网络防火墙的备用电源自动切换系统

1.本发明属于直流供电切换领域。


背景技术：

2.涉及网络信息安全的核心服务器的网络防火墙设备为了保证运行的稳定性，需要准备备用电源系统；当电源监控模块识别到主电源供电不稳定时，例如主电源出现电压逐渐降低，或出现比较频繁电涌时，需要自动切换到备用电源的状态，并对主电源进行检修，待主电源供电不稳定的问题解决后在切换回来；备用电源与主电源在切换的过程中，无论切换速度多快，始终存在一个断开的过程，进而对网络防火墙设备的供电连续性造成威胁。


技术实现要素：

3.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种网络防火墙的备用电源自动切换系统，使备用电源与主电源在切换的过程中没有断电过程。
4.技术方案：为实现上述目的，本发明的网络防火墙的备用电源自动切换系统，包括网络防火墙用电设备，还包括主直流电源和备用直流电源，所述主直流电源的输出端包括a极和b极，所述备用直流电源的输出端包括c极和d极；所述网络防火墙用电设备的直流供电输入端包括e极和f极；还包括电源切换单元(1)，所述电源切换单元包括a、b两种状态；
5.a状态下：a极和b极分别与e极和f极电性接通，所述主直流电源为网络防火墙用电设备供电；b状态下：c极和d极分别与e极和f极电性接通，备用直流电源为网络防火墙用电设备供电；
6.a状态与b状态在切换的过程中存在一个过渡状态，在所述过渡状态下，主直流电源与备用直流电源以并联的形式为网络防火墙用电设备供电。
7.进一步的，所述电源切换单元包括绝缘活动环体，还包括能驱动绝缘活动环体转动的驱动单元；
8.还包括一个闭环带状结构，所述绝缘活动环体在闭环带状结构的围合范围内；所述绝缘活动环体的两侧对称有a张紧轮和b张紧轮；所述闭环柔性带状结构沿长度方向依次为a导电段带体、b绝缘段带体、c导电段带体和d绝缘段带体；
9.所述b绝缘段带体和d绝缘段带体分别跨过a张紧轮和b张紧轮，所述a张紧轮和b张紧轮的相互远离的趋势使所述闭环带状结构张紧；张紧状态下的闭环带状结构的a导电段带体的中段和c导电段带体的中段呈圆弧状对称贴合在绝缘活动环体的外周面。
10.所述a导电段带体的中部和c导电段带体的中部均存在一个节点与绝缘活动环体的外周面固定，使所述绝缘活动环体的转动同步带动所述闭环带状结构沿自身路径传动；
11.所述绝缘活动环体上靠近a导电段带体的一侧嵌设有a导电条和b导电条，所述绝缘活动环体靠近c导电段带体的一侧嵌设有c导电条和d导电条；
12.a导电条、b导电条、c导电条和d导电条均沿所述绝缘活动环体的径向方向延伸；a导电条、b导电条、c导电条和d导电条远离绝缘活动环体轴心的一端的触点均凸出所述活动
环体的外周面。
13.所述a导电条与c导电条相对于活动环体的轴线成中心对称；所述b导电条与d导电条相对于活动环体的轴线成中心对称。
14.进一步的，a状态下：a导电段带体的圆弧段内侧顶压接触b导电条远离活动环体轴线一端的触点，所述c导电段带体的圆弧段内侧顶压接触d导电条远离活动环体轴线一端的触点；且a导电条和c导电条远离活动环体轴线一端的触点分别与a导电段带体和c导电段带体分离；
15.a状态下的基础上，绝缘活动环体顺时针转动后进入b状态：
16.b状态下：a导电段带体的圆弧段内侧顶压接触a导电条远离活动环体轴线一端的触点，所述c导电段带体的圆弧段内侧刚好顶压接触c导电条远离活动环体轴线一端的触点；且b导电条和d导电条远离活动环体轴线一端的触点分别与a导电段带体和c导电段带体分离；
17.a状态与b状态在切换的过程中过渡状态下：a导电段带体的圆弧段两端内侧分别顶压接触a导电条和b导电条远离活动环体轴线一端的触点，所述c导电段带体的圆弧段两端分别顶压接触c导电条和d导电条远离活动环体轴线一端的触点。
18.进一步的，所述e极和f极分别通过e导电部件和f导电部件导电连接所述a导电段带体和c导电段带体；所述a极、b极、c极和d极分别通过a导电部件、b导电部件、c导电部件和d导电部件导电连接a导电条、c导电条、b导电条和d导电条(8d)。
19.进一步的，a导电段带体和c导电段带体均为铜丝编织而成的带体；所述b绝缘段带体和d绝缘段带体均为尼龙编织带体。
20.进一步的，所述绝缘活动环体的一端沿轮廓设置有传动外缘，所述传动外缘上沿轮廓方向阵列有传动齿体，所述驱动单元包括固定在壳体上的电机，所述电机的输出端驱动连接有齿轮，所述齿轮与所述传动齿体啮合。
21.有益效果：本发明的a状态与b状态在切换的过程中的过渡状态，a电极和c电极同时与e电极电性接通，b电极和d电极同时与f电极电性连通；在此状态下主直流电源与备用直流电源以并联的形式为网络防火墙用电设备供电，从而避免了a状态与b状态在切换的过程中出现断电的状态；从而达到了无缝切换的过程。
22.由于a导电段带体的中部和c导电段带体的中部均存在一个节点与绝缘活动环体的外周面固定，使所述绝缘活动环体的转动同步带动闭环带状结构沿自身路径传动，从而使绝缘活动环体的外周面与闭环带状结构之间不会滑动，从而避免a导电段带体和c导电段带体与b导电条和d导电条上的触点发生摩擦。
附图说明
23.附图1为本方案的整体结构示意图；
24.附图2为附图1的基础上的各电极的接线示意图；
25.附图3为电源切换单元的立体剖视图(a状态)；
26.附图4为附图3的俯视图(a状态)；
27.附图5为电源切换单元的第二剖视图；
28.附图6为电源切换单元的爆炸示意图；
29.附图7为绝缘活动环体的示意图；
30.附图8为闭环柔性带状结构示意图；
31.附图9为绝缘活动环体与闭环柔性带状结构配合示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
33.如附图1至9网络防火墙的备用电源自动切换系统，如图1和图2；包括网络防火墙用电设备，还包括主直流电源和备用直流电源，主直流电源的输出端包括a极和b极，备用直流电源的输出端包括c极和d极；网络防火墙用电设备的直流供电输入端包括e极和f极；a电极和c电极分别为主电源和备用电源的正极；b电极和d电极分别为主电源和备用电源的负极；
34.还包括电源切换单元1，电源切换单元包括a、b两种状态；
35.a状态下：a极和b极分别与e极和f极电性接通，主直流电源为网络防火墙用电设备供电；b状态下：c极和d极分别与e极和f极电性接通，备用直流电源为网络防火墙用电设备供电；
36.a状态与b状态在切换的过程中存在一个过渡状态，在过渡状态下，主直流电源与备用直流电源以并联的形式为网络防火墙用电设备供电。
37.如图3和图4；电源切换单元1包括壳体23，壳体23内设置有绝缘活动环体29，壳体23通过轴承转动安装有转轴31，转轴31通过连接架32固定连接绝缘活动环体29；还包括能驱动绝缘活动环体29转动的驱动单元；
38.壳体23内包括一个闭环带状结构2，如图9，绝缘活动环体29在闭环带状结构2的围合范围内；绝缘活动环体29的两侧对称有a张紧轮16a和b张紧轮16b；
39.如图4，a张紧轮16a和b张紧轮16b分别转动安装在a张紧轮支座13a和b张紧轮支座13b上；a张紧轮支座13a和b张紧轮支座13b相互远离的一侧分别固定有一对a导柱15a和一对b导柱15b，a导柱15a和b导柱15b分别活动穿过壳体23侧壁上的导向孔35；
40.还包括套在a导柱15a外的a拉力弹簧14a，和套在b导柱15b外的b拉力弹簧15b，a拉力弹簧14a和b拉力弹簧15b分别对a张紧轮支座13a和b张紧轮支座13b产生拉力，从而使a张紧轮16a和b张紧轮16b在a拉力弹簧14a和b拉力弹簧15b的拉力作用下产生有相互远离的趋势；
41.如图8闭环柔性带状结构2沿长度方向依次为a导电段带体2a、b绝缘段带体2b、c导电段带体2c和d绝缘段带体2d；
42.如图4，图5；b绝缘段带体2b和d绝缘段带体2d分别跨过a张紧轮16a和b张紧轮16b，a张紧轮16a和b张紧轮16b的相互远离的趋势使闭环带状结构2张紧；张紧状态下的闭环带状结构2的a导电段带体2a的中段和c导电段带体2c的中段呈圆弧状对称贴合在绝缘活动环体29的外周面；
43.a导电段带体2a的中部和c导电段带体2c的中部均存在一个节点与绝缘活动环体29的外周面固定，使绝缘活动环体29的转动同步带动闭环带状结构2沿自身路径传动；
44.绝缘活动环体29上靠近a导电段带体2a的一侧嵌设有a导电条8a和b导电条8b，绝缘活动环体29靠近c导电段带体2c的一侧嵌设有c导电条8c和d导电条8d；
45.a导电条8a、b导电条8b、c导电条8c和d导电条8d均沿绝缘活动环体29的径向方向延伸；a导电条8a、b导电条8b、c导电条8c和d导电条8d远离绝缘活动环体29轴心的一端的触点均凸出活动环体29的外周面；
46.如图4；a导电条8a与c导电条8c相对于活动环体29的轴线成中心对称；b导电条8b与d导电条8d相对于活动环体29的轴线成中心对称；
47.a状态下(如图3和图4)：a导电段带体2a的圆弧段内侧顶压接触b导电条8b远离活动环体29轴线一端的触点，c导电段带体2c的圆弧段内侧顶压接触d导电条8d远离活动环体29轴线一端的触点；且a导电条8a和c导电条8c分别与a导电段带体2a和c导电段带体2c分离；
48.b状态下：a导电段带体2a的圆弧段内侧顶压接触a导电条8a远离活动环体29轴线一端的触点时，c导电段带体2c的圆弧段内侧刚好顶压接触c导电条8c远离活动环体29轴线一端的触点；且b导电条8b和d导电条8d分别与a导电段带体2a和c导电段带体2c分离；
49.a状态与b状态在切换的过程中过渡状态下：a导电段带体2a的圆弧段两端内侧分别顶压接触a导电条8a和b导电条8b远离活动环体29轴线一端的触点，c导电段带体2c的圆弧段两端分别顶压接触c导电条8c和d导电条8d远离活动环体29轴线一端的触点；
50.e极和f极分别通过e导电部件和f导电部件导电连接a导电段带体2a和c导电段带体2c；
51.a极、b极、c极和d极分别通过a导电部件、b导电部件、c导电部件和d导电部件导电连接a导电条8a、c导电条8c、b导电条8b和d导电条8d。
52.如图4和图3；活动环体29的围合范围内同轴心设置有固定绝缘环体27，固定绝缘环体27通过连接支架26与壳体23固定；
53.a导电部件包括嵌入固定绝缘环体27上的a嵌入槽20a中的a导电嵌体17a，a导电嵌体17a上一体化设置有a圆弧导电滑片9a，a导电条8a靠近绝缘活动环体29轴心一端的触点与a圆弧导电滑片9a的外弧面导电滑动配合；a导电嵌体17a通过a导线17a电性接通a极；
54.b导电部件包括嵌入固定绝缘环体27上的b嵌入槽20b中的b导电嵌体17b，b导电嵌体17b上一体化设置有b圆弧导电滑片9b，b导电条8a靠近绝缘活动环体29轴心一端的触点与b圆弧导电滑片9b的外弧面导电滑动配合；b导电嵌体17b通过b导线17b电性接通c极；
55.c导电部件包括嵌入固定绝缘环体27上的c嵌入槽20c中的c导电嵌体17c，c导电嵌体17c上一体化设置有c圆弧导电滑片9c，c导电条8c靠近绝缘活动环体29轴心一端的触点与a圆弧导电滑片9c的外弧面导电滑动配合；c导电嵌体17c通过c导线17c电性接通b极；
56.d导电部件包括嵌入固定绝缘环体27上的d嵌入槽20d中的d导电嵌体17d，d导电嵌体17d上一体化设置有d圆弧导电滑片9d，d导电条8d靠近绝缘活动环体29轴心一端的触点与d圆弧导电滑片9d的外弧面导电滑动配合；d导电嵌体17d通过d导线17d电性接通d极；
57.a导电段带体2a的中部节点处设置有a螺柱穿过孔4a，还包括穿过a螺柱穿过孔4a的a导电螺栓4a，a导电螺栓4a锁紧在绝缘活动环体29上的a螺栓锁紧孔7a上，使a导电螺栓4a的a导电螺栓头5a压紧a导电段带体2a的中部节点；e导电部件包括固定在壳体23内侧的e导电块11a，e导电块11a上一体化连接有e圆弧导电滑片10a，e圆弧导电滑片10a的内弧面与a导电螺栓头5a导电滑动配合；e导电块11a通过e导线12a电性接通e极；
58.b导电段带体2b的中部节点处设置有b螺柱穿过孔4b，还包括穿过b螺柱穿过孔4b
的b导电螺栓4b，b导电螺栓4b锁紧在绝缘活动环体29上的b螺栓锁紧孔7b上，使b导电螺栓4b的b导电螺栓头5b压紧b导电段带体2b的中部节点；f导电部件包括固定在壳体23内侧的f导电块11b，f导电块11f上一体化连接有f圆弧导电滑片10b，f圆弧导电滑片10b的内弧面与b导电螺栓头5b导电滑动配合；f导电块11b通过f导线12f电性接通f极；
59.a导电段带体2a和c导电段带体2c均为铜丝编织而成的带体；b绝缘段带体2b和d绝缘段带体2d均为尼龙编织带体；a导电段带体2a、b绝缘段带体2b、c导电段带体2c和d绝缘段带体2d相互之间的连接处均通过连接扣3相互固定连接；
60.绝缘活动环体29的一端沿轮廓设置有传动外缘30，传动外缘30上沿轮廓方向阵列有传动齿体28，驱动单元包括固定在壳体23上的电机24，电机24的输出端驱动连接有齿轮25，齿轮25与传动齿体28啮合；
61.工作原理：a电极和c电极分别为主电源和备用电源的正极；b电极和d电极分别为主电源和备用电源的负极；
62.初始状态下a状态下，如图4，a导电段带体2a的圆弧段顺时针端内侧顶压接触b导电条8b远离活动环体29轴线一端的触点，使a导电段带体2a与b导电条8b电性接通，c导电段带体2c的圆弧段顺时针端内侧顶压接触d导电条8d远离活动环体29轴线一端的触点，使c导电段带体2c与d导电条8d电性接通；且a导电条8a和c导电条8c远离活动环体29轴线一端的触点分别与a导电段带体2a和c导电段带体2c处于分离状态，如图4所示；此时相当于a电极与e电极电性接通，b电极与f电极电性连通，c电极和d电极均为断开状态；此时主直流电源为网络防火墙用电设备供电，备用直流电源为断电状态；
63.电源监控模块识别到主直流电源供电不稳定时，例如主直流电源出现电压逐渐降低，或出现比较频繁电泳时，需要自动切换到b状态；
64.采用备用直流电源进行供电，因此需要切换到b状态，这时控制电机24通过齿轮25带动传动齿体28，使绝缘活动环体29缓慢的顺时针转动，由于a导电段带体2a的中部和c导电段带体2c的中部均存在一个节点与绝缘活动环体29的外周面固定，使绝缘活动环体29的转动同步带动闭环带状结构2沿自身路径传动，从而使绝缘活动环体29的外周面与闭环带状结构2之间不会滑动，从而避免a导电段带体2a和c导电段带体2c与b导电条8b和d导电条8d上的触点发生摩擦；随着绝缘活动环体29缓慢的顺时针转动，当a导电条8a和c导电条8c远离活动环体29轴线一端的触点刚好分别接触到a导电段带体2a和c导电段带体2c内侧时，b导电条8b和d导电条8d远离活动环体29轴线一端的触点仍然还处于分别接触到a导电段带体2a和c导电段带体2c内侧的状态；将此状态记为a状态与b状态在切换的过程中过渡状态，此时相当于a电极和c电极同时与e电极电性接通，b电极和d电极同时与f电极电性连通；在此状态下主直流电源与备用直流电源以并联的形式为网络防火墙用电设备供电，从而避免了a状态与b状态在切换的过程中出现断电的状态；
65.随着绝缘活动环体29的继续顺时针缓慢转动，b导电条8b和d导电条8d远离活动环体29轴线一端的触点与a导电段带体2a和c导电段带体2c内侧分离；a导电条8a和c导电条8c远离活动环体29轴线一端的触点仍然分别接触到a导电段带体2a和c导电段带体2c内侧；此时相当于c电极与e电极电性接通，d电极与f电极电性连通，a电极和b电极均为断开状态；此时备用直流电源为网络防火墙用电设备供电，主直流电源进入断电状态等待检修，从而达到了无缝切换的过程。
66.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。