CN104532801A - 一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统 - Google Patents

Abstract

一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统，包括控制器，电机驱动电路以及水利闸门控制装置，所述水利闸门控制装置包括闸门板（1）以及闸门板升降驱动装置（21），所述闸门板升降驱动装置（21）包括壳体（20），所述壳体（20）固定于支承基体，所述壳体（20）的内部具有上固定肋（18）、中固定肋（19）以及底部固定面，所述上固定肋（18）上支承有闸门板升降驱动电机（16），所述闸门板升降驱动电机（16）与闸门板升降驱动丝杆（17）的上端动力联接，所述闸门板升降驱动丝杆（17）穿过所述上固定肋（18）、中固定肋（19）以及底部固定面中的通孔，并且所述闸门板升降驱动丝杆（17）与所述闸门板（1）中的螺孔螺纹配合。

Description

一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统

技术领域

本发明属于水利闸门领域，尤其是一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统。

背景技术

水利闸门往往通过丝杆驱动来实现闸门板的升降，进而实现水流的通断控制。

在一些场合下，闸门往往需要常开，此时，闸门板往往常态处于提升位置。这对于丝杠的受力以及整个闸门系统的稳定性都具有不利影响。如果发生丝杆断裂等故障发生，还容易引发闸门板掉落等事故发生。

而现有的一些锁定技术往往通过人工实现，其可靠性以及自动化程度较低。而且不能随时锁定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统，其运行可靠度高，能够提高闸门系统的运行安全性。

根据本发明，一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统，包括控制器，电机驱动电路以及水利闸门控制装置，所述水利闸门控制装置包括闸门板以及闸门板升降驱动装置，所述闸门板升降驱动装置包括壳体，所述壳体固定于支承基体，所述壳体的内部具有上固定肋、中固定肋以及底部固定面，所述上固定肋上支承有闸门板升降驱动电机，所述闸门板升降驱动电机与闸门板升降驱动丝杆的上端动力联接，所述闸门板升降驱动丝杆穿过所述上固定肋、中固定肋以及底部固定面中的通孔，并且所述闸门板升降驱动丝杆与所述闸门板中的螺孔螺纹配合；所述闸门板的上边缘两侧各具有凸出肩部，两个所述凸出肩部的内侧面上均具有朝向所述闸门板的中部敞开的、在与所述闸门板升降驱动丝杆垂直的方向上延伸的锁定孔，所述锁定孔内设置有顶出装置，所述顶出装置包括顶出驱动电机、顶出驱动丝杆和顶出滑块，所述顶出驱动丝杆与顶出驱动电机动力联接，所述顶出滑块设置在顶出驱动丝杆上，且与顶出驱动丝杆螺纹配合连接，所述顶出滑块的上侧面设置有与顶出滑块滑动配合的上滑槽），所述顶出滑块的下侧面设置有与顶出滑块滑动配合的下滑槽，所述顶出滑块的顶出部与锁定孔的大小相同；

在所述闸门板升降驱动丝杆的左侧、在所述中固定肋上支承有锁定驱动电机，所述控制器通过电机驱动电路与所述水利闸门控制装置内的闸门板升降驱动电机、锁定驱动电机以及顶出驱动电机相连，从而控制闸门板升降驱动电机、锁定驱动电机以及顶出驱动电机的转动，所述锁定驱动电机与左锁定驱动丝杠动力联接，在所述中固定肋的下方、在所述左锁定驱动丝杠上固定安装有左链轮；在所述闸门板升降驱动丝杆的右侧、在所述中固定肋上还转动地安装有右锁定驱动丝杠，在所述中固定肋的下方、在所述右锁定驱动丝杠上固定安装有右链轮，左链轮通过传动链与右链轮动力联接，所述左链轮与右链轮的链齿根部处圆直径相同并且比所述闸门板升降驱动丝杆的直径大，所述闸门板升降驱动丝杆穿过传动链的环形驱动回路之间，

所述左锁定驱动丝杠与右锁定驱动丝杠分别用于驱动位于闸门板升降驱动丝杆左右两侧的锁定装置，所述闸门板升降驱动丝杆左右两侧的锁定装置对称布置并且结构相同，两个所述锁定装置均包括阶梯驱动块以及水平运动锁定部件，所述阶梯驱动块的中部设置有与所述左锁定驱动丝杠与右锁定驱动丝杠中相应的丝杠螺纹配合的内螺纹孔，所述阶梯驱动块在所述内螺纹孔的远离所述闸门板升降驱动丝杆的一侧边缘为阶梯轮廓，所述阶梯轮廓具有上部锁定竖直面、从所述上部锁定竖直面向内侧倾斜的中部斜面以及下部解锁竖直面，所述阶梯驱动块在所述内螺纹孔的靠近所述闸门板升降驱动丝杆的一侧边缘为竖直滑动部；所述水平运动锁定部件的内侧端面朝向所述闸门板升降驱动丝杆的方向凸出设置有突出耳部，所述突出耳部上安装有滚轮，滚轮与所述阶梯轮廓滚动接触；所述水平运动锁定部件的下侧面与固定于所述壳体上的下滑板滑动配合，所述水平运动锁定部件的上侧面与固定于所述壳体上的上滑板滑动配合；

在所述壳体的内部中间位置处、在所述底部固定面上还固定有轨道套筒，所述闸门板升降驱动丝杆穿过所述轨道套筒的纵向延伸的通孔，所述轨道套筒的左右侧面分别设置有用于与所述位于闸门板升降驱动丝杆左右两侧的锁定装置的阶梯驱动块的竖直滑动部滑动配合的轨道。

根据另一方面，所述能自动锁定和复位的水利闸门控制系统的使用方法，锁定时，首先所述控制器通过电机驱动电路控制所述闸门板升降驱动电机转动，从而驱动闸门板升降驱动丝杆将所述闸门板提升，当所述闸门板被驱动到提升位置后，所述控制器通过电机驱动电路控制所述闸门板升降驱动电机停止运行；此时所述滚轮与所述解锁竖直面接触；然后控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机运行，驱动阶梯驱动块下行，使得所述水平运动锁定部件水平向外运行，最终所述水平运动锁定部件的上侧面与所述锁定孔的上侧面接触，并且上部锁定竖直面与滚轮接触，然后控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机停止运行；

复位时，当所述闸门板在锁定状态，然后所述控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机运行，驱动阶梯驱动块上行，同时，所述控制器通过电机驱动电路控制所述顶出驱动电机运行，驱动顶出滑块顶出，所述顶出滑块将锁定孔内的水平运动锁定部件顶出，直到所述滚轮与所述解锁竖直面接触，然后所述控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机和顶出驱动电机停止运行，此时所述闸门板位于提升位置时，所述闸门板就可以通过闸门板升降驱动电机控制下降。

通过上述方案，由于通过锁定驱动电机实现锁定，其自动化程度高，而且通过两侧锁定装置同步运行，能够提高闸门板的锁定稳固度。通过链轮的直径与升降丝杠直径的大小关系设置，能够使得各部件布局紧凑合理，通过与滚轮配合的轮廓侧面的设置，能够顺畅地、可靠地使得锁定伸出装置顺利伸出，并且利用轨道套筒，其一体形成两个轨道侧面，因此能够使得两侧的锁定伸出装置的伸出阻力能够相互抵消，降低对壳体组件的干扰力，提高运行过程的安全性。锁定后，锁定伸出装置通过上下滑板被夹住，能够可靠地对闸门板进行锁定，当不需要锁定时，也可以通过顶出装置将锁定伸出装置顶出，操作控制智能化；而且升降驱动电机和锁定驱动电机分别设置分别固定，其运行互不影响，提高了整个系统的可靠性。

附图说明

图1是本发明的闸门装置在提升位置但是没有锁定时候的示意图；

图2是图1的闸门装置的锁定部位的放大图；

图3是本发明的闸门装置在提升位置但是已经锁定时候的示意图；

图4是本发明的闸门装置在顶出装置的作用下没有锁定时候的示意图；

图5是本发明能自动锁定和复位的水利闸门控制系统的整体结构示意图。

具体实施方式

根据图1-4，对本发明进行详细说明。

一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统，包括控制器，电机驱动电路以及水利闸门控制装置，所述水利闸门控制装置包括闸门板1以及闸门板升降驱动装置21，所述闸门板升降驱动装置21包括壳体20，所述壳体20固定于支承基体，所述壳体20的内部具有上固定肋18、中固定肋19以及底部固定面，所述上固定肋18上支承有闸门板升降驱动电机16，所述闸门板升降驱动电机16与闸门板升降驱动丝杆17的上端动力联接，所述闸门板升降驱动丝杆17穿过所述上固定肋18、中固定肋19以及底部固定面中的通孔，并且所述闸门板升降驱动丝杆17与所述闸门板1中的螺孔螺纹配合；所述闸门板1的上边缘两侧各具有凸出肩部2，两个所述凸出肩部2的内侧面上均具有朝向所述闸门板1的中部敞开的、在与所述闸门板升降驱动丝杆17垂直的方向上延伸的锁定孔3，所述锁定孔3内设置有顶出装置，所述顶出装置包括顶出驱动电机31、顶出驱动丝杆32和顶出滑块33，所述顶出驱动丝杆32与顶出驱动电机31动力联接，所述顶出滑块33设置在顶出驱动丝杆32上，且与顶出驱动丝杆32螺纹配合连接，所述顶出滑块33的上侧面设置有与顶出滑块33滑动配合的上滑槽34，所述顶出滑块33的下侧面设置有与顶出滑块33滑动配合的下滑槽35，所述顶出滑块33的顶出部与锁定孔3的大小相同；

在所述闸门板升降驱动丝杆17的左侧、在所述中固定肋19上支承有锁定驱动电机15，所述控制器通过电机驱动电路与所述水利闸门控制装置内的闸门板升降驱动电机16、锁定驱动电机15以及顶出驱动电机31相连，从而控制闸门板升降驱动电机16、锁定驱动电机15以及顶出驱动电机31的转动，所述锁定驱动电机15与左锁定驱动丝杠动力联接，在所述中固定肋19的下方、在所述左锁定驱动丝杠上固定安装有左链轮10；在所述闸门板升降驱动丝杆17的右侧、在所述中固定肋19上还转动地安装有右锁定驱动丝杠，在所述中固定肋19的下方、在所述右锁定驱动丝杠上固定安装有右链轮23，左链轮10通过传动链22与右链轮23动力联接，所述左链轮10与右链轮23的链齿根部处圆直径相同并且比所述闸门板升降驱动丝杆17的直径大，所述闸门板升降驱动丝杆17穿过传动链22的环形驱动回路之间，

所述左锁定驱动丝杠与右锁定驱动丝杠分别用于驱动位于闸门板升降驱动丝杆17左右两侧的锁定装置，所述闸门板升降驱动丝杆17左右两侧的锁定装置对称布置并且结构相同，两个所述锁定装置均包括阶梯驱动块11以及水平运动锁定部件，所述阶梯驱动块11的中部设置有与所述左锁定驱动丝杠与右锁定驱动丝杠中相应的丝杠螺纹配合的内螺纹孔，所述阶梯驱动块11在所述内螺纹孔的远离所述闸门板升降驱动丝杆17的一侧边缘为阶梯轮廓，所述阶梯轮廓具有上部锁定竖直面12、从所述上部锁定竖直面12向内侧倾斜的中部斜面以及下部解锁竖直面5，所述阶梯驱动块11在所述内螺纹孔的靠近所述闸门板升降驱动丝杆17的一侧边缘为竖直滑动部7；所述水平运动锁定部件的内侧端面朝向所述闸门板升降驱动丝杆17的方向凸出设置有突出耳部26，所述突出耳部26上安装有滚轮25，滚轮25与所述阶梯轮廓滚动接触；所述水平运动锁定部件的下侧面与固定于所述壳体20上的下滑板4滑动配合，所述水平运动锁定部件的上侧面与固定于所述壳体20上的上滑板13滑动配合；

在所述壳体20的内部中间位置处、在所述底部固定面上还固定有轨道套筒8，所述闸门板升降驱动丝杆17穿过所述轨道套筒的纵向延伸的通孔，所述轨道套筒8的左右侧面分别设置有用于与所述位于闸门板升降驱动丝杆17左右两侧的锁定装置的阶梯驱动块11的竖直滑动部7滑动配合的轨道。

其中，所述凸出肩部上设置有用于与所述下滑板4上的感测传感器30耦合的被感测部件29，用于当所述闸门板1被驱动到提升位置后提供信号。

其中，所述轨道套筒8的左右侧面的轨道均设置有上限位块9和下限位块6。

根据另一方面，所述能自动锁定和复位的水利闸门控制系统的使用方法，锁定时，首先所述控制器通过电机驱动电路控制所述闸门板升降驱动电机16转动，从而驱动闸门板升降驱动丝杆17将所述闸门板1提升，当所述闸门板1被驱动到提升位置后，所述控制器通过电机驱动电路控制所述闸门板升降驱动电机16停止运行；此时所述滚轮25与所述解锁竖直面5接触；然后控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机15运行，驱动阶梯驱动块11下行，使得所述水平运动锁定部件水平向外运行，最终所述水平运动锁定部件的上侧面与所述锁定孔的上侧面接触，并且上部锁定竖直面12与滚轮25接触，然后控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机15停止运行；

复位时，当所述闸门板1在锁定状态，然后所述控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机15运行，驱动阶梯驱动块11上行，同时，所述控制器通过电机驱动电路控制所述顶出驱动电机31运行，驱动顶出滑块33顶出，所述顶出滑块33将锁定孔3内的水平运动锁定部件顶出，直到所述滚轮25与所述解锁竖直面5接触，然后所述控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机15和顶出驱动电机31停止运行，此时所述闸门板1位于提升位置时，所述闸门板1就可以通过闸门板升降驱动电机16控制下降。

Claims (4)

1. 一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统，包括控制器，电机驱动电路以及水利闸门控制装置，所述水利闸门控制装置包括包括闸门板（1）以及闸门板升降驱动装置（21），所述闸门板升降驱动装置（21）包括壳体（20），所述壳体（20）固定于支承基体，所述壳体（20）的内部具有上固定肋（18）、中固定肋（19）以及底部固定面，所述上固定肋（18）上支承有闸门板升降驱动电机（16），所述闸门板升降驱动电机（16）与闸门板升降驱动丝杆（17）的上端动力联接，所述闸门板升降驱动丝杆（17）穿过所述上固定肋（18）、中固定肋（19）以及底部固定面中的通孔，并且所述闸门板升降驱动丝杆（17）与所述闸门板（1）中的螺孔螺纹配合；所述闸门板（1）的上边缘两侧各具有凸出肩部（2），两个所述凸出肩部（2）的内侧面上均具有朝向所述闸门板（1）的中部敞开的、在与所述闸门板升降驱动丝杆（17）垂直的方向上延伸的锁定孔3，所述锁定孔（3）内设置有顶出装置，所述顶出装置包括顶出驱动电机（31）、顶出驱动丝杆（32）和顶出滑块（33），所述顶出驱动丝杆（32）与顶出驱动电机（31）动力联接，所述顶出滑块（33）设置在顶出驱动丝杆（32）上，且与顶出驱动丝杆（32）螺纹配合连接，所述顶出滑块（33）的上侧面设置有与顶出滑块（33）滑动配合的上滑槽（34），所述顶出滑块（33）的下侧面设置有与顶出滑块（33）滑动配合的下滑槽（35），所述顶出滑块（33）的顶出部与锁定孔（3）的大小相同；

在所述闸门板升降驱动丝杆（17）的左侧、在所述中固定肋（19）上支承有锁定驱动电机（15），所述控制器通过电机驱动电路与所述水利闸门控制装置内的闸门板升降驱动电机（16）、锁定驱动电机（15）以及顶出驱动电机（31）相连，从而控制闸门板升降驱动电机（16）、锁定驱动电机（15）以及顶出驱动电机（31）的转动，所述锁定驱动电机（15）与左锁定驱动丝杠动力联接，在所述中固定肋（19）的下方、在所述左锁定驱动丝杠上固定安装有左链轮（10）；在所述闸门板升降驱动丝杆（17）的右侧、在所述中固定肋（19）上还转动地安装有右锁定驱动丝杠，在所述中固定肋（19）的下方、在所述右锁定驱动丝杠上固定安装有右链轮（23），左链轮（10）通过传动链（22）与右链轮（23）动力联接，所述左链轮（10）与右链轮（23）的链齿根部处圆直径相同并且比所述闸门板升降驱动丝杆（17）的直径大，所述闸门板升降驱动丝杆（17）穿过传动链（22）的环形驱动回路之间，

所述左锁定驱动丝杠与右锁定驱动丝杠分别用于驱动位于闸门板升降驱动丝杆（17）左右两侧的锁定装置，所述闸门板升降驱动丝杆（17）左右两侧的锁定装置对称布置并且结构相同，两个所述锁定装置均包括阶梯驱动块（11）以及水平运动锁定部件，所述阶梯驱动块（11）的中部设置有与所述左锁定驱动丝杠与右锁定驱动丝杠中相应的丝杠螺纹配合的内螺纹孔，所述阶梯驱动块（11）在所述内螺纹孔的远离所述闸门板升降驱动丝杆（17）的一侧边缘为阶梯轮廓，所述阶梯轮廓具有上部锁定竖直面（12）、从所述上部锁定竖直面（12）向内侧倾斜的中部斜面以及下部解锁竖直面（5），所述阶梯驱动块（11）在所述内螺纹孔的靠近所述闸门板升降驱动丝杆（17）的一侧边缘为竖直滑动部（7）；所述水平运动锁定部件的内侧端面朝向所述闸门板升降驱动丝杆（17）的方向凸出设置有突出耳部（26），所述突出耳部（26）上安装有滚轮（25），滚轮（25）与所述阶梯轮廓滚动接触；所述水平运动锁定部件的下侧面与固定于所述壳体（20）上的下滑板（4）滑动配合，所述水平运动锁定部件的上侧面与固定于所述壳体（20）上的上滑板（13）滑动配合；

在所述壳体（20）的内部中间位置处、在所述底部固定面上还固定有轨道套筒（8），所述闸门板升降驱动丝杆（17）穿过所述轨道套筒的纵向延伸的通孔，所述轨道套筒（8）的左右侧面分别设置有用于与所述位于闸门板升降驱动丝杆（17）左右两侧的锁定装置的阶梯驱动块（11）的竖直滑动部（7）滑动配合的轨道。

2. 如权利要求1所述的一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统，其中，所述凸出肩部上设置有用于与所述下滑板（4）上的感测传感器（30）耦合的被感测部件（29），用于当所述闸门板（1）被驱动到提升位置后提供信号。

3. 如权利要求1所述的一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统，其中， 所述轨道套筒（8）的左右侧面的轨道均设置有上限位块（9）和下限位块（6）。

4. 如权利要求1所述的一种能自动锁定和复位的水利闸门控制系统的使用方法，锁定时，首先所述控制器通过电机驱动电路控制所述闸门板升降驱动电机（16）转动，从而驱动闸门板升降驱动丝杆（17）将所述闸门板（1）提升，当所述闸门板（1）被驱动到提升位置后，所述控制器通过电机驱动电路控制所述闸门板升降驱动电机（16）停止运行；此时所述滚轮（25）与所述解锁竖直面（5）接触；然后控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机（15）运行，驱动阶梯驱动块（11）下行，使得所述水平运动锁定部件水平向外运行，最终所述水平运动锁定部件的上侧面与所述锁定孔的上侧面接触，并且上部锁定竖直面（12）与滚轮（25）接触，然后控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机（15）停止运行；

复位时，当所述闸门板（1）在锁定状态，然后所述控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机（15）运行，驱动阶梯驱动块（11）上行，同时，所述控制器通过电机驱动电路控制所述顶出驱动电机（31）运行，驱动顶出滑块（33）顶出，所述顶出滑块（33）将锁定孔（3）内的水平运动锁定部件顶出，直到所述滚轮（25）与所述解锁竖直面（5）接触，然后所述控制器通过电机驱动电路控制所述锁定驱动电机（15）和顶出驱动电机（31）停止运行，此时所述闸门板（1）位于提升位置时，所述闸门板（1）就可以通过闸门板升降驱动电机（16）控制下降。