一种轨道车辆用车载手动转换开关设备的制作方法

1.本实用新型涉及轨道车辆电器领域，尤其是涉及一种轨道车辆用车载手动转换开关设备。


背景技术：

2.传统电力配电系统中，转换开关多采用电机驱动方式工作，电机驱动具有响应快，切换迅速，可远程操作等优点。但值得注意的是，由于转换开关中引入电机、控制器等电器电子部件，电力驱动转换开关存在可靠性低，维护成本高等缺点，特别是对于轨道车辆用的车载式转换开关，由于在车上安装，转换开关需要在振动、冲击和强电磁干扰环境下工作，其工作可靠性需要被重点考虑。基于此，手动转换开关因其结构简单、维护方便和可靠性高的优点逐渐被关注和接受。此外，轨道车辆特别是地铁车辆用电器设备往往安装在车体外部，设备本体经受雨雪和风沙侵蚀，其工作环境比较严酷，因此设计一种同时具备高工作可靠性和高环境防护性能的手动转换开关设备即是车载电器发展的方向，同时也充满困难和挑战。


技术实现要素：

3.为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型采取的技术方案为：
4.一种轨道车辆用车载手动转换开关设备，包括壳体及安装在壳体内的执行模块及转换开关模块；
5.所述执行模块包括锁止机构与执行机构；
6.所述执行机构用于控制所述转换开关模块的转换；
7.所述执行机构包括运动轴，所述运动轴上套设有第一挡圈和第二挡圈；
8.所述运动轴与外部的操作手柄连接，使得用户能够通过转动操作手柄来带动所述运动轴的转动，并带动第一挡圈和第二挡圈同步转动；
9.所述第一挡圈和第二挡圈上均设置有挡板，且第一挡圈和第二挡圈上的挡板之间存在预设的角度差；
10.所述锁止机构包括丝杆及锁止件；
11.所述丝杆与外部的解锁手柄连接，使得用户能够通过转动解锁手柄来带动所述运动轴的转动；
12.所述丝杆用于将其自身的转动转化为所述锁止件沿丝杆方向的直线运动，且所述锁止件能够在第一位置与第二位置之间运动；
13.所述锁止件上设置有挡板，所述锁止件位于第一位置时，所述锁止件上的挡板位于所述第一挡圈上的挡板的转动路径上；
14.所述锁止件位于第二位置时，所述锁止件上的挡板位于所述第二挡圈上的挡板的转动路径上。
15.在一些实施例中，所述执行模块还包括固定设置在壳体内的背板，所述背板上开
设有圆弧槽；
16.所述锁止机构还包括滚轮；
17.所述锁止件为螺母结构，所述锁止件套设在所述丝杆上并与所述丝杆螺纹连接；
18.所述锁止件的侧面与所述滚轮的轮轴固定连接，所述滚轮安装在所述圆弧槽内并能在所述圆弧槽的范围内转动，从而限制所述锁止件在第一位置与第二位置之间运动。
19.在一些实施例中，所述执行机构还包括执行轴、齿轮机构和转动臂；
20.所述齿轮机构包括相互咬合的两个齿轮，且其中一个齿轮套设在所述运动轴上并随之同步转动，另一个齿轮套设在所述执行轴上并随之同步转动，从而使所述运动轴转动时能够通过齿轮机构带动所述执行轴转动；
21.所述转动臂固定安装在所述执行轴上，且所述转动臂用于直接控制所述转换开关模块的工作。
22.在一些实施例中，所述转换开关模块包括进线导电排、正常供电位导电排、转换刀闸、绝缘支撑部件、库供电部件和绝缘连杆；
23.所述进线导电排、正常供电位导电排及绝缘支撑部件通过螺栓结构固定在壳体内部的一处区域内，所述库供电部件通过螺栓结构固定在壳体内部的另一处区域内；
24.所述绝缘连杆的两端分别与所述转动臂末端及转换刀闸的中部连接；
25.所述转换刀闸的一端通过转轴可转动地安装在所述进线导电排上；
26.所述转换刀闸的另一端能够在转动臂及绝缘连杆的带动下，在正常供电位、中间位以及库供电位之间切换；
27.在正常供电位时，所述转换刀闸与正常供电位导电排连接；
28.在库供电位时，所述转换刀闸与库供电部件连接；
29.在中间位时，所述转换刀闸与正常供电位导电排及库供电部件均不连接。
30.在一些实施例中，还包括安装在壳体内的高压凸轮开关组件和高压端子排组件；
31.所述高压凸轮开关组件包括安装支座以及并联安装在安装支座上的两个高压凸轮开关；
32.所述安装支座及高压端子排组件均固定安装在箱体内部；
33.所述高压端子排组件用于连接两个高压凸轮开关与外部的放电回路；
34.所述执行模块还包括安装在所述运动轴上的两个高压凸轮；
35.两个高压凸轮与两个高压凸轮开关的位置相对应，使得所述运动轴转动至预设角度至所述转换刀闸处在中间位时，两个高压凸轮能够触发两个高压凸轮开关。
36.在一些实施例中，所述执行模块还包括辅助开关组件；
37.所述辅助开关组件包括安装在运动轴上的若干个辅助开关凸轮和安装在背板上的若干个辅助开关；
38.当所述运动轴转动时，带动若干个辅助开关凸轮同步转动并在特定角度触发相应的若干个辅助开关。
39.在一些实施例中，所述执行模块还包括定角度止挡机构；
40.所述定角度止挡机构包括固定摩擦环及活动摩擦环；
41.所述活动摩擦环安装在所述执行轴的一端，且能够随所述执行轴同步转动；
42.所述固定摩擦环固定安装在背板上，并位于与活动摩擦环对应的位置；
43.所述固定摩擦环及活动摩擦环上设置有能够相互阻挡的结构，使得所述执行轴转动预设角度至所述转换刀闸处在库供电位时，所述固定摩擦环及活动摩擦环相互阻挡，从而限制执行轴的继续转动。
44.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
45.本实用新型提供的轨道车辆用车载手动转换开关设备，设备内部设计了一套机械锁止机构，操作者需要按特定流程操作才能正常解锁和操作转换开关的工作档位，避免了操作者因误操作而引发的安全风险；此外，整个设备为手动操作设备，内部无电机和其它电子元件，作为车载式设备拥有较高的抗冲击振动性能，并且不受车上复杂的电磁干扰影响，从而具有很高的工作可靠性。
附图说明
46.图1为本实用新型提供的轨道车辆用车载手动转换开关设备的整体外观示意图；
47.图2为图1中的壳体内部的部分结构示意图；
48.图3为图1中的执行模块的示意图。
具体实施方式
49.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。
50.参照图1-图3所示，本实用新型提供了一种轨道车辆用车载手动转换开关设备，包括壳体10及安装在壳体10内的执行模块1及转换开关模块2；执行模块1包括锁止机构12与执行机构13；执行机构 13用于控制转换开关模块2的转换。
51.具体地，执行机构13包括运动轴132，运动轴132上套设有第一挡圈135和第二挡圈136；运动轴132与外部的操作手柄连接，使得用户能够通过转动操作手柄来带动运动轴132的转动，并带动第一挡圈135和第二挡圈136同步转动；第一挡圈135和第二挡圈136上均设置有挡板，且第一挡圈135和第二挡圈136上的挡板之间存在预设的角度差。
52.锁止机构12包括丝杆121及锁止件122；丝杆121与外部的解锁手柄连接，使得用户能够通过转动解锁手柄来带动运动轴132的转动；丝杆121用于将其自身的转动转化为锁止件122沿丝杆121方向的直线运动，且锁止件122能够在第一位置与第二位置之间运动。
53.并且，锁止件122上设置有挡板，锁止件122位于第一位置时，锁止件122上的挡板位于第一挡圈135上的挡板的转动路径上；锁止件122位于第二位置时，锁止件122上的挡板位于第二挡圈136上的挡板的转动路径上。
54.优选地，参照图3所示，执行模块1还包括固定设置在壳体10 内的背板11，背板11上开设有圆弧槽111；锁止机构12还包括滚轮 123；锁止件122为螺母结构，锁止件122套设在丝杆121上并与丝杆121螺纹连接；锁止件122的侧面与滚轮123的轮轴固定连接，滚轮123安装在圆弧槽111内并能在圆弧槽111的范围内转动，从而限制锁止件122在第一位置与第二位置之间运动。
55.可以理解的是，滚轮123安装在圆弧槽111内，限制了锁止件 122的运动，当丝杆121转动时锁止件122只能沿转动丝杆121轴向前后运动，不能径向转动，且前后运动的范围受限。
56.进一步地，参照图3所示，执行机构13还包括执行轴133、齿轮机构134和转动臂131；齿轮机构134包括相互咬合的两个齿轮，且其中一个齿轮套设在运动轴132上并随之同步转动，另一个齿轮套设在执行轴133上并随之同步转动，从而使运动轴132转动时能够通过齿轮机构134带动执行轴133转动；转动臂131固定安装在执行轴 133上，且转动臂131用于直接控制转换开关模块2的工作。
57.进一步地，参照图2所示，转换开关模块2包括进线导电排21、正常供电位导电排22、转换刀闸23、绝缘支撑部件24、库供电部件 25和绝缘连杆26；进线导电排21、正常供电位导电排22及绝缘支撑部件24通过螺栓结构固定在壳体10内部的一处区域内，库供电部件25通过螺栓结构固定在壳体10内部的另一处区域内。
58.绝缘连杆26的两端分别与转动臂131末端及转换刀闸23的中部连接；转换刀闸23的一端通过转轴可转动地安装在进线导电排21上；转换刀闸23的另一端能够在转动臂131及绝缘连杆26的带动下，在正常供电位、中间位以及库供电位之间切换；在正常供电位时，转换刀闸23与正常供电位导电排22连接；在库供电位时，转换刀闸23 与库供电部件25连接；在中间位时，转换刀闸23与正常供电位导电排22及库供电部件25均不连接。
59.优选地，参照图2所示，还包括安装在壳体10内的高压凸轮开关组件3和高压端子排组件4；高压凸轮开关组件3包括安装支座32 以及并联安装在安装支座32上的两个高压凸轮开关31；安装支座32 及高压端子排组件4均固定安装在箱体5内部；高压端子排组件4用于连接两个高压凸轮开关31与外部的放电回路；
60.另外，参照图3所示，执行模块1还包括安装在运动轴132上的两个高压凸轮15；两个高压凸轮15与两个高压凸轮开关31的位置相对应，使得运动轴132转动至预设角度至转换刀闸23处在中间位时，两个高压凸轮15能够触发两个高压凸轮开关31，实现系统回路放电。
61.优选地，参照图3所示，执行模块1还包括辅助开关组件14；辅助开关组件14包括安装在运动轴132上的若干个辅助开关凸轮142 和安装在背板11上的若干个辅助开关141；当运动轴132转动时，带动若干个辅助开关凸轮142同步转动并在特定角度触发相应的若干个辅助开关141；实现辅助开关141信号的切换和传输。
62.优选地，参照图3所示，执行模块1还包括定角度止挡机构；定角度止挡机构包括固定摩擦环(图中未示出)及活动摩擦环16；活动摩擦环16安装在执行轴133的一端，且能够随执行轴133同步转动；固定摩擦环固定安装在背板11上，并位于与活动摩擦环16对应的位置；固定摩擦环及活动摩擦环16上设置有能够相互阻挡的结构，使得执行轴133转动预设角度至转换刀闸23处在库供电位时，固定摩擦环及活动摩擦环16相互阻挡，从而限制执行轴133的继续转动。
63.另外，如图3所示，活动摩擦环16的外侧还可设置有碟簧、固定螺母及垫圈等结构，从而给固定摩擦环和活动摩擦环16的配合提供定值的预压力，在预压力作用下，固定摩擦环和活动摩擦环16即将相互阻挡时，会快速碰撞从而发出到位提示声音。
64.可以理解的是，用户转动外部的操作手柄可带动运动轴132及其上安装的辅助开关凸轮142、高压凸轮15以及第一挡圈135和第二挡圈131同步转动，并通过齿轮机构134带动执行轴133以一定角度转换比转动，最终带动转换刀闸23转动，实现转换开关箱工作位切换。另外，用户转动外部的解锁手柄可带动转动丝杆121转动，并使锁止件122沿转动丝杆
121轴向前后运动，从而实现解锁操作。
65.在一个具体实施例中，轨道车辆用车载手动转换开关设备的工作流程如下：
66.以转换刀闸23初始处于正常供电位，需将其手动切换至库供电位的操作为例，首先手动操作操作手柄向库供电位方向转动，顺/逆时针转动至一定角度后(例如20
°
)，第一挡圈135上的挡板转至与锁止件122的挡板结构贴合后无法继续转动，操作手柄被锁住；继续顺/逆时针转动解锁手柄一固定圈数，锁止件122沿丝杆121运动，使锁止件122的挡板结构与第一挡圈135的挡板结构解除贴合并进入到第二挡圈131的转动区域内，操作手柄解锁，继续顺/逆时针转动操作手柄至一定角度后(例如40
°
)，转换刀闸23切换至中间位，该位置转换刀闸23与正常供电位和库供电位的铜排均不接触，同时此位置高压凸轮开关31触发闭合，系统回路放电，从而保证安全性；继续顺/逆时针转动操作手柄至一定角度后(例如40
°
)，第二挡圈 131的挡板结构转至与直线螺母122的挡板结构贴合后无法继续转动，操作手柄被再次锁住；继续逆/顺时针转动解锁手柄一固定圈数，转动反向与上一次操作解锁手柄相反，使得锁止件122沿丝杆121反向运动，锁止件122的挡板结构与第二挡圈131的挡板结构解除贴合并进入到第一挡圈135的转动区域内，操作手柄解锁；继续顺时针转动操作手柄21至一定角度后(例如20
°
)，转换刀闸23切换至库用电位，该转换开关箱工作位置切换完成。
67.可以理解的是，若要将转换刀闸23从库供电位切换至正常供电位，采用与上述流程相反的操作即可。
68.综上，本实用新型提供的轨道车辆用车载手动转换开关设备，可用于直流回路的无载切换，首先，各部件均与可密封的不锈钢的壳体 10一体化安装，既减轻了设备安装、维护和维修的困难程度，也满足了设备对户外工作环境的防护性能要求；其通过手操方式转动外部的操作手柄和解锁手柄，能实现转换开关的位置切换和机械锁止、解锁；设备内部设计了一套机械锁止机构，操作者需要按特定流程操作才能正常解锁和操作设备切换工作档位，避免了操作者因误操作而引发的安全风险；此外，整个设备为手动操作设备，其结构简单，内部无电机和其它电子元件，作为车载式设备拥有较高的抗冲击振动性能，并且不受车上复杂的电磁干扰影响，从而具有很高的工作可靠性。
69.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。