开关装置和供电设备的制作方法

文档序号:32395466发布日期:2022-11-30 10:11阅读:39来源:国知局
开关装置和供电设备的制作方法

1.本发明涉及电气技术领域,特别涉及一种开关装置和供电设备。


背景技术:

2.供电设备中广泛使用操作机构,通过控制开关装置的分合闸,实现电路的通断。随着供电设备的功能越来越多,安全性需求也越来越高。在供电设备中,经常出现紧急、需要切断电路的情况,例如电路故障的情况,需要手动操作开关装置断电。
3.相关技术中,储能机构在锁定状态下,通常通过锁钩或卡勾进行锁合,锁钩或卡勾直接对储能机构的扭簧进行锁定和限位,需要确保具有较大的锁合力量才能保证储能机构的储能能量去切断电路。在需要脱扣时,因锁钩或卡勾直接对扭簧的锁定和限位,解锁需要对锁钩或卡勾施加较大的力,以驱动锁钩或卡勾打开与扭簧的锁定,才能释放扭簧的弹力;但是锁定和解锁对锁合强度和解锁驱动力是具有一定挑战的,锁合强度不够容易出现锁合不稳定,锁合强度太高容易导致解锁失败,使得储能机构的锁定和解锁的锁合强度难以均衡。


技术实现要素:

4.本发明的主要目的是提供一种开关装置,旨在解决现有的开关装置中储能机构的锁定和解锁的锁合强度难以均衡的问题。
5.为实现上述目的,本发明提出的开关装置,包括:安装架,所述安装架设有安装腔;操作机构,所述操作机构活动设于所述安装腔内;储能机构,所述储能机构活动设于所述安装腔内,所述储能机构的一端与所述安装架弹性连接,另一端设有挂接部;脱扣机构,所述脱扣机构包括设于所述安装腔内的脱扣器和脱扣组件,所述脱扣组件的一端与所述安装架弹性连接,另一端设有锁孔,所述脱扣器间隔设于所述脱扣组件的一侧;其中,所述脱扣机构具有所述挂接部卡接于所述锁孔内的锁扣状态以及所述挂接部脱离所述锁孔的脱扣状态;在所述锁扣状态时,所述操作机构用于驱动所述开关装置呈合闸状态或开闸状态;在所述脱扣状态时,所述脱扣器用于驱动所述脱扣组件移动,使所述挂接部脱离所述锁孔,且所述储能机构带动所述操作机构运动,使所述开关装置呈开闸状态。
6.可选地,所述脱扣组件包括:锁定件,所述锁定件转动设于所述安装架,所述锁定件设有所述锁孔,所述锁定件一端与所述安装架弹性连接,另一端设有抵接部;和解锁件,所述解锁件的一端与所述安装架转动连接,另一端与所述安装架弹性连
接,所述解锁件对应所述抵接部设有避位孔;在所述锁扣状态下,所述抵接部抵接所述避位孔的边缘;在所述脱扣状态下,所述脱扣器驱动所述解锁件转动,使所述抵接部移动至所述避位孔内。
7.可选地,所述脱扣组件还包括第一弹性件和第二弹性件,所述第一弹性件的一端和第二弹性件的一端分别与所述安装架连接;所述锁定件包括锁定板体和锁转部,所述锁定板体设有所述抵接部,且所述锁定板体邻近所述抵接部开设所述锁孔,所述锁转部转动连接所述安装架,并位于所述锁定板体的一端,所述锁定板体的另一端与所述第二弹性件弹性连接;所述解锁件包括围合呈解锁槽的解锁板体、转动部及拉扣部,所述锁定板体活动容纳于所述解锁槽内,所述解锁板体开设有所述避位孔,所述转动部位于所述解锁板体的一端,并与所述安装架转动连接,所述拉扣部位于所述解锁板体的另一端,并与所述第一弹性件弹性连接。
8.可选地,所述第一弹性件为拉簧或扭簧;且/或,所述第二弹性件为拉簧或扭簧。
9.可选地,所述储能机构包括:储能簧,所述储能簧的一端连接所述安装架;和平衡组件,所述平衡组件活动设于所述安装架,并连接所述储能簧的另一端,所述平衡组件远离所述储能簧的一端设有所述挂接部;其中,在所述脱扣状态时,所述储能簧驱动所述平衡组件转动,所述平衡组件带动所述操作机构运动,使所述开关装置呈开闸状态。
10.可选地,所述安装架设有卡位槽,所述平衡组件包括:固定轴,所述固定轴连接所述安装架,所述储能簧套设于所述固定轴;平衡板,所述平衡板的一端连接所述储能簧,并与所述固定轴转动连接,所述平衡板的另一端连接所述挂接部;及联动轴,所述联动轴设于所述平衡板远离所述储能簧的一端;其中,在所述锁扣状态,所述联动轴卡接于所述卡位槽内;在所述脱扣状态,所述储能簧驱动所述平衡板转动时,所述联动轴抵推所述操作机构同向转动,以使所述开关装置呈开闸状态。
11.可选地,所述脱扣器包括:脱扣驱动,所述脱扣驱动设于所述安装腔内;和推动件,所述推动件活动设于所述脱扣驱动面向所述脱扣组件的一端;其中,所述脱扣驱动用于驱动所述推动件抵推所述脱扣组件转动,使得所述挂接部脱离所述锁孔。
12.可选地,所述开关装置还包括主轴、旋钮及复位机构,所述旋钮连接所述主轴,所述主轴转动连接所述操作机构,所述复位机构包括:复位件,所述复位件设于所述安装架,并与所述主轴固定连接,所述复位件设有回转槽;和传动臂,所述传动臂一端设于所述回转槽内,另一端连接所述脱扣器;
其中,所述旋钮驱动所述主轴带动所述复位件转动,使所述脱扣器回位,同时所述操作机构带动所述储能机构转动至所述挂接部卡接于所述锁孔。
13.可选地,所述安装架设有限位槽,所述操作机构包括:转接件,所述转接件与所述主轴啮合;驱动组件,所述驱动组件连接所述转接件;连杆组件,所述连杆组件的一端转动连接所述安装架,另一端连接一切换轴组件,所述切换轴组件活动连接所述安装架,所述连杆组件穿设于所述限位槽内,并连接所述驱动组件;其中,所述驱动组件驱动所述连杆组件在所述限位槽内移动,以带动所述切换轴组件转动使所述开关装置呈合闸状态或开闸状态。
14.可选地,所述连杆组件包括:拨杆,所述拨杆设于所述限位槽内;第一曲柄,所述第一曲柄的一端与所述安装架转动连接,另一端与所述拨杆转动连接;和第二曲柄,所述第二曲柄的一端与所述拨杆转动连接,另一端固定连接所述切换轴组件,所述切换轴组件的转动轴线与所述主轴的转动轴线平行设置。
15.可选地,所述驱动组件包括:驱动板,所述驱动板转动设于所述安装架,并与所述转接件连接;和第三弹性件,所述第三弹性件的一端连接所述连杆组件,另一端连接所述驱动板,所述转接件驱动所述驱动板转动,带动所述第三弹性件驱动所述连杆组件在所述限位槽内移动。
16.可选地,所述开关装置还包括触点机构,所述切换轴组件包括:第一轴杆,所述第一轴杆转动连接所述连杆组件;第二轴杆,所述第二轴杆活动设于所述安装架,第二轴杆与所述第一轴杆通过一连轴板固定连接,所述第二轴杆的轴向平行于所述主轴的旋转轴线,所述第二轴杆远离所述主轴的一端穿出所述安装腔;及切换块,所述切换块连接所述第二轴杆,所述切换块位于所述触点机构与所述安装架之间,所述触点机构设有驱动槽,所述切换块设于所述驱动槽内。
17.本发明还提供一种供电设备,所述供电设备包括:机壳,所述机壳设有容腔;控制组件,所述控制组件设于所述容腔内;和如上述任一项所述的开关装置,至少部分所述开关装置设于所述容腔内,所述开关装置与所述控制组件电连接。
18.本发明技术方案通过采用脱扣机构将储能组件解锁,以驱动操作机构自动开闸,有效解决现有的开关装置中储能机构的锁定和解锁的锁合强度难以均衡的问题。开关装置包括具有安装腔的安装架和设于安装腔内的操作机构、储能机构及脱扣机构。脱扣机构包括脱扣器和一端弹性连接安装架、另一端设有锁孔的脱扣组件;储能机构连接安装架并设有与锁孔锁合的挂接部。挂接部卡接于锁孔内呈锁扣状态,挂接部脱离锁孔呈脱扣状态;在锁扣状态,储能机构储能,操作机构用于驱动开关装置呈合闸状态或开闸状态;在脱扣状态
时,脱扣器只需要克服脱扣组件与安装架的弹性连接力,就能驱动脱扣组件移动,使挂接部脱离锁孔,脱扣器配合脱扣组件能均衡锁定和解锁的锁合强度,脱扣无需较大动力,同时储能机构释放带动操作机构运动使开关装置呈开闸状态。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本发明开关装置一实施例的分解结构示意图;图2为本发明开关装置一实施例的操作机构处于开闸状态的局部结构示意图;图3为本发明开关装置一实施例的操作机构处于合闸过程中第三弹性件储能临界状态的局部结构示意图;图4为本发明开关装置一实施例的操作机构处于合闸完成呈合闸状态的局部结构示意图;图5为本发明开关装置一实施例的操作机构的驱动板和第三弹性件的连接结构的结构示意图;图6为本发明开关装置一实施例的安装架的装配结构示意图;图7为本发明开关装置一实施例的操作机构的连杆组件的装配结构示意图;图8为本发明开关装置一实施例的驱动板、储能机构的局部结构以及脱扣组件的锁定件之间的装配结构示意图;图9为本发明开关装置一实施例的平衡组件的装配结构示意图;图10为本发明开关装置一实施例的锁定件的结构示意图;图11为本发明开关装置一实施例的解锁件的结构示意图;图12为本发明开关装置一实施例的合闸状态的脱扣机构和储能机构锁定时的装配结构示意图;图13为本发明开关装置一实施例的脱扣过程中脱扣机构和储能机构相对运动时的配合结构示意图;图14为如图13的截面结构示意图;图15为本发明开关装置一实施例的脱扣状态的脱扣机构和储能机构的状态结构示意图;图16为本发明开关装置一实施例的触点机构的结构示意图;图17为本发明开关装置一实施例的静端子的结构示意图;图18为本发明开关装置一实施例的可动座组的结构示意图;图19为如图12中脱扣组件的受力分析示意图。
21.附图标号说明:标号名称标号名称标号名称100开关装置30储能机构50脱扣机构10安装架31储能簧51脱扣器
101上壳32平衡组件511脱扣驱动102下壳321固定轴512推动件10a限位槽322平衡板52脱扣组件10b卡位槽322a重锁槽521锁定件10c安装腔323联动轴521a锁孔11底板324挂接部5211抵接部111下限位部70操作机构5212重锁部12顶板71转接件5213锁转部111上限位部72驱动组件5214锁定板体13主轴721驱动板522解锁件14立柱722第三弹性件522a避位孔20旋钮723挂杆5221转动部40触点机构73连杆组件5222拉扣部41静端子73a连杆轴心5223解锁板体411第一端60复位机构523第一弹性件412第二端61复位件524第二弹性件413端子体61a回转槽731第一曲柄42动触桥62传动臂732第二曲柄441转座43紧固件733拨杆442驱动凸起45端子层80切换轴组件42a触点槽83切换块81第一轴杆44b驱动槽84连轴板82第二轴杆44可动座组
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本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
22.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,所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动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。
23.需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
24.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为
指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“a和/或b为例”,包括a方案,或b方案,或a和b同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
26.本发明提出一种开关装置100。
27.需要说明的是,本发明一实施方式提供一种供电设备及应用在供电设备中的开关装置100。供电设备包括控制单元、开关装置100、直流源和功率变换单元,所述开关装置100电连接在直流源和功率变换单元之间,所述控制单元用于在所述直流源或功率变换单元故障时发送开闸信号至所述开关装置100。直流源可以是光伏组件、或光伏组串、或光伏组件和光伏组串的串并联电路,直流源也可以是一种功率变换单元。功率变换单元可以为dc/dc变换器、或dc/ac变换器。直流源和功率变换单元均可视为供电电路,当供电电路出现故障时,例如,如果直流源或功率变换单元出现故障,控制单元侦测到此故障的发生,控制单元能够发送开闸信号至开关装置100,此开闸信号用于触发(即驱动)开关装置100开闸,断开电路。
28.一种实施方式中,控制单元可以为单独的控制器,此控制器独立于直流源和功率变换单元设置在供电设备中,通过信号线电连接至功率变换单元、直流源和开关装置100。一种实施方式中,功率变换单元可以为独立的功率变换装置,例如,逆变器。一种实施方式中,控制单元也可以集成在其它的功能装置中,例如,控制单元可以集成在逆变器中,可以为逆变器中的主板上的控制电路或控制芯片,这样,功率变换装置作为一个独立的装置,使用在任意的场景中都可以具备开关装置100,即电路故障的情况自动跳闸。
29.本发明提供的开关装置100可以为独立的开关装置100器件设置在供电设备中,开关装置100也可以设置在供电设备中的功能装置上,例如,开关装置100设置在功率变换装置上。
30.现有的旋转开关中,储能机构30在锁定状态下,通常通过锁钩或卡勾进行锁合,锁钩或卡勾直接对储能机构30的扭簧进行锁定和限位,需要确保具有较大的锁合力量才能保证储能机构30的储能能量去切断电路。在需要脱扣时,因锁钩或卡勾直接对扭簧的锁定和限位,解锁需要对锁钩或卡勾施加较大的力,以驱动锁钩或卡勾打开与扭簧的锁定,才能释放扭簧的弹力;但是锁定和解锁对锁合强度和解锁驱动力是具有一定挑战的,锁合强度不够容易出现锁合不稳定,锁合强度太高容易导致解锁失败,使得储能机构30的锁定和解锁的锁合强度难以均衡。
31.参照图1至18,图1为本发明开关装置100一实施例的分解结构示意图;图2至图4为本发明开关装置100一实施例的操作机构70自开闸状态到合闸状态的过程示意图;图5至图11分别为本发明开关装置100一实施例的驱动组件72、安装架10、连杆组件73的结构示意图;图8为本发明开关装置100一实施例的驱动板721、储能机构30的局部结构以及脱扣组件52的锁定件之间的装配结构示意图;图9至图11为本发明开关装置100一实施例的平衡组件32、锁定件、解锁件522的结构示意图;图12至图15为本发明开关装置100一实施例的合闸状态的脱扣机构50和储能机构30自合闸状态脱扣呈现分闸状态的过程结构示意图;图16为本
发明开关装置100一实施例的触点机构40的结构示意图;图17为本发明开关装置100一实施例的静端子41的结构示意图;图18为本发明开关装置100一实施例的可动座组的结构示意图;图19为如图12中脱扣组件52的受力分析示意图。
32.在本发明实施例中,该开关装置100包括安装架10、操作机构70、储能机构30及脱扣机构50;如图1和图8所示,所述安装架10设有安装腔10c;所述操作机构70活动设于所述安装腔10c内;所述储能机构30活动设于所述安装腔10c内,所述储能机构30的一端与所述安装架10弹性连接,另一端设有挂接部324;所述脱扣机构50包括设于所述安装腔10c内的脱扣器51和脱扣组件52,所述脱扣组件52的一端与所述安装架10弹性连接,另一端设有锁孔521a,所述脱扣器51间隔设于所述脱扣组件52的一侧。其中,所述脱扣机构50具有所述挂接部324卡接于所述锁孔521a内的锁扣状态以及所述挂接部324脱离所述锁孔521a的脱扣状态;在所述锁扣状态时,所述操作机构70用于驱动所述开关装置100呈合闸状态或开闸状态;在所述脱扣状态时,所述脱扣器51用于驱动所述脱扣组件52移动,使所述挂接部324脱离所述锁孔521a,且所述储能机构30带动所述操作机构70运动,使所述开关装置100呈开闸状态。
33.本发明技术方案通过采用脱扣机构50将储能组件解锁,以驱动操作机构70自动开闸,有效解决现有的开关装置100中储能机构30的锁定和解锁的锁合强度难以均衡的问题。开关装置100包括具有安装腔10c的安装架10和设于安装腔10c内的操作机构70、储能机构30及脱扣机构50。脱扣机构50包括脱扣器51和一端弹性连接安装架10、另一端设有锁孔521a的脱扣组件52;储能机构30连接安装架10并设有与锁孔521a锁合的挂接部324。挂接部324卡接于锁孔521a内呈锁扣状态,挂接部324脱离锁孔521a呈脱扣状态;在锁扣状态,储能机构30储能,操作机构70用于驱动开关装置100呈合闸状态或开闸状态;在脱扣状态时,脱扣器51只需要克服脱扣组件52与安装架10的弹性连接力,就能驱动脱扣组件52移动,使挂接部324脱离锁孔521a,脱扣器51配合脱扣组件52能均衡锁定和解锁的锁合强度,脱扣无需较大动力,同时储能机构30释放带动操作机构70运动使开关装置100呈开闸状态。
34.需要说明的是,上述实施例中表述的“在锁扣状态”指的是整体的锁扣过程和锁扣过程完成之后呈现的开关装置100的多种状态,上述实施例中表述的“在脱扣状态”指的是整体的脱扣过程和脱扣过程完成时能呈现出来的开关装置100的多种状态,并非单独指单一时刻的状态描述。则上述锁扣状态和脱扣状态不对单一状态进行唯一限定,可理解为在锁扣状态是为了实现锁扣过程,过程完成后开关装置100呈合闸状态,在脱扣状态是为了实现脱扣的整个过程,过程完成后开关装置100呈开闸状态。
35.结合参照图16至图18所示,进一步地,操作机构70主要用于手动合闸及远程自动开闸的执行机构。开光装置还包括有与操作机构70传动连接的触点机构40和在脱扣之后、配合操作机构70复位使储能机构30重新蓄能的复位机构60,储能机构30重新蓄能的过程就是再一次手动合闸的过程。
36.在正常运作状态下,手动合闸或手动开闸都是操作机构70传动连接至触点机构40实现合闸和开闸的过程,储能机构30和脱扣机构50均是呈锁合状态,只有在电路异常时会进行脱扣实现远程自动开闸;在脱扣状态下,脱扣器51运行抵推着脱扣组件52,使得储能机构30和脱扣机构50均是呈锁合状态,储能机构30释放蓄能呈自然状态,储能机构30释放蓄能的过程带动操作
机构70实现了远程自动开闸;在脱扣之后的复位过程中,即在一实施例中,可以是在电路故障检修完毕,需要给产品复位的情况下,复位机构60和驱动机构同时运行,复位机构60带动脱扣器51缩回,脱扣组件52的抵推力消失、会在弹性势能的作用下实现回位至合闸状态下的位置;操作机构70运行使得触点机构40导通,触点机构40导通的过程也是储能机构30再次蓄能的过程。
37.进一步地,开关装置100包括一壳体,安装架10、操作机构70、储能机构30、脱扣机构50以及复位机构60集成设置与壳体内部,壳体内部结构紧凑,空间布局利用率高,机构配合顺畅,使得手动合闸、手动开闸或远程自动开闸过程运行流畅,脱扣驱动511力较小,便于各机构之间抵推、带动、锁扣或脱扣的配合。壳体整体位于触点机构40顶部。壳体包括可拆卸连接的第一半壳和第二半壳,便于检修、维修更换内部元件的拆卸。
38.第一半壳和第二半壳可以是沿竖直方向分布的上壳101和下壳102,或者是沿左右方向分布的左壳和右壳,或者是沿前后方向分布的前壳和后壳。以上壳101和下壳102为优选,操作机构70的部分结构穿过下壳102与触点机构40进行传动连接,并能带动触点机构40进行接通或断开,以使得开关装置100呈合闸或开闸状态。
39.进一步地,触点机构40可设置一层或者多层的端子层45堆叠(两层及以上),每一层端子层45中包括外壳、静端子41、动触桥42及可动座组,可动座组设于外壳内并与外壳转动连接。可动座组包括转座421和驱动凸起422,驱动凸起422设于转座421背向操作机构70的一侧,转座421面向操作机构70的因此而设有驱动槽42b,端子层45中上一层的驱动凸起422可插入下一层的驱动槽42b,从而实现不同层之间的可动座组的同步转动。可动座组的同步转动实现静端子41和动触桥42的导电接通。
40.进一步地,每层有两个静端子41固定于外壳上,每层可动座组连接有两片动触桥42,两片动触桥42间隔设置有接触空隙形成触点槽42a。当可动座组绕中心轴转动时,静端子41插入触点槽42a,从而实现触点接通。
41.进一步地,两个静端子41分别设于外壳正对的两侧或外壳中心对称的两个拐角处。静端子41包括端子体413和设于端子体413两端的第一端411和第二端412,第一端411分别通过紧固件43可拆卸固定于外壳上,第二端412朝向外壳内部延伸,且第二端412在可动座组的转动中插接入端子槽内,在触点接通时,第二端412位于两个动触桥42之间,并与动触桥42之间接触且电性连接。
42.进一步地,驱动槽42b的形状适配与操作机构70连接的结构的形状,优选为三角形、矩形等多边形,无需再次限位,提升转动同步性。
43.下述以远程自动开闸和开闸后的手动再次合闸为基础场景,进行各机构之间运作的阐述。
44.结合参照图12至15所示,可选地,所述开关装置100还包括主轴13、旋钮20及复位机构60,所述旋钮20连接所述主轴13,所述主轴13转动连接所述操作机构70,所述复位机构60包括复位件61和传动臂62,所述复位件61设于所述安装架10,并与所述主轴13固定连接,所述复位件61设有回转槽61a;所述传动臂62一端设于所述回转槽61a内,另一端连接所述脱扣器51;其中,所述旋钮20驱动所述主轴13带动所述复位件61转动,使所述脱扣器51回位,同时所述操作机构70带动所述储能机构30转动至所述挂接部324卡接于所述锁孔521a。
45.本实施例中,在需要合闸时,手动转动旋钮20,旋钮20带动主轴13传动连接,其中,
主轴13与操作机构70啮合,主轴13的转动带动操作机构70和复位机构60运转。主轴13上设置一拨片,拨片随主轴13的转动推动复位机构60的复位件61在安装架10上转动,复位件61的转动推动传动臂62作用于脱扣器51,并带动脱扣器51回位。脱扣器51的回位使得脱扣组件52回位,在脱扣组件52的回位过程中,操作机构70带动储能机构30转动,并配合脱扣机构50实现挂接部324与锁扣的再次缩合,此时,操作机构70也带动触点机构40的可动座组与其外壳相对转动,实现触点接通。
46.进一步地,当需要进行远程控制开闸时,通过脱扣器51给脱扣组件52进行电信号控制指令,使脱扣组件52动作,脱扣组件52动作时,带动储能机构30动作,使挂接部324与锁孔521a脱离,储能机构30积蓄的弹性势能释放,在弹性势能释放并恢复弹性形变过程中,带动操作机构70回转至开关装置100处于开闸位置,以使开关装置100完成开闸操作。
47.可选地,所述安装架10设有限位槽10a,所述操作机构70包括转接件71、驱动组件72及连杆组件73,所述转接件71与所述主轴13啮合;所述驱动组件72连接所述转接件71;所述连杆组件73的一端转动连接所述安装架10,另一端连接一切换轴组件80。所述切换轴组件80活动连接所述安装架10,所述连杆组件73穿设于所述限位槽10a内,并连接所述驱动组件72。其中,所述驱动组件72驱动所述连杆组件73在所述限位槽10a内移动,以带动所述切换轴组件80转动使所述开关装置100呈合闸状态或开闸状态。
48.本实施例中,转接件71与驱动组件72固定连接,切换轴组件80的一端伸出安装架10和下壳102外部并与触点机构40的驱动槽42b进行连接,以在操作机构70运转的同时实现触点接通或触点断开。安装架10包括有底板11、顶板12和位于底板11和顶板12之件的多根立柱14,底板11、顶板12和多个限位柱之间形成有安装腔10c。限位槽10a开设于底板11和/或顶板12上,提升操作机构70的转动稳定性。连杆组件73作为驱动组件72与切换洲组件之间的传输纽带,连杆组件73的上下两端部在开闸状态下设于限位槽10a的一端,在驱动组件72的驱动下移动至限位槽10a的另一端,在这个过程中,切换轴组件80转动以驱动触点机构40的触点接通。
49.可以理解的是,所述主轴13一端和旋钮20连接,另一端和顶板12转动连接,转接件71与主轴13啮合,相对于主轴13,转接件71连接驱动机构的旋转轴线与主轴13的旋转轴线呈偏心设置,同时复位件61的旋转轴线也与主轴13的旋转轴线呈偏心设置,能有效降低复位所需的扭力和驱动操作机构70运动的扭力。
50.结合参照图2至图8所示,可选地,所述驱动组件72包括驱动板721和第三弹性件722,所述驱动板721转动设于所述安装架10,并与所述转接件71连接;所述第三弹性件722的一端连接所述连杆组件73,另一端连接所述驱动板721,所述转接件71驱动所述驱动板721转动,带动所述第三弹性件722驱动所述连杆组件73在所述限位槽10a内移动。
51.本实施例中,安装架10的底板11一侧设有下限位部111,对应的顶板12一侧设有上限为部,以开闸状态为初始状态,在初始状态下,驱动板721邻近储能机构30的侧边抵接限位至上限位部111和下限位部111,上限位部111和下限位部111具体参照图6所示,连杆组件73位于切换轴组件80与旋转中心的中部通过一拨杆733限位于限位槽10a邻近储能机构30的一侧,在驱动板721转动过程中,驱动板721带动拨杆733移动至限位槽10a的另一端,以使得切换轴组件80转动,从而去带动多层端子层45内的可动座组同步转动,以使得静端子41的第二端412均插接入触电槽内,实现触点机构40的接通。
52.驱动板721呈u型设置以形成一容槽结构,容槽的槽口朝向安装腔10c中心开设,驱动板721邻近底板11和顶板12的上下两端形成容槽的槽侧壁,并分别与底板11和顶板12为转动连接关系,第三弹性件722的一端连接所述连杆组件73,另一端连接所述驱动板721。其中,顶板12一侧的端部与转接件71连接且二者相对位置固定,转接件71的转动带着驱动板721和第三弹性件722整体进行转动,在转动过程中第三弹性件722具有拉伸蓄力至最大蓄能状态,此时,第三弹性件722的两端以及连杆组件73与安装架10转动连接的转动中心在同一直线上,为第三弹性件722的临界状态。之后驱动板721继续转动并在其带动下,第三弹性件722连接连杆组件73的一端带动连杆组件73从限位槽10a的一端移动至另一端,此时连杆组件73整体绕其转动中心转动,带动切换轴组件80转动以实现触点机构40的导通,此时第三弹簧件的蓄能被释放。
53.进一步地,驱动组件72还包括与驱动板721可拆卸连接的挂杆723,驱动板721邻近槽底壁一侧,即驱动板721远离主轴13的一侧形成有槽孔,槽孔用于安装挂杆723。第三弹性件722可设置为多个,示例性的第三弹性件722可设置为四个,挂杆723设置有两个,每两个第三弹性件722远离拨杆733的一端与一挂杆723挂接。驱动板721的设置配合第三弹性件722的设置使得驱动板721的移动过程能产生蓄力,以带动拨杆733在限位槽10a内的位置切换,从而实现带动切换轴组件80的转动,使得触点机构40内部转动并接通,整个开关装置100从初始的开闸状态切换至合闸状态,结构配合紧密,提升合闸过程的可靠性。
54.可选地,连杆组件73包括拨杆733、第一曲柄731及第二曲柄732,所述拨杆733设于所述限位槽10a内;所述第一曲柄731的一端与所述安装架10转动连接,另一端与所述拨杆733转动连接;所述第二曲柄732的一端与所述拨杆733转动连接,另一端固定连接所述切换轴组件80,所述切换轴组件80的转动轴线与所述主轴13的转动轴线平行设置。
55.本实施例中,第一曲柄731的一端与所述安装架10转动连接的旋转中心设为连杆轴心73a,则当驱动组件72的第三弹性件722的两端与连杆轴心73a成一条直线时,拨杆733受到第三弹性件722的最大拉力,并在驱动板721的持续转动下,第三弹性件722驱动拨杆733移动至限位槽10a的另一端。拨杆733位置的改变带动第二曲柄732使得切换轴组件80的位置发生转变,从而带动触点机构40的可动座组转动实现触点机构40的导通,开关装置100呈合闸状态。
56.进一步地,在手动开闸时,反向转动旋钮20,旋钮20带动主轴13和切换件转动,驱动组件72与合闸过程相反。在远程自动开闸时,解锁板在脱扣器51的推动下发生转动,使得锁定板与其反转实现锁孔521a与挂接部324的脱离,从而储能机构30的蓄能释放,此时设有挂接部324的一端绕安装架10转动,并在储能机构30的蓄能驱动下抵推驱动板721实现开闸过程的驱动过程,有效实现远程的自动开闸,保护电路。
57.可选地,所述切换轴组件80包括第一轴杆81、第二轴杆82及切换块83。所述第一轴杆81转动连接所述连杆组件73;所述第二轴杆82活动设于所述安装架10,第二轴杆82与所述第一轴杆81通过一连轴板84固定连接,所述第二轴杆82的轴向平行于所述主轴13的旋转轴线,所述第二轴杆82远离所述主轴13的一端穿出所述安装腔10c;所述切换块83连接所述第二轴杆82,所述切换块83位于所述触点机构40与所述安装架10之间,所述触点机构40设有驱动槽42b,所述切换块83设于所述驱动槽42b内。
58.本实施例中,连杆组件73的第二曲柄732远离拨杆733的一端与第一轴杆81固定连
接。在合闸时,在驱动板721和第三弹性件722的驱动下,拨杆733自限位槽10a邻近储能机构30的一端移动至限位槽10a邻近脱扣机构50的一端,从而带动第一轴杆81转动,第一轴杆81的转动带动第二轴杆82和切换块83的转动,切换块83通过驱动槽42b带动多层端子层45的可动座组的转座421带动动触桥42同步移动,实现动触桥42与静端子41的电性导通,结构配合紧密,开闸和断闸过程有序,便于按需切换开关装置100的状态。
59.可以理解的是,切换轴组件80的旋转轴线与主轴13的旋转轴线重合,即第二轴杆82的旋转轴线与主轴13的旋转轴线重合,提升触点导通的可靠性。
60.可选地,所述储能机构30包括储能簧31和平衡组件32,所述储能簧31的一端连接所述安装架10;所述平衡组件32活动设于所述安装架10,并连接所述储能簧31的另一端,所述平衡组件32远离所述储能簧31的一端设有所述挂接部324;其中,在所述脱扣状态时,所述储能簧31驱动所述平衡组件32转动,所述平衡组件32带动所述操作机构70运动,使所述开关装置100呈开闸状态。
61.本实施例中,平衡组件32的一端连接储能簧31,平衡组件32穿过驱动板721的容槽空间,另一端设有挂接部324,挂接部324与平衡组件32呈夹角设置,以便于挂接于锁孔521a的孔壁上。在手动开闸和合闸的过程中,平衡组件32不动,储能簧31处于储能状态;脱扣状态时,挂接部324脱离锁孔521a,储能簧31释放蓄能,使得平衡组件32带动挂接部324转动,同时抵推着驱动板721进行开闸操作,驱动板721的反向开闸过程带动拨杆733从限位槽10a邻近脱扣机构50的一端返回至邻近储能簧31的一端,从而带动切换块83带动驱动槽42b的转动,使得静端子41推力端子槽,实现开关装置100从合闸到开闸的状态切换。
62.可选地,所述安装架10设有卡位槽10b,所述平衡组件32包括固定轴321、平衡板322及联动轴323,所述固定轴321连接所述安装架10,所述储能簧31套设于所述固定轴321。所述平衡板322的一端连接所述储能簧31,并与所述固定轴321转动连接,所述平衡板322的另一端连接所述挂接部324;所述联动轴323设于所述平衡板322远离所述储能簧31的一端。其中,在所述锁扣状态,所述联动轴323卡接于所述卡位槽10b内;在所述脱扣状态,所述储能簧31驱动所述平衡板322转动时,所述联动轴323抵推所述操作机构70同向转动,以使所述开关装置100呈开闸状态。
63.本实施例中,在合闸状态,联动轴323位于卡位槽10b内,驱动板721移动至卡位槽10b的槽口处,在脱扣状态时,储能簧31驱动平衡板322绕固定轴321转动,此时联动轴323脱离卡位槽10b,并抵推着驱动板721同向转动,实现远程自动开闸过程,驱动板721在储能簧31的驱动下无需再施加别的驱动力。平衡板322的两端分别连接固定轴321和脱扣机构50,相当于延长了储能弹簧的力臂,在同样的力矩需求下,力臂增大,力就减小,使得储能簧31的蓄能无需特别大,即旋钮20转动以进行储能簧31再次储能的过程中无需施加较大的扭力,降低开关各部件的受力大小,延长各机构的使用寿命,延长开关装置100的使用寿命。
64.具体结合参照图1、图8至图14所示,可选地,所述脱扣组件52包括锁定件521和解锁件522,所述锁定件521转动设于所述安装架10,所述锁定件521设有所述锁孔521a,所述锁定件521一端与所述安装架10弹性连接,另一端设有抵接部5211。所述解锁件522的一端与所述安装架10转动连接,另一端与所述安装架10弹性连接,所述解锁件522对应所述抵接部5211设有避位孔522a;在所述锁扣状态下,所述抵接部5211抵接所述避位孔522a的边缘;在所述脱扣状态下,所述脱扣器51驱动所述解锁件522转动,使所述抵接部5211移动至所述
避位孔522a内。
65.本实施例中,平衡板322的一端连接位于安装腔10c一侧的储能簧31,另一端设有挂接部324,且朝向正对储能簧31的锁定件521一侧延伸设置,平衡板322的端部设有挂接部324,用于与锁定件521的锁孔521a锁合。抵接部5211设置于锁孔521a的上边缘,并朝向解锁件522延伸设置。在锁扣状态下,抵接部5211能抵接至解锁件522上,参照图11中的s区域,使得解锁件522和锁定件521在合闸状态下不会相对运动,提升挂接部324和锁孔521a的锁合稳定性。在脱扣状态,脱扣器51克服解锁件522的弹性连接力,并驱动解锁件522转动,此时抵接部5211与解锁件522的抵接关系动摇,锁定件521也发生反向转动,使得抵接部5211移动至避位孔522a内,锁定件521的反向转动使得挂接部324与锁孔521a脱离,储能簧31驱动平衡板322转动,同时联动轴323抵推驱动板721和第三弹性件722实现开闸操作,从而实现远程自动开闸,保护电路。
66.进一步地,平衡板322的个数设置为两个,两个平衡板322的两端首尾相接、中部间隔,两个平衡板322分别平行于底板11和顶板12设置,并呈上下对正设置,两个平衡板322的中部穿过驱动板721的容槽内的空间,其中,多个第三弹性件722穿设于两个平衡板322的中部间隔内,在合闸状态或手动分闸状态,平衡板322不动,多个第三弹性件722的移动与平衡板322的设置互不阻碍;但在脱扣状态时,位于平衡板322一端的联动轴323能抵推驱动板721实现开闸过程,此时平衡板322和第三弹性件722以及驱动板721都是运动且相互不阻碍的,空间布局紧凑,配合紧密,提升空间利用率和开闸可靠性。
67.可选地,所述脱扣组件52还包括第一弹性件523和第二弹性件524,所述第一弹性件523的一端和第二弹性件524的一端分别与所述安装架10连接;所述锁定件521包括锁定板体5214和锁转部5213,所述锁定板体5214设有所述抵接部5211,且所述锁定板体5214邻近所述抵接部5211开设所述锁孔521a,所述锁转部5213转动连接所述安装架10,并位于所述锁定板体5214的一端,所述锁定板体5214的另一端与所述第二弹性件524弹性连接;所述解锁件522包括围合呈解锁槽的解锁板体5223、转动部5221及拉扣部5222,所述锁定板体5214活动容纳于所述解锁槽内,所述解锁板体5223开设有所述避位孔522a,所述转动部5221位于所述解锁板体5223的一端,并与所述安装架10转动连接,所述拉扣部5222位于所述解锁板体5223的另一端,并与所述第一弹性件523弹性连接。
68.设定合闸时旋钮20为顺时针转动,则主轴13顺时针转动,与主轴13啮合的转换件为逆时针转动,带动驱动板721和第三弹性件722以及切换轴组件80逆时针转动,以实现触点机构40的电性导通。本实施例中,合闸状态下,锁定板体5214通过位于锁定板体5214中部的锁转部5213对锁定板体5214和安装架10实现转动连接,解锁板体5223通过位于锁定板体5214一端的转动部5221对解锁板体5223和安装架10实现转动连接,其中转动部5221设于解锁板体5223的一端,并朝向安装板的中部位置转动连接。锁定板体5214与解锁板体5223的同侧端部分别通过第二弹性件524和第一弹性件523实现弹性连接,使得锁定板体5214与解锁板体5223具有逆时针转动的趋势;锁定板体5214邻近锁孔521a的顶部设有抵接部5211,抵接部5211抵接与解锁板体5223,二者相互抵接的力的延长线穿过转动部5221,解锁板体5223在转动部5221、抵接部5211以及第一弹性件523的配合作用下保持稳定;锁定板体5214在锁转部5213、抵接部5211以及第二弹性件524的配合作用下保持稳定,解锁板和锁定板配合提升挂接部324与锁孔521a的锁合稳定性。
69.脱扣状态下,解锁板体5223在脱扣器51的作用下绕转动部5221顺时针转动,锁定板体5214在第二弹性件524的作用下绕锁转部5213逆时针转动,使得挂接部324与锁孔521a脱离,在储能簧31的储能释放驱动下,平衡板322带动驱动板721和第三弹性件722顺时针转动,同时带动切换轴组件80顺时针转动,以实现触点机构40的电性连接断开,开关装置100呈开闸状态。
70.脱扣组件52的解锁件522和锁定件521之间通过力臂转换,可以将平衡板322的大的挂锁力转化为脱扣器51所需提供的较小的解锁力,计算如下:结合参照图12和图19所示,f表示受力,l表示力臂。结合图19所示中的力f1是基于平衡板322的受力分析,力f1来自锁定板体5214对平衡板322的作用力,力f1的受力方向为平衡板322的受力方向;力f2是基于解锁板体5223的受力分析,力f2来自锁定板体5214的抵接部5211对解锁板体5223的作用力,力f2的受力方向为解锁板体5223的受力方向;力f3是基于解锁板体5223的受力分析,力f3为脱扣器51的推动件512施加于解锁板体5223的推力的反作用力,力f3的受力方向为解锁板体5223的受力的反作用力的方向。
71.示例性地,设定储能簧31作用于平衡板322的扭矩为t,根据平衡板322的力学平衡方程,得t=f1*l1,即f1=t/l1;根据锁定板体5214的力学平衡方程,得f1*l2=f2*l3,即f2= f1*l2/l3;根据解锁板体5223的力学平衡方程,得f2*0=f3*l4(0表示f2穿过解锁板体5223的转动中心|(转动部5221),即f2对应的力臂为0),即f3=0。因此,脱扣器51仅需要克服第一弹性件523的拉伸力,大幅度降低了其所需要的推动力,降低了功耗,降低了设计难度,锁定件521和解锁件522的设置使得脱扣器51能继承至安装空间内,节省了空间,缩小了开关装置100的整体体积。
72.上述示例的各个力的方向和受力分析仅为择一表述,并不对具体的受力方向做唯一限定。在实际使用中,平衡板322、锁定板体5214以及解锁板体5223在锁扣和解锁的过程中的受力方向是变化的,且在合闸状态时,力的方向也可能与图示的方向有夹角或偏差,可根据实际的作用力在各个基准方向上的分量来计算下述的力学平衡方程即可。基准方向可根据产品结构选择适合的空间直角坐标系。
73.可选地,所述第一弹性件523为拉簧或扭簧;且/或,所述第二弹性件524为拉簧或扭簧。第三弹性件722为拉簧或橡皮筋。储能簧31为扭簧。
74.进一步地,脱扣机构50可采用磁通变换器、分离脱扣器51、欠压脱扣器51、过压脱扣器51的任意一种。以通过电信号来控制脱扣器51的动作,从而使解锁件522和锁定件521相对运动,以解除锁定件521和储能机构30的挂接部324的锁定,以使开光装置急速响应,实现远程开闸功能。当脱扣机构50动作之后,需要手动使脱扣机构50复位,以方便下一次的动作,采用与主轴13连接的复位件61和与脱扣器51连接的传动臂62配合实现通过旋钮20的转动驱动脱扣机构50复位,操作简单,无需单独设置驱动复位机构60运行的按钮或借助其他的辅助工具。
75.复位过程与储能机构30的储能过程同步运行。旋钮20的顺时针转动带动脱扣机构50复位,同时旋钮20的转动还带动操作机构70的转换件逆时针转动,转换件带动驱动组件72的驱动板721逆时针转动,实现一个合闸且储能的过程,具体过程参照上述实施例。
76.可选地,所述脱扣器51包括脱扣驱动511和推动件512,所述脱扣驱动511设于所述安装腔10c内;所述推动件512活动设于所述脱扣驱动511面向所述脱扣组件52的一端;其
中,所述脱扣驱动511用于驱动所述推动件512抵推所述脱扣组件52转动,使得所述挂接部324脱离所述锁孔521a。
77.本实施例中,开关装置100电性连接供电设备的控制中心,脱扣驱动511接收控制中心的脱扣信号,使得推动件512朝向脱扣组件52处抵推,以克服第一弹性件523的拉力并驱动脱扣组件52配合脱扣器51实现脱扣过程。
78.储能机构30的平衡板322邻近锁定板体5214的一侧还设有重锁槽322a,重锁槽322a的结构结合参照图9所示,重锁槽322a位于挂接部324的下方,重锁槽322a呈u型槽;锁定板体5214的锁孔521a底壁朝向储能机构30还延伸设置有重锁部5212,重锁部5212的延伸方向与锁定板体5214呈夹角设置。重锁部5212的结构设置参照图10所示。
79.在复位过程中,旋钮20顺时针转动能带动复位件61运动的同时还能带动转接件71逆时针转动,转接件71的逆时针转动带动驱动板721实现再一次的合闸过程,此过程中,驱动板721推动平衡板322逆时针转动,锁定件521的重锁部5212随平衡板322的转动伸入平衡板322的重锁槽322a内,驱动板721继续转动,平衡板322的重锁槽322a依靠槽壁抵推重锁部5212带动锁定板体5214沿转动。
80.此时,解锁板体5223时顺时针转动的,使得锁定件521的抵接部5211退出解锁件522的避位孔522a,直至平衡板322的挂机部伸入锁定板体5214的锁孔521a内部,届时松开旋钮20,挂接部324与锁孔521a的孔壁形成锁合状态,锁定板的抵接部5211会重新抵接至锁定件521的避位孔522a的边缘,维持锁定的稳定状态。
81.进一步地,锁定件521为一体结构设置,可以通过钣金弯折成型。锁孔521a开设于锁定件521的锁定板体5214上,抵接部5211和重锁部5212的设置位置为锁孔521a的上下两侧,抵接部5211朝向解锁板体5223延伸设置,并与锁定板体5214呈90
°
夹角设置,重锁部5212背向解锁板体5223延伸设置,体现在整机中为重锁部5212朝向储能机构30的储能簧31设置的一侧延伸设置,并与锁定板体5214呈90
°
夹角设置。其中,抵接部5211和重锁部5212分别为锁定板体5214的板材,在设置锁孔521a的同时将锁孔521a中部的板体材料一分为二,较上部分朝向解锁板体5223弯折并延伸形成抵接部5211,较下部分背向解锁板体5223弯折并延伸形成重锁部5212,结构设计巧妙,节省材料。
82.进一步地,解锁件522为一体结构设置,可以通过钣金弯折成型。解锁件522包括有围合形成解锁槽的解锁板体5223、转动部5221以及拉扣部5222,解锁板体5223通过转动部5221与安装架10转动连接,在此不对具体连接方式做唯一限定,能满足灵活转动机壳;解锁板体5223通过拉扣部5222与第一弹性件523弹性连接,避位孔522a开设于解锁板体5223。在合闸状态,锁定件521的抵接部5211在解锁板体5223上的位置为避位孔522a的边缘部分,抵接作用力的延长线穿过转动部5221的转动中心,拉扣部5222朝向脱扣器51一侧延伸设置,为了避让安装架10的立柱14,拉扣部5222与解锁板体5223呈弯折设置形成一避让空间,使得解锁板的解锁和复位过程无阻碍,空间布局灵活。
83.上述解锁件522和锁定件的设置,使得合闸状态或脱扣状态的锁定件521、解锁件522和平衡板322的配合度高,解锁和脱扣流畅,复位过程相互契合,还能节省脱扣力,提升开关装置100各部分结构的使用寿命。
84.本发明还提出一种供电设备(图未示),该供电设备包括机壳和开关装置100,该开关装置100的具体结构参照上述实施例,由于本供电设备采用了上述所有实施例的全部技
术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。其中,所述机壳设有容腔,至少部分所述开关装置100设于所述容腔内,供电设备还包括设于容腔内的控制组件,所述开关装置100与所述控制组件电连接。
85.以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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