時間:2020年05月16日 分類:科學技術論文 次數:
摘要:本設計從當下暴雨天地下車庫易被雨水淹沒而引起安全隱患與財產損失的實際問題出發,調查了目前國內外地下車庫阻排水的研究現狀,研發了一款智能化的地下車庫阻排水系統。該系統將門板開合的蝸輪蝸桿驅動、門墻的密封貼合、太陽能發電、引水入坑、水位流量監控、水泵抽水等眾多技術于一體,以ARDUINO為核心控制系統,輔以必要的物聯網技術,使得地下車庫的阻排水實現了完全的智能化,從而有效解決了暴雨天地下車庫被淹沒的問題。
關鍵詞:地下車庫;阻水排水;智能;結構設計
1.1車庫的地上阻水
由于車庫的地上阻水部分應能夠最大程度地阻斷強降雨天氣時雨水進入車庫,同時又能夠使車庫門盡可能的承受較小的雨水沖擊力,因此車庫的地上阻水部分是設在進入地下車庫的平地和斜坡的交界處。為了實現車庫的阻水,我們采用翻轉閘門的形式來阻隔雨水進入。閘門從緊密閉合車庫位置,可以繞門軸向上翻轉225°角到達極限位置【1】。
該位置為車庫正常開啟的狀態,當遇到強降雨天氣時,車庫門由該位置變化至緊密貼合車庫兩壁緊急關閉狀態,從而有效阻斷雨水進入車庫。翻轉閘門的機械結構采用蝸輪蝸桿機構,具體設計如下:首先我們將門軸一體化,確保軸轉動的同時閘門也隨之翻轉,門軸的長度要大于閘門的寬度;其次將門軸多出部分與蝸輪的輸出端固定(門軸的左右兩端各有一個蝸桿與之固定),確保蝸輪輸出端與門軸在旋轉方向上沒有相對運動,為了減小受力,我們采用左右兩個蝸輪蝸桿機構同時工作的方式;最后將蝸桿與電機相連,電機帶動蝸桿旋轉,蝸桿帶動蝸輪,蝸輪使門軸旋轉從而實現閘門的翻轉。閘門內側裝有太陽能板,用于晴天時閘門在開啟狀態下為車庫系統儲存電能,同時為了更好地實現阻水效果,閘門內側的四周設置封條,在水壓的作用下是阻水部分密封性更好。
1.2車庫的引水
在強降雨天氣下,盡管車庫閘門關閉阻斷大量雨水進入,但可能仍有少量雨水進入,同時在一些小降雨天氣或一些特殊情況下導致車庫持續進入少量雨水時,為了不讓其肆意漫流,提高雨水的收集效率,我們在進入車庫的斜坡處設置攔水槽【2】,使進入斜坡的雨水通過與攔水槽相連的管道匯集到集水坑處,防止車庫內有積水產生。
1.3車庫的排水
車庫的排水系統由水位傳感器和抽水泵組成。當雨水匯集到集水坑時,我們在集水坑處設置水位傳感器,水位傳感器設有兩個水位預設值。一個為抽水預設水位值,當集水坑的水位大于該預設值,抽水泵開始工作,向外排水。另一個為預警預設水位,該預設值大于抽水預設水位值,當集水坑的水位大于預警水位時,此時排水泵因為水位大于抽水預設值已經工作,而集水坑中的水位還在不斷上升,到達了預警值,因此判斷雨量已經大于抽水泵的排水能力,需要關閉車庫閘門,否則將會發生泡車。所以當集水坑的水位大于預警水位時,給閘門一個關門信號【3】。
控制系統設計
1、閘門關閉控制系統設計:
要實現智能化,需要自動檢測外界環境來判斷是否需要關閉閘門。由于本設計主要為了防止車庫內車輛泡水報廢而造成巨大損失,因此我們將檢測標準定于車庫內,通過集水坑中的水位高低來判斷是否關閉閘門。
我們將集水坑處的水位傳感器與Arduino板相連,設置好其高度值,當水位高于我們預設值時,水位傳感器給Arduino一個輸入信號,Arduino通過已編好的程序控制電機驅動器使電機轉動,再通過蝸輪蝸桿機構實現閘門的關閉。同時,在某些特殊情況下,導致閘門自動關閉系統失靈,為了提高安全性和可靠性,我們設置了手動控制,在關閉閘門的控制系統中加入了wifi模塊【4】,管理員在手機上就能關閉閘門。
2、排水系統的設計:
將水位傳感器與抽水泵相連,水位一旦超過我們預設的水位,傳感器就輸出一個信號,將抽水泵的電源接通,進行排水。
結語
通過這次的地下車庫智能阻水排水的設計,我認識到將傳統的機械結構與現在的智能化技術結合起來,大大解放了勞動力。同時,這次的設計有很多需要考慮的因素,例如車庫閘門的滲水問題,水位計的放置,引水問題等,我學習到考慮問題要全面,盡可能的使方案沒有缺陷,在做的時候發現問題,并加以改進,通過這樣反復的發現問題和解決問題,才能將設計做到最好。
參考文獻:
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排水方向論文范文:如何做好給水排水工程管理工作
下面文章主要針對給水排水工程管理工作加以研究,如今給水排水工程直接影響我國國民經濟的發展,給人們的生產生活也帶來了一定的影響,為此文章重點介紹了給水排水工程規劃設計,并且提出了要重視給水排水工程質量,這對于強化給水排水工程管理也是非常重要的。
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