一种具有行星减速机的智能闸门的制作方法

本发明涉及闸门领域，特别是涉及一种具有行星减速机的智能闸门。

背景技术：

闸门用于拦截阻断连通，常见的闸门如房屋闸门、水道闸门、气道闸门等。

常见的河道内的闸门通过升降来控制河道的启闭，具有较高的稳定性与可靠性，大坝中常见的闸门还具有控制水流流量的功能。

但是一般的河道内，开启闸门后需要控制出水速度，而一般的闸门往往仅能够通过人工观测出水量，来测算开启的适当大小，缺乏更为高效的管理手段。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有行星减速机的智能闸门，能够根据水位的高低自动控制闸门的开启大小，从而控制单位时间内的出水量。

本发明公开了一种具有行星减速机的智能闸门，所述的具有行星减速机的智能闸门包括：闸板，设置于河道中，能够沿竖直方向滑移以控制河道的通断；安装架，固定于地面；驱动机构，安装于所述安装架上，为闸板的升降提供动力；变速机构，安装于所述安装架上，与所述驱动机构连接，并由所述驱动机构驱动；传动机构，安装于所述安装架上，与所述闸板连接，并由所述变速机构驱动以控制所述闸板的升降；控制机构，能够检测闸板上游的水位高度，从而控制所述变速机构的工作状态，随着所述闸板上游水位的升高，所述变速机构依次具有第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态，且所述变速机构依次处于第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态时，所述闸板的开启速度逐级降低。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括驱动电机以及与所述驱动电机的电机轴连接的主动轴。

在其中一个实施例中，所述变速机构包括液压杆、凸轮、拨杆、复位弹簧、传动齿轮、第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件、连接齿轮，所述传动齿轮设置于所述主动轴上，并能够沿所述主动轴轴向滑移，所述第一行星齿轮组件、第二行星齿轮组件设置于所述主动轴上，并分别位于所述传动齿轮两侧，所述传动齿轮能够与所述第一行星齿轮组件或者第二行星齿轮组件连接，所述拨杆连接于所述传动齿轮，并能够拨动所述传动齿轮在所述主动轴上滑移，所述连接齿轮与所述传动齿轮啮合，所述复位弹簧抵接于所述拨杆，使所述拨杆抵靠于所述凸轮，所述液压杆能够驱动所述凸轮旋转，所述凸轮具有圆部、凹陷部、凸起部，随着所述液压杆的伸长，所述拨杆能够依次抵靠于所述圆部、凹陷部、凸起部，当所述拨杆抵靠于所述圆部时，所述变速机构处于第一工作状态，此时所述传动齿轮与所述主动轴连接，通过旋转所述主动轴能够带动所述传动齿轮旋转；当所述拨杆抵靠于所述凹陷部时，所述变速机构处于第二工作状态，此时所述传动齿轮与所述第一行星齿轮组件连接，通过旋转所述主动轴能够带动所述第一行星齿轮组件旋转，从而驱动所述传动齿轮旋转；当所述拨杆抵靠于所述凸起部时，所述变速机构处于第三工作状态，此时所述传动齿轮与所述第二行星齿轮组件连接，通过旋转所述主动轴能够带动所述第一行星齿轮组件旋转，从而驱动所述传动齿轮旋转。

在其中一个实施例中，所述主动轴上设置有连接键，所述传动齿轮上开设有连接槽，当所述变速机构处于第一工作状态时，所述连接件插入所述连接槽内，从而使所述主动轴能够驱动所述传动齿轮旋转；当所述传动齿轮向所述第一行星齿轮组件方向移动，并与所述第一行星齿轮组件连接时，所述连接键脱离所述连接槽，从而使所述主动轴能够相对于所述传动齿轮旋转，所述主动轴通过驱动所述第一行星齿轮组件进而驱动所述传动齿轮旋转；当所述传动齿轮向所述第二行星齿轮组件方向移动，并与所述第二行星齿轮组件连接时，所述连接键脱离所述连接槽，从而使所述主动轴能够相对于所述传动齿轮旋转，所述主动轴通过驱动所述第二行星齿轮组件进而驱动所述传动齿轮旋转。

在其中一个实施例中，所述第一行星齿轮组件包括固定设置于所述安装架的第一齿圈、第一行星轮、第一太阳齿轮、第一行星架，所述第一太阳齿轮与所述主动轴固定连接，所述第一行星架上设置有第一连接部，所述第一连接部能够与所述传动齿轮连接，从而带动所述传动齿轮旋转。

在其中一个实施例中，所述第二行星齿轮组件包括固定设置于安装架的第二齿圈、第二行星轮、第二太阳齿轮、第二行星架，所述第二太阳齿轮与所述主动轴固定连接，所述第二行星架上设置有第二连接部，所述第二连接部能够与所述传动齿轮连接，从而带动所述传动齿轮旋转。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括设置于所述连接齿轮同轴固定连接的第一锥齿轮、与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、与所述第二锥齿轮同轴固定连接的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二齿轮、螺杆，所述第二齿轮固定设置于所述螺杆的一端，所述螺杆与所述闸板螺纹连接，通过旋转所述螺杆能够驱动所述闸板沿竖直方向移动。

在其中一个实施例中，所述变速机构还包括间歇控制组件，所述间歇控制组件包括连杆、转轴、扭簧、控制盘、控制架、限位杆、小弹簧，所述液压杆端部固定设置有滑块，所述连杆上沿所述连杆长度方向开设滑槽，所述滑块能够在所述滑槽内滑移，从而当所述液压杆伸缩时能够驱动所述连杆旋转，所述控制架与所述安装架固定连接，所述控制盘以可旋转的方式设置于所述控制架内，所述控制盘与所述凸轮固定连接，所述转轴穿设于所述凸轮与所述控制盘，所述转轴与所述凸轮之间设置有扭簧，所述控制架内圈间隔一定角度开设有第一限位槽、第二限位槽、第三限位槽，所述控制盘侧面开设有容置槽，所述限位杆滑动设置于所述容置槽内，所述小弹簧一端抵接于所述容置槽内壁，另一端抵接于所述限位杆端部，所述限位杆能够伸入所述第一限位槽或者第二限位槽或者第三限位槽内，从而使所述控制盘与所述控制架固定，通过伸缩所述液压杆能够带动所述连杆旋转，从而带动所述转轴旋转，使所述扭簧发生形变，当所述扭簧的弹力到达一定值时，能够使所述限位杆脱离所述第一限位槽或者第二限位槽或者第三限位槽，从而带动所述控制盘相对于所述控制架旋转。

在其中一个实施例中，当所述限位杆位于所述第一限位槽内时，所述拨杆抵靠于所述圆部；当所述限位杆位于所述第二限位槽内时，所述拨杆抵靠于所述凹陷部；限位杆位于所述第三限位槽内时，所述拨杆抵靠于所述凸起部。

在其中一个实施例中，所述控制机构包括壳体、测压滑块、测压弹簧、导流管道，所述壳体设置于闸门上游一侧的流道底部，所述壳体的上端开口设置，所述测压滑块滑动设置于所述壳体内，并与壳体之间形成密封的液压腔，所述测压弹簧设置于所述液压腔内，且上端抵接于所述测压滑块，下端抵接于液压腔内壁，所述导流管道连通液压腔与液压杆，使得所述液压腔内的液压油能够驱动所述液压杆伸缩。

本发明的优点在于：

1.通过设置控制机构，以自动检测闸板上游的水压大小，从而控制闸门开启的大小，来控制出水量，更为智能；

2.通过设置变速机构，使得驱动电机仅需旋转相同圈数，即可达到控制闸板开启大小的效果，方便快捷；

3.通过设置间歇控制组件，当水压到达一定值时，扭簧才能够驱动所述凸轮旋转至下一个工作位置，从而能够控制所述变速机构在第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态之间切换，从而控制闸板的开启大小；

4.通过控制传动齿轮在主动轴上的位置，以控制传动齿轮的连接方式，当传动齿轮位于中间位置时，主动轴通过连接键与所述传动齿轮连接，当传动齿轮位于右侧位置时，能够与第一行星齿轮组件的第一行星架连接，当传动齿轮位于左侧位置时，能够与第二行星齿轮组件的第二行星架连接，从而使变速机构的工作方式多样化，切换更为方便；

5.随着水位的增高，水压的增强，导致闸板开启时受到的摩擦力增大，通过使用行星齿轮组件传动，能够有效的提高驱动力，便于闸板开启。

附图说明

图1为本发明提供的一种具有行星减速机的智能闸门的立体图；

图2为本发明提供的一种变速机构的立体图。

图3为本发明提供的一种具有行星减速机的智能闸门的部分结构的爆炸视图；

图4为本发明提供的一种具有行星减速机的智能闸门的第一行星齿轮组件的爆炸视图；

图5为本发明提供的一种具有行星减速机的智能闸门的第二行星齿轮组件的爆炸视图；

图6为本发明提供的一种具有行星减速机的智能闸门的部分结构的爆炸视图，主要展示了控制盘与控制架的结构；

图7为本发明提供的一种具有行星减速机的智能闸门的部分结构的立体图，主要展示了液压杆与连杆结构；

图8为本发明提供的变速机构的正视图，此时变速机构处于第一工作状态；

图9为本发明部分结构的俯视图，展示了凸轮与拨杆的连接关系，此时变速机构处于第一工作状态；

图10为本发明提供的图8的a处的局部放大图；

图11为本发明提供的变速机构的正视图，此时变速机构处于第二工作状态；

图12为本发明部分结构的俯视图，展示了凸轮与拨杆的连接关系，此时变速机构处于第二工作状态；

图13为本发明提供的变速机构的正视图，此时变速机构处于第三工作状态；

图14为本发明提供的一种出的传动齿轮的立体视图；

图15为本发明提供的一种控制机构的剖视图。

图中，闸板1、驱动电机21、主动轴22、连接键221、液压杆31、滑块311、凸轮32、圆部321、凹陷部322、凸起部323、拨杆33、复位弹簧34、传动齿轮35、连接槽351、第一行星齿轮组件36、第一齿圈361、第一行星轮362、第一太阳齿轮363、第一行星架364、第一连接部3641、第二行星齿轮组件37、第二齿圈371、第二行星轮372、第二太阳齿轮373、第二行星架374、第二连接部3741、连接齿轮38、连杆391、滑槽3911、转轴392、扭簧393、控制盘394、容置槽3941、控制架395、第一限位槽3951、第二限位槽3952、第三限位槽3953、限位杆396、小弹簧397、第一锥齿轮41、第二锥齿轮42、第一齿轮43、第二齿轮44、螺杆45、壳体51、测压滑块52、测压弹簧53、导流管道54。

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。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明公开了一种具有行星减速机的智能闸门，所述的具有行星减速机的智能闸门包括：闸板1、安装架(图未示)、驱动机构、变速机构、传动机构、控制机构。所述闸板1设置于河道中，能够沿两侧轨道进行竖直方向滑移以控制河道的通断；所述安装架固定于地面；所述驱动机构安装于所述安装架上，为闸板1的升降提供动力；所述变速机构安装于所述安装架上，与所述驱动机构连接，并由所述驱动机构驱动；所述传动机构安装于所述安装架上，与所述闸板1连接，并由所述变速机构驱动以控制所述闸板1的升降；所述控制机构能够检测闸板1上游的水位高度，从而控制所述变速机构的工作状态，随着所述闸板1上游水位的升高，所述变速机构依次具有第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态，且所述变速机构依次处于第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态时，所述闸板1的开启速度逐级降低，通过控制驱动机构的工作时间，能够控制闸板1开启的大小，从而控制流量。

需要说明的是，所述控制机构可以直接测量水位高度，在本实施例中，所述控制机构通过测定水压来间接判断水位的高度。

优选的，所述驱动机构包括驱动电机21以及与所述驱动电机21的电机轴连接的主动轴22。

优选的，结合图2和图3所示，所述变速机构包括液压杆31、凸轮32、拨杆33、复位弹簧34、传动齿轮35、第一行星齿轮组件36、第二行星齿轮组件37、连接齿轮38，所述传动齿轮35设置于所述主动轴22上，并能够沿所述主动轴22轴向滑移，所述第一行星齿轮组件36、第二行星齿轮组件37设置于所述主动轴22上，并分别位于所述传动齿轮35两侧，所述传动齿轮35能够与所述第一行星齿轮组件36或者第二行星齿轮组件37连接，所述拨杆33连接于所述传动齿轮35，并能够拨动所述传动齿轮35在所述主动轴22上滑移，所述连接齿轮38与所述传动齿轮35啮合，所述复位弹簧34抵接于所述拨杆33，使所述拨杆33抵靠于所述凸轮32，所述液压杆31能够驱动所述凸轮32旋转，所述凸轮32具有圆部321、凹陷部322、凸起部323，随着所述液压杆31的伸长，所述拨杆33能够依次抵靠于所述圆部321、凹陷部322、凸起部323，当所述拨杆33抵靠于所述圆部321时，所述变速机构处于第一工作状态，此时所述传动齿轮35与所述主动轴22连接，通过旋转所述主动轴22能够带动所述传动齿轮35旋转；当所述拨杆33抵靠于所述凹陷部322时，所述变速机构处于第二工作状态，此时所述传动齿轮35与所述第一行星齿轮组件36连接，通过旋转所述主动轴22能够带动所述第一行星齿轮组件36旋转，从而驱动所述传动齿轮35旋转；当所述拨杆33抵靠于所述凸起部323时，所述变速机构处于第三工作状态，此时所述传动齿轮35与所述第二行星齿轮组件37连接，通过旋转所述主动轴22能够带动所述第一行星齿轮组件36旋转，从而驱动所述传动齿轮35旋转。

优选的，结合图3和图15所示，所述主动轴22上设置有连接键221，所述传动齿轮35上开设有连接槽351，当所述变速机构处于第一工作状态时，所述连接件插入所述连接槽351内，从而使所述主动轴22能够驱动所述传动齿轮35旋转；当所述传动齿轮35向所述第一行星齿轮组件36方向移动，并与所述第一行星齿轮组件36连接时，所述连接键221脱离所述连接槽351，从而使所述主动轴22能够相对于所述传动齿轮35旋转，所述主动轴22通过驱动所述第一行星齿轮组件36进而驱动所述传动齿轮35旋转；当所述传动齿轮35向所述第二行星齿轮组件37方向移动，并与所述第二行星齿轮组件37连接时，所述连接键221脱离所述连接槽351，从而使所述主动轴22能够相对于所述传动齿轮35旋转，所述主动轴22通过驱动所述第二行星齿轮组件37进而驱动所述传动齿轮35旋转。

优选的，如图4所示，所述第一行星齿轮组件36包括固定设置于所述安装架的第一齿圈361、第一行星轮362、第一太阳齿轮363、第一行星架364，所述第一太阳齿轮363与所述主动轴22固定连接，所述第一行星架364上设置有第一连接部3641，所述第一连接部3641能够与所述传动齿轮35连接，从而带动所述传动齿轮35旋转。

优选的，如图5所示，所述第二行星齿轮组件37包括固定设置于安装架的第二齿圈371、第二行星轮372、第二太阳齿轮373、第二行星架374，所述第二太阳齿轮373与所述主动轴22固定连接，所述第二行星架374上设置有第二连接部3741，所述第二连接部3741能够与所述传动齿轮35连接，从而带动所述传动齿轮35旋转。

优选的，所述传动机构包括设置于所述连接齿轮38同轴固定连接的第一锥齿轮41、与所述第一锥齿轮41啮合的第二锥齿轮42、与所述第二锥齿轮42同轴固定连接的第一齿轮43、与所述第一齿轮43啮合的第二齿轮44、螺杆45，所述第二齿轮44固定设置于所述螺杆45的一端，所述螺杆45与所述闸板1螺纹连接，通过旋转所述螺杆45能够驱动所述闸板1沿竖直方向移动。

优选的，结合图6、图7、图9、图10所示，所述变速机构还包括间歇控制组件，所述间歇控制组件包括连杆391、转轴392、扭簧393、控制盘394、控制架395、限位杆396、小弹簧397，所述液压杆31端部固定设置有滑块311，所述连杆391上沿所述连杆391长度方向开设滑槽3911，所述滑块311能够在所述滑槽3911内滑移，从而当所述液压杆31伸缩时能够驱动所述连杆391旋转，所述控制架395与所述安装架固定连接，所述控制盘394以可旋转的方式设置于所述控制架395内，所述控制盘394与所述凸轮32固定连接，所述转轴392穿设于所述凸轮32与所述控制盘394，所述转轴392与所述凸轮32之间设置有扭簧393，所述控制架395内圈间隔一定角度开设有第一限位槽3951、第二限位槽3952、第三限位槽3953，所述控制盘394侧面开设有容置槽3941，所述限位杆396滑动设置于所述容置槽3941内，所述小弹簧397一端抵接于所述容置槽3941内壁，另一端抵接于所述限位杆396端部，所述限位杆396能够伸入所述第一限位槽3951或者第二限位槽3952或者第三限位槽3953内，从而使所述控制盘394与所述控制架395固定，通过伸缩所述液压杆31能够带动所述连杆391旋转，从而带动所述转轴392旋转，使所述扭簧393发生形变，当所述扭簧393的弹力到达一定值时，能够使所述限位杆396脱离所述第一限位槽3951或者第二限位槽3952或者第三限位槽3953，从而带动所述控制盘394相对于所述控制架395旋转。值得一提的是，所述第一限位槽3951、第二限位槽3952、第三限位槽3953呈半球形，使得在控制盘394相对于所述控制架395旋转时，能够使限位杆396自动脱离第一限位槽3951或者第二限位槽3952或者第三限位槽3953，当限位杆396移动至下一个限位槽内时，扭簧393的弹性势能被释放。

优选的，结合图9、图12、图14所示，当所述限位杆396位于所述第一限位槽3951内时，所述拨杆33抵靠于所述圆部321；当所述限位杆396位于所述第二限位槽3952内时，所述拨杆33抵靠于所述凹陷部322；限位杆396位于所述第三限位槽3953内时，所述拨杆33抵靠于所述凸起部323。

优选的，如图15所示，所述控制机构包括壳体51、测压滑块52、测压弹簧53、导流管道54，所述壳体51设置于闸板1上游一侧的流道底部，所述壳体51的上端开口设置，所述测压滑块52滑动设置于所述壳体51内，并与壳体51之间形成密封的液压腔，所述测压弹簧53设置于所述液压腔内，且上端抵接于所述测压滑块52，下端抵接于液压腔内壁，所述导流管道54连通液压腔与液压杆31，使得所述液压腔内的液压油能够驱动所述液压杆31伸缩。

本发明的工作方式为：

当水位较低时，如图8和图9所示，此时液压杆31处于收缩状态，所述拨杆33抵接于凸轮32的圆部321，使得变速机构处于第一工作位置，即所述传动齿轮35与所述主动轴22连接，主动轴22直接驱动传动齿轮35旋转，从而带动连接齿轮38旋转，进而带动传动机构工作，以抬升闸板1，此时驱动电机21转动一定圈数，闸板1开启较大，由于水压处于较低状态，流道开口的流速较低；

当水位升高至中等高度时，如图10和图11所示，此时液压杆31处于中等长度状态，所述拨杆33抵接于凸轮32的凹陷部322，使得变速机构处于第二工作位置，即所述传动齿轮35脱离与所述主动轴22的连接而与第一行星齿轮组件36连接，主动轴22驱动所述第一太阳齿轮363旋转，从而驱动所述第一行星架364旋转，进而驱动传动齿轮35旋转，以带动连接齿轮38旋转，进一步带动传动机构工作，以抬升闸板1，此时驱动电机21转动一定圈数，闸板1开启中等大小，由于水压处于中等大小，流道开口的流速处于中等流速；

当水位处于高位时，如图12和图13所示，此时液压杆31处于伸长状态，所述拨杆33抵接于凸轮32的凸起部323，使得变速机构处于第三工作位置，即所述传动齿轮35脱离与所述主动轴22的连接而与第二行星齿轮组件37连接，主动轴22驱动所述第二太阳齿轮373旋转，从而驱动所述第二行星架374旋转，进而驱动传动齿轮35旋转，以带动连接齿轮38旋转，进一步带动传动机构工作，以抬升闸板1，此时驱动电机21转动一定圈数，闸板1开启较小，由于水压处于较高状态，流道开口的流速处于高位。

值得一提的是，驱动电机21在驱动闸板1开启时，需要控制旋转的圈数相同，或者电机工作的时间保持一定，以便于能够结合变速机构对所述闸板1开启高度进行自动控制，此外，当水位更高时，闸板1受到的水的推力更大，在上下滑动时会受到更大的滑轨的摩擦力，通过第一行星齿轮组件与第二行星齿轮组件能够有效的提高对闸板的驱动力，便于闸板启闭。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。