CN115621887B - 一种基于物联网的智能温控型开关柜及其温控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关柜技术领域，更具体地说，是一种基于物联网的智能温控型开关柜及其温控方法，包括柜体、若干个万向轮、封堵盖以及开合门，所述开关柜还包括：活动板，活动设置在柜体上且位于天窗的一侧，所述活动板上成型有若干个通孔，封堵盖上活动设置有与活动板活动连接的移动座，天窗位于通孔的移动路径上；监控模块，设置在柜体上，用于监控柜体周边环境温度；调节模块，设置在柜体内且与封堵盖连接，所述调节模块和监控模块连接，监控模块工作时可控制调节模块同步工作；以及制气系统，设置在柜体上；能够充分对开关柜内的控制开关进行自适应温度调节保护工作，无需工作人员手动调节，减少了劳动力的投入。

Description

一种基于物联网的智能温控型开关柜及其温控方法

技术领域

本发明涉及开关柜技术领域，更具体地说，是一种基于物联网的智能温控型开关柜及其温控方法。

背景技术

开关柜按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜，根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等，主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业、住宅小区和高层建筑等各种不同场合。

开关柜内安装有各种各样的控制开关，但是这些控制开关在正常工作时会产生大量的热能，使得柜体内温度升高，并且当外界温度升高时，更加影响开关柜内的控制开关的正常工作。

现有的开关柜虽然能够调节开关柜内的温度，但是需要工作人员定期检测柜体内的温度值并手动调节柜体内的温度，非常不便，且耗费大量劳动力，而且采用人工手动调节的方式容易出现失误，并不能给予柜体内部最佳的温度，温度过高或者过低都会对开关的正常工作造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能温控型开关柜及其温控方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联网的智能温控型开关柜，包括柜体、若干个万向轮、封堵盖以及开合门，若干个所述万向轮均匀设置在柜体上，封堵盖成“凵”形且一端和柜体铰接，所述开合门活动设置在封堵盖上，所述柜体的底部设有若干个散热孔，另一侧设有天窗，所述开关柜还包括：活动板，活动设置在柜体上且位于天窗的一侧，所述活动板上成型有若干个通孔，封堵盖上活动设置有与活动板活动连接的移动座，天窗位于通孔的移动路径上；监控模块，设置在柜体上，用于监控柜体周边环境温度；调节模块，设置在柜体内且与封堵盖连接，用于调节封堵盖和柜体之间的角度，所述调节模块和监控模块连接，监控模块工作时可控制调节模块同步工作；以及制气系统，设置在柜体上，所述监控模块监控到环境温度值达到设定阈值时可控制制气系统工作并产生气体；其中所述制气系统包括：制气模块，设置在柜体上且位于监控模块的一侧，用于产生气体；制冷箱，设置在柜体内且与制气模块连通；输气座，活动设置在柜体上且位于天窗的一侧，所述输气座和制冷箱连通；以及伸缩元件，数量至少为一个且设置在柜体上，所述伸缩元件的活动端和输气座连接。

本申请更进一步的技术方案：所述调节模块包括驱动臂以及移动块，所述移动块活动设置在柜体内，移动块通过驱动臂和封堵盖活动轮连接。

本申请更进一步的技术方案：所述监控模块包括：监控箱，设置在柜体上；滑杆，活动设置在监控箱上且两者弹性连接；气囊，设置在滑杆和监控箱之间；以及驱动块，活动设置在柜体外且与滑杆连接，所述驱动块和移动块内均设有相遇相吸的磁铁。

本申请更进一步的技术方案：所述制气模块包括：制气箱，设置在柜体上且位于监控箱的一侧，所述制气箱内设有相互连通的储料腔以及反应腔，所述反应腔上设有一号排气孔和二号排气孔，所述一号排气孔和制冷箱连通；转盘，通过驱动轴活动设置在柜体上，所述转盘上环布有若干个运料槽；囊泡，数量为若干个且填充在储料腔内，每个囊泡内填充有水溶液，所述反应腔内填充有若干个反应颗粒，反应颗粒和水接触产生气体，所述柜体上设有和反应腔连通的针孔，所述滑杆上设有和针孔相适配的针头；以及活塞，活动设置在反应腔内且位于一号排气孔和二号排气孔之间，所述活塞和制气箱弹性连接，活塞和转盘之间设有传动单元，活塞运动时通过传动单元控制转盘转动。

本申请又进一步的技术方案：所述传动单元包括齿轮和齿条，所述齿轮活动设置在制气箱上，齿轮通过棘轮组和驱动轴连接，所述齿条活动设置在制气箱上且与齿轮啮合，齿条和活塞连接。

本申请又进一步的技术方案：所述移动座和封堵盖之间设有触发单元，用于监控封堵盖的位置并控制制冷箱的启闭，所述触发单元和制冷箱电性连接。

本申请又进一步的技术方案：所述触发单元包括一号导电片和二号导电片，所述一号导电片和二号导电片分别设置在封堵盖和移动座上，所述一号导电片位于二号导电片的移动路径上，一号导电片、二号导电片以及制冷箱之间电性连接。

本申请再进一步的技术方案：所述驱动臂上设有混合组件，用于将柜体内的热空气和冷空气混合，所述混合组件与触发单元电性连接。

本申请再进一步的技术方案：所述混合组件包括：收卷盘，活动设置在驱动臂的一端，驱动臂上设有动力元件，动力元件的输出端和收卷盘连接；套座，活动套设在驱动臂上，所述套座通过皮带和收卷盘连接；转叶，数量为一组且相对套座对称布设，所述转叶通过阻尼轴和套座连接，所述驱动臂上设有与阻尼轴滑动配合的导轨。

一种基于物联网的智能温控型开关柜的温控方法，包括上述技术方案中的开关柜，具体温控方法步骤如下：

S100：在柜体周边环境温度升高时，气囊膨胀，带动滑杆上移，能够带动移动块同步上移，在驱动臂的作用下，使得封堵盖沿其铰接处转动，封堵盖和柜体之间的角度发生改变时，能够带动活动板移动，通孔和天窗发生重合；

S200：随着外界环境温度持续升高到设定阈值时，针头插入针孔内并刺破囊泡使得囊泡内的水和反应颗粒充分接触产生大量的气体，能够带动活塞上移，大部分气体从一号排气孔排入制冷箱内并最终排入柜体内，极小部分的气体从二号排气孔排出，活塞下移时，通过设置棘轮组，齿轮单向转动，向反应腔内持续补充囊泡，持续不断的产生气体，对柜体内部做降温处理。

采用本发明实施例提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明实施例通过设置监控模块、调节模块以及制气系统，整个装置自动化程度高，能够利用热胀冷缩的原理，实时监控柜体的外界环境温度变化情况，自动控制柜体内控制开关产生的热气流的排出速度，同时还能自动控制冷空气的输入工作，能够充分对开关柜内的控制开关进行自适应温度调节保护工作，无需工作人员手动调节，减少了劳动力的投入。

附图说明

图1为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜的结构示意图；

图2为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜中A处放大的结构示意图；

图3为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜中B处放大的结构示意图；

图4为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜中套座的剖视图；

图5为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜中混合组件的局部结构示意图；

图6为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜中监控模块的结构示意图；

图7为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜中制气模块的结构示意图；

图8为本发明实施例中基于物联网的智能温控型开关柜中传动单元的结构示意图。

示意图中的标号说明：1-柜体、2-万向轮、3-封堵盖、4-开合门、5-散热孔、6-活动板、7-移动座、8-一号导电片、9-二号导电片、10-电动伸缩杆、11-输气座、12-通孔、13-天窗、14-驱动臂、15-收卷盘、16-步进电机、17-套座、18-转叶、19-阻尼轴、20-移动块、21-磁铁、22-监控箱、23-气囊、24-滑杆、25-驱动块、26-针头、27-制冷箱、28-制气箱、29-转盘、30-运料槽、31-储料腔、32-囊泡、33-活塞、34-一号排气孔、35-二号排气孔、36-针孔、37-齿条、38-齿轮、39-棘轮组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

请参阅图1-图8，本申请的一个实施例中，一种基于物联网的智能温控型开关柜，包括柜体1、若干个万向轮2、封堵盖3以及开合门4，若干个所述万向轮2均匀设置在柜体1上，封堵盖3成“凵”形且一端和柜体1铰接，所述开合门4活动设置在封堵盖3上，所述柜体1的底部设有若干个散热孔5，另一侧设有天窗13，所述开关柜还包括：活动板6，活动设置在柜体1上且位于天窗13的一侧，所述活动板6上成型有若干个通孔12，封堵盖3上活动设置有与活动板6活动连接的移动座7，天窗13位于通孔12的移动路径上；监控模块，设置在柜体1上，用于监控柜体1周边环境温度；调节模块，设置在柜体1内且与封堵盖3连接，用于调节封堵盖3和柜体1之间的角度，所述调节模块和监控模块连接，监控模块工作时可控制调节模块同步工作；以及制气系统，设置在柜体1上，所述监控模块监控到环境温度值达到设定阈值时可控制制气系统工作并产生气体；其中所述制气系统包括：制气模块，设置在柜体1上且位于监控模块的一侧，用于产生气体；制冷箱27，设置在柜体1内且与制气模块连通；输气座11，活动设置在柜体1上且位于天窗13的一侧，所述输气座11和制冷箱27连通；以及伸缩元件，数量至少为一个且设置在柜体1上，所述伸缩元件的活动端和输气座11连接。

需要特别说明的是，所述伸缩元件可以为线性电机、电缸或者液压缸，在本实施例中，所述伸缩元件优选为电动伸缩杆10，所述电动伸缩杆10设置在柜体1上且其输出端和输气座11连接，至于电动伸缩杆10的具体型号，可以根据实际情况作出最佳的选择，在此不做具体限定。

在本实施例的一个具体情况中，所述调节模块包括驱动臂14以及移动块20，所述移动块20活动设置在柜体1内，移动块20通过驱动臂14和封堵盖3活动轮连接。

在本实施例的另一个具体情况中，所述监控模块包括：监控箱22，设置在柜体1上；滑杆24，活动设置在监控箱22上且两者弹性连接；气囊23，设置在滑杆24和监控箱22之间；以及驱动块25，活动设置在柜体1外且与滑杆24连接，所述驱动块25和移动块20内均设有相遇相吸的磁铁21。

在柜体1周边环境温度升高时，能够在气囊23的热胀冷缩作用下，带动滑杆24如图2所示方向上移，同时带动驱动块25上移，在磁铁21的磁力作用下，能够带动移动块20同步上移，在驱动臂14的作用下，使得封堵盖3沿其铰接处转动，封堵盖3和柜体1之间的角度发生改变时，能够带动活动板6移动，根据温度的不同，到达天窗13位置的通孔12数量不同，从而加快柜体1内部热气流的排出工作，当环境温度达到设定阈值时，所有的通孔12和天窗13重合，电动伸缩杆10工作使得输气座11下移并和通孔12连通，同时制气模块工作产生大量的气体并输入到制冷箱27内，制冷箱27能够对产生的气体进行降温，最终冷气流能够顺着输气座11排入柜体1内，从而对柜内的控制开关进行降温工作，整个装置自动化程度高，能够利用热胀冷缩的原理，实时监控柜体1的外界环境温度变化情况，自动控制柜体1内控制开关产生的热气流的排出速度，同时还能自动控制冷空气的输入工作，能够充分对开关柜内的控制开关进行自适应温度调节保护工作，无需工作人员手动调节，减少了劳动力的投入。

请参阅图1、图2、图3、图6、图7以及图8，作为本申请另一个优选的实施例，所述制气模块包括：制气箱28，设置在柜体1上且位于监控箱22的一侧，所述制气箱28内设有相互连通的储料腔31以及反应腔，所述反应腔上设有一号排气孔34和二号排气孔35，所述一号排气孔34和制冷箱27连通；转盘29，通过驱动轴活动设置在柜体1上，所述转盘29上环布有若干个运料槽30；囊泡32，数量为若干个且填充在储料腔31内，每个囊泡32内填充有水溶液，所述反应腔内填充有若干个反应颗粒，反应颗粒和水接触产生气体，所述柜体1上设有和反应腔连通的针孔36，所述滑杆24上设有和针孔36相适配的针头26；以及活塞33，活动设置在反应腔内且位于一号排气孔34和二号排气孔35之间，所述活塞33和制气箱28弹性连接，活塞33和转盘29之间设有传动单元，活塞33运动时通过传动单元控制转盘29转动。

在本实施例中示例性的，所述传动单元包括齿轮38和齿条37，所述齿轮38活动设置在制气箱28上，齿轮38通过棘轮组39和驱动轴连接，所述齿条37活动设置在制气箱28上且与齿轮38啮合，齿条37和活塞33连接。

需要特别说明的是，所述一号排气孔34的孔径远大于二号排气孔35的孔径，至于一号排气孔34和二号排气孔35的孔径具体大小，在此不做具体限定。

在实际应用时，随着柜体1周围环境的升高，能够使得气囊23膨胀并带动滑杆24以及针头26上移，当外界温度升高到设定阈值时，能够使得针头26插入针孔36内并刺破囊泡32使得囊泡32内的水和反应颗粒（可以为电石，在此不做具体限定）充分接触产生大量的气体，在气压的作用下，能够带动活塞33如图6所示方向上移，大部分气体从一号排气孔34排入制冷箱27内并最终排入柜体1内，极小部分的气体从二号排气孔35排出，当水反应殆尽时，反应腔内的气体能够从二号排气孔35排出，使得活塞33下移，通过设置棘轮组39，能够使得活塞33上移带动齿条37上移时，齿轮38不发生转动，而是在活塞33带动齿条37下移时带动转盘29转动将囊泡32补充到反应腔内并再次被针头26刺破，从而源源不断的水和反应颗粒接触反应，持续不断的产生气体。

请参阅图1-图3，作为本申请另一个优选的实施例，所述移动座7和封堵盖3之间设有触发单元，用于监控封堵盖3的位置并控制制冷箱27的启闭，所述触发单元和制冷箱27电性连接。

在本实施例中示例性的，所述触发单元包括一号导电片8和二号导电片9，所述一号导电片8和二号导电片9分别设置在封堵盖3和移动座7上，所述一号导电片8位于二号导电片9的移动路径上，一号导电片8、二号导电片9以及制冷箱27之间电性连接。

需要特别说明的是，本实施例中并非局限于上述的一号导电片8以及二号导电片9来控制制冷箱27的启闭，还可以采用红外线测距传感器或者激光测距传感器的方式代替，在此不做一一列举。

在驱动臂14控制封堵盖3沿其铰接处转动时，能够使得移动座7相对封堵盖3移动，当柜体1外界的环境温度到达设定阈值时，一号导电片8和二号导电片9之间接触，从而能够触发制冷箱27通电工作，能够对制冷箱27中输出的空气进行降温并转换成冷空气，最终输入到柜体1内对柜体1内部进行降温工作。

请参阅图1-图5，作为本申请另一个优选的实施例，所述驱动臂14上设有混合组件，用于将柜体1内的热空气和冷空气混合，所述混合组件与触发单元电性连接。

在本实施例中示例性的，所述混合组件包括：收卷盘15，活动设置在驱动臂14的一端，驱动臂14上设有动力元件，动力元件的输出端和收卷盘15连接；套座17，活动套设在驱动臂14上，所述套座17通过皮带和收卷盘15连接；转叶18，数量为一组且相对套座17对称布设，所述转叶18通过阻尼轴19和套座17连接，所述驱动臂14上设有与阻尼轴19滑动配合的导轨。

需要特别说明的是，所述动力元件可以为步进电机16或者伺服电机，在本实施例中，所述动力元件优选为步进电机16，步进电机16设置在驱动臂14上且其输出端和收卷盘15连接，至于步进电机16的具体型号可以根据实际情况作出最佳的选择。

在一号导电片8和二号导电片9之间接触时，触发步进电机16通电转动，从而带动收卷盘15转动，收卷盘15对皮带进行收卷工作，从而使得套座17以及转叶18沿着驱动臂14倾斜上移，在阻尼轴19和导轨之间的滑动配合作用下，能够带动转叶18在沿驱动臂14移动的同时发生自转，从而对柜体1内的空气进行搅拌，保证热空气和冷空气之间充分混合，使得不同位置的控制开关周边的温度都相同，从而提高对柜体1内的温度调节效果，此过程中，步进电机16间歇式通电，并且在套座17和转叶18的重力作用下，能够使得套座17以及转叶18沿着驱动臂14往复运动，持续对柜体1的冷、热空气进行混合搅拌工作。

一种基于物联网的智能温控型开关柜的温控方法，包括上述实施例中的开关柜，具体温控方法步骤如下：

S100：在柜体1周边环境温度升高时，气囊23膨胀，带动滑杆24上移，能够带动移动块20同步上移，在驱动臂14的作用下，使得封堵盖3沿其铰接处转动，封堵盖3和柜体1之间的角度发生改变时，能够带动活动板6移动，通孔12和天窗13发生重合；

S200：随着外界环境温度持续升高到设定阈值时，针头26插入针孔36内并刺破囊泡32使得囊泡32内的水和反应颗粒充分接触产生大量的气体，能够带动活塞33上移，大部分气体从一号排气孔34排入制冷箱27内并最终排入柜体1内，极小部分的气体从二号排气孔35排出，活塞33下移时，通过设置棘轮组39，齿轮38单向转动，向反应腔内持续补充囊泡32，持续不断的产生气体，对柜体1内部做降温处理。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能温控型开关柜，包括柜体、若干个万向轮、封堵盖以及开合门，若干个所述万向轮均匀设置在柜体上，封堵盖成“凵”形且一端和柜体铰接，所述开合门活动设置在封堵盖上，所述柜体的底部设有若干个散热孔，另一侧设有天窗，其特征在于，所述开关柜还包括：

活动板，活动设置在柜体上且位于天窗的一侧，所述活动板上成型有若干个通孔，封堵盖上活动设置有与活动板活动连接的移动座，天窗位于通孔的移动路径上；

监控模块，设置在柜体上，用于监控柜体周边环境温度；

调节模块，设置在柜体内且与封堵盖连接，用于调节封堵盖和柜体之间的角度，所述调节模块和监控模块连接，监控模块工作时可控制调节模块同步工作；以及

制气系统，设置在柜体上，所述监控模块监控到环境温度值达到设定阈值时可控制制气系统工作并产生气体；其中

所述制气系统包括：

制气模块，设置在柜体上且位于监控模块的一侧，用于产生气体；

制冷箱，设置在柜体内且与制气模块连通；

输气座，活动设置在柜体上且位于天窗的一侧，所述输气座和制冷箱连通；以及

伸缩元件，数量至少为一个且设置在柜体上，所述伸缩元件的活动端和输气座连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述调节模块包括驱动臂以及移动块，所述移动块活动设置在柜体内，移动块通过驱动臂和封堵盖活动轮连接。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述监控模块包括：

监控箱，设置在柜体上；

滑杆，活动设置在监控箱上且两者弹性连接；

气囊，设置在滑杆和监控箱之间；以及

驱动块，活动设置在柜体外且与滑杆连接，所述驱动块和移动块内均设有相遇相吸的磁铁。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述制气模块包括：

制气箱，设置在柜体上且位于监控箱的一侧，所述制气箱内设有相互连通的储料腔以及反应腔，所述反应腔上设有一号排气孔和二号排气孔，所述一号排气孔和制冷箱连通；

转盘，通过驱动轴活动设置在柜体上，所述转盘上环布有若干个运料槽；

囊泡，数量为若干个且填充在储料腔内，每个囊泡内填充有水溶液，所述反应腔内填充有若干个反应颗粒，反应颗粒和水接触产生气体，所述柜体上设有和反应腔连通的针孔，所述滑杆上设有和针孔相适配的针头；以及

活塞，活动设置在反应腔内且位于一号排气孔和二号排气孔之间，所述活塞和制气箱弹性连接，活塞和转盘之间设有传动单元，活塞运动时通过传动单元控制转盘转动。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述传动单元包括齿轮和齿条，所述齿轮活动设置在制气箱上，齿轮通过棘轮组和驱动轴连接，所述齿条活动设置在制气箱上且与齿轮啮合，齿条和活塞连接。

6.根据权利要求2所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述移动座和封堵盖之间设有触发单元，用于监控封堵盖的位置并控制制冷箱的启闭，所述触发单元和制冷箱电性连接。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述触发单元包括一号导电片和二号导电片，所述一号导电片和二号导电片分别设置在封堵盖和移动座上，所述一号导电片位于二号导电片的移动路径上，一号导电片、二号导电片以及制冷箱之间电性连接。

8.根据权利要求6或7所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述驱动臂上设有混合组件，用于将柜体内的热空气和冷空气混合，所述混合组件与触发单元电性连接。

9.根据权利要求8所述的基于物联网的智能温控型开关柜，其特征在于，所述混合组件包括：

收卷盘，活动设置在驱动臂的一端，驱动臂上设有动力元件，动力元件的输出端和收卷盘连接；

套座，活动套设在驱动臂上，所述套座通过皮带和收卷盘连接；

转叶，数量为一组且相对套座对称布设，所述转叶通过阻尼轴和套座连接，所述驱动臂上设有与阻尼轴滑动配合的导轨。

10.一种基于物联网的智能温控型开关柜的温控方法，其特征在于，包括权利要求5所述的开关柜，具体温控方法步骤如下：

S100：在柜体周边环境温度升高时，气囊膨胀，带动滑杆上移，能够带动移动块同步上移，在驱动臂的作用下，使得封堵盖沿其铰接处转动，封堵盖和柜体之间的角度发生改变时，能够带动活动板移动，通孔和天窗发生重合；

S200：随着外界环境温度持续升高到设定阈值时，针头插入针孔内并刺破囊泡使得囊泡内的水和反应颗粒充分接触产生大量的气体，能够带动活塞上移，大部分气体从一号排气孔排入制冷箱内并最终排入柜体内，极小部分的气体从二号排气孔排出，活塞下移时，通过设置棘轮组，齿轮单向转动，向反应腔内持续补充囊泡，持续不断的产生气体，对柜体内部做降温处理。

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