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专利名称：一种智能窨井盖及智能窨井盖监测系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411165966.0

专利申请（专利权）人：赣州市金电电子设备有限公司
权利人地址：江西省赣州市兴国县经济开发区南区

专利发明（设计）人：邵建英,刘小莉,邱家生,曾丽春

专利摘要：本发明公开了一种智能窨井盖及智能窨井盖监测系统，涉及智能窨井盖技术领域，安装座上铰接有井盖，井盖的中部可拆卸地安装有太阳能供电模块，太阳能供电模块内置有无线通信模块，无线通信模块与外部的监控中心通过无线连接，井盖的下部设置有开合组件和挡料组件，挡料组件内安装有防护箱，防护箱内安装有振料组件和监测传感器组件，振料组件和开合组件均与太阳能供电模块连接；监测传感器组件监测到的数据通过无线通信模块传输到外部的监控中心中；本发明能够防止杂物垃圾进入窨井中而导致窨井堵塞难以清理，能够对井盖、太阳能供电模块以及窨井内水位的实时监测。

主权利要求：
1.一种智能窨井盖，包括支撑座（101），所述支撑座（101）内固定安装有安装座（102），所述安装座（102）的上表面超出支撑座（101）的上表面，其特征在于，所述安装座（102）上铰接有井盖（201），所述井盖（201）的中部可拆卸地安装有太阳能供电模块（301），所述太阳能供电模块（301）内置有无线通信模块，无线通信模块与外部的监控中心通过无线连接，所述井盖（201）的下部设置有开合组件和挡料组件，所述挡料组件内安装有防护箱（501），所述防护箱（501）内安装有振料组件和监测传感器组件，所述振料组件和开合组件均与太阳能供电模块（301）连接；通过所述太阳能供电模块（301）为开合组件、振料组件和监测传感器组件提供电源，同时外部的监控中心通过无线通信模块对开合组件、振料组件和监测传感器组件进行控制，监测传感器组件监测到的数据通过无线通信模块传输到外部的监控中心中；
所述井盖（201）上呈圆周状均匀地间隔开设有多个排水口一（202），所述开合组件包括开合板（302）和电机（303），所述开合板（302）同轴转动安装在振料组件的上方，所述电机（303）同轴固定安装在太阳能供电模块（301）正下方，所述开合板（302）与井盖（201）通过间隙配合；
所述开合板（302）上呈圆周状均匀地间隔开设有多个排水口二（30201），所述排水口二（30201）与排水口一（202）一一对应，所述开合板（302）的正下方同轴固定安装有支撑架（30202），所述支撑架（30202）上均呈圆周状均匀地间隔开设有两个走线槽（30203），所述开合板（302）上开设有安装孔（30205）和用于避让的避让槽（30204），所述避让槽（30204）设置在走线槽（30203）的内侧，所述电机（303）的输出轴通过安装孔（30205）与支撑架（30202）同轴固定连接；
所述挡料组件包括挡料箱（401），所述挡料箱（401）可拆卸地安装在井盖（201）的下方，所述挡料箱（401）内同轴固定安装有过滤板（403），所述过滤板（403）上同轴固定地安装有过滤架（402），所述过滤架（402）呈倒锥形，所述过滤架（402）的中部开设有倒锥形的安装槽，所述过滤架（402）和过滤板（403）上均开设有多个过滤孔（404），所述开合板（302）同轴转动安装在挡料箱（401）上；
所述防护箱（501）固定安装在过滤架（402）中部的安装槽内，所述监测传感器组件包括安装板（505），所述安装板（505）同轴固定安装在防护箱（501）内部的下端，所述安装板（505）上呈圆周状均匀地间隔安装有多个监测传感器（502），每个所述监测传感器（502）的下端均固定安装有超声波水位计（503）和投入式水位计（504），每个所述监测传感器（502）均内置有位移传感器和倾斜角度传感器；
所述振料组件包括电缸（601）、卡环（602）、升降板（603）、连杆（604）、振料杆（605）和支撑轴（606），所述电缸（601）固定安装在太阳能供电模块（301）上，所述电缸（601）与避让槽（30204）滑动连接，所述电缸（601）上固定安装有两个卡环（602），通过两个所述卡环（602）将电缸（601）限制在支撑架（30202）上，所述支撑轴（606）同轴固定安装在安装板（505）上，所述支撑轴（606）与开合板（302）转动连接，所述升降板（603）滑动安装在支撑轴（606）上，所述升降板（603）与电缸（601）的活塞杆固定连接，所述支撑轴（606）上呈圆周状均匀地间隔铰接有多个连杆（604），每个所述连杆（604）远离支撑轴（606）的一端均铰接有振料杆（605），所述振料杆（605）与防护箱（501）滑动连接，每个所述振料杆（605）远离连杆（604）的一端均固定安装有振料球。
2.一种用于如权利要求1所述的智能窨井盖的监测系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用支撑座（101）和安装座（102）将井盖（201）、太阳能供电模块（301）、开合组件、振料组件、挡料组件以及监测传感器组件安装到窨井口内；
S2、若不需要排水时，通过开合板（302）对井盖（201）上的排水口一（202）进行遮挡，从而能够防止井盖（201）上方的杂物进入窨井内；
S3、若需要排水时，将排水口二（30201）转动到与排水口一（202）对应的位置处，通过排水口一（202）与排水口二（30201）将水排入窨井内，同时通过过滤架（402）和过滤板（403）上的多个过滤孔（404）对一起进入的杂物进行过滤，并通过过滤板（403）对杂物进行收集；
S4、利用振料杆（605）端部的振料头往复撞击过滤架（402），从而将过滤架（402）上残留的杂物振落到过滤板（403）上进行收集；
S5、维护时，将井盖（201）、太阳能供电模块（301）、开合组件、振料组件、挡料组件以及监测传感器组件翻转起来后，将挡料箱（401）、开合组件、振料组件以及监测传感器组件拆下后将收集的杂物取出，同时对其余零件进行维护；
S6、通过监测传感器（502）内置的位移传感器和倾斜角度传感器对井盖（201）和太阳能供电模块（301）进行监测，当井盖（201）和太阳能供电模块（301）发生位移、倾斜时自动将信号反馈传输至监控中心，通过超声波水位计（503）和投入式水位计（504）实时对窨井内的水位进行监测，并将监测结果反馈传输至监控中心。 说明书 : 一种智能窨井盖及智能窨井盖监测系统技术领域[0001] 本发明涉及智能窨井盖技术领域，特别涉及一种智能窨井盖及智能窨井盖监测系统。背景技术[0002] 随着城市化进程的加快，城市中各类排水管网的设施也日益增加，路面上的排水管网检查井也随之增多，虽然市政管理单位会安排人员定期巡查，但依旧无法对每个窨井进行有效的监控，在使用过程中仍存在管网阻塞、窨井满溢的问题。[0003] 虽然现有技术中已经通过在窨井盖上添加传感器、定位器等元件来实现对窨井的监控与定位，但是现有的窨井盖在排水过程中无法有效地对垃圾进行过滤，从而会因垃圾过多而导致窨井道堵塞、窨井水满溢的问题，窨井清理难度大的问题，同时现有技术中在对井盖监测时不便于对传感器以及其他动力件进行供电。发明内容[0004] 针对上述技术问题，本发明提出了一种智能窨井盖，包括支撑座，所述支撑座内固定安装有安装座，所述安装座的上表面超出支撑座的上表面，所述安装座上铰接有井盖，所述井盖的中部可拆卸地安装有太阳能供电模块，所述太阳能供电模块内置有无线通信模块，无线通信模块与外部的监控中心通过无线连接，所述井盖的下部设置有开合组件和挡料组件，所述挡料组件内安装有防护箱，所述防护箱内安装有振料组件和监测传感器组件，所述振料组件和开合组件均与太阳能供电模块连接；通过所述太阳能供电模块为开合组件、振料组件和监测传感器组件提供电源，同时外部的监控中心通过无线通信模块对开合组件、振料组件和监测传感器组件进行控制，监测传感器组件监测到的数据通过无线通信模块传输到外部的监控中心中。[0005] 进一步地，所述井盖上呈圆周状均匀地间隔开设有多个排水口一，所述开合组件包括开合板和电机，所述开合板同轴转动安装在振料组件的上方，所述电机同轴固定安装在太阳能供电模块正下方，所述开合板与井盖通过间隙配合。[0006] 进一步地，所述开合板上呈圆周状均匀地间隔开设有多个排水口二，所述排水口二与排水口一一一对应，所述开合板的正下方同轴固定安装有支撑架，所述支撑架上均呈圆周状均匀地间隔开设有两个走线槽，所述开合板上开设有安装孔和用于避让的避让槽，所述避让槽设置在走线槽的内侧，所述电机的输出轴通过安装孔与支撑架同轴固定连接。[0007] 进一步地，所述挡料组件包括挡料箱，所述挡料箱可拆卸地安装在井盖的下方，所述挡料箱内同轴固定安装有过滤板，所述过滤板上同轴固定地安装有过滤架，所述过滤架呈倒锥形，所述过滤架的中部开设有倒锥形的安装槽，所述过滤架和过滤板上均开设有多个过滤孔，所述开合板同轴转动安装在挡料箱上。[0008] 进一步地，所述防护箱固定安装在过滤架中部的安装槽内，所述监测传感器组件包括安装板，所述安装板同轴固定安装在防护箱内部的下端，所述安装板上呈圆周状均匀地间隔安装有多个监测传感器，每个所述监测传感器的下端均固定安装有超声波水位计和投入式水位计，每个所述监测传感器均内置有位移传感器和倾斜角度传感器。[0009] 进一步地，所述振料组件包括电缸、卡环、升降板、连杆、振料杆和支撑轴，所述电缸固定安装在太阳能供电模块上，所述电缸与避让槽滑动连接，所述电缸上固定安装有两个卡环，通过两个所述卡环将电缸限制在支撑架上，所述支撑轴同轴固定安装在安装板上，所述支撑轴与开合板转动连接，所述升降板滑动安装在支撑轴上，所述升降板与电缸的活塞杆固定连接，所述支撑轴上呈圆周状均匀地间隔铰接有多个连杆，每个所述连杆远离支撑轴的一端均铰接有振料杆，所述振料杆与防护箱滑动连接，每个所述振料杆远离连杆的一端均固定安装有振料球。[0010] 本发明还提出了一种用于智能窨井盖的监测系统，包括以下步骤：[0011] S1、利用支撑座和安装座将井盖、太阳能供电模块、开合组件、振料组件、挡料组件以及监测传感器组件安装到窨井口内；[0012] S2、若不需要排水时，通过开合板对井盖上的排水口一进行遮挡，从而能够防止井盖上方的杂物进入窨井内；[0013] S3、若需要排水时，将排水口二转动到与排水口一对应的位置处，通过排水口一与排水口二将水排入窨井内，同时通过过滤架和过滤板上的多个过滤孔对一起进入的杂物进行过滤，并通过过滤板对杂物进行收集；[0014] S4、利用振料杆端部的振料头往复撞击过滤架，从而将过滤架上残留的杂物振落到过滤板上进行收集；[0015] S5、维护时，将井盖、太阳能供电模块、开合组件、振料组件、挡料组件以及监测传感器组件翻转起来后，将挡料箱、开合组件、振料组件以及监测传感器组件拆下后将收集的杂物取出，同时对其余零件进行维护；[0016] S6、通过监测传感器内置的位移传感器和倾斜角度传感器对井盖和太阳能供电模块进行监测，当井盖和太阳能供电模块发生位移、倾斜时自动将信号反馈传输至监控中心，通过超声波水位计和投入式水位计实时对窨井内的水位进行监测，并将监测结果反馈传输至监控中心。[0017] 本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过开合组件与井盖的配合能够实现对排水口的自动开合，实现了在不需要排水时进行闭合防止杂物进入，在需要排水时自动打开进行排水，防止现有技术中在进行排水时需要打开井盖而容易造成安全事故的问题；（2）本发明通过挡料组件能够防止杂物垃圾进入窨井中导致窨井发生堵塞而难以清理的问题；（3）本发明通过挡料组件以及振料组件的配合，能够在清理杂物垃圾时快速地将粘连的垃圾进行清除，极大地减轻了操作者的工作量，同时提高了对杂物垃圾的清理效率，保证了窨井排水的稳定性和安全性；（4）本发明通过监测传感器组件能够实现对井盖、太阳能供电模块以及窨井内水位的实时监测；（5）本发明能够通过太阳能供电模块为驱动模块提供电力供应，提高了整体使用寿命。附图说明[0018] 图1为本发明整体结构示意图一。[0019] 图2为本发明整体结构示意图二。[0020] 图3为本发明的正视图。[0021] 图4为本发明的仰视图。[0022] 图5为本发明的俯视图。[0023] 图6为本发明图5中沿着A?A方向的剖视图。[0024] 图7为本发明图6中B处放大结构示意图。[0025] 图8为本发明局部结构示意图一。[0026] 图9为本发明局部结构示意图二。[0027] 图10为本发明支撑座和安装座的结构示意图。[0028] 图11为本发明开合板结构示意图。[0029] 图12为本发明挡料组件结构示意图。[0030] 附图标号：101?支撑座；102?安装座；201?井盖；202?排水口一；301?太阳能供电模块；302?开合板；303?电机；401?挡料箱；402?过滤架；403?过滤板；404?过滤孔；501?防护箱；502?监测传感器；503?超声波水位计；504?投入式水位计；505?安装板；601?电缸；602?卡环；603?升降板；604?连杆；605?振料杆；606?支撑轴；30201?排水口二；30202?支撑架；30203?走线槽；30204?避让槽；30205?安装孔。具体实施方式[0031] 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。[0032] 实施例：如图1?图12所示的一种智能窨井盖，包括支撑座101，支撑座101内固定安装有安装座102，安装座102的上表面超出支撑座101的上表面，安装座102上铰接有井盖201，井盖201的中部可拆卸地安装有太阳能供电模块301，太阳能供电模块301内置有无线通信模块，无线通信模块与外部的监控中心通过无线连接，井盖201的下部设置有开合组件和挡料组件，挡料组件内安装有防护箱501，防护箱501内安装有振料组件和监测传感器组件，振料组件和开合组件均与太阳能供电模块301连接；通过太阳能供电模块301为开合组件、振料组件和监测传感器组件提供电源，同时外部的监控中心通过无线通信模块对开合组件、振料组件和监测传感器组件进行控制，监测传感器组件监测到的数据通过无线通信模块传输到外部的监控中心中。[0033] 井盖201上呈圆周状均匀地间隔开设有多个排水口一202，开合组件包括开合板302和电机303，开合板302同轴转动安装在振料组件的上方，电机303同轴固定安装在太阳能供电模块301正下方，开合板302与井盖201通过间隙配合。[0034] 开合板302上呈圆周状均匀地间隔开设有多个排水口二30201，排水口二30201与排水口一202一一对应，开合板302的正下方同轴固定安装有支撑架30202，支撑架30202上均呈圆周状均匀地间隔开设有两个走线槽30203，开合板302上开设有安装孔30205和用于避让的避让槽30204，避让槽30204设置在走线槽30203的内侧，电机303的输出轴通过安装孔30205与支撑架30202同轴固定连接。[0035] 挡料组件包括挡料箱401，挡料箱401可拆卸地安装在井盖201的下方，挡料箱401内同轴固定安装有过滤板403，过滤板403上同轴固定地安装有过滤架402，过滤架402呈倒锥形，过滤架402的中部开设有倒锥形的安装槽，过滤架402和过滤板403上均开设有多个过滤孔404，开合板302同轴转动安装在挡料箱401上。[0036] 防护箱501固定安装在过滤架402中部的安装槽内，监测传感器组件包括安装板505，安装板505同轴固定安装在防护箱501内部的下端，安装板505上呈圆周状均匀地间隔安装有多个监测传感器502，每个监测传感器502的下端均固定安装有超声波水位计503和投入式水位计504，每个监测传感器502均内置有位移传感器和倾斜角度传感器。[0037] 振料组件包括电缸601、卡环602、升降板603、连杆604、振料杆605和支撑轴606，电缸601固定安装在太阳能供电模块301上，电缸601与避让槽30204滑动连接，电缸601上固定安装有两个卡环602，通过两个卡环602将电缸601限制在支撑架30202上，支撑轴606同轴固定安装在安装板505上，支撑轴606与开合板302转动连接，升降板603滑动安装在支撑轴606上，升降板603与电缸601的活塞杆固定连接，支撑轴606上呈圆周状均匀地间隔铰接有多个连杆604，每个连杆604远离支撑轴606的一端均铰接有振料杆605，振料杆605与防护箱501滑动连接，每个振料杆605远离连杆604的一端均固定安装有振料球。[0038] 本发明还提出了一种用于智能窨井盖的监测系统，包括以下步骤：[0039] S1、利用支撑座101和安装座102将井盖201、太阳能供电模块301、开合组件、振料组件、挡料组件以及监测传感器组件安装到窨井口内。[0040] S2、若不需要排水时，通过开合板302对井盖201上的排水口一202进行遮挡，从而能够防止井盖201上方的杂物进入窨井内。[0041] S3、若需要排水时，将排水口二30201转动到与排水口一202对应的位置处，通过排水口一202与排水口二30201将水排入窨井内，同时通过过滤架402和过滤板403上的多个过滤孔404对一起进入的杂物进行过滤，并通过过滤板403对杂物进行收集。[0042] S4、利用振料杆605端部的振料头往复撞击过滤架402，从而将过滤架402上残留的杂物振落到过滤板403上进行收集。[0043] S5、维护时，将井盖201、太阳能供电模块301、开合组件、振料组件、挡料组件以及监测传感器组件翻转起来后，将挡料箱401、开合组件、振料组件以及监测传感器组件拆下后将收集的杂物取出，同时对其余零件进行维护。[0044] S6、通过监测传感器502内置的位移传感器和倾斜角度传感器对井盖201和太阳能供电模块301进行监测，当井盖201和太阳能供电模块301发生位移、倾斜时自动将信号反馈传输至监控中心，通过超声波水位计503和投入式水位计504实时对窨井内的水位进行监测，并将监测结果反馈传输至监控中心。[0045] 本发明的工作原理为：[0046] 安装时：将支撑座101和安装座102安装在窨井口位置处，将井盖201可拆卸地安装在安装座102上。[0047] 挡料时：日常使用中，若不需要排水时（根据监控中心发出的降水信息进行判断），电机303的输出轴通过支撑架30202带动开合板302转动，开合板302转动时带动排水口二30201转动到远离排水口一202的位置处，从而能够防止井盖201上方的杂物进入窨井内；若需要排水时，将排水口二30201转动到与排水口一202对应的位置处，通过排水口一202与排水口二30201将水排入窨井内，同时通过过滤架402和过滤板403上的多个过滤孔404对一起进入的杂物进行过滤，过滤下来的杂物在水的冲击以及重力的作用下落入过滤板403上进行收集，残留在过滤架402外壁上的杂物通过振料组件振落到过滤板403上。[0048] 振料组件工作时：电缸601的活塞杆带动升降板603在支撑轴606上往复滑动，支撑轴606往复滑动时通过连杆604带动振料杆605在防护箱501上往复运动，进而带动振料杆605端部的振料头往复撞击过滤架402，从而将过滤架402上残留的杂物振落到过滤板403上进行收集。[0049] 使用一段时间后进行维护时（根据实际使用情况确定维护的周期），将井盖201、太阳能供电模块301、开合组件、振料组件、挡料组件以及监测传感器组件翻转起来（如图2所示），将挡料箱401、开合组件、振料组件以及监测传感器组件拆下后将收集的杂物取出，同时对其余零件进行维护。[0050] 监测传感器组件进行监测时：通过监测传感器502内置的位移传感器和倾斜角度传感器对井盖201和太阳能供电模块301进行监测，当井盖201和太阳能供电模块301发生位移、倾斜时自动将信号反馈传输至监控中心，通过超声波水位计503和投入式水位计504实时对窨井内的水位进行监测，并将监测结果反馈传输至监控中心；从而实现对井盖201、太阳能供电模块301以及窨井内水位的实时监测，同时通过防护箱501对监测传感器组件进行防护。

专利地区：江西

专利申请日期：2024-08-23

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN118686285B