电动弹簧机构及接地开关的制作方法

本发明涉及一种电动弹簧机构及接地开关。

背景技术：

为了可持续发展和环境保护的需要，我国电力输变电发展迅速，特别是1000kv超高压输电居世界领先水平。弹簧机构是一种以储能弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧机构包括手动弹簧机构和电动弹簧机构，现有的气体绝缘金属封闭开关设备、气体封闭组合电器、高压六氟化硫断路器中都用到电动弹簧机构。

现有技术中的此类电动弹簧机构，如专利公告号为cn204189691u的实用新型专利说明书中公开的一种电动弹簧机构，包括安装机架，安装机架上安装有驱动机构以及输出轴，输出轴上安装第一从动拐臂、第二从动拐臂、辅拐臂(相当于输出拐臂)、主拐臂(相当于储能拐臂)和主齿轮，辅助齿轮与主齿轮啮合，主拐臂通过销连接有弹簧上座，安装机架上通过安装套和销安装有弹簧下座，弹簧上座与下座之间安装有驱动弹簧。该电动弹簧机构分合、闸时，驱动机构驱动主齿轮转动，主齿轮带动销压缩驱动弹簧，当主拐臂、驱动弹簧呈一条水平直线时，驱动弹簧开始释放能量，在释放能量过程中，通过销与辅助拐臂转动，辅助拐臂带动输出轴转动，实现分、合闸操作。该电动弹簧机构虽然可以有效完成开关分、合闸操作，但该电动弹簧机构仅通过一组驱动弹簧储能，存在操作功低的问题；并且电动弹簧机构结构紧凑难以通过延长驱动弹簧长度的方式提高操作功，难以满足特高压封闭组合电器开关大操作功需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动弹簧机构，旨在解决现有电动弹簧机构操作功低的问题；本发明的目的还在于提供一种安装上述电动弹簧机构的接地开关。

为实现上述目的，本发明的电动弹簧机构的技术方案是：

电动弹簧机构包括机架，机架上转动装配有带动动触头动作的输出轴，输出轴上止转连接有输出拐臂，电动弹簧机构包括驱动电机，驱动电机传动连接有同轴设置的至少两个储能拐臂，各个储能拐臂均连接有储能弹簧，各个储能拐臂同步动作且在储能弹簧释能过程中通过带动输出拐臂动作而带动输出轴转动。

其有益效果在于：本发明的电动弹簧机构包括至少两个储能拐臂，储能拐臂连接有储能弹簧，使用时，驱动电机驱动各个储能拐臂同时动作压缩储能弹簧，过死点后各个储能弹簧做功驱动输出拐臂转动，储能弹簧合力做功显著提高了电动弹簧机构的操作功，可满足特高压封闭组合电器开关的大操作功需求，提高了设备运行可靠性，同时增加了产品经济性。

具体的，驱动电机传动连接有转动轴线与储能拐臂的转轴平行的齿轮，齿轮通过轴向延伸的拨销带动储能拐臂转动。齿轮通过拨销带动储能拐臂转动便于设置的同时有助于防止储能拐臂释能时带动齿轮转动。

对于拨销位置的进一步限定，所述拨销设置在储能拐臂朝向齿轮的一侧，所述齿轮上设有用于推动拨销的凸台。凸台推动拨销转动，增强了推动拨销转动的稳定性。

对上述多种技术方案还可以进行多种改进。

第一种改进，对各个储能拐臂的进一步限定，各个储能拐臂在轴向上并列设置。各个储能拐臂在轴向上并列设置，对于轴向空间大而径向空间小的接地开关适用性强。

为使各个储能拐臂同步动作，各个储能拐臂通过贯穿相邻两个储能拐臂的轴销实现相邻两个储能拐臂的同步转动。轴销便于实现各个储能拐臂同时动作。

储能拐臂上设有轴销时，所述轴销与拨销一体设置。便于加工和装配。

对储能拐臂的数目进一步限定，所述储能拐臂有两个，所述输出拐臂位于两个储能拐臂之间。有助于增强两个储能拐臂推动输出拐臂的稳定性。

第二种改进，所述输出拐臂的外周面上设有挡止结构，电动弹簧机构包括锁紧机构，锁紧机构的锁舌与挡止结构配合而能够分别在分、合闸位置对输出拐臂锁止。设置挡止结构以及锁紧机构，有助于防止输出拐臂过度转动。

对挡止结构的进一步限定，所述挡止结构为挡沿，所述挡沿位于输出拐臂周向的两端面与锁舌配合而对输出拐臂锁止。挡沿便于设置且有助于加工。

第三种改进，所述机架上在输出拐臂分、合闸位置安装有对输出拐臂进行缓冲的缓冲器。有助于防止输出拐臂过度转动。

本发明的接地开关的技术方案是：

接地开关包括断口结构以及带动开关触头分、合闸动作的电动弹簧机构，所述电动弹簧机构包括机架，机架上转动装配有带动动触头动作的输出轴，输出轴上止转连接有输出拐臂，电动弹簧机构包括驱动电机，驱动电机传动连接有同轴设置的至少两个储能拐臂，各个储能拐臂均连接有储能弹簧，各个储能拐臂同步动作且在储能弹簧释能过程中通过带动输出拐臂动作而带动输出轴转动。

其有益效果在于：电动弹簧机构包括至少两个储能拐臂，储能拐臂连接有储能弹簧，使用时，驱动电机驱动各个储能拐臂同时动作压缩储能弹簧，过死点后各个储能弹簧做功驱动输出拐臂转动，储能弹簧合力做功显著提高了电动弹簧机构的操作功，可满足特高压封闭组合电器开关的大操作功需求，提高了设备运行可靠性，同时增加了产品经济性。

具体的，驱动电机传动连接有转动轴线与储能拐臂的转轴平行的齿轮，齿轮通过轴向延伸的拨销带动储能拐臂转动。齿轮通过拨销带动储能拐臂转动便于设置的同时有助于防止储能拐臂释能时带动齿轮转动。

对于拨销位置的进一步限定，所述拨销设置在储能拐臂朝向齿轮的一侧，所述齿轮上设有用于推动拨销的凸台。凸台推动拨销转动，增强了推动拨销转动的稳定性。

对上述多种技术方案还可以进行多种改进。

第一种改进，对各个储能拐臂的进一步限定，各个储能拐臂在轴向上并列设置。各个储能拐臂在轴向上并列设置，对于轴向空间大而径向空间小的接地开关适用性强。

为使各个储能拐臂同步动作，各个储能拐臂通过贯穿相邻两个储能拐臂的轴销实现相邻两个储能拐臂的同步转动。轴销便于实现各个储能拐臂同时动作。

储能拐臂上设有轴销时，所述轴销与拨销一体设置。便于加工和装配。

对储能拐臂的数目进一步限定，所述储能拐臂有两个，所述输出拐臂位于两个储能拐臂之间。有助于增强两个储能拐臂推动输出拐臂的稳定性。

第二种改进，所述输出拐臂的外周面上设有挡止结构，电动弹簧机构包括锁紧机构，锁紧机构的锁舌与挡止结构配合而能够分别在分、合闸位置对输出拐臂锁止。设置挡止结构以及锁紧机构，有助于防止输出拐臂过度转动。

对挡止结构的进一步限定，所述挡止结构为挡沿，所述挡沿位于输出拐臂周向的两端面与锁舌配合而对输出拐臂锁止。挡沿便于设置且有助于加工。

第三种改进，所述机架上在输出拐臂分、合闸位置安装有对输出拐臂进行缓冲的缓冲器。有助于防止输出拐臂过度转动。

附图说明

图1为本发明的接地开关的实施例一的电动弹簧机构的三维视图一；

图2为本发明的接地开关的实施例一的电动弹簧机构的三维视图二；

图3为本发明的接地开关的实施例一的电动弹簧机构的三维视图三；

图4为图1中的大齿轮与凸轮的结构示意图；

图5为图1中的两个储能拐臂连接状态示意图；

图6为图1中的输出拐臂与输出轴连接状态示意图；

图7为图1中的两个储能拐臂与大齿轮连接状态示意图；

图8为图1中的输出拐臂的结构示意图；

图9为图1中的锁紧机构与输出拐臂锁紧时的示意图；

图10为本发明的接地开关的实施例三的储能拐臂与储能弹簧连接状态示意图；

附图中：1、驱动电机；2、电机齿轮；3、大齿轮；4、轴销；5、储能拐臂；6、连接杆；7、输出拐臂；71、锁扣面；72、挡止面；8、凸轮；9、输出轴；10、储能弹簧；11、固定导向筒；12、导向槽；13、锁闩；14、电磁铁；15、输出拐臂缓冲器；16、复位弹簧；17、储能拐臂；18、储能弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的接地开关的具体实施例一，包括断口结构以及带动开关触头分、合闸动作的电动弹簧机构。如图1至图9所示，电动弹簧机构包括安装机架、驱动电机1、电机齿轮2、大齿轮3、轴销4、储能拐臂5、连接杆6、输出拐臂7、凸轮8、输出轴9、储能弹簧10、固定导向筒11、导向槽12、锁闩13、电磁铁14、输出拐臂缓冲器15以及复位弹簧16。

安装机架上通过轴承以及轴承座安装有输出轴9，输出轴9的两端具有与传动机构连接的连接结构，连接结构为六棱柱段。参照图6可以看出，输出拐臂7安装在输出轴9上，输出轴9上具有截面为六棱台的止转结构，输出拐臂7中心具有与六棱台适配的六棱孔。可以理解的是，输出拐臂7与输出轴9之间止转连接，那么在其他实施例中采用其他止转连接的方式(如焊接、螺纹连接、一体设置、嵌装等)对本领域技术人员来说也是可以实施的。

输出拐臂7具有两个径向延伸的悬臂，两个悬臂直角的夹角为钝角。悬臂的前后侧面为挡止面72，输出拐臂7在两个悬臂之间的周面上具有扇形槽，扇形槽的两个壁面为锁扣面71。

参照图5可知，输出轴9在输出拐臂7两侧分别套装有储能拐臂5，两个储能拐臂5并列且同心套装在输出轴9上。当然，在其他实施例中，输出轴上也可以套装多个储能拐臂，相邻两个储能拐臂之间安装有一个输出拐臂。两个储能拐臂5上均铰接有连接杆6，储能拐臂5与连接杆6通过轴销4铰接，轴销4贯穿两个储能拐臂5且两端延伸出储能拐臂5的外部，轴销4延伸出储能拐臂5的外部构成拨销。连接杆6导向装配在固定导向筒11内，固定导向筒11上具有与安装机架连接的连接结构。连接杆6以及固定导向筒11的外壁上套装有储能弹簧10，储能弹簧10的长度略小于连接杆6与固定导向筒11的总长。

安装机架上安装有驱动储能拐臂5转动的驱动机构，驱动机构包括驱动电机1以及与驱动电机1连接电机齿轮2，电机齿轮2与蜗杆啮合，蜗杆与大齿轮3啮合，大齿轮3套装在输出轴9上。大齿轮3朝向储能拐臂5的一侧具有径向延伸的凸轮8，凸轮8与储能拐臂5一体设置。凸轮8的外壁面上具有两个沿凸轮8径向延伸的凸台，两个凸台的周面顶推轴销4带动储能拐臂5转动。安装机架上还安装有靠近和远离输出拐臂7上的挡止面72的锁紧机构，锁紧机构包括电磁铁14以及与电磁铁14导向装配的锁闩13，锁闩13为t形结构，并且t形锁闩13的竖杆上安装有挡环，挡环与电磁铁14之间的锁闩13上套装有复位弹簧16，并且安装机架上在安装有对锁闩13水平杆进行导向的导向槽12，防止锁闩13在上下方向上移动。

安装机架上在输出拐臂7分、合闸位置安装有输出拐臂缓冲器15，输出拐臂缓冲器15起到了对输出拐臂7缓冲的作用。

本发明的电动弹簧机构使用时，驱动电机1带电开始旋转，使电机齿轮2旋转，电机齿轮2带动蜗杆转动，蜗杆驱动大齿轮3转动，大齿轮3与凸轮8是一体零件，空转一定角度后，与轴销4接触后开始推动储能拐臂5，储能拐臂5旋转推动连接杆6运动，连接杆6在固定导向筒11中滑动(储能拐臂5、连接杆6、固定导向筒11三者形成了曲柄滑块原理结构)压缩储能弹簧10(两套储能弹簧10同时被压缩)，当它们形成的曲柄滑块结构过死点时，电磁铁14带电吸合将锁闩13拉出，不再限制输出拐臂7的位置。过死点后，电机由于微动开关的控制掉电，在惯性作用下，凸轮8、蜗杆、驱动电机1和电机齿轮2会空转一定角度就停止不动了，储能弹簧10成为主动力快速推动储能拐臂5旋转。空转一定角度后，储能拐臂5上的轴销4与输出拐臂7上的悬臂接触，轴销4推动输出拐臂7旋转，旋转一定角度(一般为30°左右)后，行程开关控制电磁铁14的通断电，电磁铁14掉电，锁闩13在复位弹簧16的推动下顶着输出拐臂7扇形圆弧段，输出拐臂7按输出要求转动一定角度后(一般为50°～90°)，锁闩13滑动到输出拐臂7的锁扣面71上，对输出拐臂7形成限位，同时轴销4和储能拐臂5一起压在输出拐臂7上，最终在输出拐臂7缓冲器的作用下形成输出缓冲和止位。

本发明的接地开关的具体实施例二，与接地开关具体实施例一的区别之处在于，本实施例中的两个储能拐臂之间具有两个输出拐臂，当然，输出拐臂的数量在其他实施中也可以为三个、四个等任意数目。

本发明的接地开关的具体实施例三，如图10所示，与接地开关具体实施例一的区别之处在于，本实施例中的两个储能拐臂17一体设置，两个储能拐臂17上均连接有储能弹簧18，两个储能弹簧18位于输出轴的两侧，驱动电机带动储能拐臂17转动时，储能拐臂17压缩两侧的储能弹簧18储能。其他与实施例一相同，不再赘述。

本发明的电动弹簧机构的具体实施例与上述各接地开关实施例中的电动弹簧机构的结构相同，不再赘述。