一种模块化组合式多位置隔离开关的制作方法

1.本发明涉及隔离开关技术领域，尤其涉及一种模块化组合式多位置隔离开关。


背景技术：

2.目前，隔离开关系统中的控制元件是控制触头通断，轨道车辆在控制或在受干扰情况下，可以满足车辆在正常位、车间电源位和接地位的不同供电要求，现有隔离开关结构复杂，种类繁多，普遍采用定制设计，没有统一的结构设计要求，通用零件较少，增加了设计难度、制造成本和维修成本，无法适应快速响应客户方案，节能环保的要求。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供了一种模块化组合式多位置隔离开关，通过模块化设计的触头组的排列组合，使得每组触头组单独实现通断的电路、电流参数和功能要求实现结合，并通过与操作手柄传动连接的主转轴上的动触头凸轮对各组触头组分别进行通断控制，实现多个旋转位置状态的电路切换，解决轨道机车隔离开关对模块化设计要求的同时，满足多种控制状态需求，大大缩小了隔离开关的体积，并将繁杂的结构系统进行模块化和集成化，在使用和维修过程中仅需求对不同模块进行操作和更换，而无需考虑模块内部具体结构，极大提升了隔离开关的操作性和维护性。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种模块化组合式多位置隔离开关，包括：开关框架、切换组件、传动组件和触头组；
5.所述切换组件包括操作手柄、手柄球和锁定销，所述传动组件包括手柄杆、主转轴和动触头凸轮，所述操作手柄安装于所述手柄杆上，所述手柄杆固定于所述主转轴一端，所述动触头凸轮安装于所述主转轴的轴体上，驱动所述操作手柄能够带动所述动触头凸轮同步转动；
6.所述锁定销分别将所述操作手柄锁定于不同的旋转位置，所述手柄球与所述锁定销相连接，操控所述手柄球能够解除所述锁定销对所述操作手柄的锁定；
7.预设数量的所述触头组安装于所述开关框架内，且所述动触头凸轮旋转过程中能够拨动对应位置的所述触头组的动触头轴承，以调整所述触头组的触头状态；
8.预设所述触头组对应的动触头凸轮相对于所述主转轴的角度，使得所述操作手柄处于不同的旋转位置时，在所述动触头凸轮拨动下的所述触头组的触头状态的组合符合当前旋转位置的预设开关状态。
9.在上述技术方案中，优选地，所述触头组包括动触头、动触头板、静触头、静触头板、拨动弹簧和合并弹簧；
10.所述动触头板的固定端与所述静触头板通过圆柱销旋转连接，所述拨动弹簧一端与所述动触头板相连接，另一端与所述静触头板相连接；
11.所述静触头通过静触头垫板固定于所述静触头板上，所述合并弹簧通过弹簧座实现相对于所述静触头板的固定，所述动触头固定于所述合并弹簧上，所述动触头板的活动
端抵靠于所述动触头上，所述动触头在初始状态下受到所述合并弹簧的弹力作用能够与所述静触头合并接触；
12.所述动触头板在所述动触头凸轮的外力作用下能够克服所述拨动弹簧的弹力并绕所述圆柱销旋转，使得所述动触头板能够推动所述动触头克服所述合并弹簧的弹力并与所述静触头分离，以解除所述动触头与所述静触头的合并接触状态。
13.在上述技术方案中，优选地，所述动触头板上与所述动触头凸轮接触处设置有轴承，使得所述动触头凸轮在拨动所述动触头板的过程中与所述轴承相接触，由所述轴承的转动实现所述动触头凸轮与所述动触头板之间的相对旋转运动。
14.在上述技术方案中，优选地，所述动触头两端分别设置有静触头，且两端的所述静触头上设置有连接孔，根据所要实现的预设开关状态，对不同组的所述触头组的同一端静触头分别通过所述连接孔进行不同的并联方式，从而在所述操作手柄处于不同的旋转位置时所述触头组的触头状态的组合实现不同的开关状态。
15.在上述技术方案中，优选地，所述开关框架包括前面板支架、后面板支架、支撑板和支撑轴，所述前面板支架和所述后面板支架通过所述支撑板和所述支撑轴相固定，所述触头组固定于所述支撑板上，所述主转轴贯穿所述前面板支架和所述后面板支架之间的区域，所述手柄杆通过手柄凸轮与所述前面板支架外的主转轴一端相连接；
16.所述锁定销活动穿设于插销座上，所述插销座固定于所述前面板支架上，所述锁定销与所述插销座之间设置有复位弹簧，所述锁定销在所述复位弹簧的弹力作用下能够插入所述手柄凸轮的不同凹槽中，实现所述操作手柄在不同旋转位置的锁定，并在所述手柄球受到外力作用下克服所述复位弹簧的弹力作用脱离所述凹槽，以解除所述锁定销对所述操作手柄的锁定。
17.在上述技术方案中，优选地，所述前面板支架上还固定有第一挂锁架，所述手柄杆上设置有第二挂锁架，所述第一挂锁架和所述第二挂锁架上设置有相匹配的锁孔；
18.所述手柄杆旋转至所述第一挂锁架与所述第二挂锁架上锁孔对应时通过挂锁实现手柄杆旋转位置的锁定；
19.将所述第一挂锁架固定于所述前面板支架上预设位置和预设角度，使得所述第一挂锁架和所述第二挂锁架锁定状态下所述操作手柄处于预设的旋转位置。
20.在上述技术方案中，优选地，模块化组合式多位置隔离开关还包括微动开关和微动开关凸轮，所述微动开关固定于所述后面板支架上，所述微动开关凸轮固定于所述主转轴上靠近所述后面板支架外侧的一端，所述微动开关凸轮随所述主转轴同步转动，并在所述操作手柄处于不同的旋转位置时能够触发所述微动开关的不同开关状态。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过模块化设计的触头组的排列组合，使得每组触头组单独实现通断的电路、电流参数和功能要求实现结合，并通过与操作手柄传动连接的主转轴上的动触头凸轮对各组触头组分别进行通断控制，实现多个旋转位置状态的电路切换，解决轨道机车隔离开关对模块化设计要求的同时，满足了多种控制状态需求，大大缩小了隔离开关的体积，并将繁杂的结构系统进行模块化和集成化，在使用和维修过程中仅需求对不同模块进行操作和更换，而无需考虑模块内部具体结构，极大提升了隔离开关的操作性和维护性。
附图说明
22.图1为本发明一种实施例公开的模块化组合式多位置隔离开关的结构三视图；
23.图2为本发明一种实施例公开的模块化组合式多位置隔离开关的右视图；
24.图3为本发明一种实施例公开的触头组的结构三视图；
25.图4为图3所示实施例的触头组的a-a向剖视图；
26.图5为本发明一种实施例公开的隔离开关的电气原理图。
27.图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：
28.1、前面板支架；2、后面板支架；3、支撑轴；4、支撑板；5、触头组；6、操作手柄；7、第二挂锁架；8、手柄杆；9、手柄凸轮；10、动触头凸轮；11、微动开关凸轮；12、微动开关；13、手柄球；14、锁定销；15、复位弹簧；16、插销座；17、第一挂锁架；18、主转轴；21、动触头；22、动触头板；23、静触头；24、静触头板；25、拨动弹簧；26、合并弹簧；27、圆柱销；28、轴承；29、连接孔；30、静触头垫板；31、弹簧座；32、安装孔。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
31.如图1和图2所示，根据本发明提供的一种模块化组合式多位置隔离开关，包括：开关框架、切换组件、传动组件和触头组5；
32.切换组件包括操作手柄6、手柄球13和锁定销14，传动组件包括手柄杆8、主转轴18和动触头凸轮10，操作手柄6安装于手柄杆8上，手柄杆8固定于主转轴18一端，动触头凸轮10安装于主转轴18的轴体上，驱动操作手柄6能够带动动触头凸轮10同步转动；
33.锁定销14分别将操作手柄6锁定于不同的旋转位置，手柄球13与锁定销14相连接，操控手柄球13能够解除锁定销14对操作手柄6的锁定；
34.预设数量的触头组5安装于开关框架内，且动触头凸轮10旋转过程中能够拨动对应位置的触头组5的动触头轴承28，以调整触头组5的触头状态；
35.预设触头组5对应的动触头凸轮10相对于主转轴18的角度，使得操作手柄6处于不同的旋转位置时，在动触头凸轮10拨动下的触头组5的触头状态的组合符合当前旋转位置的预设开关状态。
36.在该实施方式中，通过模块化设计的触头组5的排列组合，使得每组触头组5单独实现通断的电路、电流参数和功能要求实现结合，并通过与操作手柄6传动连接的主转轴18上的动触头凸轮10对各组触头组5分别进行通断控制，实现多个旋转位置状态的电路切换，解决轨道机车隔离开关对模块化设计要求的同时，满足了多种控制状态需求，大大缩小了隔离开关的体积，并将繁杂的结构系统进行模块化和集成化，在使用和维修过程中仅需求对不同模块进行操作和更换，而无需考虑模块内部具体结构，极大提升了隔离开关的操作性和维护性。
37.具体地，在操作过程中，操控操作手柄6于一旋转位置处，由锁定销14锁定该旋转
位置放置操作手柄6转动或晃动。主转轴18上的动触头凸轮10在当前旋转位置，若突出部分朝向对应位置的动触头21，则此时动触头21受到动触头凸轮10的拨动，若当前旋转位置下动触头凸轮10的突出部分未朝向对应位置的动触头21，则此时动触头21不会受到动触头凸轮10的拨动。
38.通过主转轴18上不同的动触头凸轮10的突出部分相对于主转轴18的角度设定，使得不同的触头组5所受到的动触头凸轮10的拨动情况不同，不同触头组5的触头状态不同，则可以在操作手柄6转动至不同旋转位置时，这些触头组5的触头状态的组合方式不同，实现隔离开关的不同开关状态，继而实现不同的功能。
39.如图3和图4所示，在上述实施方式中，优选地，触头组5包括动触头21、动触头板22、静触头23、静触头板24、拨动弹簧25和合并弹簧26；
40.动触头板22的固定端与静触头板24通过圆柱销27旋转连接，拨动弹簧25一端与动触头板22相连接，另一端与静触头板24相连接；
41.静触头23通过静触头垫板30固定于静触头板24上，合并弹簧26通过弹簧座31实现相对于静触头板24的固定，动触头21固定于合并弹簧26上，动触头板22的活动端抵靠于动触头21上，动触头21在初始状态下受到合并弹簧26的弹力作用能够与静触头23合并接触；
42.动触头板22在动触头凸轮10的外力作用下能够克服拨动弹簧25的弹力并绕圆柱销27旋转，使得动触头板22能够推动动触头21克服合并弹簧26的弹力并与静触头23分离，以解除动触头21与静触头23的合并接触状态。
43.具体地，通过圆柱销27的铰接，使得动触头板22能够相对于静触头板24实现旋转运动。在拨动弹簧25和合并弹簧26处于初始状态时，动触头板22抵靠于动触头21上，动触头21与静触头23相接触。在动触头板22受到外力拨动并克服拨动弹簧25的弹力绕圆柱销27旋转时，推动动触头21克服合并弹簧26的弹力并使动触头21开始朝向合并弹簧26的收缩方向运动，从而动触头21与静触头23分离，改变开关状态。
44.在动触头板22受到的外力解除后，拨动弹簧25在弹力作用下回到初始状态同时带动动触头板22回到原位置，动触头21不再受到动触头板22的推动作用，则合并弹簧26在弹力作用下回到初始状态，同时带动动触头21回到原位置，使得动触头21与静触头23重新接触，改变开关状态。
45.在上述实施方式中，优选地，动触头21两端分别设置有静触头23，且两端的静触头23上设置有连接孔29，根据所要实现的预设开关状态，对不同组的触头组5的同一端静触头23分别通过连接孔29进行不同的并联方式，从而在操作手柄6处于不同的旋转位置时触头组5的触头状态的组合实现不同的开关状态。
46.具体地，每组触头组5有两个静触头23，即有两个连接点，通过对多组触头组5的同一端的连接点分别进行不同的并联方式，能够使得多组触头组5共同构成的隔离开关实现不同的开关操控方式。具体的并联方式，需要按照所要实现的功能进行具体设计，设计方式不在本发明的保护范围内，在此不再赘述。
47.在上述实施方式中，优选地，动触头板22上与动触头凸轮10接触处设置有轴承28，使得动触头凸轮10在拨动动触头板22的过程中与轴承28相接触，由轴承28的转动实现动触头凸轮10与动触头板22之间的相对旋转运动。通过轴承28的设置，使得动触头凸轮10与动触头板22之间的滑动摩擦改变为滚动摩擦，降低磨损，提高寿命，同时提高隔离开关操控过
程的稳定性和可靠性。
48.在上述实施方式中，优选地，开关框架包括前面板支架1、后面板支架2、支撑板4和支撑轴3，前面板支架1和后面板支架2通过支撑板4和支撑轴3相固定，触头组5通过安装孔32固定于支撑板4上，主转轴18贯穿前面板支架1和后面板支架2之间的区域，手柄杆8通过手柄凸轮9与前面板支架1外的主转轴18一端相连接；
49.锁定销14活动穿设于插销座16上，插销座16固定于前面板支架1上，锁定销14与插销座16之间设置有复位弹簧15，锁定销14在复位弹簧15的弹力作用下能够插入手柄凸轮9的不同凹槽中，实现操作手柄6在不同旋转位置的锁定，并在手柄球13受到外力作用下克服复位弹簧15的弹力作用脱离凹槽，以解除锁定销14对操作手柄6的锁定。
50.具体地，将模块化的触头组5集成于前面板支架1和后面板支架2之间，动触头板22向下对应主转轴18上安装的动触头凸轮10，在操作手柄6转动过程中，动触头凸轮10的突出部分转动至朝上对应动触头板22的位置时，动触头板22被拨动，则当前触头组5的动触头21与静触头23分离，动触头凸轮10的突出部分转动至其他位置时，动触头21与静触头23接触。
51.预先在前面板支架1上设定不同的开关状态位置，并在操作手柄6处于对应该开关状态位置的旋转位置时，设置动触头凸轮10相对于主转轴18的固定角度，使得每组动触头凸轮10能够按照当前设定的开关状态对对应位置的触头组5进行开关状态控制。当操作手柄6旋转至另一开关状态位置时，每组动触头凸轮10也能够按照另一开关状态对对应位置的触头组5进行相应的开关状态控制。
52.在该设定过程中，通过在前面板支架1上设置不同的开关状态位置、设置触头组5和动触头凸轮10的数量、设置动触头凸轮10相对于主转轴18的固定角度、设置动触头凸轮10的突出部分的形状以及设置不同触头组5之间的并联方式，来对隔离开关的开关状态进行个性化设计和调整。
53.在上述实施方式中，优选地，前面板支架1上还固定有第一挂锁架17，手柄杆8上设置有第二挂锁架7，第一挂锁架17和第二挂锁架7上设置有相匹配的锁孔；
54.手柄杆8旋转至第一挂锁架17与第二挂锁架7上锁孔对应时通过挂锁实现手柄杆8旋转位置的锁定；
55.将第一挂锁架17固定于前面板支架1上预设位置和预设角度，使得第一挂锁架17和第二挂锁架7锁定状态下操作手柄6处于预设的旋转位置。
56.通过挂锁架的相对锁定，进一步提高对操作手柄6位置的锁定，防止外力干扰拨乱操作手柄6。
57.在上述实施方式中，优选地，模块化组合式多位置隔离开关还包括微动开关12和微动开关凸轮11，微动开关12固定于后面板支架2上，微动开关凸轮11固定于主转轴18上靠近后面板支架2外侧的一端，微动开关凸轮11随主转轴18同步转动，并在操作手柄6处于不同的旋转位置时能够触发微动开关12的不同开关状态。
58.通过微动开关12的设定，可以在操作手柄6处于不同的旋转位置时，微动开关12处于一个对应的开关状态下，通过直接输出微动开关12的开关状态指令，能够确定当前隔离开关的开关状态。即，将隔离开关中触头组5的触头状态的复杂组合方式利用隔离开关的一种开关状态进行表示。在该实施方式中，触头组5的触头状态的组合方式与微动开关12的开关状态为一一对应的关系。
59.根据上述实施方式中公开的模块化组合式多位置隔离开关，在具体实施过程中，操作手柄6可设定三个旋转位置，分别为operation、workshop和earthing位置。隔离开关中安装五组触头组，分别为主触点q1、主触点q2以及辅助触点as1、as2和as3。
60.在操作过程中，通过操作手柄6可实现各触头组通断，操作手柄6时需先拉动手柄球13以解锁操作手柄6。
61.如图5所示，操作手柄6在“operation”位时，主触点q1.1和q1.2闭合、q1.1和q1.3断开、q2.1和q2.3断开，辅助触点(as1、as2、as3)1和2闭合、3和4断开、7和8断开、9和10闭合、13和14断开、15和16闭合。
62.操作手柄6在“workshop”位时，主触点q1.1和q1.3闭合、q1.1和q1.2断开、q2.1和q2.3断开，辅助触点(as1、as2、as3)1和2断开、3和4闭合、7和8闭合、9和10断开、13和14断开、15和16闭合。
63.操作手柄6在“earthing”位时，主触点q1.1和q1.3闭合、q1.1和q1.2断开、q2.1和q2.3闭合，辅助触点(as1、as2、as3)1和2断开、3和4闭合、7和8断开、9和10闭合、13和14闭合、15和16断开。
64.通过上述实施方式中公开的模块化组合式多位置隔离开关，目的是轨道车辆在控制或在受干扰情况下，对车辆和车间工作人员进行安全保护，此开关闭合时，可以将与其相连接的导体部份可靠地和大地连接，并同时具备体积小，触头组模块化的特点。该隔离开关解决了轨道机车隔离开关对模块化设计的要求，并兼顾了快速响应客户方案，节能环保的要求，这是本产品依据集成化、模块化思想进行设计的结果。可以满足客户的多种需求，多种零件通用，大大缩小了隔离开关的体积，并且将繁杂的结构系统模块化，在维修和使用时仅需要对该模块进行更换或操作，而无需考虑模块内部的具体结构，这使得本产品的操作性和维护性也得到极大提升。
65.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。