转换开关及包括其的双电源自动转换开关的制作方法

本发明涉及一种转换开关，特别地涉及改进电气性能的转换开关，还涉及包括所述装置的双电源自动转换开关。

背景技术：

双电源自动转换开关(atse)的电气寿命是一个倍受用户关注的开关电气性能指标。它与开关的机械结构密切相关。然而，由于诸多方面的限制，很难将开关的机构参数专注于改善开关的电气性能指标，如触头的打开和闭合速度，在现有的机构中是很难得到优化的。以常见的电磁铁驱动的机构为例，通常在触头打开时，电磁力较小，因而断开的速度较慢。同样，在触头闭合时，电磁力又很大，从而使触头闭合速度过快。

又如，以弹簧储能过死点后驱动的无关人力操作开关为例，其结构比较复杂且触头的闭合速度也比较快。

由此，需要提供一种简单可靠的tse机构，其能有效地据开关电气性能的要求定义触头的打开和闭合速度并实现三个工种位置的无关人力的操作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种转换开关，其具有改进的触头断开和闭合性能。

根据本发明的一方面，提供一种转换开关，包括：

机架，提供枢轴、左静触头和右静触头，左静触头位于机架左侧，限定动触头与左静触头贴合的左合位置，右静触头位于机架右侧，限定动触头与右静触头贴合的右合位置，左静触头和右静触头之间的位置为动触头的双分位置；

转盘，可枢转地安装在枢轴上；

动触头组件，包括动触头，随转盘转动；

驱动件，用于驱动转盘并且由转盘带动动触头组件从双分位置向左旋转到达左合位置或向右旋转到达右合位置；

弹性器件，设置在机架和转盘之间，在转盘不受驱动件的作用时将其保持在中间的平衡位置，从而将与转盘联动的动触头保持在双分位置，并且当转盘由驱动件驱动向左旋转或向右旋转时，驱动件克服弹性器件的弹力使弹性器件变形并储能；

其中，当驱动件向左克服弹性器件的弹力驱动转盘使动触头到达左合位置时，动触头与设置在机架上的左静触头贴合，当驱动件向右克服弹性器件的弹力驱动转盘使动触头到达右合位置时，动触头组件与设置在机架上的右静触头贴合，当动触头从左合位置或右合位置释放时，至少由弹性器件的储能提供转盘及其上的动触头旋转到双分位置的驱动力。

优选地，驱动力还包括驱动件的驱动力，驱动件的驱动力滞后于弹性器件的储能施加到转盘。

优选地，驱动力还包括驱动件的驱动力，驱动件的驱动力与弹性器件的储能同时施加到转盘。

优选地，所述转换开关还包括第二弹性器件，该第二弹性器件设置在转盘和动触头组件之间，用于使动触头组件随转盘旋转，并且在第二弹性器件的平衡位置中，将动触头组件的动触头保持在双分位置，并且动触头组件设置为在动触头随转盘从双分位置朝向左合位置或右合位置旋转过程中，在距离左合位置或右合位置一定角度处受到阻力而滞后于转盘旋转，此时第二弹性器件储能，并且在动触头随转盘到达左合位置或右合位置时或之后，该阻力去除，通过该第二弹性器件的储能将动触头组件推动到左合位置或右合位置。

优选地，弹性器件包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧的两端分别由机架上的限位部限位，第二弹簧的两端分别由机架上的限位部限位，并且转盘的与机架面对的表面上还设置有第一弹簧驱动销和第二弹簧驱动销，在转盘上的动触头处于双分位置中时，第一弹簧驱动销和第二弹簧驱动销中的每一个与第一弹簧和第二弹簧中的每一个的一端相邻设置，但不作用于第一弹簧和第二弹簧中的每一个的一端，当转盘向左旋转时，第一弹簧驱动销偏压第一弹簧的一端使第一弹簧储能，当转盘向右旋转时，第二弹簧驱动销偏压第二弹簧的一端使第二弹簧储能。

优选地，驱动件由外力驱动向左或向右移动以将转盘连同转盘上的动触头从双分位置驱动到左合或右合位置，包括中空主体和限定在中空主体中的中空腔，转盘包括转盘驱动销，伸入中空腔中，由驱动件经由转盘驱动销带动转盘旋转，并且中空腔和转盘驱动销之间设置有间隙，该间隙使得转盘上的动触头从左合或右合位置释放时，驱动件中空腔的表面不接触转盘驱动销，在驱动件和转盘驱动销之间限定空程，在该空程期间仅由弹性器件的储能驱动转盘朝向双分位置旋转。

优选地，驱动件由外力驱动向左或向右移动以将转盘连同转盘上的动触头从双分位置驱动到左合或右合位置，包括中空主体和限定在中空主体中的中空腔，转盘包括转盘驱动销，转盘驱动销设置在转盘对称轴上，伸入中空腔中，与中空腔的内表面紧密接触。

优选地，第二弹性器件包括第三弹簧和第四弹簧，第三弹簧的一端作用于动触头组件，另一端作用于转盘，第四弹簧的一端作用于动触头组件，另一端作用于转盘，并且第三弹簧和第四弹簧设置为使动触头组件随转盘转动，在第三弹簧和第四弹簧的平衡位置将动触头保持在双分位置中，第三弹簧或第四弹簧在动触头组件受到阻力时使动触头组件相对于转盘旋转，由此使第三弹簧或第四弹簧储能。

优选地，动触头组件还包括延伸出转盘的突起，所述转换开关还包括设置在机架上的第一突起止挡部和第二突起止挡部，用于当动触头组件随转盘向左或向右旋转一定角度时，止挡所述主轴突起，以使动触头组件相对于转盘旋转。

优选地，转盘还包括第一突起解锁部和第二突起解锁部，设置在转盘周边，并且在突起被第一突起止挡部或第二突起止挡部阻挡后，转盘继续转动又一角度时将所述突起止挡部解锁，使突起被释放。

优选地，所述又一角度设置为使得当突起被释放后，动触头组件由第三弹簧或第四弹簧的储能驱动到达左合或右合位置。

优选地，第三弹性偏压部和第四弹性偏压部为沿转盘切向方向设置的弹性钩，当转盘向左或向右转动所述又一角度时，弹性钩由第一突起解锁部或第二突起解锁部沿远离圆盘方向偏转，释放主轴突起。

优选地，第一突起解锁部和第二突起解锁部为半球形突起，所述弹性钩设置在与转盘不同的平面中，并且在动触头组件到达左合位置或右合位置之前，主轴突起不与所述弹性钩干涉。

优选地，转盘包括第一转盘止动部和第二转盘止动部，设置在转盘周边；转换开关还包括第一转盘偏压部和第二转盘偏压部，设置在机架上，位于转盘左右两侧，弹性偏压抵靠转盘的周边，每一个的一端分别与第一转盘止动部和第二转盘止动部的端部配合以将转盘止转锁定。

优选地，驱动件还包括从驱动件主体分别向左右两侧伸出的第一转盘止转部解锁部和第二转盘止转部解锁部，在左合位置或右合位置，第一转盘止转部解锁部或第二转盘止转部解锁部可越过第一转盘偏压部的另一端或第二转盘偏压部的另一端，并且在解锁时朝向双分位置拉动第一转盘偏压部或第二转盘偏压部的所述另一端，以使第一转盘偏压部或第二转盘偏压部的所述一端向外偏转出第一转盘止转部或第二转盘止转部，将第一转盘止转部或第二转盘止转部解锁，同时在驱动件的中空内表面和驱动销之间形成空隙，由此在驱动件和驱动销之间限定空程。

根据本发明另一方面，提供一种双电源自动转换开关，包括根据权利要求1-15中任一项所述的转换开关。

根据本发明的转换开关以紧凑简单的三层扭转结构，在动触头断开时利用与驱动力(人力)无关的弹簧储能驱动动触头朝向双分位置运动，由此提高动触头断开时的速度，而且根据本发明的转换开关在动触头从双分位置朝向左合或右合位置运动时，在即将闭合时，通过将动触头在距离左合或右合位置一定角度处阻挡动触头随由驱动力驱动的转盘的旋转，使动触头相对于转盘产生偏移，从而使弹簧储能，利用该与驱动力(人力)无关的弹簧储能使动触头在解锁阻挡后运动到左合位置或右合位置，由此改进动触头闭合时的性能，提供了一种简单可靠的三工位无关人力操作的转换开关。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的转换开关的示意图；

图2是图1的转换开关的仅包括机架及转盘的示意图，其中转盘处于平衡位置；

图3是图1的转换开关的仅包括机架及转盘的示意图，其中转盘处于向右偏转的位置；

图4是图1的转换开关的仅包括机架及转盘的示意图，其中转盘处于向左偏转的位置；

图5是图1的转换开关的包括机架、转盘及驱动件的示意图，其中显示出第一转盘偏压部的一端作用于第一转盘止动部将转盘止转锁定；

图6是图1的转换开关的包括机架、转盘及驱动件的示意图，其中显示出第一转盘偏压部的另一端由第一解锁部向右拉动即将使第一转盘偏压部的作用于第一转盘止动部的端部向外偏转释放第一转盘止动部；

图7是根据本发明的第二实施例的转换开关的示意图，其中动触头组件处于平衡位置处，其与第一实施例的不同之处在于增加了临近左合或右合位置的动触头快速闭合功能，其中动触头组件处于平衡位置；

图8是图7中所示的转换开关的示意图，其中显示了主轴突起开始与第一突起止挡部接合时；

图9是图7中所示的转换开关的示意图，其中显示了转盘进一步向右旋转，第二转盘偏压部作用于转盘止挡部并且主轴突起即将被释放时；

图10是图7中所示的转换开关的示意图，其中显示了第二转盘偏压部作用于第二转盘止挡部，突起被释放时，动触头组件由第四弹簧驱动快速闭合到右合位置。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述根据本发明的实施例。

图1是根据本发明的第一实施例的转换开关的俯视示意图，图中为了方便说明，还将位于最下面的机架(未示出)和机架上方的转盘2之间的第一弹簧51，第二弹簧52及机架上的第一弹簧限位部11，第二弹簧限位部12，以及在转盘2上的位于转盘2和机架之间的第一弹簧驱动销22和第二弹簧驱动销23也显示出来，这些部件原本从透视图角度是观察不到的。

根据图1的实施例的转换开关主要包括由下向上的三层，即最下层的机架(未示出)、机架上的转盘2以及转盘2上的动触头组件4。图2-4分别显示了包括机架、转盘及其相应部件的根据本实施例的转换开关的视图，图5-6分别显示了包括机架、转盘、驱动件及其相应部件的根据本实施例的转换开关的视图。

下面分别参照图1-6，按照由下向上的每一层、每一层上的相应部件的顺序描述根据本发明的第一实施例的转换开关。

转换开关最下面为未示出的机架，机架包括大体平面状的基座、位于基座中部的固定的枢轴13，以及按照在基座平面中的以枢轴13为原点、水平方向为x轴、垂直方向为y轴的二维坐标系来说，位于第二象限和第四象限中以箭头表示的第一弹簧限位部11，和位于第一象限和第三象限中以箭头表示的第二弹簧限位部12。围绕枢轴13安装的第一弹簧51的一端位于第二象限中，另一端位于第四象限中，位于第二象限中的一端由第一限位部11的位于第二象限中的限位部限位，位于第四象限中的另一端由第一限位部11的位于第四象限中的限位部限位。同样，第二弹簧52围绕枢轴13与第一弹簧51关于二维坐标系的y轴对称安装，因此第二弹簧52的一端位于第一象限中，另一端位于第三象限中，位于第一象限中的一端由第二限位部12的位于第一象限中的限位部限位，位于第三象限中的另一端由第二限位部12的位于第三象限中的限位部限位。

转盘2可枢转地安装在机架的枢轴13上，包括位于转盘2上表面的转盘驱动销21、位于转盘2下表面的第一弹簧驱动销22和第二弹簧驱动销23以及位于转盘2周边的第一转盘止动部24和第二转盘止动部25，转盘驱动销21位于转盘2的在x轴上方平面中，且位于y轴上，第一弹簧驱动销22在第二象限中，且与第一弹簧51的位于第二象限中的端部接触，第二弹簧驱动销23在第一象限中，且与第二弹簧52的位于第一象限中的端部接触。由于在图1所示位置中，第一弹簧驱动销22和第二弹簧驱动销23都是仅分别接触相应的第一弹簧51和第二弹簧52，并没有驱动第一弹簧51或第二弹簧52，因此第一弹簧51和第二弹簧52将转盘保持在平衡位置。第一转盘止动部24和第二转盘止动部25设置在转盘的周边，形成相对于转盘周边的凸台。在转盘2安装在机架上之后，第一弹簧51和第二弹簧52位于机架和转盘2之间。

在本实施例中，当第一弹簧51和第二弹簧52处于平衡位置时，转盘驱动销21处于y轴上，第一弹簧驱动销22和第二弹簧驱动销23关于y轴对称设置。

本实施例中第一弹簧51和第二弹簧52可由能够将转盘保持在平衡位置，并且在转盘偏转时使储能的单个弹性器件代替。第一弹簧51和第二弹簧52与第一弹簧驱动销22和第二弹簧驱动销23的位置可互换，同样可实现将转盘2保持在平衡位置，并且在转盘2旋转时第一弹簧51和第二弹簧52储能，在不受外力的情况下将转盘2返回到平衡位置。

根据本发明该实施例的转换开关还包括设置在机架上，位于转盘2左右两侧的第一转盘偏压部61和第二转盘偏压部62，在图1中所示的第一弹簧51和第二弹簧52处于平衡位置中时，第一转盘偏压部61和第二转盘偏压部62分别偏压在包括第一转盘止转部24和第二转盘止转部25的凸缘的侧部。该第一转盘偏压部61和第二转盘偏压部62可以为可绕固定支点偏转的弹性钩，该弹性钩可包括细长杆身及杆身一端处的定位钩，或能实现锁定及偏转解锁的其他弹性件，例如扭簧等。第一转盘止转部24和第二转盘止转部25也可以不为图中所示的沿转盘圆周的连续凸缘的台阶端部，可以仅为能够止挡的凸台、钩或环等。

根据本发明该实施例的转换开关还包括图1中所示的位于转盘2上方的驱动件3，转盘驱动销21由驱动件3驱动，驱动件3由电磁铁或手动驱动沿x轴向左或向右平移移动。驱动件3包括中空主体31、限定在中空主体31中的中空腔32以及位于中空主体31左右两侧的第一解锁部33和第二解锁部34。转盘驱动销21穿入中空腔32中，由驱动件3带动运动以使转盘2转动。驱动件3和转盘驱动销21可以为能够实现驱动力和转盘的任何驱动连接形式。第一解锁部33和第二解锁部34用于解锁第一弹性偏压部61和第二弹性偏压部62对第一转盘止转部24和第二转盘止转部25的止转解锁，可以为拉动第一弹性偏压部61和第二弹性偏压部62偏转以释放第一转盘止转部24和第二转盘止转部25的任何机械结构形式，如图中所示的从驱动件3主体向左右延伸的钩。

根据本发明该实施例的转换开关还包括图1中所示的在转盘3上的动触头组件4。在本实施例中，动触头组件4固定安装在转盘2上，随转盘转动，并且位于驱动件3上方。动触头组件4包括主轴42、在主轴42上端的动触头41和在主轴41下端的突起43，动触头41用于与机架上设置的左静触头或右静触头(未示出)贴合或分断，由此限定左合位置、右合位置和双分位置。在图1中所示位置中，动触头41处于双分位置中，此时主轴42与y轴重合。动触头组件4也不局限于本实施例中所示的形式，能够实现动触头随转盘在左合位置、右合位置和中间位置之间移动的任何机械形式均适合。

为了清楚地说明机架的部件和转盘的部件的相互作用，图2-4示出了仅包括机架及转盘的示意图。图2中，第一弹簧驱动销22和第二弹簧驱动销23分别在第二象限和第一象限与第一弹簧51的位于第二象限的端部及第二弹簧52的位于第一象限的端部接触，并没有驱动相应的弹簧端部，此时转盘驱动销21位于y轴上，第一弹簧51和第二弹簧52处于平衡位置。在图3中，转盘驱动销21被向右驱动，由此转盘2向右旋转，带动第二弹簧驱动销23向下驱动第二弹簧52，使第二弹簧52储能，在无外力作用时，该储能使得第二弹簧52回复到平衡位置，由此将转盘2上的动触头41保持在双分位置中。在图4中，转盘驱动销21被向左驱动，由此转盘2向左旋转，带动第二弹簧驱动销22向下驱动第一弹簧51，使第一弹簧51储能，在无外力作用时，该储能使得第一弹簧51回复到平衡位置，由此将转盘2上的动触头41保持在双分位置中。

图5和图6是图1的转换开关的机架、转盘及驱动件的示意图，图中示出，驱动件3的中空腔31和转盘驱动销21之间存在间隙32。从图5可看出，转盘2还包括沿转盘下部大部分圆周的凸缘，该凸缘的两端形成台阶，分别限定了第一转盘止转部24和第二转盘止转部25。根据本发明该实施例的驱动件3向左移动，带动转盘驱动销21向左旋转，到达左合位置。在该左合位置中，第一转盘偏压部61的下端卡在第一转盘止转部24处，阻止转盘在驱动件3的驱动消失后，因第一弹簧22的作用而向右旋转。此时，转盘驱动销21与驱动件3的中空腔31的右侧和下侧表面接触。从图6可看出，驱动件31略微向右移动，以使第一解锁部33拉动第一弹性偏压部61的上端向右转动，由此使其下端围绕固定支点向左转动，即将从第一转盘止转部24脱离。此时，由于第一弹性偏压部61还未从第一转盘止转部24脱离，因此转盘2没有转动，转盘驱动销21的位置不变，但是驱动件3略微向右移动，因此在转盘驱动销21和驱动件3的中空腔31的右侧表面之间形成间隙。当第一弹性偏压部61从第一转盘止转部24脱离时，转盘驱动销21仅通过第一弹簧51的偏压而向双分位置移动。由于第一弹簧51的储能，使得转盘2以较快的速度向双分位置转动，可改进现有技术中，分断时由于驱动件外力作用(例如电磁力)较小而由驱动件驱动速度较慢的缺点，而且转盘2带动转盘2上的动触头朝向双分位置的该转动无关人力操作。

根据本发明的转换开关的第二实施例在附图中未示出，其与第一实施例的不同之处在于，驱动件的中空腔和转盘驱动销之间不存在间隙。在该第二实施例中，当第一弹性偏压部61从第一转盘止转部24脱离时，转盘同时受第一弹簧51的势能及驱动件31的驱动力的驱动，虽然转盘开始启速度，由此动触头的分断速度与实施例1中的相比较可能由于驱动件31的阻碍而有所减小，但是与仅驱动件驱动的转换开关相比较，速度仍有所提高。

图7到10示出了根据本发明的第三实施例的视图。该实施例与第一实施例的不同之处在于，动触头组件4和转盘2之间不是固定的，而是可旋转地安装在枢轴13上，并且在动触头组件4和转盘之间设置有第三弹簧53和第四弹簧54。第三弹簧53的在第二象限的一端由第三弹簧驱动销26保持，在第四象限中的另一端由动触头组件4上设置的第三弹簧限位部保持，第四弹簧54的在第一象限的一端由第四弹簧驱动销27保持，另一端由动触头组件4上设置的第四弹簧限位部保持。第三弹簧53和第四弹簧54处于平衡位置中时，将动触头组件4的动触头41保持在双分位置，并且第三弹簧53和第四弹簧54将动触头组件4保持为随转盘2的转动而转动，但是当动触头组件受到外力阻挡时，动触头组件4可相对于转盘旋转，由此限定了动触头41无关外力的快速闭合结构。该外力阻挡可通过图7-10中所示的第三弹性偏压部63和第四弹性偏压部64阻挡动触头组件4的突起43实现，而该被阻挡的突起43的释放通过设置在转盘下部边缘的第一突起解锁部44和第二突起解锁部45实现。

同样，本实施例中第三弹簧53和第四弹簧54可由能够将转盘保持在平衡位置，并且在转盘偏转时使储能的单个弹性器件代替，只要其可实现动触头组件4随转盘2转动，并且第三弹簧53和第四弹簧54在平衡位置时，将动触头组件4保持在双分位置，并且在动触头组件4相对于转盘2旋转时，该单个弹性器件变形储能，在不受外力的情况下将动触头组件4返回到平衡位置。

下面将参照图8-10详细描述该快速闭合结构的操作过程。图8示出转盘2由驱动件3向右转动，由此带动动触头4朝向右合位置转动。此时，突起43受到第三弹性偏压部63的阻挡。之后，转盘2的进一步向右旋转不会带动动触头组件4向右旋转，而是在动触头组件4和转盘2之间形成一角度错位，如图8和9中所示，第一突起解锁部44从图8中位置转动到图9中的位置，使得第四弹簧54由第四弹簧驱动销27向下驱动变形而储能。在图9中，第一突起解锁部44将要将第三弹性偏压部63的阻挡突起43的一端向外顶开而使第三弹性偏压部63的阻挡突起43的一端与该突起43分离。此时，转盘2的第二弹性偏压部62与第二转盘止转部25接合，将转盘2卡在右合位置。在经过此时刻后，突起43与第三弹性偏压部63的阻挡突起43的一端分离，动触头组件4通过第四弹簧54的储能而从图9的位置驱动到图10中动触头41的右合位置。由此改进了触头闭合时，由于驱动件3受到的电磁力很大，从而使触头闭合速度过快的不足，而且使得动触头41的闭合与驱动件3受到的驱动力无关，实现无关人力操作快速闭合。

第三弹性偏压部63和第四弹性偏压部64为沿转盘切向方向设置的弹性钩，当转盘向左或向右转动所述又一角度时，弹性钩由第一突起解锁部44或第二突起解锁部45沿远离圆盘方向偏转，释放突起43。第一突起解锁部44和第二突起解锁部45为半球形突起，所述弹性钩设置在与转盘不同的平面中，并且在动触头组件到达左合位置或右合位置之前，突起43不与所述弹性钩干涉。

应注意的是，所述的实施方式仅是示例性的，不应为是对本发明的限制，在多个实施方式中的特征可组合使用来获得本发明的更多的实施方式，本发明的范围仅由所附权利要求限定。可对所述的实施方式作出多种变形形式和改进形式而不偏离本发明的范围。