CN117337005A - 一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，涉及网关设备技术领域，包括平移驱动组件、壳体、风机组件和导流组件，壳体内设有电气板和散热腔，壳体两侧开设有散热格栅，风机组件侧部设有箱体，导流组件转动接于箱体，风机组件与导流组件之间通过联动切换组件相接，平移驱动组件沿壳体的长度方向布设，本发明的优点在于，通过联动切换组件实现风机组件独自对壳体的散热，也可以实现风机组件与导流组件的联动，实现扰流对电气板进行局部高效散热；通过气缸实现了转动部和轴移滑块的轴向位移，进而调整了转动部的啮合状态；通过平移件和转动座实现了风机组件和导流组件在平移过程中的倾角调节，使其气流总趋势对应于散热格栅实现直吹。

Description

一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关

技术领域

本申请涉及网关设备技术领域，特别是涉及一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关。

背景技术

楼宇智慧化管理系统是指利用先进的信息技术和物联网技术，对建筑物内部的设备、能源、安全、环境等进行综合管理和优化的系统。这种系统通过整合各种传感器、控制设备、数据分析平台等技术手段，实现对建筑物运行状态的实时监测、智能控制和高效管理，提升建筑物的运行效率、节能减排以及提升居住或工作环境的舒适度。楼宇智慧化管理系统通过整合各种先进的信息技术和物联网技术，可以实现对建筑物内部设备、能源、安全、环境等方面的智能化管理，提高建筑物的运行效率，节约能源资源，改善居住或办公环境，是建筑物智能化发展的重要组成部分，楼宇智慧化管理系统中边缘计算网关是必不可少的重要组成部分。

边缘计算网关是指在边缘计算架构中用于连接终端设备和云端数据中心的关键设备，它在楼宇边缘计算环境中起着枢纽作用，负责将楼宇终端设备产生的数据传输到云端，同时也可以将云端处理的结果或指令传输回终端设备，进而实现楼宇的智能化管理；边缘计算网关和普通网关在功能和工作环境上存在一些显著的区别：普通网关通常处于云环境中，是设备与云之间的连接桥梁，而边缘计算网关通常部署在设备侧，直接连接楼宇物联网和云服务；边缘计算网关具有更强的数据处理能力，能够执行一定程度的数据预处理、筛选和分析，普通网关更注重数据的转发和路由功能，对数据进行的处理相对较少；边缘计算网关通常具有一定的本地数据存储和缓存功能，可以暂时存储终端设备产生的数据，这是普通网关所不具备的。

现有技术中，边缘计算网关长时间、持续性运行导致其产生过高的运行温度，一般会采用某种固定形式对使用的网关设备进行散热时，但采用固定形式对网关设备进行散热，便会导致该网关设备的使用效果较差，边缘计算网关在长时间高温环境下，散热不良会导致芯片、内部电子元件温度过高，从而影响其工作频率和运行速度，使得数据处理能力下降，甚至出现性能不足的情况，同时散热不良可能导致边缘计算网关工作温度过高，造成设备内部元器件的老化加剧，例如电解电容器、电阻器等易受高温影响的元件寿命缩短，这会降低设备的稳定性和可靠性，增加设备故障的风险，还会缩短设备的使用寿命，增加维护成本和更换成本。

发明内容

本发明涉及到一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，本发明解决上述问题的具体实施方式如下：

一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，包括：

壳体，壳体内设有用于安装元器件的电气板和散热腔，壳体两侧开设有向外导通的散热格栅；

设于散热腔内的风机组件和导流组件，风机组件侧部设有用于安装联动切换组件的箱体，导流组件转动接于箱体，且风机组件与导流组件之间通过联动切换组件相接，联动切换组件通过其传动轴的轴向移动调整风机组件与导流组件之间的联动状态，通过导流组件的定期翻动对风机组件的气流风道产生扰动，以提高对元器件的散热效果；

设于散热腔内的平移驱动组件，其沿壳体的长度方向布设，且其驱动端接于箱体和风机组件组成的一体结构，用于驱动风机组件调整吹风位置。

基于以上技术方案，在导流组件未参与扰动时，风机组件对壳体内部进行散热，当导流组件参与扰动时，风向发生变化，其针对于电气板进行局部散热，平移驱动组件提高了对电气板的散热范围，且驱动导流组件参与扰动的转动动力源来自于同一个电机，在无驱动力作用下导流组件的倾角受拨叉锁定；楼宇智慧化管理系统包括建筑设备管理模块、信息通讯模块和公共安全模块，在建筑设备管理模块和公共安全模块的应用中，在环境检测单元需要用到边缘计算网关进行无线温度检测终端、无线空气质量检测终端和通过485转换终端与水质检测终端的电性连接，在消防管网单元中也会用到边缘计算网关进行喷淋泵、消防泵、喷淋末端、消防栓和消防水箱的电性连接，当然在楼宇智慧化管理系统中也存在边缘计算网关的其他应用。

可选的，风机组件包括设于箱体侧部的两块固定板，两固定板之间通过U形罩体环绕成密闭的装配空间，装配空间内设有第二电机，其动力输出端向下竖向同轴设有主动齿轮和扇叶；联动切换组件包括转动部，其由连杆及分别设于连杆两端的第一斜齿轮和第二斜齿轮构成，且第一斜齿轮与主动齿轮之间为活动状态的啮合连接。

可选的，箱体为内部空腔结构，其分为可拆分的第一箱体和第二箱体，第一箱体与联动切换组件相接，第二箱体转动接于导流组件；联动切换组件还包括轴移滑块和导向滑块，连杆与轴移滑块转动连为一体，导向滑块侧部接于安装在第一箱体上气缸的气臂端，轴移滑块横向滑动接于第一箱体内侧，导向滑块与第一箱体内侧纵向滑动相接，且第一箱体与轴移滑块之间设有复位弹簧。

可选的，导向滑块与轴移滑块相抵接，轴移滑块的抵接面处设有V形凹槽，导向滑块的抵接面处设有V形凸起，且轴移滑块设有延伸板，其与第一箱体内侧的倒钩结构之间形成有复位弹簧的安装空间；导向滑块沿其滑动方向开设有腰形通槽，连杆轴向穿过腰形通槽，且其周身与腰形通槽滑动连接。

基于以上技术方案，气缸收回气臂后轴移滑块向外推出，进而第一斜齿轮与主动齿轮之间脱接，仅进行扇叶转动；反之气缸推出气臂，同时在复位弹簧的作用下轴移滑块复位，使得两者重新啮合。

可选的，导流组件包括两根长杆部，两者一端共同接有导流块，两者另一端转动接于第二箱体；任一长杆部穿入转动中心并同轴设有环状行星罩，另一长杆部外端面处设有弧向锯齿，且第二箱体侧部竖向设有拨叉，拨叉与弧向锯齿相啮合。

可选的，第二箱体内侧设有多个固定轴，固定轴端部接有传动齿轮；环状行星罩内侧沿周向等距开设有与固定轴同等数量个弧向导槽，固定轴轴向穿过且滑动接于弧向导槽，传动齿轮啮合于环状行星罩的内齿环。

可选的，第二斜齿轮与传动齿轮之间为活动状态的啮合连接，且传动齿轮的齿厚大于内齿环的齿厚；导流块表面设有用于向两侧导流的弧形槽。

基于以上技术方案，传动齿轮由于齿厚大，其同时啮合于第二斜齿轮和环状行星罩的内齿环；弧向锯齿在无外部驱动力的情况下无法脱离拨叉的啮合，拨叉为弹性部件，由于其具有一定硬度，故可以实现导流组件的倾角锁定。

可选的，平移驱动组件为丝杠结构，其包括第一电机和并列布设的螺纹杆和导向杆，螺纹杆的端部接于第一电机的输出端。

基于以上技术方案，平移驱动组件为丝杠结构，也可以采用其他常规的驱动方式，如直线电机等结构。

可选的，平移驱动组件所驱动的结构有两种应用方式，分别为：

其一，第二箱体上设有与螺纹杆丝接的螺孔和与导向杆滑动连接的导孔，第一电机仅控制风机组件和导流组件的直线移动。

其二，还包括平移件和与平移件转动连接的转动座，转动座接于第一箱体和第二箱体的顶部，平移件包括平移座体，其底部设有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，且第一齿轮与平移件和转动座的转动中心同轴；平移驱动组件还包括与导向杆同向布设的锯齿板，锯齿板与第二齿轮相啮合，在平移件和转动座的作用下，第一电机除了控制风机组件和导流组件的直线移动，还控制两者在移动过程中的倾角变化。

综上，本申请包括以下有益技术效果：

1.本发明通过联动切换组件可以实现风机组件独自对壳体的散热，同时也可以实现风机组件与导流组件的联动，实现扰流对电气板进行局部高效散热；

2、本发明结构简单，通过气缸实现了转动部和轴移滑块的轴向位移，进而调整了转动部的啮合状态，利用复位弹簧可以实现转动部的复位；

3、本发明中通过平移件和转动座实现了风机组件和导流组件在平移过程中的倾角调节，使其气流总趋势对应于散热格栅实现直吹，提高了散热效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明结构的爆炸示意图；

图3是本发明图2中部分结构的放大图；

图4是本发明剖视后导流组件不同状态下的示意图；

图5是本发明中风机组件和箱体的结构示意图一；

图6是本发明中风机组件和箱体的结构示意图二；

图7是本发明中风机组件和箱体在导流组件不同状态下的侧视示意图；

图8是本发明图6中除去U形罩体后的结构示意图；

图9是本发明图8的剖面结构示意图；

图10是本发明中导流组件和第二箱体的结构示意图；

图11是本发明中导流组件的结构示意图；

图12是本发明中联动切换组件的结构示意图；

图13是本发明中联动切换组件结构的剖面图；

图14是本发明中联动切换组件爆炸后的结构示意图；

图15是本发明在第一状态下联动切换组件结构的剖面图；

图16是本发明在第二状态下联动切换组件结构的剖面图；

图17是本发明中导流组件、第二箱体和联动切换组件的连接结构示意图；

图18是本发明图17中结构的剖面图；

图19是本发明变形应用后启动后的部分结构示意图；

图20是本发明变形应用后风机组件在不同状态下的结构示意图；

图21是本发明变形应用后平移件和转动座结构的剖面图；

图22是本发明在楼宇智能化管理系统中的应用的流程示意图。

附图标记说明：

1、壳体，2、平移驱动组件，3、风机组件，4、导流组件，5、第一箱体，6、第二箱体，7、联动切换组件，8、平移件，9、转动座，10、元器件；11、拨叉，101、散热格栅，102、前面板，103、电气板，201、螺纹杆，202、导向杆，203、第一电机，204、锯齿板，301、U形罩体，302、扇叶，303、第二电机，304、主动齿轮，401、长杆部，402、导流块，403、弧向锯齿，404、环状行星罩，405、弧形槽，4041、内齿环，4042、弧向导槽，601、螺孔，602、导孔，603、传动齿轮，604、固定轴，701、转动部，702、气缸，703、导向滑块，704、轴移滑块，705、复位弹簧，7011、第一斜齿轮，7012、连杆，7013、第二斜齿轮，7031、腰形通槽，7032、V形凸起，7041、V形凹槽，7402、延伸板，801、平移座体，802、第一齿轮，803、第二齿轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下结合附图1-22对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关。

实施例1

参照图1至图18，本实施例公开了一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，包括壳体1、风机组件3和导流组件4，壳体1内设有用于安装元器件10的电气板103和散热腔，壳体1两侧开设有向外导通的散热格栅101，风机组件3侧部设有用于安装联动切换组件7的第一箱体5和第二箱体6，风机组件3与导流组件4之间通过联动切换组件7相接，本结构中第一箱体5与联动切换组件7相接，第二箱体6转动接于导流组件4，联动切换组件7通过其传动轴的轴向移动调整风机组件3与导流组件4之间的联动状态。

壳体1正面设有可拆卸的前面板102，本结构中通过前面板102实现元器件10和电气板103的日常维护和维修，使用时壳体1直接以挂载的方式安装在设备间里的导轨上。

风机组件3包括设于箱体侧部的两块固定板，两固定板之间通过U形罩体301环绕成密闭的装配空间，装配空间内设有第二电机303，其动力输出端向下竖向同轴设有主动齿轮304和扇叶302；联动切换组件7包括转动部701，其由连杆7012及分别设于连杆7012两端的第一斜齿轮7011和第二斜齿轮7013构成，且第一斜齿轮7011与主动齿轮304之间为活动状态的啮合连接，本结构中连杆7012与轴移滑块704转动连为一体，导向滑块703侧部接于安装在第一箱体5上气缸702的气臂端，轴移滑块704横向滑动接于第一箱体5内侧，导向滑块703与第一箱体5内侧纵向滑动相接，且第一箱体5与轴移滑块704之间设有复位弹簧705。

导向滑块703与轴移滑块704相抵接，轴移滑块704的抵接面处设有V形凹槽7041，导向滑块703的抵接面处设有V形凸起7032，且轴移滑块704设有延伸板7042，其与第一箱体5内侧的倒钩结构之间形成有复位弹簧705的安装空间，本结构中导向滑块703沿其滑动方向开设有腰形通槽7031，连杆7012轴向穿过腰形通槽7031，且其周身与腰形通槽7031滑动连接。

导流组件4包括两根长杆部401，两者一端共同接有导流块402，两者另一端转动接于第二箱体6，任一长杆部401穿入转动中心并同轴设有环状行星罩404，另一长杆部401外端面处设有弧向锯齿403，且第二箱体6侧部竖向设有拨叉11，拨叉11与弧向锯齿403相啮合，本结构中导流块402表面设有用于向两侧导流的弧形槽405，通过导流组件4的定期翻动对风机组件3的气流风道产生侧向指向与电气板103的扰动，弧形槽405对气流风道产生侧向指向于两散热格栅101方向的导流。

第二箱体6内侧设有三个固定轴604，固定轴604端部接有传动齿轮603，环状行星罩404内侧沿周向等距开设有与固定轴604同等数量个弧向导槽4042，固定轴604轴向穿过且滑动接于弧向导槽4042，传动齿轮603啮合于环状行星罩404的内齿环4041,本结构中第二斜齿轮7013与传动齿轮603之间为活动状态的啮合连接，且传动齿轮603的齿厚大于内齿环4041的齿厚，三个弧向导槽4042的弧向角度小于120°，进而环状行星罩404仅能实现120°以内的角度调整，实际上导流块402的移动角度不超过90°。

具体的实时过程为；当风机组件3仅对壳体1进行散热时，气缸702收缩气臂致使导向滑块703收缩；此时复位弹簧705被压缩，转动部701和轴移滑块704向远离风机组件3一侧移动；该状态下，第一斜齿轮7011与主动齿轮304、第二斜齿轮7013与传动齿轮603均处于脱齿状态。

当风机组件3对电气板103进行局部强化散热时，气缸702伸出气臂致使导向滑块703推出；此时复位弹簧705复位，转动部701和轴移滑块704向靠近风机组件3一侧移动；该状态下，第一斜齿轮7011与主动齿轮304、第二斜齿轮7013与传动齿轮603均处于啮合状态；第二电机303为伺服电机，其缓慢转动致使导流块402发生靠近于扇叶302方向的转动；转动至指定角度后，气缸702收回，转动部701继续脱齿，在拨叉11与弧向锯齿403的结合下，导流块402保持该倾角，第二电机303转动使得气流对电气板103进行局部强化散热；散热结束后，气缸702重新接入，对拨叉11进行解锁，使得导流块402回归竖向状态。

实施例2

参照图1至图3，基于上述实施例，本实施例公开了一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，还包括设于散热腔内的平移驱动组件2，其沿壳体1的长度方向布设，本结构中平移驱动组件2为丝杠结构，其包括第一电机203和并列布设的螺纹杆201和导向杆202，螺纹杆201的端部接于第一电机203的输出端，第二箱体6上设有与螺纹杆201丝接的螺孔601和与导向杆202滑动连接的导孔602，通过平移驱动组件2实现了风机组件3和导流组件4的直线移动。

实施例3

参照图19至图21，基于实施例1，本实施例公开了一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，还包括平移驱动组件2、平移件8和与平移件8转动连接的转动座9，转动座9接于第一箱体5和第二箱体6的顶部，平移驱动组件2为丝杠结构，其包括第一电机203和并列布设的螺纹杆201和导向杆202，螺纹杆201的端部接于第一电机203的输出端，本结构中平移件8包括平移座体801，其底部设有相互啮合的第一齿轮802和第二齿轮803，且第一齿轮802与平移件8和转动座9的转动中心同轴，平移驱动组件2还包括与导向杆202同向布设的锯齿板204，锯齿板204与第二齿轮803相啮合

具体的实时过程为：结合图20，当第一电机203控制平移件8移动至壳体1左端时，期间在锯齿板204、第二齿轮803和第一齿轮802的传动作用下，第一箱体5和第二箱体6发生倾斜，使得位于左侧的风机组件3倾角指向于右侧的散热格栅101；反之，当第一电机203控制平移件8移动至壳体1右端时，使得位于右侧的风机组件3倾角指向于左侧的散热格栅101；当第一电机203控制平移件8移动至壳体1中间位置时，风机组件3竖向向下往两边散风。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)内设有用于安装元器件(10)的电气板(103)和散热腔，所述壳体(1)两侧开设有向外导通的散热格栅(101)；

设于散热腔内的风机组件(3)和导流组件(4)，所述风机组件(3)侧部设有用于安装联动切换组件(7)的箱体，所述导流组件(4)转动接于箱体，且所述风机组件(3)与所述导流组件(4)之间通过所述联动切换组件(7)相接，所述联动切换组件(7)通过其传动轴的轴向移动调整所述风机组件(3)与所述导流组件(4)之间的联动状态，通过所述导流组件(4)的定期翻动对所述风机组件(3)的气流风道产生扰动，以提高对元器件(10)的散热效果；

设于散热腔内的平移驱动组件(2)，其沿所述壳体(1)的长度方向布设，且其驱动端接于箱体和所述风机组件(3)组成的一体结构，用于驱动所述风机组件(3)调整吹风位置。

2.根据权利要求1所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，所述风机组件(3)包括设于箱体侧部的两块固定板，两固定板之间通过U形罩体(301)环绕成密闭的装配空间，装配空间内设有第二电机(303)，其动力输出端向下竖向同轴设有主动齿轮(304)和扇叶(302)；

所述联动切换组件(7)包括转动部(701)，其由连杆(7012)及分别设于所述连杆(7012)两端的第一斜齿轮(7011)和第二斜齿轮(7013)构成，且所述第一斜齿轮(7011)与所述主动齿轮(304)之间为活动状态的啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，箱体为内部空腔结构，其分为可拆分的第一箱体(5)和第二箱体(6)，所述第一箱体(5)与所述联动切换组件(7)相接，所述第二箱体(6)转动接于导流组件(4)；

所述联动切换组件(7)还包括轴移滑块(704)和导向滑块(703)，所述连杆(7012)与所述轴移滑块(704)转动连为一体，所述导向滑块(703)侧部接于安装在所述第一箱体(5)上气缸(702)的气臂端，所述轴移滑块(704)横向滑动接于所述第一箱体(5)内侧，所述导向滑块(703)与所述第一箱体(5)内侧纵向滑动相接，且所述第一箱体(5)与所述轴移滑块(704)之间设有复位弹簧(705)。

4.根据权利要求3所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，所述导向滑块(703)与所述轴移滑块(704)相抵接，所述轴移滑块(704)的抵接面处设有V形凹槽(7041)，所述导向滑块(703)的抵接面处设有V形凸起(7032)，且所述轴移滑块(704)设有延伸板(7042)，其与所述第一箱体(5)内侧的倒钩结构之间形成有所述复位弹簧(705)的安装空间；

所述导向滑块(703)沿其滑动方向开设有腰形通槽(7031)，所述连杆(7012)轴向穿过所述腰形通槽(7031)，且其周身与所述腰形通槽(7031)滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，所述导流组件(4)包括两根长杆部(401)，两者一端共同接有导流块(402)，两者另一端转动接于所述第二箱体(6)；

任一所述长杆部(401)穿入转动中心并同轴设有环状行星罩(404)，另一所述长杆部(401)外端面处设有弧向锯齿(403)，且所述第二箱体(6)侧部竖向设有拨叉(11)，所述拨叉(11)与所述弧向锯齿(403)相啮合。

6.根据权利要求5所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，所述第二箱体(6)内侧设有多个固定轴(604)，所述固定轴(604)端部接有传动齿轮(603)；

所述环状行星罩(404)内侧沿周向等距开设有与所述固定轴(604)同等数量个弧向导槽(4042)，所述固定轴(604)轴向穿过且滑动接于所述弧向导槽(4042)，所述传动齿轮(603)啮合于所述环状行星罩(404)的内齿环(4041)。

7.根据权利要求6所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，所述第二斜齿轮(7013)与所述传动齿轮(603)之间为活动状态的啮合连接，且所述传动齿轮(603)的齿厚大于所述内齿环(4041)的齿厚；

所述导流块(402)表面设有用于向两侧导流的弧形槽(405)。

8.根据权利要求7所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，所述平移驱动组件(2)为丝杠结构，其包括第一电机(203)和并列布设的螺纹杆(201)和导向杆(202)，所述螺纹杆(201)的端部接于所述第一电机(203)的输出端。

9.根据权利要求8所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，所述第二箱体(6)上设有与所述螺纹杆(201)丝接的螺孔(601)和与所述导向杆(202)滑动连接的导孔(602)。

10.根据权利要求8所述的一种楼宇智能化管理系统的边缘计算网关，其特征在于，还包括平移件(8)和与所述平移件(8)转动连接的转动座(9)，转动座(9)接于所述第一箱体(5)和所述第二箱体(6)的顶部，所述平移件(8)包括平移座体(801)，其底部设有相互啮合的第一齿轮(802)和第二齿轮(803)，且所述第一齿轮(802)与所述平移件(8)和所述转动座(9)的转动中心同轴；

所述平移驱动组件(2)还包括与所述导向杆(202)同向布设的锯齿板(204)，所述锯齿板(204)与所述第二齿轮(803)相啮合。