專利名稱：一種用于水窖沉沙水池蓋的自動(dòng)開合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于水窖沉沙水池蓋的自動(dòng)開合裝置。
背景技術(shù)：
水窖是我國缺水地區(qū)或山區(qū)的人民群眾獲取生活用水的主要途徑之一。目前通常使用的生活水窖一般由水窖窖體和承雨用的沉沙水池構(gòu)成，蓄水池和沉沙水池通過進(jìn)水管連接，它通常存在以下缺陷一、由于沉沙水池通常無蓋，在無雨時(shí)水池容易受到風(fēng)沙灰塵侵污，更為嚴(yán)重的是，蛇鼠蟲類容易侵入沉沙水池并且通過進(jìn)水管進(jìn)入窖體，嚴(yán)重污染生活水源，直接威脅人民群眾的飲水衛(wèi)生。
二、當(dāng)雨量過大或長時(shí)間降雨水窖水量溢滿時(shí)，由于水池?zé)o蓋，水窖蓄水與地表污水連成一片，生活水源從而受到污染。鑒于上述情況，許多群眾自制了一些手動(dòng)水池蓋，人工完成水池蓋的開閉操作，但是這些水池蓋不僅操作不便(尤其在夜間降雨時(shí))，而且無法完全杜絕上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型就是針對(duì)上述問題提供了一種用于水窖沉沙水池蓋的自動(dòng)開合裝置，該裝置在下雨時(shí)，能自動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)打開沉沙水池蓋承雨，蓄水池蓄滿水后，可自動(dòng)關(guān)閉沉沙水池蓋以避免水量溢出受污；雨停后，該裝置亦可及時(shí)關(guān)閉沉沙水池蓋以免蛇鼠蟲類侵入污染水源。
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種用于水窖沉沙水池蓋的自動(dòng)開合裝置，主要由雨量傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路、雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路、電機(jī)及與電機(jī)傳動(dòng)聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)水窖沉沙水池蓋開合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，雨量傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路的輸入端相連，雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路的輸出端和電機(jī)的輸入端相連。
上述雨量傳感器由若干片相互并聯(lián)且電絕緣的電容器極板構(gòu)成，電容器極板之間的間隙為雨水通道，雨水通道的兩端為進(jìn)雨口和雨水出口。
上述雨量傳感器信號(hào)調(diào)理電路主要由正弦波發(fā)生器電路，雨量傳感器測(cè)量電路，正弦波90度移相器，移相正弦波幅度調(diào)整電路，正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路，模擬開關(guān)、有源低通濾波器和同相放大器組成，正弦波發(fā)生器電路輸出端與正弦波90度移相器的輸入端相連，正弦波90度移相器的輸出端與移相正弦波幅度調(diào)整電路的輸入端相連，移相正弦波幅度調(diào)整電路的輸出端與正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路的輸出端與模擬開關(guān)的控制端相連，模擬開關(guān)的輸入端與雨量傳感器測(cè)量電路輸出端相連，模擬開關(guān)的輸出端與有源低通濾波器輸入端相連，有源低通濾波器的輸出經(jīng)同相放大器接入比較器的同相輸入端。
上述雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路中設(shè)有四個(gè)繼電器，二個(gè)位置微動(dòng)開關(guān)，二組常開、常閉聯(lián)動(dòng)開關(guān)，比較器，555電路；比較器的輸出通過三極管與第一個(gè)繼電器的線圈相連；555電路中設(shè)有水位開關(guān)，555電路輸出端通過三極管與第二個(gè)繼電器的線圈相連；一個(gè)位置微動(dòng)開關(guān)串聯(lián)第三個(gè)繼電器的線圈、第二個(gè)繼電器的常閉觸點(diǎn)和第二組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉開關(guān)、最后通過由第一個(gè)繼電器的常開觸點(diǎn)、第三個(gè)繼電器的輔助常開觸點(diǎn)和第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開開關(guān)組成的并聯(lián)電路到地；另一個(gè)位置微動(dòng)開關(guān)串聯(lián)第四個(gè)繼電器的線圈和第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉開關(guān)、最后通過由第二個(gè)繼電器的常開觸點(diǎn)、第四個(gè)繼電器的輔助常開觸點(diǎn)、第一個(gè)繼電器的常閉觸點(diǎn)和第二組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開開關(guān)組成的并聯(lián)電路到地。
本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，當(dāng)下雨時(shí)，能自動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)打開沉沙水池蓋承雨，蓄水池蓄滿水后，可自動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)閉沉沙水池蓋以避免水量溢出受污；當(dāng)雨停后，本實(shí)用新型亦可及時(shí)使電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)閉沉沙水池蓋以免蛇鼠蟲類侵入污染水源。


圖1是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與水窖沉沙水池蓋的聯(lián)接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型雨量傳感器信號(hào)及其調(diào)理電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型雨量信號(hào)后續(xù)處理電路及與電機(jī)接口電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型雨量傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型由以下幾部分構(gòu)成雨量傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路1、雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路2、步進(jìn)電機(jī)3及與電機(jī)3傳動(dòng)聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)水窖沉沙水池蓋開合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、6組成。目前通常使用的生活水窖一般由蓄水池11(水窖窖體)和承雨用的沉沙水池構(gòu)成(如附圖2所示)，蓄水池11和沉沙水池8通過進(jìn)水管9連接，本實(shí)用新型由固聯(lián)于水窖沉沙水池蓋7上的齒條6和固聯(lián)于電機(jī)3的輸出軸4上的齒輪5構(gòu)成齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、6。為了減小沉沙水池蓋7運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力，沉沙水池蓋7上可設(shè)有滾輪12。
圖5、圖6中所示本實(shí)用新型的雨量傳感器12的核心部件是8組電容器，電容器極板13是16片0.5mm厚度的不銹鋼板，多片電容器極板13相互并聯(lián)以增大承雨量。四根與電容器極板電絕緣的螺栓14固定8組電容器成一整體，結(jié)構(gòu)排列成直通式(即極板13之間的間隙18為雨水通道，雨水通道18的兩端為進(jìn)雨口15和出雨口16)并與雨量傳感器外殼17連接，流進(jìn)電容器的雨水可穿過直通式電容器極板流走。由電容器原理可知，電容量與電容器極板間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)，即其電容量CAa的大小與雨量的大小有關(guān)。本實(shí)用新型利用介質(zhì)(雨量)組成的電容傳感器結(jié)構(gòu)能有效地解決雨量大小的量測(cè)，并具有靈敏度高、響應(yīng)快、易于沖洗等特點(diǎn)。
圖3中，本實(shí)用新型的雨量傳感器信號(hào)調(diào)理電路1包括ICL8038正弦波發(fā)生器電路，雨量傳感器中電容量CAa的測(cè)量電路U4，正弦波90度移相器U1A，移相正弦波幅度調(diào)整電路U1B，正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路U2A。如出現(xiàn)降雨，雨量的大小實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)換為CAa電容量的變化，U4輸出的正弦交流電壓幅度正比于CAa。ICL8038正弦波發(fā)生器電路的輸出信號(hào)既是CAa的測(cè)量電路U4的激勵(lì)源，又是正弦波90度移相器的參考信號(hào)源，該輸出一路接電容CAa的測(cè)量電路輸入端，一路接正弦波90度移相器U1A輸入端。正弦波90度移相器U1A輸出至正弦波幅度調(diào)整電路U1B，再經(jīng)正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路U2A完成波形轉(zhuǎn)換后輸出至模擬開關(guān)4066A的開關(guān)控制端，模擬開關(guān)4066A的輸入端與電容CAa測(cè)量電路U4輸出端相連，所以CAa測(cè)量電路輸出的正弦信號(hào)與移相90度后的同頻方波通過模擬開關(guān)4066A實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出至有源低通濾波器U6，CAa越大，有源低通濾波器U6輸入信號(hào)的幅度越大，最后把該輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)輸出的電平幅度就越大，從而雨量信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理電路就有效把CAa的大小變化轉(zhuǎn)化成電平幅度的大小變化。
圖4中，J1-1、J1-2和J1-3分別是第一個(gè)繼電器的線圈、常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)；J2-1、J2-2和J2-3分別是第二個(gè)繼電器的線圈、常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)；NP1-1、NP1-2和NP1-3分別是第三個(gè)繼電器的線圈、輔助常開觸點(diǎn)和一對(duì)主常開觸點(diǎn)；NP2-1、NP2-2和NP2-3分別是第四個(gè)繼電器的線圈、輔助常開觸點(diǎn)和一對(duì)主常開觸點(diǎn)；NK1、NK2為位置微動(dòng)開關(guān)當(dāng)水池蓋處于全閉合位置時(shí)，NK1閉合NK2斷開，而當(dāng)水池蓋處于全打開位置時(shí)，NK 1斷開NK2閉合；QA1和QA2分別是第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開和常閉開關(guān)；QB1和QB2分別是第二個(gè)聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開和常閉開關(guān)。
圖3中有源低通濾波器U6的輸出經(jīng)同相放大器U7接入圖4中比較器U2B的同相輸入端，比較器U2B的反相輸入端接入?yún)⒖茧妷?，比較器U2B的輸出通過一三極管Q2與第一個(gè)繼電器的線圈J1-1相連。555電路中AB兩觸點(diǎn)分別連接圖2中水窖窖體蓋10上不銹鋼水位探測(cè)針A和B，555電路輸出端通過一三極管Q1與第二個(gè)繼電器的線圈J2-1相連。NK1串聯(lián)第三個(gè)繼電器的線圈NP1-1、第二個(gè)繼電器常閉觸點(diǎn)J2-2和第二組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉開關(guān)QB2，最后通過由第一個(gè)繼電器常開觸點(diǎn)J1-3、第三個(gè)繼電器的輔助常開觸點(diǎn)NP1-2和第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開開關(guān)QA1組成的并聯(lián)電路到地。NK2串聯(lián)第四個(gè)繼電器的線圈NP2-1和第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉開關(guān)QA2，最后通過由第二個(gè)繼電器常開觸點(diǎn)J2-3、第三個(gè)繼電器的輔助常開觸點(diǎn)NP2-2、第一個(gè)繼電器的常閉觸點(diǎn)J1-2和第二組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開開關(guān)QB1組成的并聯(lián)電路到地。
當(dāng)下雨時(shí)，比較器U2B輸出高電平，線圈J1-1通電，常開觸點(diǎn)J1-3閉合，常閉觸點(diǎn)J1-2斷開，線圈NP1-1通電，輔助常開觸點(diǎn)NP1-2和一對(duì)主常開觸點(diǎn)NP1-3閉合，電機(jī)MOTOR正轉(zhuǎn)，沉沙水池蓋7打開；沉沙水池蓋7到達(dá)全打開位置后，NK1斷開NK2閉合，線圈NP1-1失電，輔助常開觸點(diǎn)NP1-2和一對(duì)主常開觸點(diǎn)NP1-3斷開，電機(jī)MOTOR停轉(zhuǎn)。雨下完后，比較器U2B輸出低電平，線圈J1-1失電，常開觸點(diǎn)J1-3斷開，常閉觸點(diǎn)J1-2閉合，線圈NP2-1通電，輔助常開觸點(diǎn)NP2-2和一對(duì)主常開觸點(diǎn)NP2-3閉合，電機(jī)MOTOR反轉(zhuǎn)，沉沙水池蓋7閉合；沉沙水池蓋7運(yùn)動(dòng)至全閉合位置后，NK1閉合，NK2斷開，線圈NP2-1失電，輔助常開觸點(diǎn)NP2-2和一對(duì)主常開觸點(diǎn)NP2-3斷開，電機(jī)MOTOR停轉(zhuǎn)。當(dāng)下雨過程中蓄水池11水滿時(shí)，A，B兩不銹鋼水位探針之間為低阻導(dǎo)通狀態(tài)，UAB＜1/3Vcc，555輸出高電平，線圈J2-1通電，常開觸點(diǎn)J2-3閉合，常閉觸點(diǎn)J2-2斷開，線圈NP2-1通電，輔助常開觸點(diǎn)NP2-2和一對(duì)主常開觸點(diǎn)NP2-3閉合，電機(jī)MOTOR反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)沉沙水池蓋7全閉合。當(dāng)蓄水池11水位未滿時(shí)，555中AB開路，555輸出低電平，線圈J2-1失電，常開觸點(diǎn)J2-3斷開，常閉觸點(diǎn)J2--2閉合，沉沙水池蓋7下雨則開，雨停則閉。
本實(shí)用新型亦可手動(dòng)控制打開或關(guān)閉沉沙水池蓋7。當(dāng)沉沙水池蓋7全閉合時(shí)按一下第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)使其常開開關(guān)QA1閉合、常閉開關(guān)QA2斷開，線圈NP1-1通電，輔助常開觸點(diǎn)NP1-2和一對(duì)主常開觸點(diǎn)NP1-3閉合，電機(jī)MOTOR正轉(zhuǎn)使沉沙水池蓋7全打開；沉沙水池蓋7全打開后，再按一下第二組聯(lián)動(dòng)開關(guān)使其常開開關(guān)QB1閉合，其常閉開關(guān)QB2斷開，線圈NP2-1通電，輔助常開觸點(diǎn)NP2-2和一對(duì)主常開觸點(diǎn)NP2-3閉合，電機(jī)MOTOR反轉(zhuǎn)使沉沙水池蓋7全閉合。
權(quán)利要求1.一種用于水窖沉沙水池蓋的自動(dòng)開合裝置，其特征在于主要由雨量傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路、雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路、電機(jī)及與電機(jī)傳動(dòng)聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)水窖沉沙水池蓋開合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，雨量傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路的輸入端相連，雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路的輸出端和電機(jī)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于雨量傳感器由若干片相互并聯(lián)且電絕緣的電容器極板構(gòu)成，電容器極板之間的間隙為雨水通道，雨水通道的兩端為進(jìn)雨口和雨水出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于雨量傳感器信號(hào)調(diào)理電路主要由正弦波發(fā)生器電路，雨量傳感器測(cè)量電路，正弦波90度移相器，移相正弦波幅度調(diào)整電路，正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路，模擬開關(guān)、有源低通濾波器和同相放大器組成，正弦波發(fā)生器電路輸出端與正弦波90度移相器的輸入端相連，正弦波90度移相器的輸出端與移相正弦波幅度調(diào)整電路的輸入端相連，移相正弦波幅度調(diào)整電路的輸出端與正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，正弦波/方波轉(zhuǎn)換電路的輸出端與模擬開關(guān)的控制端相連，模擬開關(guān)的輸入端與雨量傳感器測(cè)量電路輸出端相連，模擬開關(guān)的輸出端與有源低通濾波器輸入端相連，有源低通濾波器的輸出經(jīng)同相放大器接入比較器的同相輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路中設(shè)有四個(gè)繼電器，二個(gè)位置微動(dòng)開關(guān)，二組常開、常閉聯(lián)動(dòng)開關(guān)，比較器，555電路；比較器的輸出通過三極管與第一個(gè)繼電器的線圈相連；555電路中設(shè)有水位開關(guān)，555電路輸出端通過三極管與第二個(gè)繼電器的線圈相連；一個(gè)位置微動(dòng)開關(guān)串聯(lián)第三個(gè)繼電器的線圈、第二個(gè)繼電器的常閉觸點(diǎn)和第二組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉開關(guān)、最后通過由第一個(gè)繼電器的常開觸點(diǎn)、第三個(gè)繼電器的輔助常開觸點(diǎn)和第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開開關(guān)組成的并聯(lián)電路到地；另一個(gè)位置微動(dòng)開關(guān)串聯(lián)第四個(gè)繼電器的線圈和第一組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常閉開關(guān)、最后通過由第二個(gè)繼電器的常開觸點(diǎn)、第四個(gè)繼電器的輔助常開觸點(diǎn)、第一個(gè)繼電器的常閉觸點(diǎn)和第二組聯(lián)動(dòng)開關(guān)的常開開關(guān)組成的并聯(lián)電路到地。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于水窖沉沙水池蓋的自動(dòng)開合裝置，主要由雨量傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路、雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路、電機(jī)及與電機(jī)傳動(dòng)聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)水窖沉沙水池蓋開合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，雨量傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路的輸入端相連，雨量信號(hào)后續(xù)處理及電機(jī)接口電路的輸出端和電機(jī)的輸入端相連。本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，當(dāng)下雨時(shí)，能自動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)打開沉沙水池蓋承雨，蓄水池蓄滿水后，可自動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)閉沉沙水池蓋以避免水量溢出受污；當(dāng)雨停后，本實(shí)用新型亦可及時(shí)使電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)閉沉沙水池蓋以免蛇鼠蟲類侵入污染水源。
文檔編號(hào)E03B11/00GK2752400SQ20042005775
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者鄧華, 熊昌侖 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)