一種基於水浸傳感器的實時嵌入式防淹井蓋控制裝置的製作方法
2023-04-24 05:24:57
本實用新型涉及一種基於水浸傳感器的實時嵌入式防淹井蓋控制裝置，屬於排水設施技術領域。
背景技術：
由於我國部分城市地區夏季雨水量大，城市地下排水系統不能滿足排水需求，常常發生道路積水問題，嚴重影響了車輛和行人的正常通行，給人們的工作和生活帶來諸多不便。本實用新型由雲南省應用基礎研究計劃重點項目（2014FA029）資助研究，通過結合水浸傳感器，設計一種能夠根據地面水量實時自動開閉的嵌入式防淹水井蓋控制裝置成為了行之有效的解決方案。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題是：本實用新型提供一種基於水浸傳感器的實時嵌入式防淹井蓋控制裝置，以用於解決雨天道路排水不及時造成的路面積水問題。
本實用新型技術方案是：一種基於水浸傳感器的實時嵌入式防淹井蓋控制裝置，包括上層井蓋1、下層井蓋2、驅動裝置3；所述驅動裝置3包括水浸傳感器4、步進電機5、驅動杆7、軸承8、蓄電池9和控制器11；所述水浸傳感器4包括水浸感應電纜、轉換電路、信號線和防水的外殼；
所述驅動杆7將上層井蓋1和下層井蓋2串聯在一起，頂部有一個軸承8，使其能夠連接上層井蓋1且自由轉動，中間與下層井蓋2固定在一起，從而帶動下層井蓋2進行轉動，底部與驅動裝置3的步進電機5相連，步進電機5與蓄電池9相連，所述驅動裝置3和水浸傳感器4均位於下層井蓋2下方，且水浸傳感器4位於下層井蓋2邊緣處，水浸傳感器4與控制器11的信號線接口10相連接。
進一步的，所述驅動裝置3的步進電機5外側設有防水外殼6。
進一步的，所述上層井蓋1可以採用一個直徑800mm的圓形鑄鐵井蓋，厚度為70mm，等分成16個扇形區域，每個扇形區域又等分成左右兩半，左側的扇形為鏤空區域1.1；
所述下層井蓋2可以採用一個直徑700mm的圓形複合井蓋，厚度為50mm，同樣等分成16個扇形區域，每個扇形區域又等分成左右兩半，右側的扇形區域鏤空。
進一步的，所述水浸傳感器4可以採用VEC-100型線式水浸傳感器，輸入形式為VEC10水浸感應電纜，輸出形式為幹接點，平時輸出開路，浸水時輸出短路，阻抗小於50Ω，其外殼防水。所述驅動杆7可以採用長為100mm，直徑為30mm；
所述驅動裝置3和水浸傳感器4均位於下層井蓋2下方，且水浸傳感器4位於下層井蓋2邊緣處，一旦路面形成積水並開始沿井蓋邊緣縫隙緩慢向下滲，水浸傳感器4的水浸感應電纜能夠迅速感應到並做出反應。
所述步進電機5由12V的蓄電池9供電，能夠帶動驅動杆7向正反兩個方向轉動11.25度。
所述控制器11包含一個單片機控制電路，在接收到來自水浸傳感器4的浸水信號後，控制步進電機5帶動驅動杆7從而帶動下層井蓋2順時針轉動11.25度，使下層井蓋2上的空隙與上層井蓋1上的空隙重合，從而讓路面上的積水流下。當浸水警報解除後，控制步進電機5帶動驅動杆7從而帶動下層井蓋2逆時針轉動11.25度，使下層井蓋2上的空隙與上層井蓋1上的非空隙部分重合，從而阻止灰塵，雜物等落入下水道中。
本實用新型的工作原理是：待機時，上層井蓋與下層井蓋的扇形鏤空區域完全交叉，形成一個完整的圓形井蓋，遮擋住地下排水系統，當路面積水足夠沿排水管道井蓋向下滲透至二層井蓋下方時，說明積水量已經較大，有可能引起道路淹水，阻礙交通。此時被VEC-100型線式水浸傳感器的水浸感應電纜感應到，傳感器輸出短路信號給驅動裝置的控制器（可以採用單片機）。驅動裝置接收到信號後，由單片機控制步進電機使驅動杆轉動，從而帶動下層井蓋順時針轉動11.25度（此處的單片機控制步進電機轉動技術屬常規技術），令上下兩層井蓋的扇形鏤空區域完全重合，從而達到排水的目的。當浸水報警解除後，傳感器輸出開路信號給驅動裝置，驅動裝置接收到信號後，由單片機控制步進電機使驅動杆轉動，從而帶動下層井蓋逆時針轉動11.25度（此處的單片機控制步進電機轉動技術屬常規技術），令上下兩層井蓋的扇形鏤空區域完全分開，從而達到關閉井蓋，防止灰塵雜物等進入地下排水系統的目的。
本實用新型的有益效果是：此裝置結構簡單，安裝便捷，易於實現，節約人力物力，通過合理的構成及構成之間的連接，在使用過程中能夠有效實現雨天及時打開井蓋，疏通積水，防止道路淹水的功能，尤其適用於夏季雨水較多，易內澇的地區。
附圖說明
圖1為本實用新型的結構示意圖；
圖2為本實用新型的橫截面結構示意圖；
圖3為本實用新型的井蓋部分俯視圖。
圖1-3中各標號：1-上層井蓋，1.1-鏤空區域，2-下層井蓋，3-驅動裝置，4-水浸傳感器，5-步進電機，6-防水外殼，7-驅動杆，8-軸承，9-蓄電池，10-信號線接口，11-控制器。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型作進一步說明。
實施例1：如圖1-3所示，一種基於水浸傳感器的實時嵌入式防淹井蓋控制裝置，包括上層井蓋1、下層井蓋2、驅動裝置3；所述驅動裝置3包括水浸傳感器4、步進電機5、驅動杆7、軸承8、蓄電池9和控制器11；所述水浸傳感器4包括水浸感應電纜、轉換電路、信號線和防水的外殼；
所述驅動杆7將上層井蓋1和下層井蓋2串聯在一起，頂部有一個軸承8，使其能夠連接上層井蓋1且自由轉動，中間與下層井蓋2固定在一起，從而帶動下層井蓋2進行轉動，底部與驅動裝置3的步進電機5相連，步進電機5與蓄電池9相連，所述驅動裝置3和水浸傳感器4均位於下層井蓋2下方，且水浸傳感器4位於下層井蓋2邊緣處，水浸傳感器4與控制器11的信號線接口10相連接。
進一步的，所述驅動裝置3的步進電機5外側設有防水外殼6。
實施例2：如圖1-3所示，一種基於水浸傳感器的實時嵌入式防淹井蓋控制裝置，包括上層井蓋1、下層井蓋2、驅動裝置3；所述驅動裝置3包括水浸傳感器4、步進電機5、驅動杆7、軸承8、蓄電池9和控制器11；所述水浸傳感器4包括水浸感應電纜、轉換電路、信號線和防水的外殼；
所述驅動杆7將上層井蓋1和下層井蓋2串聯在一起，頂部有一個軸承8，使其能夠連接上層井蓋1且自由轉動，中間與下層井蓋2固定在一起，從而帶動下層井蓋2進行轉動，底部與驅動裝置3的步進電機5相連，步進電機5與蓄電池9相連，所述驅動裝置3和水浸傳感器4均位於下層井蓋2下方，且水浸傳感器4位於下層井蓋2邊緣處，水浸傳感器4與控制器11的信號線接口10相連接。
進一步的，所述驅動裝置3的步進電機5外側設有防水外殼6。
進一步的，所述上層井蓋1可以採用一個直徑800mm的圓形鑄鐵井蓋，厚度為70mm，等分成16個扇形區域，每個扇形區域又等分成左右兩半，左側的扇形為鏤空區域1.1；
所述下層井蓋2可以採用一個直徑700mm的圓形複合井蓋，厚度為50mm，同樣等分成16個扇形區域，每個扇形區域又等分成左右兩半，右側的扇形區域鏤空。
實施例3：如圖1-3所示，一種基於水浸傳感器的實時嵌入式防淹井蓋控制裝置，包括上層井蓋1、下層井蓋2、驅動裝置3；所述驅動裝置3包括水浸傳感器4、步進電機5、驅動杆7、軸承8、蓄電池9和控制器11；所述水浸傳感器4包括水浸感應電纜、轉換電路、信號線和防水的外殼；
所述驅動杆7將上層井蓋1和下層井蓋2串聯在一起，頂部有一個軸承8，使其能夠連接上層井蓋1且自由轉動，中間與下層井蓋2固定在一起，從而帶動下層井蓋2進行轉動，底部與驅動裝置3的步進電機5相連，步進電機5與蓄電池9相連，所述驅動裝置3和水浸傳感器4均位於下層井蓋2下方，且水浸傳感器4位於下層井蓋2邊緣處，水浸傳感器4與控制器11的信號線接口10相連接。
進一步的，所述驅動裝置3的步進電機5外側設有防水外殼6。
進一步的，所述上層井蓋1可以採用一個直徑800mm的圓形鑄鐵井蓋，厚度為70mm，等分成16個扇形區域，每個扇形區域又等分成左右兩半，左側的扇形為鏤空區域1.1；
所述下層井蓋2可以採用一個直徑700mm的圓形複合井蓋，厚度為50mm，同樣等分成16個扇形區域，每個扇形區域又等分成左右兩半，右側的扇形區域鏤空。
進一步的，所述水浸傳感器4可以採用VEC-100型線式水浸傳感器，輸入形式為VEC10水浸感應電纜，輸出形式為幹接點，平時輸出開路，浸水時輸出短路，阻抗小於50Ω，其外殼防水。所述驅動杆7可以採用長為100mm，直徑為30mm。
上面結合附圖對本實用新型的具體實施例作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。