9随之转动时限位凸起9-1很快脱离对曲杆7的约束，因此微断的脱扣轴将恢复原有功能由脱扣位置进入卡扣位置，从而保证可靠的电动合闸，因此本实施例圆缺齿轮及曲杆控位凸轮的巧妙配合保证了电动分闸后在不允许微断手动合闸的同时，却可以电动合闸。

归纳起来，本实施例具有如下优点：

1）在保持原有操控功能前提下的电动分闸后无法手动合闸功能的实现，有效防止了暴力手动合闸导致的事故和损坏。

2) 曲杆及曲杆限位凸轮的合理设计切实保证了所需的控制功能。

3)不完全齿的圆缺齿轮间歇机构，比槽轮等其它间歇机构结构更简单、动作更可靠。

4) 圆缺齿轮的圆弧齿可以具有较大的齿顶间隙，即使受较大的外力作用，也能通过齿顶间隙的补偿保证顺利啮合，而不至于卡住。

5）电机只需要向一个方向转动（不需要正反转），控制逻辑简单、可靠，且采用的电机自带减速箱，结构更加紧凑。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。