一种开关设备的手电动切换装置的制作方法

1.本实用新型涉及高压开关设备领域，具体一种手电动切换装置。


背景技术：

2.隔离开关是当今现代化铁路及国家电网供电系统的核心设备之一，其主要起到的作用是当需要进行电气设备检修维护时，将高压配电装置中需要断电的部分与带电部分进行可靠地切断，并形成人眼可见的断开点，从而确保检修过程中操作人员的人身安全。然而，目前用于户外配网的隔离开关一般只设有手动操作机构，无法实现远程控制，也不能满足配电自动化的要求。


技术实现要素：

3.因此，针对上述问题，本实用新型提出一种开关设备的手电动切换装置，在保留手动操作的基础上增加电动操作功能。
4.本实用新型采用如下技术方案实现：
5.本实用新型提出一种开关设备的手电动切换装置，包括支架和用于带动开关设备进行开关动作的主轴，所述主轴可转动连接在支架上，还包括手动驱动机构、电动驱动机构和切换机构，所述手动驱动机构和电动驱动机构安装设置在所述支架上并均和所述主轴可分离地传动连接；所述切换机构可活动设置在所述支架上并具有一往复活动行程，所述手动驱动机构和电动驱动机构分别设于所述切换机构往复活动行程的两异向侧并和所述切换机构形成耦合连接配合，通过所述往复活动行程切换所述手动驱动机构和电动驱动机构中的其中一个与所述主轴传动分离，另一个与所述主轴传动结合；所述手动驱动机构包括可转动设置的手动转轴，所述手动转轴上可转动地套接有与所述主轴传动连接的第一主动齿轮，所述第一主动齿轮背离所述切换机构的一侧联动连接有第一冠状齿轮，在所述第一冠状齿轮背离所述切换机构的一侧、于所述手动转轴上轴毂连接有第二冠状齿轮，所述第一冠状齿轮和第二冠状齿轮的轮齿轴向相对，所述切换机构执行其往复活动行程时能够驱使所述第一冠状齿轮轴向滑动至与所述第二冠状齿轮啮合。
6.在一个实施例中，所述手动转轴是一支连续的轴，所述手动转轴可转动连接在所述支架上，所述第一主动齿轮可轴向滑动地配合在所述手动转轴上，所述第一冠状齿轮固定连接在第一主动齿轮背离所述切换机构的端面上，所述切换机构执行其往复活动行程时能够推动所述第一主动齿轮以令所述第一冠状齿轮和第二冠状齿轮啮合。
7.优选的，还包括第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧套接在所述手动转轴上，所述第一压缩弹簧一端作用于所述第一主动齿轮或第一冠状齿轮、另一端作用所述第二冠状齿轮。
8.优选的，所述第一冠状齿轮和第二冠状齿轮的轮齿是棘齿。
9.在另一个实施例中，所述手动转轴包括被截断的、同轴线设置的第一手动转轴和第二手动转轴，所述第一手动转轴可转动地、且可轴向滑动地连接在所述支架上，所述第二
手动转轴可转动设置在支架外的一固定位置，所述第一主动齿轮和第一冠状齿轮均可转动套接在所述第一手动转轴上，其中所述第一冠状齿轮设于所述第一手动转轴靠近所述第二手动转轴的一端，所述第二冠状齿轮轴毂连接在所述第二手动转轴靠近所述第一手动转轴的一端，所述切换机构执行其往复活动行程时能够推动所述第一手动转轴进而推动所述第一冠状齿轮和第二冠状齿轮啮合。
10.优选的，所述第一主动齿轮和第一冠状齿轮通过一单向轴承实现联动连接。
11.优选的，所述手动转轴上还固定连接有驱动手柄，所述驱动手柄配设有一弹性件以复位所述手柄的行程。
12.优选的，还包括用于指示开关设备状态的指示组件，所述该指示组件包括丝杆和丝杆滑块，丝杆和主轴传动连接，丝杆滑块安装在丝杆上并和丝杆配合形成滚珠丝杆副或梯形丝杆副，手电动切换装置上还设有可轴向滑动的限位杆，限位杆一端用于和丝杆滑块抵接配合，另一端上设有推动部，推动部设置在第二冠状齿轮的轴向侧，第二冠状齿轮是轴向可滑动的，丝杆滑块移动到合闸位置时能够推动限位杆使得推动部推动第二冠状齿轮解除其和第一冠状齿轮的啮合。
13.优选地，所述电动驱动机构包括固定连接在所述支架上的电机，所述电机的电机轴上可转动地套接有与所述主轴传动连接的传动件，所述传动件靠近所述切换机构的一端固定连接有第三冠状齿轮，在所述传动件靠近所述切换机构的一侧、于所述电机轴上轴毂连接有一轴向可滑动的第四冠状齿轮，所述第三冠状齿轮和第四冠状齿轮的轮齿轴向相对，所述切换机构执行其往复活动行程时能够驱使所述第四冠状齿轮轴向滑动至与所述第三冠状齿轮啮合。
14.优选地，所述第四冠状齿轮设于所述切换机构的活动行程路径上，所述切换机构进行其活动行程时能够推动所述第四冠状齿轮滑动，以实现所述电动驱动机构和切换机构的耦合连接配合；还包括第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧套接在所述电机轴上，所述第二压缩弹簧一端作用于所述第二传动件或第三冠状齿轮、另一端作用所述第四冠状齿轮。
15.优选地，所述传动件是齿轮。
16.优选地，还包括锁定机构，所述锁定机构用于将所述切换机构锁定在其往复活动行程的两个极限位置。
17.优选地，所述切换机构是摆杆，其往复活动行程是摆动行程。
18.本实用新型具有以下有益效果：本实用新型同时具备了对开关设备的进行手动操作和电动操作的两种操作模式，通过切换机构来实现手动模式和电动模式的切换。且本实用新型占用空间很小、结构极为紧凑操作简单、结构可靠、成本低廉，整体结构易于安装和维修。
附图说明
19.图1是实施例1中开关设备的手电动切换装置的立体示意图；
20.图2是实施例1中开关设备的手电动切换装置的正视图(省略切换机构)；
21.图3是实施例1中开关设备的手电动切换装置的俯视图；
22.图4是实施例2中开关设备的手电动切换装置的立体示意图；
23.图5是实施例2中开关设备的手电动切换装置的俯视图(其一，手动驱动机构与主
轴传动分离，电动驱动机构与主轴传动结合)；
24.图6是实施例2中开关设备的手电动切换装置的俯视图(其二，电动驱动机构与主轴传动分离，手动驱动机构与主轴传动结合)；
25.图7是实施例2中开关设备的手电动切换装置的还配置有指示组件的示意图。
具体实施方式
26.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
27.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
28.实施例1：
29.参阅图1-3所示，作为本实用新型的优选实施例，提供一种开关设备的手电动切换装置，包括支架2，主轴1可转动安装在支架2上，主轴1用于带动开关设备进行开关动作。该手电动切换装置还包括手动驱动机构20、电动驱动机构30和切换机构3，手动驱动机构20和电动驱动机构30安装设置在支架2上并均和主轴1可分离地传动连接；切换机构3则用于切换手动驱动机构20和电动驱动机构30中的其中一个与主轴1传动分离，另一个与主轴1传动结合，使得手电动切换装置切换至手动驱动模式或电动驱动模式。本实施例中该切换机构3是一摆杆，其铰接在支架2上并具有一往复的摆动行程，手动驱动机构20和电动驱动机构30分别设于切换机构3摆动行程的两异向侧(也即其两个相反的摆动方向的两侧)，手动驱动机构20和电动驱动机构30都分别和切换机构3形成耦合连接配合，从而在切换机构3摆动行程下耦合作用于手动驱动机构和电动驱动机构，以实现手动或电动模式的切换。
30.手动驱动机构具体包括可转动连接于支架2的手动转轴4，本实施例中该手动转轴4是一连续的长轴，该手动转轴4用于接受外部的手动施力而产生转动，为了便于对手动转轴4进行施力，还可以在手动转轴4上固定安装手柄等施力部件。手动转轴4上可转动地套接有第一主动齿轮5，该第一主动齿轮5和轴毂连接在主轴1上的第一从动齿轮15相啮合，以实现该第一主动齿轮5和主轴1的传动连接。上述所指的“可转动地套接”，是指第一主动齿轮5是可自由转动地套接在手动转轴4上，二者不具有周向限位配合关系。第一主动齿轮5还可轴向滑动地配合在手动转轴4上，该第一主动齿轮5背离切换机构3的一端固定连接有第一冠状齿轮6，本实施例中，第一冠状齿轮6是一体成型在第一主动齿轮5的端面上，以组成一个双联齿轮。在第一冠状齿轮6背离切换机构3的一侧、于手动转轴4上轴毂连接有第二冠状齿轮7，第一冠状齿轮6和第二冠状齿轮7的轮齿轴向相对，切换机构3向手动驱动机构摆动时能够驱使所述第一冠状齿轮6轴向滑动至与第二冠状齿轮7啮合。具体的，本实施例中，第一主动齿轮5设于切换机构3的摆动行程路径上，切换机构3进行其摆动行程时能够推动第一主动齿轮5滑动，以实现所述手动驱动机构和切换机构3的耦合连接配合；手动驱动机构还包括第一压缩弹簧8，第一压缩弹簧8套接在手动转轴4上，第一压缩弹簧8一端作用于所述第一主动齿轮5(或第一冠状齿轮6)、另一端作用第二冠状齿轮7，以实现第一主动齿轮5被切换机构3推动后的复位。
31.通过如此设置，切换机构3向手动驱动机构摆动时，第一冠状齿轮6被推动与第二
冠状齿轮7啮合，且第一压缩弹簧8蓄能。此时转动手动转轴4，传动路径为“手动转轴4—第二冠状齿轮7—第一冠状齿轮6—第一主动齿轮5—第一从动齿轮15—主轴1”，最终实现手动驱动机构与主轴1的传动结合。切换机构3向电动驱动机构摆动时，第一压缩弹簧8释能，以弹性力推动第一冠状齿轮6复位至啮合脱离的状态，实现手动驱动机构20与主轴1的传动分离。本实施例通过如上设置，在占用空间很小、结构极为紧凑的条件下实现了手动驱动机构与主轴1的离合，且操作简单、成本低廉，整体结构易于安装和维修。
32.切换机构3在本实施例中是摆动的摆杆，在其他实施例中也可以是滑动的部件，其活动行程则为滑动行程。凡切换机构3是可活动设置在支架2上以具有能够耦合作用于手动驱动机构或电动驱动机构的活动行程即是可行的方案。
33.电动驱动机构30包括固定连接在支架1上的电机10，电机10的电机轴101上可转动地套接有第二主动齿轮11(作为传动件)，该第二主动齿轮11和同轴设置在主轴1上的第二从动齿轮16相啮合，以实现该第二主动齿轮11和主轴1的传动连接。上述所指的“可转动地套接”，是指第二主动齿轮11是可自由转动地套接在电机轴101上，二者不具有周向限位配合关系。该第二主动齿轮11靠近切换机构3的一端固定连接有第三冠状齿轮12，本实施例中，第三冠状齿轮12是一体成型在第二主动齿轮11的端面上，以组成一个双联齿轮。在所述第二主动齿轮11靠近切换机构3的一侧、于电机轴101上轴毂连接有一轴向可滑动的第四冠状齿轮13，第三冠状齿轮12和第四冠状齿轮13的轮齿轴向相对，切换机构3向电动驱动机构30摆动时能够驱使所述第四冠状齿轮13的轴向滑动至与第三冠状齿轮12啮合。具体的，第四冠状齿轮13设于切换机构3的摆动行程路径上，切换机构3进行其摆动行程时能够推动第四冠状齿轮13滑动，以实现所述电动驱动机构和切换机构3的耦合连接配合；电动驱动机构还包括第二压缩弹簧9，第二压缩弹簧9套接在手动转轴4上，第二压缩弹簧9一端作用于所述第二主动齿轮11(或第三冠状齿轮12)、另一端作用第四冠状齿轮13，以实现第二主动齿轮11被切换机构3推动后的复位。
34.通过如此设置，切换机构3向电动驱动机构30摆动时，带动第四冠状齿轮13滑动与第三冠状齿轮12啮合，此时电机轴101转动，传动路径为“电机轴101—第四冠状齿轮13—第三冠状齿轮12—第二主动齿轮11—第二从动齿轮16—主轴1”，最终实现电动驱动机构30与主轴1的传动结合。切换机构3向手动驱动机构20摆动时，第二压缩弹簧9释能，以弹性力推动第四冠状齿轮13复位至啮合脱离的状态，实现电动驱动机构30与主轴1的传动分离。
35.本实施例中，第四冠状齿轮13键连接在电机轴101上，以实现其与电机轴101轴向可滑动的轴毂连接。
36.第二主动齿轮11在其他实施例中可以被替换为其他的传动件，例如皮带轮、链轮等，以和主轴1传动连接。
37.本实施例中，第一冠状齿轮6和第二冠状齿轮7的轮齿是棘齿，以保证电机10反转的情况下第一冠状齿轮6和第二冠状齿轮7会打滑，手动转轴4不会产生动作，提高安全性能。
38.本实施例中还包括锁定机构(图中未示出)，所述锁定机构用于将切换机构3锁定在其往复活动行程的两个极限位置，以确保离合动作的可靠性和稳定性。对切换机构3的位置的锁定机构可以采用本领域的现有技术实现，如档位销。
39.在其他实施例中也可以采用其他手段实现手动驱动机构和电动驱动机构与切换
机构3的耦合连接配合，例如第一主动齿轮5和第四冠状齿轮13都和切换机构3铰接，使得第一主动齿轮5和第四冠状齿轮13随动于切换机构3的活动行程。这种情况下就不需额外增设第一压缩弹簧8和第二压缩弹簧9，但相关部件的装配和制造不如本实施例来的精简。
40.本实施例同时具备了对开关设备的进行手动操作和电动操作的两种操作模式，并能通过切换机构来实现手动模式和电动模式的切换。
41.本实施所提供的开关设备的手电动切换装置可应用于开关设备中，如隔离开关。
42.实施例2：
43.参阅图4-6，本实施例提供一种开关设备的手电动切换装置，其结构和实施例1大体类似，包括支架2a、主轴1a、手动驱动机构20a、电动驱动机构30a和切换机构3a，其中电动驱动机构30a与实施例1中的电动驱动机构20相同，切换机构3a在本实施例中采用双摆臂抵接联动配合结构，并通过由二连杆和弹簧组成的过死点锁定机构18进行左右极限位置的锁定。主轴1a上轴毂连接有第一从动齿轮15a和第二从动齿轮16a，分别用于与手动驱动机构20a和电动驱动机构30a传动连接。
44.本实施例的手动驱动机构20a包括手动转轴，该手动转轴分为同轴线、断开的两截短轴，分别为第一手动转轴41和第二手动转轴42，第一手动转轴41可转动连接在支架2a上，第二手动转轴42则可转动设置在支架2a外的一固定位置，例如本实施例中第二手动转轴42是可转动设置在开关设备的外壳体上。该第一手动转轴41被配置为可轴向滑动的，其远离第二手动转轴42的一端与切换机构3a联动连接，其靠近第二手动转轴42的另一端可转动地套接有第一冠状齿轮6a。第一主动齿轮5a可转动地套接在第一手动转轴41上并与第一从动齿轮15a啮合，该第一主动齿轮5a和第一冠状齿轮6a通过单向轴承17联动连接。第二手动转轴42上设有驱动手柄19以手动驱动第二手动转轴42转动，第二手动转轴42靠近第一手动转轴41的一端轴毂连接有第二冠状齿轮7a，第一冠状齿轮6a和第二冠状齿轮7a是相匹配的且能够齿轮连接。切换机构3a切换至手动模式时，能够推动第一手动转轴41朝第二手动转轴42轴向滑动，其中第一手动转轴41和第一冠状齿轮6a轴向地限位配合(例如在第一手动转轴41上设置扩径部或台阶来抵接第一冠状齿轮6a)，因此第一手动转轴41朝第二手动转轴42轴向滑动时，推动第一冠状齿轮6a和第二冠状齿轮7a相啮合，从而实现传动结合。在第一手动转轴41上套设有第一压弹簧22，该第一压弹簧22一端作用于第一手动转轴41(第一手动转轴41上设有扩径部供第一压弹簧22抵接)另一端作用于第一主动齿轮5a，当切换机构3a切换至电动模式时，第一压弹簧22释能推动第一手动转轴41复位，实现传动分离。
45.本实施例将手动转轴切分为两截，更有利于轴上零件的安装，能够提高组装效率。同时，本实施例中第一主动齿轮5a和第一冠状齿轮6a通过单向轴承17联动连接，使得二者只存在单个转动方向的联动连接关系，从而可以不必像实施例1一样将第一主动齿轮5和第一冠状齿轮6设置成棘轮来提高安全性能。
46.本实施例还对驱动手柄19配置有一复位扭簧21，该复位扭簧21套接在第二手动转轴42上，其一臂被固定设置(如固定在开关设备外壳体上)，另一臂对应设置在驱动手柄19的转动路径上，从而扳动驱动手柄19时能够扭动复位扭簧21并借助复位扭簧21的弹性力复位驱动手柄19的行程，驱动手柄19在行程复位反转的过程中第一主动齿轮5a和第一冠状齿轮6a由于单向轴承17的空转而没有进一步联动。这样就可以更加省力地使用驱动手柄19。复位扭簧21也可以被替换为拉簧等弹性件，只是安装位置需要做适应性调整，以实现相同
的运动效果。
47.配合参阅图7，本实施例的手电动切换装置还配置有用于指示开关设备状态的指示组件200，该指示组件200包括丝杆201和丝杆滑块202，丝杆201和主轴1a传动连接，丝杆滑块202安装在丝杆201上并和丝杆201配合形成滚珠(梯形)丝杆副，通过丝杆201将主轴1a的转动转化为丝杆滑块202的直线运动，并利用该直线运动实现进行开关设备的状态指示和侦测。其中，手电动切换装置上还设有可轴向滑动的限位杆24，该限位杆24一端用于和丝杆滑块202抵接配合，另一端上设有推动部25，推动部25设置在第二冠状齿轮7a的轴向侧，本实施例中第二冠状齿轮7a是轴向可滑动的，当丝杆滑块202移动到合闸位置时将推动限位杆24使得推动部25推动第二冠状齿轮7a解除其和第一冠状齿轮6a的啮合，从而使得手动合闸不能再继续，提高电气安全性能。限位杆24和第二冠状齿轮7a可通过弹性件来实现复位。
48.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均落入本实用新型的保护范围。