CN114420477A - 旋转机构、切换开关装置及自动转换开关电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转机构、切换开关装置及自动转换开关电器，其中旋转机构包括第一动触头组件、第二动触头组件、连接板、第一弹性件、第二弹性件、第一凸台及旋转支架；根据旋转支架转动的方向及在第一弹性件与第二弹性件配合下，驱使第一动触头组件或第二动触头组件该两者之其一转动以抵接或远离对应的动触头组件，该两者之另一抵接第一凸台；第一弹性件及第二弹性件被配置为，在对应动触头组件转动过程中，对应弹性件被对应动触头组件拉伸至最长长度时位于第一凸台与对应电源触头组件之间；可快速稳定地抵接或远离对应的触头组件；整个结构相对简单，可靠性高，具有良好的耐受短路故障电流性能及短路故障电流分断性能。

Description

旋转机构、切换开关装置及自动转换开关电器

技术领域

本发明涉及自动转换开关电器技术领域，尤其涉及一种旋转机构、切换开关装置及自动转换开关电器。

背景技术

自动转换开关电器是一种常见的低压电器，常用于机场，医院，数据中心等重要配电场合，用于两路电源的切换，保证在供电过程中常用电源出现故障时，迅速切换至备用电源，保证负载端的正常供电。

随着经济社会的发展和技术进步的日新月异，现代供配电系统的性能和可靠性需满足负载种类越来越多样化的需求，自动转换开关电器作为一种应用于关键场合的电源端的配电电器，负载设备的发展和变化要求其具备高性能的接通分断能力、耐受大短路故障电流的能力、高可靠性等特性，不仅需要稳定可靠的连接手段，避免在使用过程中自动转换开关电器断触，而且需要具有两路电源完全断开功能，避免冲击电流对主电路负载和转换开关电器的冲击。

自动转换开关电器中一般设有切换开关装置，用于从常用电源切换至备用电源，或是从备用电源切换至常用电源；但是现有技术中的切换开关装置耐受短路故障电流性能及短路故障电流分断性能较差，在遇到短路故障时动触点容易与静触头断开连接，会产生高温高热的电弧，以及在切换电源时触头分断速度过慢，电弧不容易熄灭，导致自动转换开关电器本身的电气寿命低且容易被烧坏等故障。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有技术中切换开关装置耐受短路故障电流性能及短路故障电流分断性能较差，提供一种旋转机构、切换开关装置及自动转换开关电器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种旋转机构，包括可抵接常用电源触头组件的第一动触头组件、可抵接备用电源触头组件的第二动触头组件、分别与所述第一动触头组件、所述第二动触头组件电连接的连接板、一端与所述第一动触头组件连接的第一弹性件、一端与所述第一动触头组件连接的第二弹性件、用于驱使所述第一动触头组件或所述第二动触头组件转动的旋转支架；

所述旋转支架内设有第一固定轴且可沿所述第一固定轴为基点进行转动；所述第一弹性件及所述第二弹性件各另一端连接至所述第一固定轴以根据所述旋转支架转动方向驱使所述第一动触头组件或所述第二动触头组件转动；所述连接板还可与负载触头组件电连接；

所述第一动触头组件与所述第二动触头组件分别可转动连接于所述旋转支架，且该两者之间设有第一凸台以在其一动触头组件转动时限制另一动触头组件转动；所述第一动触头组件连接于所述旋转支架的连接点、所述第二动触头组件连接于所述旋转支架的连接点及所述第一固定轴的位置点彼此相连呈三角形设置；

根据所述旋转支架转动的方向及在所述第一弹性件与所述第二弹性件配合下，驱使所述第一动触头组件或所述第二动触头组件该两者之其一转动以抵接或远离对应的动触头组件，该两者之另一抵接所述第一凸台；

其中，所述第一弹性件及所述第二弹性件被配置为，在对应动触头组件转动过程中，对应弹性件被对应动触头组件拉伸至最长长度时位于所述第一凸台与对应电源触头组件之间。

优选地，所述旋转支架包括以所述第一固定轴为基点转动的旋转主体以及两个用于驱动所述旋转主体转动的抵接部；

所述旋转主体内设有容纳槽以容纳所述第一弹性件、所述第二弹性件及所述第一固定轴；在所述旋转主体于所述容纳槽位置的两侧壁分别设有供所述第一动触头组件可转动连接的第二转轴以及供所述第二动触头组件可转动连接的第三转轴；

所述两个抵接部间隔排布设置，分别固定连接于所述旋转支架远离所述容纳槽开口的一侧，且向所述旋转主体外延伸。

优选地，所述第一动触头组件包括用于连接所述旋转支架的第一支持件及可抵接所述常用电源触头组件的第一动触点；

所述第一支持件的一端设有用于可转动连接于所述旋转支架上的U形槽，其另一端固定连接所述第一动触点；所述第一支持件上还设有用于连接所述第一弹性件的第一腰型孔。

优选地，所述第一弹性件被配置为在所述第一腰型孔、所述第一动触头组件连接于所述旋转支架的连接点及所述第一固定轴处于同一直线时拉伸长度最大；

所述第一动触头组件抵接所述常用电源触头组件的第一抵接位置、所述第一动触头组件抵接所述第一凸台的第二抵接位置分别位于所述第一腰型孔、所述第一动触头组件连接于所述旋转支架的连接点及所述第一固定轴构成的第一直线的上下两侧。

优选地，所述第二动触头组件与所述第一动触头组件结构相同；

所述第一动触头组件与所述第二动触头组件、所述第一弹性件与所述第二弹性件分别呈镜像设置在所述第一凸台的上下两侧。

优选地，所述连接板包括竖直部及横向部；所述竖直部一端固定连接于所述横向部，所述竖直部另一端与所述第一动触头组件电连接，所述横向部一端与所述第二动触头组件电连接，所述横向部另一端可与所述负载触头组件电连接。

本发明还构造了一种切换开关装置，包括绝缘壳体，设于绝缘壳体内的常用电源触头组件、备用电源触头组件以及负载触头组件，所述绝缘壳体内还设有上述的旋转机构；所述旋转机构与所述负载触头组件电连接，所述常用电源触头组件、所述备用电源触头组件分别位于所述第一凸台的上下两侧；所述旋转机构根据其转动方向可抵接或远离所述常用电源触头组件或所述备用电源触头组件，实现三工作位置的切换。

优选地，所述绝缘壳体内设有第一限制件，用于限制所述第一动触头组件或所述第二动触头组件的转动轨迹。

本发明还构造了一种自动转换开关电器，包括用于连接常备电源及负载的触头装置、用于控制所述触头装置在电源失效时切换的控制及操作装置；所述触头装置由若干个切换开关装置通过积木的连接方式拼接而成，所述控制及操作装置包括伸入所述切换开关装置以与摇臂固定连接的传动轴，所述切换开关装置采用上述的切换开关装置；所述摇臂根据所述传动轴转动的方向驱使旋转机构实现三工作位置的切换。

优选地，所述控制及操作装置包括驱动机构；

所述驱动机构包括第一支架、穿过所述第一支架以伸入所述触头装置的传动轴、与所述传动轴连接以驱动其转动的减速电机、及分别设于所述第一支架上的第一传动组件、位置开关组件、

所述第一传动组件跟随所述传动轴转动，并根据所述传动轴的转动方向，分别抵接位置开关组件中对应结构以反馈自动转换开关电器的工作位置。

实施本发明具有以下有益效果：本发明中通过设计旋转机构，在旋转支架自转下依靠第一弹性件和第二弹性件的配合，驱使第一动触头组件或第二动触头组件抵接对应的电源触头组件，可快速稳定地抵接或远离对应的触头组件；整个结构相对简单，可靠性高，具有良好的耐受短路故障电流性能及短路故障电流分断性能，且带有自锁功能；

而将该旋转机构应用于自动转换开关电器的切换开关装置内，可实现三工作位置之间的切换，具备性能优异的接通和分断的能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明中自动转换开关电器的外部结构示意图；

图2是本发明中自动转换开关电器分解为触头装置、第一机壳、驱动机构、及电路机构的结构示意图；

图3是本发明中单个切换开关装置的外部结构示意图；

图4是图3中拆解绝缘壳体后的内部结构示意图；

图5是本发明中切换开关装置的第一半壳的结构示意图；

图6是本发明中旋转机构的结构示意图；

图7是本发明切换开关装置中旋转机构处于双分位置的结构示意图；

图8-图9是本发明切换开关装置中旋转机构从双分位置切换至常用电源合闸位置的部分状态示意图；

图10-图11是本发明切换开关装置中旋转机构从常用电源合闸位置切换至双分位置的部分状态示意图；

图12是本发明切换开关装置中旋转机构处于备用电源合闸位置的结构示意图；

图13是本发明中自动转换开关电器中驱动结构分解部分结构后的结构示意图；

图14是本发明中自动转换开关电器中驱动结构在第一方向下的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

如图1-图14所示，本发明示出一种自动转换开关电器，该自动转换开关电器结构相对简单、成本低廉，同时性能可靠，具有良好的耐受短路故障电流性能及短路故障电流分断性能，触头装置100带有自锁功能，可以实现三工作位置的转换；三工作位置包括双分位置、常用电源合闸位置以及备用电源合闸位置。

该自动转换开关电器，包括触头装置100、控制及操作装置200；触头装置100用于连接常备电源及负载，控制及操作装置200通过与触头装置100连接以在常用电源失效时自动切换至备用电源或备用电源失效时自动切换至常用电源。

如图2所示，控制及操作装置200包括第一机壳201、驱动机构202、电路机构203；电路机构203及驱动机构202设于第一机壳201内；驱动机构202分别连接电路机构203及触头装置100，根据电路机构203的指令启动并驱动触头装置100工作，实现常备电源的切换。需要说明的是，常备电源是常用电源或备用电源的简称，常备电源的切换是指常用电源切换至备用电源，抑或者由备用电源切换至常用电源的简略说法，下文沿用上述简称及简略说法以简明地描述本技术方案。

驱动机构202包括第一支架2021、传动轴2022、第一传动组件、位置开关组件及减速电机2025；第一支架2021用于承载传动轴2022、第一传动组件、位置开关组件及减速电机2025；传动轴2022第一端伸向触头装置100并与之连接，其第二端连接于减速电机2025，传动轴2022用于传动至触头装置100以切换常备电源；第一传动组件固定连接于与传动方轴远离触头装置100的一端，可跟随传动轴2022进行转动；减速电机2025还与电路机构203电连接，根据电路机构203的指令启动，并驱动传动轴2022与第一传动组件沿传动轴2022的中轴线为基点进行自转；自转方向可以是顺时针或逆时针转动，从而通过传动轴2022转动以驱动触头装置100工作，并实现常备电源的切换；其中，位置开关组件与电路机构203电连接，并设于第一传动组件的周边位置，在第一传动组件转动时可抵接位置开关组件；第一转动件在转动至对应的常用电源合闸位置、备用电源合闸位置或者双分位置时通过触发位置开关组件中对应结构，使位置开关组件可反馈自动转换开关电器的工作位置至电路机构203进行逻辑判断，实现闭环控制。

进一步地，如图13及图14所示，第一传动组件包括用于套接在传动轴2022上的柱状部2023a、与柱状部2023a固定连接以跟随传动轴2022转动的弧形部2023b、设于弧形部2023b上的两个触碰部2023c；两个触碰部2023c间隔排布，且固定连接在弧形部2023b转动轨迹的位置上；弧形部2023b及设置在弧形部2023b上的两个触碰部2023c可在传动轴2022转动时跟随转动，并在转到相应工作位置时抵接对应的位置开关。

位置开关组件包括第一位置开关2024a、第二位置开关2024b及第三位置开关2024c；第一位置开关2024a用于反馈常用电源合闸位置到位，第二位置开关2024b用于反馈备用电源合闸位置到位，第三位置开关2024c用于反馈双分位置到位。具体地，第一位置开关2024a、第二位置开关2024b及第三位置开关2024c分别设置在第一支架2021中与两个触碰部2023c运动轨迹对应的位置；参照图14，在自动转换开关电器处于双分位置时，第一位置开关2024a及第二位置开关2024b分别设置于其一触碰部2023c的上下两侧，其二触碰部2023c抵接第三位置开关2024c；同理，在自动转换开关电器从双分位置切换至常用电源合闸位置，传动轴2022顺时针转动，其一触碰部2023c跟随转动并抵接第一位置开关2024a；从双分位置切换至备用电源合闸位置同理，这里就不再细说。

触头装置100由若干个切换开关装置通过积木的连接方式拼接而成，通过长螺钉将若干片切换开关装置与控制及操作装置200连接，构成自动转换开关电器。

如图3、图4所示，单片的切换开关装置包括绝缘壳体2、常用电源触头组件3、备用电源触头组件4、负载触头组件5、灭弧室6、旋转机构1、摇臂7。绝缘壳体2内设空腔，用于装载常用电源触头组件3、备用电源触头组件4、负载触头组件5、灭弧室6、旋转机构1等零部件；常用电源触头组件3的部分结构外露于绝缘壳体2外，用于连接常用电源，该常用电源触头组件3的另一部分结构设于绝缘壳体2内，通过旋转机构1与负载触头组件5连接，进而为负载供能；备用电源触头组件4与常用电源触头组件3结构基本相同，备用电源触头组件4用于连接备用电源以为负载供能；负载触头组件5的部分结构外露于绝缘壳体2外以连接负载，该负载触头组件5的的另一部分结构设于绝缘壳体2内，用于与旋转机构1连接以接入常备电源并将常备电源输送至负载。灭弧室6设于绝缘壳体2内，具体设置在旋转机构1与常用电源触头组件3和/或备用电源触头组件4的接触点的邻近位置，用于在切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生。旋转机构1设于绝缘壳体2内，且与负载触头组件5电连接，根据传动轴2022自转方向连接常用电源触头组件3或备用电源触头组件4，以将常备电源接入负载。摇臂7设于绝缘壳体2内，其连接于传动轴2022伸入绝缘壳体2内的部分结构，可跟随传动轴2022转动，转动过程中可抵接旋转机构1，驱使旋转机构1以摇臂7转动的反方向进行转动。

如图5所示，在本发明的一些实施例中，绝缘壳体2整体呈长方体结构，其设有若干个供长螺钉穿过的第一通孔。绝缘壳体2包括可组装在一起的第一半壳21及第二半壳22；常用电源触头组件3、备用电源触头组件4、负载触头组件5、灭弧室6、旋转机构1可装于第一半壳21上；在第一半壳21及第二半壳22的侧壁上分别设有与旋转机构1配合的第一凸台23、第一转轴24和第一限制件25，以及供传动轴2022穿入的第二通孔；分别设于第一半壳21及第二半壳22上的第一凸台23、第一转轴24、第一限制件25及第二通孔相对设置。其四者各自的具体作用在下文逐一说明。

进一步地，常用电源触头组件3包括第一导电板32、第一静触头31以及第一压紧件33。第一静触头31设于绝缘壳体2内，且固定连接在第一导电板32上，以供旋转机构1抵接；第一压紧件33设于绝缘壳体2外，且可转动式连接于第一导电板32上，用于压紧常用电源的供电线。可以理解地，第一压紧件33用于接触供电线和第一导电板32的部分结构为导电材质，通过将常用电源的供电线接触并压紧于第一导电板32上，通过旋转机构1抵接第一静触头31，进而将常用电源触头组件3与负载触头组件5连接。

备用电源触头组件4、负载触头组件5与常用电源触头组件3的结构基本相同，备用电源触头组件4包括第二导电板第二静触头第二压紧件，负载触头组件5包括第三静触头、第三压紧件；具体可参照上述常用电源触头组件3的结构构成，这里就不再细说；该三者的主要区别在于各自设置在绝缘壳体2上的位置不同，以及用途不同；常用电源触头组件3用于接入常用电源，备用电源触头组件4用于接入备用电源，负载触头组件5用于连接负载。

在本发明的一些实施例中，常用电源触头组件3与备用电源触头组件4设置于绝缘壳体2的同一侧，且常用电源触头组件3设于备用电源触头组件4的上方；负载触头组件5设置于绝缘壳体2中在常用电源触头组件3的相对一侧。

进一步地，如图6所示，旋转机构1包括第一弹性件11、第二弹性件12、第一动触头组件13、第二动触头组件14、连接板15、旋转支架16；

旋转支架16内设有第一固定轴164，可沿该第一固定轴164为基点进行转动；连接板15分别与第一动触头组件13、第二动触头组件14、负载触头组件5电连接；第一弹性件11及第二弹性件12各一端伸入旋转支架16与第一固定轴164连接，第一弹性件11另一端连接至第一动触头组件13，第二动触头组件14另一端连接至第二动触头组件14，第一弹性件11与第二弹性件12拉伸方向连接呈夹角设置；第一动触头组件13、第二动触头组件14分别可转动连接于旋转支架16，且第一凸台23架设于该两者之间以起间隔作用；根据旋转支架16转动的方向及在第一弹性件11与第二弹性件12配合下，驱使第一动触头组件13或第二动触头组件14该两者之其一转动以抵接或远离对应的动触头组件，该两者之另一保持抵接第一凸台23，以将常备电源接入或断开负载。第一动触头组件13连接于旋转支架16的连接点、第二动触头组件14连接于旋转支架16的连接点及第一固定轴164的位置点彼此相连呈三角形设置。其中，第一弹性件11及所述第二弹性件12被配置为，在对应动触头组件转动过程中，对应弹性件被对应动触头组件拉伸至最长长度时位于第一凸台23与对应电源触头组件之间。

在本发明的一些实施例中，第一动触头组件13与第二动触头组件14、第一弹性件11与第二弹性件12分别呈镜像设置在第一凸台23的上下两侧。第一动触头组件13设于常用电源触头组件3的下方，第二动触头组件14设于备用电源触头组件4的上方，依靠旋转支架16、第一弹性件11、第二弹性件12，可摆动第一动触头组件13连接常用电源触头组件3或者第二动触头组件14连接备用电源触头组件4。

旋转支架16包括一侧设有开口的旋转主体161以及两个均可抵接摇臂7的抵接部162。旋转主体161内设有用于容纳第一弹性件11、第二弹性件12的容纳槽163及供第一弹性件11、第二弹性件12连接的第一固定轴164。具体地，容纳槽163的开口朝向绝缘壳体2上的第一凸台23，第一弹性件11、第二弹性件12可伸入容纳槽163并连接于第一固定轴164；第一固定轴164可转动连接旋转支架16；第一固定轴164通过插入绝缘壳体2上的第一转轴24内，可使旋转支架16以第一固定轴164为基点进行转动。在旋转主体161于容纳槽163位置的两侧壁分别设有供第一动触头组件13可转动连接的第二转轴165以及供第二动触头组件14可转动连接的第三转轴166。优选地，为了使常备电源的切换顺畅，且电源相互切换之间没有差异，旋转主体161整体结构呈锐角三角形，第二转轴165与第三转轴166对称设置于旋转主体161的两个角形处，第一固定轴164与第二转轴165与第三转轴166的位置点彼此相连呈三角形设置。两个抵接部162分别固定连接于旋转支架16远离第一动触头组件13和第二动触头组件14的一侧，具体固定于旋转主体161中远离第二转轴165和第三转轴166的角形处，且向旋转主体161外延伸；两个抵接部162呈纵向间隔分布，该两者各自的延伸方向连接呈夹角设置；摇臂7可伸入两个抵接部162构成的空间内，且根据摇臂7转动的方向抵接其一抵接部162，拨动旋转主体161以第一固定轴164为基点进行转动，旋转主体161的转动方向与摇臂7转动的方向相反。

第一动触头组件13包括第一支持件131及第一动触点132。第一动触点132用于抵接常用电源触头组件3中的第一静触头31；第一支持件131用于配合旋转支架16将第一动触点132接触第一静触头31。

具体地，第一支持件131呈U形结构，在其对称的两个外侧壁上设有用于与第一限制件25配合的第一凸点135；在第一支持件用于连接对称两侧壁的第三侧壁的长度小于其对称两侧壁，以空出供第一弹性件11的活动空间。第一支持件131的一端设有U形槽134，用于可转动连接在第二转轴165上；第一支持件131另一端用于固定连接第一动触点132；第一支持件131上还设有用于连接第一弹性件11的第一腰型孔133，以使第一弹性件11一端连接第一腰型孔133，其另一端固定连接第一固定轴164。可以理解地，第一支持件131及第一动触点132在旋转支架16转动时受到第一弹性件11的拉力，以第二转轴165为基点进行转动。在旋转支架16转动的过程中，第一腰型孔133、第二转轴165及第一固定轴164处于同一直线时第一弹性件11被拉伸最长，第一弹性件11拉力最大，为死点位置；当第一支持件131及第一动触点132位于死点位置的两侧时，受第一弹性件11的作用会朝远离死点位置的方向转动。根据上述原理，将第一静触头31的位置、及第一动触点132在双分状态的位置分别设置于由第一腰型孔133、第二转轴165及第一固定轴164构成的第一直线的上下两侧，即为，第一动触头组件13抵接常用电源触头组件3的第一抵接位置、第一动触头组件13抵接第一凸台23的第二抵接位置分别位于第一腰型孔133、第一动触头组件13连接于旋转支架16的连接点及第一固定轴164构成的第一直线的上下两侧，实现自锁功能，避免在遇到短路故障时动触点容易与静触头断开连接而产生高温高热的电弧。

可选地，第一支持件131通过软连接件17与连接板15电连接，软连接件17可避免妨碍第一支持件131转动的问题发生。软连接件17可为铜软连接。

第二动触头组件14包括第二支持件及第二动触点，该第二支持件及第二动触点结构与第一动触头组件13的相同，区别在于第二支持件可转动连接在第三转轴166上，第二动触点用于抵接第二静触头。在本发明的一些实施例中，常用电源触头组件3、备用电源触头组件4分别设于旋转机构1的上下两侧。

需要说明的是，上文及下文所提到的上下两侧是基于附图图7所示的方位或位置关系，仅为了简明描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位。

进一步地，连接板15由导电材质制成，该连接板15表面可做绝缘处理。连接板15包括竖直部152及横向部151；竖直部152一端固定连接于横向部151，竖直部152另一端与第一动触头组件13电连接，具体为竖直部152另一端与第一支持件131通过软连接件17连接；横向部151一端与第二动触头组件14电连接，具体为横向部151一端与第二支持件通过软连接件17连接，横向部151另一端与负载触头组件5电连接。可以理解地，在第一动触头组件13接触常用电源触头组件3、或第二动触头组件14接触备用电源触头组件4时，通过连接板15将常备电源接入至负载。

进一步地，第一弹性件11及第二弹性件12仅为了区分，该两者可使用同一规格尺寸的弹性件；弹性件可以是拉簧。

参见图7-图12，通过自动转换开关电器的电源切换过程进一步阐述其整个工作原理：

参见图7，本发明中的自动转换开关电器处于常备电源均断开的状态，负载不接通电源；分别连接于第一腰型孔133及第一固定轴164的第一弹性件11处于轻微拉伸状态，第二弹性件12同样处于轻微拉伸状态，第一支持件131及第二支持件均靠向绝缘壳体2上的第一凸台23并抵接第一凸台23的上下侧壁，由于第一凸台23的支撑作用，第一弹性件11及第二弹性件12作用于旋转支架16及对应的支持件的力达到平衡，使得自动转换开关电器中的动触头稳定且处于两路电源都未接通的状态，即处于双分位置。

当驱动机构202根据电路机构203的指令，驱动传动轴2022顺时针转动，同时摇臂7随之转动，拨动旋转主体161以第一固定轴164为基点进行逆时针转动，旋转主体161、第一支持件131及第一凸台23的相互作用下，克服第一弹性件11的反力运动，使得第一支持件131以第二转轴165为基点顺时针转动。在第一支持件131顺时针转动时，第一弹性件11会达到最大拉伸状态，此时第一腰型孔133、第二转轴165及第一固定轴164处于同一直线；若第一支持件131在摇臂7的传动下继续逆时针转动，第一支持件131及旋转主体161在第一弹性件11的拉力作用下会趋向于常用电源触头组件3方向运动，直至第一动触点132抵接第一静触头31，常用电源与负载接通，实现自动转换开关电器从双分位置到常用电源合闸位置的切换；而第二支持件在旋转主体161逆时针转动的过程中，一直抵接于第一凸台23，位置保持不变。

如图9所示，第一弹性件11及第二弹性件12提供的拉力使得第一动触点132保持抵接第一静触头31，能够获得良好的耐受短路故障电流的能力；当驱动机构202根据电路机构203的指令，驱动传动轴2022逆时针转动，同时摇臂7随之转动，拨动旋转主体161以第一固定轴164为基点进行顺时针转动；初始时第一动触点132并不会马上远离第一静触头31，因为在第一弹性件11及第二弹性件12的作用下第一支持件131会趋向于常用电源触头组件3方向运动，第一支持件131靠近第一动触点132的端部几乎没有受到向下的作用力；在旋转主体161顺时针持续转动的过程中，通过克服第一弹性件11及第二弹性件12的反力，第一腰型孔133、第二转轴165及第一固定轴164再次处于同一直线，第一弹性件11处于最大拉伸状态的位置，此时第一支持件131靠近第一动触点132的端部受到向下的作用力不足以远离第一静触头31；若旋转主体161在摇臂7的拨动下继续顺时针转动，第一支持件131及旋转主体161越过死点位置，在第一弹性件11及第二弹性件12的拉力作用下会趋向于备用电源触头组件4方向运动，第一支持件131靠近第一动触点132的端部受到足以远离第一静触头31的作用力，从而断开常用电源和负载。随后在第一弹性件11及第二弹性件12的拉力作用下第一动触头组件13回到双分位置，完成自动转换开关电器从常用电源合闸位置到双分位置的切换。

可以理解地，在自动转换开关电器从双分位置到常用电源合闸位置的切换过程中，第二支持件部分结构始终抵接于第一凸台23的下侧壁，在旋转支架16转动过程中，第二腰型孔与第一固定轴164的距离逐渐减小，第二弹性件12的拉力逐渐减小；而在自动转换开关电器从常用电源合闸位置到双分位置的切换过程中，虽然第二支持件部分结构抵接于第一凸台23的下侧壁，第二腰型孔与第一固定轴164的距离逐渐增大，第二弹性件12的拉力逐渐增大，第一弹性件11及第二弹性件12的拉力均促使第一支持件131和第一动触点132分闸，从而使得第一动触点132的刚分速度较大，提升其分断短路故障电流的能力；而在第一动触点132远离第一静触头31后，第一支持件131和第一动触点132持续高速转动，直至与第一凸台23接触，开距迅速增大，使得电弧容易熄灭，避免自动转换开关电器出现被烧坏等故障发生。

另外，参照图5，第一限制件25由若干线段单元连接而成，任意相邻的两个线段单元的延伸方向呈夹角设置；第一限制件25的整体结构呈3字形。为了方便说明该第一限制件25在双分位置与常用电源合闸位置切换过程中的作用，将线段单元其中关于该部分切换过程中的部分结构分为第一线段单元251、以及与第一线段单元251呈夹角连接的第二线段单元252。在双分位置时，设置在第一支持件131的第一凸点135悬空于绝缘壳体2内；在双分位置切换至常用电源合闸位置时，随着第一支持件131顺时针转动的过程中，第一凸点135向第一线段单元251处位移，并在第一弹性件11处于最大拉伸状态时第一凸点135抵接第一线段单元251；由于第一限制件25固定于绝缘壳体2内，第一凸点135只能抵接着第一线段单元251向上位移；直至达到常用电源合闸位置，第一凸点135处于第一线段单元251与第二线段单元252的连接点位置。在常用电源合闸位置切换回双分位置中，随着旋转主体161顺时针转动的过程中，第一凸点135会从连接点位置抵接着第二线段单元252向上位移一段距离，在到达第一弹性件11处于最大拉伸状态时第一凸点135离开第二线段单元252，并在绝缘壳体2内悬空返回至与双分位置对应的位置。

可以理解地，通过设置第一限制件25，与第一凸点135配合，可限制第一支持件131的转动轨迹，从而使得准确地抵接第一静触头31。需要说明的是，在文中所提到的顺时针及逆时针转动仅仅为了简明整个技术方案，并不限定于第一支持件131、第二支持件、旋转支架16及摇臂7的转动方向；在文中所提到的弹性件达到轻微拉伸状态、最大拉伸状态是相对于弹性件在旋转支架16转动过程中的状态来说的，其中轻微拉伸状态是相对于最大拉伸状态而言，最大拉伸状态并非指代弹性件自身达到最大拉伸长度。

以上所述完成了实现了从双分位置至常用电源接通位置的切换并恢复至双分位置的半周期操作，从双分位置至备用电源接通位置的切换并恢复至双分位置操作的原理相同，区别在于方向相反，这里就不加以详细说明。

综上，本发明中的自动转换开关电器具备性能优异的接通分断能力和耐受大短路故障电流的能力，同时结构简单，可靠性高。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不远离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种旋转机构，其特征在于，包括可抵接常用电源触头组件(3)的第一动触头组件(13)、可抵接备用电源触头组件(4)的第二动触头组件(14)、分别与所述第一动触头组件(13)、所述第二动触头组件(14)电连接的连接板(15)、一端与所述第一动触头组件(13)连接的第一弹性件(11)、一端与所述第一动触头组件(13)连接的第二弹性件(12)、用于驱使所述第一动触头组件(13)或所述第二动触头组件(14)转动的旋转支架(16)；

所述旋转支架(16)内设有第一固定轴(164)且可沿所述第一固定轴(164)为基点进行转动；所述第一弹性件(11)及所述第二弹性件(12)各另一端连接至所述第一固定轴(164)以根据所述旋转支架(16)转动方向驱使所述第一动触头组件(13)或所述第二动触头组件(14)转动；所述连接板(15)还可与负载触头组件(5)电连接；

所述第一动触头组件(13)与所述第二动触头组件(14)分别可转动连接于所述旋转支架(16)，且该两者之间设有第一凸台(23)以在其一动触头组件转动时限制另一动触头组件转动；所述第一动触头组件(13)连接于所述旋转支架(16)的连接点、所述第二动触头组件(14)连接于所述旋转支架(16)的连接点及所述第一固定轴(164)的位置点彼此相连呈三角形设置；

根据所述旋转支架(16)转动的方向及在所述第一弹性件(11)与所述第二弹性件(12)配合下，驱使所述第一动触头组件(13)或所述第二动触头组件(14)该两者之其一转动以抵接或远离对应的动触头组件，该两者之另一抵接所述第一凸台(23)；

其中，所述第一弹性件(11)及所述第二弹性件(12)被配置为，在对应动触头组件转动过程中，对应弹性件被对应动触头组件拉伸至最长长度时位于所述第一凸台(23)与对应电源触头组件之间。

2.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，所述旋转支架(16)包括以所述第一固定轴(164)为基点转动的旋转主体(161)以及两个用于驱动所述旋转主体(161)转动的抵接部(162)；

所述旋转主体(161)内设有容纳槽(163)以容纳所述第一弹性件(11)、所述第二弹性件(12)及所述第一固定轴(164)；在所述旋转主体(161)于所述容纳槽(163)位置的两侧壁分别设有供所述第一动触头组件(13)可转动连接的第二转轴(165)以及供所述第二动触头组件(14)可转动连接的第三转轴(166)；

所述两个抵接部(162)间隔排布设置，分别固定连接于所述旋转支架(16)远离所述容纳槽(163)开口的一侧，且向所述旋转主体(161)外延伸。

3.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，所述第一动触头组件(13)包括用于连接所述旋转支架(16)的第一支持件(131)及可抵接所述常用电源触头组件(3)的第一动触点(132)；

所述第一支持件(131)的一端设有用于可转动连接于所述旋转支架(16)上的U形槽(134)，其另一端固定连接所述第一动触点(132)；所述第一支持件(131)上还设有用于连接所述第一弹性件(11)的第一腰型孔(133)。

4.根据权利要求3所述的旋转机构，其特征在于，所述第一弹性件(11)被配置为在所述第一腰型孔(133)、所述第一动触头组件(13)连接于所述旋转支架(16)的连接点及所述第一固定轴(164)处于同一直线时拉伸长度最大；

所述第一动触头组件(13)抵接所述常用电源触头组件(3)的第一抵接位置、所述第一动触头组件(13)抵接所述第一凸台(23)的第二抵接位置分别位于所述第一腰型孔(133)、所述第一动触头组件(13)连接于所述旋转支架(16)的连接点及所述第一固定轴(164)构成的第一直线的上下两侧。

5.根据权利要求3或4所述的旋转机构，其特征在于，所述第二动触头组件(14)与所述第一动触头组件(13)结构相同；

所述第一动触头组件(13)与所述第二动触头组件(14)、所述第一弹性件(11)与所述第二弹性件(12)分别呈镜像设置在所述第一凸台(23)的上下两侧。

6.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，所述连接板(15)包括竖直部(152)及横向部(151)；所述竖直部(152)一端固定连接于所述横向部(151)，所述竖直部(152)另一端与所述第一动触头组件(13)电连接，所述横向部(151)一端与所述第二动触头组件(14)电连接，所述横向部(151)另一端可与所述负载触头组件(5)电连接。

7.一种切换开关装置，包括绝缘壳体(2)，设于绝缘壳体(2)内的常用电源触头组件(3)、备用电源触头组件(4)以及负载触头组件(5)，其特征在于，所述绝缘壳体(2)内还设有上述权利要求1-6任一项所述的旋转机构；所述旋转机构与所述负载触头组件(5)电连接，所述常用电源触头组件(3)、所述备用电源触头组件(4)分别位于所述第一凸台(23)的上下两侧；所述旋转机构根据其转动方向可抵接或远离所述常用电源触头组件(3)或所述备用电源触头组件(4)，实现三工作位置的切换。

8.根据权利要求7所述的切换开关装置，其特征在于，所述绝缘壳体(2)内设有第一限制件(25)，用于限制所述第一动触头组件(13)或所述第二动触头组件(14)的转动轨迹。

9.一种自动转换开关电器，包括用于连接常备电源及负载的触头装置(100)、用于控制所述触头装置(100)在电源失效时切换的控制及操作装置(200)；所述触头装置(100)由若干个切换开关装置通过积木的连接方式拼接而成，其特征在于，所述控制及操作装置(200)包括伸入所述切换开关装置以与摇臂(7)固定连接的传动轴(2022)，所述切换开关装置采用权利要求7-8任一项所述的切换开关装置；所述摇臂(7)根据所述传动轴(2022)转动的方向驱使旋转机构实现三工作位置的切换。

10.根据权利要求9所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述控制及操作装置(200)包括驱动机构(202)；

所述驱动机构(202)包括第一支架(2021)、穿过所述第一支架(2021)以伸入所述触头装置(100)的传动轴(2022)、与所述传动轴(2022)连接以驱动其转动的减速电机(2025)、及分别设于所述第一支架(2021)上的第一传动组件、位置开关组件、

所述第一传动组件跟随所述传动轴(2022)转动，并根据所述传动轴(2022)的转动方向，分别抵接位置开关组件中对应结构以反馈自动转换开关电器的工作位置。

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