弹簧操作机构

摘要

本发明公开了一种省力、尺寸小、结构紧凑的弹簧操作机构，它包括作为机架的安装框架、蓄能弹簧、复位弹簧、动触头弹簧、凸轮和平行四连杆，平行四连杆包括第一机架杆、第二机架杆和第一连杆，它还包括可用于与第一机架杆一起形成连杆极位状态的第二连杆、可用于与第二机架杆一起形成连杆极位状态的第三连杆、支撑架；第二连杆和第三连杆长度相等且相互平行；第二连杆的一端、第一机架杆的一端和第一连杆的一端均铰接于第一点上，第三连杆的一端、第二机架杆的一端、第一连杆的另一端均铰接于第二点上，第二连杆和第三连杆的另一端均与支撑架铰接。

权利要求

1.一种弹簧操作机构，它包括作为机架的安装框架、蓄能弹簧、复位弹簧、动触头弹簧、凸轮和平行四连杆，平行四连杆包括第一机架杆、第二机架杆和第一连杆，第一连杆上安装有滚轮，该滚轮与凸轮相抵或远离，其特征在于，它还包括可用于与第一机架杆一起形成连杆极位状态的第二连杆、支撑架、可用于与第二机架杆一起形成连杆极位状态的第三连杆；

第二连杆和第三连杆长度相等且相互平行；第二连杆的一端、第一机架杆的一端和第一连杆的一端均铰接于第一点上，第三连杆的一端、第二机架杆的一端、第一连杆的另一端均铰接于第二点上，第二连杆和第三连杆的另一端均与支撑架铰接；复位弹簧和动触头弹簧的一端均与支撑架相抵，复位弹簧的另一端与安装框架相抵，动触头弹簧的另一端与动触头相抵；所述连杆极位状态指原动件和从动件共线状态，所述共线状态指原动件与从动件在动触头连接杆运动方向上相重或者同时位于动触头连接杆运动方向上但不相重，即第一机架杆和第二连杆共线状态，第二机架杆和第三连杆共线状态。

2.根据权利要求1所述的一种弹簧操作机构，其特征在于，所述第一点为第一销轴，第二点为第二销轴。

3.根据权利要求2所述的一种弹簧操作机构，其特征在于，安装框架上设有用于限制第一销轴运动范围的第一通孔和第二销轴运动范围的第二通孔。

4.根据权利要求1所述的一种弹簧操作机构，其特征在于，它还包括第三支架杆，第三支架杆的一端与第二连杆的另一端在支撑架上铰接于同一点，第三支架杆的另一端与安装框架铰接。

5.根据权利要求1所述的一种弹簧操作机构，其特征在于，它还包括第四支架杆和第五支架杆，第四支架杆与第一机架杆关于第一连杆对称分布，第五支架杆与第二机架杆关于第一连杆对称分布；第四支架杆、第五支架杆、第一机架杆、第二机架杆这四者长度相等且相互平行；第四支架杆的一端铰接于第一点上，第四支架杆的另一端铰接于安装框架上；

第五支架杆的一端铰接于第二点上，第五支架杆的另一端铰接于安装框架上。

6.根据权利要求1所述的一种弹簧操作机构，其特征在于，所述复位弹簧为两个，分别位于支撑架的长度方向的两端。

7.根据权利要求6所述的一种弹簧操作机构，其特征在于，所述动触头弹簧为三个，三个动触头弹簧位于两复位弹簧之间且沿支撑架的长度方向均匀分布。

说明书

弹簧操作机构

技术领域

[0001] 本发明涉及电力设备技术领域，具体讲是一种弹簧操作机构。

背景技术

[0002] 授权公告号为CN201041775Y的实用专利公开了一种弹簧操作机构，它在框架之间安装传动系统，传动系统由凸轮、滚轮和一级四连杆用轴销连接而成，该设计的核心在于，通过对各部件尺寸参数设计的优化，仅采用一级四连杆实现弹簧操作机构的功能，所述弹簧操作机构虽然结构简单，但是其结构本身未见有省力机构，主要依靠蓄能弹簧，以及凸轮、一级四连杆中的各动力臂来驱动动触头，也就是说，上述结构通过增加蓄能弹簧的弹性刚度，以及加长凸轮、一级四连杆中的各动力臂来保证开关的设计要求，而蓄能弹簧的弹性刚度增加，以及凸轮、一级四连杆中的各动力臂的加长，决定了用于驱动蓄能弹簧蓄能的主动力要求较大，以及蓄能弹簧、凸轮、一级四连杆、其他相关零部件(比如作为安装机架的框架)的尺寸均要求较大或者制造上述零件所使用的材料具有较高的要求。所以，上述弹簧操作机构尺寸偏大，结构不紧凑。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是，提供一种省力、尺寸小、结构紧凑的弹簧操作机构。

[0004] 本发明的技术方案是，本发明弹簧操作机构，它包括作为机架的安装框架、蓄能弹簧、复位弹簧、动触头弹簧、凸轮和平行四连杆，平行四连杆包括第一机架杆、第二机架杆和第一连杆，第一连杆上安装有滚轮，该滚轮与凸轮相抵或远离，它还包括可用于与第一机架杆一起形成连杆极位状态的第二连杆、可用于与第二机架杆一起形成连杆极位状态的第三连杆、支撑架；第二连杆和第三连杆长度相等且相互平行；第二连杆的一端、第一机架杆的一端和第一连杆的一端均铰接于第一点上，第三连杆的一端、第二机架杆的一端、第一连杆的另一端均铰接于第二点上，第二连杆和第三连杆的另一端均与支撑架铰接；复位弹簧和动触头弹簧的一端均与支撑架相抵，复位弹簧的另一端与安装框架相抵，动触头弹簧的另一端与动触头相抵。

[0005] 采用上述结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：因为它还包括可用于与第一机架杆一起形成连杆极位状态的第二连杆、可用于与第二机架杆一起形成连杆极位状态的第三连杆、支撑架；第二连杆和第三连杆长度相等且相互平行；第二连杆的一端、第一机架杆的一端和第一连杆的一端均铰接于第一点上，第三连杆的一端、第二机架杆的一端、第一连杆的另一端均铰接于第二点上，第二连杆和第三连杆的另一端均与支撑架铰接；复位弹簧和动触头弹簧的一端均与支撑架相抵，复位弹簧的另一端与安装框架相抵，动触头弹簧的另一端与动触头相抵，这样，利用连杆极位的特点，即在极位附近，由于从动件的速度接近于零，故可获得很大的增力效果，从动件就是指的第二连杆和第三连杆，与第二连杆和第三连杆相对应的原动件为第一机架杆和第二机架杆，因此本发明在第二连杆和第三连杆接近极位状态时，能够用较小的力来驱动第二连杆和第三连杆运动，同时第二连杆和第三连杆施加于支撑架的力却可以很大，足以满足开关的设计要求，这直接决定了蓄能弹簧的刚度可以较小，尺寸相应减小；从上述分析可见，本发明主要是能够将蓄能弹簧尺寸控制的较好，再加上对其他各部件的优化组合，本发明就具有省力、尺寸小、结构紧凑的优点。

[0006] 作为改进，安装框架上设有用于限制第一销轴运动范围的第一通孔和第二销轴运动范围的第二通孔，第一通孔、第二通孔的限位作用能够调整第二连杆和第三连杆运动范围，保证第二连杆和第三连杆在运动时尽可能接近或到达极位，而不会越过极位，从而保证第二连杆和第三连杆的运动稳定性，更有利于本发明性能的提高。

[0007] 作为进一步改进，它还包括第三支架杆，第三支架杆的一端与第二连杆的另一端在支撑架上铰接于同一点，第三支架杆的另一端与安装框架铰接，这样，能够使支撑架的运动稳定，更有利于本发明的实施以及性能的提高。

[0008] 作为进一步改进，它还包括第四支架杆和第五支架杆，第四支架杆与第一机架杆关于第一连杆对称分布，第五支架杆与第二机架杆关于第一连杆对称分布；第四支架杆、第五支架杆、第一机架杆、第二机架杆这四者长度相等且相互平行；第四支架杆的一端铰接于第一点上，第四支架杆的另一端铰接于安装框架上；第五支架杆的一端铰接于第二点上，第五支架杆的另一端铰接于安装框架上，基于上述对称设置，能够使整个机构运动更稳定可靠。

附图说明

[0009] 图1是本发明弹簧操作机构的立体视图。

[0010] 图2是本发明弹簧操作机构的主视图。

[0011] 图3是本发明弹簧操作机构的俯视图。

[0012] 图4是本发明弹簧操作机构的A-A剖视图。

[0013] 图5是本发明弹簧操作机构的机构简图。

[0014] 图中所示，1、安装框架，2、蓄能弹簧，3、复位弹簧，4、动触头弹簧，5、凸轮，6、第一机架杆，7、第二机架杆，8、第一连杆，9、滚轮，10、第二连杆，11、第三连杆，12、支撑架，13、第一点，14、第二点，15、动触头连接杆，16、第一通孔，17、第二通孔，18、第三支架杆，19、第五支架杆。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0016] 本发明弹簧操作机构，它包括作为机架的安装框架1、蓄能弹簧2、复位弹簧3、动触头弹簧4、凸轮5和平行四连杆，平行四连杆包括第一机架杆6、第二机架杆7和第一连杆8，第一连杆8上安装有滚轮9，该滚轮9与凸轮5相抵或远离，它还包括可用于与第一机架杆6一起形成连杆极位状态的第二连杆10、可用于与第二机架杆7一起形成连杆极位状态的第三连杆11、由第二连杆10和第三连杆11驱动的支撑架12；第二连杆10和第三连杆11长度相等且相互平行；第二连杆10的一端、第一机架杆6的一端和第一连杆8的一端均铰接于第一点13上，第三连杆11的一端、第二机架杆7的一端、第一连杆8的另一端均铰接于第二点14上，第二连杆10和第三连杆11的另一端均与支撑架12铰接；复位弹簧3和动触头弹簧4的一端均与支撑架12相抵，复位弹簧3的另一端与安装框架1相抵，动触头弹簧4的另一端与动触头相抵，本例中，动触头弹簧4的另一端与用于连接动触头的动触头连接杆15相抵。上述结构如图1或2或3或4或5所示。

[0017] 所述第一点13为第一销轴，第二点14为第二销轴。

[0018] 安装框架1上设有用于限制第一销轴运动范围的第一通孔16和第二销轴运动范围的第二通孔17，本例中，第一通孔16和第二通孔17均为两个。

[0019] 它还包括第三支架杆18，第三支架杆18的一端与第二连杆10的另一端在支撑架12上铰接于同一点，第三支架杆18的另一端与安装框架1铰接。

[0020] 它还包括第四支架杆和第五支架杆19，第四支架杆与第一机架杆6关于第一连杆8对称分布，第五支架杆19与第二机架杆7关于第一连杆8对称分布；第四支架杆、第五支架杆19、第一机架杆6、第二机架杆7这四者长度相等且相互平行；第四支架杆的一端铰接于第一点13上，第四支架杆的另一端铰接于安装框架1上；第五支架杆19的一端铰接于第二点14上，第五支架杆19的另一端铰接于安装框架1上。由于第四支架杆被挡住，所以未在图中标出。

[0021] 所述复位弹簧3为两个，分别位于支撑架12的长度方向的两端。

[0022] 所述动触头弹簧4为三个，三个动触头弹簧4位于两复位弹簧3之间且沿支撑架12的长度方向均匀分布。

[0023] 如图5所示，此时，凸轮5正由蓄能弹簧2带动，同时凸轮5顶着滚轮9来驱动第一连杆8向左运动，第一连杆8驱动第一点13和第二点14向左运动，第一点13和第二点14带动第一机架杆6和第二连杆10、第二机架杆7和第三连杆11摆动，图5中未画第三连杆11，第一机架杆6和第二连杆10同时摆动使两者逐渐接近极位，第二机架杆7和第三连杆11同第一机架杆6和第二连杆10的运动，所述连杆极位状态指原动件(第一机架杆6或者第二机架杆7)和从动件(第二连杆10或者第三连杆11)共线状态，所述共线状态指原动件与从动件在动触头连接杆15运动方向上相重或者同时位于动触头连接杆15运动方向上但不相重。

[0024] 如图5，本例中，第二连杆10和第三连杆11的另一端与支撑架12铰接的两个铰接点、第一机架杆6和第二机架杆7与安装框架1铰接的两个铰接点均位于第一点13和第二点14的一侧，该一侧基于图5中方向是指第一点13和第二点14的下方，这种情况下，所述共线状态指原动件与从动件在动触头连接杆15运动方向上相重，基于图5中方向，动触头连接杆15运动方向即为竖直方向；第一点13和第二点14也可以位于第二连杆10和第三连杆11的另一端与支撑架12铰接的两个铰接点和第一机架杆6和第二机架杆7与安装框架1铰接的两个铰接点之间，这种情况下，所述共线状态指原动件与从动件位于动触头连接杆
15运动方向上但不相重，即同时位于竖直方向但不相重。

[0025] 由于第三支架杆18的摆动作用，支撑架12具有水平方向的位移，但是由于本发明工作时，第三支架杆18的摆动幅度小，且支撑架12在水平方向未被约束，所以支撑架12具有水平方向的位移也非常小，对支撑架12竖直方向的运动不产生影响。本发明可以不需要第三支架杆18，但为了使本发明长期工作稳定可靠，可以在不设置第三支架杆18的时候，为支撑架12设置动触头连接杆15运动方向的导轨，本例中指竖直方向的导轨。

[0026] 用于驱动蓄能弹簧2蓄能和释放的驱动结构同现有技术，不加赘述。