本发明涉及低压电器领域， 更具体地说， 涉及自动转换开关的操作系 统。 背景技术

现有的一体式自动转换开关的操作系统， 大都采用电磁铁、 直线电机 或手动直接旋转连接常用电源侧或备用电源侧 主轴带动触头系统运动到闭 合位置， 由于电磁铁产生的力受体积的局限， 同时直接手动操作也很难产 生很大操作力， 使转换开关的容量受到限制。 若在大容量一体式自动转换 开关采用以前的电磁铁、 直线电机或手动操作的操作系统， 将需要很大的 体积， 可靠性也较差。

申请号为 200910047109.X的专利申请揭示了一种转换开关电� ��的三 齿轮转换机构， 包括： 第一齿轮， 连接第一触头， 第一齿轮的转动带动第 一触头与第一电源闭合或打开； 第二齿轮， 连接第二触头， 第二齿轮的转 动带动第二触头与第二电源闭合或打开， 第一齿轮与第二齿轮不接触； 主 动齿轮， 啮合到第一齿轮带动第一齿轮转动， 啮合到第二齿轮带动第二齿 轮转动， 主动齿轮的转动方向与第一齿轮以及第二齿轮 相反。 主动齿轮沿 第二方向转动； 带动第一齿轮沿第一方向转动， 第一触头与第一电源从闭 合位置分离， 成为打开位置； 带动第二齿轮沿第一方向转动， 第二触头与 第二电源从打开位置接近， 成为闭合位置。 该转换结构简单可靠， 利用齿 轮组的不同啮合情况来实现位置的转换， 省去了电磁铁， 简化结构的同时 提高了可靠性。 该专利申请的方案是一种不完全三齿轮方案， 其工加工艺 要求较高， 可靠性较差， 用于非预储能操作结构的转换开关中。

申请号为 200910047108.5的专利申请揭示了一种单操作轴的� ��储能 操作机构， 用于自动转换开关电器， 包括： 操作手柄和操作电机， 操作手 柄和操作电机位于自动转换开关电器的操作机 构的安装板的第一侧， 操作 手柄和操作电机套入操作机构的第一操作凸轮 主轴， 由操作手柄或操作电 机带动第一操作凸轮主轴转动； 传动齿轮， 位于操作机构的安装板的第二 侧， 传动齿轮连接第一操作凸轮主轴和操作机构的 第二操作凸轮主轴， 第 一操作凸轮主轴的转动通过传动齿轮带动第二 操作凸轮主轴的转动； 储能 机构， 通过第一凸轮连接到第一操作凸轮主轴， 还通过第二凸轮连接到第 二操作凸轮主轴， 第一操作凸轮主轴和第二操作凸轮主轴的转动 分别通过 第一凸轮和第二凸轮带动储能机构进行储能。 该专利申请方案是采用两齿 轮的方案， 该方案无法保证双储能操作机构的精确定位， 不能确保一个储 能操作机构储能结束后再开始另一储能操作机 构的储能操作， 因此可靠性 差， 存在误动作和齿轮卡住的隐患。 发明内容

本发明旨在为大容量一体式三位置的自动转换 开关提供一种可靠的操 作系统。

根据本发明的一实施例，提出一种自动转换开 关的操作系统的齿轮组， 该齿轮组用于互相独立的常用侧操作机构和备 用侧操作机构的储能操作， 常用侧操作机构连接到常用侧电源， 备用侧操作机构连接到备用侧电源， 其中， 该齿轮组包括：

常用侧驱动轮， 连接到常用侧操作机构的驱动轴， 常用侧驱动轮上安 装有常用侧离合器；

备用侧驱动轮， 连接到备用侧操作机构的驱动轴， 备用侧驱动论上安 装有备用侧离合器；

常用侧传动轮和备用侧传动轮， 常用侧传动轮和备用侧传动轮都连接 到公共轴， 常用侧传动轮与常用侧驱动轮咬合， 备用侧传动轮与备用侧驱 动轮咬合；

换向轮， 换向轮与常用侧传动轮咬合。

根据本发明的一实施例， 提出一种自动转换开关的操作系统的储能机 构， 该储能机构用于互相独立的常用侧操作机构和 备用侧操作机构的储能 操作， 常用侧操作机构连接到常用侧电源， 备用侧操作机构连接到备用侧 电源， 其中， 该储能机构包括： 齿轮组， 齿轮组包括： 常用侧驱动轮， 连接到常用侧操作机构的驱动 轴， 常用侧驱动轮上安装有常用侧离合器； 备用侧驱动轮， 连接到备用侧 操作机构的驱动轴， 备用侧驱动论上安装有备用侧离合器； 常用侧传动轮 和备用侧传动轮， 常用侧传动轮和备用侧传动轮都连接到公共轴 ， 常用侧 传动轮与常用侧驱动轮咬合， 备用侧传动轮与备用侧驱动轮咬合； 换向轮， 换向轮与常用侧传动轮咬合；

操作手柄和电机， 操作手柄和电机连接到公共轴并驱动公共轴； 侧板， 侧板上安装有棘轮、 棘爪和弹簧， 棘轮和棘爪相互咬合， 弹簧 连接到棘爪的一端。

根据本发明的一实施例， 揭示了一种自动转换开关的操作系统， 操作 系统连接常用侧电源和备用侧电源， 该操作系统包括：

常用侧操作机构， 连接常用侧电源， 常用侧操作机构包括： 常用侧凸 轮， 连接到常用侧驱动轴； 常用侧储能杠杆； 常用侧储能弹簧， 常用侧储 能弹簧的一端连接到常用侧凸轮， 另一端连接到常用侧储能杠杆； 常用侧 四连杆机构， 常用侧四连杆机构连接到常用侧驱动轴； 常用侧分闸杠杆； 备用侧操作机构， 连接备用侧电源， 备用侧操作机构包括： 备用侧凸 轮， 连接到备用侧驱动轴； 备用侧储能杠杆； 备用侧储能弹簧， 备用侧储 能弹簧的一端连接到备用侧凸轮， 另一端连接到备用侧储能杠杆； 备用侧 四连杆机构， 备用侧四连杆机构连接到备用侧驱动轴； 备用侧分闸杠杆； 齿轮组， 齿轮组包括： 常用侧驱动轮， 连接到常用侧驱动轴， 常用侧 驱动轮上安装有常用侧离合器； 备用侧驱动轮， 连接到备用侧驱动轴， 备 用侧驱动论上安装有备用侧离合器； 常用侧传动轮和备用侧传动轮， 常用 侧传动轮和备用侧传动轮都连接到公共轴， 常用侧传动轮与常用侧驱动轮 咬合， 备用侧传动轮与备用侧驱动轮咬合； 换向轮， 换向轮与常用侧传动 轮咬合；

操作手柄和电机， 操作手柄和电机连接到公共轴并驱动公共轴； 侧板， 侧板上安装有棘轮、 棘爪和弹簧， 棘轮和棘爪相互咬合， 弹簧 连接到棘爪的一端。

在一个实施例中， 操作手柄和电机旋转， 带动公共轴转动， 公共轴带 动齿轮组转动。

在一个实施例中， 操作手柄和电机旋转带动公共轴旋转到 0° ~ 150°范 围内， 为常用侧操作机构储能； 旋转到 150° ~ 300°范围内， 为备用侧操作 机构储能。

在一个实施例中， 旋转手柄和电机处于中间位置， 该操作系统与常用 侧电源和备用侧电源都处于断开状态； 旋转手柄和电机旋转并带动公共轴 旋转， 公共轴通过常用侧传动轮、 带动换向轮和常用侧驱动轮将扭矩传递 到常用侧驱动轴， 由常用侧驱动轴驱动常用侧凸轮旋转， 常用侧凸轮推动 常用侧储能杠杆旋转并压缩常用侧储能弹簧进 行储能； 公共轴旋转到 150° 时， 完成常用侧操作机构的储能操作， 常用侧离合器与常用侧驱动轴脱离； 公共轴继续旋转， 公共轴通过备用侧传动轮和备用侧驱动轮将扭 矩传递到 备用侧驱动轴， 由备用侧驱动轴驱动备用侧凸轮旋转， 备用侧凸轮推动备 用侧储能杠杆旋转并压缩备用侧储能弹簧进行 储能； 公共轴旋转到 300° 时， 完成备用侧操作机构的储能操作， 备用侧离合器与备用侧驱动轴脱离。

在一个实施例中， 常用侧凸轮和备用侧凸轮具有不同的曲线。

在一个实施例中， 常用侧凸轮在 0° ~ 150°旋转范围内是变半径， 在 150° ~ 300°旋转范围内是等半径；备用侧凸轮在 0° ~ 150°旋转范围内是等 半径， 在 150° ~ 300°旋转范围内是变半径。

本发明能够为大容量一体式三位置的自动转换 开关提供一种可靠的操 作系统， 采用储能式操作， 可满足大容量一体式三位置的自动转换开关所 需较大的合闸力的要求。 附图说明

本发明上述的以及其他的特征、 性质和优势将通过下面结合附图和实 施例的描述更加清晰和明显， 在附图中， 相同的附图标记始终表示相同的 特征， 其中：

图 1揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开� �的操作系统的结构 图。

图 2揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开� �的操作系统的齿轮 组的结构图。

图 3揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开� �的操作系统的侧板 的结构图。

图 4揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开� �的操作系统的常用 侧操作机构的结构图。

图 5揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开� �的操作系统的备用 侧操作机构的结构图。

图 6揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开� �的操作系统的常用 侧凸轮的结构图。

图 7揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开� �的操作系统的备用 侧凸轮的结构图。 具体实施方式

根据本发明的第一实施例， 提出一种自动转换开关的操作系统的齿轮 组， 参考图 2所示， 该齿轮组用于互相独立的常用侧操作机构和备 用侧操 作机构的储能操作， 常用侧操作机构连接到常用侧电源， 备用侧操作机构 连接到备用侧电源， 该齿轮组包括：

常用侧驱动轮 108a， 连接到常用侧操作机构的驱动轴， 常用侧驱动轮 108a上安装有常用侧离合器 1 10a。

备用侧驱动轮 108b , 连接到备用侧操作机构的驱动轴， 备用侧驱动论 108b上安装有备用侧离合器 1 10b。

常用侧传动轮 109a和备用侧传动轮 109b , 常用侧传动轮 109a和备 用侧传动轮 109b都连接到公共轴 1 1 1 , 常用侧传动轮 109a与常用侧驱动 轮 108a咬合， 备用侧传动轮 109b与备用侧驱动轮 108a咬合。

换向轮 107 , 换向轮 107与常用侧传动轮 108a咬合。

根据本发明的第二实施例， 提出一种自动转换开关的操作系统的储能 机构， 该储能机构用于互相独立的常用侧操作机构和 备用侧操作机构的储 能操作， 常用侧操作机构连接到常用侧电源， 备用侧操作机构连接到备用 侧电源， 该储能机构包括： 齿轮组， 齿轮组如图 2所示， 包括：

常用侧驱动轮 108a， 连接到常用侧操作机构的驱动轴， 常用侧驱 动轮 108a上安装有常用侧离合器 110a。

备用侧驱动轮 108 b， 连接到备用侧操作机构的驱动轴， 备用侧驱 动论 108b上安装有备用侧离合器 110b。

常用侧传动轮 109a和备用侧传动轮 109b, 常用侧传动轮 109a 和备用侧传动轮 109b都连接到公共轴 111, 常用侧传动轮 109a与常 用侧驱动轮 108a咬合， 备用侧传动轮 109b与备用侧驱动轮 108b咬 合。

换向轮 107, 换向轮 107与常用侧传动轮 108a咬合。 操作手柄 112和电机 113, 操作手柄 112和电机 113连接到公共轴 111并驱动公共轴 111。 操作手柄 112和电机 113在图 1 中示出。

侧板 114, 侧板 114上安装有棘轮 115、 棘爪 116和弹簧 117， 棘轮 115和棘爪 116相互咬合， 弹簧 117连接到棘爪 116的一端。 侧板 114、 棘轮 115、 棘爪 116和弹簧 117在图 3中揭示。

根据本发明的第三实施例， 揭示了一种自动转换开关的操作系统， 参 考图 1所示， 该操作系统连接常用侧电源和备用侧电源， 该操作系统包括： 常用侧操作机构， 连接常用侧电源， 常用侧操作机构的结构可以参考 图 4所示， 包括：

常用侧凸轮 101 , 连接到常用侧驱动轴 118;

常用侧储能杠杆 104a;

常用侧储能弹簧，常用侧储能弹簧的一端连接 到常用侧凸轮 101, 另一端连接到常用侧储能杠杆 104a; 常用侧储能弹簧在图中没有示 出 , 常用侧储能弹簧的位置与备用侧储能弹簧 103b的位置相对应； 常用侧四连杆机构 105a, 常用侧四连杆机构 105a连接到常用侧 驱动轴 118;

常用侧分闸杠杆 106a。

备用侧操作机构， 连接备用侧电源， 备用侧操作机构的结构可以参考 图 5所示， 备用侧操作机构包括： 备用侧凸轮 102 , 连接到备用侧驱动轴 119;

备用侧储能杠杆 104b;

备用侧储能弹簧 103b, 备用侧储能弹簧 103b的一端连接到备用 侧凸轮 102, 另一端连接到备用侧储能杠杆 104b;

备用侧四连杆机构 105b, 备用侧四连杆机构 105b连接到备用侧 驱动轴 119;

备用侧分闸杠杆 106b。

齿轮组， 齿轮组如图 2所示， 包括：

常用侧驱动轮 108a, 连接到常用侧驱动轴 118， 常用侧驱动轮 108a上安装有常用侧离合器 110a;

备用侧驱动轮 108b, 连接到备用侧驱动轴 119， 备用侧驱动论 108b上安装有备用侧离合器 110b;

常用侧传动轮 109a和备用侧传动轮 109b, 常用侧传动轮 109a 和备用侧传动轮 109b都连接到公共轴 111, 常用侧传动轮 109a与常 用侧驱动轮 108a咬合， 备用侧传动轮 109b与备用侧驱动轮 108a咬 合；

换向轮 107, 换向轮 107与常用侧传动轮 108a咬合。 操作手柄 112和电机 113, 操作手柄 112和电机 113连接到公共轴 111并驱动公共轴 111。 操作手柄 112和电机 113在图 1 中示出。

侧板 114, 侧板 114上安装有棘轮 115、 棘爪 116和弹簧 117， 棘轮 115和棘爪 116相互咬合， 弹簧 117连接到棘爪 116的一端。 侧板 114、 棘轮 115、 棘爪 116和弹簧 117在图 3中揭示。

操作手柄 112和电机 113旋转， 带动公共轴 111 转动， 公共轴 111 带动齿轮组转动。 操作手柄 112和电机 113旋转带动公共轴 111旋转到 0°~ 150°范围内， 为常用侧操作机构储能。 旋转到 150° ~ 300°范围内， 为 备用侧操作机构储能。

旋转手柄 112和电机 113处于中间位置， 该操作系统与常用侧电源和 备用侧电源都处于断开状态。 旋转手柄 112和电机 113旋转并带动公共轴 111旋转， 公共轴 111通过常用侧传动轮 109a, 带动换向轮 107和常用 侧驱动轮 108a将扭矩传递到常用侧驱动轴 1 18 , 由常用侧驱动轴 1 18驱 动常用侧凸轮 101旋转 , 常用侧凸轮 101推动常用侧储能杠杆 104a旋转 并压缩常用侧储能弹簧进行储能。 公共轴 1 1 1旋转到 150°时， 完成常用侧 操作机构的储能操作， 常用侧离合器 1 10a与常用侧驱动轴 1 18脱离。 公 共轴 1 1 1继续旋转， 公共轴 1 1 1通过备用侧传动轮 109b和备用侧驱动轮 108b将扭矩传递到备用侧驱动轴 1 19 ,由备用侧驱动轴 1 19驱动备用侧凸 轮 102旋转 , 备用侧凸轮 102推动备用侧储能杠杆 104b旋转并压缩备用 侧储能弹簧 103b进行储能。 公共轴 1 1 1旋转到 300°时， 完成备用侧操作 机构的储能操作， 备用侧离合器 1 10b与备用侧驱动轴 1 19脱离。

为了实现上述的工作过程， 常用侧凸轮 101和备用侧凸轮 102被设计 成具有不同的曲线。 常用侧凸轮 101在 0° ~ 150°旋转范围内是变半径， 在 150° - 300°旋转范围内是等半径。备用侧凸轮 102在 0° ~ 150°旋转范围内 是等半径， 在 150° ~ 300°旋转范围内是变半径。 图 6和图 7分别揭示了常 用侧凸轮和备用侧凸轮的结构图。 常用侧凸轮和备用侧凸轮基圆半径不相 等， 以保证储能弹簧释放后， 凸轮可精确定位。

综合而言， 本发明的操作机构在当装有凸轮的驱动轴旋转 时， 凸轮通 过储能杠杆上的滚子使储能杠杆旋转， 推动导杆使弹簧压缩储能， 实现储 能操作。 常用侧凸轮和备用侧凸轮不同， 常用侧凸轮在 0° ~ 150°旋转时是 变半径， 实现常用侧压缩弹簧的储能， 在 150° ~ 300°间是等半径； 而备用 侧凸轮则是在 0° ~ 150°旋转时是等半径，在 150° ~ 300°间是变半径；这样， 实现了旋转一周完成两个操作机构的储能操作 。 常用侧、 备用侧的凸轮基 圆半径不相等， 以保证储能弹簧释放后， 凸轮可精确定位。

本发明的齿轮组在安装在公共轴上的操作手柄 或电机旋转时， 常用侧 通过一个齿轮进行换向， 其他齿轮带动常用侧和备用侧操作机构的驱动 轴 旋转， 驱动轴上装有凸轮， 0° ~ 150°旋转时， 为常用侧操作机构储能， 当 常用侧操作机构储能结束后， 装在常用侧的离合装置使常用侧机构的驱动 轴与公共轴脱离； 公共轴继续旋转， 在 150° ~ 300°间使备用侧操作机构完 成储能。 同样， 装在备用侧的离合装置保证在备用侧操作机构 完成储能后， 其备用侧的驱动轴与公共轴脱离。 这样， 实现了旋转一周完成两个操作机 构的储能操作。 齿轮组有一定的速比， 以减小操作力。

本发明能够实现一个操作手柄或电机完成两个 独立的储能操作机构的 储能操作。 操作手柄通过侧板固定在开关的基座上， 通过棘轮、 弹簧的辅 助完成可靠的操作。

本发明能够为大容量一体式三位置的自动转换 开关提供一种可靠的操 作系统， 采用储能式操作， 可满足大容量一体式三位置的自动转换开关所 需较大的合闸力的要求。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实 现或使用本实用新型 的， 熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实 用新型思想的情况下， 对上述实施例做出种种修改或变化， 因而本实用新型的保护范围并不被上 述实施例所限， 而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的 最大范围。