控制结构及断路器的制作方法

本技术涉及机械结构，尤其涉及一种控制结构及应用该控制结构的断路器。

背景技术：

1、随着配电智能化技术的演进，智能化断路器成为目前研究的重点。断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。当系统中出现漏电、过载、短路等故障时，断路器可以快速切断系统中的故障机构，或者切断整个电源供电，以防止故障扩大，避免造成巨大的经济损失和人员伤亡。

2、目前大部分的智能断路器的分闸或合闸是基于电机加齿轮驱动的模式进行远程控制的，但这种驱动模式会导致断路器的体积较大，驱动结构复杂，且成本也比较高。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决以上问题中的至少之一，本技术实施例有必要提供一种体积小，结构简单、便于操作同时成本较低的控制结构。

2、另，本技术实施例还提供应用该控制结构的断路器，可以缩小断路器的体积，降低断路器的结构复杂度和成本，同时能控制断路器合闸或分闸精准到位。

3、本技术实施例第一方面提供了一种控制结构，用于控制断路器，控制结构包括第一驱动组件，所述第一驱动组件包括行程放大机构和形状记忆合金组件，所述行程放大机构包括固定板、设于所述固定板上的串联部件、以及滑动设于所述固定板上的第一滑动板，形状记忆合金组件串联于所述串联部件上，且所述形状记忆合金组件具有伸出所述串联部件的固定端和活动端，所述固定端设于所述固定板上，所述活动端设于所述第一滑动板上，所述固定端和所述活动端分别用以与外界电源的两极电性连接。其中，所述形状记忆合金组件用于在预定温度下产生第一形变量，以带动所述第一滑动板沿第一方向移动以触发所述断路器合闸或分闸，所述第一方向为所述第一滑动板的延伸方向。

4、通过设置行程放大机构，可以实现形状记忆合金组件的串联，以实现形状记忆合金组件形变量的串联叠加，有利于将第一滑动板的位移量进行放大，以满足控制断路器合闸或分闸所需要的位移，降低断路器合闸或分闸不到位的风险；而且，控制结构的结构简单，体积小，成本低，且便于操作。

5、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述串联部件包括滑动设于所述固定板上的至少一个第二滑动板，每个所述第二滑动板与所述第一滑动板平行设置，所述形状记忆合金组件包括至少两个第一形状记忆合金线，所述至少一个第二滑动板用于串联所述至少两个第一形状记忆合金线，每个所述第一形状记忆合金线用于在所述预定温度下产生第二形变量，所述第一形变量为所有所述第二形变量之和。

6、通过第一滑动板与至少一个第二滑动板组成二级及以上串联的行程放大机构，在断路器的有限长度空间内将每个第一形状记忆合金线产生的第二形变量实现叠加，进而实现第一滑动板位移量的放大，进而使断路器分闸或合闸到位，通过将至少两个第一形状记忆合金线进行串联的方式，可以减小对第一形状记忆合金线的相变收缩比例的要求，而且也有利于缩短单根第一形状记忆合金线的长度，以缩小断路器的尺寸。

7、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述第二滑动板包括第二滑动板本体，所述第二滑动板本体的两端分别设有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部分别用于连接不同的所述第一形状记忆合金线，所述第二滑动板本体上还设有至少一个沿所述第一方向延伸的第一腰型孔，所述第二滑动板本体通过贯穿每个所述第一腰型孔的第一限位件滑动连接于所述固定板上。

8、在第二滑动板本体上设置第一腰型孔，并通过第一限位件限制第二滑动板本体的移动方向，以确保第二滑动板本体沿第一方向。

9、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述第二滑动板的材质为导电材料，所有的所述第一形状记忆合金线通过所有的所述第二滑动板电性连接。

10、通过采用导电材料制成第二滑动板，便于串联后的多个第一形状记忆合金线的电性连接。

11、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述第一连接部和所述第二连接部均为u型折弯槽，所述第一形状记忆合金线固定于所述u型折弯槽内。

12、通过将第一连接部和第二连接部设置成u型折弯槽结构，便于第一形状记忆合金线的固定，同时还可以提高第一形状记忆合金线在第二滑动板上电性连接的稳定性。

13、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述串联部件包括间隔设置的至少两个绝缘的滑轮，所述形状记忆合金组件包括一个第二形状记忆合金线，所述第二形状记忆合金线的两端分别为所述固定端和所述活动端，所述第二形状记忆合金线绕过所述至少两个滑轮设置，所述第二形状记忆合金线用于在所述预定温度下产生所述第一形变量。

14、通过将长度较长的第二形状记忆合金线绕过多个间隔设置的滑轮，从而在空间上将第二形状记忆合金线叠设，在延长了第二形状记忆合金线长度的同时，还可以充分利用断路器的内部空间，有利于缩小断路器的尺寸；而且，叠设的第二形状记忆合金线不会穿过整个断路器的内部空间，有利于断路器内部结构的布局；另外，采用多个滑轮来实现形状记忆合金组件的串联，无需设置第二滑动板，控制结构的结构设计更简单，组装更容易。

15、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述滑轮包括设于所述固定板上的滑轮轴以及转动套设于所述滑轮轴上的转轮，所述滑轮轴背离所述固定板的一端直径大于所述转轮的直径，所述第二形状记忆合金线绕置于所述转轮上。

16、通过将第二形状记忆合金线绕置于转轮上，有利于通电后第二形状记忆合金线收缩量的顺畅传递，进而带动第一滑动板的顺畅移动。

17、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述第一滑动板包括第一滑动板本体，所述第一滑动板本体上设有第三连接部，所述活动端连接于所述第三连接部，所述第一滑动板本体上还设有至少一个沿所述第一方向延伸的第二腰型孔，所述第一滑动板本体通过贯穿每个所述第二腰型孔的第二限位件滑动连接于所述固定板上。

18、在第一滑动板本体上设置第二腰型孔，并通过第二限位件限制第一滑动板的移动方向，以确保第一滑动板沿第一方向移动。

19、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述控制结构还包括推板，所述第一滑动板背离所述第三连接部的一端设有第四连接部，所述推板的一端连接于所述第四连接部，所述推板背离所述第一滑动板的一端用以触发所述断路器合闸或分闸。

20、通过设置推板，可以灵活调整推板的长度，以适应操作机构的按键距离第一驱动组件的距离。

21、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述第一滑动板的材质为导电材料，所述第一滑动板上设有用以与外界电源电性连接的导线，所述活动端通过所述第一滑动板和所述导线与外界电源电性连接。

22、通过采用导电材料制成第一滑动板，形状记忆合金组件直接连接在第一滑动板上，便可以实现导通，而且通过导线实现第一滑动板与外界电源电性连接，导线的长度可以根据实际需要进行设计，不会影响第一滑动板的移动。

23、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述固定板为电路板，所述固定端通过导电部固定且电性连接于所述电路板上，所述活动端通过所述第一滑动板和所述导线与所述电路板电性连接。

24、直接采用电路板作为固定板来固定第一驱动组件，无需额外配置电路板，节省空间，同时，便于形状记忆合金组件的电路连接。

25、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述形状记忆合金组件的材质为单行程形状记忆合金，所述控制结构还包括设于所述行程放大机构上的复位机构，所述复位机构用于带动所述第一滑动板沿与所述第一方向相反的第二方向移动，以使所述形状记忆合金组件恢复原状。

26、由于形状记忆合金组件的材质为单行程形状记忆合金，通过在行程放大机构上集成复位机构，可以实现第一滑动板的自动复位以及形状记忆合金组件的自动恢复原状，避免因第一滑动板不能归位而影响断路器的正常功能。

27、结合第一方面，在一些可能的实施例中，一种类型的复位机构包括设于所述第一滑动板上的第一限位板、设于所述固定板上的第二限位板以及设于所述第一限位板与所述第二限位板之间的第一弹性件，所述第一滑动板还用于带动所述第一限位板沿所述第一方向移动以压缩所述第一弹性件。

28、在第一滑动板沿第一方向移动的过程中，便可以自动压缩第一弹性件，之后依靠第一弹性件的弹力便可实现第一滑动板的自动复位。复位机构结构简单，体积小，且无需额外供电。

29、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述第一限位板和所述第二限位板相对的表面均设有一限位柱，所述第一弹性件套设于两个所述限位柱上。

30、通过在第一限位板和第二限位板相对的表面均设有一限位柱，以实现第一弹性件的限位，有利于进一步简化复位机构的结构。

31、结合第一方面，在一些可能的实施例中，另一种类型的复位机构包括设于所述固定板且位于所述第一滑动板下方的固定部、设于所述第一滑动板背离所述活动端一端的连接板、以及复位形状记忆合金线，所述复位形状记忆合金线的两端分别固定且电连接于所述固定部和所述连接板，所述连接板和所述固定部分别与外界电源的两级电性连接。

32、通过利用复位形状记忆合金线通电后的形变使第一滑动板自动复位，同时使形状记忆合金组件自动恢复原状，便于操作，且不会影响断路器的正常分闸，另外还可以进一步降低断路器结构的复杂度和成本。

33、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述形状记忆合金组件的材质为双行程形状记忆合金。

34、通过采用双行程形状记忆合金制备的形状记忆合金组件，可以实现形状记忆合金组件的自动复原，以及第一滑动板的自动复位，以避免影响断路器的正常功能；而且可以省去复位机构，使控制结构的结构更为简单可靠。

35、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述形状记忆合金组件的形变温度大于或等于150℃。

36、通过采用相变温度较高的形状记忆合金组件，在断路器正常运行的高温内部环境中，能保持马氏体相状态；只有在给形状记忆合金组件通电后，使形状记忆合金组件的温度达到150℃或以上时，形状记忆合金组件才开始发生相变，降低了第一驱动组件误动作的风险。

37、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述控制结构还包括设于所述固定板上的第二驱动组件，所述第二驱动组件用于驱动所述断路器分闸或合闸。

38、通过增加第二驱动组件，可以实现断路器的自动分闸或合闸，与第一驱动组件配合，可以实现断路器的合闸之后自动分闸。

39、结合第一方面，在一些可能的实施例中，所述第二驱动组件包括：

40、线圈，设于所述固定板上，且所述线圈用以与外界电源电性连接；

41、线圈骨架，沿所述第一方向延伸并贯穿所述线圈设置；

42、静铁芯，设于所述线圈骨架的一端；

43、动铁芯，活动穿设于所述线圈骨架背离所述静铁芯的一端；

44、第二弹性件，活动穿设于所述线圈骨架且位于所述动铁芯与所述静铁芯之间；以及

45、拉板，设于所述动铁芯背离所述静铁芯的一端，所述静铁芯用于在磁力作用下带动所述动铁芯朝向所述静铁芯移动，以使所述拉板触发所述断路器分闸或合闸。

46、采用电磁驱动的原理实现断路器的分闸或合闸，有利于简化第二驱动组件的结构，体积小，且操作简单。

47、本技术实施例第二方面提供了一种断路器，断路器包括壳体以及设于所述壳体内的控制结构和操作机构，所述第一驱动组件用于驱动所述操作机构运动，以使所述断路器合闸或分闸，所述控制结构为本技术实施例第一方面所述的控制结构。

48、结合第二方面，在一些可能的实施例中，所述操作机构包括转动设于所述壳体上的按键、与所述按键连接的传动组件以及与传动组件连接的动触点，所述第一滑动板用于沿所述第一方向移动以触发所述按键，进而带动动触点运动，使所述断路器合闸或分闸。