一種雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的制造方法
【專利摘要】一種雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，包括安裝在外殼內(nèi)的靜、動觸頭、電磁機(jī)構(gòu)、一端設(shè)有轉(zhuǎn)動支點的銜鐵、與銜鐵連接并聯(lián)動的推桿、銜鐵復(fù)位彈簧以及帶有棘輪的棘輪機(jī)構(gòu)，還包括帶有外凸型凸輪和移動件的凸輪機(jī)構(gòu)，外凸型凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動移動件移動并帶動動、靜觸頭實現(xiàn)分/合轉(zhuǎn)換。電磁機(jī)構(gòu)的吸合驅(qū)使銜鐵的自由端繞其轉(zhuǎn)動支點轉(zhuǎn)動，帶動推桿移動并推動棘輪轉(zhuǎn)動一個預(yù)定的步幅，并且，棘輪帶動外凸型凸輪轉(zhuǎn)動的步幅與棘輪轉(zhuǎn)動的步幅相等。銜鐵復(fù)位彈簧的彈力驅(qū)使銜鐵的自由端繞其轉(zhuǎn)動支點往回轉(zhuǎn)動，帶動推桿往回移動并復(fù)位，推桿的往回移動不影響棘輪維持在其保持不動的狀態(tài)。功耗低、結(jié)構(gòu)簡化、降低成本，能同時滿足一體化、小型化和規(guī)?；a(chǎn)的需求。
【專利說明】一種雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種脈沖繼電器，特別是一種雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，以及用配電管理水平的快速提高，人們迫切需要用小型化、低功耗的脈沖繼電器來替代普通的繼電器。脈沖繼電器的工作原理與普通的其它繼電器不同，它通過脈沖電信號激勵觸點轉(zhuǎn)換狀態(tài)，而繼電器繼續(xù)保持此狀態(tài)無需激勵量。小型化一般是指產(chǎn)品的體積小，能安裝到終端配電箱中，而且符合模數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)，以實現(xiàn)與終端配電箱中的其它電器(如電表、斷路器)的配套安裝。而低功耗是指不僅在觸點閉合穩(wěn)定狀態(tài)和分?jǐn)喾€(wěn)定狀態(tài)下電磁系統(tǒng)都不耗電，而且電磁系統(tǒng)致使觸點閉合與分?jǐn)嘀g的轉(zhuǎn)換所耗的電能也要小。然而，現(xiàn)有的脈沖繼電器多為多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，例如CN 2344869 Y號中國實用新型專利公開了一種多控制功能的多穩(wěn)態(tài)步進(jìn)繼電器，它采用三層棘輪機(jī)構(gòu)，其中上、下兩層用來控制觸點的通斷，中層用作步進(jìn)運動，這種三層棘輪棘輪機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，體積較大，制造成本較高。并且由于受其機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理限制，其最大步幅(即銜鐵帶動推桿驅(qū)使棘輪每轉(zhuǎn)動一步所轉(zhuǎn)過的最大角度)很小，例如據(jù)該專利圖4給出的實施例，其最大步幅為30°，因此，如果要將這種多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)變?yōu)橛糜陔p穩(wěn)態(tài)，則必須在其上層或下層棘輪與觸點之間增加轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(通常是凸輪機(jī)構(gòu))，而且其凸輪廓線必須是內(nèi)凹型的?，F(xiàn)有多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器再如專利號為92242768.2的中國實用新型專利所公開的一種脈沖自鎖繼電器，它采用棘爪、換向棘輪和凸輪機(jī)構(gòu)，棘爪用于推動棘輪和凸輪轉(zhuǎn)動，動觸頭靠凸輪自鎖，這種現(xiàn)有機(jī)構(gòu)同樣存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大和制造成本高的問題，而且由于受其機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理限制，其最大步幅(即銜鐵推動棘爪驅(qū)動棘輪和凸輪每轉(zhuǎn)動一步所轉(zhuǎn)過的最大角度)很小，例如據(jù)該專利圖1給出的實施例的凸輪結(jié)構(gòu)，其最大步幅為30°，因此其凸輪必須采用內(nèi)凹型的凸輪廓線。另外，這種靠凸輪鎖定的動觸頭只能實現(xiàn)單斷點，無法實現(xiàn)橋式雙斷點結(jié)構(gòu)。
[0003]上述的內(nèi)凹型的凸輪廓線是指凸輪廓線中具有內(nèi)凹的曲線。應(yīng)當(dāng)能理解:由于內(nèi)凹型的凸輪廓線的壓力角大，所以在傳動過程中存在較大的垂直于從動件的運動方向的有害分力，電磁系統(tǒng)在致使觸點閉合與分?jǐn)嘀g的轉(zhuǎn)換過程中，為克服這種有害分力需加大電磁力，而電磁力的加大，不僅增加功耗，而且還加大電磁機(jī)構(gòu)的體積，因此，現(xiàn)有的多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器雖然在控制功能上也包含了雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的功能，但受其機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理限制，它們采用的內(nèi)凹型的凸輪廓線均不能滿足上述的小型化、低功耗的用戶要求，因此不能用它來替代當(dāng)前迫切需要的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器。具體從兩個方面說，第一，假如將現(xiàn)有的最大步幅為30°的凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線改為外凸型的，即凸輪廓線為全部是外凸的曲線(或者說不具有內(nèi)凹的曲線)，則為滿足動觸點的行程要求，必須大幅度加大凸輪的徑向尺寸，即直接導(dǎo)致產(chǎn)品的體積加大，因此不能滿足雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的最基本的小型化要求。第二，假如在現(xiàn)有多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將最大步幅加大為遠(yuǎn)大于30°，則不僅須對棘輪機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行大幅度改進(jìn)，而且還須對推桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行大幅度改進(jìn)，也就是說，須對棘輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和對推桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計。上述的CN 2344869 Y專利和92242768.2專利具有的共同的特點是，在驅(qū)動棘輪轉(zhuǎn)動的推桿機(jī)構(gòu)的推桿(也稱“曲狀棘爪”)與棘輪之間沒有彈性的力封閉結(jié)構(gòu)，即推桿與棘輪之間沒有設(shè)置使它們始終接觸的彈力，于是使得推桿與棘輪之間的傳遞作用力的接觸點無法沿棘輪的徑向移動大的距離，不難設(shè)想，如果將最大步幅從30°增加到60°，則推桿的徑向移動的距離必須增加1倍，如果將最大步幅從30°增加到90°，則推桿的徑向移動的距離則必須增加3倍，顯然，現(xiàn)有的推桿機(jī)構(gòu)不能滿足最大步幅加大至遠(yuǎn)大于30°的現(xiàn)實要求。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型目的在于提供一種雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述諸多缺陷，與普通電磁繼電器在觸點動作要線圈持續(xù)通電維持相比，具有低功耗的特點；與現(xiàn)有多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器相比，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙簡化、減少零件和降低制造成本的優(yōu)勢，同時還能方便產(chǎn)品的使用安裝和調(diào)試，能夠同時滿足雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器產(chǎn)品的一體化、小型化發(fā)展和自動化、規(guī)模化生產(chǎn)的綜合需求。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的如下技術(shù)方案:該繼電器包括安裝在外殼1內(nèi)的靜觸頭2、與靜觸頭2閉合/分?jǐn)嗯浜系膭佑|頭9、電磁機(jī)構(gòu)3、一端設(shè)有轉(zhuǎn)動支點41的銜鐵4、與銜鐵4連接并聯(lián)動的推桿5、銜鐵復(fù)位彈簧6以及帶有棘輪71的棘輪機(jī)構(gòu)7。所述的繼電器還包括帶有外凸型凸輪81和移動件82的凸輪機(jī)構(gòu)8，所述的外凸型凸輪81的轉(zhuǎn)動驅(qū)動移動件82移動，該移動帶動動觸頭9與靜觸頭2實現(xiàn)分?jǐn)?閉合轉(zhuǎn)換。所述的電磁機(jī)構(gòu)3的吸合驅(qū)使所述的銜鐵4的自由端42繞其轉(zhuǎn)動支點41轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5移動，該移動推動所述的棘輪71轉(zhuǎn)動一個預(yù)定的步幅，并且，所述的棘輪71帶動所述的外凸型凸輪81轉(zhuǎn)動的步幅與所述的棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅相等。所述的銜鐵復(fù)位彈簧6的彈力驅(qū)使所述的銜鐵4的自由端42繞其轉(zhuǎn)動支點41往回轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5往回移動并復(fù)位，所述的推桿5的往回移動不影響所述的棘輪71維持在其保持不動的狀態(tài)。
[0006]根據(jù)上述技術(shù)方案的一種變型:所述的棘輪機(jī)構(gòu)7還包括樞轉(zhuǎn)安裝在外殼1上的止回棘爪72，所述的棘輪機(jī)構(gòu)7的棘輪71通過轉(zhuǎn)動副70與外殼1連接，所述的止回棘爪72與棘輪71嚙合，并且它們所形成的限制棘輪71回轉(zhuǎn)的方向與所述的推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的方向相反。
[0007]根據(jù)上述技術(shù)方案的另一種變型:所述的凸輪機(jī)構(gòu)8的外凸型凸輪81與所述的棘輪71同軸連接并聯(lián)動，所述的凸輪機(jī)構(gòu)8的移動件82以直線移動的方式安裝在外殼1上，該移動件82上設(shè)有平面形狀的平底面821，該平底面821在所述的凸輪機(jī)構(gòu)8的復(fù)位彈簧83的彈力驅(qū)使下，實現(xiàn)與所述的外凸型凸輪81的全外凸的凸輪廓線811的接觸配合。
[0008]根據(jù)上述技術(shù)方案的又一種變型:該推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅等于或大于60。。
[0009]根據(jù)上述技術(shù)方案的再一種變型:所述的推桿5的一端設(shè)有可與棘輪71配合以推動棘輪71轉(zhuǎn)動的推爪51，所述的推桿5的另一端設(shè)有彈性片簧52，所述的彈性片簧52的自由端與銜鐵4的自由端42接觸配合，所述的推桿5的靠近彈性片簧52的一端通過鉸鏈50與銜鐵4的自由端42連接，所述的彈性片簧52的彈力驅(qū)使推桿5的推爪51在推動過程中始終與棘輪71嚙合。
[0010]根據(jù)上述技術(shù)方案的又一種改進(jìn)方案:所述的棘輪機(jī)構(gòu)7還包括樞轉(zhuǎn)安裝在外殼1上的止回棘爪72，所述的棘輪機(jī)構(gòu)7的棘輪71通過轉(zhuǎn)動副70與外殼1連接，所述的止回棘爪72與棘輪71嚙合，并且它們所形成的限制棘輪71回轉(zhuǎn)的方向與所述的推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的方向相反；所述的凸輪機(jī)構(gòu)8的外凸型凸輪81與所述的棘輪71同軸連接并聯(lián)動，所述的凸輪機(jī)構(gòu)8的移動件82以直線移動的方式安裝在外殼1上，該移動件82上設(shè)有平面形狀的平底面821，該平底面821在所述的凸輪機(jī)構(gòu)8的復(fù)位彈簧83的彈力驅(qū)使下，實現(xiàn)與所述的外凸型凸輪81的全外凸的凸輪廓線811的接觸配合；所述的推桿5的一端設(shè)有可與棘輪71配合以推動棘輪71轉(zhuǎn)動的推爪51，所述的推桿5的另一端設(shè)有彈性片簧52，所述的彈性片簧52的自由端與銜鐵4的自由端42接觸配合，所述的推桿5的靠近彈性片簧52的一端通過鉸鏈50與銜鐵4的自由端42連接，所述的彈性片簧52的彈力驅(qū)使推桿5的推爪51在推動過程中始終與棘輪71嚙合。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的:所述的推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅為90°，所述的棘輪71的齒數(shù)是4的整數(shù)倍，所述的外凸型凸輪81的凸輪廓線811上包括兩個對稱于基圓中心0的短軸拐點D和兩個對稱于基圓中心0的長軸的拐點C，所述的短軸D-D與所述的長軸C-C垂直。
[0012]另一種進(jìn)一步優(yōu)選的變體:所述的推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅為60°，所述的棘輪71的齒數(shù)是6的整數(shù)倍，所述的外凸型凸輪81的凸輪廓線811上包括三個分別與基圓中心0等距并均布的短半軸拐點Db和三個分別與基圓中心0等距并均布的長半軸拐點Cb，并且，各短半軸Db-Ο與相鄰的長半軸Cb-Ο之間的夾角為60°。
[0013]根據(jù)上述技術(shù)方案的另一種變型:所述的棘輪機(jī)構(gòu)7的棘輪71的轉(zhuǎn)動中心在所述的凸輪機(jī)構(gòu)8的移動件82的中心線a-a的延長線上，所述的移動件82的移動方向與其中心線a-a平行，并且，所述的移動件82上的平底面821與其中心線a_a垂直，這樣可進(jìn)一步改善凸輪機(jī)構(gòu)8的傳動性能，減小摩擦力的功耗。
[0014]根據(jù)上述技術(shù)方案的再一種變型:所述的靜觸頭2包括第一靜觸頭21和第二靜觸頭22，所述的動觸頭9為雙斷點橋型動觸頭。
[0015]本實用新型提供的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器通過輸入脈沖信號來改變觸點的狀態(tài)，在對某一激勵量作了響應(yīng)并已轉(zhuǎn)換狀態(tài)后，如去除該激勵量，其仍能穩(wěn)定保持在此狀態(tài)，在此狀態(tài)下通過再加一合適的激勵量實行再轉(zhuǎn)換狀態(tài)，本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器與常規(guī)單穩(wěn)態(tài)繼電器的觸點動作需線圈持續(xù)通電相比，無需維持電流，節(jié)約電能，具有低功耗的特點，并且安全可靠。并且，由于采用了外凸型凸輪81和步幅大于60°的大步幅傳動結(jié)構(gòu)，本實用新型提供的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器可以將壓力角減小至0，從而可避免有害分力的能耗，同時可大幅度減小電磁機(jī)構(gòu)3的體積。特別是，本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器由于采用了推桿5的推爪51依靠彈性片簧52繞鉸鏈50擺動同時推動棘輪71的轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)特征，不會再出現(xiàn)現(xiàn)有的多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器如果撤去對推桿的現(xiàn)有約束，則會導(dǎo)致推桿與棘輪不能可靠嚙合的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器處于分?jǐn)嗟姆€(wěn)定狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
[0017]圖2是本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器處于閉合的穩(wěn)定狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
[0018]圖3是棘輪71和外凸型凸輪81的第一實施方案的零件結(jié)構(gòu)平面示意圖。
[0019]圖4是圖3的背視圖。
[0020]圖5是棘輪71和外凸型凸輪81的第二實施方案的零件結(jié)構(gòu)平面示意圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖1至圖5給出的實施例，詳細(xì)說明本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的【具體實施方式】。本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器不限于以下實施例的描述。
[0022]圖1至圖2示出了本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的整體結(jié)構(gòu)，參見圖1、圖2，本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器包括外殼1、安裝在外殼1內(nèi)的靜觸頭2、電磁機(jī)構(gòu)3、與靜觸頭2閉合/分?jǐn)嗯浜系膭佑|頭9、一端設(shè)有轉(zhuǎn)動支點41的銜鐵4、與銜鐵4連接并聯(lián)動的推桿5、銜鐵復(fù)位彈簧6、帶有棘輪71的棘輪機(jī)構(gòu)7以及帶有外凸型凸輪81和移動件82的凸輪機(jī)構(gòu)8。靜觸頭2和電磁機(jī)構(gòu)3可采用已知的方式安裝在外殼1內(nèi)，通過動觸頭9的位置變換實現(xiàn)動觸頭9與靜觸頭2的分?jǐn)?閉合轉(zhuǎn)換，動觸頭9從分?jǐn)辔恢靡苿拥介]合位置所走過的行程滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的開距要求。銜鐵4 一端的轉(zhuǎn)動支點41可有多種實現(xiàn)方式，如轉(zhuǎn)動副結(jié)構(gòu)方式，轉(zhuǎn)動支點41的功能是以可轉(zhuǎn)動的方式支承銜鐵4，使銜鐵4能繞轉(zhuǎn)動支點41轉(zhuǎn)動。推桿5與銜鐵4之間的連接結(jié)構(gòu)可有多種，通過該連接實現(xiàn)銜鐵4與推桿5的聯(lián)動，即銜鐵4的轉(zhuǎn)動能帶動推桿5的移動，而推桿5的移動也能帶動銜鐵4的轉(zhuǎn)動。本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器與現(xiàn)有的繼電器最大的一個區(qū)別是采用了外凸型凸輪81和步幅大于60°的大步幅傳動結(jié)構(gòu)，即所述的電磁機(jī)構(gòu)3的吸合驅(qū)使銜鐵4的自由端42繞轉(zhuǎn)動支點41轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5移動并推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅大于60°，棘輪71帶動外凸型凸輪81轉(zhuǎn)動的步幅與棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅相等，外凸型凸輪81的轉(zhuǎn)動驅(qū)動移動件82移動并帶動動觸頭9與靜觸頭2的分?jǐn)?閉合轉(zhuǎn)換。
[0023]這里所述的“步幅”是指電磁機(jī)構(gòu)3吸合一次驅(qū)使推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的角度，圖1、2中所示的棘輪71和外凸型凸輪81采用了推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅為90°的第一實施方案。第一實施方案的棘輪71轉(zhuǎn)動一次所轉(zhuǎn)過的角度為90°，即轉(zhuǎn)動的步幅為90°，而第二實施方案的棘輪71轉(zhuǎn)動一次所轉(zhuǎn)過的角度為60°，即轉(zhuǎn)動的步幅為60°。顯然，圖1和圖2所示的本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的實施例的整體結(jié)構(gòu)不僅可采用第一實施方案的凸輪廓線811的形狀結(jié)構(gòu)和棘輪71的齒數(shù)結(jié)構(gòu)，以獲得90°的步幅，也可采用第二實施方案的凸輪廓線811的形狀結(jié)構(gòu)和棘輪71的齒數(shù)結(jié)構(gòu)，以獲得60°的步幅。上述第一實施方案與第二實施方案區(qū)別在于外凸型凸輪81的凸輪廓線811的形狀結(jié)構(gòu)不同以及棘輪71的齒數(shù)不同；而且，由于凸輪廓線811的形狀結(jié)構(gòu)不同和棘輪71的齒數(shù)結(jié)構(gòu)不同，因此它們所形成的步幅的大小也不同。這里所述的“外凸型凸輪”是指凸輪廓線全部為向外凸出的形狀，不含如92242768.2號實用新型專利的圖1中所示的凸輪廓線向內(nèi)凹進(jìn)的形狀。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過采用外凸型凸輪81的結(jié)構(gòu)，可以將壓力角減小至0，從而可避免有害分力的能耗，同時可大幅度減小電磁機(jī)構(gòu)3的體積。
[0024]然而，外凸型凸輪81由于受其凸輪廓線811不能內(nèi)凹的限制，其驅(qū)動移動件82移動的行程將受到限制，而該行程過小則不能滿足觸頭的開距要求。為此，本實用新型還通過采用大步幅傳動結(jié)構(gòu)，將步幅加大到大于60°的水平，以保證觸頭應(yīng)滿足的開距要求。具體的步幅結(jié)構(gòu)可有多種，一種優(yōu)選的方案是，所述的推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅為90° (如圖3和圖4所示的第一實施方案)或60° (如圖5所示的第二實施方案)。具體將在后面說明。
[0025]參見圖1、2，脈沖繼電器的電磁機(jī)構(gòu)3吸合銜鐵4 一次，銜鐵4驅(qū)使推桿5推動棘輪71并帶動外凸型凸輪81轉(zhuǎn)動一個步幅，外凸型凸輪81的一個步幅轉(zhuǎn)動使動觸頭9與靜觸頭2執(zhí)行一次分?jǐn)?閉合轉(zhuǎn)換(即由分?jǐn)噢D(zhuǎn)換為閉合，或由閉合轉(zhuǎn)換為分?jǐn)?；在推桿5推動棘輪71并帶動外凸型凸輪81轉(zhuǎn)動一個步幅后，電磁機(jī)構(gòu)3自動撤去對銜鐵4的吸合力，并由復(fù)位結(jié)構(gòu)驅(qū)使推桿5復(fù)位，為下一步推動做準(zhǔn)備。本實用新型的復(fù)位結(jié)構(gòu)及其傳動鏈包括:所述的銜鐵復(fù)位彈簧6的彈力驅(qū)使銜鐵4的自由端42繞轉(zhuǎn)動支點41往回轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5往回移動并復(fù)位，推桿5的往回移動不妨礙棘輪71處于保持不動的狀態(tài)。
[0026]所述的棘輪機(jī)構(gòu)7可有多種結(jié)構(gòu)方式，一種優(yōu)選的方式如圖1、圖2所示，所述的棘輪機(jī)構(gòu)7包括棘輪71和止回棘爪72，棘輪71通過轉(zhuǎn)動副70與外殼1連接，止回棘爪72樞轉(zhuǎn)安裝在外殼1上，止回棘爪72與棘輪71嚙合所形成的限制棘輪71回轉(zhuǎn)的方向與推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的方向相反。止回棘爪72上設(shè)有止回彈簧(圖中未示出)，止回彈簧的彈力驅(qū)使止回棘爪72與棘輪71嚙合。顯然，止回棘爪72的功能是:限制棘輪71在推桿5的復(fù)位過程中和推桿5復(fù)位后的擅自轉(zhuǎn)動，以確保動觸頭9在分?jǐn)辔恢?、閉合位置的穩(wěn)定。
[0027]所述的凸輪機(jī)構(gòu)8可有多種結(jié)構(gòu)方式，一種優(yōu)選的方式是一種可支持外凸型凸輪81實現(xiàn)壓力角為0的方式，并且有別于現(xiàn)有的多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的方式，如圖1和圖2所示，所述的凸輪機(jī)構(gòu)8包括外凸型凸輪81、移動件82和復(fù)位彈簧83，外凸型凸輪81與棘輪71同軸連接并聯(lián)動，移動件82以直線移動的方式安裝在外殼1上，移動件82上設(shè)有平面形狀的平底面821，全外凸的凸輪廓線811 (參見圖3、5)與平底面821接觸配合，復(fù)位彈簧83的彈力驅(qū)使平底面821與凸輪廓線811接觸。上述的“同軸連接并聯(lián)動”是指外凸型凸輪81與棘輪71安裝在同一個軸上，并且相互聯(lián)動，具體如圖1和圖2所示，外凸型凸輪81與棘輪71都通過轉(zhuǎn)動副70與外殼1連接，外凸型凸輪81與棘輪71都繞同一個轉(zhuǎn)動中心(即轉(zhuǎn)動副70的旋轉(zhuǎn)中心)轉(zhuǎn)動。顯然，這種凸輪廓線811與平底面821接觸配合的結(jié)構(gòu)，由于凸輪廓線811與平底面821之間的壓力方向垂直于平底面821，而平底面821與移動件82直線移動的方向是垂直設(shè)置的，因此，使得凸輪廓線811與平底面821之間的壓力角為0。凸輪機(jī)構(gòu)8的布局可有多種結(jié)構(gòu)方案，為了進(jìn)一步改善凸輪機(jī)構(gòu)8的傳動性能，減小摩擦力的功耗，一種優(yōu)選的方案如圖1和圖2所示，所述的棘輪機(jī)構(gòu)7的棘輪71的轉(zhuǎn)動中心(也是外凸型凸輪81的轉(zhuǎn)動中心)在凸輪機(jī)構(gòu)8的移動件82的中心線a-a的延長線上，移動件82的移動方向與其中心線a-a平行，移動件82上的平底面821與其中心線a_a垂直。
[0028]所述的推桿5可有多種結(jié)構(gòu)方式，一種優(yōu)選的方式是一種可支持棘輪71大步幅(大于60° )轉(zhuǎn)動的方式，并且有別于現(xiàn)有的多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的方式，如圖1和圖2所示，所述的推桿5的一端設(shè)有推爪51，另一端設(shè)有彈性片簧52，推爪51與棘輪71配合以推動棘輪71轉(zhuǎn)動，彈性片簧52的自由端與銜鐵4的自由端42接觸配合，推桿5的靠近彈性片簧52的一端通過鉸鏈50與銜鐵4的自由端42連接，彈性片簧52的彈力驅(qū)使推桿5的推爪51與棘輪71嚙合。本實用新型的推桿5可實現(xiàn)大步幅推動的基本原理在于:由于推爪51的一端是不受約束的，因此推爪51可以上下(沿推動方向)移動和左右(沿棘輪71的徑向)移動，也就是說，不管步幅多大，只要推爪51與棘輪71的嚙合點存在，推爪51都可以跟隨所述的嚙合點移動。而現(xiàn)有的多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的推桿與棘輪嚙合的那一端都是受約束的，該約束至少限制了推桿沿一個方向(如左右方向)的移動，故而在棘輪轉(zhuǎn)動的步幅大于30°時，所述的約束會導(dǎo)致推桿與棘輪卡死，如果撤去了所述的約束，則會導(dǎo)致推桿與棘輪不能可靠嚙合。本實用新型的鉸鏈5可實現(xiàn)大步幅推動的原理之二在于:由于推桿5的靠近彈性片簧52的一端通過鏈接50與銜鐵4的自由端42連接，使得推桿5上帶有推爪51的那一端可繞鉸鏈50擺動，同時彈性片簧52的彈力驅(qū)使推桿5的推爪51在推動過程中始終與棘輪71嚙合，因此，不管在推動過程中推爪51與棘輪71的嚙合點如何移動，都能確保推爪51與棘輪71的可靠嚙合。當(dāng)然，在推桿5的復(fù)位狀態(tài)下，由于推爪51與棘輪71之間可能存在上下方向上的間隙，所以不排除在推桿5的復(fù)位過程中推爪51與棘輪71出現(xiàn)分離的情況，但該分離，不影響推爪51推動棘輪71的轉(zhuǎn)動。而現(xiàn)有的多穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器都不具有上述推桿5的推爪51依靠彈性片簧52繞鉸鏈50擺動同時推動棘輪71的轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)特征，因此，如果撤去對推桿的現(xiàn)有約束，則會導(dǎo)致推桿與棘輪不能可靠嚙合。
[0029]本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器可以選擇性地采用上述的棘輪機(jī)構(gòu)7、凸輪機(jī)構(gòu)8、推桿5的一種或多種具體結(jié)構(gòu)方式，但從優(yōu)化設(shè)計的效果出發(fā)，最優(yōu)的方案是綜合上述各種具體結(jié)構(gòu)方式的集合，即:所述的棘輪機(jī)構(gòu)7包括棘輪71和止回棘爪72，棘輪71通過轉(zhuǎn)動副70與外殼1連接，止回棘爪72樞轉(zhuǎn)安裝在外殼1上，止回棘爪72與棘輪71嚙合所形成的限制棘輪71回轉(zhuǎn)的方向與推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的方向相反；所述的凸輪機(jī)構(gòu)8包括外凸型凸輪81、移動件82和復(fù)位彈簧83，外凸型凸輪81與棘輪71同軸連接并聯(lián)動，移動件82以直線移動的方式安裝在外殼1上，移動件82上設(shè)有平面形狀的平底面821，全外凸的凸輪廓線811與平底面821接觸配合，復(fù)位彈簧83的彈力驅(qū)使平底面821與凸輪廓線811接觸；所述的推桿5的一端設(shè)有推爪51，另一端設(shè)有彈性片簧52，推爪51與棘輪71配合以推動棘輪71轉(zhuǎn)動，彈性片簧52的自由端與銜鐵4的自由端42接觸配合，推桿5的靠近彈性片簧52的一端通過鉸鏈50與銜鐵4的自由端42連接，彈性片簧52的彈力驅(qū)使推桿5上的推爪51在推動過程中始終與棘輪71嚙合。由于采用上述的棘輪機(jī)構(gòu)7、凸輪機(jī)構(gòu)8和推桿5的結(jié)構(gòu)，所以本實用新型的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器的另一個優(yōu)點是便于采用雙斷點的動觸頭9和靜觸頭，雙斷點的動觸頭9和靜觸頭的具體結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示:所述的靜觸頭2包括第一靜觸頭21和第二靜觸頭22，所述的動觸頭9為雙斷點橋型動觸頭。
[0030]關(guān)于推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅大小，可有多種具體方案，由于采用外凸型凸輪81的結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)步幅小于60°時，為滿足觸頭開距要求需加大外凸型凸輪81的尺寸，從而會因小型化要求而使得其實用性下降，為此，本實用新型限定了步幅最好大于60°的特征。為了簡化結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的步幅首選是90°，其次是60°。由于步幅的不同，所以會導(dǎo)致外凸型凸輪81的凸輪廓線811的形狀結(jié)構(gòu)不同、棘輪71的齒數(shù)結(jié)構(gòu)不同。
[0031]對應(yīng)步幅為90°的凸輪廓線811的形狀結(jié)構(gòu)和棘輪71的齒數(shù)結(jié)構(gòu)的第一實施方案如圖3和圖4所示，圖3中示出了對應(yīng)步幅為90°的外凸型凸輪81的凸輪廓線811的結(jié)構(gòu)形狀，它包括兩個對稱于基圓中心0的短軸拐點D和兩個對稱于基圓中心0的長軸拐點C，短軸D-D與長軸C-C垂直；圖4中則示出了對應(yīng)步幅為90°的棘輪71的齒數(shù)為8個(4的2倍)。圖3、4中所示的推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅為90°，所述的棘輪71的齒數(shù)為8個，所述的外凸型凸輪81的凸輪廓線811上包括兩個對稱于基圓中心0的短軸拐點D和兩個對稱于基圓中心0的長軸拐點C，短軸D-D與長軸C-C垂直。圖3和圖4給出的實施例的齒數(shù)為8個，但本實用新型的棘輪71的齒數(shù)結(jié)構(gòu)不限于8個，而是4的整數(shù)倍，即:棘輪71的齒數(shù)可以是4個、8個、12個。應(yīng)當(dāng)能理解:長軸C-C的長度必然大于短軸D-D的長度，長軸C-C的長度與短軸D-D的長度之差是移動件82的行程(即觸頭的開距)的2倍；由于這樣的結(jié)構(gòu)特征，可以通過采用將短軸D-D最小化、長軸C-C滿足觸頭開距要求的設(shè)計手段，來實現(xiàn)外凸型凸輪81和棘輪71的小型化，與其它方案相比，它可以使外凸型凸輪81和棘輪71達(dá)到最小化。
[0032]對應(yīng)步幅為60°的凸輪廓線811的形狀結(jié)構(gòu)和棘輪71的齒數(shù)結(jié)構(gòu)的第二實施方案如圖5所示:推桿5推動棘輪71轉(zhuǎn)動的步幅為60°，所述的棘輪71的齒數(shù)是6的整數(shù)倍，所述的外凸型凸輪81的凸輪廓線811上包括三個分別與基圓中心0等距并均布的短半軸拐點Db和三個分別與基圓中心0等距并均布的長半軸拐點Cb，各短半軸Db-Ο與相鄰的長半軸Cb-Ο之間的夾角為60°。應(yīng)當(dāng)能理解:長半軸Cb-Ο的長度必然大于短半軸Db-Ο的長度，長半軸Cb-Ο長度與短半軸Db-Ο的長度之差等于移動件82的行程(即觸頭的開距)，短半軸Db-Ο長度與長半軸Cb-Ο長度成60°余弦關(guān)系。由此可見，第二實施方案的外凸型凸輪81和棘輪71的尺寸會大于第一實施方案的外凸型凸輪81和棘輪71的尺寸，但在結(jié)構(gòu)允許的情況下，第二實施方案的結(jié)構(gòu)仍具有實用性。
[0033]下面結(jié)合圖1至圖4說明本實用新型的工作原理，從以下描述中可更清楚地看出本實用新型的優(yōu)點和特征。
[0034]在圖1所示的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器處于穩(wěn)定的分?jǐn)酄顟B(tài)下，外凸型凸輪81的短軸拐點D與移動件82的平底面821接觸，當(dāng)電磁機(jī)構(gòu)3的吸合驅(qū)使銜鐵4的自由端42繞轉(zhuǎn)動支點41轉(zhuǎn)動時，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5移動并推動棘輪71轉(zhuǎn)動90°，棘輪71帶動外凸型凸輪81轉(zhuǎn)動90°，使外凸型凸輪81的長軸拐點C與移動件82的平底面821接觸，外凸型凸輪81的轉(zhuǎn)動驅(qū)動移動件82克服復(fù)位彈簧83的彈力向下移動，該移動帶動動觸頭9與靜觸頭2閉合。然后，電磁機(jī)構(gòu)3撤去對銜鐵4的吸合，銜鐵復(fù)位彈簧6的彈力驅(qū)使銜鐵4的自由端42繞轉(zhuǎn)動支點41往回轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5往回移動并復(fù)位，推桿5的往回移動不會對棘輪71保持不動的狀態(tài)產(chǎn)生影響，雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器轉(zhuǎn)換到圖2所示的穩(wěn)定的閉合狀態(tài)。
[0035]在圖2所示的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器處于穩(wěn)定的閉合狀態(tài)下，外凸型凸輪81的長軸拐點C與移動件82的平底面821接觸，當(dāng)電磁機(jī)構(gòu)3的吸合驅(qū)使銜鐵4的自由端42繞轉(zhuǎn)動支點41轉(zhuǎn)動時，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5移動并推動棘輪71轉(zhuǎn)動90°，棘輪71帶動外凸型凸輪81轉(zhuǎn)動90°，外凸型凸輪81的短軸拐點D與移動件82的平底面821接觸，外凸型凸輪81的轉(zhuǎn)動使得移動件82在復(fù)位彈簧83的彈力作用下向上移動，該移動帶動動觸頭9與靜觸頭2分?jǐn)?。然后，電磁機(jī)構(gòu)3撤去對銜鐵4的吸合，銜鐵復(fù)位彈簧6的彈力驅(qū)使銜鐵4的自由端42繞轉(zhuǎn)動支點41往回轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿5往回移動并復(fù)位，推桿5的往回移動不會對棘輪71保持不動的狀態(tài)產(chǎn)生影響，雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器轉(zhuǎn)換到圖1所示穩(wěn)定的分?jǐn)酄顟B(tài)。
[0036]以上所述僅為本實用新型的推薦實施例，凡依本實用新型權(quán)利要求做出的技術(shù)等效變化與修改，皆應(yīng)視為本實用新型的涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，包括安裝在外殼⑴內(nèi)的靜觸頭(2)、與靜觸頭⑵閉合/分?jǐn)嗯浜系膭佑|頭(9)、電磁機(jī)構(gòu)(3)、一端設(shè)有轉(zhuǎn)動支點(41)的銜鐵(4)、與銜鐵(4)連接并聯(lián)動的推桿(5)、銜鐵復(fù)位彈簧(6)以及帶有棘輪(71)的棘輪機(jī)構(gòu)(7)，其特征在于: 所述的繼電器還包括帶有外凸型凸輪(81)和移動件(82)的凸輪機(jī)構(gòu)(8)，所述的外凸型凸輪(81)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動移動件(82)移動，該移動帶動動觸頭(9)與靜觸頭(2)實現(xiàn)分?jǐn)?閉合轉(zhuǎn)換； 所述的電磁機(jī)構(gòu)(3)的吸合驅(qū)使所述的銜鐵(4)的自由端(42)繞其轉(zhuǎn)動支點(41)轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿(5)移動，該移動推動所述的棘輪(71)轉(zhuǎn)動一個預(yù)定的步幅，并且，所述的棘輪(71)帶動所述的外凸型凸輪(81)轉(zhuǎn)動的步幅與所述的棘輪(71)轉(zhuǎn)動的步幅相等; 所述的銜鐵復(fù)位彈簧￠)的彈力驅(qū)使所述的銜鐵(4)的自由端(42)繞其轉(zhuǎn)動支點(41)往回轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動帶動推桿(5)往回移動并復(fù)位，所述的推桿(5)的往回移動不影響所述的棘輪(71)維持在其保持不動的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的棘輪機(jī)構(gòu)(7)還包括樞轉(zhuǎn)安裝在外殼(I)上的止回棘爪(72)，所述的棘輪機(jī)構(gòu)(7)的棘輪(71)通過轉(zhuǎn)動副(70)與外殼(I)連接，所述的止回棘爪(72)與棘輪(71)嚙合，并且它們所形成的限制棘輪(71)回轉(zhuǎn)的方向與所述的推桿(5)推動棘輪(71)轉(zhuǎn)動的方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的凸輪機(jī)構(gòu)(8)的外凸型凸輪(81)與所述的棘輪(71)同軸連接并聯(lián)動，所述的凸輪機(jī)構(gòu)⑶的移動件(82)以直線移動的方式安裝在外殼(I)上，該移動件(82)上設(shè)有平面形狀的平底面(821)，該平底面(821)在所述的凸輪機(jī)構(gòu)(8)的復(fù)位彈簧(83)的彈力驅(qū)使下，實現(xiàn)與所述的外凸型凸輪(81)的全外凸的凸輪廓線(811)的接觸配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的推桿(5)推動棘輪(71)轉(zhuǎn)動的步幅等于或大于60°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的推桿(5)的一端設(shè)有可與棘輪(71)配合以推動棘輪(71)轉(zhuǎn)動的推爪(51)，所述的推桿(5)的另一端設(shè)有彈性片簧(52)，所述的彈性片簧(52)的自由端與銜鐵(4)的自由端(42)接觸配合，所述的推桿(5)的靠近彈性片簧(52)的一端通過鉸鏈(50)與銜鐵(4)的自由端(42)連接，所述的彈性片簧(52)的彈力驅(qū)使推桿(5)的推爪(51)在推動過程中始終與棘輪(71)嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的棘輪機(jī)構(gòu)(7)還包括樞轉(zhuǎn)安裝在外殼(I)上的止回棘爪(72)，所述的棘輪機(jī)構(gòu)(7)的棘輪(71)通過轉(zhuǎn)動副(70)與外殼⑴連接，所述的止回棘爪(72)與棘輪(71)嚙合，并且它們所形成的限制棘輪(71)回轉(zhuǎn)的方向與所述的推桿(5)推動棘輪(71)轉(zhuǎn)動的方向相反； 所述的凸輪機(jī)構(gòu)(8)的外凸型凸輪(81)與所述的棘輪(71)同軸連接并聯(lián)動，所述的凸輪機(jī)構(gòu)(8)的移動件(82)以直線移動的方式安裝在外殼(I)上，該移動件(82)上設(shè)有平面形狀的平底面(821)，該平底面(821)在所述的凸輪機(jī)構(gòu)(8)的復(fù)位彈簧(83)的彈力驅(qū)使下，實現(xiàn)與所述的外凸型凸輪(81)的全外凸的凸輪廓線(811)的接觸配合； 所述的推桿(5)的一端設(shè)有可與棘輪(71)配合以推動棘輪(71)轉(zhuǎn)動的推爪(51)，所述的推桿(5)的另一端設(shè)有彈性片簧(52)，所述的彈性片簧(52)的自由端與銜鐵(4)的自由端(42)接觸配合，所述的推桿(5)的靠近彈性片簧(52)的一端通過鉸鏈(50)與銜鐵(4)的自由端(42)連接，所述的彈性片簧(52)的彈力驅(qū)使推桿(5)的推爪(51)在推動過程中始終與棘輪(71)嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的推桿(5)推動棘輪(71)轉(zhuǎn)動的步幅為90°，所述的棘輪(71)的齒數(shù)是4的整數(shù)倍，所述的外凸型凸輪(81)的凸輪廓線(811)上包括兩個對稱于基圓中心O的短軸拐點D和兩個對稱于基圓中心O的長軸的拐點C，所述的短軸D-D與所述的長軸C-C垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的推桿(5)推動棘輪(71)轉(zhuǎn)動的步幅為60°，所述的棘輪(71)的齒數(shù)是6的整數(shù)倍，所述的外凸型凸輪(81)的凸輪廓線(811)上包括三個分別與基圓中心O等距并均布的短半軸拐點Db和三個分別與基圓中心O等距并均布的長半軸拐點Cb，并且，各短半軸Db-O與相鄰的長半軸Cb-O之間的夾角為60°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的棘輪機(jī)構(gòu)(7)的棘輪(71)的轉(zhuǎn)動中心在所述的凸輪機(jī)構(gòu)⑶的移動件(82)的中心線a-a的延長線上，所述的移動件(82)的移動方向與其中心線a-a平行，并且，所述的移動件(82)上的平底面(821)與其中心線a-a垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)脈沖繼電器，其特征在于:所述的靜觸頭(2)包括第一靜觸頭(21)和第二靜觸頭(22)，所述的動觸頭(9)為雙斷點橋型動觸頭。
【文檔編號】H01H51/27GK204257535SQ201420692351
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】王聯(lián)長, 焦敏學(xué), 周慶包 申請人:浙江正泰電器股份有限公司