一种小型断路器的分合闸机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种小型断路器的分合闸机构，可用于小型开关控制器技术领域。


背景技术：

2.智能小型开关控制器广泛应用与家庭、商业、工业等各领域，常见的有自动重合闸保护器、智能开关等装置。目前电子式的自动重合闸保护器采用继电器作为主回路的分断，由于继电器分断能力不足，在电路发生短路时，继电器存在分不开的现象，因此必须与空开配合使用，所以大家纷纷研究机械式重合闸，即小型微断+执行机构+电子部件组合成的智能空开。
3.目前市场上的智能空开执行机构采用电机正反转驱动减速齿轮组带动手柄进行分合闸，在执行分闸操作时，由于电机的启动和驱动减速齿轮组运作带动手柄到分闸位置需要较长时间，当开关下级电路需要立即分闸保护时，此方案不能满足应用需求。如合闸后立即需要分闸保护，此时传动机构的运行反向切换时容易发生卡死或齿轮崩齿，并且由于齿轮组多级减速，需要零件较多，零件间配合要求较高，易发生故障，且体积较大。一旦发生卡死或齿轮崩齿，开关将不能够有效进行分合闸，人为干预都不能将开关分合闸，必须专业人员到场跟换。因此，研究一种操作简单高效的自动分合闸机构，以解决上述背景技术中提出的问题就成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种小型断路器的分合闸机构。
5.本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：一种小型断路器的分合闸机构，该分合闸机构与小型断路器为可拆分设置，该分合闸机构包括壳体，所述壳体内设置有扇形合闸齿轮、双层异形减速合闸传动齿轮、蜗杆、减速电机、脱扣拨杆、推拉式电磁铁、联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴、扇形合闸齿轮合闸位置传感器、扇形合闸齿轮分闸位置传感器、双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器，
6.所述蜗杆固定在减速电机的输出轴上，减速电机带动蜗杆转动，蜗杆带动双层异形减速合闸传动齿轮转动，双层异形减速合闸传动齿轮带动扇形合闸齿轮转动，扇形合闸齿轮带动联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴转动，双层异形减速合闸传动齿轮套设在双层异形减速合闸传动齿轮的固定轴上，双层异形减速合闸传动齿轮与蜗杆为啮合关系；
7.在所述双层异形减速合闸传动齿轮上设有第一凸台和凹槽与双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器配合，通过凸台是否压住传感器的检测旋钮检验齿轮转动位置；扇形合闸齿轮与联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴连接，传动轴另一端连接断路器分合闸手柄，通过扇形合闸齿轮转动带动断路器分合闸手柄转动实现合闸；
8.该壳体内还包括一个控制线路板，扇形合闸齿轮合闸位置传感器、扇形合闸齿轮分闸位置传感器和双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器与控制线路板电性连接。
9.优选地，所述减速电机固定于壳体上，减速电机输出轴上的蜗杆固定于减速电机输出轴上，减速电机输出轴上的蜗杆与双层异形减速合闸传动齿轮上的大齿轮啮合，双层异形减速合闸传动齿轮上的小齿轮与扇形合闸齿轮可进行啮入、啮合、啮出，进而带动扇形合闸齿轮转动。
10.优选地，在扇形合闸齿轮上设有第二凸台与扇形合闸齿轮合闸位置传感器和扇形合闸齿轮分闸位置传感器配合，通过齿轮上的第二凸台是否压住扇形合闸齿轮合闸位置传感器或扇形合闸齿轮分闸位置传感器的检测手柄来检测扇形合闸齿轮的旋转位置。
11.优选地，所述脱扣拨杆设置在断路器脱扣器位置，脱扣拨杆的一端固定于壳体上做转动运动，另一端与断路器的脱扣器配合，脱扣拨杆通过转动拨动断路器脱扣器脱扣分闸。
12.优选地，所述推拉式电磁铁固定在壳体上，推拉式电磁铁的铁芯做推出运动推动脱扣拨杆转动拨动断路器脱扣器脱扣使断路器分闸。
13.优选地，所述第一凸台的上表面与凹槽的上表面有高度差，高度差为h，h》检测旋钮的突出高度或者手柄的行程高度。
14.优选地，当所述凹槽运动到双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器的检测手柄相对位置时，凹槽接触不到手柄，手柄在初始状态，传感器的输出状态未被压下，即初始状态，使得第一凸台运动到层异形减速合闸传动齿轮位置传感器的检测手柄相对位置时，手柄被第一凸台压下去，传感器的输出状态改变。
15.优选地，当断路器处于分闸状态下，所述控制电路板发出合闸指令时，小型断路器自动分合闸机构开始执行合闸操作，减速电机转动，带动减速电机输出轴上的蜗杆转动，驱动双层异形减速合闸传动齿轮逆时针转动，双层异形减速合闸传动齿轮上的小齿轮转动与扇形合闸齿轮啮合带动扇形合闸齿轮顺时针转动，扇形合闸齿轮转动通过联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴带动断路器分合闸手柄转动实现断路器合闸，合闸行程结束；
16.双层异形减速合闸传动齿上的小齿轮与扇形合闸齿轮啮出脱离，双层异形减速合闸传动齿轮转动到初始位置停下，此时，双层异形减速合闸传动齿轮上的小齿轮与扇形合闸齿轮无啮合关系，扇形合闸齿轮能够自由旋转，此时，可手动操作断路器分合闸。
17.优选地，当断路器处于合闸状态下，小型断路器自动分合闸机构控制电路板发出分闸指令时，小型断路器自动分合闸机构开始执行分闸操作，推拉式电磁铁线圈通电，电磁铁铁芯做推出运动推动脱扣拨杆转动拨动断路器上的脱扣机构脱扣在毫秒级时间内完成分闸动作，分闸动作完成后，推拉式电磁铁的铁芯回位，脱扣拨杆回位。
18.优选地，该分合闸机构每次上电时，通过双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器检测双层异形减速合闸传动齿轮是否在设定的初始位置，如不在设定的初始位置，则减速电机带动减速电机输出轴上的蜗杆转动，驱动双层异形减速合闸传动齿轮转动到设定的初始位置，扇形合闸齿轮合闸位置传感器、扇形合闸齿轮分闸位置传感器持续监测扇形合闸齿轮合闸位置，实现状态实时监控，运动闭环控制。 本实用新型技术方案的优点主要体现在：该结构能够解决现有技术中断路器分合闸机构体积较大、结构复杂、机构易卡死的技术
问题。
19.该小型断路器自动分合闸机构执行合闸操作时，通过减速电机带动蜗杆驱动双层异形减速合闸传动齿轮驱动扇形合闸齿轮转动即可完成断路器合闸操作，相比传统多个减速齿轮组传动合闸，本技术方案传动所需零件数量少，结构简单紧凑、稳定性高，零件间摩擦较少，故传动效率高。本技术方案的合闸执行机构采样蜗轮、蜗杆转动，传动比大、输出扭矩大，可带动四级小型断路器完成合闸动作。
20.由减速电机带动蜗杆驱动双层异形减速合闸传动齿轮驱动扇形合闸齿轮转动的合闸机构只负责合闸操作，所有运动零件只需单方向运动，不会因需切换运动反向而引起齿轮组卡死问题。在双层异形减速合闸传动齿轮和扇形合闸齿轮位置都设有位置检测装置，实现运动闭环控制。
21.该小型断路器自动分合闸机构执行分闸操作时，推拉式电磁铁推动脱扣拨杆转动拨动断路器上的脱扣机构脱扣，完成分闸操作。使用磁通分闸，分闸迅速，分闸速度在毫秒级，避免了电机齿轮传动分闸的分闸速度慢的问题。
22.本技术方案中的合闸机构和分闸机构是两组独立机构，所以，在合闸时如需要立即分闸保护本技术方案可通过分闸机构执行分闸操作，不会出现合闸瞬间需要分闸保护时不能执行而引发事故。
附图说明
23.图1为本实用新型的一种小型断路器与分合闸机构的装配结构示意图。
24.图2为本实用新型的一种小型断路器的分合闸机构的结构示意图。
25.图3为本实用新型的一种小型断路器的分合闸机构的结构示意图。
26.图4为本实用新型的一种小型断路器的分合闸机构的结构示意图。
27.图5为本实用新型的一种小型断路器的分合闸机构的结构示意图。
28.图6为本实用新型的扇形合闸齿轮的前视图。
29.图7为本实用新型的扇形合闸齿轮的主视图。
30.图8为本实用新型的双层异形减速合闸传动齿轮的后视图。
31.图9为本实用新型的双层异形减速合闸传动齿轮的主视图。
具体实施方式
32.本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
33.本实用新型揭示了一种小型断路器的分合闸机构，如图1、图2、图3、图4和图5所示，该分合闸机构与小型断路器为可拆分设置，该分合闸机构包括壳体2，所述壳体内设置有扇形合闸齿轮3、双层异形减速合闸传动齿轮4、蜗杆5、减速电机6、脱扣拨杆7、推拉式电磁铁8、联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴9、扇形合闸齿轮合闸位置传感器10、扇形合闸齿轮分闸位置传感器11、双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12。
34.所述蜗杆5固定在减速电机6的输出轴上，减速电机6带动蜗杆5转动，蜗杆5带动双层异形减速合闸传动齿轮4转动，双层异形减速合闸传动齿轮4带动扇形合闸齿轮3转动，扇
形合闸齿轮3带动联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴9转动，双层异形减速合闸传动齿轮4套设在双层异形减速合闸传动齿轮的固定轴100上，双层异形减速合闸传动齿轮4与蜗杆5为啮合关系。
35.如图6、图7、图8和图9所示，在所述双层异形减速合闸传动齿轮4上设有第一凸台40和凹槽41与双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12配合，通过凸台是否压住传感器的检测旋钮检验齿轮转动位置。扇形合闸齿轮3与联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴9连接，传动轴另一端连接断路器分合闸手柄，通过扇形合闸齿轮3转动带动断路器分合闸手柄转动实现合闸。
36.该壳体内还包括一个控制线路板，扇形合闸齿轮合闸位置传感器10、扇形合闸齿轮分闸位置传感器11和双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12与控制线路板电性连接。
37.减速电机6固定于壳体2上，减速电机输出轴上的蜗杆5固定于减速电机输出轴上，减速电机输出轴上的蜗杆5与双层异形减速合闸传动齿轮4上的大齿轮啮合，双层异形减速合闸传动齿轮4上的小齿轮与扇形合闸齿轮3可进行啮入、啮合、啮出，带动扇形合闸齿轮3转动。
38.扇形合闸齿轮3与联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴9连接，传动轴另一端连接断路器分合闸手柄，通过扇形合闸齿轮3转动带动断路器分合闸手柄转动实现合闸。
39.在所述双层异形减速合闸传动齿轮4上设有第一凸台40和凹槽41与双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12配合，通过凸台是否压住传感器的检测旋钮检验齿轮转动位置。扇形合闸齿轮3与联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴9连接，传动轴另一端连接断路器分合闸手柄，通过扇形合闸齿轮3转动带动断路器分合闸手柄转动实现合闸。
40.该壳体内还包括一个控制线路板，扇形合闸齿轮合闸位置传感器10、扇形合闸齿轮分闸位置传感器11和双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12与控制线路板电性连接。
41.在扇形合闸齿轮3上设有凸台与扇形合闸齿轮合闸位置传感器10、扇形合闸齿轮分闸位置传感器11配合，通过齿轮上的凸台是否压住扇形合闸齿轮合闸位置传感器10或扇形合闸齿轮分闸位置传感器11的检测手柄来检测扇形合闸齿轮3的旋转位置。
42.脱扣拨杆7设置在断路器脱扣器位置的，一端固定于壳体2上可做转动运动，另一端与断路器的脱扣器配合，脱扣拨杆7通过转动拨动断路器脱扣器脱扣分闸。推拉式电磁铁8固定在壳体2上，推拉式电磁铁的铁芯做推出运动推动脱扣拨杆7转动拨动断路器脱扣器脱扣使断路器分闸。
43.减速电机6、双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12、扇形合闸齿轮合闸位置传感器10、扇形合闸齿轮分闸位置传感器11电连接小型断路器自动分合闸机构控制电路板上（图中未示出）。
44.当断路器处于分闸状态下，小型断路器自动分合闸机构控制电路板发出合闸指令时，小型断路器自动分合闸机构开始执行合闸操作，减速电机6转动，带动减速电机输出轴上的蜗杆转动，驱动双层异形减速合闸传动齿轮4逆时针转动，双层异形减速合闸传动齿轮4上的小齿轮转动与扇形合闸齿轮3啮合带动扇形合闸齿轮3顺时针转动，扇形合闸齿轮3转动通过联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮3的联动轴带动断路器分合闸手柄转动实现断路器合闸，合闸行程结束，双层异形减速合闸传动齿,4上的小齿轮与扇形合闸齿轮3啮出
脱离，双层异形减速合闸传动齿轮4转动到初始位置停下，此时，双层异形减速合闸传动齿轮4上的小齿轮与扇形合闸齿轮3没有啮合关系，扇形合闸齿轮3可自由旋转，此时，可以手动操作断路器分合闸。
45.当断路器处于合闸状态下，小型断路器自动分合闸机构控制电路板发出分闸指令时，小型断路器自动分合闸机构开始执行分闸操作，推拉式电磁铁线圈通电，电磁铁铁芯做推出运动推动脱扣拨杆7转动拨动断路器上的脱扣机构脱扣在毫秒级时间内完成分闸操作。分闸动作完成后，推拉式电磁铁的铁芯回位，脱扣拨杆7回位，不影响下次合闸。
46.自动分合闸机构每次上电时，通过双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12检测双层异形减速合闸传动齿轮是否在设定的初始位置，如不在设定的初始位置，则减速电机6带动减速电机输出轴上的蜗杆转动，驱动双层异形减速合闸传动齿轮4转动到设定的初始位置。扇形合闸齿轮合闸位置传感器10、扇形合闸齿轮分闸位置传感器11持续监测扇形合闸齿轮合闸位置，实现状态实时监控，运动闭环控制。
47.小型断路器自动分合闸机构执行合闸操作时，减速电机6转动，带动减速电机输出轴上的蜗杆5转动，驱动双层异形减速合闸传动齿轮4转动，双层异形减速合闸传动齿轮上的小齿轮转动与扇形合闸齿轮3啮合带动扇形合闸齿轮3转动，扇形合闸齿轮3转动通过联动断路器分合闸手柄与扇形合闸齿轮的联动轴9带动断路器分合闸手柄转动实现断路器合闸，合闸行程结束双层异形减速合闸传动齿轮4上的小齿轮与扇形合闸齿轮3啮出，双层异形减速合闸传动齿轮4转动到初始位置停下，此时，双层异形减速合闸传动齿轮4上的小齿轮与扇形合闸齿轮3没有啮合关系，可以手动操作断路器分合闸。
48.小型断路器自动分合闸机构执行分闸操作时，推拉式电磁铁8的铁芯做推出运动推动脱扣拨杆7转动拨动断路器上的脱扣机构脱扣完成分闸操作。分闸动作完成后，推拉式电磁铁的铁芯回位，脱扣拨杆回位，不影响下次合闸。
49.控制机构每次上电时，通过双层异形减速合闸传动齿轮位置传感器12检测双层异形减速合闸传动齿轮4是否在设定的初始位置，如不在设定的初始位置，则减速电机6带动减速电机输出轴上的蜗杆转动，驱动双层异形减速合闸传动齿轮4转动到设定的初始位置。
50.该结构能够解决现有技术中断路器分合闸机构体积较大、结构复杂、机构容易卡死的技术问题。该小型断路器自动分合闸机构执行合闸操作时，通过减速电机带动蜗杆驱动双层异形减速合闸传动齿轮驱动扇形合闸齿轮转动即可完成断路器合闸操作。
51.相比传统多个减速齿轮组传动合闸，本技术方案传动所需的零件数量少，结构简单紧凑、稳定性高，零件间摩擦较少，故传动效率高，成本低，适合在产业上推广使用。本技术方案的合闸执行机构采样蜗轮、蜗杆转动，传动比大、输出扭矩大，可带动四级小型断路器完成合闸动作。
52.由减速电机带动蜗杆驱动双层异形减速合闸传动齿轮驱动扇形合闸齿轮转动的合闸机构只负责合闸操作，所有运动零件只需单方向运动，不会因需切换运动反向而引起齿轮组卡死问题。在双层异形减速合闸传动齿轮和扇形合闸齿轮位置都设有位置检测装置，实现运动闭环控制。
53.执行分闸操作时，通过推拉式电磁铁推动脱扣拨杆转动拨动断路器上的脱扣机构脱扣，完成分闸操作。使用磁通分闸，结构简洁、可靠性高、动作迅速，使保护动作更加高效、可靠。
54.该小型断路器自动分合闸机构执行分闸操作时，推拉式电磁铁推动脱扣拨杆转动拨动断路器上的脱扣机构脱扣，完成分闸操作。使用磁通分闸，分闸迅速，分闸速度在毫秒级，避免了电机齿轮传动分闸的分闸速度慢的问题。
55.本技术方案中的合闸机构和分闸机构是两组独立机构，所以，在合闸时如需要立即分闸保护本技术方案可通过分闸机构执行分闸操作，不会出现合闸瞬间需要分闸保护时不能执行而引发事故。
56.本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。