断路器的驱动模块的制作方法

本发明创造属于低压电器领域，涉及一种断路器，具体涉及断路器的驱动模块。

背景技术：

为实现断路器远程控制，现有技术一般设置有驱动模块对断路器实现自动合闸和分闸。其中驱动模块大多由电机与齿轮传动实现，为同时满足断路器手动操作，现有技术方案主要两种，一种是通过电机驱动齿轮组实现断路器合闸后，电机反转使齿轮组回至初始位置，从而不影响断路器手柄的操作，这种方案检测位置相对较多(初始位置、合闸位置、分闸位置)，且对电机寿命要求也高；另一种是采用不完全齿轮结构，完成断路器合闸后，不完全齿轮脱离，从而实现断路器手柄的自由操作，这种方案检测位置相对较少(初始位置、脱扣位置)，但现有技术的不完全齿轮与断路器的手柄刚性连接来实现同步运动，因此不完全齿轮初始位置受断路器手柄影响较大，导致不完全齿轮啮合不到位。

技术实现要素：

本发明创造的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可靠性高的断路器的驱动模块。

为实现上述目的，本发明创造采用了如下技术方案：

一种断路器的驱动模块，包括与断路器的手柄连接的驱动件101，通过弹性件102转动安装在驱动件101上的第一不完全齿轮103，与电机106传动连接的第二不完全齿轮104，弹性件102作用在第一不完全齿轮103上使第一不完全齿轮103位于初始位置，在所述驱动件101设置有第一止动面1011，所述第一不完全齿轮103设置有与第一止动面1011配合的第二止动面1031；所述第二不完全齿轮104与第一不完全齿轮103相对设置能够与第一不完全齿轮103啮合配合；合闸时电机106带动第二不完全齿轮104转动，第二不完全齿轮104与第一不完全齿轮103啮合后带动第一不完全齿轮103旋转，通过第二止动面1031作用与第一止动面1011带动驱动件101旋转以带动断路器合闸；第一不完全齿轮103脱离第二不完全齿轮104啮合后，第一不完全齿轮103受弹性件102作用回至初始位置。

优选的，还包括能够驱动断路器分闸的推杆107，所述推杆107枢转安装在壳体内，一端与第二不完全齿轮104对应设置，电机106能够驱动第二不完全齿轮104旋转触发推杆107使断路器完成分闸动作。

优选的，在电机106和第二不完全齿轮104之间设有传动齿轮组，电机106通过传动齿轮组驱动第二不完全齿轮104转动；所述第二不完全齿轮104的下侧固定层叠设有与传动齿轮组啮合的分闸齿轮1041；在分闸齿轮1041上设有用于驱动推杆107的分闸凸起1042。

优选的，包括控制单元，控制单元与电机106连接控制电机106的启停；还包括用于检测第二不完全齿轮104处于合闸位置的合闸位置检测回路，用于检测第二不完全齿轮104处于分闸位置的分闸位置检测回路，所述合闸位置检测回路和分闸位置检测回路分别与控制单元连接；合闸时，控制单元控制电机106转动，当合闸位置检测回路检测到第二不完全齿轮104转动到合闸位置时，控制单元控制电机106停止转动；分闸时，控制单元控制电机106转动，当分闸位置检测回路检测到第二不完全齿轮104转动到分闸位置时，控制单元控制电机106停止转动。

优选的，还包括控制线路板108；所述分闸齿轮1041上设有与控制线路板108配合的第一导电凸起1122和第二导电凸起1123，所述第一导电凸起1122与第二导电凸起1123连接且间隔设置；所述控制线路板108上间隔设有第一导电面1081、第二导电面1082和第三导电面1083；所述第一导电面1081、第二导电面1082和第三导电面1083均绕第二不完全齿轮104的中心圆周布局；所述第一导电面1081为圆形，第二导电面1082和第三导电面1083位于同一圆周上；所述第一导电凸起1122与第一导电面1081对应设置，在第二不完全齿轮104转动时始终接触；所述第二导电凸起1123与第二导电面1082和第三导电面1083所在的圆周对应设置，在第二不完全齿轮104转动时第二导电凸起1123能够分别电连接于第二导电面1082和第三导电面1083，当第二导电凸起1123电连接于第二导电面1082时导通合闸位置检测回路，当第二导电凸起1123电连接于第三导电面1083导通分闸位置检测回路。

优选的，所述的第一导电凸起1122和第二导电凸起1123由导电片112弯折形成，在导电片112中部设有条形的固定槽1121，导电片112呈v字形弯折形成第一导电凸起1122和第二导电凸起；在分闸齿轮1041的一侧设有导电片凹槽，在导电片凹槽内设有固定凸筋1043，所述导电片112通过固定槽1121插入凸筋1043中固定于齿轮1041上。

优选的，驱动模块1的壳体上设有操作窗口12，操作窗口12内设置有切换机构，所述控制线路板108上对应操作窗口12的位置设有开关109，切换机构能够实现对开关109的切换，开关109与控制单元连接，用于设置驱动模块为手动模式或自动模式。

优选的，所述切换机构为推板110，推板110能够在操作窗口12内滑动以驱动开关109，在推板110的下方设有指示灯111，推板110将指示灯111的发光导向至操作窗口12。

优选的，所述驱动件101上设有齿轮安装轴1013，齿轮安装轴1013外周一侧设有凸筋形成第一止动面1011；所述的第一不完全齿轮103成扇形，一端设有与第二不完全齿轮104配合的齿轮，通过另一端的齿轮安装孔套在齿轮安装轴1013上，所述弹性件102为扭簧，扭簧套在齿轮安装轴1013上作用于第一不完全齿轮103，使第一不完全齿轮103往远离第一止动面1011的位置转动。

优选的，所述驱动件101一端设有齿轮安装轴1013，齿轮安装轴1013外周一侧设有凸筋形成第一止动面1011，另一侧设有圆弧形的驱动限位壁，所述的第一不完全齿轮103成扇形，一端设有与第二不完全齿轮104配合的齿轮，通过另一端的齿轮安装孔套在齿轮安装轴1013上，且第一不完全齿轮103的一侧设有与驱动限位壁配合的限位凹槽，第一不完全齿轮103转动时驱动限位壁伸到限位凹槽内起到导向限位作用。

本发明创造的驱动模块采用第一不完全齿轮和第二不完全齿轮配合的结构来驱动断路器合闸，第一不完全齿轮通过弹性件转动安装在驱动件上，第一不完全齿轮与驱动件通过止动面配合带动驱动件旋转以带动断路器合闸，断路器合闸后，第一不完全齿轮脱离第二不完全齿轮啮合，第一不完全齿轮受弹性件作用回至初始位置，不仅使得合闸后断路器手柄能够自由操作，而且第一不完全齿轮能够自动回到初始位置能够可靠的与第二不完全齿轮进行下一次的啮合配合，不受断路器手柄的影响。

附图说明

图1是本发明创造驱动模块的外部结构图；

图2是本发明创造驱动模块执行分闸动作的示意图；

图3是本发明创造驱动模块执行合闸动作的示意图；

图4是本发明创造驱动模块的立体图；

图5是本发明创造驱动件和第一不完全齿轮示意图；

图6是本发明创造分闸齿轮的结构图；

图7是本发明创造线路板结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至7给出的实施例，进一步说明本发明创造的断路器的驱动模块的具体实施方式。本发明创造的断路器的驱动模块不限于以下实施例的描述。

断路器的驱动模块，用于与断路器连接，如图1所示的一种驱动模块实施例，驱动模块1与断路器并排设置，且通过驱动轴3与断路器的手柄连接，驱动模块1能够带动驱动轴3转动从而带动断路器的手柄合闸；在驱动模块1的壳体侧壁上设有与断路器的操作机构对应的传动孔11，驱动模块1能够通过伸到传动孔11中的传动杆触发断路器脱扣实现断路器的分闸。所述的传动杆可以是独立的传动杆，也可以是从断路器的操作机构的锁扣延伸过来的凸起，也可以是驱动模块1的传动杆。用户可以通过断路器的驱动模块远程控制断路器的合闸和分闸，当然也可以直接手动操作断路器进行分合闸。

如图2-5所示，本发明创造断路器的驱动模块，包括与断路器的手柄连接的驱动件101，通过弹性件102转动安装在驱动件101上的第一不完全齿轮103，与电机106传动连接的第二不完全齿轮104，弹性件102作用在第一不完全齿轮103上使第一不完全齿轮103位于初始位置，在所述驱动件101设置有第一止动面1011，所述第一不完全齿轮103设置有与第一止动面1011配合的第二止动面1031；所述第二不完全齿轮104与第一不完全齿轮103相对设置能够与第一不完全齿轮103啮合配合；合闸时电机106带动第二不完全齿轮104转动，第二不完全齿轮104与第一不完全齿轮103啮合后带动第一不完全齿轮103旋转，通过第二止动面1031作用与第一止动面1011带动驱动件101旋转以带动断路器合闸；第一不完全齿轮103脱离第二不完全齿轮104啮合后，第一不完全齿轮103受弹性件102作用回至初始位置。

本发明创造的驱动模块采用第一不完全齿轮和第二不完全齿轮配合的结构来驱动断路器合闸，第一不完全齿轮通过弹性件转动安装在驱动件上，第一不完全齿轮与驱动件通过止动面配合带动驱动件旋转以带动断路器合闸，断路器合闸后，第一不完全齿轮脱离第二不完全齿轮啮合，第一不完全齿轮受弹性件作用回至初始位置，不仅使得合闸后断路器手柄能够自由操作，而且第一不完全齿轮能够自动回到初始位置能够可靠的与第二不完全齿轮进行下一次的啮合配合。

具体的，如图2-5所示，本发明创造驱动模块的一个优选实施例，驱动模块包括设置在壳体内的弹性件102、驱动件101、第一不完全齿轮103、第二不完全齿轮104、电机106、推杆107和控制线路板108。

所述驱动件101连接于多边形的驱动轴3，通过驱动轴3连接于断路器手柄。所述第一不完全齿轮103枢转安装在驱动件101上，第一不完全齿轮103与驱动件101同心设置，通过弹性件102转动安装在驱动件101上，弹性件102作用于第一不完全齿轮103使第一不完全齿轮103位于初始位置。所述驱动件101设置有第一止动面1011，所述第一不完全齿轮103设置有与第一止动面1011配合的第二止动面1031。

所述第二不完全齿轮104枢转安装在壳体内且与第一不完全齿轮103相对设置能够与第一不完全齿轮103啮合配合，在电机106和第二不完全齿轮104之间设有传动齿轮组，电机106通过传动齿轮组驱动第二不完全齿轮104转动。

所述推杆107用于驱动断路器分闸，所述推杆107枢转安装在壳体内，一端与第二不完全齿轮104对应设置，另一端延伸到驱动模块1的传动孔11处，用于与触发断路器脱扣的传动杆配合，电机106能够驱动第二不完全齿轮104旋转触发推杆107使断路器完成分闸动作。如图4、6所示，所述第二不完全齿轮104下侧固定层叠设有与传动齿轮组啮合的分闸齿轮1041，所述分闸齿轮1041上设置有分闸凸起1042，所述推杆107的一端伸到分闸齿轮1041的下方与分闸凸起1042配合。优选的，所述的传动齿轮组至少包括一个传动齿轮105，传动齿轮105与第二不完全齿轮104下侧的分闸齿轮1041齿合；在分闸齿轮1041上设有用于驱动推杆107的分闸凸起1042。

合闸时，所述电机106驱动传动齿轮105转动，再带动第二不完全齿轮104转动，所述第二不完全齿轮104顺时针旋转时，驱动置于初始位置的第一不完全齿轮103逆时针旋转，所述驱动件101的第一止动面1011抵挡第二止动面1031，第一不完全齿轮103带动驱动件101同向旋转，并由驱动轴3带动断路器手柄进行合闸操作。

当第二不完全齿轮104驱动第一不完全齿轮103旋转至合闸位置，也称为第二不完全齿轮104的初始停止位置时，断路器完成合闸动作，且第一不完全齿轮103脱离第二不完全齿轮104啮合，然后第一不完全齿轮103受弹性件102作用，回至初始位置等待下次循环操作。此时，电机停止驱动第二不完全齿轮104转动(该位置可以定义为第二不完全齿轮104的初始停止位置)。

当电机106继续驱动第二不完全齿轮104继续顺时针旋转至分闸位置时，也称为第二不完全齿轮104的脱扣停止位置时，通过分闸凸起1042触发推杆107动作，使断路器完成分闸动作。

如图5所示，驱动件101和第一不完全齿轮103的优选实施例，驱动件101一端与多边形的驱动轴3连接，另一端的端面设有齿轮安装轴1013，齿轮安装轴1013外周一侧设有凸筋形成第一止动面1011；所述的第一不完全齿轮103成扇形，一端设有与第二不完全齿轮104配合的齿轮，通过另一端的齿轮安装孔套在齿轮安装轴1013上，所述弹性件102为扭簧，扭簧套在齿轮安装轴1013上作用于第一不完全齿轮103，使第一不完全齿轮103往远离第一止动面1011的位置转动。所述扭簧套在齿轮安装轴1013上，一端的弹性臂限位在第一不完全齿轮103上，另一端的弹性臂限位在驱动模块的壳体上或驱动件101上。第一不完全齿轮103能够绕齿轮安装轴1013转动，一侧受到第一止动面1011限位，另一侧受到壳体的限位。当然在壳体内也可以设置其他的限位结构以限定第一不完全齿轮103的初始位置。

进一步，在第一不完全齿轮103的齿轮安装孔一侧设有凸起的圆弧形的齿轮壁1033，齿轮壁1033的一侧设有卡住扭簧一端弹性臂的弹簧卡槽1032，齿轮壁1033不仅可以加强第一不完全齿轮103的强度，而且能限位弹簧。所述的驱动件101可与驱动轴3一体成型，也可以为独立件与驱动轴3插装配合。

进一步，驱动件101和第一不完全齿轮103的另一实施例，所述驱动件101一端设有齿轮安装轴1013，齿轮安装轴1013外周一侧设有凸筋形成第一止动面1011，另一侧设有圆弧形的驱动限位壁，所述的第一不完全齿轮103成扇形，一端设有与第二不完全齿轮104配合的齿轮，通过另一端的齿轮安装孔套在齿轮安装轴1013上，且第一不完全齿轮103的一侧设有与驱动限位壁配合的限位凹槽，第一不完全齿轮103转动时驱动限位壁伸到限位凹槽内起到导向限位作用。

如图4所示的优选实施例，所述的传动齿轮组包括传动齿轮105和第二传动齿轮112，第二传动齿轮112与电机106的蜗杆连接。当然传动齿轮组还可以包括更多或更少的传动齿轮。

如图6所示，所述推杆107包括中部的枢转部1073，以及分别设于枢转部1073两侧的第一悬臂1071和第二悬臂1072，所述分闸凸起1042作用于第一悬臂1071，使第二悬臂1072推动断路器结构瓦解实现分闸。

进一步，本发明创造断路器的驱动模块还包括控制单元，控制单元与电机106连接控制电机106的启停；还包括用于检测第二不完全齿轮104处于合闸位置的合闸位置检测回路，用于检测第二不完全齿轮104处于分闸位置的分闸位置检测回路，所述合闸位置检测回路和分闸位置检测回路与控制单元连接。合闸时，控制单元控制电机106转动，当合闸位置检测回路检测到第二不完全齿轮104转动到合闸位置时，控制单元控制电机106停止转动；分闸时，控制单元控制电机106转动，当分闸位置检测回路检测到第二不完全齿轮104转动到分闸位置时，控制单元控制电机106停止转动。

具体的，所述控制单元包括微控制芯片，控制单元上设有与远程控制信号连接的控制信号接口。当然控制单元也可以为普通的控制电路，根据合闸位置检测回路和分闸位置检测回路的电信号，启动和关停电机106。所述驱动模块内还设有电源单元为控制单元和电机供电，驱动模块通过电机驱动单元驱动电机的转动和停止。

如图6-7所示，所述分闸齿轮1041上还设有与控制线路板108配合的第一导电凸起1122和第二导电凸起1123，所述第一导电凸起1122与第二导电凸起1123连接且间隔设置；所述控制线路板108上间隔设有第一导电面1081、第二导电面1082和第三导电面1083；所述第一导电面1081、第二导电面1082和第三导电面1083均绕第二不完全齿轮104的中心圆周布局；所述第一导电面1081为圆形，第二导电面1082和第三导电面1083位于同一圆周上，第二导电面1082和第三导电面1083与第二不完全齿轮104的中心的距离相等。所述第二导电面1082对应于第二不完全齿轮104初始停止位，所述第三导电面1083对应于第二不完全齿轮104脱扣停止位。

所述第一导电凸起1122与第一导电面1081对应设置，在第二不完全齿轮104转动时始终接触；所述第二导电凸起1123与第二导电面1082和第三导电面1083所在的圆周对应设置，在第二不完全齿轮104转动时第二导电凸起1123能够分别电连接于第二导电面1082和第三导电面1083；第二导电凸起1123和第二导电面1082接入导通合闸位置检测回路中，当第二导电凸起1123电连接于第二导电面1082时为第二不完全齿轮104的合闸位置(初始停止位置)，此时导通合闸位置检测回路，控制单元控制电机106停止转动；第二导电凸起1123和第三导电面1083接入分闸位置检测回路，当第二导电凸起1123电连接于第三导电面1083时为第二不完全齿轮104的分闸位置(脱扣停止位置)，此时导通分闸位置检测回路，控制单元控制电机106停止转动。

优选的，如图6所示，所述的第一导电凸起1122和第二导电凸起1123为一体成型，由导电片112弯折形成，在导电片112中部设有条形的固定槽1121，导电片112呈v字形弯折形成第一导电凸起1122和第二导电凸起；在分闸齿轮1041的一侧设有导电片凹槽，在导电片凹槽内设有固定凸筋1043，所述导电片112通过固定槽1121插入凸筋1043中固定于齿轮1041上。

优选的，如图1、7所示，所述驱动模块1的壳体正面设置有操作窗口12，操作窗口12内设置有切换机构，所述控制线路板108上对应操作窗口12的位置设有开关109，切换机构能够实现对开关109的切换，开关109与控制单元连接，用于设置驱动模块为手动模式或自动模式。

进一步，在切换机构的下方还设有指示灯111，可通过切换机构将指示灯发光导向至操作窗口12。优选的所述切换机构为推板110，推板110能够在操作窗口12内滑动，在推板110的下方设有用于驱动开关109的拨动杆的波动槽，所述指示灯111设置在推板110的下方，推板110将指示灯111的发光导向至操作窗口12。

优选的，所述电源单元、控制单元、电机驱动单元、合闸位置检测回路、分闸位置检测回路、包括指示灯的指示电路均设于控制线路板108。

本发明创造的断路器的驱动模块的动作过程如下：

所述电机106驱动传动齿轮组转动并带动第二不完全齿轮104转动，所述第二不完全齿轮104顺时针旋转时，第二不完全齿轮104转动到与第一不完全齿轮103齿合后，带动第一不完全齿轮103逆时针旋转，第一不完全齿轮103的第一止动面1011作用于第二止动面1031，驱动驱动件101带动断路器合闸。

当第二不完全齿轮104上的第二导电凸起1123与控制线路板108上的第二导电面1082接触时，第二不完全齿轮104驱动第一不完全齿轮103旋转至合闸位置(初始停止位置)时，断路器完成合闸动作，第一不完全齿轮103与第二不完全齿轮104啮合脱离，第二不完全齿轮104停止运动，第一不完全齿轮103受弹性件102作用回至第一不完全齿轮103的初始位置。当第二不完全齿轮104继续逆时针运动，第二不完全齿轮104上的第二导电凸起1123与控制线路板108上的第三导电面1083接触时，第二不完全齿轮104转动至分闸位置(脱扣停止位置)，第二不完全齿轮104的分闸凸起1042作用与推杆107，推杆107使断路器完成分闸动作。当第二不完全齿轮104由分闸位置继续逆时针旋转时，第二不完全齿轮104与第一不完全齿轮103重新啮合，并完成二次合闸，如此循环实现合闸与分闸操作。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明创造所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造的具体实施只局限于这些说明。对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。