CN115228174B - 基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统及方法，其水下摄像头、提升机构和横移机构安装于上库进出水口处拦污栅的前方，控制器通过线缆接收水下摄像头的图像信息并对图像信息进行分析处理，判断图像分析结果符合清理标准时，分别控制横移机构对杂物进行收集工作和控制提升机构对杂物进行转移工作，控制器将图像信息及处理结果通过岸基无线收发器和物联网通讯模块将数据传递至远程电力调度中心，远程电力调度中心对接收的处理结果按时间记录存储、显示和控制。本发明增设的拦污栅自动清理系统，通过物联网通讯模块实现远程监控，能够及时了解并处理上水库进出水口拦污栅被杂物阻挡的问题，提高上水库的调度性能和灵敏度。

Description

基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统及方法

技术领域

本发明属于抽水蓄能电站调度辅助技术，具体涉及基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统及方法。

背景技术

拦污栅是水电站输水系统的组成部分，上游的进出水口通常位于水库底部位置，目前水利水电工程中，上游的进出水口上部普遍设置较高的拦污栅排架，其高度远高于进出水口的口径，受上库水深影响，导致拦污栅体积过于庞大，拦污栅排架顶部设有拦污栅平台，在拦污栅平台上设置门式启闭机，通过门式启闭机起吊拦污栅，以达到检修维护的目的。这种拦污栅起吊、检修通道往往结构复杂，较高的拦污栅排架需要设置多道连接梁以保证结构的稳定，拦污栅排架以下的主体结构既要承载拦污栅排架荷载也要承担门式启闭机的荷载，使得拦污栅排架以下主体结构配筋很大，结构计算复杂，工程量大，经济投资较大。

另一方面，针对于抽水蓄能电站的进出水口拦污栅，需要设置拦污栅槽，拦污栅通过滑块或模块固定在栅槽上，由于拦污栅采用框架式结构，其框架横梁及竖梁为工字型截面，阳尼较大。

现有拦污栅的结构和处理方式，不能根据实际需求实现远程操控功能，上水库进出水口拦污栅位置时常被杂物封堵，影响调度性能，上水库进排水通畅程度也直接影响其调度灵敏程度。

发明内容

针对上水库进出水口的拦污栅时常被杂物阻挡而无法及时发现和清理的问题，本发明在拦污栅位置增设拦污栅自动清理系统，实现自动收集转移栅前杂物的同时，还通过物联网通讯模块与电力调度中心建立通讯联系，实现由电力调度中心远程监测及远程控制。

本发明解决其技术问题的方案是采用一种基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，该系统包括岸基电源、水下摄像头、位置传感器、控制器、岸基无线收发器、线缆和物联网通讯模块，还包括提升机构和横移机构，两者分别安装于上库进出水口处拦污栅的前方，用以横向收集并竖向转移拦污栅前侧杂物，水下摄像头安装于拦污栅的前方用于采集拦污栅前方杂物积累情况的图像信息，位置传感器包括上、下极限位置传感器和前、后极限位置传感器，其中前、后极限位置传感器装于横移机构的前、后极限位置，上、下极限位置传感器装于提升机构的上、下极限位置；所述横移机构包括沿横向往复移动的驱动设备，其内含有驱动电机，在驱动设备的前方安装有螺旋推进轴，驱动电机通过传动机构驱动螺旋推进轴转动；所述提升机构包括收集筒和绳轮系统，其中绳轮系统固定在水面以上承台上，绳轮系统用于驱动收集筒升降移动，当收集筒位于下极限位置时，其轴心与螺旋推进轴的轴心重合；控制器通过线缆接收水下摄像头的图像信息，并对图像信息进行分析处理，判断图像分析结果符合清理标准时，收集过程：控制驱动设备向前移动且螺旋推进轴正向转动贯穿收集筒，当控制器接收到前极限位置传感器信号时，再控制驱动设备向后移动且螺旋推进轴反向转动脱离收集筒，转移过程：当控制器接收到后极限位置传感器信号时，控制绳轮系统提升收集筒，直至控制器接收到上极限位置传感器信号后控制绳轮系统停止工作，控制器将图像信息及处理结果通过线缆传输至所述岸基无线收发器，岸基无线收发器经过物联网通讯模块将数据传递至远程电力调度中心，远程电力调度中心对接收的处理结果按时间记录存储并显示。

同时，远程调度中心还根据接收的图像信息进行独立处理分析，判断图像分析结果符合清理标准时或者人工监视认为有必要进行清理时，通过物联网通讯模块将控制信号发送至控制器，由控制器控制驱动设备和绳轮系统工作。

进一步地，所述的螺旋推进轴包括主轴，在主轴外侧有外螺旋齿片，所述的收集筒内壁有内螺旋齿片，外螺旋齿片的外径小于内螺旋齿片的内径，且两者螺距相等，使得外螺旋齿片能够位于内螺旋齿片中，控制器控制螺旋推进轴转动时，外螺旋齿片在内螺旋齿片间隙中旋转并轴向移动。

进一步地，所述横移机构包括基座，所述驱动设备通过横向导向结构安装于该基座上侧，该驱动设备包括电机室和驱动电机，电机室内密封固定有驱动电机，电机转轴作为旋转输出轴与所述螺旋推进轴连接，所述控制器通过控制驱动电机转动进而控制螺旋推进轴转动。

其中，驱动设备还包括齿轮室，其内分别安装有主动齿轮和两个从动齿轮，该主动齿轮套装于所述电机转轴上，该从动齿轮的转轴分别通过相应轴承套装于齿轮室两侧轴座内，主动齿轮同时与两个从动齿轮啮合，各从动齿轮的转轴中心有螺孔，两根固定螺杆匹配安装于相应的螺孔，连根固定螺杆的前后端分别固定在所述基座的前后端壁上，控制器控制驱动电机转动时，通过主动齿轮和从动齿轮传递关系，控制两个从动齿轮转动，进而使驱动设备在两根螺杆上横向移动。

进一步地，所述的绳轮系统包括顶架和绳轮，绳轮的转轴通过轴承安装在顶架相应轴座内，绳轮电机固定在顶架一侧，绳轮电机的转轴与绳轮的转轴连接，在各轴座内腔的顶部和底部分别设置有上嵌孔和下嵌孔，各嵌孔内分别套装有上、下压力传感器，上、下压力传感器的触头部位于轴承外环的上、下缘接触，各上、下压力传感器分别通过信号线与控制器的信号输入端连接，控制器根据各压力传感器的压力信号阈值控制所述绳轮电机转动或停止。

进一步地，在收集筒的前后端设置联动拱门组件，在位于内端壁固定有伸缩机构，控制器根据前、后极限位置传感器信号，控制伸缩机构实现对联动拱门组件的伸缩动作。

本发明的有益效果：本发明在拦污栅位置增设自动清理系统，并通过物联网通讯模块实现远程监控和记录，能够及时了解并自动或远程控制横移机构和提升机构按顺序作业，从而解决上水库进出水口的拦污栅被杂物阻挡的问题，进而提高上水库的调度性能和灵敏度。

附图说明

图1是基于物联网的清理系统框图。

图2是本发明清理系统的整体结构图。

图3是图2的运行状态示意图。

图4是另一种清理系统的结构图。

图5是联动拱门结构图。

图中标号：固定基箱1，U形卡座2，基座3，内端壁4，外端壁5，导向撑杆6，固定螺杆7，平行双轨道8，贯穿通道9，驱动设备10，主轴16，收集筒22，上吊环23，内螺旋齿片25，外螺旋齿片26，环绳29，顶架30，联体绳轮31，绳轮电机32，底座33，卡箍区34，外罩35，锚杆36，螺钉37，随动壁38，导向孔39，中心支撑孔40，穿孔41，缓推弹簧42，环形承台43，滚轮44，前轴座45，后轴座46，拱门47，梳齿48，斜摆臂49，连杆50，伸缩机构51，推拉支座52，进度杆53，导向密封盒54，位移传感器55，进出水口56，拦污栅57。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：由于蓄能电站上水库进出水口拦污栅位置经常被杂物封堵而影响其通畅程度，上水库进排水通畅程度直接影响其调度灵敏程度，为提高上水库的调度性能和灵敏度，本实施例增设了拦污栅自动清理系统，并通过物联网通讯模块与电力调度中心建立通讯关系。

如图1所示，该系统包括岸基电源、水下摄像头、位置传感器、控制器、岸基无线收发器、线缆和物联网通讯模块，以及提升机构和横移机构。

如图3所示，提升机构和横移机构分别安装于蓄能电站上库进出水口处拦污栅的前方，用以收集并转移拦污栅前侧杂物。

所述水下摄像头安装于拦污栅的前方，用于采集拦污栅前方杂物积累情况的图像信息。

所述位置传感器包括上、下极限位置传感器和前、后极限位置传感器，其中前、后极限位置传感器位于横移机构的前、后极限位置，上、下极限位置传感器位于提升机构的上、下极限位置。

所述横移机构包括沿横向往复移动的驱动设备，其内含有驱动电机，在驱动设备的前方有旋转输出轴且连接有螺旋推进轴，驱动电机通过传动机构驱动螺旋推进轴转动。

所述提升机构包括收集筒和绳轮系统，如图2所示，绳轮系统固定在水面以上承台上，绳轮系统用于驱动收集筒升降移动，当收集筒位于下极限位置时，其轴心与所述螺旋推进轴的轴心重合。

如图1中

控制器通过线缆接收所述水下摄像头的图像信息，并对图像信息进行分析处理，判断图像分析结果符合清理标准时，控制所述驱动设备向前移动且螺旋推进轴正向转动贯穿所述收集筒。如图1中

当控制器接收到前极限位置传感器信号时，再控制所述驱动设备向后移动且螺旋推进轴反向转动脱离所述收集筒，当控制器接收到后极限位置传感器信号时，再控制绳轮系统提升所述收集筒。如图1中

绳轮系统提升收集桶过程中，直至控制器接收到上极限位置传感器后控制绳轮系统停止工作，在对收集筒清理后，通过按键向控制器发送启动信号，控制器启动绳轮系统将收集筒向下移动，当收集筒位于下极限位置时，控制器接收到下极限位置传感器信号，此时收集桶的轴心与所述螺旋推进轴的轴心重合。

所述的螺旋推进轴包括主轴，在主轴外侧有外螺旋齿片，所述的收集筒内壁有内螺旋齿片，外螺旋齿片的外径小于内螺旋齿片的内径，且两者螺距相等，使得外螺旋齿片能够位于内螺旋齿片中，控制器控制螺旋推进轴转动时，外螺旋齿片在内螺旋齿片间隙中旋转并轴向移动。

所述控制器将图像信息及处理结果通过线缆传输至所述岸基无线收发器，岸基无线收发器经过物联网通讯模块将数据传递至远程电力调度中心，远程电力调度中心对接收的处理结果按时间记录存储并显示。

同时，远程调度中心还根据接收的图像信息进行独立处理分析，判断图像分析结果符合清理标准时或者人工监视认为有必要进行清理时，通过物联网通讯模块将控制信号发送至所述控制器，由控制器控制所述驱动设备和绳轮系统工作。

实施例2：在实施例1基础上，如图3所示，在上水库进出水口拦污栅前侧位置的侧面的基岩处，修砌混凝土承台作为基础平台，并在混凝土承台内置预埋件。如图2所示，提升机构底部有固定基箱1，横移机构底部有基座3，固定基箱1和基座3分别通过螺栓固定于混凝土承台的预埋件螺孔内，向基岩内钻孔并通过锚杆36对固定基箱1底部进行固定。

图中可以看出，在固定基箱1上侧有U形卡座2，且在该U形卡座2内套装有横卧的收集筒22。

在水面上侧修建承台并安装有顶架30，图2中可以看出，绳轮系统包括顶架30、联体绳轮31和绳轮电机32等，顶架30的底座33固定在水面以上的承台上。

联体绳轮31包括前、后绳轮。联体绳轮31两端转轴安装在顶架两侧的轴座内，绳轮电机32固定在顶架一侧，其转轴与联体绳轮31的转轴传动连接。

顶架30底部有两个分散的底座33，两侧底座之间存在间隙，两侧底座之间的支撑腿内侧分别有卡箍区34，其宽度与收集筒22的外径一致，使得收集筒22被向上提升至极限位置时，收集筒22能够套装于该卡箍区内。从而保持收集筒22处于稳定状态，以便于清理收集筒22内的杂物。可以通过人工清理，也可以在干燥状态下通过火焰喷枪进行灼烧清理。其干燥方式可以为晒干或风干，或者通过烘干处理。

在固定基箱1上侧设置有U形卡座2，收集筒22处于下侧位时，被横置于该U形卡座2的凹槽区。

图2可以看出，在收集筒22的上侧和下侧分别有前、后两个上吊环23和前、后两个下吊环，固定基箱内的内腔中部和边缘分别安装有前、后两个内导绳轮和前、后两个外导绳轮。

如图2，两根环绳29的一端分别固定在前、后上吊环23，两根环绳29分别缠绕于前、后绳轮，缠绕于前、后外导绳轮和缠绕于前、后内导绳轮后，另一端分别固定于前、后下吊环。控制绳轮电机32正向转动时，能够将收集筒22提升至顶架的卡箍区内，控制绳轮电机32反向转动时，能够将收集筒向下拉入U形卡座2内。从而，收集筒22无论处于上侧为还是处于下侧位，都处于被固定后的稳定状态。

图3可以看出，横移机构包括基座3、内端壁4、外端壁5、导向撑杆6、固定螺杆7、驱动设备10和螺旋推进轴等。

固定基箱1与基座3对接固定在一起，两者同时固定在上水库进出水口拦污栅侧面基础平台上，如图3所示。其中，固定基箱1靠近拦污栅57，基座3远离拦污栅57。

内端壁4位于固定基箱1与基座3之间，外端壁5位于基座3的远端，内端壁4的中心设置有贯穿通道9，在内端壁4和外端壁5之间连接有导向撑杆6和固定螺杆7。

在本实施例中，驱动设备10设置导向部件并套装于导向撑杆6上，驱动设备10包括一个输出转轴和两个输出螺套。螺旋推进轴与输出转轴传动连接，固定螺杆7与输出螺套匹配套装。

如图3所示，螺旋推进轴包括主轴16，在主轴16外侧有外螺旋齿片26，收集筒22内壁有内螺旋齿片25。其中，外螺旋齿片26的外径小于内螺旋齿片25的内径，且两者螺距相等，使得外螺旋齿片26能够位于内螺旋齿片25中，如图2所示。

在拦污栅周边安装有水下摄像头，控制器用于接收水下摄像头的图像信息。并根据图像信息识别拦污栅前杂物堆积程度。

控制器输出端控制驱动设备的输出转轴和输出螺套同时转动，使得驱动设备10沿固定螺杆7向前移动的同时，螺旋推进轴向前移动并转动，控制器用于控制绳轮电机转动，控制器的数据输出端连接岸基无线收发器，岸基无线收发器经过物联网通讯模块将数据传递至远程电力调度中心。

基于上述结构，在驱动电机转动时，由于电机转轴与主轴16传动连接，从而该驱动设备10向前或向后移动时，也同步带动主轴向前或向后移动。主轴的移动速度和转动速度的关系，根据主动齿轮和从动齿轮的速比决定。

本实施例清理系统在工作时，通过水下摄像头获取拦污栅前侧杂物积累程度，由控制器对图像处理或者直接将图像信息通过岸基无线收发器及物联网通讯模块将数字信息传输至远程电力调度中心。

电力调度中心根据杂物积累程度，通过物联网通讯模块箱控制器发出指令，由控制器控制绳轮电机驱动收集筒向下移动直至其套装于U形卡座内处于稳定状态。然后控制驱动电机转动，使得驱动设备10向前移动，进而驱动螺旋推进轴（包括主轴和外螺旋齿片）一起向前移动。

如图3，螺旋推进轴向前移动时存在三工位状态，即螺旋推进轴处于后侧位状态、处于中侧位状态和处于前侧位状态。可以看出，当螺旋推进轴处于状态时，即处于原始状态，此时螺旋推进轴与收集筒之间没有任何关联性，该状态下利于收集筒向上提升或者向下移动定位。当螺旋推进轴处于状态时，螺旋推进轴向前旋转进入收集筒内侧，通过设置主动齿轮和从动齿轮的速比，能够实现螺旋推进轴向前移动速度和转速的比例控制，使得螺旋推进轴向前旋转移动能够恰好落入收集筒的内螺旋齿片的间隙中心，确保外螺旋齿片与内螺旋齿片相互交错但始终不接触。当螺旋推进轴处于贯穿收集筒之外的拦污栅正前方时，螺旋推进轴在转动时将拦污栅前侧的杂草等杂物卷绕在其外螺旋齿片上。从图2可以看出，外螺旋齿片和内螺旋齿片都分别包括螺旋片和沿径向并列排布的一系列齿，相邻齿之间存在间隙，一系列齿通过螺旋片固定形成螺旋齿片整体。从而，外螺旋齿片和内螺旋齿片的螺旋边缘都为凸出的一系列齿，使得外螺旋齿片和内螺旋齿片都能够对杂草都杂物进行有效挟持。

控制器通过前后极限位置传感器识别在向后返回过程时，螺旋推进轴后缩进入收集筒内腔中，随着螺旋推进轴向后移动并反向旋转，使得位于螺旋推进轴外螺旋齿片上挟持的杂草等杂物推投至收集筒内螺旋齿片上。螺旋推进轴从收集筒内退出至原始位置，外螺旋齿片上的杂物被内螺旋齿片挂走，即实现了将杂物从螺旋推进轴向收集筒转移的过程。

在螺旋推进轴复位后，提升机构将收集筒向上提升至吊架的卡箍区内，通过人工或烘干焚烧的方式进行清理。

以上能够实现自动化持续将水下位于拦污栅前侧杂物定期排出至水面以上进行清理，并形成循环关系，确保进水畅通。控制器将图像信息及处理结果通过线缆传输至所述岸基无线收发器，岸基无线收发器经过物联网通讯模块将数据传递至远程电力调度中心，远程电力调度中心对接收的处理结果按时间记录存储并显示。

实施例3：在实施例2基础上，采用一种驱动设备10，其包括电机室、驱动电机、齿轮箱、主动齿轮、从动齿轮、主轴16、轴承、水封、导向环套和外壳等。

在外壳内的后侧有电机室，前侧有齿轮箱和轴管，电机室内密封固定有驱动电机。轴管内安装有前后轴承并设置有水封。电机转轴延伸轴套装于轴管内的前后轴承内环中，主轴16的后端部与电机转轴的前端部通过联轴器连接。

齿轮室内分别安装有主动齿轮和两个从动齿轮，该主动齿轮套装于电机轴上，该从动齿轮的转轴分别通过轴承套装于齿轮室两侧轴座内，主动齿轮同时与两个从动齿轮啮合，各从动齿轮的转轴中心有螺孔，从动齿轮转轴及其螺孔组成输出螺套，固定螺杆7匹配安装于该螺孔内。当驱动电机转动时，由主动齿轮带动两个从动齿轮转动，进而带动驱动装置10沿固定螺杆7向前或向后移动。

进一步在基座3上侧固定有平行双轨道8，以及在驱动设备内腔底部安装有匹配的滑套部件，或者安装有匹配的轨道轮，用以承载驱动设备。或者，在驱动设备的导向部位套装有陶瓷材料的导向环套。

实施例4：在实施例2基础上，联体绳轮31的转轴通过轴承安装在顶架30相应轴座内时，在轴座内腔的顶部和底部分别设置有上嵌孔和下嵌孔，各嵌孔内分别套装有上、下压力传感器，上、下压力传感器的触头部位于轴承外环的上、下缘接触，通过上、下压力传感器分别检测收集筒处于上下两个极限位置，无论收集筒处于上极限位置或是下极限位置，环绳承受压力都会相应增大，进而使得相应压力传感器的信号发送变化。各压力传感器的数据线随电缆传输至控制器的信号输入端，控制器根据各压力传感器的数据信息控制绳轮电机的运动状态。

由于收集筒无论处于上侧极限位置或是处于下侧极限位置，都需要具有稳定的卡装固定关系，以利于对其进行收集或清理。所以，控制收集筒向上提升或下方至最佳位置的目的非常重要。基于本实施例2的设计目的，实施例1可以通过任何现有技术确定收集筒处于上极限位置或下极限位置的方案。例如，不排除在顶架的卡箍区内，以及在U形卡座内安装位置传感器的方式，但该方式由于下侧位置传感器处于水下长时间运行时，因可能存在故障因素而不如实施例2。

实施例5：在实施例1基础上，在导向撑杆6的外侧，套装有随动壁38，该随动壁38上设置的导向孔39能够匹配套装于各导向撑杆6上。该随动壁38中心设置有中心支撑孔40，该中心支撑孔40匹配套装于主轴后段的外侧，用于支撑主轴16。随动壁38还设置有穿孔41，使得固定螺杆能够从相应的穿孔41引出。

随动壁38与驱动设备的外壳之间，在导向撑杆6的外侧，或者在固定螺杆的外侧，套装有缓推弹簧42。

在主轴后段还固定有环形承台43，环形承台43的后壁安装有推力轴承或者安装有滚轮44，推力轴承或滚轮能够支撑在随动壁38的前侧面并相对转动。

本实施例的上述结构，主要目的是解决主轴前段缺少有效支撑的问题。虽然实施例1在主轴后端与驱动电机转轴位置具有前后双轴承结构。但由于实施例1中的螺旋推进轴（主轴和外螺旋齿片）的前端延伸程度较大，其需要贯穿收集筒并向外延伸一定长度，即使对其进行增粗和增强设计后，仍不确定螺旋推进轴在运行过程中的支撑强度，例如当螺旋推进轴缠绕杂物后，在返回过程中与收集筒内螺旋齿片之间具有阻力时，螺旋主轴可能有摆动的程度或趋势，从而使得根部的前后轴承应力相对集中，使得远端轴承的损耗程度加大。

本实施例采用如图5所示的结构形式时，在缓推弹簧42的作用下，随动壁38能够处于靠前的位置，从而该随动壁38能够同时对主轴的后段进行支撑。

主轴处于后侧位时，此时主轴上的环形承台通过推力轴承或滚轮顶压随动壁38，使得随动壁38也处于后端靠近驱动设备的外壳位置。主轴处于中侧位时，主轴向前移动使得环形承台也向前移动，此时缓推弹簧驱动随动壁38向前同步移动，使得随动壁38处于靠前位置，且随动壁38与外壳具有一定间隔。该状态下，随动壁38能够对主轴起到有效的支撑作用。主轴处于前侧位时，此时外壳向前移动到前侧位置，缓推弹簧再次被压缩，使得随动壁38与外壳都处于前侧位置。

可见，本实施例能够确保螺旋推进轴在向后退缩进入收集筒时，随动壁38起到有效的支撑作用。由于螺旋推进轴进入收集筒的过程会伴随较大的阻力，难免造成主轴向一侧偏转的侧向力，通过随动壁38的支撑，使得主轴稳定，不会对主轴后段的双轴承造成严重磨损问题。

实施例6：在实施例5基础上，在收集筒后段套装有后端盖，该后端盖至少具有一个条形的让位孔，用于配合外螺旋齿片的进出。或者，后端盖包括一个拱形的挡板，例如在圆环套的一部分固定后拱形板，该拱形板的内侧边与主轴轴心的距离大于环形承台的直径。进一步可以在让位孔边缘或者在拱形板内侧边分别有梳齿。

本实施例主要针对实施例5中，螺旋推进轴在向后移动至初始位置时，避免将位于收集筒内的杂物携带旋出的问题，虽然该问题不经常出现。在实施例5中，螺旋推进轴向后移动将杂物转移至收集筒内侧的内螺旋齿片后，螺旋推进轴还需要仅需向后移动进而脱离收集筒，此时可能因杂物数量过少，或者因外螺旋齿片挂接杂物不能及时脱离而被再次带出。本实施能够避免这种情况发生。

进一步地，在收集筒的前后端外侧边缘分别固定有前轴座45和后轴座46。还包括前后两个联动拱门组件。

如图5所示，前后两个联动拱门组件分别包括前后拱门47，每个拱门47的后侧根部通过销轴铰接与相应的轴座上，每个拱门47的后端向外延伸有斜摆臂49，前后两个斜摆臂之间铰接有连杆50。设计连杆50的长度，使得当前拱门闭合后，后拱门同步打开，前拱门打开后，后拱门同步闭合。同时在前后销轴上分别安装有扭簧，使得自然状态下，后拱门处于闭合状态且前拱门处于打开状态。进一步在各拱门47的内侧边缘有梳齿48。

如图5所示，在位于内端壁4的前侧固定有伸缩机构51，例如电推杆部件或者电磁部件等。伸缩机构51被控制器控制实现伸缩动作。伸缩机构51的伸缩杆前端固定有推拉支座52，该推拉支座52能够支撑在后拱门的斜摆臂49外侧，当伸缩机构51的伸缩杆向前移动时，通过推拉支座52驱动后拱门的斜摆臂向前移动，进而使得后拱门由闭合转为打开状态，即前拱门由打开转为闭合状态。

在图5中，同时在内端壁4设置有穿孔，在随动壁38上固定有进度杆53，该进度杆53贯穿于该穿孔，进度杆53的表面有标识或刻度。以及在内端壁输尿管固定有导向密封盒54，该导向密封盒54内安装有位移传感器55，例如激光探头，该位移传感器55的信号线与控制器的信号输入端连接，控制器通过位移传感器55的信号，判断进度杆53的前后移动状态，当判断进度杆为前进状态时，控制器控制伸缩机构51的伸缩杆向前移动，使得后拱门打开而前拱门闭合，当判断进度杆为后退状态时，控制器控制伸缩机构51的伸缩杆向后移动，使得后拱门闭合而前拱门打开。

本实施例主要针对实施例5中，螺旋推进轴不能反复进出于收集筒的情况而进行改进。在实施例5中，螺旋推进轴根据图3所示的运动关系，当螺旋推进轴向前移动并贯穿收集筒后，能够将位于拦污栅前侧的杂物缠绕在其外螺旋齿片上，当螺旋推进轴向后移动将杂物转移至收集筒内侧的内螺旋齿片后，螺旋推进轴不适合再次向前移动，否则会将杂物从收集筒内螺旋推出。但本实施例在收集筒的前侧和后侧采用了联动拱门结构。当螺旋推进轴向前移动时，后拱门打开而前拱门闭合，即使收集筒内具有杂物，因前拱门处于闭合状态，杂物被前拱门阻挡不会被推出。同样，当螺旋推进轴向后移动时，后拱门闭合，杂物也不会被拉出。

在以上各实施例基础上，不排除在主动齿轮或从动齿轮的转轴上安装有电磁离合器，且被控制器控制。控制器根据控制电磁离合器的离合状态，能够调整螺旋推进轴的前进程度与转动程度的关系。

Claims (8)

1.一种基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，包括岸基电源、水下摄像头、位置传感器、控制器、岸基无线收发器、线缆和物联网通讯模块，其特征在于，还包括提升机构和横移机构，两者分别安装于上库进出水口处拦污栅的前方，用以横向收集并竖向转移拦污栅前侧杂物，水下摄像头安装于拦污栅的前方用于采集拦污栅前方杂物积累情况的图像信息，位置传感器包括上、下极限位置传感器和前、后极限位置传感器，其中前、后极限位置传感器装于横移机构的前、后极限位置，上、下极限位置传感器装于提升机构的上、下极限位置；所述横移机构包括沿横向往复移动的驱动设备，其内含有驱动电机，在驱动设备的前方安装有螺旋推进轴，驱动电机通过传动机构驱动螺旋推进轴转动；所述提升机构包括收集筒和绳轮系统，其中绳轮系统固定在水面以上的承台上，绳轮系统用于驱动收集筒升降移动，当收集筒位于下极限位置时，其轴心与螺旋推进轴的轴心重合；控制器通过线缆接收水下摄像头的图像信息，并对图像信息进行分析处理，判断图像分析结果符合清理标准时，控制器控制横移机构进行收集工作和控制提升机构进行转移工作，所述收集工作：控制驱动设备向前移动且螺旋推进轴正向转动贯穿收集筒，当控制器接收到前极限位置传感器信号时，再控制驱动设备向后移动且螺旋推进轴反向转动脱离收集筒，所述转移工作：当控制器接收到后极限位置传感器信号时，控制绳轮系统提升收集筒，直至控制器接收到上极限位置传感器信号后控制绳轮系统停止工作，控制器将图像信息及处理结果通过线缆传输至所述岸基无线收发器，岸基无线收发器经过物联网通讯模块将数据传递至远程电力调度中心，远程电力调度中心对接收的处理结果按时间记录存储并显示。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，其特征在于，远程调度中心还根据接收的图像信息进行独立处理分析，判断图像分析结果符合清理标准时或者人工监视认为有必要进行清理时，通过物联网通讯模块将控制信号发送至控制器，由控制器控制驱动设备和绳轮系统工作。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，其特征在于，所述的螺旋推进轴包括主轴，在主轴外侧有外螺旋齿片，所述的收集筒内壁有内螺旋齿片，外螺旋齿片的外径小于内螺旋齿片的内径，且两者螺距相等，使得外螺旋齿片能够位于内螺旋齿片中，控制器控制螺旋推进轴转动时，外螺旋齿片在内螺旋齿片间隙中旋转并轴向移动。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，其特征在于，所述横移机构包括基座，所述驱动设备通过横向导向结构安装于该基座上侧，该驱动设备包括电机室和驱动电机，电机室内密封固定有驱动电机，电机转轴作为旋转输出轴与所述螺旋推进轴连接，所述控制器通过控制驱动电机转动进而控制螺旋推进轴转动。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，其特征在于，所述的绳轮系统包括顶架和绳轮，绳轮的转轴通过轴承安装在顶架相应轴座内，绳轮电机固定在顶架一侧，绳轮电机的转轴与绳轮的转轴连接，在各轴座内腔的顶部和底部分别设置有上嵌孔和下嵌孔，各嵌孔内分别套装有上、下压力传感器，上、下压力传感器的触头部位于轴承外环的上、下缘接触，各上、下压力传感器分别通过信号线与控制器的信号输入端连接，控制器根据各压力传感器的压力信号阈值控制所述绳轮电机转动或停止。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，其特征在于，在收集筒的前后端设置联动拱门组件，在位于内端壁固定有伸缩机构，控制器根据前、后极限位置传感器信号，控制所述伸缩机构实现对联动拱门组件的伸缩动作。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理系统，其特征在于，还包括启动信号，在对收集筒清理后，通过按键向控制器发送启动信号，控制器启动绳轮系统将收集筒向下移动，当收集筒位于下极限位置时，控制器接收到下极限位置传感器信号，此时收集桶的轴心与所述螺旋推进轴的轴心重合。

8.一种基于物联网的蓄能电站上库进出水口清理方法，其特征在于，上库进出水口处拦污栅的前方分别安装提升机构和横移机构，横移机构包括沿横向往复移动的驱动设备，其内含有驱动电机，在驱动设备的前方安装有螺旋推进轴，驱动电机通过传动机构驱动螺旋推进轴转动；提升机构包括收集筒和绳轮系统，其中绳轮系统固定在水面以上的承台上，绳轮系统用于驱动收集筒升降移动；控制器通过线缆接收水下摄像头的图像信息，并对图像信息进行分析处理，判断图像分析结果符合清理标准时，控制驱动设备向前移动且螺旋推进轴正向转动贯穿收集筒，当控制器接收到前极限位置传感器信号时，再控制驱动设备向后移动且螺旋推进轴反向转动脱离收集筒，当控制器接收到后极限位置传感器信号时，控制绳轮系统提升收集筒，直至控制器接收到上极限位置传感器信号后控制绳轮系统停止工作，控制器将图像信息及处理结果通过线缆传输至岸基无线收发器，岸基无线收发器经过物联网通讯模块将数据传递至远程电力调度中心，远程电力调度中心对接收的处理结果按时间记录存储并显示，远程调度中心还根据接收的图像信息进行独立处理分析，判断图像分析结果符合清理标准时或者人工监视认为有必要进行清理时，通过物联网通讯模块将控制信号发送至控制器，由控制器控制驱动设备和绳轮系统工作。

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