CN103137347B - 自动转换开关的操作系统及齿轮组 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种自动转换开关的操作系统,包括齿轮组、常用侧操作机构、备用侧操作机构、操作手柄和电机、侧板。该齿轮组用于互相独立的常用侧操作机构和备用侧操作机构的储能操作,常用侧操作机构连接到常用侧电源,备用侧操作机构连接到备用侧电源,其中,该齿轮组包括:常用侧驱动轮,连接到常用侧操作机构的驱动轴,常用侧驱动轮上安装有常用侧离合器;备用侧驱动轮,连接到备用侧操作机构的驱动轴,备用侧驱动轮上安装有备用侧离合器;常用侧传动轮和备用侧传动轮,常用侧传动轮和备用侧传动轮都连接到公共轴,常用侧传动轮与常用侧驱动轮咬合,备用侧传动轮与备用侧驱动轮咬合;换向轮,换向轮与常用侧传动轮咬合。

Description

自动转换开关的操作系统及齿轮组
技术领域
本发明涉及低压电器领域,更具体地说,涉及自动转换开关的操作系统。
背景技术
现有的一体式自动转换开关的操作系统,大都采用电磁铁、直线电机或手动直接旋转连接常用电源侧或备用电源侧主轴带动触头系统运动到闭合位置,由于电磁铁产生的力受体积的局限,同时直接手动操作也很难产生很大操作力,使转换开关的容量受到限制。若在大容量一体式自动转换开关采用以前的电磁铁、直线电机或手动操作的操作系统,将需要很大的体积,可靠性也较差。
申请号为200910047109.X的专利申请揭示了一种转换开关电器的三齿轮转换机构,包括:第一齿轮,连接第一触头,第一齿轮的转动带动第一触头与第一电源闭合或打开;第二齿轮,连接第二触头,第二齿轮的转动带动第二触头与第二电源闭合或打开,第一齿轮与第二齿轮不接触;主动齿轮,啮合到第一齿轮带动第一齿轮转动,啮合到第二齿轮带动第二齿轮转动,主动齿轮的转动方向与第一齿轮以及第二齿轮相反。主动齿轮沿第二方向转动;带动第一齿轮沿第一方向转动,第一触头与第一电源从闭合位置分离,成为打开位置;带动第二齿轮沿第一方向转动,第二触头与第二电源从打开位置接近,成为闭合位置。该转换结构简单可靠,利用齿轮组的不同啮合情况来实现位置的转换,省去了电磁铁,简化结构的同时提高了可靠性。该专利申请的方案是一种不完全三齿轮方案,其工加工艺要求较高,可靠性较差,用于非预储能操作结构的转换开关中。
申请号为200910047108.5的专利申请揭示了一种单操作轴的双储能操作机构,用于自动转换开关电器,包括:操作手柄和操作电机,操作手柄和操作电机位于自动转换开关电器的操作机构的安装板的第一侧,操作手柄和操作电机套入操作机构的第一操作凸轮主轴,由操作手柄或操作电机带动第一操作凸轮主轴转动;传动齿轮,位于操作机构的安装板的第二侧,传动齿轮连接第一操作凸轮主轴和操作机构的第二操作凸轮主轴,第一操作凸轮主轴的转动通过传动齿轮带动第二操作凸轮主轴的转动;储能机构,通过第一凸轮连接到第一操作凸轮主轴,还通过第二凸轮连接到第二操作凸轮主轴,第一操作凸轮主轴和第二操作凸轮主轴的转动分别通过第一凸轮和第二凸轮带动储能机构进行储能。该专利申请方案是采用两齿轮的方案,该方案无法保证双储能操作机构的精确定位,不能确保一个储能操作机构储能结束后再开始另一储能操作机构的储能操作,因此可靠性差,存在误动作和齿轮卡住的隐患。
发明内容
本发明旨在为大容量一体式三位置的自动转换开关提供一种可靠的操作系统。
根据本发明的一实施例,提出一种自动转换开关的操作系统的齿轮组,该齿轮组用于互相独立的常用侧操作机构和备用侧操作机构的储能操作,常用侧操作机构连接到常用侧电源,备用侧操作机构连接到备用侧电源,其中,该齿轮组包括:
常用侧驱动轮,连接到常用侧操作机构的驱动轴,常用侧驱动轮上安装有常用侧离合器;
备用侧驱动轮,连接到备用侧操作机构的驱动轴,备用侧驱动轮上安装有备用侧离合器;
常用侧传动轮和备用侧传动轮,常用侧传动轮和备用侧传动轮都连接到公共轴,常用侧传动轮与常用侧驱动轮咬合,备用侧传动轮与备用侧驱动轮咬合;
换向轮,换向轮与常用侧传动轮咬合。
根据本发明的一实施例,提出一种自动转换开关的操作系统的储能机构,该储能机构用于互相独立的常用侧操作机构和备用侧操作机构的储能操作,常用侧操作机构连接到常用侧电源,备用侧操作机构连接到备用侧电源,其中,该储能机构包括:
齿轮组,齿轮组包括:常用侧驱动轮,连接到常用侧操作机构的驱动轴,常用侧驱动轮上安装有常用侧离合器;备用侧驱动轮,连接到备用侧操作机构的驱动轴,备用侧驱动轮上安装有备用侧离合器;常用侧传动轮和备用侧传动轮,常用侧传动轮和备用侧传动轮都连接到公共轴,常用侧传动轮与常用侧驱动轮咬合,备用侧传动轮与备用侧驱动轮咬合;换向轮,换向轮与常用侧传动轮咬合;
操作手柄和电机,操作手柄和电机连接到公共轴并驱动公共轴;
侧板,侧板上安装有棘轮、棘爪和弹簧,棘轮和棘爪相互咬合,弹簧连接到棘爪的一端。
根据本发明的一实施例,揭示了一种自动转换开关的操作系统,操作系统连接常用侧电源和备用侧电源,该操作系统包括:
常用侧操作机构,连接常用侧电源,常用侧操作机构包括:常用侧凸轮,连接到常用侧驱动轴;常用侧储能杠杆;常用侧储能弹簧,常用侧储能弹簧的一端连接到常用侧凸轮,另一端连接到常用侧储能杠杆;常用侧四连杆机构,常用侧四连杆机构连接到常用侧驱动轴;常用侧分闸杠杆;
备用侧操作机构,连接备用侧电源,备用侧操作机构包括:备用侧凸轮,连接到备用侧驱动轴;备用侧储能杠杆;备用侧储能弹簧,备用侧储能弹簧的一端连接到备用侧凸轮,另一端连接到备用侧储能杠杆;备用侧四连杆机构,备用侧四连杆机构连接到备用侧驱动轴;备用侧分闸杠杆;
齿轮组,齿轮组包括:常用侧驱动轮,连接到常用侧驱动轴,常用侧驱动轮上安装有常用侧离合器;备用侧驱动轮,连接到备用侧驱动轴,备用侧驱动轮上安装有备用侧离合器;常用侧传动轮和备用侧传动轮,常用侧传动轮和备用侧传动轮都连接到公共轴,常用侧传动轮与常用侧驱动轮咬合,备用侧传动轮与备用侧驱动轮咬合;换向轮,换向轮与常用侧传动轮咬合;
操作手柄和电机,操作手柄和电机连接到公共轴并驱动公共轴;
侧板,侧板上安装有棘轮、棘爪和弹簧,棘轮和棘爪相互咬合,弹簧连接到棘爪的一端。
在一个实施例中,操作手柄和电机旋转,带动公共轴转动,公共轴带动齿轮组转动。
在一个实施例中,操作手柄和电机旋转带动公共轴旋转到0°~150°范围内,为常用侧操作机构储能;旋转到150°~300°范围内,为备用侧操作机构储能。
在一个实施例中,旋转手柄和电机处于中间位置,该操作系统与常用侧电源和备用侧电源都处于断开状态;旋转手柄和电机旋转并带动公共轴旋转,公共轴通过常用侧传动轮、带动换向轮和常用侧驱动轮将扭矩传递到常用侧驱动轴,由常用侧驱动轴驱动常用侧凸轮旋转,常用侧凸轮推动常用侧储能杠杆旋转并压缩常用侧储能弹簧进行储能;公共轴旋转到150°时,完成常用侧操作机构的储能操作,常用侧离合器与常用侧驱动轴脱离;公共轴继续旋转,公共轴通过备用侧传动轮和备用侧驱动轮将扭矩传递到备用侧驱动轴,由备用侧驱动轴驱动备用侧凸轮旋转,备用侧凸轮推动备用侧储能杠杆旋转并压缩备用侧储能弹簧进行储能;公共轴旋转到300°时,完成备用侧操作机构的储能操作,备用侧离合器与备用侧驱动轴脱离。
在一个实施例中,常用侧凸轮和备用侧凸轮具有不同的曲线。
在一个实施例中,常用侧凸轮在0°~150°旋转范围内是变半径,在150°~300°旋转范围内是等半径;备用侧凸轮在0°~150°旋转范围内是等半径,在150°~300°旋转范围内是变半径。
本发明能够为大容量一体式三位置的自动转换开关提供一种可靠的操作系统,采用储能式操作,可满足大容量一体式三位置的自动转换开关所需较大的合闸力的要求。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述更加清晰和明显,在附图中,相同的附图标记始终表示相同的特征,其中:
图1揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开关的操作系统的结构图。
图2揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开关的操作系统的齿轮组的结构图。
图3揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开关的操作系统的侧板的结构图。
图4揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开关的操作系统的常用侧操作机构的结构图。
图5揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开关的操作系统的备用侧操作机构的结构图。
图6揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开关的操作系统的常用侧凸轮的结构图。
图7揭示了根据本发明的一实施例的自动转换开关的操作系统的备用侧凸轮的结构图。
具体实施方式
根据本发明的第一实施例,提出一种自动转换开关的操作系统的齿轮组,参考图2所示,该齿轮组用于互相独立的常用侧操作机构和备用侧操作机构的储能操作,常用侧操作机构连接到常用侧电源,备用侧操作机构连接到备用侧电源,该齿轮组包括:
常用侧驱动轮108a,连接到常用侧操作机构的驱动轴,常用侧驱动轮108a上安装有常用侧离合器110a。
备用侧驱动轮108b,连接到备用侧操作机构的驱动轴,备用侧驱动轮108b上安装有备用侧离合器110b。
常用侧传动轮109a和备用侧传动轮109b,常用侧传动轮109a和备用侧传动轮109b都连接到公共轴111,常用侧传动轮109a与常用侧驱动轮108a咬合,备用侧传动轮109b与备用侧驱动轮108a咬合。
换向轮107,换向轮107与常用侧传动轮109a咬合。
根据本发明的第二实施例,提出一种自动转换开关的操作系统的储能机构,该储能机构用于互相独立的常用侧操作机构和备用侧操作机构的储能操作,常用侧操作机构连接到常用侧电源,备用侧操作机构连接到备用侧电源,该储能机构包括:
齿轮组,齿轮组如图2所示,包括:
常用侧驱动轮108a,连接到常用侧操作机构的驱动轴,常用侧驱动轮108a上安装有常用侧离合器110a。
备用侧驱动轮108b,连接到备用侧操作机构的驱动轴,备用侧驱动轮108b上安装有备用侧离合器110b。
常用侧传动轮109a和备用侧传动轮109b,常用侧传动轮109a和备用侧传动轮109b都连接到公共轴111,常用侧传动轮109a与常用侧驱动轮108a咬合,备用侧传动轮109b与备用侧驱动轮108b咬合。
换向轮107,换向轮107与常用侧传动轮109a咬合。
操作手柄112和电机113,操作手柄112和电机113连接到公共轴111并驱动公共轴111。操作手柄112和电机113在图1中示出。
侧板114,侧板114上安装有棘轮115、棘爪116和弹簧117,棘轮115和棘爪116相互咬合,弹簧117连接到棘爪116的一端。侧板114、棘轮115、棘爪116和弹簧117在图3中揭示。
根据本发明的第三实施例,揭示了一种自动转换开关的操作系统,参考图1所示,该操作系统连接常用侧电源和备用侧电源,该操作系统包括:
常用侧操作机构,连接常用侧电源,常用侧操作机构的结构可以参考图4所示,包括:
常用侧凸轮101,连接到常用侧驱动轴118;
常用侧储能杠杆104a;
常用侧储能弹簧,常用侧储能弹簧的一端连接到常用侧凸轮101,另一端连接到常用侧储能杠杆104a;常用侧储能弹簧在图中没有示出,常用侧储能弹簧的位置与备用侧储能弹簧103b的位置相对应;
常用侧四连杆机构105a,常用侧四连杆机构105a连接到常用侧驱动轴118;
常用侧分闸杠杆106a。
备用侧操作机构,连接备用侧电源,备用侧操作机构的结构可以参考图5所示,备用侧操作机构包括:
备用侧凸轮102,连接到备用侧驱动轴119;
备用侧储能杠杆104b;
备用侧储能弹簧103b,备用侧储能弹簧103b的一端连接到备用侧凸轮102,另一端连接到备用侧储能杠杆104b;
备用侧四连杆机构105b,备用侧四连杆机构105b连接到备用侧驱动轴119;
备用侧分闸杠杆106b。
齿轮组,齿轮组如图2所示,包括:
常用侧驱动轮108a,连接到常用侧驱动轴118,常用侧驱动轮108a上安装有常用侧离合器110a;
备用侧驱动轮108b,连接到备用侧驱动轴119,备用侧驱动轮108b上安装有备用侧离合器110b;
常用侧传动轮109a和备用侧传动轮109b,常用侧传动轮109a和备用侧传动轮109b都连接到公共轴111,常用侧传动轮109a与常用侧驱动轮108a咬合,备用侧传动轮109b与备用侧驱动轮108a咬合;
换向轮107,换向轮107与常用侧传动轮109a咬合。
操作手柄112和电机113,操作手柄112和电机113连接到公共轴111并驱动公共轴111。操作手柄112和电机113在图1中示出。
侧板114,侧板114上安装有棘轮115、棘爪116和弹簧117,棘轮115和棘爪116相互咬合,弹簧117连接到棘爪116的一端。侧板114、棘轮115、棘爪116和弹簧117在图3中揭示。
操作手柄112和电机113旋转,带动公共轴111转动,公共轴111带动齿轮组转动。操作手柄112和电机113旋转带动公共轴111旋转到0°~150°范围内,为常用侧操作机构储能。旋转到150°~300°范围内,为备用侧操作机构储能。
旋转手柄112和电机113处于中间位置,该操作系统与常用侧电源和备用侧电源都处于断开状态。旋转手柄112和电机113旋转并带动公共轴111旋转,公共轴111通过常用侧传动轮109a、带动换向轮107和常用侧驱动轮108a将扭矩传递到常用侧驱动轴118,由常用侧驱动轴118驱动常用侧凸轮101旋转,常用侧凸轮101推动常用侧储能杠杆104a旋转并压缩常用侧储能弹簧进行储能。公共轴111旋转到150°时,完成常用侧操作机构的储能操作,常用侧离合器110a与常用侧驱动轴118脱离。公共轴111继续旋转,公共轴111通过备用侧传动轮109b和备用侧驱动轮108b将扭矩传递到备用侧驱动轴119,由备用侧驱动轴119驱动备用侧凸轮102旋转,备用侧凸轮102推动备用侧储能杠杆104b旋转并压缩备用侧储能弹簧103b进行储能。公共轴111旋转到300°时,完成备用侧操作机构的储能操作,备用侧离合器110b与备用侧驱动轴119脱离。
为了实现上述的工作过程,常用侧凸轮101和备用侧凸轮102被设计成具有不同的曲线。常用侧凸轮101在0°~150°旋转范围内是变半径,在150°~300°旋转范围内是等半径。备用侧凸轮102在0°~150°旋转范围内是等半径,在150°~300°旋转范围内是变半径。图6和图7分别揭示了常用侧凸轮和备用侧凸轮的结构图。常用侧凸轮和备用侧凸轮基圆半径不相等,以保证储能弹簧释放后,凸轮可精确定位。
综合而言,本发明的操作机构在当装有凸轮的驱动轴旋转时,凸轮通过储能杠杆上的滚子使储能杠杆旋转,推动导杆使弹簧压缩储能,实现储能操作。常用侧凸轮和备用侧凸轮不同,常用侧凸轮在0°~150°旋转时是变半径,实现常用侧压缩弹簧的储能,在150°~300°间是等半径;而备用侧凸轮则是在0°~150°旋转时是等半径,在150°~300°间是变半径;这样,实现了旋转一周完成两个操作机构的储能操作。常用侧、备用侧的凸轮基圆半径不相等,以保证储能弹簧释放后,凸轮可精确定位。
本发明的齿轮组在安装在公共轴上的操作手柄或电机旋转时,常用侧通过一个齿轮进行换向,其他齿轮带动常用侧和备用侧操作机构的驱动轴旋转,驱动轴上装有凸轮,0°~150°旋转时,为常用侧操作机构储能,当常用侧操作机构储能结束后,装在常用侧的离合装置使常用侧机构的驱动轴与公共轴脱离;公共轴继续旋转,在150°~300°间使备用侧操作机构完成储能。同样,装在备用侧的离合装置保证在备用侧操作机构完成储能后,其备用侧的驱动轴与公共轴脱离。这样,实现了旋转一周完成两个操作机构的储能操作。齿轮组有一定的速比,以减小操作力。
本发明能够实现一个操作手柄或电机完成两个独立的储能操作机构的储能操作。操作手柄通过侧板固定在开关的基座上,通过棘轮、弹簧的辅助完成可靠的操作。
本发明能够为大容量一体式三位置的自动转换开关提供一种可靠的操作系统,采用储能式操作,可满足大容量一体式三位置的自动转换开关所需较大的合闸力的要求。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的,熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下,对上述实施例做出种种修改或变化,因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限,而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (8)

1.一种自动转换开关的操作系统的齿轮组,其特征在于,该齿轮组用于互相独立的常用侧操作机构和备用侧操作机构的储能操作,常用侧操作机构连接到常用侧电源,备用侧操作机构连接到备用侧电源,其中,所述齿轮组包括:
常用侧驱动轮(108a),连接到常用侧操作机构的驱动轴,常用侧驱动轮(108a)上安装有常用侧离合器(110a);
备用侧驱动轮(108b),连接到备用侧操作机构的驱动轴,备用侧驱动轮(108b)上安装有备用侧离合器(110b);
常用侧传动轮(109a)和备用侧传动轮(109b),常用侧传动轮(109a)和备用侧传动轮(109b)都连接到公共轴(111),常用侧传动轮(109a)与常用侧驱动轮(108a)咬合,备用侧传动轮(109b)与备用侧驱动轮(108b)咬合;
换向轮(107),换向轮(107)与常用侧传动轮(109a)咬合。
2.一种自动转换开关的操作系统的储能机构,其特征在于,该储能机构用于互相独立的常用侧操作机构和备用侧操作机构的储能操作,常用侧操作机构连接到常用侧电源,备用侧操作机构连接到备用侧电源,其中,所述储能机构包括:
齿轮组,所述齿轮组包括:
常用侧驱动轮(108a),连接到常用侧操作机构的驱动轴,常用侧驱动轮(108a)上安装有常用侧离合器(110a);
备用侧驱动轮(108b),连接到备用侧操作机构的驱动轴,备用侧驱动轮(108b)上安装有备用侧离合器(110b);
常用侧传动轮(109a)和备用侧传动轮(109b),常用侧传动轮(109a)和备用侧传动轮(109b)都连接到公共轴(111),常用侧传动轮(109a)与常用侧驱动轮(108a)咬合,备用侧传动轮(109b)与备用侧驱动轮(108b)咬合;
换向轮(107),换向轮(107)与常用侧传动轮(109a)咬合;
操作手柄(112)和电机(113),操作手柄(112)和电机(113)连接到公共轴(111)并驱动公共轴(111);
侧板(114),侧板(114)上安装有棘轮(115)、棘爪(116)和弹簧(117),棘轮(115)和棘爪(116)相互咬合,弹簧(117)连接到棘爪(116)的一端。
3.一种自动转换开关的操作系统,其特征在于,所述操作系统连接常用侧电源和备用侧电源,该操作系统包括:
常用侧操作机构,连接常用侧电源,所述常用侧操作机构包括:
常用侧凸轮(101),连接到常用侧驱动轴(118);
常用侧储能杠杆(104a);
常用侧储能弹簧,常用侧储能弹簧的一端连接到常用侧凸轮(101),另一端连接到常用侧储能杠杆(104a);
常用侧四连杆机构(105a),常用侧四连杆机构(105a)连接到常用侧驱动轴(118);
常用侧分闸杠杆(106a);
备用侧操作机构,连接备用侧电源,所述备用侧操作机构包括:
备用侧凸轮(102),连接到备用侧驱动轴(119);
备用侧储能杠杆(104b);
备用侧储能弹簧(103b),备用侧储能弹簧(103b)的一端连接到备用侧凸轮(102),另一端连接到备用侧储能杠杆(104b);
备用侧四连杆机构(105b),备用侧四连杆机构(105b)连接到备用侧驱动轴(119);
备用侧分闸杠杆(106b);
齿轮组,所述齿轮组包括:
常用侧驱动轮(108a),连接到常用侧驱动轴(118),常用侧驱动轮(108a)上安装有常用侧离合器(110a);
备用侧驱动轮(108b),连接到备用侧驱动轴(119),备用侧驱动轮(108b)上安装有备用侧离合器(110b);
常用侧传动轮(109a)和备用侧传动轮(109b),常用侧传动轮(109a)和备用侧传动轮(109b)都连接到公共轴(111),常用侧传动轮(109a)与常用侧驱动轮(108a)咬合,备用侧传动轮(109b)与备用侧驱动轮(108b)咬合;
换向轮(107),换向轮(107)与常用侧传动轮(109a)咬合;
操作手柄(112)和电机(113),操作手柄(112)和电机(113)连接到公共轴(111)并驱动公共轴(111);
侧板(114),侧板(114)上安装有棘轮(115)、棘爪(116)和弹簧(117),棘轮(115)和棘爪(116)相互咬合,弹簧(117)连接到棘爪(116)的一端。
4.如权利要求3所述的自动转换开关的操作系统,其特征在于,操作手柄(112)和电机(113)旋转,带动公共轴(111)转动,公共轴(111)带动齿轮组转动。
5.如权利要求4所述的自动转换开关的操作系统,其特征在于,操作手柄(112)和电机(113)旋转带动公共轴(111)旋转到0°~150°范围内,为常用侧操作机构储能;旋转到150°~300°范围内,为备用侧操作机构储能。
6.如权利要求5所述的自动转换开关的操作系统,其特征在于,
旋转操作手柄(112)和电机(113)处于中间位置,该操作系统与常用侧电源和备用侧电源都处于断开状态;
旋转操作手柄(112)和电机(113)旋转并带动公共轴(111)旋转,公共轴(111)通过常用侧传动轮(109a)、带动换向轮(107)和常用侧驱动轮(108a)将扭矩传递到常用侧驱动轴(118),由常用侧驱动轴(118)驱动常用侧凸轮(101)旋转,常用侧凸轮(101)推动常用侧储能杠杆(104a)旋转并压缩常用侧储能弹簧进行储能;公共轴(111)旋转到150°时,完成常用侧操作机构的储能操作,常用侧离合器(110a)与常用侧驱动轴(118)脱离;
公共轴(111)继续旋转,公共轴(111)通过备用侧传动轮(109b)和备用侧驱动轮(108b)将扭矩传递到备用侧驱动轴(119),由备用侧驱动轴(119)驱动备用侧凸轮(102)旋转,备用侧凸轮(102)推动备用侧储能杠杆(104b)旋转并压缩备用侧储能弹簧(103b)进行储能;公共轴(111)旋转到300°时,完成备用侧操作机构的储能操作,备用侧离合器(110b)与备用侧驱动轴(119)脱离。
7.如权利要求6所述的自动转换开关的操作系统,其特征在于,
常用侧凸轮(101)和备用侧凸轮(102)具有不同的曲线。
8.如权利要求7所述的自动转换开关的操作系统,其特征在于,
常用侧凸轮(101)在0°~150°旋转范围内是变半径,在150°~300°旋转范围内是等半径;
备用侧凸轮(102)在0°~150°旋转范围内是等半径,在150°~300°旋转范围内是变半径。
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