一种基于磁悬挂技术的操作机构限位结构

摘要

一种基于磁悬挂技术的操作机构限位结构，所述的操作机构设有转动零件并位于一壳体内，水平转动零件下方的底座或壳体底板(23)上，设有三层凹槽空腔：最底下的为小长矩形凹槽或孔(31)，凹槽内固定有同形状的导向永磁体(16)；中间的为大长矩形凹槽(32)，其一长端变形为三角形凹槽；最上的为T型凹槽(33)，长端延伸至底座(23)边；三个凹槽的长轴重合；水平转动零件底面固定有一向下突出的滑动止位块(15)，回转时对应着三层凹槽空腔；还包括：滑动板(12)、滑动止位块(15)和转动压板(11)。本发明的基于磁悬挂技术的操作机构限位结构，尤其是基于磁悬挂技术的GIS三工位开关操作机构限位结构，其设计更灵活简单，且结构紧凑、占用空间少，成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于磁悬挂技术的操作机构限位结构，尤其是涉及一种基于磁悬挂技术的GIS三工位开关操作机构限位结构。

背景技术

许多设备都要用到限位结构，现有的限位结构大多只使用弹簧类零件结合复杂的零件组合来实现其限位及复位功能。

本发明提出一种基于磁悬挂技术的操作机构限位结构，尤其是涉及一种基于磁悬挂技术的GIS三工位开关操作机构限位结构。

所谓GIS是指气体绝缘金属封闭开关设备，三工位是指开关设备的三个工作位置：1、隔离开关主断口接通、接地开关主断口分开的位置，2、隔离开关及接地开关主断口分开的位置，3、隔离开关主断口分开、接地开关主断口接通的位置。GIS三工位开关其实就是整合了隔离开关和接地开关两者的功能，可实现机械联锁，防止主回路带电合地刀。

GIS三工位开关设有操作三工位开关分闸与合闸的操作机构，现有的操作机构一般包括另外备有的操作手柄、以及设在开关设备箱体内的转动部件，转动部件固定有曲柄，曲柄带动动触头运动分闸或合闸。

操作时将操作手柄端插到转动部件回转中心孔后，转动操作手柄带转转动部件。为满足分闸与合闸的要求，操作机构中必须设有限位结构。

目前，使用于GIS操作机构中的限位结构大多只使用弹簧类零件结合复杂的零件组合来实现其限位及复位功能，其设计及其零件相当复杂，零件数量多，成本高，模块占用空间大，增大操作机构尺寸，且往往在操作机构进行电动操作时仍有限位结构的零件作用于主体的转动零件，大大降低操作机构的电动操作的机械寿命，加大了安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于磁悬挂技术的操作机构限位结构，尤其是基于磁悬挂技术的GIS三工位开关操作机构限位结构，其设计更灵活简单。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于磁悬挂技术的操作机构限位结构，所述的操作机构设有转动零件并位于一壳体内，其特征是：

所述的水平转动零件下方的底座或壳体底板23上，设有三层凹槽空腔：最底下的为小长矩形凹槽或孔31，凹槽内固定有同形状的导向永磁体16；中间的为大长矩形凹槽32，其一长端变形为三角形凹槽；最上的为T型凹槽33，长端延伸至底座23边；所述三个凹槽的长轴重合；

所述的水平转动零件底面固定有一向下突出的滑动止位块15，回转时对应着所述的三层凹槽空腔；

还包括：

一滑动板12，呈对应于所述底座23上T型凹槽33的T型，横端上开有横向长孔、长端上开有H形孔35，H形孔中压缩装配有小弹簧13，滑动板12长端上套有大弹簧14；滑动板12可移动地放置在所述底座23的T型凹槽33内，长端伸出所述GIS三工位开关操作机构壳体外；

一滑动止位块15，为阶梯圆柱状，大端朝下地放置在所述底座23的的大长矩形凹槽32上、小端伸出所述滑动板12横端的横向长孔上；

一转动压板11，上端铰接在所述壳体外、下端开叉并插在所述滑动板12H形孔的前端；所述的转动压板11与滑动板12压缩小弹簧13、与壳体侧板压缩大弹簧14。

所述的转动压板11上还固定有微动开关压板19，对应着固定在壳体外的微动开关24。

所述的止位块17用螺纹可固定在转动零件上，加强板18的方孔和止位块17的一方形部位配合，防止止位块17转动或松动。

所述的滑动板12的H形孔35和转动压板11的梳子型缺口36，配合大弹簧14和小弹簧13组成一种有两个独立压力传递的紧凑式传动结构。

所述的导向永磁体16对滑动止位块15的磁吸力，实现一种不被限位但其运动路线限定的结构设计，可保证滑动止位块15被滑动板12推动时不会因重力或摩擦力的作用而偏离其应有的直线运动路线，但可在滑动止位块15被止位块17推动时可以沿垂直于原来的直线运动路线的方向移动。见图13、图14、图15。

所述的底座23上的大长矩形凹槽32的直边、斜边和滑动板12的长方形缺口34，实现给定滑动板12一个方向的力实现滑动止位块15作两个方向的运动，实现复位。见图16。

上述功能若不采用磁悬挂的机械设计将是非常复杂的。

所述的基于磁悬挂技术的操作机构限位结构用于GIS三工位开关操作机构。

有益效果：本技术方案的有如下优点和创新点：

1.通过设计滑动板12的H型缺口35和转动压板11的梳子型缺口36，配合大弹簧14和小弹簧13组成一种有两个独立压力传递的紧凑式传动结构。

2.使用永磁体实现一种磁悬挂技术，利用导向永磁体16对滑动止位块15的磁吸力，实现一种不被限位但其运动路线限定的结构设计，可保证滑动止位块15被滑动板12推动时不会因重力或摩擦力的作用而偏离其应有的直线运动路线，但可在滑动止位块15被止位块17推动时可以沿垂直于原来的直线运动路线的方向移动。见图13、图14、图15

3.通过设计底座23上的屋子型凹槽32的直边、斜边和滑动板12的长方形缺口34，实现给定滑动板12一个方向的力实现滑动止位块15作两个方向的运动，实现复位。见图16。

本限位结构使用了磁悬挂技术进行设计，令限位结构设计更灵活简单，其结构紧凑、占用空间少，成本低；对操作机构的电动操作动作没有任何影响，大大提高操作机构电动操作的可靠性。

并可忽略手动操作时的转动圈数，可断续进行手动操作，完全有效实现到位锁定功能，从机械结构上避免误操作、保证操作到位。

附图说明

图1a为本发明的GIS三工位开关操作机构装配示意图；

图1b为沿图1a的A-A线剖视图；

图1c为图1b的C向视图；

图1d为沿图2的B-B线剖视图；

图2转动压板11立体示意图；

图3滑动板12立体示意图；

图4齿轮固定板22立体示意图；

图5小弹簧13主视图；

图6大弹簧14主视图；

图7滑动止位块15剖视图；

图8a导向永磁体16俯视图；

图8b导向永磁体16主视图；

图9a止位块17俯视图；

图9b止位块17主视图；

图10a加强板18俯视图；

图10b加强板18剖视图；

图11a底座23俯视图；

图11b底座23剖视图；

图11c底座23俯视图的局部放大示意图；

图12微动开关压板19主视图；

图13磁悬挂作用示意图；

图14止位块17离开中心线示意图；

图15转动零件完成一圈传动示意图；

图16限位结构复位示意图；

图17为限位结构立体示意图之一；

图18为限位结构立体示意图之二；

图19为限位结构立体示意图之三。

具体实施方式

下面将结合附图和发明作进一步的详述：

参见图1-图19，其为本发明的基于磁悬挂技术的限位结构用到GIS三工位开关操作机构上的实施例，所述的操作机构包含有水平转动零件并位于一壳体内，在水平转动零件下方的底座23上，设有三层凹槽空腔：参见图11，最底下的为小长矩形凹槽或孔31，凹槽内固定有同形状的导向永磁体16；中间的为大长矩形凹槽32，其一长端变形为三角形凹槽；最上的为T型凹槽33，长端延伸至底座23边；三个凹槽的长轴重合；在水平转动零件底面固定有一向下突出的滑动止位块15，回转时对应着所述的三层凹槽空腔。

另外还包括有：

一滑动板12，呈对应于所述底座23上T型凹槽33的T型，横端上开有横向长孔、长端上开有H形孔，H形孔中压缩装配有小弹簧13，滑动板12长端上套有大弹簧14；滑动板12可移动地放置在所述底座23的T型凹槽33内，长端伸出所述GIS三工位开关操作机构壳体外；

一滑动止位块15，为阶梯圆柱状，大端朝下地放置在所述底座23的的大长矩形凹槽32上、小端伸出所述滑动板12横端的横向长孔上；

一转动压板11，上端铰接在所述壳体外、下端开叉并插在所述滑动板12H形孔的前端；所述的转动压板11与滑动板12压缩小弹簧13、与壳体侧板压缩大弹簧14。

所述的转动压板11上还固定有微动开关压板19，对应着固定在壳体外的微动开关24，转动压板11由带孔销21组成销钉联接固定在壳体的齿轮固定板22上。

所述的止位块17用螺纹可固定在转动零件上，加强板18的方孔和止位块17的一方形部位配合，防止止位块17转动或松动。

限位结构原理简述如下:

1.见图1，将手动操作手柄27插入手动操作轴26时，操作手柄27压下转动压板11，转动压板11压缩大弹簧14和小弹簧13，大弹簧14开始储能，小弹簧13推动滑动板12运动，滑动板12带动滑动止位块15移动，处于中间的导向永磁体16对滑动止位块15产生磁吸力，因磁吸力的存在，滑动止位块15不会因重力或摩擦力而在滑动板12的长方形缺口34随意滑动，保证滑动止位块15被推动过程中始终悬挂在中心线位置见图13磁悬挂作用示意图，滑动止位块15被推动沿中心线37位置移动一小段距离后被同样处于中心线37上的止位块17顶住，滑动板12因此停止移动，小弹簧13也因此开始被压缩储能，此时操作手柄27完成插入手动操作轴26，并可以进行操作，一旦转动操作手柄27机构本身的转动零件25开始转动，固定在转动零件25上的止位块17离开中心线37，滑动止位块15因此失去阻碍，小弹簧13开始释能推动滑动板12和滑动止位块15直至顶上底座凹槽边上见图14止位块17离开中心线示意图；当转动零件25将转动一整圈时止位块17也即将回到中心线37位置，并开始推动滑动止位块15克服磁吸力向偏离中心线37移动直至止位块17重新回到中心线37位置，此时滑动止位块15被屋子型凹槽32的一直边顶住，因此止位块15被顶住，使转动零件25不能再转动，此时转动零件25刚好完成一整圈的转动就被限位，操作手柄27此时不能再操作，同时表示完成一个工位的操作，见图15转动零件完成一圈传动示意图；拔出操作手柄27，大弹簧14释能推动转动压板11向外弹出，转动压板11带动滑动板12向外移动，滑动板12带动滑动止位块15向远离止位块15方向直线移动，移动一小段距离后，滑动止位块15沿屋子型凹槽32的斜边向原来的初始中心线37上一位置移动直至被顶住，整个限位模块回到原始位置和状态见图16限位结构复位示意图。见图1。