一种自动转换开关的操作机构的制作方法

本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种自动转换开关的操作机构。

背景技术：

自动转换开关，主要用于监测电源电路，并控制开关动作，将一个或几个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源，从而保证负载供电的连续性。由于人们对供电连续性要求的日渐提高，双电源自动转换开关的性能及可靠性越来越受到人们的重视。目前市场上采用励磁性操作机构的自动转换开关，主要包括操作机构和触头系统，触头系统包括动触头和分设在动触头两侧的第一静触头和第二静触头，操作机构驱动所述的动触头在第一位置和第二位置之间转动，动触头位于第一位置时与第一静触头接触闭合，第一电源接通；动触头位于第二位置时与第二静触头接触闭合，第二电源接通。操作机构内部具有驱动动触头动作的正反转旋转机构，由一个动力源例如电磁铁系统驱动，动触头从第一位置转换至第二位置的运动过程或者从第二位置运动至第一位置的运动过程是通过电磁铁吸合与弹簧释放后的推力，并利用惰轮（可以设置在操作机构内或设置在动触头上或利用操作机构和动触头本身具有的转动轮结构）的转动惯性来完成。上述操作机构通常存在以下问题：机构利用惰轮惯性甩过机构死点位置（动铁芯、连杆、驱动盘位于一直线位置）后，由于惰轮运动速度较快，电磁铁释放速度较慢，使电磁铁对惰轮形成牵制，从而使惰轮出现急停现象，并在冲击力作用下出现反转，导致电磁铁释放后，无法按原轨迹动作，最终导致开关合分闸失败，无法完成正常的切换动作。

技术实现要素：

本发明的任务是要提供一种自动转换开关的操作机构，其能防止操作机构从第一方向越过机构死点位置后防止操作机构从第二方向返回过机构死点位置，并且结构简单，提高自动转换开关动作的可靠性。

本发明的任务是这样来完成的，一种自动转换开关的操作机构，包括电磁铁系统、连杆和用于驱动自动转换开关的动触头的传动板，所述的电磁铁系统通过连杆带传动板转动，操作机构以第一方向运动并越过机构死点位置，使动触头从第一位置向第二位置转换，操作机构以第二方向运动并越过机构死点位置，使动触头从第二位置向第一位置转换，所述的操作机构还包括一锁定机构，该锁定机构在操作机构从第一方向越过机构死点位置后防止操作机构从第二方向返回过机构死点位置。

在本发明的一个具体实施例中，所述的锁定机构包括与传动板同步转动的第一驱动板、锁止装置和弹簧，所述的第一驱动板在外沿上设有作用面，所述的作用面包括一止挡面，所述的锁止装置包括一第一锁止轴，操作机构以第一方向运动过程中，所述的第一锁止轴在弹簧的作用下压紧作用面，并沿作用面动作，当操作机构从第一方向越过机构死点位置后，第一锁止轴到达与止挡面配合的锁定位置，防止操作机构从第二方向返回过机构死点位置；操作机构以第二方向运动过程中，第一锁止轴在弹簧的作用下保持在与作用面分离的解锁位置。

在本发明的另一个具体实施例中，所述第一驱动板的作用面在沿操作机构运动的第一方向上，依次设有滑动面和支撑面，其中滑动面在第一驱动板上的径向距离大于支撑面在第一驱动板上的径向距离，且前述的止挡面位于所述的滑动面和支撑面之间。

在本发明的又一个具体实施例中，所述第一驱动板的作用面上还设有解锁面，所述的滑动面、止挡面、支撑面和解锁面在沿操作机构运动的第一方向上依次布置，所述的解锁面用于推动第一锁止轴运动至第一锁止轴与作用面分离的初始位置，并由弹簧驱动第一锁止轴运动至解锁位置。

在本发明的再一个具体实施例中，所述的锁定机构还包括第二驱动板，所述的第二驱动板与第一驱动板的结构相同且两者同转动中心的反向叠置，所述的锁止装置还包括一与第一锁止轴平行错位设置的第二锁止轴，操作机构以第二方向运动过程中，第二锁止轴在弹簧的作用下压紧第二驱动板上的作用面，并沿作用面动作，当操作机构从第二方向越过机构死点位置后，第二锁止轴到达与第二驱动板上的止挡面配合的锁定位置，防止操作机构从第一方向返回过机构死点位置；操作机构以第一方向运动过程中，第二锁止轴在弹簧的作用下保持在与第二驱动板上的作用面分离的解锁位置。

在本发明的进而一个具体实施例中，所述的锁定机构还包括设在传动板的外沿上的第二作用面，所述的第二作用面在沿操作机构运动的第二方向上依次布置有：第二滑动面、第二止挡面、第二支撑面和第二解锁面，其中第二滑动面在传动板上的径向距离大于第二支撑面在传动板上的径向距离，第二滑动面和第二支撑面之间构成有第二止挡面；所述的锁止装置还包括一与第一锁止轴平行错位设置的第二锁止轴，操作机构以第二方向运动过程中，第二锁止轴在弹簧的作用下压紧第二作用面，并沿第二作用面动作，当操作机构从第二方向越过机构死点位置后，第二锁止轴到达与第二止挡面配合的锁定位置，防止操作机构从第一方向返回过机构死点位置；所述的第二解锁面用于推动第二锁止轴运动至第二锁止轴与第二作用面分离的初始位置，并由弹簧驱动第二锁止轴运动至解锁位置；操作机构以第一方向运动过程中，第二锁止轴在弹簧的作用下保持在与第二作用面分离的解锁位置。

在本发明的更而一个具体实施例中，所述的锁止装置还包括转动心轴和连接板，第一锁止轴和第二锁止轴分设在转动心轴径向的两侧，第一锁止轴、第二锁止轴分别固定在由连接板隔成的两个空间内，形成一个曲轴。

在本发明的又进而一个具体实施例中，所述的操作机构还包括一对固定板，所述的驱动板的转动中心轴、锁止装置的转动心轴均枢置在一对固定板上；所述的弹簧的一端与固定板相对固定、另一端挂置在第一锁止轴或第二锁止轴上，且弹簧的两端位于转动心轴径向的两侧。

在本发明的又更而一个具体实施例中，所述的一对固定板通过固定销构为固定连接，所述的弹簧的一端与固定板上的固定销连接固定。

在本发明的更进而一个具体实施例中，所述的传动板通过连接轴、转动中心轴实现与第一驱动板的同步转动，所述的连杆一端与电磁铁系统连接，另一端与传动板或第一驱动板连接。

本发明通过操作机构中设置锁定机构，该锁定机构在操作机构从第一方向越过机构死点位置后防止操作机构从第二方向返回过机构死点位置，进一步地，当操作机构从第二方向越过机构死点位置后防止操作机构从第一方向返回过机构死点位置，这样能有效保证机构急停后不会出现反转回死点位置的现象，提高自动转换开关动作的可靠性，同时结构简单，方便安装。

附图说明

图1为本发明自动转换开关的操作机构示意图。

图2为本发明所述的第一驱动板、第二驱动板及传动板的结构示意图。

图3为本发明所述的锁止装置的结构示意图。

图4a为本发明所述的第一驱动板处于初始位置示意图。

图4b为本发明所述的第一锁止轴与第一驱动板的止挡面配合位置示意图。

图4c为本发明所述的第一驱动板的解锁面作用位置示意图。

图4d为本发明所述的锁止装置翻转示意图。

图4e为本发明所述的第二锁止轴与第二驱动板的止挡面配合位置示意图。

图4f为本发明所述的第二驱动板的解锁面作用位置示意图。

图4g为本发明所述的锁止装置翻转后回到初始位置示意图。

图5为本发明所述自动转换开关的结构示意图。

图6为本发明所述的操作机构另一实施例的触头系统从第一位置向第二位置转动示意图。

图7为图6实施例中触头系统从第二位置向第一位置转动示意图。

图8为本发明所述的操作机构再一实施例的第一驱动板、第二驱动板及传动板的结构示意图。

图中：1.第一驱动板、1’.第二驱动板、10.作用面、11.滑动面、12.止挡面、13.支撑面、14.解锁面、15.转动中心轴；2.锁止装置、20.转动心轴、21.第一锁止轴、22.第二锁止轴、23.连接板；3.弹簧；4.固定板、41.固定销；5.传动板、51.输出轴、52.连接轴、10’.第二作用面、11’.第二滑动面、12’.第二止挡面、13’.第二支撑面、14’.第二解锁面；6.驱动盘、60.驱动盘转动中心、61.第一驱动臂、62.第二驱动臂、63.凸起；7.电磁铁系统、71.线圈、72.动铁芯、73.静铁芯；8.连杆；9.动触头、91.第一静触头、92.第二静触头。

具体实施方式

为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图1所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

如图1～图3、图5所示，

一种自动转换开关，包括操作机构和触头系统，触头系统包括动触头9和分设在动触头9两侧的第一静触头91和第二静触头92；操作机构包括电磁铁系统7、连杆8和用于驱动自动转换开关的动触头9的传动板5，所述的电磁铁系统7通过连杆8带传动板5转动，操作机构以第一方向运动并越过机构死点位置，使动触头9从第一位置向第二位置转换，操作机构以第二方向运动并越过机构死点位置，使动触头9从第二位置向第一位置转换，动触头9位于第一位置时与第一静触头91接触闭合，操作机构处在第一状态，动触头9位于第二位置时与第二静触头92接触闭合，操作机构处在第二状态。操作机构从第一状态向第二状态转换的工作方向为第一方向，操作机构从第二状态向第一状态转换的工作方向为第二方向。所述的电磁铁系统7作为动力源，线圈71通电时，动铁芯72向静铁芯73动作，从而带动连杆8动作。

作为本发明提供的技术方案的技术要点：所述的操作机构还包括一锁定机构，该锁定机构在操作机构从第一方向越过机构死点位置后防止操作机构从第二方向返回过机构死点位置。

所述的锁定机构包括与传动板5同步转动的第一驱动板1、锁止装置2和弹簧3，所述的第一驱动板1的外沿上设有作用面10，所述的作用面10包括一止挡面12，所述的锁止装置2包括一第一锁止轴21。操作机构以第一方向运动过程中，所述的第一锁止轴21在弹簧3的作用下压紧作用面10，并沿作用面10动作，当操作机构从第一方向越过机构死点位置后，第一锁止轴21到达与止挡面12配合的锁定位置，防止操作机构从第二方向返回过机构死点位置；操作机构以第二方向运动过程中，第一锁止轴21在弹簧3的作用下保持在与作用面10分离的解锁位置。

所述的作用面10在沿操作机构运动的第一方向上，依次设有滑动面11和支撑面13，其中滑动面11在第一驱动板1上的径向距离大于支撑面13在第一驱动板1上的径向距离，且前述的止挡面12位于所述的滑动面11和支撑面13之间。

所述的作用面10上还设有解锁面14，所述的滑动面11、止挡面12、支撑面13和解锁面14在沿操作机构运动的第一方向上依次布置，所述的解锁面14用于推动第一锁止轴21运动至第一锁止轴21与作用面10分离的初始位置，并由弹簧3驱动第一锁止轴21运动至解锁位置。

所述第一锁止轴21沿第一驱动板1的轴向架设在操作机构的上，其通过弹簧3的作用保持与作用面10的压紧状态或保持在解锁位置或从压紧作用面10的状态运动至解锁位置。

优选地，本发明所述的锁定机构还包括第二驱动板1’，所述的第二驱动板1’与第一驱动板1的结构相同且两者同转动中心的反向叠置，所述的锁止装置2还包括一与第一锁止轴21平行错位设置的第二锁止轴22，操作机构以第二方向运动过程中，所述的第二锁止轴22在弹簧3的作用下压紧第二驱动板1’上的作用面10，并沿作用面10动作，当操作机构从第二方向越过机构死点位置后，第二锁止轴22到达与第二驱动板1’上的止挡面12配合的锁定位置，防止操作机构从第一方向返回过机构死点位置；操作机构以第一方向运动过程中，第二锁止轴22在弹簧3的作用下保持在与第二驱动板1’的作用面10分离的解锁位置。

当然，本发明锁定机构的设置不限于上述方式，还可以不设置第二驱动板1’，保留第一驱动板1的基础上，在传动板5的外沿上设置第二作用面10’，所述的第二作用面10’在沿操作机构运动的第二方向上依次布置有：第二滑动面11’、第二止挡面12’、第二支撑面13’和第二解锁面14’，其中第二滑动面11’在传动板5上的径向距离大于第二支撑面13’在传动板5上的径向距离，第二滑动面11’和第二支撑面13’之间构成有第二止挡面12’。操作机构以第二方向运动过程中，第二锁止轴22在弹簧3的作用下压紧第二作用面10’，并沿第二作用面10’动作，当操作机构从第二方向越过机构死点位置后，第二锁止轴22到达与第二止挡面12’配合的锁定位置，防止操作机构从第一方向返回过机构死点位置；所述的第二解锁面14’用于推动第二锁止轴22运动至第二锁止轴22与第二作用面10’分离的初始位置，并由弹簧3驱动第二锁止轴22运动至解锁位置；操作机构以第一方向运动过程中，第二锁止轴22在弹簧3的作用下保持在与第二作用面10’分离的解锁位置。

所述的锁止装置2还包括转动心轴20、连接板23，第一锁止轴21和第二锁止轴22分设在转动心轴20径向的两侧，第一锁止轴21、第二锁止轴22分别固定在由连接板23隔成的两个空间内，形成一个曲轴。

所述的操作机构还包括一对固定板4，所述的一对固定板4通过固定销41构为固定连接，所述的第一驱动板1和第二驱动板1’的转动中心轴15、锁止装置2的转动心轴20均枢置在一对固定板4上，弹簧3的一端与固定板4上的固定销41连接固定、另一端挂置在第一锁止轴21或第二锁止轴22上，且弹簧3的两端位于转动心轴20径向的两侧。

在本发明上述实施例中，传动板5通过连接轴52、转动中心轴15实现与第一驱动板1的同步转动，动铁芯72通过连接装置与连杆8的一端连接，连杆8的另一端通过连接装置与第一驱动板1、第二驱动板1’或传动板5任一连接，所述的连接装置可以是铰接结构，即动铁芯72与连杆8的一端铰接，连杆8的另一端与第一驱动板1、第二驱动板1’或传动板5任一铰接；连接装置也可以是由滑槽和在滑槽内动作的铰接轴构成的结构，即在动铁芯72上开设滑槽，铰接轴固定在连杆8的一端，使得连杆8与动铁芯72两者可相对滑动及转动，滑槽和铰接轴的位置可以互换，即铰接轴固定在动铁芯72上，连杆8的一端开设滑槽，连接装置可设置在连杆8的另一端与第一驱动板1、第二驱动板1’或传动板5任一上，使得连杆8与第一驱动板1、第二驱动板1’或传动板5任一两者可相对滑动及转动，当然，连杆8的两端也可同时设置连接装置。传动板5通过输出轴51与动触头9连接，从而通过电磁铁系统7、连杆8、传动板5带动动触头9在第一位置和第二位置之间转动。机构死点位置为动铁芯72、连杆8、传动板5或第一驱动板1或第二驱动板1’的转动心轴15至其与连杆8的连接点构成的杆体，三者位于一直线的位置。当然，动触头9也可与传动板5同转动中心轴15设置，或者动触头9也可与传动板5一体设置，第一驱动板1和第二驱动板1’同样设置在转动中心轴15上。

运动过程如图4a至图4f所示，所述的第一锁止轴21在拉簧3的作用下抵靠在第一驱动板1的滑动面11上，而第二锁止轴22位于解锁位置与第二驱动板1’相脱离，如图4a。当电磁铁系统7带动第一驱动板1动作，第一驱动板1进行逆时针旋转运动，即操作机构以第一方向运动，从而驱动动触头9从第一位置向第二位置转动过程中，所述的第一锁止轴21沿着滑动面11滑动。第一驱动板1转过一定角度后，当操作机构越过机构死点位置（动铁芯72、连杆8、连杆8与第一驱动板1的铰接点至第一驱动板1的转动中心构成的杆体三者位于一直线位置）后，第一锁止轴21在拉簧3的作用下，落入止挡面12内，第一锁止轴21到达锁定位置，如图4b，防止第一驱动板1反向转动，从而防止操作机构从第二方向返回过机构死点位置，此时，第二锁止轴22与第二驱动板1’仍处于脱离状态，第二锁止轴22处于解锁位置。动力源输出轴继续驱动第一驱动板1朝逆时针方向旋转，第一锁止轴21沿着第一驱动板1上的支撑面13向解锁面14过渡，解锁面14驱动第一锁止轴21，使锁止装置2越过锁止装置的死点位置（第一锁止轴21、转动心轴20和弹簧3位于一直线上），使得第一锁止轴21运动至第一锁止轴21与作用面10分离的初始位置，即第一锁止轴21与作用面10分离行程开始的初始位置，如图4c，从而使拉簧3拉动锁止装置2绕转动心轴20顺时针转动，实现翻转，第一锁止轴21与第一驱动板1相脱离，第一锁止轴21运动至解锁位置，第二锁止轴22抵靠在第二驱动板1’的滑动面11上，如图4d。此时，动触头9到达与第二静触头接触闭合的第二位置。

操作机构以第二方向运动，即电磁铁系统驱动动触头9从第二位置向第一位置的运动过程中，第一驱动板1和第二驱动板1’为上述过程的反转运动过程，与上述同理，如图4e-4g。

本发明的锁定机构可以只包括第一驱动板1，实现仅仅在操作机构以第一方向运动并越过机构死点位置，使动触头9从第一位置向第二位置转换过程中，阻止操作机构以第二方向返回机构死点位置。进一步地，锁定机构还设置有第二驱动板1’，则在操作机构以第一方向越过机构死点位置，使动触头9从第一位置向第二位置转换过程中，阻止操作机构以第二方向返回机构死点位置的基础上，实现在操作机构以第二方向运动越过机构死点位置后，使动触头9从第二位置向第一位置转换过程中，阻止操作机构以第一方向返回机构死点位置。

第一驱动板1或第二驱动板1’均可采用一片，但在优选实施例中，由于动力源输出轴与第一驱动板1连接，为了保证连接传动的可靠性，第一驱动板1采用两块相同的零件以一定间隔距离叠置而成，由此，第一锁止轴21的长度应大于第二锁止轴22的长度，两块第一驱动板1之间的空间使弹簧3在运动过程中不产生干涉。

本发明的锁定机构也可不设置第二驱动板1’，在保留第一驱动板1的基础上，在传动板5的外沿上设置第二作用面10’，如图8，所述的第二作用面10’在沿操作机构运动的第二方向上依次布置有：第二滑动面11’、第二止挡面12’、第二支撑面13’和第二解锁面14’，其中第二滑动面11’在传动板5上的径向距离大于第二支撑面13’在传动板5上的径向距离，第二滑动面11’和第二支撑面13’之间构成有第二止挡面12’。操作机构以第二方向运动过程中，第二锁止轴22在弹簧3的作用下压紧第二作用面10’，并沿第二作用面10’动作，当操作机构从第二方向越过机构死点位置后，第二锁止轴22到达与第二止挡面12’配合的锁定位置，防止操作机构从第一方向返回过机构死点位置；所述的第二解锁面14’用于推动第二锁止轴22运动至第二锁止轴22与第二作用面10’分离的初始位置，并由弹簧3驱动第二锁止轴22运动至解锁位置；操作机构以第一方向运动过程中，第二锁止轴22在弹簧3的作用下保持在与第二作用面10’分离的解锁位置。

本发明的锁定机构不限于上述实施例。如图6、7，为本发明锁定机构的另一实施例，该锁定机构包括与传动板同步转动的驱动盘6、锁止装置2和弹簧3，驱动盘6具有转动中心60，驱动盘6的外轮廓面上设有凸起63，驱动盘6的转动中心60与连杆8连接点构成第一驱动臂61，转动中心60与凸起63之间构成第二驱动臂62，锁止装置2为一锁止件，其截面大致呈三角形，三角形的两侧边呈弧状并分别与凸起63配合，底部连接弹簧3的一端，弹簧3的另一端固定。当操作机构以第一方向运动过程中，电磁铁系统驱动动触头从第一位置向第二位置运动，如图6，驱动盘逆时针转动，锁止装置2在弹簧3的作用下，其弧状右侧壁与凸起63配合，防止操作机构从第二方向返回机构死点位置，防止驱动盘反转；同理，当操作机构以第二方向运动过程中，即驱动盘顺时针转动，电磁铁系统驱动动触头从第二位置向第一位置运动，锁止装置2在弹簧3的作用下，其弧状左侧壁与凸起63配合，从而防止操作机构从第一方向返回机构死点位置，防止驱动盘6反转。