一种自动检测水位的堤坝防灾减灾装置的制作方法

1.本发明涉及防洪领域，尤其涉及一种自动检测水位的堤坝防灾减灾装置。


背景技术：

2.江河防洪标准普遍提高的情况下，洪水都汇到河道里，增加下游发生洪水的机率，堤防增高，河道存水量增大，一旦发生决堤，将会造成巨大的损失，当下遇到超标准洪水保堤坝不决口，采用的手段只有三个，“蓄、挡、分”，现中国对洪水基本采用三种手段并用方式对洪水进行消减或阻碍。
3.公开号为cn112343002a的专利中公开了防洪装置及防洪方法，防洪装置设置于堤岸上，防洪装置包括防洪板墙、浮力装置和连接臂；堤岸包括容纳槽，防洪板墙可移动地设置于容纳槽内；浮力装置设置于堤岸朝向水体的一侧，防洪板墙通过连接臂与浮力装置连接；浮力装置用于在浮力的作用下带动防洪板墙在容纳槽内上下移动，以使防洪板墙容纳于堤岸内或突出堤岸的表面。采用该申请，防洪板墙能够通过浮力装置的作用而自动上升和下移，一方面防洪板墙的上升和下移能够符合实际的防洪需求；但该装置只能够阻挡洪水，不能泄洪也没有预警装置，同时也无法对日常河道水的流速进行监测。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题本发明公开了一种自动检测水位的堤坝防灾减灾装置，将本装置放在堤坝上，包括配重箱，配重箱上装有防溢出装置和保护壳，保护壳内装有动力装置和预警装置，保护壳的下侧装有泄洪装置，配重箱的下侧还装有流速检测装置，通过天线发送预警信号。
5.所述保护壳的一侧装有水位检测装置，水位检测装置包括安装座，安装座固定安装在所述保护壳上，安装座内滑动装有水位杆，水位杆的下端固定装有浮漂，水位杆的下半部设置有齿条ⅰ，所述浮漂放在水面上。
6.所述动力装置包括换位齿轮，换位齿轮旋转安装在所述安装座上，所述保护壳内装有换位传动组件、泄洪驱动组件和警铃驱动组件，泄洪驱动组件与所述泄洪装置连接，警铃驱动组件与所述预警装置连接，当水位上升到换位齿轮与齿条ⅰ啮合时，换位齿轮驱动泄洪组件从而驱动所述泄洪装置泄洪，水位继续上升后，换位齿轮通过警铃驱动组件驱动预警装置。
7.进一步地，所述换位传动组件包括转盘，转盘与所述换位齿轮固定连接，转盘上设置有拨杆，拨杆驱动联动轮，联动轮上固定装有丝杠ⅰ，丝杠ⅰ旋转安装在所述保护壳内，丝杠ⅰ上配合有滑动块，滑动块下侧旋转装有伸缩杆，伸缩杆上滑动装有套筒，套筒与电机ⅱ转轴固定连接，电机ⅱ固定安装在保护壳内；所述滑动块上旋转装有传动齿轮ⅰ，传动齿轮ⅰ的一侧滑动装有滑杆，滑杆固定安装在所述保护壳内。
8.进一步地，所述泄洪驱动组件包括传动齿轮ⅱ，传动齿轮ⅱ与所述传动齿轮ⅰ啮合，传动齿轮ⅱ旋转安装在所述保护壳内，保护壳内还旋转装有传动轴ⅱ，传动齿轮ⅱ与传
动轴ⅱ之间通过皮带轮组传动，传动轴ⅱ的一侧固定装有锥齿轮ⅲ，锥齿轮ⅲ下侧啮合有锥齿轮ⅳ，锥齿轮ⅳ下侧装有皮带，皮带内装有带轮，带轮驱动所述泄洪装置。
9.进一步地，所述泄洪装置包括外箱体，外箱体固定安装在所述保护壳下侧，外箱体内固定装有连接块，连接块上旋转装有丝杠，丝杠与所述带轮固定连接，所述连接块上滑动装有封堵块，封堵块上设置螺纹孔，螺纹孔与所述丝杠配合，所述外箱体内固定装有流通管，流通管设置缺口，封堵块下降堵住缺口并阻止水流通过，所述流通管的一端还装有过滤组件。
10.进一步地，所述过滤组件包括环形座，所述环形座固定安装在所述流通管的一侧，环形座内固定装有连接板和过滤网，连接板上固定装有电机ⅰ，电机ⅰ上固定装有齿轮杆，齿轮杆上旋转装有多个行星齿轮，电机ⅰ的转轴上固定装有中心齿轮，中心齿轮与多个所述行星齿轮啮合，所述清理叶片与过滤网接触。
11.进一步地，所述警铃驱动组件包括传动轴ⅲ，传动轴ⅲ旋转安装在所述保护壳内，传动轴ⅲ上固定装有传动齿轮ⅲ，传动齿轮ⅲ与所述传动齿轮ⅰ啮合，传动轴ⅲ的一端固定装有锥齿轮
ⅴ
，锥齿轮
ⅴ
的一侧啮合有锥齿轮
ⅵ
，锥齿轮
ⅵ
上固定装有蜗杆，蜗杆旋转安装在所述保护壳内，蜗杆驱动所述防溢出装置和预警装置。
12.进一步地，所述预警装置包括安装门架，安装门架固定安装在所述保护壳内，安装门架上旋转装有涡轮ⅱ，涡轮ⅱ与所述蜗杆配合，涡轮ⅱ一侧设置齿轮结构，齿轮结构上侧啮合有大齿轮，大齿轮旋转安装在所述安装门架上，大齿轮上铰接有连接杆，连接杆上铰接滑块，滑块滑动安装在所述安装门架上，滑块上通过绳子连接有撞击块，撞击块外侧设置有警示铃，撞击块通过绳子悬挂在警示铃内，警示铃固定安装在所述安装门架上，滑块滑动带动撞击块撞击警示铃。
13.进一步地，所述防溢出装置包括支撑柱和挡洪板，挡洪板铰接在所述配重箱上，支撑柱固定安装在所述配重箱上，所述蜗杆上固定装有传动轴ⅰ，传动轴ⅰ上设置多个小蜗杆，所述防溢出装置还包括多个竖移组件，竖移组件与所述小蜗杆配合将所述挡洪板顶起。
14.进一步地，所述竖移组件包括涡轮ⅰ，涡轮ⅰ旋转安装在所述支撑柱上，涡轮ⅰ与传动轴ⅰ配合，涡轮ⅰ上固定装有锥齿轮ⅰ，锥齿轮ⅰ的一侧啮合有锥齿轮ⅱ，锥齿轮ⅱ上固定连接有驱动齿轮；所述支撑柱上滑动装有推动板，推动板上设置齿条ⅱ，所述驱动齿轮与齿条ⅱ啮合。
15.进一步地，所述流速检测装置包括出水口和进水口，出水口和进水口固定安装在所述配重箱上，出水口和进水口之间转动装有齿环，齿环内固定装有转速轮，所述配重箱上还固定装有转速记录器，转速记录器的转轴上固定装有小齿轮，小齿轮与所述齿环啮合。
16.本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明通过水位检测装置在水位上升时泄洪装置进行泄洪，继续上升后能够对高的水位进行阻挡，实现了在不同水位能够有对应不同的功能；(2)本发明的泄洪装置中设置了防止阻塞的结构，能够使泄洪装置始终保持稳定运行。(3)本发明通过动力装置实现了为泄洪装置、预警装置和防溢出装置三个装置提供动力；(4)本发明由动力装置驱动，相比只依靠水面上升提供动力的装置，本发明动力足不容易卡死，同时能为其它结构提供稳定的动力源；(5)本发明设置的水位检测装置通过控制传动齿轮ⅰ的移动，使得传动齿轮ⅰ与传动齿轮ⅱ啮合，或者传动齿轮ⅰ与传动齿轮ⅲ啮合，进而控制动力装置向泄洪装置或者预警装置提供动力。
附图说明
17.图1为本发明整体示意图。
18.图2为本发明另一角度整体示意图。
19.图3为本发明动力装置局部示意图。
20.图4为本发明动力装置与泄洪装置连接部分示意图。
21.图5为本发明泄洪装置局部示意图。
22.图6为本发明泄洪装置内部示意图。
23.图7为本发明泄洪装置另一角度内部示意图。
24.图8为本发明预警装置示意图。
25.图9为本发明防溢出装置示意图。
26.图10为图9中a处的局部放大图。
27.图11为本发明流速检测装置示意图。
28.附图标号：1
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配重箱；2
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流速检测装置；3
‑
防溢出装置；4
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水位检测装置；5
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泄洪装置；6
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动力装置；7
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预警装置；8
‑
保护壳；201
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转速记录器；202
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转速轮；203
‑
小齿轮；204
‑
齿环；205
‑
出水口；206
‑
进水口；301
‑
支撑柱；302
‑
传动轴ⅰ；303
‑
涡轮ⅰ；304
‑
锥齿轮ⅰ；305
‑
锥齿轮ⅱ；306
‑
驱动齿轮；307
‑
推动板；308
‑
挡洪板；401
‑
浮漂；402
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齿条ⅰ；403
‑
水位杆；404
‑
安装座；501
‑
外箱体；502
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连接块；503
‑
丝杠；504
‑
封堵块；505
‑
流通管；506
‑
环形座；507
‑
电机ⅰ；508
‑
中心齿轮；509
‑
齿轮杆；510
‑
行星齿轮；511
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连接板；512
‑
过滤网；513
‑
清理叶片；601
‑
换位齿轮；602
‑
转盘；603
‑
联动轮；604
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丝杠ⅰ；605
‑
滑动块；606
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套筒；607
‑
伸缩杆；608
‑
传动齿轮ⅰ；609
‑
滑杆；610
‑
传动齿轮ⅱ；611
‑
传动轴ⅱ；612
‑
锥齿轮ⅲ；613
‑
锥齿轮ⅳ；614
‑
带轮；615
‑
皮带；616
‑
电机ⅱ；617
‑
传动轴ⅲ；618
‑
传动齿轮ⅲ；619
‑
锥齿轮
ⅴ
；620
‑
锥齿轮
ⅵ
；621
‑
蜗杆；701
‑
安装门架；702
‑
涡轮ⅱ；703
‑
大齿轮；704
‑
连接杆；705
‑
滑块；706
‑
撞击块；707
‑
警示铃。
具体实施方式
29.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
30.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.实施例：如图1、图2所示，一种自动检测水位的堤坝防灾减灾装置，包括配重箱1，配重箱1上装有防溢出装置3、水位检测装置4和保护壳8，配重箱1的下侧装有流速检测装置2，保护壳8的下侧装有泄洪装置5，保护壳8内装有动力装置6和预警装置7，水位检测装置4会根据水位的高度对防溢出装置3和泄洪装置5进行控制。
32.如图1、图2、图3所示，其中水位检测装置4包括安装座404，安装座404固定安装在配重箱1的侧面，安装座404内滑动装有水位杆403，水位杆403伸出安装座404的下端固定装有浮漂401，浮漂401放在水面上，水位杆403的下部设置有齿条ⅰ402，水位较低时齿条ⅰ402不起作用，当水位上升到一定高度时齿条ⅰ402会控制动力装置6进行工作。
33.如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，动力装置6包括换位齿轮601，换位齿轮
601旋转安装在安装座404内，水位上升时，齿条i在浮漂的作用下向上移动，向上移动过程中会使齿条ⅰ402与换位齿轮601啮合，所述换位齿轮601的旋转轴穿出安装座404的一侧固定装有转盘602，转盘602的盘面上设置拨杆，在此实施例中设置两个拨杆，转盘602下侧有联动轮603，联动轮603上固定装有丝杠ⅰ604，丝杠ⅰ604旋转安装在保护壳8内，在水位上升时，浮漂401所受浮力增大，带动齿条ⅰ402上升，初始位置时，齿条ⅰ402与换位齿轮601不啮合，换位齿轮601位于水位杆403上端无齿条ⅰ402的区域，随着浮力的增大，齿条i的上部首先与换位齿轮啮合，进而驱动换位齿轮601转动，换位齿轮601转动带动转盘602转动，转盘602转动通过拨杆带动联动轮603转动，联动轮603带动丝杠ⅰ604转动，丝杠ⅰ604上配合有滑动块605，滑动块605与丝杠ⅰ604配合发生移动，滑动块605下侧旋转装有伸缩杆607，伸缩杆607上滑动装有套筒606，伸缩杆607上设置多个偏心杆，套筒606上设置多个偏心筒，通过偏心筒和偏心杆之间伸缩和传动，套筒606与电机ⅱ616转轴固定连接，在滑动块605上还旋转装有传动齿轮ⅰ608，传动齿轮ⅰ608滑动安装在滑杆609上，滑杆609与保护壳8固定连接，滑动块605的移动会带动传动齿轮ⅰ608移动，电机ⅱ616通过套筒606和伸缩杆607将动力转递给传动齿轮ⅰ608，传动齿轮ⅰ608与伸缩杆607固定连接。
34.保护壳8内旋转装有传动齿轮ⅱ610和传动轴ⅱ611，传动齿轮ⅱ610和传动轴ⅱ611之间通过皮带轮组进行传动，传动轴ⅱ611的一侧固定装有锥齿轮ⅲ612，锥齿轮ⅲ612下侧啮合有锥齿轮ⅳ613，锥齿轮ⅳ613上装有皮带615，皮带615内装有带轮614，带轮614旋转安装在泄洪装置的外箱体501上，在换位齿轮601与齿条ⅰ402刚啮合时，传动齿轮ⅰ608与传动齿轮ⅱ610啮合，传动齿轮ⅰ608转动带动传动齿轮ⅱ610，传动齿轮ⅱ610通过皮带轮组带动传动轴ⅱ611，传动轴ⅱ611通过锥齿轮ⅲ612带动锥齿轮ⅳ613，锥齿轮ⅳ613通过皮带615带动带轮614转动。
35.泄洪装置5包括外箱体501，外箱体501固定安装在保护壳8的下侧，外箱体501内固定装有连接块502，连接块502上滑动装有封堵块504，连接块502上转动装有丝杠503，丝杠503一方面与带轮614固定连接，一方面穿过连接块502及封堵块504，封堵块504上设置螺纹孔，螺纹孔与丝杠503配合，使得丝杠503的转动能够带动封堵块504的上下移动，外箱体501内固定装有流通管505，流通管505上设置缺口，正常状态下，封堵块504堵在流通管505的缺口内，阻止有水流过，当水位上升带轮614转动时，带轮614带动丝杠503转动，控制丝杠503旋向，使得丝杠503带动封堵块504上升，使得封堵块504不再堵死流通管505，水流可以正常通过，为了防止流通管505堵塞，流通管505的洪水进入的一侧固定装有环形座506，环形座506内固定装有连接板511和过滤网512，连接板511上固定装有电机ⅰ507，电机ⅰ507上固定装有齿轮杆509，齿轮杆509为三叉杆形状，齿轮杆509上旋转装有多个行星齿轮510，在本实施例中设置三个行星齿轮510，电机ⅰ507的转轴上固定装有中心齿轮508，中心齿轮508与行星齿轮510啮合，行星齿轮510上固定装有清理叶片513，当流通管505内有水流通过时，电机ⅰ507启动带动中心齿轮508旋转，中心齿轮508通过行星齿轮510带动清理叶片513转动，清理叶片513贴着过滤网512，并对过滤网512上的垃圾进行清理，防止河道中的垃圾和水草等杂物堵塞过滤网512，过滤网512为硬质材料，比如铁丝网或者不锈钢网，不会被清理叶片513刮破或互相干涉，清理叶片513能拨动垃圾和水草等杂物，电机i可与控制中心通讯，能定期对过滤网进行清理。
36.如图1、图2、图4、图8所示，动力装置6还包括传动轴ⅲ617，传动轴ⅲ617旋转安装
在保护壳8内，传动轴ⅲ617上固定装有传动齿轮ⅲ618，传动轴ⅲ617的一端固定装有锥齿轮
ⅴ
619，锥齿轮
ⅴ
619的一侧啮合有锥齿轮
ⅵ
620，锥齿轮
ⅵ
620上固定装有蜗杆621，蜗杆621旋转安装在保护壳8内，当水继续上升时传动齿轮ⅰ608在齿条ⅰ402的带动下进一步向远离齿条所在方向移动，从而使传动齿轮ⅰ608与传动齿轮ⅲ618啮合，传动齿轮ⅲ618带动传动轴ⅲ617转动，传动轴ⅲ617带动锥齿轮
ⅴ
619，锥齿轮
ⅴ
619带动锥齿轮
ⅵ
620转动，锥齿轮
ⅵ
620带动蜗杆621转动；蜗杆621上连接有预警装置7。
37.预警装置7包括安装门架701，安装门架701固定安装在保护壳8内，安装门架701上旋转装有涡轮ⅱ702，涡轮ⅱ702与蜗杆621配合，涡轮ⅱ702的一侧设置侧连接齿轮，侧连接齿轮与大齿轮703啮合，大齿轮703上铰接有连接杆704，连接杆704上铰接有滑块705，滑块705滑动安装在安装门架701内，安装门架701内固定装有警示铃707，警示铃707内通过绳子悬挂有撞击块706，撞击块706下侧通过绳子与滑块705连接，蜗杆621通过涡轮ⅱ702带动大齿轮703转动，大齿轮703通过连接杆704带动滑块705滑动，滑块705来回滑动撞击警示铃707发出警报。大齿轮703、连接杆704、滑块705组成曲柄滑块机构，连接杆704转动，滑块705来回滑动。
38.如图1、图2、图9、图10所示，防溢出装置3包括支撑柱301和传动轴ⅰ302，支撑柱301固定安装在配重箱1上，传动轴ⅰ302与蜗杆621固定连接，传动轴ⅰ302上设置多个小蜗杆，每个小蜗杆上对应安装有一个涡轮ⅰ303及其相关的连接部件，能够根据水位的高低变化改变其控制的挡洪板抬高或降低，进而实现洪水较大时的溢出现象发生。挡洪板的设计宽度可以根据当地历史水位情况进行设计，使其能挡住最大水位情况。本实施例中为三个小蜗杆，蜗杆621转动带动传动轴ⅰ302，传动轴ⅰ302通过小蜗杆带动涡轮ⅰ303，涡轮ⅰ303旋转安装在支撑柱301的横接块上，涡轮ⅰ303的一侧上固定装有锥齿轮ⅰ304，锥齿轮ⅰ304转动带动锥齿轮ⅱ305，锥齿轮ⅱ305通过轴旋转安装在支撑柱301上，锥齿轮ii305的轴与传动轴ⅰ302平行，且锥齿轮ii305的轴一端穿过支撑柱301安装一个驱动齿轮306，锥齿轮ⅱ305转动带动驱动齿轮306，驱动齿轮306与锥齿轮ⅱ305固定连接，支撑柱301内滑动装有推动板307，推动板307上设置齿条ⅱ，齿条ⅱ与驱动齿轮306啮合，驱动齿轮306转动带动推动板307升降，推动板307顶部接触有挡洪板308，挡洪板308下端铰接在配重箱1上，通过改变挡洪板308的坡度和高度对溢出的洪水进行拦截。
39.如图1、图11所示，流速检测装置2包括转速记录器201，转速记录器201固定安装在配重箱1上，转速记录器201用于检测转速，转速记录器201将接收到的转速变成信号发射回控制中心，进行实时监测，转速记录器201的转轴上固定装有小齿轮203，小齿轮203的一侧啮合有齿环204，齿环204旋转安装在出水口205和进水口206之间，出水口205和进水口206固定安装在配重箱1的侧面，齿环204内固定装有转速轮202，水流通过转速轮202时，带动转速轮202旋转，转速轮202带动齿环204，齿环204带动小齿轮203旋转，小齿轮203的转动由转速记录器201记录转速，通过转速计算水流速度。
40.工作原理：将配重箱1沉在河内，或者固定在岸边，与堤坝设置等宽，将浮漂401放在水面上，流速检测装置2对水的流速进行实时监测，初始状态时：换位齿轮601在水位杆403上端位置，由于齿条ⅰ402设置在水位杆403的下部，所以齿条ⅰ402与换位齿轮601不啮合，此时传动齿轮ⅰ608与传动齿轮ⅱ610为啮合状态，当水位上升到一定程度时，齿条ⅰ402与换位齿轮601啮合开始啮合，换位齿轮601带动转盘602拨动联动轮603，联动轮603开始转
动时，会通过相应的旋转传感器给电机信号，使得电机ⅱ616开始工作，电机ⅱ616带动传动齿轮ⅰ608转动，此时，传动齿轮ⅰ608也开始跟随滑动块605直线滑动，传动齿轮ⅰ608逐渐离开传动齿轮ⅱ610，传动齿轮ⅱ610通过一系列传动会带动泄洪装置5对过高的河水进行分流泄洪，为了避免因传动齿轮ⅰ608离开传动齿轮ⅱ610过快而导致封堵块504没有完全打开，所以将转盘602上设置两个拨杆，转盘602转动多圈才驱动联动轮603转动一圈；如果水位上升过猛，在泄洪期间水位继续上涨，转盘602带动联动轮603继续转动，丝杠ⅰ604带动滑动块605移动，滑动块605带动传动齿轮ⅰ608离开传动齿轮ⅱ610，此时伸缩杆607向套筒606内滑动，最终传动齿轮ⅰ608与传动齿轮ⅲ618啮合，当传动齿轮ⅲ618开始转动时通过传动将会触发预警装置7中的撞击块706不断敲击警示铃707发出警报，同时在警示铃707上设置振动传感器，振动传感器与控制中心无线通讯，受到撞击块706的振动或者冲击时，由无线通讯模块将信号发回控制中心，同时也会触发防溢出装置3中的挡洪板308升起，防止洪水流出，在配重箱的不同高度设置接近式位置传感器，随时监测浮漂401的位置以达到监测水位的目的。
41.本发明未述及之处适用于现有技术。