一种驱动断路器自动分合闸的装置的制作方法

本实用新型涉及断路器领域，尤其是一种驱动断路器自动分合闸的装置。

背景技术：

小型断路器、剩余电流动作断路器被广泛用于家庭、办公楼、商场、通信基站、交通信号点、农村户外的配电、费控电能表外置断路器等作用的终端配电。办公楼每层均设有多个MCB、RCBO的配电箱，每个配电箱内设有多个MCB、RCBO控制各个区域的用电设备。为了美观，一般配电箱设置都会比较隐蔽。通信基站往往建立在一些无人值守的区域，同时也是环境较为恶劣的区域；交通信号点分布广泛，各点之间相距较远；目前市场上使用的费控电能表外置断路器只有远程控制欠费自动分闸功能，没有远程控制自动合闸功能；如用户发生欠费，电能表给出跳闸信号，断路器自动分闸；但若用户续费后需要派专人去打开配电箱的铅封，然后手动合闸，维护成本较高；此外，在现有的费控电能表外置断路器中，在提供自动合闸或分闸功能的同时没有同时提供手动合闸和分闸的功能。若出现元器件损坏时，断路器无法正常工作的情况，给用户带来很大的不便。且没有设置手动功能的费控电能表外置断路器，在需要检修线路时，无法保证远程控制端对断路器进行正确的自动合闸，检修时容易造成触电事故。

一般的断路器包括壳体、脱扣器、灭弧装置、静触头、动触头、手柄机构和接线端子，手柄机构包括手柄、跳扣、动触头支架、锁扣、锁扣弹簧和拉簧，动触头固定设置在动触头支架上，动触头支架上设置有长通孔，长通孔内设置有销轴，该销轴的两端设置在壳体上，拉簧一端连接在动触头支架上，且与动触头支架的连接点位于长通孔的上方，拉簧的另一端固定连接在壳体上，跳扣铰接设置在动触头支架的上端，跳扣与手柄之间通过第一连杆连接，锁扣中部通过设置的通孔活动套设在销轴上，锁扣上方延伸有可与跳扣抵触配合限制跳扣转动的抵触脚，锁扣下方设有推动脚，其中推动脚与脱扣器的推杆对应设置，推杆可推动推动脚转动从而实现锁扣转动，锁扣转动使跳扣与抵触脚之间的抵触解锁，这时动触头支架在拉簧的作用下可实现断路器分闸，锁扣弹簧给予锁扣保持与跳扣抵触的驱动力，并使推动脚向脱扣器的推杆一侧转动，为了使断路器能够自动合闸或分闸，需要通过控制手柄的转动以及锁扣的转动，手柄的转动可实现分合闸，锁扣脱离与跳扣的抵触可实现自动分闸。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种驱动断路器自动分合闸的装置，其能控制外接断路器的自动分合闸。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种驱动断路器自动分合闸的装置，包括壳体，还包括有电路板、传动轴、脱扣联动杆、马达和传动机构，电路板和马达固定设置在壳体内，传动轴和脱扣联动杆转动设置在壳体上，马达通过传动机构实现对传动轴和脱扣联动杆的分别驱动，所述传动机构包括错位齿轮和传动齿轮，传动齿轮与传动轴联动设置，错位齿轮与马达的输出轴联动设置，所述错位齿轮包括大齿轮和扇形齿轮，扇形齿轮设置在大齿轮一侧并与大齿轮固定或一体设置，扇形齿轮可与传动齿轮啮合带动传动齿轮转动，所述壳体上设置有限位槽，所述脱扣联动杆的一端上设置有抵触部，另一端上设置有摆臂，摆臂穿设在限位槽上，扇形齿轮转动到与脱扣联动杆的抵触部抵触配合时带动脱扣联动杆转动，此时摆臂在限位槽内转动，所述错位齿轮上联动设置有抵压件，所述电路板在位于抵压件的转动路径上固定设置有合闸中断开关和分闸中断开关，抵压件在合闸后可与合闸中断开关的触头相抵触，抵压件在分闸后可与分闸中断开关的触头相抵触。

通过采用上述方案，马达与电路板电连接，马达可驱动错位齿轮转动，错位齿轮上的扇形齿轮固定或一体设置在大齿轮的一侧，错位齿轮的大齿轮不会与传动齿轮相啮合，当电路接收由分闸到合闸指令时，马达驱动错位齿轮转动，错位齿轮有五分之四圈为空档，错位齿轮的扇形齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮才开始转动，从而带动传动轴转动，传动轴的一端伸出壳体与外接断路器的手柄联接，从而带动外接断路器进行自动合闸操作，完成合闸后错位齿轮的扇形齿轮脱离传动齿轮，并继续转动，直到抵压件碰到并完全压到合闸中断开关的触头，合闸中断开关输出合闸完毕信号到电路板，此时电路板给出停止转动信号，驱动马达停止转动，此时整个合闸过程完成，属于合闸状态；当电路接收由合闸到分闸指令时，马达驱动错位齿轮转动，错位齿轮转动至其上的扇形齿轮与脱扣联动杆的抵触部相抵触，脱扣联动杆的摆臂伸出限位槽并与外接断路器的锁扣联动，摆臂只能在一定的角度范围内转动，在初始状态上，摆臂抵触在限位槽的下侧壁上，错位齿轮的扇形齿轮带动脱扣联动杆转动，摆臂沿限位槽向上转动并可拨动外接断路器的锁扣使外接断路器快速分闸，抵压件碰到并完全压到分闸中断开关的触头，分闸中断开关输出分闸完毕信号到电路板，电路板给出停止转动信号，驱动马达停止转动，此时处于分闸状态下，错位齿轮处于自锁状态，摆臂始终抵触在限位槽的上侧壁上，不能使外接断路器的锁扣复位，断路器的锁扣未与跳扣抵触，不能进行手动合闸操作，该装置可根据接收的指令，自动控制外接断路器的自动分合闸，且在分闸指令状态下，不能手动进行合闸，更加安全；在合闸指令完成后，处在合闸完成状态时，可以手动进行分合闸。

本实用新型的进一步设置是：所述传动机构还包括有蜗杆、蜗轮和减速齿轮，所述蜗杆固定或一体设置在马达的输出轴上，蜗轮和减速齿轮转动设置在壳体内，蜗轮与蜗杆相互啮合，所述蜗轮上设有与减速齿轮相啮合的第一齿轮，所述减速齿轮上设有与错位齿轮的大齿轮相啮合的第二齿轮。

通过采用上述方案，蜗杆与马达的输出轴联动设置，第一齿轮与蜗轮固定或一体设置，且蜗轮与第一齿轮成大小齿轮设置，第二齿轮与减速齿轮固定或一体设置，且减速齿轮与第二齿轮成大小齿轮设置，蜗杆驱动蜗轮实现第一级减速，第一齿轮驱动减速齿轮实现第二级减速，第二齿轮驱动错位齿轮实现第三级减速。

本实用新型的进一步设置是：所述脱扣联动杆还包括铰接部和连杆部，所述铰接部转动设置在壳体上并垂直设置在连杆部的中部位置，所述抵触部与摆臂固定或一体设置在连杆部的两端，所述抵触部成钩状设置，抵触部上设有与扇形齿轮抵触配合的斜面，所述摆臂垂直于连杆部的端面。

通过采用上述方案，脱扣联动杆的铰接部通过轴转动设置在壳体上，铰接部设置在连杆部的中部位置，抵触部与摆臂设置在连杆部的两端，有效更大力矩，所需驱动脱扣联动杆的力更小，传动更加稳定，当错位齿轮的扇形齿轮转动至与抵触部的斜面抵触时，在初始状态下，摆臂与限位槽的下侧壁相抵触，因此摆臂只能沿限位槽向上移动，摆臂伸出限位槽并与外接断路器的锁扣联动，可带动锁扣脱离与跳扣的抵触，实现快速的分闸操作，斜面向扇形齿轮转动的方向倾斜，这样不会卡住扇形齿轮，斜面与扇形齿轮抵触的同时又不会影响扇形齿轮正常的转动。

本实用新型的进一步设置是：所述错位齿轮中部的端面处开设有第一扇形槽，所述抵压件包括弧形凸台和扇形凸台，弧形凸台与错位齿轮的扇形齿轮相互对应设置，所述弧形凸台可分别与合闸中断开关和分闸中断开关的开关抵触配合，扇形凸台与第一扇形槽插接配合实现抵压件与错位齿轮的联动。

通过采用上述方案，抵压件通过扇形凸台插设在错位齿轮的第一扇形槽内，实现两者的联动，合闸中断开关和分闸中断开关设置在弧形凸台的转动路径上，错位齿轮驱动传动齿轮完成自动合闸操作后，抵压件的弧形凸台转动至与合闸中断开关的触头相抵触的位置，合闸中断开关中断马达的运行，抵压件的弧形凸台转动至与分闸中断开关的触头相抵触的位置，分闸中断开关中断马达的运行，由于弧形凸台与错位齿轮的扇形齿轮相互对应设置，同时错位齿轮的扇形齿轮可抵触脱扣联动杆带动其转动，完成自动分闸操作，在完成自动分闸的同时即可实现马达中断操作，设置合理，操作方便。

本实用新型的进一步设置是：所述传动齿轮包括中心柱和扇形啮合部，所述中心柱转动设置在壳体上，所述传动轴的截面成矩形设置，所述中心柱的端面上开设有可供传动轴插接的矩形槽。

通过采用上述方案，传动齿轮的中心柱转动设置在壳体上，其上固定或一体设置有扇形啮合部，中心柱的端面上开设有四方的矩形槽，传动轴可插入矩形槽内，实现传动齿轮与传动轴的联动，连接结构简单，传动稳定。

本实用新型的进一步设置是：所述电路板上还设有导电柱，所述导电柱上连接有取电弹簧，所述壳体上设有供取电弹簧穿过的通孔。

通过采用上述方案，电路板上固定有导电柱，取电弹簧的一端与导电柱相连，另一端从通孔处穿出，并与外接断路器电源进线侧的导电板相连，取电弹簧和导电柱配合使用，四个一条线的可给电路板提供电源。三个一条线的为反馈监测，通过反馈端输出后能监测出断路器合/分闸的状态（当控制信号给出分闸或合闸指令时，可以通过分合闸反馈端确认是否正常分闸或合闸；当元器件损坏时，控制信号端给出分/合闸指令，而产品实际未分/合闸，从而避免单一从控制信号端判断错误。

本实用新型的进一步设置是：所述壳体上设有拨钮和指令输入端口，所述壳体上设有可供拨钮拨动的通口，所述壳体上还设有透明指示窗，所述壳体内对应透明指示窗处设有指示灯。

通过采用上述方案，拨钮可在通口处拨动，拨钮与电路板电连接，拨钮能够启动或关掉自动合闸控制信号,切换到手动状态时可以关掉自动合闸控制信号，但不能关掉自动分闸控制信号；切换到自动状态时自动分/合闸控制信号均不会被切断掉，指令输入端口与电路板电连接，可用于接收外部指令，透明指示窗下面设有指示灯，指示灯与电路板电连接，当该装置设置在自动档或手动档时，控制信号给出的是合闸指令时，指示灯会亮起；控制信号给出的是分闸指令时，指示灯会熄灭。

本实用新型的进一步设置是：所述电路板上设有定位孔，所述壳体对应定位孔处设有与定位孔插接配合的定位柱，所述壳体在定位柱的一旁还设有可支撑电路板的支撑板。

通过采用上述方案，定位孔与定位柱的插接配合可实现电路板与壳体的定位安装，定位柱上延伸有支撑板，该支撑板的端面低于定位柱的端面，可起到支撑作用，便于电路板安装。

本实用新型的进一步设置是：所述蜗轮通过第一轴转动设置在壳体上，所述电路板上设有供第一轴穿过的第一孔，所述减速齿轮通过第二轴转动设置在壳体上，所述电路板上设有供第二轴穿过的第二孔，所述错位齿轮通过第三轴转动设置在壳体上，所述电路板上设有供第三轴穿过的第三孔，所述脱扣联动杆通过第四轴转动设置在壳体上，电路板上设有供第四轴穿过的第四孔，所述抵压件穿设于第三孔，合闸中断开关和分闸中断开关固定设置在电路板远离错位齿轮一侧的端面上。

通过采用上述方案，蜗杆、蜗轮、减速齿轮、错位齿轮和传动齿轮都位于电路板的同一侧，第一轴、第二轴、第三轴和第四轴分别从电路板的第一孔、第二孔、第三孔和第四孔处穿过，蜗轮转动设置在第一轴上，减速齿轮转动设置在第二轴上，错位齿轮转动设置在第三轴上，脱扣联动杆转动设置在第四轴上，抵压件穿设于第三孔，合闸中断开关和分闸中断开关设置在电路板远离错位齿轮的一侧，其各部件在壳体内的分布合理，结构更加紧凑。

本实用新型的更进一步设置是：所述马达的输出轴的截面成扇形设置，所述蜗杆上设有可供马达的输出轴插接的第二扇形槽。

通过采用上述方案，马达固定在壳体中，蜗杆上的第二扇形槽与马达的扇形输出轴插接配合，使蜗杆固定在马达的输出轴上并与马达的输出轴同心，马达的输出轴转动时蜗杆一起同心转动，连接结构简单，传动稳定。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例去掉电路板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中由合闸进入分闸状态下的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中分闸状态下的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中由分闸进入合闸状态下的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中合闸状态下的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中马达与蜗杆的配合结构示意图；

图9为本实用新型实施例中蜗轮的结构示意图；

图10为本实用新型实施例中减速齿轮的结构示意图；

图11为本实用新型实施例中传动齿轮的结构示意图；

图12为本实用新型实施例中错位齿轮的结构示意图；

图13为本实用新型实施例中抵压件的结构示意图；

图14为本实用新型实施例中脱扣联动杆的结构示意图；

图15为本实用新型实施例中电路板的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图15所示，一种断路器自动分合闸装置的传动机构，包括壳体1，还包括有电路板2、传动轴3、脱扣联动杆4、马达5和传动组件，电路板2和马达5固定设置在壳体1内，马达5与电路板2电连接，传动轴3和脱扣联动杆4转动设置在壳体1上，传动轴3的一端伸出壳体1与外接断路器的手柄联接，马达5通过传动组件实现对传动轴3和脱扣联动杆4的分别驱动，传动组件包括错位齿轮61和传动齿轮62，传动齿轮62包括中心柱621和扇形啮合部622，中心柱621转动设置在壳体1上，传动轴3的截面成矩形设置，中心柱621的端面上开设有的矩形槽6211，传动轴3插设在矩形槽6211内实现传动轴3与传动齿轮62联动设置，错位齿轮61与马达5的输出轴51联动设置，错位齿轮61包括大齿轮611和扇形齿轮612，扇形齿轮612设置在大齿轮611一侧并与大齿轮611一体设置，大齿轮611和扇形齿轮612还可以通过花键与键槽的结构相互连接，扇形齿轮612可与传动齿轮62的扇形啮合部622啮合带动传动齿轮62转动，壳体1上设置有限位槽11，脱扣联动杆4的一端上设置有抵触部41，另一端上设置有摆臂42，摆臂42穿设在限位槽11上，摆臂42伸出限位槽11并与外接断路器的锁扣联动，扇形齿轮612转动到与脱扣联动杆4的抵触部41抵触配合时带动脱扣联动杆4转动，此时摆臂42在限位槽11内转动，错位齿轮61上联动设置有抵压件71，电路板2在位于抵压件71的转动路径上固定设置有合闸中断开关72和分闸中断开关73，抵压件71在合闸后可与合闸中断开关72的触头相抵触，抵压件71在分闸后可与分闸中断开关73的触头相抵触。

在本实施例中，传动组件还包括有蜗杆63、蜗轮64和减速齿轮65，马达5的输出轴51的截面成扇形设置，蜗杆63上设有可供马达5的输出轴51插接的第二扇形槽631，马达5的输出轴51插入第二扇形槽631内，还可以采用联轴器的结构连接，实现蜗杆63的安装即可，蜗轮64和减速齿轮65转动设置在壳体1内，蜗轮64与蜗杆63相互啮合，蜗轮64上一体设置有与减速齿轮65相啮合的第一齿轮66，蜗轮64与第一齿轮66还可以通过花键与键槽的结构相互连接，减速齿轮65上一体设置有与错位齿轮61的大齿轮611相啮合的第二齿轮67，减速齿轮65与第二齿轮67还可以通过花键与键槽的结构相互连接，蜗轮64与第一齿轮66成大小齿轮设置，减速齿轮65与第二齿轮67成大小齿轮设置，蜗杆63驱动蜗轮64实现第一级减速，第一齿轮66驱动减速齿轮65实现第二级减速，第二齿轮67驱动错位齿轮61实现第三级减速，通过减速后更容易控制运行，当然蜗轮64直接带动错位齿轮61转动也是可行的，但不是最佳的方案。蜗轮64和蜗杆63的传动方式还可以由直接在马达5的输出轴51上固定或一体设置齿轮，通过齿轮与齿轮之间传动的方式替代。

在本实施例中，脱扣联动杆4还包括铰接部43和连杆部44，铰接部43转动设置在壳体1上并垂直设置在连杆部44的中部位置，抵触部41与摆臂42固定或一体设置在连杆部44的两端，抵触部41成钩状设置，抵触部41上设有与扇形齿轮612抵触配合的斜面411，摆臂42垂直于连杆部44的端面。

在本实施例中，错位齿轮61中部的端面处开设有第一扇形槽613，抵压件71包括弧形凸台711和扇形凸台712，弧形凸台711与错位齿轮61的扇形齿轮612相互对应设置，弧形凸台711可分别与合闸中断开关72和分闸中断开关73的触头抵触配合，扇形凸台712与第一扇形槽613插接配合实现抵压件71与错位齿轮61的联动，抵压件71与错位齿轮61还可以采用一体的结构。

在本实施例中，电路板2上还固定设置有导电柱81，导电柱81上连接有取电弹簧82，取电弹簧82的一端与导电柱81相连，另一端与外接断路器电源进线侧的导电板相连，取电弹簧82和导电柱81配合使用，可给电路板2提供电源。

在本实施例中，壳体1上设有拨钮83和指令输入端口84，指令输入端口84与电路板2电连接，还可以不设置指令输入端口84，通过在电路板2上加装无线传输模块，用于接受外部指令，壳体1上设有可供拨钮83拨动的通口12，壳体1上还设有透明指示窗85，壳体1内对应透明指示窗85处设有指示灯86，指示灯86与电路板2电连接，可为LED灯。

在本实施例中，电路板2上设有定位孔21，壳体1对应定位孔21处设有与定位孔21插接配合的定位柱13，壳体1在定位柱13的一旁还设有可支撑电路板2的支撑板14，蜗轮64通过第一轴91转动设置在壳体1上，电路板2上设有供第一轴91穿过的第一孔22，减速齿轮65通过第二轴92转动设置在壳体1上，电路板2上设有供第二轴92穿过的第二孔23，错位齿轮61通过第三轴93转动设置在壳体1上，电路板2上设有供第三轴93穿过的第三孔24，脱扣联动杆4通过第四轴94转动设置在壳体1上，电路板2上设有供第四轴94穿过的第四孔25，电路板2上设有与限位槽11形状适配的第一开口26以及与马达5形状适配的第二开口27，壳体1上设有供马达5安装的安装槽15，壳体1上设有供蜗杆63安装的安装座16。

本实用新型具有以下技术效果：

1、当自动分合闸装置设置在自动档且控制信号给出的是由分闸到合闸信号时，驱动马达5正转带动传动机构中的错位齿轮61，从而带动传动轴3转动并带动断路器手柄转动实现断路器自动合闸，此时属于远程控制合闸状态，断路器可以通过人工手动进行任意分/合闸；

2、当自动分合闸装置设置在自动档且控制信号给出的是由合闸到分闸信号时，驱动马达5正转通过带动传动机构中的错位齿轮61带动脱扣联动杆4，脱扣联动杆4拔动断路器中的锁扣实现断路器自动分闸，此时属于远程控制分闸状态，外接断路器脱扣装置锁定在脱扣状态，人工手动合不上闸；

3、当自动分合闸机构设置在手动档且控制信号给出的是由合闸到分闸信号时，与自动档给出分闸信号原理一致，即驱动马达5正转通过带动传动机构中的错位齿轮61带动脱扣联动杆4，脱扣联动杆4拔动断路器中的锁扣实现断路器自动分闸，此时属于远程控制分闸状态，外接断路器脱扣装置锁定在脱扣状态，人工手动合不上闸；

4、当自动分合闸机构设置在手动档且控制信号给出的是由分闸到合闸信号时，驱动马达5反转，同时带动错位齿轮61反转，扇形齿轮612脱离脱扣联动杆4的抵触部41，此时断路器可以手动分合闸。但只要自动分合闸机构设置在手动档时，控制端只能控制自动分闸，不能控制自动合闸；

5、能够实现远程信号控制自动合闸与分闸，且能通过远程反馈信号反馈断路器合闸与分闸状态；能通过远程控制端和远程反馈端反馈的信号判断出断路器是故障跳闸、人工分闸、人工分闸检修、还是欠费跳闸等。当某无人值守的区域发生故障跳闸或误动作时，无需派人去现场进行人工合闸，可通过远程控制操作进行自动合闸；当某无人值守的区域需要断电时可以通过远程控制自动分闸；当某无人值守的区域需要恢复用电时，通过远程控制自动合闸；当用户欠费时，可以远程控制分闸；当用户续费后，可以远程控制合闸；

6、当用户线路需要检修时，可以设置在手动档位，关掉远程控制自动合闸信号功能，但不能关掉远程控制自动分闸信号，失去远程控制自动合闸的能力，只能控制自动分闸，避免自动合闸导致检修时检修人员被电击；即只要自动分合闸机构设置在手动档时，控制端只能控制自动分闸，不能控制自动合闸；

7、无论设置在手动档还是自动档，只要远程控制信号为分闸信号，断路器远程控制分闸后属于分闸锁死状态，不能通过人工手动合闸。

以上实施例，只是本实用新型优选地具体实施例的一种，本领域技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本实用新型的保护范围内。