CN110144859B - 一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门 - Google Patents

一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，包括底转轴、门叶和基座，还包括调节机构和密封机构，调节机构包括升降组件和紧固组件，密封机构包括两个伸缩组件。该基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门中，通过调节机构，避免了水流腐蚀支撑杆以及水中的尖锐物撞击支撑杆造成损坏，对支撑杆起到保护的作用，提高了支撑杆的使用寿命，并且支撑杆拆装便捷，便于维护，通过密封机构，降低了门叶在转动的过程中的摩擦力，降低了支撑杆的能耗，并且避免了止水条之间的摩擦造成的磨损及形变，延长了止水条的使用寿命，从而较好的避免闸门出现漏水的情况,延长了钢坝闸门的使用时间，提高了闸门的实用性和可靠性。

Description

一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门
技术领域
本发明涉及钢被闸门领域，特别涉及一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门。
背景技术
钢坝闸门是一种能够实现双向挡水、灵活启闭、闸门开度无级可调、方便调度、工程隐蔽、无碍防汛和通航，改善河道景观的新型闸门。
现有的钢坝闸门一般由多个门叶并列排布组成，在门叶的背面，通过支撑杆对门叶的中心部位进行支撑，但是现有的大部分的支撑杆的一端都设置在河道底部，容易受到水流的腐蚀以及水中的尖锐物撞击，从而导致支撑杆受到损坏，影响对门叶的支撑效果，此外，现有的门叶的两侧都是依靠固定安装的止水条进行密封挡水，但是在门叶转动的过程中，由于止水条的紧密抵靠，会使得门叶转动时需要支撑杆施加较大的动力才能实现翻转，并且，长时间使用后，门叶两侧的止水带容易磨损形变，造成漏水现象，降低了钢坝闸门的使用寿命，这些都大大降低了钢坝闸门的实用性和可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，包括底转轴、门叶和基座，还包括调节机构和密封机构，所述门叶有若干个，各门叶从左往右依次竖向设置在底转轴上，所述门叶的两侧均设有开口，所述基座有两个，两个基座分别设置在底转轴的两侧，所述密封机构有若干个，各密封机构与各门叶一一对应，所述密封机构设置在门叶的内部；
所述调节机构包括升降组件和紧固组件；
所述升降组件包括升降板和两个升降单元，所述升降板水平设置在门叶的一侧，两个升降单元分别与升降板的两端一一对应；
所述升降单元包括第一电机、第一齿轮、第二齿轮、固定轴、转盘、连接带、固定杆和升降块，所述第一电机水平设置在基座的内部，所述第一电机与第一齿轮传动连接，所述固定轴水平设置在第一齿轮的上方，所述固定轴的两端分别通过两个轴承座与基座的内壁连接，所述第二齿轮套设在转轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述转盘有两个，两个转盘分别套设在固定轴的两端，所述连接带有两个，两个连接带分别设置在升降块的上方的两侧，所述转盘通过连接带与升降块连接，所述固定杆竖向设置在基座的内部，所述升降块套设在固定杆上，所述升降块与固定杆滑动连接，所述升降块与升降板固定连接；
所述紧固组件有若干个，各紧固组件与各门叶一一对应，所述紧固组件包括支撑杆和两个夹紧单元，所述支撑杆倾斜设置，所述支撑杆的两端分别与两个夹紧单元连接；
所述夹紧单元包括固定块、第二电机、第三齿轮、齿条和夹紧块，所述第二电机水平设置在固定块的内部，所述第二电机与第三齿轮传动连接，齿条有两个，两个齿条分别水平设置在第三齿轮的上下两侧，两个齿条关于第三齿轮中心对称，所述夹紧块竖向设置，所述夹紧块有两个，两个齿条分别与两个夹紧块一一对应，所述齿条与夹紧块固定连接,两个夹紧块分别位于支撑杆的两侧，所述夹紧块与支撑杆抵靠，两个固定块的其中一个固定块与门叶铰接，另一个固定块与升降板铰接；
所述密封机构包括两个伸缩组件，两个伸缩组件分别设置在门叶的内部的两侧，所述伸缩组件包括止水条、推板和两个控制单元，所述止水条竖向设置在开口的内部，所述止水条与开口匹配，所述止水条与门叶滑动连接，所述推板竖向设置在门叶的内部，所述推板与止水条的一侧固定连接，两个控制单元分别设置在推板的远离止水条的一侧的上下两端，所述控制单元包括第三电机、驱动轮、第一连杆和第二连杆，所述第三电机水平设置在门叶的内部，所述第三电机与驱动轮传动连接，所述第一连杆的一端与驱动轮的远离圆心处铰接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与推板固定连接。
作为优选，为了使第二连杆水平稳定的移动，所述第二连杆上设有套环，所述第二连杆与套环滑动连接，所述套环固定在门叶的内部。
作为优选，为了使得两个止水条受力形变牢牢抵靠在一起，提高密封效果，所述止水条的制作材料为橡胶。
作为优选，为了通过PLC控制闸门，所述基座的内部设有PLC，所述调节机构和密封机构均与PLC电连接。
作为优选，为了检测升降板的高度，所述升降块的内部设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。
作为优选，为了检测相邻两个止水条是否紧贴，所述门叶的内部设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。
作为优选，为了检测闸门四周的环境，所述基座的顶部设有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
作为优选，为了使第一电机精确稳定的工作，所述第一电机为伺服电机。
作为优选，为了减小升降块与固定杆之间的摩擦力，所述升降块与固定杆之间涂有润滑油。
作为优选，为了进行信号传输，实现远程控制，所述基座的内部设有天线。
本发明的有益效果是，该基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门中，通过调节机构，使得支撑杆位于半空中，避免了水流腐蚀支撑杆以及水中的尖锐物撞击支撑杆造成损坏，对支撑杆起到保护的作用，提高了支撑杆的使用寿命，并且支撑杆拆装便捷，便于维护，通过密封机构，降低了门叶在转动的过程中的摩擦力，降低了支撑杆的能耗，并且避免了止水条之间的摩擦造成的磨损及形变，延长了止水条的使用寿命，从而较好的避免闸门出现漏水的情况,延长了钢坝闸门的使用时间，大大提高了闸门的实用性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门的升降组件的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门的紧固组件的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门的夹紧单元的结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门的密封机构的结构示意图；
图中：1.底转轴，2.门叶，3.基座，4.第一电机，5.第一齿轮，6.第二齿轮，7.固定轴，8.转盘，9.连接带，10.升降块，11.固定杆，12.升降板，13.支撑杆，14.固定块，15.第二电机，16.第三齿轮，17.齿条，18.夹紧块，19.第三电机，20.驱动轮，21.第一连杆，22.第二连杆，23.推板，24.止水条。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，包括底转轴1、门叶2和基座3，还包括调节机构和密封机构，所述门叶2有若干个，各门叶2从左往右依次竖向设置在底转轴1上，所述门叶2的两侧均设有开口，所述基座3有两个，两个基座3分别设置在底转轴1的两侧，所述密封机构有若干个，各密封机构与各门叶2一一对应，所述密封机构设置在门叶2的内部；
通过调节机构，使得支撑杆13位于半空中，避免了水流腐蚀支撑杆13以及水中的尖锐物撞击支撑杆13造成损坏，对支撑杆13起到保护的作用，提高了支撑杆13的使用寿命，并且支撑杆13拆装便捷，便于维护，通过密封机构，降低了门叶2在转动的过程中的摩擦力，降低了支撑杆13的能耗，并且避免了止水条24之间的摩擦造成的磨损及形变，延长了止水条24的使用寿命，从而较好的避免闸门出现漏水的情况,延长了钢坝闸门的使用时间，大大提高了闸门的实用性和可靠性。
所述调节机构包括升降组件和紧固组件；
如图2所示，所述升降组件包括升降板12和两个升降单元，所述升降板12水平设置在门叶2的一侧，两个升降单元分别与升降板12的两端一一对应；
所述升降单元包括第一电机4、第一齿轮5、第二齿轮6、固定轴7、转盘8、连接带9、固定杆11和升降块10，所述第一电机4水平设置在基座3的内部，所述第一电机4与第一齿轮5传动连接，所述固定轴7水平设置在第一齿轮5的上方，所述固定轴7的两端分别通过两个轴承座与基座3的内壁连接，所述第二齿轮6套设在转轴上，所述第一齿轮5与第二齿轮6啮合，所述转盘8有两个，两个转盘8分别套设在固定轴7的两端，所述连接带9有两个，两个连接带9分别设置在升降块10的上方的两侧，所述转盘8通过连接带9与升降块10连接，所述固定杆11竖向设置在基座3的内部，所述升降块10套设在固定杆11上，所述升降块10与固定杆11滑动连接，所述升降块10与升降板12固定连接；
当需要开闸放水时，通过计算机远程将控制信号发送给PLC，PLC控制第一电机4启动，第一电机4带动第一齿轮5旋转，第一齿轮5带动第二齿轮6旋转，从而使得固定轴7转动，固定轴7带动两个转盘8转动，转盘8将连接带9卷起，通过两个连接带9可以保证升降块10沿着固定杆11稳定的上移，从而带动升降板12上移，升降板12带动各支撑杆13上移，使得支撑杆13到达一定的高度，实际上，支撑杆13具有伸缩的功能，通过控制支撑杆13的伸缩长度，可以使得门叶2绕着底转轴1旋转，进行开闸放水，而支撑杆13位于半空中，水流无法接触到支撑杆13，从而避免了水流腐蚀支撑杆13以及水中的尖锐物撞击支撑杆13造成损坏，对支撑杆13起到保护的作用，提高了支撑杆13的使用寿命。
如图3-4所示，所述紧固组件有若干个，各紧固组件与各门叶2一一对应，所述紧固组件包括支撑杆13和两个夹紧单元，所述支撑杆13倾斜设置，所述支撑杆13的两端分别与两个夹紧单元连接；
所述夹紧单元包括固定块14、第二电机15、第三齿轮16、齿条17和夹紧块18，所述第二电机15水平设置在固定块14的内部，所述第二电机15与第三齿轮16传动连接，齿条17有两个，两个齿条17分别水平设置在第三齿轮16的上下两侧，两个齿条17关于第三齿轮16中心对称，所述夹紧块18竖向设置，所述夹紧块18有两个，两个齿条17分别与两个夹紧块18一一对应，所述齿条17与夹紧块18固定连接,两个夹紧块18分别位于支撑杆13的两侧，所述夹紧块18与支撑杆13抵靠，两个固定块14的其中一个固定块14与门叶2铰接，另一个固定块14与升降板12铰接；
当需要对支撑杆13进行更换时，将支撑杆13调节到适合的高度，此时，通过计算机远程控制，PLC控制第二电机15顺时针启动，第二电机15带动第三齿轮16转动，第三齿轮16带动齿条17移动，齿条17带动夹紧块18移动，两个夹紧块18相互远离，不再抵靠支撑杆13，对支撑杆13的两端解除固定的效果，便于将支撑杆13从固定块14的内部拿出进行更换，当进行更换时，只需要将支撑杆13的两端分别插入两个固定块14中，此时通过PLC控制第二单机逆时针转动，夹紧块18之间会相互靠近，从而对支撑杆13的两端进行固定，与现有的更换支撑杆13相比，拆装便捷，大大降低了更换的难度。
如图5所示，所述密封机构包括两个伸缩组件，两个伸缩组件分别设置在门叶2的内部的两侧，所述伸缩组件包括止水条24、推板23和两个控制单元，所述止水条24竖向设置在开口的内部，所述止水条24与开口匹配，所述止水条24与门叶2滑动连接，所述推板23竖向设置在门叶2的内部，所述推板23与止水条24的一侧固定连接，两个控制单元分别设置在推板23的远离止水条24的一侧的上下两端，所述控制单元包括第三电机19、驱动轮20、第一连杆21和第二连杆22，所述第三电机19水平设置在门叶2的内部，所述第三电机19与驱动轮20传动连接，所述第一连杆21的一端与驱动轮20的远离圆心处铰接，所述第一连杆21的另一端与第二连杆22的一端铰接，所述第二连杆22的另一端与推板23固定连接。
当需要打开闸门防水时，首先通过PLC控制第三电机19启动，第三电机19带动驱动轮20旋转，驱动轮20带动第一连杆21转动，第一连杆21带动第二连杆22移动，第二连杆22带动推板23往主体的内部收缩，推板23会带动止水条24缩回开口的内部，此时，相邻的两个门叶2之间出现空隙，不再因为止水条24牢牢抵靠，通过控制支撑杆13的伸缩，可以对闸门进行开闭，由于相邻门叶2之间的止水条24不再抵靠，所以门叶2在转动的过程中的摩擦力减小，相应的支撑杆13提供的力减小，降低了支撑杆13的能耗，并且避免了止水条24之间的摩擦造成的磨损形变，大大提高了止水条24的使用寿命，从而较好的避免闸门出现漏水的情况，大大提高了闸门的实用性。
作为优选，为了使第二连杆22水平稳定的移动，所述第二连杆22上设有套环，所述第二连杆22与套环滑动连接，所述套环固定在门叶2的内部。
作为优选，为了使得两个止水条24受力形变牢牢抵靠在一起，提高密封效果，所述止水条24的制作材料为橡胶。
作为优选，为了通过PLC控制闸门，所述基座3的内部设有PLC，所述调节机构和密封机构均与PLC电连接。
作为优选，为了检测升降板12的高度，所述升降块10的内部设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。
作为优选，为了检测相邻两个止水条24是否紧贴，所述门叶2的内部设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。
作为优选，为了检测闸门四周的环境，所述基座3的顶部设有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
作为优选，为了使第一电机4精确稳定的工作，所述第一电机4为伺服电机。
作为优选，为了减小升降块10与固定杆11之间的摩擦力，所述升降块10与固定杆11之间涂有润滑油。
作为优选，为了进行信号传输，实现远程控制，所述基座3的内部设有天线。
通过升降组件，可以使得支撑杆13位于半空中，避免了水流腐蚀支撑杆13以及水中的尖锐物撞击支撑杆13造成损坏，对支撑杆13起到保护的作用，提高了支撑杆13的使用寿命，通过紧固组件，可以对支撑杆13进行便捷的拆装，大大降低了更换的难度，便于维修，通过密封机构，降低了门叶2在转动的过程中的摩擦力，降低了支撑杆13的能耗，并且避免了止水条24之间的摩擦造成的磨损及形变，延长了止水条24的使用寿命，从而较好的避免闸门出现漏水的情况,延长了钢坝闸门的使用时间，大大提高了闸门的实用性和可靠性。
与现有技术相比，该基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门中，通过调节机构，使得支撑杆13位于半空中，避免了水流腐蚀支撑杆13以及水中的尖锐物撞击支撑杆13造成损坏，对支撑杆13起到保护的作用，提高了支撑杆13的使用寿命，并且支撑杆13拆装便捷，便于维护，通过密封机构，降低了门叶2在转动的过程中的摩擦力，降低了支撑杆13的能耗，并且避免了止水条24之间的摩擦造成的磨损及形变，延长了止水条24的使用寿命，从而较好的避免闸门出现漏水的情况,延长了钢坝闸门的使用时间，大大提高了闸门的实用性和可靠性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，包括底转轴(1)、门叶(2)和基座(3)，其特征在于，还包括调节机构和密封机构，所述门叶(2)有若干个，各门叶(2)从左往右依次竖向设置在底转轴(1)上，所述门叶(2)的两侧均设有开口，所述基座(3)有两个，两个基座(3)分别设置在底转轴(1)的两侧，所述密封机构有若干个，各密封机构与各门叶(2)一一对应，所述密封机构设置在门叶(2)的内部；
所述调节机构包括升降组件和紧固组件；
所述升降组件包括升降板(12)和两个升降单元，所述升降板(12)水平设置在门叶(2)的一侧，两个升降单元分别与升降板(12)的两端一一对应；
所述升降单元包括第一电机(4)、第一齿轮(5)、第二齿轮(6)、固定轴(7)、转盘(8)、连接带(9)、固定杆(11)和升降块(10)，所述第一电机(4)水平设置在基座(3)的内部，所述第一电机(4)与第一齿轮(5)传动连接，所述固定轴(7)水平设置在第一齿轮(5)的上方，所述固定轴(7)的两端分别通过两个轴承座与基座(3)的内壁连接，所述第二齿轮(6)套设在转轴上，所述第一齿轮(5)与第二齿轮(6)啮合，所述转盘(8)有两个，两个转盘(8)分别套设在固定轴(7)的两端，所述连接带(9)有两个，两个连接带(9)分别设置在升降块(10)的上方的两侧，所述转盘(8)通过连接带(9)与升降块(10)连接，所述固定杆(11)竖向设置在基座(3)的内部，所述升降块(10)套设在固定杆(11)上，所述升降块(10)与固定杆(11)滑动连接，所述升降块(10)与升降板(12)固定连接；
所述紧固组件有若干个，各紧固组件与各门叶(2)一一对应，所述紧固组件包括支撑杆(13)和两个夹紧单元，所述支撑杆(13)倾斜设置，所述支撑杆(13)的两端分别与两个夹紧单元连接；
所述夹紧单元包括固定块(14)、第二电机(15)、第三齿轮(16)、齿条(17)和夹紧块(18)，所述第二电机(15)水平设置在固定块(14)的内部，所述第二电机(15)与第三齿轮(16)传动连接，齿条(17)有两个，两个齿条(17)分别水平设置在第三齿轮(16)的上下两侧，两个齿条(17)关于第三齿轮(16)中心对称，所述夹紧块(18)竖向设置，所述夹紧块(18)有两个，两个齿条(17)分别与两个夹紧块(18)一一对应，所述齿条(17)与夹紧块(18)固定连接,两个夹紧块(18)分别位于支撑杆(13)的两侧，所述夹紧块(18)与支撑杆(13)抵靠，两个固定块(14)的其中一个固定块(14)与门叶(2)铰接，另一个固定块(14)与升降板(12)铰接；
所述密封机构包括两个伸缩组件，两个伸缩组件分别设置在门叶(2)的内部的两侧，所述伸缩组件包括止水条(24)、推板(23)和两个控制单元，所述止水条(24)竖向设置在开口的内部，所述止水条(24)与开口匹配，所述止水条(24)与门叶(2)滑动连接，所述推板(23)竖向设置在门叶(2)的内部，所述推板(23)与止水条(24)的一侧固定连接，两个控制单元分别设置在推板(23)的远离止水条(24)的一侧的上下两端，所述控制单元包括第三电机(19)、驱动轮(20)、第一连杆(21)和第二连杆(22)，所述第三电机(19)水平设置在门叶(2)的内部，所述第三电机(19)与驱动轮(20)传动连接，所述第一连杆(21)的一端与驱动轮(20)的远离圆心处铰接，所述第一连杆(21)的另一端与第二连杆(22)的一端铰接，所述第二连杆(22)的另一端与推板(23)固定连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述第二连杆(22)上设有套环，所述第二连杆(22)与套环滑动连接，所述套环固定在门叶(2)的内部。
3.如权利要求1所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述止水条(24)的制作材料为橡胶。
4.如权利要求1所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述基座(3)的内部设有PLC，所述调节机构和密封机构均与PLC电连接。
5.如权利要求4所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述升降块(10)的内部设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。
6.如权利要求4所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述门叶(2)的内部设有压力传感器，所述压力传感器与PLC电连接。
7.如权利要求4所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述基座(3)的顶部设有摄像头，所述摄像头与PLC电连接。
8.如权利要求1所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述第一电机(4)为伺服电机。
9.如权利要求1所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述升降块(10)与固定杆(11)之间涂有润滑油。
10.如权利要求1所述的基于物联网的使用寿命长的钢坝闸门，其特征在于，所述基座(3)的内部设有天线。
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