CN110512655A - 一种智能井盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井盖技术领域，具体而言，涉及一种智能井盖。包括井盖本体(1)，所述井盖本体(1)上设有执手(2)、驱动机构、与所述执手(2)连接的联动机构(8)和与所述联动机构(8)连接的锁定机构(5)；所述联动机构(8)包括第二传动块(81)和第三传动块(85)，所述第二传动块(81)与所述执手(2)连接，所述第三传动块(85)与所述锁定机构(5)连接；所述驱动机构包括驱动板(91)，所述驱动板(91)可与所述联动机构(8)抵触。本发明智能井盖的执手和锁定机构之间为离合式结构，可避免暴力开锁破坏井盖内部结构，并且，本发明结构设计合理，便于维护维修。

Description

一种智能井盖

技术领域

本发明涉及井盖技术领域，具体而言，涉及一种智能井盖。

背景技术

城市建设中，地下窖井盖是排水、燃气、市政、电力和通信等基础公共设施重要的组成部分，并发挥着不可或缺的重要作用。为防止无关人员随意开启井盖，破坏公共设施，现有技术中已出现较多智能井盖，可以实现远程监测井盖开闭状态。

该类智能井盖一般包括通讯模块、驱动单元、锁定执行单元等结构，驱动单元用于驱动锁定执行单元实现机械锁定。但是，这类智能井盖均存在如下弊端：在通过大力转动把手，进行暴力开锁的情况下，会直接破坏智能井盖的驱动单元的内部结构，造成智能井盖驱动单元、甚至锁定执行单元的失效；并且，现有的智能井盖还存在适用性差、施工难度大、检查维修不便等弊端。

发明内容

为在一定程度上解决上述技术问题的至少一个方面，本发明提供一种智能井盖，包括井盖本体，所述井盖本体上设有执手、驱动机构、与所述执手连接的联动机构和与所述联动机构连接的锁定机构，所述锁定机构用于锁定所述井盖本体；

所述联动机构包括第二传动块和第三传动块，所述第二传动块与所述执手连接，所述第三传动块与所述锁定机构连接；

所述驱动机构包括驱动板，所述驱动板可与所述联动机构抵触，当所述驱动板与所述联动机构抵触时，所述第二传动块与所述第三传动块联动；

还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述驱动机构是否驱动所述驱动板动作。

可选地，所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均可驱动所述驱动板，使所述驱动板与所述联动机构抵触。

可选地，所述联动机构还包括内联动块、卡销和传动盘，所述内联动块与所述第二传动块联动，所述传动盘与所述第三传动块联动，所述卡销设置在所处传动盘上，且所述卡销与所述传动盘之间设有第一弹簧，所述内联动块设有卡口，所述卡销可在所述驱动板的推动下卡入所述卡口。

可选地，所述传动盘底部设有第一圆槽，所述第三传动块顶部设有第二圆槽，所述内联动块位于所述第一圆槽和所述第二圆槽扣合后形成的空腔内；所述传动盘设有挂耳，所述第三传动块设有耳槽，所述挂耳卡入所述耳槽内。

可选地，所述第一驱动机构包括电机和转动轴，所述电机的输出轴与所述转动轴连接，所述转动轴上设有拨杆，所述拨杆与所述驱动板之间设有第三弹簧。

可选地，所述第二驱动机构包括舌片，所述舌片一端设有第二弹簧，所述第二弹簧可抵触所述驱动板。

可选地，所述井盖本体上还设有唤醒按钮，所述唤醒按钮可用于激活所述控制模块，所述唤醒按钮设置在所述执手的下方。

可选地，所述锁定机构包括转盘、连杆、插杆和支架，所述连杆一端与所述转盘连接，所述连杆另一端与所述插杆的一端连接；

所述支架与所述井盖本体固定连接，所述插杆另一端位于所述支架内，所述支架径向外侧设有凹形结构。

可选地，所述连杆上设有多个连接孔，所述插杆可通过任一所述连接孔与所述连杆连接。

可选地，在所述锁定机构锁定的状态下，所述连杆和所述插杆具有夹角α，2°≤α≤10°。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明将第二传动块和第三传动块设置成可离合的结构，只有在驱动机构的驱动力作用下，第二传动块和第三传动才能联动，此时转动执手才能够开锁；当没有驱动力时，即使使用暴力大力转动执手，也只能使执手空转，却不能破坏智能井盖内部的驱动机构和锁定机构等结构。并且，本发明联动机构和驱动机构，结构设计合理，便于维护维修。

附图说明

图1为本发明智能井盖的顶部视图；

图2为本发明智能井盖的底部视图；

图3为本发明智能井盖的爆炸图；

图4为安装壳体的外部结构图；

图5为安装壳体的爆炸图；

图6为联动机构和驱动机构的连接关系图；

图7为联动机构爆炸图；

图8为传动盘底部结构图；

图9为第一驱动机构结构图；

图10为第二驱动机构爆炸图；

图11为拿掉下壳体后安装壳体内部的底部视图；

图12为图11中A-A处剖面图；

图13为本发明智能井盖在锁定状态下的底部仰视图；

图14为本发明智能井盖在开锁状态下的底部仰视图；

图15为图14中B处的放大图；

图16应急锁芯示意图。

附图标记说明：

1-井盖本体；11-提手；12-应急锁芯；121-锁芯壳；122-转换块；123-防尘盖；124-应急钥匙；13-识别缺口；14-唤醒按钮组件；141-唤醒按钮；

2-执手；3-控制盒；4-电池盒；

5-锁定机构；51-转盘；52-连杆；521-连接孔；53-插杆；531-连接螺钉；54-支架；541-凹形结构；

6-安装壳体；61-上壳体；62-下壳体；

7-第二驱动机构；71-锁芯柱；72-舌片；721-定位槽；722-T形板；73-定位柱；731-定位珠；74-第二弹簧；

8-联动机构；81-第二传动块；82-传动盘；821-卡槽；822-挂耳；823-抵触头；824-第一圆槽；83-内联动块；831-卡口；84-卡销；841-销槽；842-第一弹簧；85-第三传动块；851-第二圆槽；852-耳槽；86-输出传动块；

9-第一驱动机构；91-驱动板；92-电机；93-齿轮传动机构；94-转动轴；95-拨杆；96-第三弹簧；97-底壳；98-预留磁感应位。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

如图1、图2和图3所示，一种智能井盖，包括井盖本体1和智能锁，井盖本体1用于盖在窖井口上，井盖本体1的形状与窖井口的形状匹配，例如可以为圆形、方形及其他任意形状。智能锁用于将井盖本体1与窖井之间锁定，避免井盖本体1被任意开启。井盖本体1上(本发明所述的上方为常规情况下，井盖本体1裸露在外的一侧方向，而下指的是井盖本体1朝向窖井内部的一侧方向)表面固定安装有提手11，提手11用于提起井盖本体1使之离开窖井口。

智能锁包括固定安装在井盖本体1上的执手2、应急锁芯12、唤醒按钮组件14、控制盒3和电池盒4。控制盒3内设有控制电路板和通讯元件等控制装置，电池盒4内设有给智能锁供电的电池。唤醒按钮组件14顶部设有唤醒按钮141。唤醒按钮141设有绿色和红色两种颜色的灯。唤醒按钮141可以设置在井盖本体1上的任意位置。较佳的，唤醒按钮141设置在执手2的下方，或者说，唤醒按钮141处于井盖本体1与执手2之间，这样可以减少泥沙在唤醒按钮141表面堆积，转动执手2就可以将唤醒按钮141上的泥沙刮掉。另外，由于唤醒按钮141在执手2下方，使得唤醒按钮141的位置容易被作业人员找到。可选地，唤醒按钮141设置在执手2位于初始状态时执手2的下方。本实施例的该唤醒按钮141可达IP67防水等级，且表面有透明防水垫片追加防水保护，使其能达到8级防水等级。

本发明的智能井盖设有多种开锁方式，包括非接触开锁方式：蓝牙、手机及其他终端APP和NB网络(基于蜂窝的窄带物联网，Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)。正常情况下，当维护人员按下唤醒按钮141后，通过服务器或者通过蓝牙给智能锁授权开门的信号，唤醒按钮141的红/绿灯交替闪亮5s，同时蜂鸣器响，然后等待红灯长亮之后，便可进行开门操作，此时转动执手2实现开锁。当维护完成后，反向转动执手2将井盖本体1上锁，并通过门磁感应的方式判定是否已锁定。与此同时，采集日志，获取井盖实施状态信息。当出现紧急情况或网络不佳时，可通过应急钥匙和应急锁芯12开启/关闭井盖。可见，本发明的智能井盖可实现对井盖打开和关闭的权限管理与状态实时监控。

为避免本发明智能锁的内部结构因暴力开井盖造成损坏，本发明对智能井盖的结构进行了改进。

结合图2-图5所示，井盖本体1底部固定连接安装壳体6，安装壳体6包括上壳体61和下壳体62，上壳体61和下壳体62扣合，并通过螺丝固定连接。上壳体61顶部固定安装在井盖本体1底部。

安装壳体6内部设有驱动机构和联动机构8。联动机构8上部连接执手2，联动机构8下部连接锁定机构5，驱动机构可向联动机构8提供驱动力，实现执手2与锁定机构5的联动，锁定机构5用于锁定或打开井盖本体1。本实施例中，驱动机构包括第一驱动机构9和第二驱动机构7，第一驱动机构9和第二驱动机构7均可驱动联动机构实现执手2和锁定机构5的联动。其中，第一驱动机构9连接智能井盖的控制装置，可接受蓝牙和网络信号的控制；第二驱动机构7连接应急锁芯12。

在上述实施例的基础上，定义控制盒3及其内部结构和应急锁芯12均属于控制模块，可见控制模块可以给驱动机构提供控制信号，以实现智能锁是否打开。其中，控制盒3内部的控制装置用于给第一驱动机构9提供开锁和关闭锁的电信号，应急锁芯12用于给第二驱动机构7提供开锁和关闭锁的机械信号。需要说明的是，唤醒按钮141仅用于在非接触式开锁时，激活控制模块。

结合图6-图12所示，驱动机构包括驱动板91，第一驱动机构9和第二驱动机构7均可推动驱动板91，使其与联动机构8抵触，控制模块用于控制驱动机构是否驱动驱动板91动作。

如图7和图8所示，联动机构8包括第一传动块(附图中未标注)、第二传动块81、第三传动块85和输出传动块86。其中，第一传动块8与执手2固定连接。第二传动块81与第一传动块联动连接，即第二传动块81能够与第一传动块同轴转动，或者说第二传动块81能与执手2同步转动。联动连接的结构可按需配置，例如第二传动块81顶部设有方孔，第一传动块底部设有与之匹配的方轴。当然，也可以设置其他联动连接结构，例如，第二传动块81顶部设有一字型孔槽，第一传动块底部设有与之匹配的矩形柱。

第三传动块85底部与输出传动块86联动连接，其联动连接结构如上所述，这里不再赘述。即，当第三传动块85转动时，可带动输出传动块86同轴转动。输出传动块86与锁定机构5固定连接，输出传动块86转动可带动锁定机构5打开或者关闭。

第三传动块85与第二传动块81之间依次设有传动盘82和内联动块83。

传动盘82底部设有第一圆槽824。第一圆槽824与传动盘82同轴心。第三传动块85的顶部设有第二圆槽851，第二圆槽851与第一圆槽824同轴心，且半径相等或略有差异。当传动盘82底面与第三传动块85顶面扣合后，第一圆槽824与第二圆槽851扣合形成一个圆盘状的空腔，内联动块83就位于该空腔内。为了保障内联动块83能够在所述空腔内转动，第一圆槽824与第二圆槽851的半径需要大于内联动块83的半径。

传动盘82边沿设有向下垂的挂耳822，第三传动块85的边沿设有耳槽852，挂耳822卡入耳槽852内，实现传动盘82与第三传动块85的联动，传动盘82转动可带动第三传动块85转动。

内联动块83为一个圆盘状。内联动块83中心设有一字型孔，第二传动块81底部可伸入内联动块83中心的一字型孔内，即，内联动块83能够与第二传动块81同步转动。内联动块83径向外边沿设有卡口831。

第一圆槽824与传动盘82的径向外壁之间设有贯通的卡槽821，卡槽821的槽底设有抵触头823。抵触头823凸出于卡槽821的槽底面，且抵触头823在传动盘82径向上的两侧面为平面。

卡槽821内设有卡销84。卡销84顶面设有销槽841，传动盘82的抵触头823伸入销槽841内。并且，销槽841沿传动盘82的径向延伸一定距离，使得卡销84能够相对于抵触头823在传动盘82的径向上移动足够距离。

抵触头823的外侧(本处所述的外侧为朝向传动盘82的径向外边沿的一侧)与销槽841的槽壁之间设有第一弹簧842。在没有外力(本实施例所述的外力是由驱动机构提供的驱动力)作用下，第一弹簧842的恢复力可推动卡销84向传动盘82的径向边沿移动。当有外力朝向传动盘82的轴心方向推动卡销84时，卡销84向传动盘22的轴心运动，卡销84的端部可以卡入传动盘82边沿的卡口831内。

当卡销84卡入卡口831内后，执手2可带动第二传动块81转动，第二传动块81带动内联动块83转动，内联动块83通过卡销84可带动传动盘82转动，传动盘82带动第三传动块85转动，第三传动块85带动输出传动块86转动，输出传动块86带动锁定机构5开锁或者锁定。

若卡销未卡入卡口831内，则内联动块83不能与传动盘82联动，也就不能实现第二传动块82与第三传动块85的联动，此时转动执手2，只能对执手2进行空转，却不能实现执手2与锁定机构5联动，也就不能开锁井盖。

本发明将第二传动块81和第三传动块85设置成可离合的结构，只有在驱动机构的驱动力作用下，第二传动块81和第三传动85才能联动，此时转动执手2才能够开锁；当没有驱动力时，即使使用暴力大力转动执手2，也只能使执手2空转，却不能破坏智能井盖内部的驱动机构和锁定机构2等结构。并且，本发明联动机构和驱动机构，结构设计合理，便于维护维修。

结合图9、图10和图11所示，驱动机构包括驱动板91，驱动板91包括连接部和弧形的抵触部，抵触部可以与卡销84的外端部抵触。当驱动板91与联动机构8的卡销84抵触时，推动卡销84克服第一弹簧842的恢复力，使卡销84卡入内联动块83的卡口831内，实现第二传动块81与第三传动块85联动。

驱动板91的连接部与第一驱动机构9连接。第一驱动机构9包括电机92和转动轴94。电机92的输出轴与齿轮传动机构93连接，齿轮传动机构93与转动轴94连接，转动轴94可以在电机92的带动下转动。转动轴94的外壁固定设有拨杆95，拨杆95的轴心与转动轴94的轴心垂直。

驱动板91的连接部设置在转动轴94上，并且能够沿转动轴94的轴心方向移动。具体实现方式为：转动轴94上套有第三弹簧96，第三弹簧96一端与驱动板91的连接部抵触。拨杆95伸入第三弹簧96的螺旋间隙内，转动轴94转动过程中，拨杆95会跟随转动轴94一起转动，拨杆95沿第三弹簧96的螺旋间隙移动，从而压缩第三弹簧96。第三弹簧96的恢复力推动驱动板91在转动轴94的轴向上移动，从而使驱动板91抵触或者远离卡销94。

第二驱动机构7包括舌片72。舌片72上设有一字型的连接孔，舌片72通过该一字型的连接孔与锁芯柱71一端固定连接，锁芯柱71的另一端连接应急锁芯12的锁芯转换块。转动锁芯柱71，可带动舌片72同步转动。

舌片72一端设有两个定位槽721，定位槽721的槽底为球面。第二驱动机构7还包括定位柱73，定位柱73的顶部设有定位珠731，定位柱73为中空结构，中空结构内设有弹簧，弹簧抵触定位珠731，定位珠731被限位在定位柱73的中空结构内。定位珠731可陷入定位槽721内实现对舌片72的定位。本实施例中，设置两个定位槽721，分别用于舌片72在开锁状态和锁定状态下的定位。定位槽721与定位珠731配合限位，增加阻尼感和实现定位，避免因为驱动力消失舌片72无法定位的情况。

舌片72另一端固定连接一T型板722，T型板722上套装有第二弹簧74，当舌片72被转动到一定位置时，第二弹簧74可抵触驱动板91的抵触部的外壁，使驱动板91与卡销84抵触，最终实现开锁。此时若执手2不在初始位置，即卡销84与卡口831位置不对应，只需空转执手2到初始状态即可,卡销84便可伸入卡口831内，很好的解决了执手2空转带来的无法联动问题。

本实施例中，第一驱动机构9是为了实现正常情况下的非接触开锁，第二驱动机构7是为了实现应急开锁。两种情况下，都能保障执手与锁定机构5的离合结构有效。

如图13、图14和图15所示，锁定机构5包括转盘51、连杆52、插杆53和支架54。转盘51与联动机构8的输出传动块86固定连接，即转盘51可以在输出传动块86的带动下转动。转盘51的径向边沿均匀设置多个连杆52，连杆52与转盘51转动连接。较佳的，设置三个连杆52，三个连杆52彼此间隔120°。本实施例中的三点式锁定机构5，同时能适应改造为两点活动加一点固定的锁定机构5。

连杆52一端与转盘51转动连接，另一端与插杆53的一端转动连接。插杆53的另一端伸入支架54内，支架54与井盖本体1固定连接，用于给插杆53提供支撑和保护。当转盘51转动时，可拉动连杆52，连杆52拉动插杆53，从而改变插杆53在支架54内沿井盖本体1的径向伸出的距离。窖井内设有锁架，当插杆53在井盖本体1径向伸出足够长度时，插杆53插入锁架内，实现井盖本体1的锁定。

较佳的，井盖本体1边沿设有识别缺口13，每一个插杆53对应一个识别缺口13，便于井盖本体1与锁架的对位。

较佳的，支架54外侧(此处所述外侧为：井盖本体1径向远离其圆心的一侧)设有凹形结构541，即，从井盖本体1底部仰视井盖本体1时，支架54的凹形结构呈一“凹”字形状。本实施例中，支架54设置凹形结构541，可保障插杆53在正常回收后处于被保护状态，不会受到径向力。

结合图3所示，连杆52上设有连接孔521，插杆53连接的一端设有U形叉结构，连杆52的端部设置在U形叉的上下悬臂之间，悬臂上均设有与连接孔521匹配的通孔。连接螺钉531伸入悬臂通孔与连接孔521，实现插杆53相对于连杆52的转动。

较佳的，连接孔521的数量为多个，本实施例中连接孔521设置为4个。多个连接孔521使锁定机构5适应不同井盖直径的同时尽量实现零件的通配性和标准化，装配时按照井盖直径不同，选用相应的连接孔521，此方案既节约成本，又减少了库存压力。

参考图13，锁定机构5在锁定的状态下，连杆52和插杆53具有夹角α，夹角α的范围为：2°≤α≤10°。较佳的，夹角α为3°-5°。这样，在锁定状态下，可避免拨动按压插杆53开锁，增加了锁定的可靠性。

较佳的，参考图11，驱动板91上设有预留磁感应位，用于感应驱动板91的状态，可按照不同客户需求增加状态信息的采集。

可选地，如图16所示，应急锁芯12包括锁芯壳121，锁芯壳121内设有转换块122，转换块122能与第二驱动机构7的锁芯柱71联动，锁芯柱71带动舌片72联动。锁芯壳121顶部设有锁孔和可盖在锁孔上部的防尘盖123。防尘盖可防止泥沙进入锁孔内。防尘盖123与锁芯壳121铰接，需要使用应急钥匙124开锁时，首先打开防尘盖123，然后将应急钥匙124插入锁孔开锁。

较佳的，应急钥匙124开锁之前，需先对应急钥匙1,4进行授权，然后才能使用应急钥匙进行开启和锁闭操作。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能井盖，其特征在于，包括井盖本体(1)，所述井盖本体(1)上设有执手(2)、驱动机构、与所述执手(2)连接的联动机构(8)和与所述联动机构(8)连接的锁定机构(5)，所述锁定机构(5)用于锁定所述井盖本体(1)；

所述联动机构(8)包括第二传动块(81)和第三传动块(85)，所述第二传动块(81)与所述执手(2)连接，所述第三传动块(85)与所述锁定机构(5)连接；

所述驱动机构包括驱动板(91)，所述驱动板(91)可与所述联动机构(8)抵触，当所述驱动板(91)与所述联动机构(8)抵触时，所述第二传动块(81)与所述第三传动块(85)联动。

还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述驱动机构是否驱动所述驱动板(91)动作。

2.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征在于，所述驱动机构包括第一驱动机构(9)和第二驱动机构(7)，所述第一驱动机构(9)和所述第二驱动机构(7)均可驱动所述驱动板(91)，使所述驱动板(91)与所述联动机构(8)抵触。

3.根据权利要求1或2所述的智能井盖，其特征在于，所述联动机构还包括内联动块(83)、卡销(84)和传动盘(82)，所述内联动块(83)与所述第二传动块(81)联动，所述传动盘(82)与所述第三传动块(85)联动，所述卡销(84)设置在所处传动盘(82)上，且所述卡销(84)与所述传动盘(82)之间设有第一弹簧(842)，所述内联动块(83)设有卡口(831)，所述卡销(84)可在所述驱动板(91)的推动下卡入所述卡口(831)。

4.根据权利要求3所述的智能井盖，其特征在于，所述传动盘(82)底部设有第一圆槽(824)，所述第三传动块(85)顶部设有第二圆槽(851)，所述内联动块(83)位于所述第一圆槽(824)和所述第二圆槽(851)扣合后形成的空腔内；

所述传动盘(82)设有挂耳(822)，所述第三传动块(85)设有耳槽(852)，所述挂耳(822)卡入所述耳槽(852)内。

5.根据权利要求2所述的智能井盖，其特征在于，所述第一驱动机构(9)包括电机(92)和转动轴(94)，所述电机(92)的输出轴与所述转动轴(94)连接，所述转动轴(94)上设有拨杆(95)，所述拨杆(95)与所述驱动板(91)之间设有第三弹簧(96)。

6.根据权利要求2所述的智能井盖，其特征在于，所述第二驱动机构(7)包括舌片(72)，所述舌片(72)一端设有第二弹簧(74)，所述第二弹簧(74)可抵触所述驱动板(91)。

7.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征在于，所述井盖本体(1)上还设有唤醒按钮(141)，所述唤醒按钮(141)可用于激活所述控制模块，所述唤醒按钮(141)设置在所述执手(2)的下方。

8.根据权利要求1所述的智能井盖，其特征在于，所述锁定机构(5)包括转盘(51)、连杆(52)、插杆(53)和支架(54)，所述连杆(52)一端与所述转盘(51)连接，所述连杆(52)另一端与所述插杆(53)的一端连接；

所述支架(54)与所述井盖本体(1)固定连接，所述插杆(53)另一端位于所述支架(54)内，所述支架(54)径向外侧设有凹形结构(541)。

9.根据权利要求8所述的智能井盖，其特征在于，所述连杆(52)上设有多个连接孔(521)，所述插杆(53)可通过任一所述连接孔(521)与所述连杆(52)连接。

10.根据权利要求8所述的智能井盖，其特征在于，在所述锁定机构(5)锁定的状态下，所述连杆(52)和所述插杆(53)具有夹角α，2°≤α≤10°。