本实用新型属于电器技术领域，具体涉及一种断路器分合闸到位信号采集装置。
背景技术：
如业界所知，框架式断路器（也称“万能式断路器”）大都为空气断路器，断路器的操作机构采用弹簧储能式，并且有一套机械结构相对复杂的装置来驱动主触头进行合分闸运动。操作机构在服役过程中由于润滑、磨损、变形、卡阻等原因会引发断路器合分时运动不能到位的问题，致使断路器性能变差或降级，不能满足使用中期望的要求。此时，需要对断路器的合分闸动作是否到位进行检测，若断路器的合分闸动作不能到位，则表明断路器的“健康状态”较差，需对其作必要的检护操作。
对断路器合分闸（即分合闸，以下同）动作是否到位的检测内容包括采集合闸到位位置信号和分闸到位位置信号。已有技术中配备于断路器上的分合闸到位信号采集装置通常采用微动开关作为信号输出单元，微动开关的欠缺是占用空间相对较大，尤其是对位置的采集精度相对较低，往往难以达到预期之检测精度。鉴于前述，探索增进断路器合分闸到位与否的采集精度具有积极意义，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现要素：
本实用新型的任务在于提供一种断路器分合闸到位信号采集装置，其通过光电开关来捕捉合闸到位位置信号和分闸到位位置信号，捕捉精度且该结构紧凑、成本低。
本实用新型的任务是这样来完成的，一种断路器分合闸到位信号采集装置，所述断路器包括操作机构和触头系统，操作机构的转轴转动后带动所述的触头系统动作，在所述的转轴上固定有驱动件，所述分合闸到位信号采集装置包括固定在断路器上的光电开关和可相对于所述的光电开关运动的运动杆；所述的运动杆包括第一运动杆和第二运动杆，所述的光电开关包括第一光电开关和第二光电开关；合闸到位时，所述的驱动件带动第一运动杆运动，第一运动杆触发第一光电开关输出合闸到位位置信号；分闸到位时，所述的驱动件带动第二运动杆运动，第二运动杆触发第二光电开关输出分闸到位位置信号。
在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的第一运动杆包括第一推压端和第一遮光片；所述的第一推压端用于与所述的驱动件推压配合，第一遮光片用于触发所述的第一光电开关输出合闸到位位置信号；所述的第二运动杆包括第二推压端和第二遮光片；所述的第二推压端用于与所述的驱动件推压配合，第二遮光片用于触发所述的第二光电开关输出分闸到位位置信号。
在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的第一运动杆包括第一挂靠部，所述的第一挂靠部用于弹性件的挂靠，所述的弹性件为第一运动杆提供一靠近所述的第二运动杆的驱动力；所述的第二运动杆包括第二挂靠部，所述的第二挂靠部用于弹性件的挂靠，所述的弹性件为第二运动杆提供一靠近所述的第一运动杆的驱动力。
在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的第一运动杆的第一挂靠部与第二运动杆的第二挂靠部之间设有一弹性件。
在本实用新型的再一个具体的实施例中，在所述第一挂靠部上开设有一第一挂靠部弹性件脚挂着孔，在所述第二挂靠部上开设有一第二挂靠部弹性件脚挂着孔，所述的弹性件的一端与第一挂靠部弹性件脚挂着孔挂靠，另一端与第二挂靠部弹性件脚挂着孔挂靠，由该弹性件为所述第一运动杆提供靠近所述第二运动杆的驱动力并且同时为第二运动杆提供靠近所述第一运动杆的驱动力。
在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的弹性件为拉簧。
在本实用新型的更而一个具体的实施例中，在所述第二运动杆上并且在对应于第一运动杆上的所述第一遮光片的位置开设有一第一遮光片让位槽，所述的第一运动杆与第二运动杆叠置并且第一遮光片在对应于第一遮光片让位槽的位置穿过第二运动杆与所述的光电开关触发配合。
在本实用新型的进而一个具体的实施例中，在所述第一运动杆的两端以及中部各开设有一贯穿第一运动杆的厚度方向的第一运动杆滑动槽，在所述第二运动杆的两端以及中部各开设有一贯穿第二运动杆的厚度方向的第二运动杆滑动槽，第一运动杆滑动槽以及第二运动杆滑动槽为腰形槽；在所述第一运动杆滑动槽朝向所述第二运动杆滑动槽的一侧的四周边缘部位构成有第一运动杆滑动槽栈边或者在第二运动杆滑动槽朝向第一运动杆滑动槽的一侧的四周边缘部位构成有一凸起于第二运动杆的表面的第二运动杆滑动槽栈边。
在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述操作机构具有面对面设置的侧板，在该侧板上设有基体，所述的基体为一壳体，其内部安装有电路板，所述光电开关安装在电路板上，所述第一运动杆和第二运动杆滑动设置在基体上。
在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述的第一光电开关以及第二光电开关安装在所述电路板上并且与电路板上的电气电路电气连接，在合闸到位时，由所述驱动件带动所述第一运动杆使所述的第一遮光片运动到遮挡所述第一光电开关的位置，由第一光电开关输出合闸到位位置信号；在分闸到位时，由驱动件带动所述第二运动杆使第二遮光片运动到遮挡所述第二光电开关的位置，由第二光电开关输出分闸到位位置信号。
本实用新型提供的技术方案的技术效果在于：由于由光电开关作为分合闸位置信号采集器，因而一方面可显著提高对分合闸位置信号的捕捉精度，另一方面相对于已有技术中的微动开关而言可显著减少对空间的占用，再一方面由于运动装置的结构紧凑合而合理，因而既可保障动作的可靠性，又能体现和使用中的经济性。
附图说明
图1为本实用新型断路器的结构体系的操作机构与触头系统的配合示意图。
图2为本实用新型的分合闸到位信号采集装置的示意图。
图3为本实用新型的分合闸到位信号采集装置在分闸状态的第一示意图。
图4为本实用新型的分合闸到位信号采集装置在分闸状态的第二示意图。
图5为本实用新型的分合闸到位信号采集装置在合闸状态的第一示意图。
图6为本实用新型的分合闸到位信号采集装置在合闸状态的第二示意图。
图7为图2至图6所示的运动装置的第一运动杆以及第二运动杆的分解状态示意图。
图8为图2至图6所示的驱动件的示意图。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。
在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以正在被描述的图所处的位置状态为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。
示出了断路器的结构体系的操作机构1和触头系统，操作机构1包括一对面设置的侧板11，转动地支承在一对侧板11靠近所述的触头系统一侧的转轴12，以及设置在前述侧板11上的一基体14，转轴12上固定有驱动件121，触头系统包括静触头以及由前述转轴12带动的动触头2；前述的驱动件121既可直接也可间接固定在转轴12上。前述动触头2与静触头接触或分离而实现断路器的合分。前述的操作机构1为断路器的能量部件，用于带动动触头2动作，从而使动触头2能够与静触头实现接触或分离。所述的断路器还包括控制器，控制器用于检测断路器的承载电流情况，当发生故障时，触发操作机构1动作。由于图1所示的前述动触头2通过动触头连杆21与前述转轴12铰接连接，因而由转轴12带动动触头2动作。
请参见图2至图7并且结合图1，示出了分合闸到位信号采集装置的结构。
作为本实用新型提供的技术方案的技术要点：采用光电开关3来捕捉位置信号，在前述基体14上移动地设置有由前述驱动件121带动的运动装置13，该运动装置13相对于前述光电开关3运动，并且由运动装置13对光电开关3作用而使光电开关输出合闸到位信号以及分闸到位信号。具体地讲，由光电开关3记录运动装置13的位置信号，该位置信号即合闸到位位置信号和分闸到位位置信号。
前述的运动装置13包括一第一运动杆131和一第二运动杆132，该第一运动杆131以及第二运动杆132移动地设置在前述基体14上，当合闸到位时，由前述驱动件121带动前述第一运动杆131运动并且由该第一运动杆131触发前述光电开关3输出合闸到位位置信号；当分闸到位时，同样由前述驱动件121带动前述第二运动杆132运动并且由该第二运动杆132触及前述光电开关3输出分闸到位位置信号；在前述转轴12上设置有摆臂，前述的驱动件121设置即固定在摆臂上。
请重点见图4，移动地设置在前述基体14上的前述第一运动杆131具有一第一推压端1311、一第一挂靠部1312和一第一遮光片1314，第一推压端1311位于第一运动杆131的一端端部并且由第一运动杆131的一端端部折展构成，前述驱动件121与第一推压端1311推压配合，第一挂靠部1312在第一运动杆131上的位置位于背对前述的驱动件121的一侧，第一遮光片1314以垂直于第一运动杆131朝向下的一侧的状态与第一运动杆131固定，由该第一遮光片1314触发前述的光电开关3并使光电开关3输出前述的合闸到位位置信号；移动地设置在前述基体14上的前述第二运动杆132具有一第二推压端1321、一第二挂靠部1322和一第二遮光片1324，第二推压端1321由第二运动杆132的一侧中部延伸构成，前述驱动件121与第二推压端1321推压配合，第二挂靠部1322在第二运动杆132上的位置位于背对驱动件121的一侧，第二遮光片1324以垂直于第二运动杆132朝向下的一侧的状态与第二运动杆132固定，并且由该第二遮光片1324触发前述的光电开关3并使光电开关3输出前述分闸到位位置信号。
前述的第一运动杆131以及第二运动杆132的形状呈圆弧状，以适应即顺应驱动件121的摆动运动特性。虽然在本实施例中将第一运动杆131以及第二运动杆132优选为摆动，但并不对选择滑动的动作方式产生限制性影响。此外，第一运动杆131与第二运动杆132既可以层叠设置，即彼此叠置，但也可使两者间隙配合，例如两者之间设置凸台轴，使两者分别位于凸台轴的两端（也可称“两侧”）。
在前述第一挂靠部1312上开设有一第一挂靠部弹性件脚挂着孔13121，在前述第二挂靠部1322上开设有一第二挂靠部弹性件脚挂着孔13221，在第一挂靠部弹性件脚挂着孔13121与第二挂靠部弹性件脚挂着孔13221之间设置有一弹性件133，由该弹性件133为前述第一运动杆131提供靠近前述第二运动杆132的驱动力并且同时为第二运动杆132提供靠近前述第一运动杆131的驱动力。
在本实施例中，前述的弹性件133为拉簧。
对应于前述第一挂靠部1312与第二挂靠部1322之间设置前述的弹性件133即拉簧应理解为一个较为优选的方案。当然，如果采用两个弹性件133并且将其一端分别挂靠于第一运动杆131和第二运动杆132上，而将两个弹性件133的另一端挂靠在其它固定部件即静态部件上时，此时尽管由两个弹性件133来替代一个弹性件133，并且使用两个弹性件133的效果虽然逊色于使用一个弹性件133，但仍应当视为形式而非实质的变化，即应当视为本实用新型公开的技术内涵范畴。
见图8，在本实施例中，前述的驱动件121为一塑料件，即由塑料注塑成型得到，该驱动件121固定安装在上面已多交提及的摆臂上，具体为摆臂的摆动端上。优选地，驱动件121采用卡接方式固定在摆臂上，驱动件121除了下面还要提及的配合头1211外，还具有一卡接部1212和一定位部1213。前述的卡接部1212用于供驱动件121与摆臂之间的固定，而定位部1213用于驱动件121与摆臂之间的定位。前述的卡接部1212优选为卡钩，以便钩住（即勾住）前述摆臂的边缘。优选地，前述的卡接部1212为两个，用于钩住（即勾住）前述摆臂的两侧边缘，实现更佳的卡接效果。前述的定位部1213用于驱动件121与摆臂之间的定位。具体而言，定位部1213为一凸起，而摆臂上相应地设置有与该凸起配合的孔，当凸起嵌入到前述的孔内时，即实现了两者之间的定位。
由图1所示，在前述第二运动杆132上并且在对应于第一运动杆131上的前述第一遮光片1314的位置开设有一第一遮光片让位槽1325，前述的第一运动杆131与第二运动杆132叠置并且第一遮光片1314在对应于第一遮光片让位槽1325的位置穿过第二运动杆132与前述的光电开关3触发配合。
在前述第一运动杆131的两端以及中部各开设有一贯穿第一运动杆131的厚度方向的第一运动杆滑动槽1313，由该第一运动杆滑动槽1313为第一运动杆131的摆动或滑动提供导向，具体而言，当第一运动杆131设置在前述基体14上时，凸台轴（即凸轴）穿过第一运动杆滑动槽1313并固定于基体14上，从而实现第一运动杆滑动槽1313的导向作用。第一运动杆滑动槽1313还可优选多个，例如本实施例在两端及中部各有一个（有三个），能使第一运动杆131的运动平稳，但并不受到本实施例的限制。在前述第二运动杆132的两端以及中部各开设有一贯穿第二运动杆132的厚度方向的第二运动杆滑动槽1323，由于第二运动杆滑动槽1323的功用如同对前述第一运动杆滑动槽1313的说明，因而不再赘述。前述第一运动杆滑动槽1313以及第二运动杆滑动槽1323为腰形槽；在前述第一运动杆滑动槽1313朝向前述第二运动杆滑动槽1323的一侧的四周边缘部位构成有第一运动杆滑动槽栈边或者在第二运动杆滑动槽1323朝向第一运动杆滑动槽1313的一侧的四周边缘部位构成有一凸起于第二运动杆132的表面的第二运动杆滑动槽栈边。由此可知，第一运动杆滑动槽栈边与第二运动杆滑动槽栈边两者择其一。前述的栈边也可称“凸沿”。
前述的基体14为一壳体，在该壳体内设置有电路板，前述的光电开关3安装在该电路板上并且与电路板上的电路电气连接。
前述的光电开关3包括第一光电开关31和第二光电开关32，该第一光电开关31以及第二光电开关32安装在前述电路板上并且与电路板上的电气电路电气连接，在合闸到位时，由前述驱动件121带动前述第一运动杆131使前述的第一遮光片1314运动到遮挡前述第一光电开关31的位置，由第一光电开关31输出合闸到位位置信号；在分闸到位时，由驱动件121带动前述第二运动杆132使第二遮光片1324运动到遮挡前述第二光电开关32的位置，由第二光电开关32输出分闸到位位置信号。
请参见图8并且结合图2至图7，前述驱动件121具有一旋转端，在该旋转端上设置有一配合头1211，由该配合头1211作用于运动装置13，即由配合头1211作用于第一运动杆131的前述第一推压端1311以及作用于前述第二运动杆132的前述第二推压端1321，从而实现运动装置13的运动。
在本实施例中，前述基体14固定在侧板11上，但是如果摒弃基体14，那么可以通过其它方式安装前述第一光电开关31以及第二光电开关32，例如第一光电开关31以及第二光电开关32直接安装在侧板11上或者安装在断路器的其它合理位置。
上面提及了驱动件121除了直接固定于转轴12上外，还可以以间接方式固定在转轴12上，例如在转轴12上固定摆臂，将驱动件121固定于摆臂上，这种设置方式同样能满足实际的动作要求，即同样能够满足驱动件121围绕转轴12摆动的要求。
优选地，在光电开关3上形成有槽，前述的第一遮光片1314实质上为一探出片状凸起，以便与光电开关3配合，即第一遮光片1314探入光电开关3上的前述槽中，于是当第一遮光片1314移动时，由其遮挡或解除遮挡光电开关3，实现光电开关3的信号转换。由于前述的第二遮光片1324与前述的第一遮光片1314功用雷同，因而不再赘述。
本实施例中的断路器分合闸到位信号采集装置的工作过程如下：在分闸过程中，如图3、4，前述的驱动件121向靠近操作机构1一侧摆动，即将分闸到位时，驱动件121的配合头1211接触到前述的第二推压端1321，并推动前述的第二推压端1321移动直至摆动到分闸到位的位置。第二运动杆132上的第二遮光片1324跟着前述的第二运动杆132移动。到达分闸到位位置时，前述的第二遮光片1324遮挡前述的第二光电开关32，第二光电开关32输出一个分闸到位位置信号。由于存在前述的弹性件133或其他弹性件对前述的第二运动杆132的牵引，使得当前述的驱动件121与前述的第二推压端1321撞击时，第二推压端1321始终与驱动件121接触，使得测量的分闸到位位置信号不会产生偏差。
同样的，在合闸过程中，如图5、6，前述的驱动件121向远离操作机构1一侧摆动，即将合闸到位时，驱动件121的配合头1211接触到前述的第一推压端1311，并推动前述的第一推压端1311移动直至摆动到合闸到位的位置。第一运动杆131上的第一遮光片1314跟着前述的第一运动杆131移动。到达合闸到位位置时，前述的第一遮光片1314遮挡前述的第一光电开关31，第一光电开关31输出一个合闸到位位置信号。由于存在前述的弹性件133或其他弹性件对前述的第一运动杆131的牵引，使得当前述的驱动件121与前述的第一推压端1311撞击时，第一推压端1311始终与驱动件121接触，使得测量的合闸到位位置信号不会产生偏差。
所述的第一光电开关31以及第二光电开关32为两个独立的光电开关，均具有位于中部的槽，当遮光片运动到该槽内时，即遮光片触发了所述的光电开关，所述的光电开关输出一个低电平信号，当遮光片离开该槽时，所述的光电开关输出一个高电平信号。
上述的实施例中，均采用到达合闸到位位置或分闸到位位置时，光电开关3由导通变为不导通的情形，即到位后，光电开关输出一低电平信号。基于本实用新型提供的技术内容，本领域普通技术人员可以清晰的了解到，若采用在合闸到位位置或分闸到位位置时，光电开关3由不导通变为导通，即到位后，光电开关3输出一高电平信号，这种设置，属于简单的变换，应属于本实用新型的保护范围。
综上所述，本实用新型提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。
1.一种断路器分合闸到位信号采集装置，所述断路器包括操作机构(1)和触头系统，操作机构(1)的转轴(12)转动后带动所述的触头系统动作，在所述的转轴(12)上固定有驱动件(121)，其特征在于所述分合闸到位信号采集装置包括固定在断路器上的光电开关(3)和可相对于所述的光电开关(3)运动的运动杆(13)；所述的运动杆(13)包括第一运动杆(131)和第二运动杆(132)，所述的光电开关(3)包括第一光电开关(31)和第二光电开关(32)；合闸到位时，所述的驱动件(121)带动第一运动杆(131)运动，第一运动杆(131)触发第一光电开关(31)输出合闸到位位置信号；分闸到位时，所述的驱动件(121)带动第二运动杆(132)运动，第二运动杆(132)触发第二光电开关(32)输出分闸到位位置信号。
2.根据权利要求1所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于所述的第一运动杆(131)包括第一推压端(1311)和第一遮光片(1314)；所述的第一推压端(1311)用于与所述的驱动件(121)推压配合，第一遮光片(1314)用于触发所述的第一光电开关(31)输出合闸到位位置信号；所述的第二运动杆(132)包括第二推压端(1321)和第二遮光片(1324)；所述的第二推压端(1321)用于与所述的驱动件(121)推压配合，第二遮光片(1324)用于触发所述的第二光电开关(32)输出分闸到位位置信号。
3.根据权利要求2所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于所述的第一运动杆(131)包括第一挂靠部(1312)，所述的第一挂靠部(1312)用于弹性件的挂靠，所述的弹性件为第一运动杆(131)提供一靠近所述的第二运动杆(132)的驱动力；所述的第二运动杆(132)包括第二挂靠部(1322)，所述的第二挂靠部(1322)用于弹性件的挂靠，所述的弹性件为第二运动杆(132)提供一靠近所述的第一运动杆(131)的驱动力。
4.根据权利要求3所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于所述的第一运动杆(131)的第一挂靠部(1312)与第二运动杆(132)的第二挂靠部(1322)之间设有一弹性件(133)。
5.根据权利要求4所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于在所述第一挂靠部(1312)上开设有一第一挂靠部弹性件脚挂着孔(13121)，在所述第二挂靠部(1322)上开设有一第二挂靠部弹性件脚挂着孔(13221)，所述的弹性件(133)的一端与第一挂靠部弹性件脚挂着孔(13121)挂靠，另一端与第二挂靠部弹性件脚挂着孔(13221)挂靠，由该弹性件(133)为所述第一运动杆(131)提供靠近所述第二运动杆(132)的驱动力并且同时为第二运动杆(132)提供靠近所述第一运动杆(131)的驱动力。
6.根据权利要求5所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于所述的弹性件(133)为拉簧。
7.根据权利要求2所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于在所述第二运动杆(132)上并且在对应于第一运动杆(131)上的所述第一遮光片(1314)的位置开设有一第一遮光片让位槽(1325)，所述的第一运动杆(131)与第二运动杆(132)叠置并且第一遮光片(1314)在对应于第一遮光片让位槽(1325)的位置穿过第二运动杆(132)与所述的光电开关(3)触发配合。
8.根据权利要求7所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于在所述第一运动杆(131)的两端以及中部各开设有一贯穿第一运动杆(131)的厚度方向的第一运动杆滑动槽(1313)，在所述第二运动杆(132)的两端以及中部各开设有一贯穿第二运动杆(132)的厚度方向的第二运动杆滑动槽(1323)，第一运动杆滑动槽(1313)以及第二运动杆滑动槽(1323)为腰形槽；在所述第一运动杆滑动槽(1313)朝向所述第二运动杆滑动槽(1323)的一侧的四周边缘部位构成有第一运动杆滑动槽栈边或者在第二运动杆滑动槽(1323)朝向第一运动杆滑动槽(1313)的一侧的四周边缘部位构成有一凸起于第二运动杆(132)的表面的第二运动杆滑动槽栈边。
9.根据权利要求2所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于所述操作机构(1)具有面对面设置的侧板(11)，在该侧板(11)上设有基体(14)，所述的基体(14)为一壳体，其内部安装有电路板，所述光电开关(3)安装在电路板上，所述第一运动杆(131)和第二运动杆(132)滑动设置在基体(14)上。
10.根据权利要求9所述的断路器分合闸到位信号采集装置，其特征在于所述的第一光电开关(31)以及第二光电开关(32)安装在所述电路板上并且与电路板上的电气电路电气连接，在合闸到位时，由所述驱动件(121)带动所述第一运动杆(131)使所述的第一遮光片(1314)运动到遮挡所述第一光电开关(31)的位置，由第一光电开关(31)输出合闸到位位置信号；在分闸到位时，由驱动件(121)带动所述第二运动杆(132)使第二遮光片(1324)运动到遮挡所述第二光电开关(32)的位置，由第二光电开关(32)输出分闸到位位置信号。
技术总结