CN102683127A - 一种手动电动机起动器 - Google Patents

Abstract

一种手动电动机起动器，包括旋转的控制机构、操作机构、压板、触头系统，所述操作机构包括杆状摇柄、四连杆机构，所述杆状摇柄的一端跟控制机构连接，另一端与四连杆机构一端固定连接，四连杆机构另一端与压板连接，压板在操作系统的作用下围绕其一端的固定轴旋转，另一端与触头系统连接，与触头系统配合实现动静触头的分/合闸操作。该手动电动机起动器撞击力小、操作省力、结构简单，避免了不连续接触在跳变过程中的撞击，对器件损伤小，降低了机构分/合闸时冲击力对关键零件的破坏影响，提高机构的寿命。

Description

一种手动电动机起动器

技术领域

本发明涉及电力领域，更具体的说，涉及一种手动电动机起动器。

背景技术

通常，手动电动机起动器作为一种开关装置，当电路产生非正常电流时，如电不足，短路，过载等现象，手动电动机起动器会自动断开电动机的电源，实现对电动机的保护。

手动电动机起动器设有一个用于检测故障电流的检测部分，一个响应从检测的检测信号的开关机构，一个与开关机构的操作互锁以打开或开闭电流通路的触点部分，和一个用于消除在触点部分的触点开启时产生电弧的消弧部分。

如在该领域公知的，手动电动机起动器包括用于检测偶发电流的产生的检测部分，一个响应从检测部分的检测信号而动作的操作机构，一个与操作机构互锁以打开或者关闭电流通路的触头系统，和一个用于消弧在触点部分的触点开启时产生的电弧的消弧部分。

图1所示西门子(Siemens)电磁断路器100A的操作机构，其传动方式为：人力驱动齿轮手柄1，齿轮手柄带动互锁组件2转动，互锁组件2的互锁齿轮2a接合驱动杆3的驱动齿轮3a，驱动杆3围绕其转动轴3c转动，驱动杆3的另一端设有突起3b。控制杆4具有通过控制杆4形成的曲柄孔4a，该曲柄孔4a具有形成在该曲柄孔4a的相对端上的孔圆周4b，通驱动杆3的突起3b插入所示孔圆周4b中，因此，该控制杆4可以被在预先确定的角度范围内通过驱动杆3的转动而围绕该控制杆转动轴5转动，实现分闸、合闸操作。

在此类机构中，其传动链如图3所示，互锁组件2通过齿轮配合驱动驱动杆3，驱动杆3再驱动控制杆4。因此，此传动机构有3根传动连杆，并且，接触摩擦对有3对。上述结构的现有的手动马达启动器的手柄装置中，由合成树脂制成的驱动杆3的突起3b不连续地与由金属制成的控制杆4的曲柄孔4a的孔圆周4b接触，同时通过手柄1的转动移动。因此，由合成树脂制成的驱动杆3的突起3b容易磨损。

对比文件CN1323412C于2007年6月27日公开了一种用于手动电动机起动器的开关机构，LG电磁断路器100A现有产品结构以及西四门子(Siemens)电磁断路器100A的产品，都采用此类结构。如图3所示，开关机构包括一个具有从垂直方向延伸的主体的闭锁2，其腿部2a形成在主体下端，其喙部分2b从主体上部水平方向延伸，该闭锁2在开关机构的脱扣操作期间绕旋转轴2c旋转；闭锁固定器4能够通过旋转的闭锁2的推力而旋转，以锁紧或释放闭锁2：脱扣信号杆5，安装在闭锁2的喙部分2b的旋转范围内，用于锁紧闭锁固定器4或用于当闭锁2旋转时通过喙部分2b的压力而旋转：和脱扣杆3，其具有一个锁紧部分，用于锁紧或释放在闭锁固定器4的上部形成的头部4c，和一个腿部，用于从脱扣信号杆5接收一个推力，该脱扣杆3通过脱扣信号杆5旋转而施加的推力而旋转，以释放闭锁固定器4。此类结构中，闭锁2与闭锁固定器4的锁合，是通过强力撞击实现。因此产生了强力撞击力，其强力撞击力也必然传导到结构里的关键零件，容易造成零件损伤或误动作，并且相对于断路器而言，电动机起动器的分闸、合闸操作更加频繁，零件更易损伤。

综上所述，现有技术至少存在两方面问题：

(1)操作力过大，人力难以扭动手柄，有样机产品手柄扭断现象。

(2)关键零件易断裂。在保证触头压力的情况下，储能弹簧必须提供相当大的力。开合闸过程，机构的撞击力大，对塑料件寿命影响较大。塑料件受到较大撞击力，容易断裂，机构失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种撞击力小、操作省力、结构简单的、可靠性高的手动电动机起动器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种手动电动机起动器，包括旋转的控制机构100、操作机构200、触头系统400，所述操作机构200包括杆状摇柄210、四连杆机构220，所述杆状摇柄210的一端跟控制机构100连接，另一端与四连杆机构220一端固定连接，四连杆机构220另一端与触头系统400连接，在控制机构100的作用下四连杆机构220与触头系统400配合实现动静触头的分/合闸操作。

优选的，所述操作机构200与触头系统400之间还包括压板300，所述四连杆机构220与压板300连接，压板300在操作系统200的作用下围绕其一端的固定轴旋转，另一端与触头系统400连接，与触头系统400配合实现动静触头的分/合闸操作。通过压板300使触头支持400各相的触头受力更加均匀，对动静触头起到保护作用。

优选的，所述控制机构100包括旋转手柄110和轨迹推板120，轨迹推板120的一端跟旋转手柄110的底部固定连接，轨迹推板120的另一端设有滑槽，所述杆状摇柄210插入所述滑槽内。滑槽两端各有一个轨迹滑面，分别控制杆状摇柄往不同方向运动，实现分/合闸操作。

优选的，所述操作机构200还包括锁扣231、再扣232、跳扣233、支架240、主拉簧250；所述的四连杆机构220包括第一连杆221、三角连杆222、第二连杆223、转换连杆224、顶杆245；第一连杆221一端与杆状摇柄210固定连接，另一端通过旋转支点2212固定在支架240上；三角连杆222与第二连杆223的一端通过第二主拉簧轴2502连接，第二连杆223另一端与转换连杆224一端活动连接，转换连杆224的中间通过转换轴2241与支架240连接，另外一端与顶杆245连接；第一连杆221与杆状摇柄210连接处设有第一主拉簧轴2501，主拉簧250一端挂在第一主拉簧轴2501上，另一端挂在第二主拉簧轴2502上；锁扣231和再扣232各通过一根销轴安装在支架240上，跳扣233一端通过第一跳扣轴2331安装在支架上，跳扣233中间通过第二跳扣轴2332与三角连杆222连接，跳扣223另一端可以与锁扣231扣合和解扣。

优选的，所述触头系统400包括静触头410、动触头420、触头支持件430，触头支持件430内设有与动触头420连接的弹性部件，动触头420在弹性部件弹力的作用下往上运动直到动静触头相接触。

优选的，所述旋转手柄110底部带有啮齿结构的凸台或凹槽，相应的，所述轨迹推板120也设有相应的啮齿结构的凹槽或凸台。

优选的，所述操作机构200还包括限位装置260，所述限位装置260包括限位板262和设置在限位板262上的限位口261，限位口261与设置于第一连杆221上的限位轴2211进行互锁限位。

优选的，所述杆状摇柄210为带螺纹的螺纹轴。

优选的，所述旋转手柄110和轨迹推板120之间通过螺丝紧固、粘贴、焊接、铆接中的一种或多种方式进行固定。

本发明采用了旋转的控制机构和多连杆结构，通过杆状摇柄和四连杆机构就可以将动力平滑地传动到压板上，带动压板上下运动，实现分合闸操作。连杆之间的动力可以平滑传动，相比不连续的接触式传动，摩擦力小，可降低手柄操作力，使旋动手柄可靠动作。连杆结构具有良好的操控性能，可以精确控制压板的运动，无需采用弹簧储能即可实现动、静触头之间的平稳分、合，避免了不连续接触在跳变过程中的撞击，对器件损伤小，降低机构分/合闸时冲击力对关键零件的破坏影响，提高机构的寿命。

附图说明

图1是西门子(Siemens)电磁断路器100A的操作机构示意图；

图2是图1操作机构的传动示意图；

图3是对比文件CN1323412C开关机构的示意图；

图4是本发明实施方式分闸状态整体示意图；

图5是本发明实施方式合闸状态整体示意图；

图6是本发明实施方式操作机构分解示意图；

图7是本发明实施方式操作机构连接示意图；

图8是本发明实施方式操作机构分闸状态示意图；

图9是本发明实施方式操作机构合闸状态示意图；

图10是本发明实施方式操作机构自由脱扣状态示意图；

图11是本发明实施方式操作机构再扣状态示意图；

图12是本发明实施方式操作机构限位装置示意图；

其中：100、控制机构；110、旋转手柄；120、轨迹推板；12a、轨迹滑面；200、操作机构；210、杆状摇柄；220、四连杆机构；221、第一连杆；222、三角连杆；223、第二连杆；224、转换连杆；225、顶杆；231、锁扣；232、再扣；233、跳扣；240、支架；250、主拉簧；260、限位装置；261、限位口；262、限位板；300、压板；400、触头系统；410、静触头；420、动触头；430、触头支持件；2211、限位轴；2212、旋转支点；2241、转换轴；2331、第一跳扣轴；2332、第二跳扣轴；2501、第一主拉簧轴；2502、第二主拉簧轴。

具体实施方式

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

如图4、图5所示，一种手动电动机起动器，该手动电动机起动器包括旋转的控制机构100、操作机构200、压板300、触头系统400。所述操作机构200包括杆状摇柄210、四连杆机构220，杆状摇柄210一端与控制机构100连接，另一端与四连杆机构220一端连接，四连杆机构220的另一端与压板300连接，所述压板300与触头系统400连接，压板300在操作机构200的带动下围绕其一端的固定轴旋转，另一端作上下运动与触头系统400配合，实现的动触头420的动作从而进行分/合闸操作。控制机构100采用力量平稳且平滑的旋转装置，与四连杆机构结合，可以有效的降低触头接触的撞击力。

所述控制机构100包括旋转手柄110和轨迹推板120，轨迹推板120的一端跟旋转手柄110的底部固定连接，其另一端设有滑槽，所述杆状摇柄210插入所述滑槽内，滑槽具有两个轨迹滑面12a，分别导引杆状摇柄210往不同方向运动，实现分合闸操作。旋转手柄110底部带有啮齿结构的凸台或凹槽，相应的，所述轨迹推板120也设有相应的啮齿结构的凹槽或凸台。啮齿结构可以在旋转过程中，将旋转手柄110的力矩均匀、可靠地传递给轨迹推板120，连接更可靠。旋转手柄110和轨迹推板120之间可以通过螺丝紧固、粘贴、焊接、铆接等方式进行固定。

所述操作机构200的四连杆机构220，包括第一连杆221、三角连杆222、第二连杆223、转换连杆224、顶杆245，第一连杆221与杆状摇柄210固定连接，顶杆245与压板300连接，所述杆状摇柄210可以选用带螺纹的螺纹轴，也可以是表面光滑的普通摇杆。

所述触头系统400包括静触头410、动触头420、触头支持件430，触头支持件430内设有与动触头420连接的弹性部件，如弹簧(图中未示出)，动触头420在弹性部件弹力的作用下往上运动，带动动触头420往上直到动静触头相接触。

本实施例也可以省略压板300，四连杆机构220直接与触头系统400连接，与触头系统400配合实现分/合闸操作，优选通过压板300使触头支持400各相的触头受力更加均匀，对动静触头起到保护作用。

如图6、图7所示，操作机构200还包括包括锁扣231、再扣232、跳扣233、支架240、主拉簧250。第一连杆221一端与杆状摇柄210固定连接，另一端通过旋转支点2212固定在支架240上绕旋转支点2212运动；三角连杆222与第二连杆223的一端通过第二主拉簧轴2502连接，第二连杆223另一端与转换连杆224一端活动连接，转换连杆224的中间通过转换轴2241与支架240连接，另外一端与顶杆245的上端连接，顶杆245的下端与压板300连接；第一连杆221与杆状摇柄210连接处设有第一主拉簧轴2501，主拉簧250一端挂在第一主拉簧轴2501上，另一端挂在第二主拉簧轴2502上；锁扣231和再扣232各通过一根销轴安装在支架240上，跳扣233一端通过第一跳扣轴2331安装在支架上，跳扣233中间通过第二跳扣轴2332与三角连杆222连接，跳扣223另一端可以与锁扣231扣合和解扣。

如图8-图11所示，手动电动机起动器工作过程有四种状态，分闸状态、合闸状态、自由脱扣状态、再扣状态。在分闸状态、合闸状态下，锁扣231扣住跳扣223，当人力驱动旋转手柄110，通过啮齿结构实现轨迹推板120同步运动，轨迹推板120通过轨迹滑面12a带动杆状摇柄210、第一连杆221和第一主拉簧轴2501运动，在主拉簧250的牵引下通过第二主拉簧轴2502带动三角连杆222和第二连杆223运动，第二连杆223运动使得转换连杆224围绕其中间的转换轴2241旋转带动顶杆225向下和向上运动，顶杆225通过压板300与触头系统400各向的动触头接触，顶杆225将传动力以垂直压板300的方向传递给压板300，将动力集中到分合闸方向，减少了传动力在其它方向的力矩损耗，压板300与触头系统400配合实现动静触头的分/合闸操作。在分闸状态下，顶杆225带动压板300向下运动，使得触头系统400的弹性部件压缩，动静触头分离；在合闸状态下，顶杆225带动压板300向上运动，动触头420在弹性部件作用下往上运动，带动触头支持件430往上，直到动静触头相接触。

在合闸状态下不管是何种非正常方式触动再扣232运动致使机构脱扣，锁扣231和跳扣223解扣，主拉簧250的储能被释放，带动第一连杆221往中间位置移动，同时带动三角连杆222和第二连杆223运动，此时转换连杆230获得逆时针转动空间，带动顶杆225往下运动，压板300与静触头支持件430接触，顶杆225往下压触头支持件430使得弹性部件压缩，从而使动静触头打开，手动电动机起动器进入自由脱扣状态。本实施例的四连杆机构220，在合闸状态是一个四连杆机构，自由脱扣状态是一个五连杆机构，此时第一连杆221处于一个自由状态，不与支架240产生力平衡关系。

在自由脱扣状态下，操作机构200的第一连杆221处于操作机构的中间位置，此时操作机构受力平衡。往分闸方向驱动旋转手柄110，旋转手柄的啮齿结构可实现轨迹推板120的同步运动，轨迹推板120通过轨迹滑面12a带动杆状摇柄210运动，进而带动第一连杆221绕其旋转支点2212旋转，碰撞跳扣223使得跳扣223与锁扣231扣合，直到第一连杆221与支架240发生碰撞并最终接触静止平衡，手动电动机起动器进入再扣状态，此时触头系统400仍然位于打开状态。

在再扣状态下往合闸方向驱动旋转手柄110，通过轨迹推板120带动杆状摇柄210和第一连杆221绕其旋转支点2212旋转，在主拉簧250的牵引下带动三角连杆222和第二连杆223运动，第二连杆223运动使得转换连杆224围绕其中间的转换轴2241旋转带动顶杆225向上运动，压板300在顶杆225的带动下围绕其一端的固定轴旋转，与触头支持件430接触的另一端向上运动，动触头420在弹性部件的作用下往上运动，带动触头支持件430往上，直到动静触头相接触。

如图12所示，操作机构200可以设置一个限位装置260，使杆状摇柄210和第一连杆221的偏移位置精准受力平衡。限位装置260包括限位板262和设置在限位板262上的限位口261，限位口261与设置于第一连杆221上的限位轴2211进行互锁限位。

本实施方式操作机构采用了四连杆机构，还可以采用五连杆机构，甚至更多级数的多连杆机构，但四连杆机构是最有效的传动。运动原理类似，在此不再赘述。

本发明通过旋转的控制机构和多连杆结构将动力平滑地传动到压板300上，带动压板300上下运动，实现分合闸操作。多连杆机构之间的动力可以平滑传动，相比不连续的接触式传动，摩擦力小，更为省力，且避免了不连续接触在跳变过程中的撞击，器件损伤小，使用寿命更长。多连杆机构具有良好的操控性能，可以精确控制压板300的运动，实现动触头420、静触头410之间的平稳分、合，撞击力小，延长了器件的使用寿命。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种手动电动机起动器，其特征在于，包括旋转的控制机构(100)、操作机构(200)、触头系统(400)，所述操作机构(200)包括杆状摇柄(210)、四连杆机构(220)，所述杆状摇柄(210)的一端跟控制机构(100)连接，另一端与四连杆机构(220)一端固定连接，四连杆机构(220)另一端与触头系统(400)连接，在控制机构(100)的作用下四连杆机构(220)与触头系统(400)配合实现动静触头的分/合闸操作。

2.如权利要求1所述的手动电动机起动器，其特征在于，所述操作机构(200)与触头系统(400)之间还包括压板(300)，所述四连杆机构(220)与压板(300)连接，压板(300)在操作系统(200)的作用下围绕其一端的固定轴旋转，另一端与触头系统(400)连接，与触头系统(400)配合实现动静触头的分/合闸操作。

3.如权利要求1或2所述的手动电动机起动器，其特征在于，所述控制机构(100)包括旋转手柄(110)和轨迹推板(120)，轨迹推板(120)的一端跟旋转手柄(110)的底部固定连接，轨迹推板(120)的另一端设有滑槽，所述杆状摇柄(210)插入所述滑槽内。

4.如权利要求1或2所述的手动电动机起动器，其特征在于，所述操作机构(200)还包括锁扣(231)、再扣(232)、跳扣(233)、支架(240)、主拉簧(250)；所述的四连杆机构(220)包括第一连杆(221)、三角连杆(222)、第二连杆(223)、转换连杆(224)、顶杆(245)；第一连杆(221)一端与杆状摇柄(210)固定连接，另一端通过旋转支点(2212)固定在支架(240)上；三角连杆(222)与第二连杆(223)的一端通过第二主拉簧轴(2502)连接，第二连杆(223)另一端与转换连杆(224)一端活动连接，转换连杆(224)的中间通过转换轴(2241)与支架(240)连接，另外一端与顶杆(245)连接；第一连杆(221)与杆状摇柄(210)连接处设有第一主拉簧轴(2501)，主拉簧(250)一端挂在第一主拉簧轴(2501)上，另一端挂在第二主拉簧轴(2502)上；锁扣(231)和再扣(232)各通过一根销轴安装在支架(240)上，跳扣(233)一端通过第一跳扣轴(2331)安装在支架上，跳扣(233)中间通过第二跳扣轴(2332)与三角连杆(222)连接，跳扣(223)另一端可以与锁扣(231)扣合和解扣。

5.如权利要求1或2所述的手动电动机起动器，其特征在于，所述触头系统(400)包括静触头(410)、动触头(420)、触头支持件(430)，触头支持件(430)内设有与动触头(420)连接的弹性部件，动触头(420)在弹性部件弹力的作用下往上运动直到动静触头相接触。

6.如权利要求3所述的手动电动机起动器，其特征在于，所述旋转手柄(110)底部带有啮齿结构的凸台或凹槽，相应的，所述轨迹推板(120)也设有相应的啮齿结构的凹槽或凸台。

7.如权利要求4所述的手动电动机起动器，其特征在于，所述操作机构(200)还包括限位装置(260)，所述限位装置(260)包括限位板(262)和设置在限位板(262)上的限位口(261)，限位口(261)与设置于第一连杆(221)上的限位轴(2211)进行互锁限位。

8.如权利要求1所述的手动电动机起动器，其特征在于，所述杆状摇柄(210)为带螺纹的螺纹轴。

9.如权利要求6所述的手动电动机启动器，其特征在于，所述旋转手柄(110)和轨迹推板(120)之间通过螺丝紧固、粘贴、焊接、铆接中的一种或多种方式进行固定。

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