一种基于水浸传感器的实时嵌入式防淹井盖控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于水浸传感器的实时嵌入式防淹井盖控制装置，属于排水设施技术领域。

背景技术：

由于我国部分城市地区夏季雨水量大，城市地下排水系统不能满足排水需求，常常发生道路积水问题，严重影响了车辆和行人的正常通行，给人们的工作和生活带来诸多不便。本实用新型由云南省应用基础研究计划重点项目（2014FA029）资助研究，通过结合水浸传感器，设计一种能够根据地面水量实时自动开闭的嵌入式防淹水井盖控制装置成为了行之有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种基于水浸传感器的实时嵌入式防淹井盖控制装置，以用于解决雨天道路排水不及时造成的路面积水问题。

本实用新型技术方案是：一种基于水浸传感器的实时嵌入式防淹井盖控制装置，包括上层井盖1、下层井盖2、驱动装置3；所述驱动装置3包括水浸传感器4、步进电机5、驱动杆7、轴承8、蓄电池9和控制器11；所述水浸传感器4包括水浸感应电缆、转换电路、信号线和防水的外壳；

所述驱动杆7将上层井盖1和下层井盖2串联在一起，顶部有一个轴承8，使其能够连接上层井盖1且自由转动，中间与下层井盖2固定在一起，从而带动下层井盖2进行转动，底部与驱动装置3的步进电机5相连，步进电机5与蓄电池9相连，所述驱动装置3和水浸传感器4均位于下层井盖2下方，且水浸传感器4位于下层井盖2边缘处，水浸传感器4与控制器11的信号线接口10相连接。

进一步的，所述驱动装置3的步进电机5外侧设有防水外壳6。

进一步的，所述上层井盖1可以采用一个直径800mm的圆形铸铁井盖，厚度为70mm，等分成16个扇形区域，每个扇形区域又等分成左右两半，左侧的扇形为镂空区域1.1；

所述下层井盖2可以采用一个直径700mm的圆形复合井盖，厚度为50mm，同样等分成16个扇形区域，每个扇形区域又等分成左右两半，右侧的扇形区域镂空。

进一步的，所述水浸传感器4可以采用VEC-100型线式水浸传感器，输入形式为VEC10水浸感应电缆，输出形式为干接点，平时输出开路，浸水时输出短路，阻抗小于50Ω，其外壳防水。所述驱动杆7可以采用长为100mm，直径为30mm；

所述驱动装置3和水浸传感器4均位于下层井盖2下方，且水浸传感器4位于下层井盖2边缘处，一旦路面形成积水并开始沿井盖边缘缝隙缓慢向下渗，水浸传感器4的水浸感应电缆能够迅速感应到并做出反应。

所述步进电机5由12V的蓄电池9供电，能够带动驱动杆7向正反两个方向转动11.25度。

所述控制器11包含一个单片机控制电路，在接收到来自水浸传感器4的浸水信号后，控制步进电机5带动驱动杆7从而带动下层井盖2顺时针转动11.25度，使下层井盖2上的空隙与上层井盖1上的空隙重合，从而让路面上的积水流下。当浸水警报解除后，控制步进电机5带动驱动杆7从而带动下层井盖2逆时针转动11.25度，使下层井盖2上的空隙与上层井盖1上的非空隙部分重合，从而阻止灰尘，杂物等落入下水道中。

本实用新型的工作原理是：待机时，上层井盖与下层井盖的扇形镂空区域完全交叉，形成一个完整的圆形井盖，遮挡住地下排水系统，当路面积水足够沿排水管道井盖向下渗透至二层井盖下方时，说明积水量已经较大，有可能引起道路淹水，阻碍交通。此时被VEC-100型线式水浸传感器的水浸感应电缆感应到，传感器输出短路信号给驱动装置的控制器（可以采用单片机）。驱动装置接收到信号后，由单片机控制步进电机使驱动杆转动，从而带动下层井盖顺时针转动11.25度（此处的单片机控制步进电机转动技术属常规技术），令上下两层井盖的扇形镂空区域完全重合，从而达到排水的目的。当浸水报警解除后，传感器输出开路信号给驱动装置，驱动装置接收到信号后，由单片机控制步进电机使驱动杆转动，从而带动下层井盖逆时针转动11.25度（此处的单片机控制步进电机转动技术属常规技术），令上下两层井盖的扇形镂空区域完全分开，从而达到关闭井盖，防止灰尘杂物等进入地下排水系统的目的。

本实用新型的有益效果是：此装置结构简单，安装便捷，易于实现，节约人力物力，通过合理的构成及构成之间的连接，在使用过程中能够有效实现雨天及时打开井盖，疏通积水，防止道路淹水的功能，尤其适用于夏季雨水较多，易内涝的地区。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的横截面结构示意图；

图3为本实用新型的井盖部分俯视图。

图1-3中各标号：1-上层井盖，1.1-镂空区域，2-下层井盖，3-驱动装置，4-水浸传感器，5-步进电机，6-防水外壳，7-驱动杆，8-轴承，9-蓄电池，10-信号线接口，11-控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如图1-3所示，一种基于水浸传感器的实时嵌入式防淹井盖控制装置，包括上层井盖1、下层井盖2、驱动装置3；所述驱动装置3包括水浸传感器4、步进电机5、驱动杆7、轴承8、蓄电池9和控制器11；所述水浸传感器4包括水浸感应电缆、转换电路、信号线和防水的外壳；

所述驱动杆7将上层井盖1和下层井盖2串联在一起，顶部有一个轴承8，使其能够连接上层井盖1且自由转动，中间与下层井盖2固定在一起，从而带动下层井盖2进行转动，底部与驱动装置3的步进电机5相连，步进电机5与蓄电池9相连，所述驱动装置3和水浸传感器4均位于下层井盖2下方，且水浸传感器4位于下层井盖2边缘处，水浸传感器4与控制器11的信号线接口10相连接。

进一步的，所述驱动装置3的步进电机5外侧设有防水外壳6。

实施例2：如图1-3所示，一种基于水浸传感器的实时嵌入式防淹井盖控制装置，包括上层井盖1、下层井盖2、驱动装置3；所述驱动装置3包括水浸传感器4、步进电机5、驱动杆7、轴承8、蓄电池9和控制器11；所述水浸传感器4包括水浸感应电缆、转换电路、信号线和防水的外壳；

所述驱动杆7将上层井盖1和下层井盖2串联在一起，顶部有一个轴承8，使其能够连接上层井盖1且自由转动，中间与下层井盖2固定在一起，从而带动下层井盖2进行转动，底部与驱动装置3的步进电机5相连，步进电机5与蓄电池9相连，所述驱动装置3和水浸传感器4均位于下层井盖2下方，且水浸传感器4位于下层井盖2边缘处，水浸传感器4与控制器11的信号线接口10相连接。

进一步的，所述驱动装置3的步进电机5外侧设有防水外壳6。

进一步的，所述上层井盖1可以采用一个直径800mm的圆形铸铁井盖，厚度为70mm，等分成16个扇形区域，每个扇形区域又等分成左右两半，左侧的扇形为镂空区域1.1；

所述下层井盖2可以采用一个直径700mm的圆形复合井盖，厚度为50mm，同样等分成16个扇形区域，每个扇形区域又等分成左右两半，右侧的扇形区域镂空。

实施例3：如图1-3所示，一种基于水浸传感器的实时嵌入式防淹井盖控制装置，包括上层井盖1、下层井盖2、驱动装置3；所述驱动装置3包括水浸传感器4、步进电机5、驱动杆7、轴承8、蓄电池9和控制器11；所述水浸传感器4包括水浸感应电缆、转换电路、信号线和防水的外壳；

所述驱动杆7将上层井盖1和下层井盖2串联在一起，顶部有一个轴承8，使其能够连接上层井盖1且自由转动，中间与下层井盖2固定在一起，从而带动下层井盖2进行转动，底部与驱动装置3的步进电机5相连，步进电机5与蓄电池9相连，所述驱动装置3和水浸传感器4均位于下层井盖2下方，且水浸传感器4位于下层井盖2边缘处，水浸传感器4与控制器11的信号线接口10相连接。

进一步的，所述驱动装置3的步进电机5外侧设有防水外壳6。

进一步的，所述上层井盖1可以采用一个直径800mm的圆形铸铁井盖，厚度为70mm，等分成16个扇形区域，每个扇形区域又等分成左右两半，左侧的扇形为镂空区域1.1；

所述下层井盖2可以采用一个直径700mm的圆形复合井盖，厚度为50mm，同样等分成16个扇形区域，每个扇形区域又等分成左右两半，右侧的扇形区域镂空。

进一步的，所述水浸传感器4可以采用VEC-100型线式水浸传感器，输入形式为VEC10水浸感应电缆，输出形式为干接点，平时输出开路，浸水时输出短路，阻抗小于50Ω，其外壳防水。所述驱动杆7可以采用长为100mm，直径为30mm。

上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。