CN112271812A - 一种双电源自动切换系统 - Google Patents

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翟照辉
罗锦堂
曾加贝
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Abstract

本发明公开了一种双电源自动切换系统，用电端、主供电源和备用电源通过电源切换组件连接，电源切换组件包括密封箱体和设置在密封箱体内部的驱动部，用电端、主供电源和备用电源分别对应连接有第一接电头、第二接电头和第三接电头，驱动部带动第二接电头和第三接电头交替与第一接电头连通以切换主供电源和备用电源的供电，驱动部包括安装在第一接电头正上方的滑轮组件以及设置在滑轮组件上的拉绳，第二接电头和第三接电头分别通过弹性件间接安装在拉绳的两端；本发明实现不间断电源的接入，提高电源切换时的用电端运行稳定性，可避免主供电源和备用电源同时与用电端通电连接而造成低电量电池组的反向充电，从而提高了电池组的使用寿命。

Description

一种双电源自动切换系统
技术领域
本发明涉及电源切换技术领域，具体涉及一种双电源自动切换系统。
背景技术
双电源切换开关就是因故停电自动切换到另外一个电源的开关。一般双电源切换开关是广泛应用于高层建筑、小区、医院、机场、码头、消防、冶金、化工、纺织等不允许停电的重要场所。
通常情况下为了保证用电端的运行稳定性，需要双电源切换时电源不间断的操作系统，但是现有的双电源自动切换系统的操作方式复杂，且容易出现电源间断的情况，严重影响用户端的运行稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双电源自动切换系统，以解决现有技术中双电源自动切换系统的操作方式复杂，且容易出现电源间断的情况，严重影响用户端的运行稳定性的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种双电源自动切换系统包括用电端、主供电源和备用电源，所述用电端、主供电源和备用电源通过电源切换组件连接，所述电源切换组件包括密封箱体和设置在所述密封箱体内部的驱动部，所述用电端、主供电源和备用电源分别对应连接有第一接电头、第二接电头和第三接电头，所述第一接电头固定安装在所述密封箱体的内部，所述驱动部带动所述第二接电头和第三接电头交替与所述第一接电头连通以切换所述主供电源和备用电源的供电；
所述驱动部包括安装在所述第一接电头正上方的滑轮组件以及设置在所述滑轮组件上的拉绳，所述第二接电头和第三接电头分别通过弹性件间接安装在所述拉绳的两端，所述滑轮组件正反向旋转带动所述第二接电头和第三接电头分别朝着相反的方向移动以交替与所述第一接电头接触通电。
作为本发明的一种优选方案，所述滑轮组件由两块平行板以及活动安装在两个所述平行板之间的定滑轮组成，所述平行板上设有与所述定滑轮连接的伺服电机，所述伺服电机驱动所述定滑轮正反向旋转，所述定滑轮的侧曲面上设有多个均匀分布的凸起齿条，所述拉绳上设有多个均匀分布的切割孔，所述凸起齿条正反转动时与所述切割孔相互啮合以带动所述拉绳的两端逆向相反移动。
作为本发明的一种优选方案，所述弹性件由连接部、橡胶弹簧和多个重力块组成，所述橡胶弹簧的上端通过连接部固定在所述拉绳的两端，且所述橡胶弹簧的下端设有加重区，多个所述重力块均匀分布在所述加重区的外表面，所述第二接电头和第三接电头分别均固定安装在所述加重区的内表面，所述第二接电头和第三接电头之间的高度差与所述橡胶弹簧的最大拉伸长度相等，所述第二接电头和第三接电头在所述伺服电机的驱动下交替无时间间隙的与所述第一接电头接触通电。
作为本发明的一种优选方案，所述密封箱体的内部设有绝缘底座，所述第一接电头固定卡定在所述绝缘底座上，且所述第一接电头上设有两个正对所述第二接电头和所述第三接电头的导电片，所述绝缘底座上设有包围在每个所述导电片外侧的空心桩，所述空心桩通过其内表面的光滑槽道限制所述第二接电头和第三接电头垂直上下移动。
作为本发明的一种优选方案，所述主供电源和备用电源上均设有剩余电量监测单元，所述剩余电量监测单元连接有控制单元，且所述剩余电量监测单元连接在所述控制单元的输入端，所述伺服电机连接在所述控制单元的输出端，所述控制单元根据所述剩余电量监测单元的监控结果控制所述伺服电机的正反转以交替切换电源使用。
作为本发明的一种优选方案，所述拉绳的表面设有空心保护套，所述第二接电头和第三接电头的连接线依次穿过所述连接部和空心保护套分别连接在所述主供电源和备用电源的的电源端。
为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种双电源自动切换方法，包括以下步骤：
步骤100、将用电端的第一接电头、主供电源的第二接电头以及备用电源的第三接电头分别安装在电源切换组件内；
步骤200、利用剩余电量监测单元实时监控主供电源和备用电源的剩余电量，并将剩余电量实时发送至控制单元，当剩余电量达到设定阈值时，所述控制单元调控切换所述第二接电头和第三接电头与所述第一接电头的通电连接；
步骤300、电源切换组件利用定滑轮以定频速度转动，通过弹力件间接拉动第二接电头或第三接电头上移，同时第三接电头或第二接电头同步下移；
步骤400、第二接电头或第三接电头与第一接电头断开连接时，第三接电头或第二接电头恰好下落至第一接电头对用电端送电。
作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，所述设定阈值≥所述用电端正常工作所需的电量值。
作为本发明的一种优选方案，在步骤400中，所述定滑轮持续转动至其中其中一个弹力件恢复至自然状态且另一个弹力件的底部上移至所述弹力件的最大拉伸长度。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过对电源切换装置的改进，实现不间断电源的接入，提高电源切换时的用电端运行稳定性，可避免主供电源和备用电源同时与用电端通电连接而造成低电量电池组的反向充电，从而提高了电池组的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的切换系统整体的正视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的驱动部的正视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的驱动部的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的绝缘底座的俯视结构示意图；
图5为本发明实施例提供的切换系统控制单元的结构框图；
图6为本发明实施例提供的电源切换方法的流程示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-用电端；2-主供电源；3-备用电源；4-电源切换组件；5-第一接电头；6-第二接电头；7-第三接电头；8-弹性件；9-绝缘底座；10-导电片；11-空心桩；12-光滑槽道；13-剩余电量监测单元；14-控制单元；15-空心保护套；
41-密封箱体；42-驱动部；
421-拉绳；422-平行板；423-定滑轮；424-伺服电机；425-凸起齿条；426-切割孔；
81-连接部；82-橡胶弹簧；83-重力块；84-加重区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种双电源自动切换系统，本实施方式通过对电源切换装置的改进，实现不间断电源的接入，提高电源切换时的用电端运行稳定性。
该双电源自动切换系统具体包括用电端1、主供电源2和备用电源3，用电端1、主供电源2和备用电源3通过电源切换组件4连接。
电源切换组件4包括密封箱体41和设置在密封箱体41内部的驱动部42，用电端1、主供电源2和备用电源3分别对应连接有第一接电头5、第二接电头6和第三接电头7，第一接电头5固定安装在密封箱体41的内部，驱动部42带动第二接电头6和第三接电头7交替与第一接电头5连通以切换主供电源2和备用电源3的供电。
驱动部42包括安装在第一接电头5正上方的滑轮组件以及设置在滑轮组件上的拉绳421，第二接电头6和第三接电头7分别通过弹性件8间接安装在拉绳421的两端，滑轮组件正反向旋转带动第二接电头6和第三接电头7分别朝着相反的方向移动以交替与第一接电头5接触通电。
如图5所示，主供电源2和备用电源3上均设有剩余电量监测单元13，剩余电量监测单元13连接有控制单元14，且剩余电量监测单元14连接在控制单元14的输入端，伺服电机424连接在控制单元14的输出端，控制单元14根据剩余电量监测单元13的监控结果控制伺服电机424的正反转以交替切换电源使用。
为了避免主供电源2和备用电源3双电源切换时存在电源间断的问题，本实施方式在第二接电头6和第三接电头7设置弹性件8，两个电池组利用弹性件8的形变过程来补偿第二接电头6和第三接电头7切换的时间差，从而实现电源不间断供电。
如图2和图3所示，滑轮组件由两块平行板422以及活动安装在两个平行板422之间的定滑轮423组成，平行板422上设有与定滑轮423连接的伺服电机424，伺服电机424驱动定滑轮423正反向旋转，定滑轮423的侧曲面上设有多个均匀分布的凸起齿条425，拉绳421上设有多个均匀分布的切割孔426，凸起齿条425正反转动时与切割孔426相互啮合以带动拉绳421的两端逆向相反移动。
当伺服电机424旋转时，通过凸起齿条425与拉绳421的切割孔426啮合，带动拉绳421转动至主供电源2与用电端1接通，则备用电源3则断开连接，第三接电头7处于第一接电头5的上方。
而当伺服电机424反向旋转时，通过凸起齿条425与拉绳421的切割孔426啮合，带动拉绳421转动至备用电源3与用电端1接通，则主供电源2则断开连接，第二接电头6处于第一接电头5的上方。
因此本实施方式通过拉绳421上下两端的移位来实现供电电源切换，控制实现方式简单，且成本低，集成度高。
弹性件8由连接部81、橡胶弹簧82和多个重力块83组成，橡胶弹簧82的上端通过连接部81固定在拉绳421的两端，且橡胶弹簧82的下端设有加重区84，多个重力块83均匀分布在加重区84的外表面，第二接电头6和第三接电头7分别均固定安装在加重区84的内表面，第二接电头6和第三接电头7之间的高度差与橡胶弹簧82的最大拉伸长度相等，第二接电头6和第三接电头7在伺服电机424的驱动下交替无时间间隙的与第一接电头5接触通电。
当备用电源3的第三接电头7处于第一接电头5的上方时，橡胶弹簧82的加重区84受重力块83的作用被拉伸，而主供电源2的第二接电头6受重力块83的作用与第一接电头5稳定接触。
当需要切换供电电源时，第三接电头7在伺服电机424的带动下移，相反的，第二接电头6受到拉绳421的向上拉力，在重力块83的作用下，第二接电头6对应的橡胶弹簧82受到重力作用而发生形变并逐渐被拉伸，当橡胶弹簧82被拉伸至最大范围时，第二接电头6恰好与第一接电头5断开连接，且第三接电头7恰好与第一接电头5接触通电，因此实现不间断电源切换操作。
另外一方面，本实施例所提供的技术方案也起到了对主供电源2和备用电源3的保护功能，本实施方式的主供电源2和备用电源3具有充电端和放电端，充电端用于对电池组充电，放电端与用户端的导线连接供电，本实施方式可避免主供电源2和备用电源3同时与用电端1通电连接而造成低电量电池组的反向充电，从而提高了电池组的使用寿命。
如图4所示，密封箱体41的内部设有绝缘底座9，第一接电头5固定卡定在绝缘底座9上，且第一接电头5上设有两个正对第二接电头6和第三接电头7的导电片10，绝缘底座9上设有包围在每个导电片7外侧的空心桩11，空心桩11通过其内表面的光滑槽道12限制第二接电头6和第三接电头7垂直上下移动。
需要补充说明的是，为了确保第二接电头6和第三接电头7的电源切换接通稳定性，本实施方式利用空心桩11和光滑槽道12限定第二接电头6和第三接电头7垂直竖向上下移动。
拉绳421的表面设有空心保护套15，第二接电头6和第三接电头7的连接线依次穿过连接部81和空心保护套15分别连接在主供电源2和备用电源3的的电源端。
如图6所示，本发明还提供了上述自动切换系统的切换方法，包括以下步骤：
步骤100、将用电端的第一接电头、主供电源的第二接电头以及备用电源的第三接电头分别安装在电源切换组件内。
步骤200、利用剩余电量监测单元实时监控主供电源和备用电源的剩余电量，并将剩余电量实时发送至控制单元。
该步骤中，当剩余电量达到设定阈值时，控制单元调控切换第二接电头和第三接电头与第一接电头的通电连接，其中设定阈值≥用电端正常工作所需的电量值。
步骤300、电源切换组件利用定滑轮以定频速度转动，通过弹力件间接拉动第二接电头或第三接电头上移，同时第三接电头或第二接电头同步下移。
步骤400、第二接电头或第三接电头与第一接电头断开连接时，第三接电头或第二接电头恰好下落至第一接电头对用电端送电。
需要补充说明的是，定滑轮持续转动至其中其中一个弹力件恢复至自然状态且另一个弹力件的底部上移至弹力件的最大拉伸长度。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种双电源自动切换系统，包括用电端(1)、主供电源(2)和备用电源(3)，其特征在于，所述用电端(1)、主供电源(2)和备用电源(3)通过电源切换组件(4)连接，所述电源切换组件(4)包括密封箱体(41)和设置在所述密封箱体(41)内部的驱动部(42)，所述用电端(1)、主供电源(2)和备用电源(3)分别对应连接有第一接电头(5)、第二接电头(6)和第三接电头(7)，所述第一接电头(5)固定安装在所述密封箱体(41)的内部，所述驱动部(42)带动所述第二接电头(6)和第三接电头(7)与所述第一接电头(5)交替连通以切换所述主供电源(2)和备用电源(3)的供电；
所述驱动部(42)包括安装在所述第一接电头(5)正上方的滑轮组件以及设置在所述滑轮组件上的拉绳(421)，所述第二接电头(6)和第三接电头(7)分别通过弹性件(8)间接安装在所述拉绳(421)的两端，所述滑轮组件正反向旋转带动所述第二接电头(6)和第三接电头(7)分别朝着相反的方向移动以交替与所述第一接电头(5)接触通电；
所述主供电源(2)和备用电源(3)上均设有剩余电量监测单元(13)，所述剩余电量监测单元(13)连接有控制单元(14)，且所述剩余电量监测单元(14)连接在所述控制单元(14)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种双电源自动切换系统，其特征在于，所述滑轮组件包括两块平行板(422)以及活动安装在两个所述平行板(422)之间的定滑轮(423)，所述平行板(422)上设有与所述定滑轮(423)连接的伺服电机(424)，所述伺服电机(424)驱动所述定滑轮(423)正反向旋转；
所述定滑轮(423)的侧曲面上设有多个均匀分布的凸起齿条(425)，所述拉绳(421)上设有多个均匀分布的切割孔(426)，所述凸起齿条(425)正反转动时与所述切割孔(426)相互啮合以带动所述拉绳(421)的两端逆向相反移动。
3.根据权利要求2所述的一种双电源自动切换系统，其特征在于，所述弹性件(8)包括连接部(81)、橡胶弹簧(82)和多个重力块(83)，所述橡胶弹簧(82)的上端通过连接部(81)固定在所述拉绳(421)的两端；
所述橡胶弹簧(82)的下端设有加重区(84)，多个所述重力块(83)均匀分布在所述加重区(84)的外表面，所述第二接电头(6)和第三接电头(7)分别均固定安装在所述加重区(84)的内表面，所述第二接电头(6)和第三接电头(7)在所述伺服电机(424)的驱动下交替与所述第一接电头(5)接触通电。
4.根据权利要求3所述的一种双电源自动切换系统，其特征在于，所述密封箱体(41)的内部设有绝缘底座(9)，所述第一接电头(5)固定卡定在所述绝缘底座(9)上，所述第一接电头(5)上设有两个正对所述第二接电头(6)和所述第三接电头(7)的导电片(10)，所述绝缘底座(9)上设有包围在每个所述导电片(7)外侧的空心桩(11)，所述空心桩(11)通过其内表面的光滑槽道(12)限制所述第二接电头(6)和第三接电头(7)垂直上下移动。
5.根据权利要求2所述的一种双电源自动切换系统，其特征在于，所述伺服电机(424)连接在所述控制单元(14)的输出端，所述控制单元(14)根据所述剩余电量监测单元(13)的监控结果控制所述伺服电机(424)的正反转以交替切换电源使用。
6.根据权利要求3所述的一种双电源自动切换系统，其特征在于，所述拉绳(421)的表面设有空心保护套(15)，所述第二接电头(6)和第三接电头(7)的连接线依次穿过所述连接部(81)和空心保护套(15)分别连接在所述主供电源(2)和备用电源(3)的的电源端。
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