《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》是廣州白雲電器設備股份有限公司於2014年12月31日申請的專利，該專利的申請號為2014108572738，公布號為CN104576097A，授權公布日為2015年4月29日，發明人是范坤文、伍兆輝、鄧國銳。
《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》所述的操作機構設有轉動零件並位於一殼體內，水平轉動零件下方的底座或殼體底板(23)上，設有三層凹槽空腔：最底下的為小長矩形凹槽或孔(31)，凹槽內固定有同形狀的導向永磁體(16)；中間的為大長矩形凹槽(32)，其一長端變形為三角形凹槽；最上的為T型凹槽(33)，長端延伸至底座(23)邊；三個凹槽的長軸重合；水平轉動零件底面固定有一向下突出的滑動止位塊(15)，迴轉時對應著三層凹槽空腔；還包括：滑動板(12)、滑動止位塊(15)和轉動壓板(11)。該發明的基於磁懸掛技術的操作機構限位結構，尤其是基於磁懸掛技術的GIS三工位開關操作機構限位結構，其設計更靈活簡單，且結構緊湊、占用空間少，成本低。
2018年12月20日，《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構
- 公布號：CN104576097A
- 授權日：2015年4月29日
- 申請號：2014108572738
- 申請日：2014年12月31日
- 申請人：廣州白雲電器設備股份有限公司
- 地址：廣東省廣州市白雲區神山鎮大嶺南路18號
- 發明人：范坤文、伍兆輝、鄧國銳
- Int.Cl.：H01H3/32(2006.01)I
- 代理機構：廣州知友專利商標代理有限公司
- 代理人：周克佑
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
許多設備都要用到限位結構，2014年12月之前的限位結構大多只使用彈簧類零件結合複雜的零件組合來實現其限位及復位功能。
《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》提出一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構，尤其是涉及一種基於磁懸掛技術的GIS三工位開關操作機構限位結構。
所謂GIS是指氣體絕緣金屬封閉開關設備，三工位是指開關設備的三個工作位置：1、隔離開關主斷口接通、接地開關主斷口分開的位置，2、隔離開關及接地開關主斷口分開的位置，3、隔離開關主斷口分開、接地開關主斷口接通的位置。GIS三工位開關其實就是整合了隔離開關和接地開關兩者的功能，可實現機械聯鎖，防止主迴路帶電合地刀。
GIS三工位開關設有操作三工位開關分閘與合閘的操作機構，2014年12月之前的操作機構一般包括另外備有的操作手柄、以及設在開關設備箱體內的轉動部件，轉動部件固定有曲柄，曲柄帶動動觸頭運動分閘或合閘。
操作時將操作手柄端插到轉動部件迴轉中心孔後，轉動操作手柄帶轉轉動部件。為滿足分閘與合閘的要求，操作機構中必須設有限位結構。
截至2014年12月，使用於GIS操作機構中的限位結構大多只使用彈簧類零件結合複雜的零件組合來實現其限位及復位功能，其設計及其零件相當複雜，零件數量多，成本高，模組占用空間大，增大操作機構尺寸，且往往在操作機構進行電動操作時仍有限位結構的零件作用於主體的轉動零件，大大降低操作機構的電動操作的機械壽命，加大了安全隱患。
發明內容
專利目的
《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》所要解決的技術問題，就是提供一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構，尤其是基於磁懸掛技術的GIS三工位開關操作機構限位結構，其設計更靈活簡單。
技術方案
《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》所述的操作機構設有轉動零件並位於一殼體內，其特徵是：
所述的水平轉動零件下方的底座或殼體底板23上，設有三層凹槽空腔：最底下的為小長矩形凹槽或孔31，凹槽內固定有同形狀的導向永磁體16；中間的為大長矩形凹槽32，其一長端變形為三角形凹槽；最上的為T型凹槽33，長端延伸至底座23邊；所述三個凹槽的長軸重合；
所述的水平轉動零件底面固定有一向下突出的滑動止位塊15，迴轉時對應著所述的三層凹槽空腔；
還包括：
一滑動板12，呈對應於所述底座23上T型凹槽33的T型，橫端上開有橫向長孔、長端上開有H形孔35，H形孔中壓縮裝配有小彈簧13，滑動板12長端上套有大彈簧14；滑動板12可移動地放置在所述底座23的T型凹槽33內，長端伸出所述GIS三工位開關操作機構殼體外；
一滑動止位塊15，為階梯圓柱狀，大端朝下地放置在所述底座23的的大長矩形凹槽32上、小端伸出所述滑動板12橫端的橫向長孔上；
一轉動壓板11，上端鉸接在所述殼體外、下端開叉並插在所述滑動板12H形孔的前端；所述的轉動壓板11與滑動板12壓縮小彈簧13、與殼體側板壓縮大彈簧14。
所述的轉動壓板11上還固定有微動開關壓板19，對應著固定在殼體外的微動開關24。
所述的止位塊17用螺紋可固定在轉動零件上，加強板18的方孔和止位塊17的一方形部位配合，防止止位塊17轉動或鬆動。
所述的滑動板12的H形孔35和轉動壓板11的梳子型缺口36，配合大彈簧14和小彈簧13組成一種有兩個獨立壓力傳遞的緊湊式傳動結構。
所述的導向永磁體16對滑動止位塊15的磁吸力，實現一種不被限位但其運動路線限定的結構設計，可保證滑動止位塊15被滑動板12推動時不會因重力或摩擦力的作用而偏離其應有的直線運動路線，但可在滑動止位塊15被止位塊17推動時可以沿垂直於原來的直線運動路線的方向移動。見圖13、圖14、圖15。
所述的底座23上的大長矩形凹槽32的直邊、斜邊和滑動板12的長方形缺口34，實現給定滑動板12一個方向的力實現滑動止位塊15作兩個方向的運動，實現復位。見圖16。
上述功能若不採用磁懸掛的機械設計將是非常複雜的。
所述的基於磁懸掛技術的操作機構限位結構用於GIS三工位開關操作機構。
有益效果
1.通過設計滑動板12的H型缺口35和轉動壓板11的梳子型缺口36，配合大彈簧14和小彈簧13組成一種有兩個獨立壓力傳遞的緊湊式傳動結構。
2.使用永磁體實現一種磁懸掛技術，利用導向永磁體16對滑動止位塊15的磁吸力，實現一種不被限位但其運動路線限定的結構設計，可保證滑動止位塊15被滑動板12推動時不會因重力或摩擦力的作用而偏離其應有的直線運動路線，但可在滑動止位塊15被止位塊17推動時可以沿垂直於原來的直線運動路線的方向移動。見圖13、圖14、圖15
3.通過設計底座23上的屋子型凹槽32的直邊、斜邊和滑動板12的長方形缺口34，實現給定滑動板12一個方向的力實現滑動止位塊15作兩個方向的運動，實現復位。見圖16。
本限位結構使用了磁懸掛技術進行設計，令限位結構設計更靈活簡單，其結構緊湊、占用空間少，成本低；對操作機構的電動操作動作沒有任何影響，大大提高操作機構電動操作的可靠性。
並可忽略手動操作時的轉動圈數，可斷續進行手動操作，完全有效實現到位鎖定功能，從機械結構上避免誤操作、保證操作到位。
附圖說明
圖1a為《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》的GIS三工位開關操作機構裝配示意圖；
圖1b為沿圖1a的A-A線剖視圖；
圖1c為圖1b的C向視圖；
圖1d為沿圖2的B-B線剖視圖；
圖2轉動壓板11立體示意圖；
圖3滑動板12立體示意圖；
圖4齒輪固定板22立體示意圖；
圖5小彈簧13主視圖；
圖6大彈簧14主視圖；
圖7滑動止位塊15剖視圖；
圖8a導向永磁體16俯視圖；
圖8b導向永磁體16主視圖；
圖9a止位塊17俯視圖；
圖9b止位塊17主視圖；
圖10a加強板18俯視圖；
圖10b加強板18剖視圖；
圖11a底座23俯視圖；
圖11b底座23剖視圖；
圖11c底座23俯視圖的局部放大示意圖；
圖12微動開關壓板19主視圖；
圖13磁懸掛作用示意圖；
圖14止位塊17離開中心線示意圖；
圖15轉動零件完成一圈傳動示意圖；
圖16限位結構復位示意圖；
圖17為限位結構立體示意圖之一；
圖18為限位結構立體示意圖之二；
圖19為限位結構立體示意圖之三。
技術領域
《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》涉及一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構，尤其是涉及一種基於磁懸掛技術的GIS三工位開關操作機構限位結構。
權利要求
1.一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構，所述的操作機構設有水平轉動零件並位於一殼體內，其特徵是：所述的水平轉動零件下方的底座（23）上，設有三層凹槽空腔：最底下的為小長矩形凹槽或孔（31），凹槽內固定有同形狀的導向永磁體（16）；中間的為大長矩形凹槽（32），其一長端變形為三角形凹槽；最上的為T型凹槽（33），長端延伸至底座（23）邊；所述三個凹槽的長軸重合；所述的水平轉動零件底面固定有一向下突出的滑動止位塊（15），迴轉時對應著所述的三層凹槽空腔；還包括：一滑動板（12），呈對應於所述底座（23）上T型凹槽（33）的T型，橫端上開有橫向長孔、長端上開有H形孔（35），H形孔中壓縮裝配有小彈簧（13），滑動板（12）長端上套有大彈簧（14）；滑動板（12）可移動地放置在所述底座（23）的T型凹槽（33）內，長端伸出所述操作機構的殼體外；一滑動止位塊（15），為階梯圓柱狀，大端朝下地放置在所述底座（23）的大長矩形凹槽（32）上、小端伸出所述滑動板（12）橫端的橫向長孔上；一轉動壓板（11），上端鉸接在所述殼體外、下端開叉並插在所述滑動板（12）H形孔的前端；所述的轉動壓板（11）與滑動板（12）壓縮小彈簧（13）、與殼體側板壓縮大彈簧（14）；所述的水平轉動零件上用螺紋固定有一止位塊（17），止位塊（17）具有一方形部位，加強板（18）的方孔和止位塊（17）的方形部位配合，防止止位塊（17）轉動或鬆動。
2.根據權利要求1所述的基於磁懸掛技術的操作機構限位結構，其特徵是：所述的轉動壓板（11）上還固定有微動開關壓板（19），對應著固定在殼體外的微動開關（24）。
3.一種基於磁懸掛技術的GIS三工位開關操作機構限位結構，所述的操作機構設有水平轉動零件並位於一殼體內，其特徵是：所述的水平轉動零件下方的底座（23）上，設有三層凹槽空腔：最底下的為小長矩形凹槽或孔（31），凹槽內固定有同形狀的導向永磁體（16）；中間的為大長矩形凹槽（32），其一長端變形為三角形凹槽；最上的為T型凹槽（33），長端延伸至底座（23）邊；所述三個凹槽的長軸重合；所述的水平轉動零件底面固定有一向下突出的滑動止位塊（15），迴轉時對應著所述的三層凹槽空腔；還包括：一滑動板（12），呈對應於所述底座（23）上T型凹槽（33）的T型，橫端上開有橫向長孔、長端上開有H形孔（35），H形孔中壓縮裝配有小彈簧（13），滑動板（12）長端上套有大彈簧（14）；滑動板（12）可移動地放置在所述底座（23）的T型凹槽（33）內，長端伸出所述GIS三工位開關操作機構殼體外；一滑動止位塊（15），為階梯圓柱狀，大端朝下地放置在所述底座（23）的大長矩形凹槽（32）上、小端伸出所述滑動板（12）橫端的橫向長孔上；一轉動壓板（11），上端鉸接在所述殼體外、下端開叉並插在所述滑動板（12）H形孔的前端；所述的轉動壓板（11）與滑動板（12）壓縮小彈簧（13）、與殼體側板壓縮大彈簧（14）；所述的水平轉動零件上用螺紋固定有一止位塊（17），止位塊（17）具有一方形部位，加強板（18）的方孔和止位塊（17）的方形部位配合，防止止位塊（17）轉動或鬆動。
4.根據權利要求3所述的基於磁懸掛技術的GIS三工位開關操作機構限位結構，其特徵是：所述的轉動壓板（11）上還固定有微動開關壓板（19），對應著固定在殼體外的微動開關（24）。
實施方式
下面將結合附圖和發明作進一步的詳述：
參見圖1-圖19，其為《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》的基於磁懸掛技術的限位結構用到GIS三工位開關操作機構上的實施例，所述的操作機構包含有水平轉動零件並位於一殼體內，在水平轉動零件下方的底座23上，設有三層凹槽空腔：參見圖11，最底下的為小長矩形凹槽或孔31，凹槽內固定有同形狀的導向永磁體16；中間的為大長矩形凹槽32，其一長端變形為三角形凹槽；最上的為T型凹槽33，長端延伸至底座23邊；三個凹槽的長軸重合；在水平轉動零件底面固定有一向下突出的滑動止位塊15，迴轉時對應著所述的三層凹槽空腔。
另外還包括有：
一滑動板12，呈對應於所述底座23上T型凹槽33的T型，橫端上開有橫向長孔、長端上開有H形孔，H形孔中壓縮裝配有小彈簧13，滑動板12長端上套有大彈簧14；滑動板12可移動地放置在所述底座23的T型凹槽33內，長端伸出所述GIS三工位開關操作機構殼體外；
一滑動止位塊15，為階梯圓柱狀，大端朝下地放置在所述底座23的的大長矩形凹槽32上、小端伸出所述滑動板12橫端的橫向長孔上；
一轉動壓板11，上端鉸接在所述殼體外、下端開叉並插在所述滑動板12H形孔的前端；所述的轉動壓板11與滑動板12壓縮小彈簧13、與殼體側板壓縮大彈簧14。
所述的轉動壓板11上還固定有微動開關壓板19，對應著固定在殼體外的微動開關24，轉動壓板11由帶孔銷21組成銷釘聯接固定在殼體的齒輪固定板22上。
所述的止位塊17用螺紋可固定在轉動零件上，加強板18的方孔和止位塊17的一方形部位配合，防止止位塊17轉動或鬆動。
限位結構原理簡述如下:
1.見圖1，將手動操作手柄27插入手動操作軸26時，操作手柄27壓下轉動壓板11，轉動壓板11壓縮大彈簧14和小彈簧13，大彈簧14開始儲能，小彈簧13推動滑動板12運動，滑動板12帶動滑動止位塊15移動，處於中間的導向永磁體16對滑動止位塊15產生磁吸力，因磁吸力的存在，滑動止位塊15不會因重力或摩擦力而在滑動板12的長方形缺口34隨意滑動，保證滑動止位塊15被推動過程中始終懸掛在中心線位置見圖13磁懸掛作用示意圖，滑動止位塊15被推動沿中心線37位置移動一小段距離後被同樣處於中心線37上的止位塊17頂住，滑動板12因此停止移動，小彈簧13也因此開始被壓縮儲能，此時操作手柄27完成插入手動操作軸26，並可以進行操作，一旦轉動操作手柄27機構本身的轉動零件25開始轉動，固定在轉動零件25上的止位塊17離開中心線37，滑動止位塊15因此失去阻礙，小彈簧13開始釋能推動滑動板12和滑動止位塊15直至頂上底座凹槽邊上見圖14止位塊17離開中心線示意圖；當轉動零件25將轉動一整圈時止位塊17也即將回到中心線37位置，並開始推動滑動止位塊15克服磁吸力向偏離中心線37移動直至止位塊17重新回到中心線37位置，此時滑動止位塊15被屋子型凹槽32的一直邊頂住，因此止位塊15被頂住，使轉動零件25不能再轉動，此時轉動零件25剛好完成一整圈的轉動就被限位，操作手柄27此時不能再操作，同時表示完成一個工位的操作，見圖15轉動零件完成一圈傳動示意圖；拔出操作手柄27，大彈簧14釋能推動轉動壓板11向外彈出，轉動壓板11帶動滑動板12向外移動，滑動板12帶動滑動止位塊15向遠離止位塊15方向直線移動，移動一小段距離後，滑動止位塊15沿屋子型凹槽32的斜邊向原來的初始中心線37上一位置移動直至被頂住，整個限位模組回到原始位置和狀態見圖16限位結構復位示意圖。見圖1。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種基於磁懸掛技術的操作機構限位結構》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
