一种大角度输出电动机操动机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统开关设备领域，具体地说是一种能够实现大角度转角输出的大角度输出电动机操动机构。
【背景技术】
[0002]目前在电力系统GIS开关设备上，隔离及接地开关使用的操动机构大部分为转动输出，一般输出角度小于300度，随着电压等级的提高，操动机构所需求的输出角度越来越大，比如550KV以上GIS开关设备中，就要求输出角度达到700?3600度，为满足上述要求，现有技术中通常采用多级齿轮组合传动方式实现大角度的转角输出，如ABB公司生产的操动机构即是多级齿轮传动加离合器限位脱扣的结构，由于输出转角较大，单纯采用齿轮传动使得整个设备结构复杂，体积较大。现有技术中也有采用齿轮与凸轮相结合方式实现大角度的转角输出，如2010年5月26日公开、公开号101714472A、专利号200910219519.8的中国发明专利“开关设备用电动机操动机构”即是采用齿轮与凸轮相结合的结构，该种结构采用齿轮传动，经过多组凸轮控制转动输出，但该结构较为复杂，且零部件加工精度高，装配与检测控制严格，否则对寿命试验及批量生产均产生问题，并且由于凸轮形状特殊，所以需要高精密制造设备及相应的工艺手段来保证，加工制造成本也较闻。
[0003]另外，在高压开关设备的隔离及接地机构的传动输出中，精确控制机构输出转角及转动时间以及可靠控制机构的脱扣保护也非常重要，常见的转角控制和脱扣保护机构除了上述ABB公司采用的离合器限位脱扣的形式外，还有槽板直线结构、丝杠丝母分离脱开结构等形式，其中槽板直线结构一般用在槽板转动结构，当传动轴在槽板脱开后，槽板具有一直线导向位置，使传动角度定置在指定位置上，受槽板结构影响，该结构输出角度小于90度，且该结构的导向直线部分不能做的很长，必须增加限位装置，因此会产生冲击。丝杠丝母分离脱开结构当机构输出需要确定位置时，丝杠丝母分离，丝母与传动系统静止，输出转角固定，该结构定位准确，精度较高，脱扣后无冲击，但该结构在丝杠丝母分离后需要增加返回入扣结构，这使得该结构较复杂且成本增加，另外，因丝杠丝母只能提供直线运动，转换成为角度输出需增加传动拐臂，所以该结构输出角度小于90度。
[0004]此外，在高压开关设备机构中需要采用辅助开关来输出信号，辅助开关的触点一般是旋转形式，传统的辅助开关转换机构通常包括丝杠丝母机构、拐臂、锥齿轮组等结构，如图11所示，丝杠转动带动丝母直线运动，丝母通过拐臂带动锥齿轮组中的主动锥齿轮转动，主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，进而带动辅助开关旋转使辅助开关输出信号。传统的辅助开关转换机构结构较复杂，加工成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种具有大输出转角的大角度输出电动机操动机构，采用蜗杆蜗轮和齿轮组相结合的传动结构，并且采用活动齿形棘爪控制输出转角和限位脱扣，还采用链轮链条传动机构驱动辅助开关转换，整个机构结构紧凑，性能可靠。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种大角度输出电动机操动机构，包括支架、电机、传动机构、输出轴、限位机构、辅助开关转换机构、辅助开关、接触器和箱体，其中支架、接触器和辅助开关固装在箱体内，电机、传动机构和限位机构安装在所述支架上；所述传动机构包括依次传递力矩的一级齿轮传动机构、蜗轮蜗杆机构、二级主动齿轮、脱扣齿轮和输出传动机构，电机与所述一级齿轮传动机构相连，所述输出传动机构与整个机构的输出轴相连，在所述脱扣齿轮上设有用于控制机构输出转角和防止脱扣的棘爪机构；在支架内设有脱扣齿轮传动轴，所述脱扣齿轮即固装在所述脱扣齿轮传动轴上，所述脱扣齿轮传动轴的一端伸出至支架外与所述限位机构相连，所述脱扣齿轮传动轴的另一端伸出至支架外并通过辅助开关转换机构与所述辅助开关相连；所述电机通过接触器控制启动，所述电机通过限位机构控制停止。
[0008]所述棘爪机构设有第一活动齿形棘爪、第二活动齿形棘爪和复位弹簧，在所述脱扣齿轮的圆周外侧设有一段无齿区域，在该无齿区域的齿轮轮体上设有一凹槽，所述棘爪机构即安装在所述凹槽中，所述第一活动齿形棘爪和第二活动齿形棘爪分别通过一个复位弹簧与所述凹槽的内侧槽壁相连，两个活动齿形棘爪在合分闸时只能向设有复位弹簧的一侧转动，两个活动齿形棘爪上均设有引导齿，所述引导齿在机构分合闸到位时与所述二级主动齿轮啮合。
[0009]所述棘爪机构设有一固定轴,所述固定轴固装在所述凹槽的底面上,所述第一活动齿形棘爪和第二活动齿形棘爪铰接在所述固定轴上。
[0010]所述限位机构包括一个限位转臂和两个微动开关，其中限位转臂安装在所述脱扣齿轮传动轴上，微动开关在机构合闸或分闸到位时通过所述限位转臂触动启动，所述电机通过所述微动开关控制停止转动。
[0011]两个微动开关之间设有防止限位转臂旋转过量的挡块。
[0012]所述辅助开关转换机构包括传动链条、主动链轮和从动链轮，其中主动链轮安装在脱扣齿轮传动轴上，两个从动链轮分别安装在两个辅助开关的转换轴上，所述主动链轮通过链条与两个从动链轮相连。
[0013]两个辅助开关通过辅助开关支架安装在箱体上。
[0014]在支架内设有第一传动轴，所述蜗轮蜗杆机构中的蜗轮与二级主动齿轮固装在所述第一传动轴上。
[0015]在支架内设有第二传动轴和第三传动轴，所述输出传动机构包括二级从动齿轮、三级主动齿轮、三级变级齿轮、调整齿轮和输出锥齿轮组，其中所述脱扣齿轮与二级从动齿轮固装在所述脱扣齿轮传动轴上，所述二级从动齿轮与三级主动齿轮相啮合，所述三级主动齿轮与三级变级齿轮设置于所述第二传动轴上，三级变级齿轮与调整齿轮相啮合，所述调整齿轮与输出锥齿轮组中的主动锥齿轮固装在第三传动轴上，输出锥齿轮组的从动锥齿轮与整个机构的输出轴固连。
[0016]本发明的优点与积极效果为:
[0017]1、本发明核心采用蜗杆蜗轮系统与齿轮组相结合的传动组合结构，使整个机构小巧可靠。
[0018]2、本发明采用了活动齿形棘爪新技术来控制机构输出转角及限位脱扣，它具有结构紧凑，使用很少的零部件，实现了机构合分可靠操作的优点，使大角度输出机构有了新的突破。
[0019]3、本发明设有限位转动拐臂和合分限位块，能够实现可靠限位，有限控制机构的输出角度。
[0020]4、本发明采用链轮链条传动机构驱动辅助开关转换，结构简单而且辅助开关转换精确可靠，解决了三维传动的难题。
【附图说明】
[0021]图1为发明结构示意图，
[0022]图2为图1中本发明工作状态示意图一，
[0023]图3为图1中本发明工作状态示意图二，
[0024]图4为图1中传动机构示意图一，
[0025]图5为图4中A向视图，
[0026]图6为图4中脱扣齿轮及棘爪机构的结构示意图，
[0027]图7为图4中蜗轮蜗杆机构的结构示意图，
[0028]图8为图6中脱扣齿轮及棘爪机构的工作状态示意图一，
[0029]图9为图6中脱扣齿轮及棘爪机构的工作状态示意图二，
[0030]图10为图1中辅助开关转换机构的结构示意图，
[0031]图11为现有技术中辅助开关转换机构的结构示意图。
[0032]其中，I为支架，2为电机,3为一级主动齿轮,4为一级从动齿轮,5为蜗杆,6为蜗轮，7为二级主动齿轮,8为脱扣齿轮,9为二级从动齿轮，10为三级主动齿轮，11为三级变级齿轮，12为调整齿轮，13为棘爪机构，14为输出轴，15为限位转臂，16为微动开关，17为传动链条，18为辅助开关，19为接触器,20为输出锥齿轮组,21为从动链轮,22为辅助开关支架，23为主动链轮，24为第一活动齿形棘爪，25为复位弹簧，26为固定轴，27为限位机构，28为辅助开关转换机构，29为第一传动轴,30为脱扣齿轮传动轴,31为第二传动轴,32为第三传动轴，33为引导齿,34为一级齿轮传动机构,35为蜗轮蜗杆机构,36为凹槽,37为第二活动齿形棘爪，38为箱体，39为挡块。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0034]如图1?3所示，本发明包括支架1、电机2、传动机构、限位机构27、辅助开关转换机构28、辅助开关18、接触器19和箱体38，其中支架I和接触器19固装在箱体38内，电机
2、传动机构和限位机构27安装在支架I上。如图4?5所示,所述传动机构包括一级齿轮传动机构34、蜗轮蜗杆机构35、二级主动齿轮7、脱扣齿轮8和输出传动机构,所述输出传动机构包括二级从动齿轮9、三级主动齿轮10、三级变级齿轮11、调整齿轮12和输出锥齿轮组20。一级齿轮传动机构34设置于支架I外侧，所述一级齿轮传动机构34包括相互啮合的一级主动齿轮3和一级从动齿轮4，电机2安装在支架I上，且所述电机2的输出轴即与所述一级主动齿轮3固连，蜗轮蜗杆机构35中的蜗杆5安装在支架I上，且所述蜗杆5平行于电机2的输出轴设置，所述一级从动齿轮4即与所述蜗杆5固连。
[0035]在支架1内，在所述蜗杆5的同一侧分别设有第一传动轴29、脱扣齿轮传动轴30、第二传动轴31和第三传动轴32，所述第一传动轴29、脱扣齿轮传动轴30、第二传动轴31和第三传动轴32互相平行且垂直于所述蜗杆5设置，蜗轮蜗杆机构35中的蜗轮6与二级主动齿轮7分别固装在所述第一传动轴29上，所述二级主动齿轮7与脱扣齿轮8相啮合，如图5所示，所述脱扣齿轮8与二级从动齿轮9固装在所述脱扣齿轮传动轴30上，所述二级从动齿轮9与三级主动齿轮10相啮合，所述三级主动齿轮10与三级变级齿轮11设置于所述第二传动轴31上，三级变级齿轮11与调整齿轮12相啮合，所述调整齿轮12与输出锥齿轮组20中的主动锥齿轮分别固装在第三传动轴32上，输出锥齿轮组20的从动锥齿轮与整个机构的输出轴14固连。
[0036]如图6和图8?9所示，所述脱扣齿轮8上安装有一个棘爪机构13，所述棘爪机构13包括第一活动齿形棘爪24、第二活动齿形棘爪37、复位弹簧25和固定轴26，在所述脱扣齿轮8的圆周外侧设有一段无齿区域，在该无齿区域的齿轮轮体上设有