操作机构及旋转开关的制作方法

1.本实用新型涉及低压电器领域，具体涉及一种操作机构以及一种包括所述操作机构的旋转开关。


背景技术：

2.如图1
‑
5所示，公开了一种现有技术旋转开关的操作机构，其包括同轴设置的驱动轴4a、转动件4b(例如转动凸轮)、传动轴5和储能弹簧6；所述驱动轴4a与手柄配合，受手柄驱动而转动，驱动轴4a、转动凸轮4b和传动轴5依次驱动配合，传动轴5向外输出分合闸驱动力，驱动旋转开关的触头系统中的动触头机构转动，使动触头与静触头闭合或断开，实现旋转开关的合闸或分闸；两个所述储能弹簧6对称设置在转动凸轮4b两侧，每个储能弹簧6一端固定在底座1上，另一端与转动凸轮4b的外周壁凹槽配合，使转动凸轮4b能被稳定锁定在第一位置(如图3所示)和第二位置(如图5所示)，且转动凸轮4b在第一位置和第二位置间进行切换时，经过第一死点位置(如图4所示)，储能弹簧6在越过第一死点位置之前储能，越过第一死点位置之后释能，能显著提高旋转开关的分闸和合闸速度；现有技术旋转开关的操作机构，其结构复杂且传动链长，影响其使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作机构，其能实现快速分闸和合闸操作；还提供一种包括所述操作机构的旋转开关，能快速分闸和合闸，分断性能好。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种操作机构，其包括手柄件、驱动轴件、传动轴和储能弹簧；所述手柄件直接与驱动轴件驱动配合，使驱动轴件转动以驱动操作机构在分闸位置和合闸位置之间切换；所述传动轴转动设置且与驱动轴件之间设有第二自由行程，使驱动轴件能相对于传动轴转动；所述储能弹簧连接至驱动轴件，操作机构在合闸位置与分闸位置之间切换时储能弹簧在第一位置与第二位置之间切换，储能弹簧在第一位置和第二位置之间切换时经过第一死点位置。
6.优选的，所述手柄件与驱动轴件之间设有第一自由行程，使驱动轴件与手柄件能相对转动。
7.优选的，所述手柄件包括驱动配合的手柄和第一传动件，第一传动件与驱动轴件配合且同步转动，手柄和第一传动件之间设有第一自由行程。
8.优选的，所述手柄包括手柄驱动部，手柄驱动部中部设有与驱动轴件同轴线设置的手柄驱动孔，第一传动件一端插置在手柄驱动孔内，另一端与驱动轴件配合。
9.优选的，所述手柄驱动孔内设有驱动凸台，驱动凸台包括合闸驱动侧面和分闸驱动侧面；所述操作机构由分闸位置向合闸位置切换时，手柄通过合闸驱动侧面向第一传动件施加作用力使第一传动件带动驱动轴件向合闸方向转动；所述操作机构由合闸位置切换
至分闸位置时，手柄通过分闸驱动侧面向第一传动件施加作用力使第一传动件带动驱动轴件向分闸方向转动；所述合闸方向和分闸方向互为反方向。
10.优选的，所述手柄驱动孔的径向两端各设有一个驱动凸台，第一传动件为四棱柱形结构，两个驱动凸台分别与第一传动件的一对侧面配合。
11.优选的，所述驱动凸台为向手柄驱动孔中部凸出设置的角形凸起，角形凸起的一对侧面分别为合闸驱动侧面和分闸驱动侧面。
12.优选的，所述手柄件还包括设置在手柄和第一传动件之间的第一复位弹簧；所述操作机构由分闸位置切换至合闸位置时，手柄克服第一复位弹簧的弹力相对于第一传动件转过第一自由行程。
13.优选的，所述手柄包括手柄驱动部，手柄驱动部中部设有与驱动轴件同轴线设置的手柄驱动孔，第一传动件一端插置在手柄驱动孔内，另一端与驱动轴件配合；所述第一复位弹簧为设置在手柄驱动孔内的扭簧，一端与手柄驱动部限位配合，另一端与第一传动件限位配合。
14.优选的，所述驱动轴件包括同步转动的凸轮部和驱动轴部，凸轮部和驱动轴部的转动轴线重合；所述储能弹簧连接至凸轮部，驱动轴部一端与凸轮部相连，另一端与手柄件配合。
15.优选的，所述操作机构由分闸位置切换至合闸位置时，手柄件首先相对于驱动轴件转过第一自由行程，然后手柄件驱动驱动轴件转动并通过驱动轴件驱动储能弹簧动作使其到达第一死点位置，手柄件继续转动并通过驱动轴件驱动储能弹簧越过第一死点位置后，储能弹簧驱动驱动轴件相对于手柄件转过第一自由行程；
16.所述操作机构由合闸位置切换至分闸位置时，手柄件驱动驱动轴件转动并通过驱动轴件驱动储能弹簧动作使其到达第一死点位置，手柄件继续转动并通过驱动轴件驱动储能弹簧越过第一死点位置后，储能弹簧驱动驱动轴件相对于手柄件转过第一自由行程。
17.优选的，所述驱动轴件驱动储能弹簧到达第一死点位置的同时，驱动轴件相对于传动轴转过第一自由行程。
18.优选的，所述驱动轴件和传动轴的转动轴线重合。
19.一种旋转开关，包括所述的操作机构。
20.本实用新型操作机构，其驱动轴件和传动轴之间设有第二自由行程，储能弹簧先储能，然后释能驱动传动轴快速转动，实现了操作机构的快速分闸和合闸操作；手柄件直接与驱动轴件驱动配合，所述操作机构结构简单且传动链短，有利于延长其使用寿命。
21.此外，本实用新型操作机构，其手柄件和驱动轴件之间设有第一自由行程，与现有技术的操作机构相比，简化了操作机构的内部结构，有利于提高操作机构的装配效率和延长操作机构的使用寿命。
22.本实用新型还公开一种旋转开关，其包括所述操作机构，能实现快速分闸和合闸操作，有利于提高旋转开关的分断能力。
附图说明
23.图1是现有技术操作机构的结构示意图；
24.图2是现有技术操作机构的结构示意图，图2与图1相比去除了面盖和壳体；
25.图3是现有技术操作机构的结构示意图，操作机构位于合闸位置且储能弹簧位于第一位置；
26.图4是现有技术操作机构的结构示意图，储能弹簧位于第一死点位置；
27.图5是现有技术操作机构的结构示意图，操作机构位于分闸位置且储能弹簧位于第二位置；
28.图6是本实用新型操作机构的结构示意图；
29.图7是本实用新型手柄件的结构示意图；
30.图8是本实用新型手柄件的结构示意图，此时操作机构位于分闸位置；
31.图9是本实用新型手柄件的结构示意图，此时手柄件开始向驱动轴件施加转动驱动力；
32.图10是本实用新型手柄件的结构示意图，此时手柄件通过驱动轴件驱动储能弹簧动作至第一死点位置；
33.图11是本实用新型手柄件的结构示意图，此时操作机构位于合闸位置。
34.图12是本实用新型旋转开关的结构示意图。
具体实施方式
35.以下结合附图6
‑
12给出的实施例，进一步说明本实用新型的操作机构及旋转开关的具体实施方式。本实用新型的操作机构及旋转开关不限于以下实施例的描述。
36.如图6所示，本实用新型操作机构，其包括手柄件7、驱动轴件4、传动轴5和储能弹簧6；所述手柄件7直接与驱动轴件4驱动配合，使驱动轴件4转动以驱动操作机构在分闸位置和合闸位置之间切换；所述传动轴5转动设置且与驱动轴件4之间设有第二自由行程，使驱动轴件4能相对于传动轴5转动；所述储能弹簧6连接至驱动轴件4，操作机构在合闸位置与分闸位置之间切换时储能弹簧6在第一位置与第二位置之间切换，储能弹簧6在第一位置和第二位置之间切换时经过第一死点位置。本实用新型操作机构，其驱动轴件4和传动轴5之间设有第二自由行程，储能弹簧6先储能，然后释能驱动传动轴5快速转动，实现了操作机构的快速分闸和合闸操作，手柄件直接与驱动轴件驱动配合，所述操作机构结构简单且传动链短，有利于延长其使用寿命。
37.需要指出的，所述传动轴5用于向外输出分合闸操作力，其与触头系统的动触头机构驱动配合，驱动动触头机构快速转动使动触头和静触头快速或断开，提高触头系统的分断性能。
38.优选的，如图6和7所示，所述手柄件7和驱动轴件4之间设有第一自由行程，使驱动轴件4与手柄件7能相对转动。如图1
‑
5所示，现有技术的操作机构，为了提高其操作过程的安全性，在驱动轴4a和转动凸轮4b之间设有第一自由行程，使转动轴4a在转过预设的角度后才会带动转动凸轮4b同步转动；所述驱动轴4a驱动转动凸轮4b转动的同时通过转动凸轮4b驱动储能弹簧6动作，储能弹簧6越过第一死点位置后释能并驱动转动凸轮4b快速转动，由于第一自由行程的存在，转动凸轮4b在快速转动过程中不会受到转动轴4a的影响，因此手柄也能保持静止。本实用新型操作机构，与现有技术的操作机构相比，首先手柄件7直接与驱动轴件4驱动配合，而且手柄件7和驱动轴件4之间设有第一自由行程，简化了操作机构的内部结构，有利于提高操作机构的装配效率和延长操作机构的使用寿命。
39.需要指出的，所述驱动轴件4与手柄件7能相对转动指的是，驱动轴件4能相对于手柄件7转动，手柄件7也能相对于驱动轴件4转动。
40.如图12所示，本实用新型还公开一种旋转开关，其包括所述操作机构，能实现快速分闸和合闸操作，有利于提高旋转开关的分断能力。
41.以下将结合说明书附图和具体实施例，对本实用新型操作机构以及包括所述操作机构的旋转开关作进一步说明。
42.如图6
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11所示，为本实用新型操作机构的一个实施例。
43.如图6和7所示，本实施例操作机构手柄件7、驱动轴件4、传动轴5和储能弹簧6；所述手柄件7与驱动轴件4直接驱动配合使驱动轴件4转动，手柄件7与驱动轴件4之间设有第一自由行程，使驱动轴件4和手柄件7能相对转动；所述驱动轴件4转动以驱动操作机构在分闸位置和合闸位置之间切换；所述传动轴5转动设置且与驱动轴件4之间设有第二自由行程，使驱动轴件4能相对于传动轴5转动；操作机构位于合闸位置或分闸位置时储能弹簧6位于第一位置或第二位置，所述储能弹簧6连接至驱动轴件4，操作机构在合闸位置与分闸位置之间切换时储能弹簧6在第一位置与第二位置之间切换，储能弹簧6在第一位置和第二位置之间切换时，储能弹簧6经过第一死点位置。
44.需要指出的，如图6所示，本实施例操作机构还包括底座1，传动轴5转动设置在底座1上，储能弹簧6一端连接至底座1，另一端连接至驱动轴件4，驱动轴件4一端与传动轴5驱动配合，另一端与手柄件7驱动配合。进一步的，如图6所示，本实施例操作机构还包括与底座1相对配合的壳体2，驱动轴件4的所述另一端穿过壳体2后与手柄件7驱动配合。进一步的，如图6所示，本实施例操作机构还包括与底座1相对配合的面盖3，面盖3、壳体2和底座1依次设置，驱动轴件4的所述另一端依次穿过壳体2、面盖3后与手柄件7驱动配合。具体的，如图6所示，所述驱动轴件4上端依次穿过壳体2和面盖3后与手柄件7配合，下端与传动轴5配合。
45.优选的，所述驱动轴件4驱动储能弹簧6到达第一死点位置的同时，驱动轴件4相对于传动轴5转过第二自由行程。
46.优选的，如图8
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11所示并且参考图3
‑
5所示，所述操作机构由分闸位置切换至合闸位置时，手柄件7首先相对于驱动轴件4转过第一自由行程，然后手柄件7驱动驱动轴件4转动并通过驱动轴件4驱动储能弹簧6动作使储能弹簧6到达第一死点位置，手柄件7继续转动并通过驱动轴件4驱动储能弹簧6越过第一死点位置后，储能弹簧6驱动驱动轴件4相对于手柄件7转过第一自由行程；所述操作机构由合闸位置切换至分闸位置时，手柄件7驱动驱动轴件4转动并通过驱动轴件4驱动储能弹簧6动作使储能弹簧6到达第一死点位置，手柄件7继续转动并通过驱动轴件4驱动储能弹簧6越过第一死点位置后，储能弹簧6驱动驱动轴件4相对于手柄件7转过第一自由行程。
47.具体的，所述驱动轴件4相对于传动轴5转过第二自由行程时，传动轴5保持静止不转动(即传动轴5不随驱动轴件4的转动而转动)；所述手柄件7相对于驱动轴件4转过第一自由行程时，驱动轴件4保持静止不转动(即驱动轴件4不随手柄件7的转动而转动)；所述驱动轴件4相对于手柄件7转过第一自由行程时，手柄件7保持静止不转动(即手柄件7不随驱动轴件4的转动而转动)；所述储能弹簧6位于第一死点位置时，储能弹簧6的两端与驱动轴件4的转动中心位于同一直线上；参考图3
‑
5所示，所述储能弹簧6优选为直线形弹簧，两个储能
弹簧6对称分布在驱动轴件4两侧，储能弹簧6由第一位置或第二位置转动至第一死点位置时储能，储能弹簧6越过第一死点位置后释能，驱动驱动轴件4快速转动；或者，所述储能弹簧6也可以是扭簧，其与驱动轴件4和底座1的连接关系及其布置方式可通过现有技术方式实现，在此不再展开描述。
48.优选的，如图7所示，所述手柄件7包括驱动配合的手柄70
‑
71和第一传动件7b，第一传动件7b与驱动轴件4配合且同步转动，手柄70
‑
71和第一传动件7b之间设有第一自由行程。进一步的，所述第一传动件7b一端与手柄70
‑
71配合，另一端与驱动轴件4配合。需要指出的，所述第一传动件7b和驱动轴件4配合且同步转动，因此手柄70
‑
71和第一传动件7b之间的第一自由行程，也即相当于手柄件7与驱动轴件4之间的第一自由形成。
49.优选的，如图7所示，所述手柄70
‑
71包括手柄驱动部71，手柄驱动部71中部设有与驱动轴件4同轴线设置的手柄驱动孔710，第一传动件7b一端插置在手柄驱动孔710内，另一端与驱动轴件4配合。进一步的，如图7
‑
11所示，所述手柄驱动孔710内设有驱动凸台，驱动凸台包括合闸驱动侧面711和分闸驱动侧面712；如图8
‑
11所示，所述操作机构由分闸位置切换至合闸位置时，手柄70
‑
71通过有合闸驱动侧面711向第一传动件7b施加作用力使第一传动件7b带动驱动轴件4向合闸方向转动；所述操作机构由合闸位置切换至分闸位置时，手柄70
‑
71通过分闸驱动侧面712向第一传动件7b施加作用力使第一传动件7b带动驱动轴件4向分闸方向转动；所述合闸方向和分闸方向互为反方向。
50.优选的，如图8
‑
11所示，所述手柄驱动孔710的径向两端各设有一个驱动凸台，第一传动件7b为四棱柱形结构，两个驱动凸台分别与第一传动件7b的一对侧面配合。需要指出的，所述驱动凸台的个数可以进行调整，第一传动件7b的形状也需要进行适应性调整，例如：所述手柄驱动孔710内可以设置一个驱动凸台，第一传动件7b为圆柱形结构，其外径与手柄驱动孔710的内径匹配，第一传动件7b设有传动件凹槽，驱动凸台设置在传动件凹槽内，驱动凸台分别与传动件凹槽的一对侧面配合；或者，所述手柄驱动孔710内设有四个驱动凸台，四个驱动凸台均匀分布在手柄驱动孔710的内侧面上，与四棱柱型结构的一对侧面配合；当然还有其他多种实现方式，在此不再一一展开描述。
51.优选的，如图8
‑
11所示，所述驱动凸台为向手柄驱动孔710中部凸出设置的角形凸起，角形凸起的一对侧面分别为合闸驱动侧面711和分闸驱动侧面712。
52.优选的，如图7所示，所述手柄件7还包括设置在手柄70
‑
71和第一传动件7b之间的第一复位弹簧7a；所述操作机构由分闸位置切换至合闸位置时，手柄70
‑
71克服第一复位弹簧7a的弹力相对于第一传动件7b转过第一自由行程。进一步的，如图7所示，所述第一复位弹簧7a为扭簧，设置在手柄驱动孔710内，一端与第一传动件7b限位配合，另一端与手柄驱动部71限位配合。
53.需要指出的，本实施例操作机构，其手柄70
‑
71和第一传动件7b(或驱动轴件4)之间的第一自由行程的实现方式并不仅限于上述描述，也可以是手柄70
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71设有手柄件插杆，第一传动件7b设有与手柄件插杆配合的弧形轨道孔，手柄70
‑
71相对于第一传动件7b转过第一自由行程时，手柄件插杆在弧形轨道孔内滑动，具体实现方式可参照中国专利cn209729801u，在此不再详细展开描述。
54.具体的，如图8
‑
11所示，两个所述驱动凸台设置在手柄驱动孔710内且均向手柄驱动孔710中部突出，两个驱动凸台分别与第一驱动件7b的一对侧面配合，第一驱动件7b的横
截面的对角线长度与手柄驱动孔710的内径匹配，合闸方向为逆时针方向，分闸方向为顺时针方向。
55.以下为本实施例操作机构由合闸位置向分闸位置切换的动作过程：如图8所示，所述操作机构位于分闸位置，在第一复位弹簧7a的作用下第一传动件7b的两侧面分别与两个驱动凸台的分闸驱动侧面712限位配合；如图9所示，所述操作机构由分闸位置向合闸位置切换时，手柄70
‑
71首先克服第一复位弹簧7a的弹力转过第一自由行程(如图8和9所示，所述手柄70
‑
71向逆时针方向转过第一自由行程)，使两个驱动凸台的合闸驱动侧面711与第一传动件7b的两侧面配合；如图10所示，所述手柄70
‑
71通过合闸驱动侧面711向第一传动件7b施加作用力使其带动驱动轴件4b向合闸方向转动，同时驱动轴件4b驱动储能弹簧6转动至第一死点位置，在此过程中储能弹簧6储能；如图11所示，所述手柄70
‑
71继续转动并通过第一传动件7b驱动驱动轴件4b继续向合闸方向转动，驱动轴件4b驱动储能弹簧6越过第一死点位置，储能弹簧6开始释能并驱动驱动轴件4b快速向合闸方向转动的同时，驱动轴件4b相对于手柄70
‑
71转过第一自由行程，两个驱动凸台的分闸驱动侧面712再次分别与第一传动件7b的两侧面限位配合。
56.以下为本实施例操作机构由合闸位置向分闸位置切换的动作过程：如图11所示，所述操作机构位于合闸位置，在第一复位弹簧7a的作用下第一传动件7b的两侧面分别与两个驱动凸台的分闸驱动侧面712限位配合；所述手柄70
‑
71转动并通过第一传动件7b带动驱动轴件4b向分闸方向转动，同时驱动轴件4b驱动储能弹簧6转动至第一死点位置，在此过程中，储能弹簧6储能；所述手柄70
‑
71继续转动并通过第一传动件7b驱动驱动轴件4继续向分闸方向转动，驱动轴件4驱动储能弹簧6越过第一死点位置，储能弹簧6开始释能并驱动驱动轴件4b快速向分闸方向转动的同时，驱动轴件4b相对于手柄70
‑
71转过第一自由行程(参考图11所示，驱动轴件4向顺时针方向转过第一自由行程)，操作机构切换至分闸位置，手柄70
‑
71在第一复位弹簧7a的作用下使两个驱动凸台的分闸驱动侧面712再次与第一传动件7b的两侧面限位配合。
57.如图7所示，为所述手柄件7的一个实施例：所述手柄件7包括驱动配合的手柄70
‑
71和第一传动件7b，以及设置在手柄70
‑
71和第一传动件7b之间的第一复位弹簧7a；所述手柄70
‑
71包括手柄操作部70和手柄驱动部71，手柄驱动部71与手柄操作部70的一端相连，手柄驱动部71的转动轴线与手柄操作部70的轴线垂直，手柄驱动部71中部设有手柄驱动孔710，手柄驱动孔710内设有一对驱动凸台，两个驱动凸台设置在手柄驱动孔710的径向两端，第一传动件7b一端插置在手柄驱动孔710内，第一复位弹簧7a为设置在手柄驱动孔710内的扭簧，一端与手柄驱动部710限位配合，另一端与第一传动件7b限位配合。进一步的，如图7所示，所述手柄驱动孔710的侧壁上设有与第一复位弹簧7b一端限位配合的弹簧限位槽，弹簧限位槽位于两个驱动凸台之间；所述第一传动件7b的插置在手柄驱动孔710一端设有与第一复位弹簧7b配合的传动件弹簧限位槽。
58.优选的，如图6所示，所述驱动轴件4包括同步转动的凸轮部40和驱动轴部41，凸轮部40和驱动轴部41的转动轴线重合；所述驱动轴部41一端与凸轮部40相连，另一端通过第一传动件7b与手柄70
‑
71驱动配合。进一步的，如图6所示，所述凸轮部40的径向两端各设有一个凸轮弹簧槽，分别与两个储能弹簧6配合。
59.优选的，所述凸轮部40和驱动轴部41为一体式结构。
60.优选的，如图6所示，所述驱动轴件4和传动轴5的转动轴线重合。进一步的，所述驱动轴件4的凸轮部40与传动轴5相对的一侧设有第一凸轮侧面和第二凸轮侧面；如图6所示，所述传动轴5设有传动轴凸台，传动轴凸台向传动轴5的径向一侧凸出设置；所述操作机构在分闸位置和合闸位置之间切换时，驱动轴件4相对于传动轴5转过第二自由行程后，第一凸轮侧面或第二凸轮侧面与传动轴凸台配合，驱动传动轴5转动。当然，所述驱动轴件4和传动轴5的转动轴线也可以不重合，而是平行间隔设置。
61.如图12所示，本实用新型还公开一种旋转开关，其包括所述操作机构。
62.如图12所示，为本实用新型旋转开关的一个实施例：本实施例旋转开关优选为一种隔离开关，其包括所述操作机8和至少一个隔离室9，每个隔离室9内均设有触头系统，触头系统包括配合使用的动触头机构和静触头，动触头机构与操作机构8的传动轴5驱动相连，使动触头机构和静触头闭合或断开。进一步的，本实施例旋转开关还包括联动件8
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9，相邻隔离室9的动触头机构的触头支持通过联动件8
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9驱动相连，操作机构的传动轴5通过联动件8
‑
9与其相邻的触头支持驱动相连。
63.需要指出的，相邻所述隔离室的触头支持之间、传动轴5和与其相邻的触头支持之间可以通过榫卯结构配合，即相邻的二者之中，一个设有凸台，另一个与凸台配合的凹槽；或者，各所述隔离室的触头支持和传动轴5之间也可以通过多跟联动轴实现联动，属于现有技术的常用手段，在此不再详细描述。
64.需要指出的，所述隔离室9的个数可以是1个，用于断开或接通单相电路；或者为2个，用于断开或接通两相电路的两相；或者为3个，用于断开或接通三相电路的三相；或者为4个，用于三相四线电路。
65.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。