專利名稱：負荷開關電動操作裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及操作裝置，特別是涉及負荷開關電動操作裝置。
背景技術：
負荷開關柜是國內(nèi)IOKV (或20KV)配電網(wǎng)中閉合，開斷負荷的設備。其常用操作方式為將操作手柄插入負荷開關操作軸，旋轉(zhuǎn)操作手柄，負荷開關操作軸隨著操作手柄轉(zhuǎn)動時壓縮(或拉伸)負荷開關的儲能彈簧進行儲能；儲能彈簧釋放時快速閉合(或開斷)負荷開關。由于操作力大，操作手柄必須有較長的長度，操作工人須男性。隨著供電區(qū)域的快速增長以及用戶對供電可靠性要求的提高，傳統(tǒng)的手柄手動操 作方式已不能滿足要求。供電局可以用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在計算機上閉合或分斷遠方的負荷開關柜。為實現(xiàn)該功能，負荷開關柜必須在原手柄手動操作的基礎上加裝電動操作裝置。加裝電動操作裝置的原則是加裝電動操作裝置后原手動操作功能不能改變。因此電動操作裝置研發(fā)的技術難點在于如何根據(jù)負荷開關的操作力矩及空間設計電機，變速箱，力矩齒輪，驅(qū)動輪，控制系統(tǒng)。如何在手動操作時克服電動操作裝置的阻力等。如何在電動操作裝置損壞時或運行中途停電時不影響手動操作功能等。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對負荷開關電動操作裝置的力矩齒輪和變速齒輪在通電、斷電(或停電)或電動操作裝置損壞時的情況下無法對應的聯(lián)動或斷開，設計新型的構件從而提供一種操作較簡單的負荷開關電動操作裝置。一種負荷開關電動操作裝置，包括支架構件，內(nèi)中空并形成容置空間；變速齒輪組件，設置在所述容置空間內(nèi)；電機，設置在所述支架構件上，且通過輸出花鍵齒輪與所述變速齒輪組件連接；力矩齒輪組件，設置在所述支架構件上；卡合構件，連接所述變速齒輪組件和力矩齒輪組件；以及電磁控制組件，設置在所述支架構件上，與所述卡合構件連接；所述電機驅(qū)動所述變速齒輪組件轉(zhuǎn)動，所述電磁控制組件控制所述卡合構件卡合所述力矩齒輪組件，使所述變速齒輪組件帶動所述力矩齒輪組件轉(zhuǎn)動。在其中一個實施例中，還包括與所述力矩齒輪組件連接的驅(qū)動負荷開關操作軸的驅(qū)動齒輪。在其中一個實施例中，所述變速齒輪組件包括二個或二個以上的相互嚙合的變速齒輪；所述力矩齒輪組件包括二個或二個以上的相互嚙合的力矩齒輪。在其中一個實施例中，還包括與電機和/或電磁控制組件電氣連接的控制電路裝置，電氣控制電機和/或電磁控制組件的運行。在其中一個實施例中，所述卡合構件,包括傳動軸，內(nèi)中通，連接所述變速齒輪組件和所述力矩齒輪組件；動芯，與所述傳動軸同軸設置，貫穿所述傳動軸并與所述電磁控制組件連接；以及卡合件，與所述動芯固接；所述力矩齒輪開設與所述卡合件相對應的適配卡孔，所述電磁控制組件控制所述動芯沿軸線向內(nèi)牽拉，并帶動所述卡合件與所述適配卡孔卡合。在其中一個實施例中，所述電磁控制組件，包括電磁螺線管，設置在所述支架構件外側(cè)；以及聯(lián)動件，分別與所述動芯和所述電磁螺線管的可動鐵芯連接，可彈性的沿軸線方向移動。在其中一個實施例中，所述支架構件，包括第一支撐板；第二支撐板，與所述第一支撐板相對設置；以及支撐桿，固接所述第一支撐板和所述第二支撐板。在其中一個實施例中，還包括電機支架，所述電機安裝在所述電機支架上，所述電機支架安裝在所述第一支撐板上。在其中一個實施例中，所述變速齒輪組件包括四個變速齒輪，為第一變速齒輪、第二變速齒輪、第三變速齒輪以及第四變速齒輪；所述第一變速齒輪，通過輸出花鍵齒輪與所述電機連接；所述第二變速齒輪，與所述第一變速齒輪嚙合；所述第三變速齒輪，與所述第二變速齒輪嚙合；以及所述第四變速齒輪，與所述第三變速齒輪同軸設置的花鍵齒輪嚙合。
在其中一個實施例中，所述力矩齒輪組件包括二個力矩齒輪，為第一力矩齒輪和第二力矩齒輪；所述第一力矩齒輪，通過所述傳動軸與所述第四變速齒輪共軸聯(lián)接，且開設所述適配卡孔；以及所述第二力矩齒輪，通過支撐擋件可轉(zhuǎn)動的固接在所述支架構件的外偵牝分別與所述第一力矩齒輪和所述驅(qū)動齒輪嚙合。電機、電磁控制組件獲得電能，電機驅(qū)動變速齒輪組件轉(zhuǎn)動，電磁控制組件控制卡合構件卡合力矩齒輪組件，使變速齒輪組件通過卡合構件帶動力矩齒輪組件轉(zhuǎn)動。當電機、電磁控制組件失去電能，在彈力的作用下，卡合構件與力矩齒輪組件分離。力矩齒輪組件即使受到外界的驅(qū)動力而轉(zhuǎn)動，也不會驅(qū)動變速齒輪組件的轉(zhuǎn)動。由此可見，力矩齒輪和變速齒輪能夠在通電或斷電的情況下對應的聯(lián)動或斷開，使得負荷開關電動操作裝置更加簡單、便捷、靈活。另外，在通電時，卡合構件“吸合”，電機驅(qū)動變速齒輪和力矩齒輪共同轉(zhuǎn)動。斷電時，卡合構件“分離”，力矩齒輪可單獨轉(zhuǎn)動，電機和變速齒輪不因力矩齒輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，能夠有效的保護負荷開關電動操作裝置，延長其使用壽命。


圖I為負荷開關電動操作裝置的立體圖；圖2為圖I負荷開關電動操作裝置的另一角度立體圖；圖3為圖I負荷開關電動操作裝置的分解爆炸圖。
具體實施例方式通過在負荷開關電動操作裝置中設置卡合構件50，巧妙的可選擇的把變速齒輪組件20和力矩齒輪組件40聯(lián)接轉(zhuǎn)動起來，對外輸出力矩。結合附圖廣3，在一實施例中，負荷開關電動操作裝置，包括支架構件10、變速齒輪組件20、電機30、力矩齒輪組件40、卡合構件50以及電磁控制組件60。支架構件10，內(nèi)中空并形成容置空間。支架構件10呈框架結構，內(nèi)中空，形成一空腔。在其它的實施例中，支架構件10包括第一支撐板11、第二支撐板13和支撐桿15。第一支撐板11為近似矩形，第二支撐板13與第一支撐板11相對設置，且為近似矩形；支撐桿15，設置在第一支撐板11與第二支撐板13之間，分別與第一支撐板11和第二支撐板13固接。變速齒輪組件20，設置在容置空間內(nèi)。變速齒輪組件20設置在支架構件10的容置空間內(nèi)，且能夠自由轉(zhuǎn)動。在其它實施例中，變速齒 輪組件20包括二個或二個以上的相互嚙合的變速齒輪，變速齒輪可轉(zhuǎn)動的安裝在支架構件10的容置空間內(nèi)，將獲得的動力變速。電機30，設置在支架構件10上且與變速齒輪組件20連接。電機30設置在支架構件10上，電機30的轉(zhuǎn)子上安裝有輸出花鍵齒輪31，電機30通過輸出花鍵齒輪31與變速齒輪組件20連接，將電機30的動力輸出。在其它實施例中，電機30可以是交直流電機或伺服電機等。力矩齒輪組件40，設置在支架構件10上。力矩齒輪組件40設置在支架構件10的外側(cè)，且能夠自由轉(zhuǎn)動。可以理解，力矩齒輪組件40也可以設置在容置空間內(nèi)。在其它實施例中，力矩齒輪組件40包括二個或二個以上的相互嚙合的力矩齒輪,力矩齒輪可轉(zhuǎn)動的安裝在支架構件10的容置空間內(nèi)。卡合構件50，連接變速齒輪組件20和力矩齒輪組件40?？ê蠘嫾?0可彈性的沿軸線方向移動，卡合力矩齒輪組件40，使得變速齒輪組件20、卡合構件50和力矩齒輪組件40共軸轉(zhuǎn)動。電磁控制組件60，設置在支架構件10上，與卡合構件50連接。電磁控制組件60根據(jù)電磁轉(zhuǎn)換的原理，在通電的狀態(tài)下牽拉卡合構件50，卡合構件50沿軸線方向(指向電磁控制組件60的方向)移動。電機30、電磁控制組件60獲得電能，電機30驅(qū)動變速齒輪組件20轉(zhuǎn)動，電磁控制組件60控制卡合構件50卡合力矩齒輪組件40，使變速齒輪組件20通過卡合構件50帶動力矩齒輪組件40轉(zhuǎn)動。當電機30、電磁控制組件60失去電能，在彈力的作用下，卡合構件50與力矩齒輪組件40分離。力矩齒輪組件40即使受到外界的驅(qū)動力而轉(zhuǎn)動，也不會驅(qū)使變速齒輪組件20的轉(zhuǎn)動，由此可見，力矩齒輪或變速齒輪能夠在通電或斷電的情況下對應的聯(lián)動或斷開，使得本方案的負荷開關電動操作裝置更加便捷、靈活。在一實施例中，負荷開關電動操作裝置還包括與力矩齒輪組件40連接的驅(qū)動負荷開關操作軸的驅(qū)動齒輪70。驅(qū)動齒輪70中心呈“十字圓環(huán)”卡合狀，與負荷開關操作軸相適配。驅(qū)動齒輪70外環(huán)為齒紋，與力矩齒輪組件40嚙合。在其它實施例中，該驅(qū)動齒輪70安裝在IOKV負荷開關操作軸上。通過設置驅(qū)動齒輪70，可實現(xiàn)電氣化遠程控制負荷開關。另外，在電機30或電磁控制組件60失去電能的情況下，卡合構件50與力矩齒輪組件40分離，此時可通過手動較為便捷、輕松的操作負荷開關，提高了操作者的安全性。同時，不會因通過力矩齒輪旋轉(zhuǎn)而帶動變速齒輪轉(zhuǎn)動，進而受到較大的阻力，而且還保護了變速齒輪(例如防止齒輪斷裂等)，延長了負荷開關電動操作裝置的使用壽命。在一實施例中，卡合構件50，包括傳動軸51、動芯53和卡合件55。傳動軸51，內(nèi)中通，連接變速齒輪組件20和力矩齒輪組件40。具體地，傳動軸51為圓柱狀，一端開設有滑動槽51a，且內(nèi)中通。傳動軸51貫穿支架構件10，與變速齒輪組件20其中的一個變速齒輪和力矩齒輪組件40其中的一個力矩齒輪共軸連接。進一步地，與傳動軸51共軸連接的變速齒輪，以第一支撐板11和第二支撐板13為軸套自由轉(zhuǎn)動，且與傳動軸51聯(lián)動。動芯53，與傳動軸51同軸設置，貫穿傳動軸51并與電磁控制組件60連接。卡合件55，與動芯53固接。卡合件55呈“一”字型，兩端為勾狀，通過螺釘固定在動芯53上，并設置在傳動軸51的滑動槽51a內(nèi)。在其它實施例中，卡合件55可以為“十”字型，端部可以為回勾等卡合狀。與傳動軸51共軸設置的力矩齒輪開設與卡合件55相對應的適配卡孔41a,電磁控制組件60控制動芯53沿軸線方向牽拉,并帶動卡合件55與適配卡孔41a卡合,使得共軸的變速齒輪、卡合構件50和力矩齒輪聯(lián)動。在其它實施例中，適配卡孔41a可以設置多個，以提高卡合件55卡合的成功率。可以理解，卡合構件50可以設置多個，即根據(jù)變速齒輪、力矩齒輪的數(shù)量，共軸的·設置多個，負荷開關電動操作裝置的誤操作的系數(shù)就會降低，增加負荷開關的安全操作性。在一實施例中，電磁控制組件60，包括電磁螺線管61和聯(lián)動件63。電磁螺線管61，設置在支架構件10外側(cè)。電磁螺線管61包括電磁線圈(圖未示)、固定鐵芯(圖未示)、可動鐵芯61a和螺旋彈簧61b，螺旋彈簧61b設置在固定鐵芯與可動鐵芯61a之間。電磁螺線管61通電時，可動鐵芯61a沿軸線方向壓縮螺旋彈簧61b ;當電磁螺線管61斷電時，螺旋彈簧61b的彈力(即彈性勢能)把可動鐵芯61a推出。可以理解，電磁螺線管61的結構可以多種多樣，都是基于電磁轉(zhuǎn)換的原理，使得可動鐵芯61a沿軸線方向彈性移動。在其它實施例中，電磁螺線管61也可以設置在支架構件10的內(nèi)側(cè)。聯(lián)動件63，分別與動芯53和電磁螺線管61的可動鐵芯61a連接，可彈性的沿軸線方向移動。聯(lián)動件63為L型設置，一端開有圓孔，該圓孔套接在傳動軸51上，聯(lián)動件63可通過固定銷或緊鎖墊片等方式固接在傳動軸51上。聯(lián)動件63的另一端與電磁螺線管61的可動鐵芯61a固定連接，可隨可動鐵芯61a沿軸線方向移動。在一實施例中，變速齒輪組件20最佳為四個變速齒輪，分別為第一變速齒輪21、第二變速齒輪23、第三變速齒輪25以及第四變速齒輪27。第一變速齒輪21，與電機30連接。第一變速齒輪21通過操作軸29可轉(zhuǎn)動的固定在支架構件10的容置空間內(nèi)，電機30的轉(zhuǎn)子通過輸出花鍵齒輪31與第一變速齒輪21嚙合，輸出動力。第二變速齒輪23，與第一變速齒輪21嚙合。第二變速齒輪23通過操作軸29可轉(zhuǎn)動的固定在支架構件10的容置空間內(nèi)，并與第一變速齒輪21嚙合。第三變速齒輪25，與第二變速齒輪23嚙合。第三變速齒輪25中心設置有齒紋，花鍵齒輪25a與第三變速齒輪25同軸設置且咬合，該花鍵齒輪25a可轉(zhuǎn)動的設置支架構件10的容置空間內(nèi)，第三變速齒輪25圍繞花鍵齒輪25a可轉(zhuǎn)動的設置在容置空間內(nèi)。第四變速齒輪27，與第三變速齒輪25同軸設置的花鍵齒輪25a嚙合。第四變速齒輪27以軸套27a可轉(zhuǎn)動的固定連接在支架構件10的容置空間內(nèi)。力矩齒輪組件40最佳為二個力矩齒輪，分別為第一力矩齒輪41和第二力矩齒輪43。第一力矩齒輪41，通過傳動軸51與第四變速齒輪27共軸聯(lián)接，且開設適配卡孔41a。具體地，第一力矩齒輪41、傳動軸51與第四變速齒輪27共軸設置，且傳動軸51與第四變速齒輪27是聯(lián)動連接。第一力矩齒輪41可通過設置在與傳動軸51連接的卡合件55卡合，第一力矩齒輪41、傳動軸51、第四變速齒輪27共軸聯(lián)動。第二力矩齒輪43，通過支撐擋件43a可轉(zhuǎn)動的固接在支架構件10的外側(cè)，分別與第一力矩齒輪41和驅(qū)動齒輪70嚙合。支撐擋件43a與第一支撐板11預留一定空間的位置，且通過螺栓固定，第二力矩齒輪43通過固定軸可旋轉(zhuǎn)的設置在該空間內(nèi)，分別與第一力矩齒輪41和驅(qū)動齒輪70嚙合。可以理解，卡合構件50可以與第一力矩齒輪41、傳動軸51與第四變速齒輪27共軸設置，也可以與第二力矩齒輪43、傳動軸51與第四變速齒輪27共軸設置。在其它實施例中，力矩齒輪組件40與電磁控制組件60可以設置在支架構件10的同側(cè)，也可以分別設置在支架構件10的兩側(cè)。
在近似矩形的支架構件10的容置空間內(nèi)設置了變速齒輪組20，在支架構件10外側(cè)設置了力矩齒輪組40，在與力矩齒輪組40相對的另一側(cè)的支架構件10上設置了電磁控 制組件60和電機30。通過電機30、電磁控制組件60、支架構件10、變速齒輪組20以及力矩齒輪組40的巧妙組合，能夠適合的安裝在特定的負荷開關柜空間位置，尤其是IOKV負荷開關柜，例如施耐德(Schneider)公司的FBX系列IOKV負荷開關柜,進而實現(xiàn)遠程電動控制負荷開關。因此，安裝負荷開關電動操作裝置將更加便捷，負荷開關電動操作裝置的運行更加穩(wěn)定。在一實施例中，負荷開關電動操作裝置還包括電機支架80，電機30安裝在電機支架80上，電機支架80安裝在第一支撐板11上。具體地，電機支架80通過螺釘固定連接在第一支撐板11上，可以理解電機支架80安裝在第一支撐板11上的方式有多種，例如焊接、鉚接等，同理電機30安裝在電機支架80的方式也多種。通過該方式，可以增加電機30安裝在支架構件10上的牢固性。在一實施例中，負荷開關電動操作裝置還包括與電機30和電磁控制組件60電氣連接的控制電路裝置(圖未示)，電氣控制電機30和電磁控制組件60的運行。該控制電路裝置可以為集成控制電路或邏輯控制電路等，對電機30的運行進行電氣控制，例如控制電機30的正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)、變速轉(zhuǎn)動或者是停止等。同時也對電磁控制組件60進行電氣控制，電磁牽引卡合構件50或通過彈性力推動卡合構件50,達到卡合構件50卡合力矩齒輪逐漸40的目的?？梢岳斫猓刂齐娐费b置可以與電機30和電磁控制組件60電氣連接，也可以分別與電機30或電磁控制組件60電氣連接。采用本實施例的方案，可選擇的控制電機30和/或電磁控制組件60，達到有目的輸出力矩。在其它實施例中，在控制電路裝置中加載無線傳輸裝置或網(wǎng)絡通信裝置，可實現(xiàn)無線或網(wǎng)絡遠程計算機控制，實現(xiàn)遠程智能化控制。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種負荷開關電動操作裝置，其特征在于，包括 支架構件，內(nèi)中空并形成容置空間； 變速齒輪組件，設置在所述容置空間； 電機，設置在所述支架構件上，且通過輸出花鍵齒輪與所述變速齒輪組件連接； 力矩齒輪組件，設置在所述支架構件上； 卡合構件，連接所述變速齒輪組件和力矩齒輪組件；以及 電磁控制組件，設置在所述支架構件上，與所述卡合構件連接； 所述電機驅(qū)動所述變速齒輪組件轉(zhuǎn)動，所述電磁控制組件控制所述卡合構件卡合所述力矩齒輪組件，使所述變速齒輪組件帶動所述力矩齒輪組件轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權利要求I所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，還包括與所述力矩齒輪組件連接的驅(qū)動負荷開關操作軸的驅(qū)動齒輪。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于， 所述變速齒輪組件包括二個或二個以上的相互嚙合的變速齒輪； 所述力矩齒輪組件包括二個或二個以上的相互嚙合的力矩齒輪。
4.根據(jù)權利要求3所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，還包括與電機和/或電磁控制組件電氣連接的控制電路裝置，電氣控制電機和/或電磁控制組件的運行。
5.根據(jù)權利要求4所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，所述卡合構件，包括 傳動軸，內(nèi)中通，連接所述變速齒輪組件和所述力矩齒輪組件； 動芯，與所述傳動軸同軸設置，貫穿所述傳動軸并與所述電磁控制組件連接；以及 卡合件，與所述動芯固接； 所述力矩齒輪開設與所述卡合件相對應的適配卡孔，所述電磁控制組件控制所述動芯沿軸線向內(nèi)牽拉，并帶動所述卡合件與所述適配卡孔卡合。
6.根據(jù)權利要求5所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，所述電磁控制組件，包括 電磁螺線管，設置在所述支架構件外側(cè)；以及 聯(lián)動件，分別與所述動芯和所述電磁螺線管的可動鐵芯連接，可彈性的沿軸線方向移動。
7.根據(jù)權利要求6所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，所述支架構件，包括 第一支撐板； 第二支撐板，與所述第一支撐板相對設置；以及 支撐桿，固接所述第一支撐板和所述第二支撐板。
8.根據(jù)權利要求7所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，還包括電機支架，所述電機安裝在所述電機支架上，所述電機支架安裝在所述第一支撐板上。
9.根據(jù)權利要求8所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，所述變速齒輪組件包括四個變速齒輪，為第一變速齒輪、第二變速齒輪、第三變速齒輪以及第四變速齒輪； 所述第一變速齒輪，通過輸出花鍵齒輪與所述電機連接； 所述第二變速齒輪，與所述第一變速齒輪嚙合； 所述第三變速齒輪，與所述第二變速齒輪嚙合；以及 所述第四變速齒輪，與所述第三變速齒輪同軸設置的花鍵齒輪嚙合。
10.根據(jù)權利要求9所述的負荷開關電動操作裝置，其特征在于，所述力矩齒輪組件包括二個力矩齒輪，為第一力矩齒輪和第二力矩齒輪； 所述第一力矩齒輪，通過所述傳動軸與所述第四變速齒輪共軸聯(lián)接，且開設所述適配卡孔；以及 所述第二力矩齒輪，通過支撐擋件可轉(zhuǎn)動的固接在所述支架構件的外側(cè)，分別與所述第一力矩齒輪和所述驅(qū)動齒輪嚙合。
全文摘要
負荷開關電動操作裝置，包括支架構件，內(nèi)中空并形成容置空間；變速齒輪組件，設置在容置空間；電機，設置在支架構件上，且通過輸出花鍵齒輪與變速齒輪組件連接；力矩齒輪組件，設置在支架構件上；卡合構件，連接變速齒輪組件和力矩齒輪組件；以及電磁控制組件，設置在支架構件上，與卡合構件連接；電機驅(qū)動變速齒輪組件轉(zhuǎn)動，電磁控制組件控制卡合構件卡合力矩齒輪組件，使變速齒輪組件帶動力矩齒輪組件轉(zhuǎn)動。通過電機、電磁控制組件、變速齒輪組件、卡合構件及力矩齒輪組件的配合，使得通電時卡合構件“吸合”，電機驅(qū)動變速齒輪和力矩齒輪共同轉(zhuǎn)動。斷電時卡合構件“分離”，力矩齒輪可單獨轉(zhuǎn)動。電機和變速齒輪不因力矩齒輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。
文檔編號H01H3/26GK102842442SQ20121030270
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權日2012年8月23日
發(fā)明者吳躍輝, 蘇曉華 申請人:深圳市泰為電力科技有限公司