一种用于双电源自动转换开关的切换装置的制作方法

本发明属于双电源自动转换开关技术领域，涉及一种用于双电源自动转换开关的切换装置。

背景技术：

双电源自动转换开关主要用在紧急供电系统中，能够将负载电路由一路电源自动切换到另外一路电源，以保证重要场合中负荷的连续、可靠运行。

现有的双电源自动转换开关的切换机构主要包括主轴齿轮、主轴、常用侧弹簧储能机构、备用侧弹簧储能机构、常用侧空行程机构、备用侧空行程机构、常用触头驱动连杆及备用侧触头驱动连杆。其中，由于主轴的传动平面在常用侧和备用侧一致，且在投影方向上，常用侧弹簧储能机构与备用侧弹簧储能机构的摆放位置也一致，弹簧储能机构中连杆的转动中心孔是圆孔，因而在实现常用侧触头和备用侧触头的机械联锁时，必须依靠常用侧空行程机构和备用侧空行程机构来实现。该方式中，虽然能够实现机械联锁，但是在双电源自动转换开关处于双分位置时，无论常用侧弹簧储能机构还是备用侧弹簧储能机构中的弹簧均无法得到完全释放，使其主轴持续受力，且在工厂装配阶段，操作人员在进行封装时，需要克服一定的力矩，才能完成安装，操作不便。同时，由于常用侧空行程机构、备用侧空行程机构这两个机构的存在，导致零部件的种类及数量增多，增加了制造成本及管理成本。

此外，现有的双电源自动转换开关的手动操作手柄大都插设在中间转换齿轮上，触头指示标志也位于中间转换齿轮上，由于制造误差及传动误差的影响，会造成指示位置的公差累积，进而影响控制精度。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单且易于加工及装配的用于双电源自动转换开关的切换装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于双电源自动转换开关的切换装置，该装置包括一下一上并列设置的常用侧触头驱动连杆组件及备用侧触头驱动连杆组件、贯穿常用侧触头驱动连杆组件及备用侧触头驱动连杆组件的主轴、并列套设在主轴上并分别与主轴传动连接的常用侧弹簧储能机构及备用侧弹簧储能机构以及设置在主轴一端并与主轴传动连接的主轴驱动机构，所述的常用侧弹簧储能机构、备用侧弹簧储能机构分别与常用侧触头驱动连杆组件、备用侧触头驱动连杆组件传动连接，所述的主轴包括常用侧传动段、备用侧传动段以及设置在常用侧传动段与备用侧传动段之间的过渡段，所述的常用侧传动段与备用侧传动段之间互成夹角。正常工作时，常用侧触头驱动连杆组件处于合闸状态，备用侧触头驱动连杆组件处于分闸状态；当遇到紧急状况需要切换电源时，主轴驱动机构带动主轴转动，并分别通过常用侧弹簧储能机构、备用侧弹簧储能机构控制常用侧触头驱动连杆组件、备用侧触头驱动连杆组件的运动，使备用侧触头驱动连杆组件处于合闸状态，常用侧触头驱动连杆组件处于分闸状态。

所述的常用侧传动段上设有一对相互平行的常用侧传动平面，所述的备用侧传动段上设有一对相互平行的备用侧传动平面，所述的常用侧传动平面与备用侧传动平面之间互成45-75°夹角。

所述的常用侧触头驱动连杆组件及备用侧触头驱动连杆组件均包括连接转盘以及一对并列设置在连接转盘上并分别与连接转盘铰接的触头驱动连杆，所述的连接转盘的中心处开设有与主轴相适配的连接转盘安装孔。每一对触头驱动连杆分别与双电源自动转换开关的一对触头相连，常用侧弹簧储能机构或备用侧弹簧储能机构带动连接转盘转动，使与该连接转盘铰接的一对触头驱动连杆相互接触或分离，进而使相应的一对触头导通或分离，即实现合闸或分闸。

所述的常用侧弹簧储能机构及备用侧弹簧储能机构均包括一对并列套设在主轴上的支撑板、转动设置在两支撑板之间的主轴驱动连杆以及一对并列设置在两支撑板之间并分别与主轴驱动连杆的两端传动连接的弹簧滑杆组件，所述的主轴驱动连杆与连接转盘传动连接。主轴带动主轴驱动连杆转动，使弹簧滑杆组件依次完成压缩储能及快速释放，并将主轴驱动连杆推向另一侧，实现合闸或分闸。

所述的主轴驱动连杆的中心处开设有与常用侧传动段及备用侧传动段相适配的主轴驱动连杆中心孔，该主轴驱动连杆中心孔内设有一对限位凸包。两限位凸包相对设置在主轴驱动连杆中心孔内，对常用侧传动段及备用侧传动段的转动进行限位。

所述的弹簧滑杆组件包括设置在两支撑板之间的支撑轴、套设在支撑轴上的滑杆以及套设在滑杆上的弹簧，所述的滑杆上沿滑杆长度方向开设有滑杆滑槽，所述的滑杆的一端通过滑杆滑槽套设在支撑轴上，另一端与主轴驱动连杆铰接。主轴带动主轴驱动连杆转动，使主轴驱动连杆推动滑杆向外侧运动，并压迫弹簧，使弹簧压缩储能，当主轴驱动连杆转动至与滑杆共线时，弹簧的压缩量最大，再继续转动时，弹簧迅速释放，将主轴驱动连杆推向另一侧，同时主轴驱动连杆带动连接转盘转动，实现分合闸操作。

所述的弹簧与支撑轴、主轴驱动连杆之间均设有垫片，所述的垫片上开设有垫片孔，并通过垫片孔套设在滑杆上。垫片能够保证弹簧的稳定运动。

所述的支撑板上设有一对支撑板滑槽，所述的弹簧滑杆组件还包括贯穿主轴驱动连杆及滑杆并与支撑板滑槽相适配的导向杆，所述的滑杆通过导向杆与主轴驱动连杆铰接，所述的连接转盘上设有与导向杆相适配的导向杆活动槽，并通过导向杆活动槽与导向杆传动连接。导向杆滑动设置在支撑板滑槽内，支撑板滑槽通过导向杆对主轴驱动连杆的运动进行限位。同时导向杆的端部滑动设置在导向杆活动槽内，当主轴驱动连杆带动导向杆沿支撑板滑槽滑动时，导向杆的端部由导向杆活动槽的一端移动至另一端，当相应的弹簧滑杆组件中的弹簧快速释放时，将主轴驱动连杆推向另一侧，同时导向杆的端部推动导向杆活动槽的内侧，使连接转盘转动，实现分合闸操作。

所述的主轴驱动机构包括套设在主轴一端的主轴齿轮以及与主轴齿轮传动连接的驱动电机，所述的主轴齿轮上开设有与备用侧传动段相适配的主轴齿轮安装孔，并通过主轴齿轮安装孔与主轴传动连接。驱动电机通过主轴齿轮带动主轴转动，实现双电源的自动切换。主轴齿轮通过主轴齿轮安装孔与备用侧传动段的配合，带动主轴转动。

作为优选的技术方案，所述的驱动电机的输出轴上套设有电机齿轮，该电机齿轮与主轴齿轮之间设有中间齿轮，所述的驱动电机通过电机齿轮及中间齿轮与主轴齿轮传动连接。

所述的主轴齿轮上设有手柄插接块，该手柄插接块上开设有与主轴齿轮安装孔同心的手柄插接孔，所述的手柄插接块上沿手柄插接块的径向开设有触头指示缺口。将手柄插入手柄插接孔内，通过转动手柄带动主轴转动，实现手动切换。当主轴转动时，触头指示缺口绕手柄插接块的中心处同步转动，通过触头指示缺口的位置即可得知主轴的转动位置，进而指示出触头位置及分合闸状态。

作为优选的技术方案，所述的手柄插接孔为内六角孔。

本发明的工作原理如下：

当装置处于双分位置时，常用侧触头驱动连杆组件及备用侧触头驱动连杆组件均处于分闸状态。由于常用侧传动段与备用侧传动段之间互成夹角，此时常用侧弹簧储能机构中的限位凸包对常用侧传动段进行逆时针限位，即常用侧传动段的顺时针转动会使常用侧传动段的侧面与限位凸包相分离，而常用侧传动段的逆时针转动会压迫限位凸包，并带动常用侧弹簧储能机构中的主轴驱动连杆逆时针转动；同时，备用侧弹簧储能机构中的限位凸包对备用侧传动段进行顺时针限位，即备用侧传动段的顺时针转动会压迫限位凸包，并带动备用侧弹簧储能机构中的主轴驱动连杆顺时针转动，而备用侧传动段的逆时针转动会使备用侧传动段的侧面与限位凸包相分离。

当逆时针转动主轴时，常用侧传动段压迫限位凸包，使常用侧弹簧储能机构中的主轴驱动连杆逆时针转动，并带动相应的弹簧滑杆组件依次完成压缩储能及快速释放，将该主轴驱动连杆推向另一侧，并通过相应的支撑板滑槽进行限位，同时主轴驱动连杆通过导向杆带动相应的连接转盘转动，使常用侧触头驱动连杆组件中的一对触头驱动连杆闭合接触，实现常用侧触头驱动连杆组件的合闸；而备用侧传动段的侧面逐渐与备用侧弹簧储能机构中的限位凸包相分离，之后转动至与限位凸包的另一侧接触，使限位凸包对备用侧传动段进行逆时针限位。此时，常用侧触头驱动连杆组件处于合闸状态，备用侧触头驱动连杆组件处于分闸状态。逆向进行上述操作，可使装置回到双分位置。

当顺时针转动主轴时，备用侧传动段压迫限位凸包，使备用侧弹簧储能机构中的主轴驱动连杆顺时针转动，并带动相应的弹簧滑杆组件依次完成压缩储能及快速释放，将该主轴驱动连杆推向另一侧，并通过相应的支撑板滑槽进行限位，同时主轴驱动连杆通过导向杆带动相应的连接转盘转动，使备用侧触头驱动连杆组件中的一对触头驱动连杆闭合接触，实现备用侧触头驱动连杆组件的合闸；而常用侧传动段的侧面逐渐与常用侧弹簧储能机构中的限位凸包相分离，之后转动至与限位凸包的另一侧接触，使限位凸包对常用侧传动段进行顺时针限位。此时，常用侧触头驱动连杆组件处于分闸状态，备用侧触头驱动连杆组件处于合闸状态。逆向进行上述操作，可使装置回到双分位置。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)通过在主轴上设置互成夹角的常用侧传动段、备用侧传动段，并与主轴驱动连杆中的限位凸包相配合，实现常用侧触头驱动连杆组件或备用侧触头驱动连杆组件的分合闸，不仅使弹簧能够完全释放，避免了主轴持续受力，且省去了常用侧空行程机构、备用侧空行程机构这两个机构，减少了零部件的种类及数量，结构简单，易于加工及装配；

2)将手柄插接块设置主动齿轮上，并在手柄插接块上开设触头指示缺口，能够准确快速地指示主轴转动位置，进而得知装置的分合闸状态，避免了制造误差及传动误差的不利影响，不会造成指示位置的公差累积，提高了控制精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中主轴的结构示意图；

图3为本发明中一对触头驱动连杆处于分离状态的俯视结构示意图；

图4为本发明中一对触头驱动连杆处于闭合状态的俯视结构示意图；

图5为本发明中常用侧弹簧储能机构及备用侧弹簧储能机构的整体结构示意图；

图6为本发明中常用侧弹簧储能机构及备用侧弹簧储能机构的内部结构示意图；

图7为本发明中主轴驱动连杆的结构示意图；

图8为本发明中滑杆的结构示意图；

图9为本发明中垫片的结构示意图；

图10为本发明中支撑板的结构示意图；

图11为本发明中主轴驱动机构的俯视结构示意图；

图中标记说明：

1—常用侧触头驱动连杆组件、2—备用侧触头驱动连杆组件、3—主轴、301—常用侧传动段、3011—常用侧传动平面、302—备用侧传动段、3021—备用侧传动平面、303—过渡段、4—常用侧弹簧储能机构、5—备用侧弹簧储能机构、6—主轴驱动机构、7—连接转盘、701—连接转盘安装孔、702—导向杆活动槽、8—触头驱动连杆、9—支撑板、901—支撑板滑槽、10—主轴驱动连杆、1001—主轴驱动连杆中心孔、1002—限位凸包、11—支撑轴、12—滑杆、1201—滑杆滑槽、13—弹簧、14—垫片、1401—垫片孔、15—导向杆、16—主轴齿轮、1601—主轴齿轮安装孔、17—驱动电机、18—手柄插接块、1801—手柄插接孔、1802—触头指示缺口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1所示的一种用于双电源自动转换开关的切换装置，该装置包括一下一上并列设置的常用侧触头驱动连杆组件1及备用侧触头驱动连杆组件2、贯穿常用侧触头驱动连杆组件1及备用侧触头驱动连杆组件2的主轴3、并列套设在主轴3上并分别与主轴3传动连接的常用侧弹簧储能机构4及备用侧弹簧储能机构5以及设置在主轴3一端并与主轴3传动连接的主轴驱动机构6，常用侧弹簧储能机构4、备用侧弹簧储能机构5分别与常用侧触头驱动连杆组件1、备用侧触头驱动连杆组件2传动连接，如图2所示，主轴3包括常用侧传动段301、备用侧传动段302以及设置在常用侧传动段301与备用侧传动段302之间的过渡段303，常用侧传动段301与备用侧传动段302之间互成夹角。

其中，常用侧传动段301上设有一对相互平行的常用侧传动平面3011，备用侧传动段302上设有一对相互平行的备用侧传动平面3021，常用侧传动平面3011与备用侧传动平面3021之间互成60°夹角。

如图3、图4所示，常用侧触头驱动连杆组件1及备用侧触头驱动连杆组件2均包括连接转盘7以及一对并列设置在连接转盘7上并分别与连接转盘7铰接的触头驱动连杆8，连接转盘7的中心处开设有与主轴3相适配的连接转盘安装孔701。

如图5、图6所示，常用侧弹簧储能机构4及备用侧弹簧储能机构5均包括一对并列套设在主轴3上的支撑板9、转动设置在两支撑板9之间的主轴驱动连杆10以及一对并列设置在两支撑板9之间并分别与主轴驱动连杆10的两端传动连接的弹簧滑杆组件，主轴驱动连杆10与连接转盘7传动连接。

如图7所示，主轴驱动连杆10的中心处开设有与常用侧传动段301及备用侧传动段302相适配的主轴驱动连杆中心孔1001，该主轴驱动连杆中心孔1001内设有一对限位凸包1002。

弹簧滑杆组件包括设置在两支撑板9之间的支撑轴11、套设在支撑轴11上的滑杆12以及套设在滑杆12上的弹簧13，如图8所示，滑杆12上沿滑杆12长度方向开设有滑杆滑槽1201，滑杆12的一端通过滑杆滑槽1201套设在支撑轴11上，另一端与主轴驱动连杆10铰接。

弹簧13与支撑轴11、主轴驱动连杆10之间均设有垫片14，如图9所示，垫片14上开设有垫片孔1401，并通过垫片孔1401套设在滑杆12上。

如图10所示，支撑板9上设有一对支撑板滑槽901，弹簧滑杆组件还包括贯穿主轴驱动连杆10及滑杆12并与支撑板滑槽901相适配的导向杆15，滑杆12通过导向杆15与主轴驱动连杆10铰接，连接转盘7上设有与导向杆15相适配的导向杆活动槽702，并通过导向杆活动槽702与导向杆15传动连接。

如图11所示，主轴驱动机构6包括套设在主轴3一端的主轴齿轮16以及与主轴齿轮16传动连接的驱动电机17，主轴齿轮16上开设有与备用侧传动段302相适配的主轴齿轮安装孔1601，并通过主轴齿轮安装孔1601与主轴3传动连接。主轴齿轮16上设有手柄插接块18，该手柄插接块18上开设有与主轴齿轮安装孔1601同心的手柄插接孔1801，手柄插接块18上沿手柄插接块18的径向开设有触头指示缺口1802。

切换装置的工作过程如下：

当装置处于双分位置时，常用侧触头驱动连杆组件1及备用侧触头驱动连杆组件2均处于分闸状态。由于常用侧传动段301与备用侧传动段302之间互成夹角，此时常用侧弹簧储能机构4中的限位凸包1002对常用侧传动段301进行逆时针限位，即常用侧传动段301的顺时针转动会使常用侧传动段301的侧面与限位凸包1002相分离，而常用侧传动段301的逆时针转动会压迫限位凸包1002，并带动常用侧弹簧储能机构4中的主轴驱动连杆10逆时针转动；同时，备用侧弹簧储能机构5中的限位凸包1002对备用侧传动段302进行顺时针限位，即备用侧传动段302的顺时针转动会压迫限位凸包1002，并带动备用侧弹簧储能机构5中的主轴驱动连杆10顺时针转动，而备用侧传动段302的逆时针转动会使备用侧传动段302的侧面与限位凸包1002相分离。

当逆时针转动主轴3时，常用侧传动段301压迫限位凸包1002，使常用侧弹簧储能机构4中的主轴驱动连杆10逆时针转动，并带动相应的弹簧滑杆组件依次完成压缩储能及快速释放，将该主轴驱动连杆10推向另一侧，并通过相应的支撑板滑槽901进行限位，同时主轴驱动连杆10通过导向杆15带动相应的连接转盘7转动，使常用侧触头驱动连杆组件1中的一对触头驱动连杆8闭合接触，实现常用侧触头驱动连杆组件1的合闸；而备用侧传动段302的侧面逐渐与备用侧弹簧储能机构5中的限位凸包1002相分离，之后转动至与限位凸包1002的另一侧接触，使限位凸包1002对备用侧传动段302进行逆时针限位。此时，常用侧触头驱动连杆组件1处于合闸状态，备用侧触头驱动连杆组件2处于分闸状态。逆向进行上述操作，可使装置回到双分位置。

当顺时针转动主轴3时，备用侧传动段302压迫限位凸包1002，使备用侧弹簧储能机构5中的主轴驱动连杆10顺时针转动，并带动相应的弹簧滑杆组件依次完成压缩储能及快速释放，将该主轴驱动连杆10推向另一侧，并通过相应的支撑板滑槽901进行限位，同时主轴驱动连杆10通过导向杆15带动相应的连接转盘7转动，使备用侧触头驱动连杆组件2中的一对触头驱动连杆8闭合接触，实现备用侧触头驱动连杆组件2的合闸；而常用侧传动段301的侧面逐渐与常用侧弹簧储能机构4中的限位凸包1002相分离，之后转动至与限位凸包1002的另一侧接触，使限位凸包1002对常用侧传动段301进行顺时针限位。此时，常用侧触头驱动连杆组件1处于分闸状态，备用侧触头驱动连杆组件2处于合闸状态。逆向进行上述操作，可使装置回到双分位置。

实施例2：

本实施例中，常用侧传动平面3011与备用侧传动平面3021之间互成45°夹角，其余同实施例1。

实施例3：

本实施例中，常用侧传动平面3011与备用侧传动平面3021之间互成75°夹角，其余同实施例1。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。