一种断路器自动分合闸操作装置及其断路器的制作方法

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体涉及一种断路器自动分合闸操作装置及其断路器。

背景技术：

在低压配电系统常采用塑壳式断路器作为终端开关或支路开关，对电源线路、机械设备起到实时保护作用，当线路和设备发生过载或者短路及其欠压故障时能够自动切断电路。目前，传动的塑壳式断路器只能对其进行手动合闸操作，即通过人工手动合闸断路器手柄，若断路器内还存在电弧或有飞弧会威胁技术人员操作安全。因此，通过在塑壳式断路器上安装电动操作装置从而实现塑壳断路器的自动分合闸功能，操作灵活，使用方便，且安全可靠。

现有的断路器的电动传动装置，主要包括电机、联动机构和传动杆，联动机构一般采用齿轮传动结构或曲柄传动结构的方式，通过传动杆在水平方向上连接联动机构和断路器手柄，实现力和运动传递，当电机驱动联动机构转动，进而带动传动杆和断路器手柄执行断路器自动分合闸操作,但上述的电动传动装置需要安装在断路器壳体上部实现传动配合，传动结构复杂，占用空间大，体积相应增大。

例如中国专利文献CN205609461U公开了一种断路器的传动装置，包括电机，受电机驱动的传动机构，以及连接传动机构和断路器手柄的传动连杆，所述传动机构为齿轮机构，其包括具有中心容腔的机构壳体，设置机构壳体中的主动齿轮、限位挡块、弹簧和凹槽，其中主动齿轮为与电机转轴联动的棘轮，限位挡块在弹簧作用下抵接在主动齿轮的齿槽中，传动连杆的一端与机构壳体联动，当所述电机带动主动齿轮转动时，通过主动齿轮与所述推杆的抵推配合带动机构壳体转动，从而通过传动联动带动断路器手柄分合闸动作。从上述的传动机构的传动过程可以看出，其存在以下问题:

首先，操作机构的运动平面垂直于断路器手柄运动平面，且传动连杆运动过程中摆动幅度较大，比较占用空间；其次，传动连杆对断路器手柄的作用力的方向在运动过程中不断变化，而非仅仅沿手柄运动方向，从而会影响手柄的使用寿命；再次，操作机构设置在断路器壳体上部，占用断路器加大的安装空间，影响断路器内部结构配置，而且往往需要增加断路器的盖盒高度才能遮盖住传动装置，导致断路器结构复杂和制造成本的增加。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的操作机构的传动连杆运动过程中摆动幅度较大，比较占用空间，影响手柄使用寿命，以及操作机构占用断路器的安装空间，制造成本增加的问题。

为解决上述技术缺陷，本实用新型提供一种断路器自动分合闸操作装置，包括:

固定座，安装于断路器壳体内，对应操作手柄转动平面的一侧设置有安装杆；

驱动杆，通过转动轴可转动安装于所述安装杆，所述转动轴平行于所述操作手柄的转动轴线，所述驱动杆相对于所述转动轴的一端为与所述手柄相连的手柄端，另一端为与驱动组件相连的驱动端；所述驱动组件驱动所述驱动杆绕所述转动轴转动以操作所述操作手柄。

作为一种优选方案，所述驱动组件包括驱动电机和设置于所述固定座与所述驱动端配合的驱动结构，在所述驱动电机驱动下所述驱动结构驱动所述驱动杆绕所述转动轴转动。

作为一种优选方案，所述驱动结构为沿所述驱动杆转动平面投影于所述固定座的直线作往复直线运动的运动结构；所述驱动杆和所述驱动结构具有联动配合的驱动凸起和与所述驱动凸起配合的具有设定长度的驱动滑槽。

作为一种优选方案，所述驱动结构包括沿往复直线运动方向可滑动设置于所述固定座的滑动件，所述滑动件设置有朝向所述驱动杆的所述驱动凸起，所述驱动滑槽为设置于所述驱动杆且沿所述驱动杆延伸方向具有设定长度的凹槽结构。

作为一种优选方案，所述驱动电机输出轴设置有驱动齿轮，所述滑动件沿所述往复直线运动方向设置有与所述驱动齿轮配合的齿条结构；所述驱动电机通过所述驱动齿轮和所述齿条结构配合驱动所述滑动件沿运动方向滑动。

作为一种优选方案，所述滑动件为L型弯板结构，L型弯板结构一端为与所述固定座配合的板状结构，其上设置有沿所述往复直线运动方向延伸的滑槽，另一端侧面设置有所述齿条结构；所述固定座上设置有伸入所述滑槽的安装柱。

作为一种优选方案，所述齿条结构为开设于所述滑动件上与所述驱动齿轮配合的凹孔结构。

作为一种优选方案，所述驱动电机输出轴上设置有沿所述往复直线运动延伸的螺纹丝杠，所述滑动件设置于所述螺纹丝杠。

作为一种优选方案，所述驱动结构为中轴线平行于所述转动轴、在所述驱动电机驱动下绕轴转动的转动盘，所述转动盘朝向所述驱动杆设置有驱动凸起，所述驱动杆设置有与所述驱动凸起配合的沿所述驱动杆具有设定长度的驱动滑槽。

作为一种优选方案，所述固定座包括配合板，所述配合板延伸平面垂直于所述操作手柄的转动平面，所述安装杆垂直设置于所述配合板。

作为一种优选方案，所述驱动杆包括与所述转动轴配合的转动孔，所述转动孔为沿所述驱动杆延伸方向具有设定长度的长条孔结构。

作为一种优选方案，所述驱动杆包括沿所述安装杆延伸的第一杆部，错开所述第一杆部贴合所述操作手柄延伸设置的第二杆部，以及，连接所述第一杆部和所述第二杆部的连接杆部。

作为一种优选方案，所述操作手柄与所述驱动杆的配合位置与所述转动轴投影在所述操作手柄转动平面的距离为A，所述驱动组件与所述驱动杆的配合位置与所述转动轴投影在所述操作手柄转动平面的距离为B，A小于B。

本实用新型还包括一种断路器，包括上述任一项所述的断路器自动分合闸操作装置。

本实用新型的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的断路器自动分合闸操作装置中，所述驱动杆通过转动轴可转动安装于所述安装杆，所述转动轴平行于操作手柄的转动轴线，这种结构设置，驱动杆与转动轴之间形成物理杠杆作用，以及驱动杆绕转动轴的转动方向与操作手柄的转动方向相同，因此，通过驱动组件驱动所述驱动杆的驱动端转动，以使所述驱动杆的手柄端带动操作手柄执行分合闸操作，运动方向一致，作用力方向集中，以克服现有技术中的传动连杆对断路器手柄的作用力方向在运动过程中不断变化的问题；另外，在本技术方案中，安装杆位于操作手柄转动平面的一侧，综述可知，所述驱动杆的运动平面与操作手柄的转动平面呈平行设置，使得驱动杆带动手柄分合闸运动的摆动幅度小，占用空间小，传动效率高。本实用新型的分合闸操作装置集成安装到断路器壳体内部，结构紧凑，体积小，减小占用断路器的安装空间，同时无需再增加断路器上盖的盖合高度，节省材料，节约成本，运动行程短，配合传动可靠，提升操作手柄的使用寿命和产品使用性能。

2.本实用新型提供的断路器自动分合闸操作装置中，所述驱动结构为沿所述驱动杆转动平面投影于所述固定座的直线作往复直线运动的运动结构，并通过驱动滑槽和驱动凸起的配合实现驱动结构和驱动杆实现联动配合，以传递和改变力和运动，从而将驱动结构的直线运动转换成所述驱动杆与所述转动轴之间的物理杠杆运动，最后作用于所述操作手柄上实现分合闸动作，设计合理，传动距离短，效率高，配合传动可靠。

3.本实用新型提供的断路器自动分合闸操作装置中，所述滑动件设置有朝向所述驱动杆的所述驱动凸起，所述驱动滑槽为设置于所述驱动杆且沿所述驱动杆延伸方向具有设定长度的凹槽结构，此设定长度适于驱动凸起与驱动滑槽之间的转动位移需要，通过驱动凸起嵌入驱动滑槽内使所述滑动件与驱动杆形成一体联动效果，因此，当滑动件在固定座上作往复直线运动时，利用驱动凸起和驱动滑槽配合可以带动驱动杆绕所述转动轴转动一定角度，实现传动配合的作用。

4.本实用新型提供的断路器自动分合闸操作装置中，所述驱动电机输出轴设置有驱动齿轮，所述滑动件沿所述往复直线运动方向设置有与所述驱动齿轮配合的齿条结构，这种结构设置，驱动电机正向或反向转动时带动驱动齿轮作同向运动，通过所述驱动齿轮和所述齿条结构配合驱动所述滑动件沿运动方向滑动，实现运动方向改变，进而由滑动件驱动所述驱动杆绕轴转动并带动操作手柄执行分合闸操作。

5.本实用新型提供的断路器自动分合闸操作装置中，在滑动件上设置有沿所述往复直线运动方向延伸的滑槽，而所述往复直线运动方向即为滑动件的板状结构的长度方向，通过安装柱固定穿伸于条形导向槽中，对滑动件的运动起到定位导向作用，设计合理，配合可靠，使滑动件受驱动时沿往复直线运动方方作往复运动，避免发生位置偏移，保证从动部件的运动方向的准确性。

6.本实用新型提供的断路器自动分合闸操作装置中，所述驱动杆分别连接操作手柄和驱动组件的两端到所述转动轴的传动距离分别为A和B，其中A小于B，即驱动杆的驱动端作为受力点到转动轴的距离大于手柄端端作为阻力点到转动轴的距离，以实现省力杠杆，通过在驱动端上施加相对较小的电机驱动力，在杠杆作用下就能达到操作手柄分合闸所需的操作力，传递力时更加省力，减轻驱动电机的承载负荷，结构简单，配合传动可靠。

7.本实用新型提供的断路器中，其设置有如上所述自动分合闸操作装置，因而自然具有因设置上述自动分合闸操作装置而带来的一切优点，通过自动分合闸操作装置可实现断路器的远程自动分合闸控制功能，满足智能化控制需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的自动分合闸操作装置与断路器的安装结构示意图；

图2为本实用新型的自动分合闸操作装置的结构示意图；

图3为本实用新型的自动分合闸操作装置隐藏驱动电机后的结构示意图；

图4为图3所示自动分合闸操作装置的另一方向的结构示意图；

图5为本实用新型的驱动杆与操作手柄的安装结构示意图；

图6为本实用新型的驱动杆的结构示意图；

附图标记说明：1-固定座，11-安装杆,12-配合板，2-断路器壳体,21-操作手柄，3-驱动电机，4-主动齿轮，5-滑动件，51-齿条结构，52-滑槽，53-驱动凸起，54-安装柱，6-驱动杆，61-第一杆部，611-手柄端，62-第二杆部，621-驱动端，63-驱动滑槽，64-转动孔，65-连接杆部，7-转动轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

下面结合附图对本实施例进行具体说明：

本实施例提供如图1-6所示的一种断路器自动分合闸操作装置，包括:

固定座1，安装于断路器壳体2内，对应操作手柄21转动平面的一侧设置有安装杆11；

驱动杆6，通过转动轴7可转动安装于所述安装杆11，所述转动轴7平行于所述操作手柄21的转动轴线，所述驱动杆6相对于所述转动轴7的一端为与所述操作手柄相连的手柄端611，另一端为与驱动组件相连的驱动端611；所述驱动组件驱动所述驱动杆6绕所述转动轴7转动以操作所述操作手柄21。

上述实施方式中，所述驱动杆6通过转动轴7可转动安装于所述安装杆11，所述转动轴7平行于操作手柄21的转动轴线，这种结构设置，驱动杆6与转动轴7之间形成物理杠杆作用，以及驱动杆6绕转动轴的转动方向与操作手柄21的转动方向相同，因此，通过驱动组件驱动所述驱动杆的驱动端转动，以使所述驱动杆6的手柄端带动操作手柄执行分合闸操作，运动方向一致，作用力方向集中，以克服现有技术中的传动连杆对断路器手柄的作用力方向在运动过程中不断变化的问题；另外，在本技术方案中，安装杆11位于操作手柄转动平面的一侧，综述可知，所述驱动杆6的运动平面与操作手柄21的转动平面呈平行设置，使得驱动杆6带动手柄分合闸运动的摆动幅度小，占用空间小，传动效率高。本实用新型的分合闸操作装置集成安装到断路器壳体内部，结构紧凑，体积小，减小占用断路器的安装空间，同时无需再增加断路器上盖的盖合高度，节省材料，节约成本，运动行程短，配合传动可靠，提升操作手柄的使用寿命和产品使用性能。

根据上述实施方式作进一步优选，所述驱动组件包括驱动电机3和设置于所述固定座1与所述驱动端611配合的驱动结构，在所述驱动电机3驱动下使所述驱动结构驱动所述驱动杆6绕所述转动轴转动，其中，驱动结构作用是将驱动电机的驱动力有效传递至驱动杆上，使驱动杆与操作手柄在竖直方向上实现传动连接。结合图1和图2可知，所述驱动结构和驱动电机3配合所述固定座1一同安装于断路器壳体内，所述驱动电机3的输出轴垂直向下设置，其上底面与断路器壳体1的表面平齐，设计合理，不影响断路器内部结构的正常工作，避免像现有技术中在断路器壳体上部安装传动机构的设置方式，整体安装空间相对较小，传动距离短，效率高，因而无需通过增加断路器的盖合高度来满足传动机构的安装需求，降低设计成本。

进一步优选的，所述驱动结构为沿所述驱动杆6转动平面投影于所述固定座1的直线作往复直线运动的运动结构；所述驱动杆6和所述驱动结构具有联动配合的驱动凸起53和与所述驱动凸起53配合的具有设定长度的驱动滑槽63。通过驱动滑槽63和驱动凸起53的配合实现驱动结构和驱动杆实现联动配合，以传递和改变力和运动，从而将驱动结构的直线运动转换成所述驱动杆6与所述转动轴7之间的物理杠杆运动，最后作用于所述操作手柄21上实现分合闸动作，设计合理，传动距离短，效率高，配合传动可靠。

下面结合图2-4对驱动结构的具体结构作详细说明：

所述驱动结构包括沿往复直线运动方向可滑动设置于所述固定座1的滑动件5，所述滑动件5设置有朝向所述驱动杆6的所述驱动凸起53，所述驱动滑槽63为设置于所述驱动杆6且沿所述驱动杆6延伸方向具有设定长度的凹槽结构。其中，所述驱动凸起53具有适配装入所述驱动滑槽中的固定轴，固定轴与驱动凸起固定连接或一体结构成型，通过驱动凸起53嵌入驱动滑槽63内使所述滑动件5与驱动杆6形成一体联动效果，驱动滑槽的设定长度适于驱动凸起与驱动滑槽之间的转动位移需要，因此，当滑动件6在固定座1上作往复直线运动时，利用驱动凸起53和驱动滑槽63配合可以带动驱动杆6绕所述转动轴7转动一定角度，实现传动配合的作用。

进一步优选的，所述驱动电机3输出轴设置有驱动齿轮4，所述滑动件5沿所述往复直线运动方向设置有与所述驱动齿轮4配合的齿条结构51；所述驱动电机3通过所述驱动齿轮4和所述齿条结构51配合驱动所述滑动件5沿运动方向滑动。在本实施例中，驱动电机3正向或反向转动时带动驱动齿轮作同向运动，通过所述驱动齿轮4和所述齿条结构51配合驱动所述滑动件5沿直线运动方向滑动，实现运动方向改变，进而由滑动件5驱动所述驱动杆6绕所述转动轴7转动并带动操作手柄21执行分合闸操作。

作为一种具体的设置方式，如图3-4所示，所述滑动件5为L型弯板结构，L型弯板结构一端为与所述固定座配合的板状结构，其上设置有沿所述往复直线运动方向延伸的滑槽52，另一端侧面设置有所述齿条结构51；所述固定座1上设置有伸入所述滑槽52的安装柱54，进一步的，所述齿条结构51为开设于所述滑动件5上与所述驱动齿轮4配合的凹孔结构。上述设置方式中，通过在滑动件5上设置有沿所述往复直线运动方向延伸的滑槽52，而所述往复直线运动方向即为滑动件5的板状结构的长度方向，通过安装柱54固定穿伸于滑槽52中，对滑动件5的运动起到定位导向作用，设计合理，配合可靠，使滑动件5受驱动时沿往复直线运动方方作往复运动，避免发生位置偏移，保证从动部件的运动方向的准确性。

作为一种可替换的实施方式，所述驱动电机3输出轴上设置有沿所述往复直线运动延伸的螺纹丝杠，所述滑动件设置于所述螺纹丝杠，这种结构设置，通过螺纹丝杠带动所述滑动件5沿所述往复直线运动方向进行往复滑动，从而来替代所述驱动齿轮4与齿条结构51的配合方式，结构简单，配合传动可靠。本领域技术人员能够根据以上描述对滑动件的具体驱动方式进行选择，在此则不对其他等同实施方式一一赘述。

在本实施例，虽然给出了滑动件5的具体结构和运动方向作为驱动结构的优选方案，用以驱动所述驱动杆6绕所述转动轴转动，但显然驱动结构与驱动杆的组成配合形式可以用其他方式代替，例如，所述驱动结构优选为中轴线平行于所述转动轴7、在所述驱动电机3驱动下绕轴转动的转动盘，通过合理调整驱动电机与转动盘之间安装位置，使转动盘与电机转轴同轴设置；与此同时，所述转动盘朝向所述驱动杆设置有驱动凸起，所述驱动杆设置有与所述驱动凸起配合的沿所述驱动杆6具有设定长度的驱动滑槽，实现转动盘与驱动杆的联动配合。本领域技术人员能够根据以上描述对驱动结构的具体设置方式进行选择，在此则不对驱动结构的其他等同实施方式一一赘述。

如图4所示，所述固定座1包括配合板12，所述配合板延伸平面垂直于所述操作手柄的转动平面，所述安装杆11垂直设置于所述配合板，使所述驱动杆6根据安装杆的设置方式在垂直方向上伸出断路器壳体外，驱动杆6的手柄端与操作手柄通过销轴组件实现联动设置。另外，在所述配合板12的两侧设置有安装脚，用于固定支撑所述固定座，安装方便，固定可靠。

下面结合图4-6对本实施例的驱动杆的具体结构作详细说明：

所述驱动杆6包括沿所述安装杆11延伸的第一杆部61，错开所述第一杆部贴合所述操作手柄延伸设置的第二杆部62，以及，连接所述第一杆部61和所述第二杆部62的连接杆部65,其中，所述驱动端611位于第一杆部61的一端，所述手柄端611位于第二杆部的一端，通过滑动件带动驱动端动作，进而使驱动杆在安装杆上绕所述转动轴摆动一定角度，同步使第二杆部上的手柄端612带动操作手柄执行分合闸操作，设计合理，配合传动可靠。

在本实施例，所述操作手柄21与所述驱动杆6的配合位置与所述转动轴7投影在所述操作手柄21转动平面的距离为A，所述驱动组件与所述驱动杆6的配合位置与所述转动轴7投影在所述操作手柄21转动平面的距离为B，A小于B。由上述这种结构可知，所述驱动杆6分别连接操作手柄和驱动组件的两端到所述转动轴7的传动距离分别为A和B，其中A小于B，即驱动杆6的驱动端611作为受力点到转动轴的距离大于手柄端端621作为阻力点到转动轴的距离，以实现省力杠杆，通过在驱动端上施加相对较小的电机驱动力，在杠杆作用下就能达到操作手柄21分合闸所需的操作力，传递力时更加省力，减轻驱动电机的承载负荷，结构简单，配合传动可靠。

本实施例提供的自动分合闸操作装置具有传动力矩小，运动行程短，传动效率高，占用空间小的优点，同时可集成安装于断路器壳体内，体积小，安装方便，制造成本低，具有很好的实用性能。

实施例2

本实施例提供一种断路器，如图1所示，包括实施例1中所述的自动分合闸操作装置，以及受所述自动分合闸操作装置驱动的操作手柄，因而自然具有因设置上述自动分合闸操作装置而带来的一切优点，通过自动分合闸操作装置可实现断路器的远程自动分合闸控制功能，满足智能化控制需求。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。