一种地下车库水动力阻水装置及方法

本发明涉及地下建筑阻水技术领域，具体涉及一种地下车库水动力阻水装置及方法。

背景技术：

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

当台风暴风雨来临时，城市的排水系统超荷载，住宅小区的地下车库遭到反灌，大量车辆被水浸泡，造成财产损失。

目前处于较低地区的建筑物或住宅在遇到下倾盆大雨时即会发生淹水现象，因此住户通常是采用堆积砂包或钉设挡水板在建筑物与住宅门口，以阻挡外界的水进入室内；发明人发现，这些方法如：堆积砂包则相当笨重且耗时，于不使用时搬移也相当费力。另外，对钉设挡水板则效果不佳且在不使用时拆下也会留下钉痕影响门口美观。此外使用挡水板或者沙袋存在很大的问题，挡水初期，车辆无法进出车库，物业和业主会产生矛盾，物业要挡，车主要进出车辆；使用人工的办法进行挡水，在夜间不能够有效及时地做出反应，车库仍然存在被淹没的风险，难以应对突发的汛情，容易垮塌和漏水。

经检索，施威伍、王伟丞发明了活动式防水闸门的组成结构(专利号：201710840776.8)。此发明提供一种活动式防水闸门的组成结构，其通过一框座、一主闸板、多个层叠闸板、多个扣压开关及多个夹具所相对构组而成；本发明组成的闸门作为在遇到倾盆大雨时为防止外界的水淹入室内可作快速组装，迅速挡水的架设，且通过各层叠闸板的纵向叠置扣勾结构，可自由朝上叠置扣勾多个层叠闸板架设至所需预定高度，视情况随时增减层叠闸板及夹具数量，除可较简易地强化稳固挡水效果外，更可达到防水高度的便利调整性及机能性。但此发明在使用的过程中需要人工进行安装，并且需要人工监测水位的实时变化来控制架设层叠闸板至所需的高度。这种方法虽然可以阻挡一定的水，防止地下车库被淹，但是无法摆脱需要人力的缺点，没有实现全自动。

经检索，段瑞永、闫吉玲、张文俊、邱锐、黄龙、李巨光发明了一种地下车库前端充气防水装置(专利号：202010534735.8)，设置在地下车库入口的坡道上，包括气囊、翻板和液压缸，所述坡道上设置有气囊槽，气囊槽的两端延伸于坡道两侧的墙体内，并向墙体上侧延伸形成气囊密封槽，气囊安装于气囊槽的底面，气囊的两端均竖向设置有导向柱，翻板可转动地安装于气囊槽的顶面，翻板的两端均设置有液压缸，液压缸连接有液压泵，气囊连接有空压机；气囊密封槽的墙体上设置有压力传感器，两侧墙体附近或车库内设置有多个水位传感器，压力传感器和水位传感器的检测信号控制所述液压泵和空压机工作。但此方法一旦气囊工作，进行阻水，无法实现在阻水的初期(水位不是很高的情况下)，车辆自由出入车库的目的，对于实际应用有很大的不便之处。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种地下车库水动力阻水装置，使用方便，而且挡水初期不会影响车辆的进出。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种地下车库水动力阻水装置，包括阻水板组件，阻水板组件包括第一阻水件，第一阻水件一端与底座转动连接，另一端与第二阻水件一端转动连接，第一阻水件和第二阻水件设有发泡层，底座设有能够使得发泡层嵌入的凹槽，底座开设的进水口与凹槽相连通，还包括侧轨组件，侧轨组件包括侧板，侧板设有爬升轨道，爬升轨道包括水平设置的直线轨道和弧形的提升轨道，第二阻水件设有嵌入爬升轨道的行走组件，行走组件与安装在第二阻水件的驱动机构连接。

进一步的，所述第一阻水件及第二阻水件均安装有发电组件，所述发电组件与储能电源连接，储能电源与驱动机构连接，用于对驱动机构进行供电。

进一步的，所述第一阻水件及第二阻水件均包括内部具有空腔的上承载保护板，所述上承重保护板内部固定有下承重板，所述发电组件包括压条，压条中部与下承重板固定，端部通过压条弹性件压紧上承载保护板，下承重板还与多个压电片的一端固定连接，压电片的另一端通过压电片弹性件与下承重板连接，压电片与下承重板之间设有压电片垫板。

进一步的，所述发泡层采用聚氨酯发泡层，聚氨酯发泡层通过聚氨酯发泡层固定片固定在第一阻水件和第二阻水件的底面上。

进一步的，所述第一阻水件和第二阻水件均包括多个阻水单元模块，相邻阻水单元模块通过连接件连接。

进一步的，所述第一阻水件与第一连杆的一端铰接，第一连杆的另一端与铰接件铰接，铰接件与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与底座铰接。

进一步的，所述驱动机构包括固定在第二阻水件顶端的驱动件，所述驱动件通过传动机构与传动轴连接，所述传动轴与行走组件连接，所述行走组件包括带轮和滚轮，所述滚轮和带轮嵌入爬升轨道中，所述带轮能够与提升轨道中设置的同步带接触。

进一步的，所述直线轨道的一侧设有限位开关，限位开关能够与行走组件接触。

进一步的，所述侧板上设置有液位传感器，用于检测雨水的水位高度。

第二方面，本发明提供了一种地下车库水动力阻水装置的工作方法，底座开设的凹槽接收由进水口流入的雨水，通过发泡层对第一阻水件和第二阻水件产生浮力，滚轮沿直线轨道运动，第一阻水件顶端和第二阻水件底端抬升，起到阻水作用，当水位达到设定警戒高度后，驱动机构带动行走组件工作，行走组件经过直线轨道进入提升轨道，然后沿提升轨道爬升，第二阻水件顶端抬升。

本发明的有益效果：

1.本发明的阻水装置，能够利用雨水的浮力和驱动机构带动行走组件沿爬升轨道的运动使得第一阻水件和第二阻水件抬升，起到阻水作用，自动化工作，无需堆积砂包或钉设挡水板，使用方便，省时省力。

2.本发明的阻水装置，雨水量较小时，行走组件在直线轨道内运动，第一阻水件和第二阻水件的抬升高度能够小于车辆的底盘高度，在不影响车辆的正常通行的前提下，能够起到阻挡雨水进入地下车库的作用。

3.本发明的阻水装置，具有发电组件，能够利用发电组件向储能电源充电，无需额外连接电源，使用方便。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

图2为本发明实施例1阻水板组件仰视图；

图3为本发明实施例1阻水板组件剖视图；

图4为本发明实施例1阻水板组件爆炸示意图；

图5为本发明实施例1第一阻水板俯视图；

图6为本发明图5中的e向截面示意图；

图7为本发明实施例1发电组件示意图；

图8为本发明实施例1发电组件剖视图；

图9为本发明图8的i处放大图；

图10为本发明实施例1第二阻水件仰视图；

图11为本发明实施例1驱动机构与行走组件装配示意图；

图12为本发明实施例1驱动机构与行走组件装配剖视图；

图13为本发明实施例1第一连杆和第二连杆装配示意图；

图14为本发明实施例1底座结构示意图；

图15为本发明实施例1底座俯视图；

图16为本发明图15的a向截面示意图；

图17为本发明实施例1侧轨组件结构示意图；

图18为本发明实施例1装置控制箱结构示意图；

图19为本发明实施例2第一阻水件和第二阻水件呈倒v型结构分布示意图；

图20为本发明实施例2工作流程示意图；

图21为本发明实施例2工作流程侧视图；

图22为本发明实施例1工作流程示意图；

其中，阻水板组件i，驱动机构ii，底座iii；侧轨组件iv，装置控制箱v；

i-01-压电片，i-02-压条，i-03-压条弹簧，i-04-压条固定螺钉，i-05-压电片垫板，i-06-下承重板，i-07-聚氨酯发泡层，i-08-上承重保护板，i-09-合页，i-10-压电片固定条固定螺钉，i-11-防水橡胶，i-12-连接件，i-13-压电片弹簧，i-14-阻水板转轴孔，i-15-压电片固定条，i-16-聚氨酯发泡层固定片，i-17-聚氨酯发泡层固定片螺钉，i-18-承重板间螺钉孔，i-19-下承重板固定螺钉，i-20-第一连杆,i-21-承重板间螺钉；

ii-01-滚轮，ii-02-同步带，ii-03-步进电机，ii-04-传动轴端同步轮，ii-05-轴承，ii-06-轴承孔，ii-07-粗传动轴，ii-08-带轮，ii-09-电机轴同步轮，ii-10-细传动轴，ii-11-平键；

iii-01-底座斜坡，iii-02-底座固定螺栓孔，iii-03-进水孔，iii-04-凹槽，iii-05-加强筋，iii-06-支撑架固定端，iii-07-底座转轴轴孔；

iv-01-侧板，iv-02-液位传感器，iv-03-同步带，iv-04-爬升轨道，iv-05-限位开关，iv-06-膨胀螺栓孔；

v-01-电机驱动器，v-02-储能电池，v-03-压电能量收集芯片，v-04-急停断电闸；

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有的地下车库阻水方式费时费力，而且在雨水初期影响车辆的进出，针对上述问题，本申请提出了一种地下车库水动力阻水装置。

本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-图16所示，一种地下车库水动力阻水装置，包括底座iii，所述底座的两侧设有侧轨组件iv，所述侧轨组件用于与墙体固定连接，所述底座连接有阻水板组件i，还包括装置控制箱v，所述装置控制箱用于固定在墙体上。

所述阻水板组件包括转动连接的第一阻水件和第二阻水件，所述第一阻水件底端与底座转动连接，顶端通过合页i-09与第二阻水件的底端转动连接，所述第二阻水件顶端设置有驱动机构ii，驱动机构与行走组件连接，行走组件嵌入侧轨组件的爬升轨道中，所述爬升轨道iv-04包括水平设置的直线轨道及弧形的提升轨道，所述行走组件在直线轨道中运动，能够带动第一阻水件和第二阻水件运动呈倒v型结构，起到对水的阻挡作用。

所述第一阻水件和第二阻水件的结构相同，均包括上承重保护板i-08，所述上承重保护板内设置有空腔，所述空腔内固定有下承重板i-06，所述下承重板的四个角处设置有承重板件螺钉孔i-18，下承重板通过承重板间螺钉孔和下承重板固定螺钉与空腔远离上承重保护板顶面的腔壁固定连接，优选的，所述下承重板和上承重保护板之间设置有橡胶皮。

所述上承重板的上表面开设有多个圆孔，优选的，所述圆孔直径为30mm，本领域技术人员可根据实际需要设置圆孔的直径。

所述空腔内设置有发电组件，所述发电组件安装在下承重板上，所述发电组件包括多个压条i-02，优选的，所述压条设置四个，下承重板的中间位置设置两个压条，下承重板的两端分别设置一根压条，所述压条的中部位置通过压条固定螺钉i-04与下承重板固定连接。

所述压条的端部与压条弹性件的一端固定连接，压条弹性件的另一端与下承重板固定连接，优选的，所述压条弹性件采用压条弹簧i-03。

压条i-02.压条弹簧i-03，压条固定螺钉i-04三者使上承重保护板i-08和下承重板i-06之间存在一定的挤压距离。

所述下承重板两个长边处设置有多个压电片i-01，所述压电片的一端通过压电片固定条i-15及压电片固定条固定螺钉i-10与下承重板固定连接，所述压电片与下承重板之间设置有压电片垫板i-05及压电片弹簧i-13，所述压电片弹簧一端与下承重板固定连接，另一端与压电片固定连接。

所述压电片与装置控制箱内的储能电源连接，优选的，所述储能电源采用储能电池v-02，所述储能电池用于对装置的其他元件进行供电。

本实施例中，车辆进出车库时，对上承重保护板i-08产生挤压，同时压条弹簧i-03被压缩，压条i-02变形，上承重保护板i-08与下承重板i-06间的距离减小，压电片i-01和压电片弹簧i-13受到挤压变形，产生电能。

所述第一阻水件的一端设置有第一级阻水板转轴轴孔i-14，第一阻水件通过第一级阻水板转轴轴孔以及在底座上开设的底座转轴轴孔iii-07及转轴与底座转动连接，转动角度为0°到60°。

所述第一阻水件的另一端通过合页i-09及螺钉与第二阻水件的底端转动连接，在合页连接处增加橡胶密封条，防止漏水。

所述第一阻水件及第二阻水件的上承重保护板的底面设置有发泡层，优选的，所述发泡层采用聚氨酯发泡层，所述聚氨酯发泡层通过聚氨酯发泡层固定片i-16和聚氨酯发泡层固定片螺钉i-17进行连接。

本实施例中，所述第一阻水件和第二阻水件均采用多个阻水单元模块组成，相邻阻水单元模块通过连接件i-12，所述连接件采用连接片，所述连接片上设置有两个固定孔，连接片通过螺钉与第一阻水件及第二阻水件固定连接，并且在连接处增加橡胶密封条，减少漏水。

优选的，所述第一阻水件及第二阻水件的两个侧边均设有防水橡胶i-11，用于对第一阻水件和第二阻水件与侧柜组件之间进行密封，防止漏水。

所述第二阻水件的顶端安装有驱动机构ii，所述驱动机构包括驱动件，优选的所述驱动件采用步进电机ii-03，所述步进电机固定在第二阻水件的顶端，所述步进电机的输出轴通过传动机构与传动轴连接，所述传动轴与行走组件连接，所述行走组件嵌入侧轨组件设置的爬升轨道上，能够在驱动机构的作用下沿爬升轨道行走。

所述步进电机与储能电池连接，由压电片产生的电能能够通过储能电池提供给步进电机。

所述步进电机的输出轴与电机轴同步轮ii-09连接，电机轴同步轮与传动轴端同步轮ii-04通过同步带ii-02连接，两者同步转动。电机轴同步轮、传动轴端同步轮及同步带共同构成传动机构，粗传动轴ii-07一端与传动轴段同步轮连接，另一端与细传动轴ii-10连接，细传动轴与行走组件连接，粗传动轴和细传动轴共同构成传动轴。

本实施例中，粗传动轴和细传动轴仅指粗传动轴的直径大于细传动轴的直径，并不对其尺寸作出具体限定。

所述传动轴与两个轴承ii-05通过轴承孔ii-06转动连接，两个轴承通过螺钉固定在第二阻水件的上承重保护板上，用于对传动轴进行支撑。

所述行走组件包括依次固定在传动轴上的带轮ii-08和滚轮ii-01，带轮和滚轮通过平键ii-11与传动轴固定连接。带轮和滚轮嵌入侧轨组件设置的爬升轨道中。

所述底座的前后两侧设置有底座斜坡iii-01，所述底座上表面开设有底座槽，底座槽内设置有多个加强筋iii-05，多个加强筋将底座槽分隔多多个凹槽iii-04，凹槽的宽度和深度分别与聚氨酯发泡层的宽度厚度相等，装置不使用时，第一阻水件及第二阻水件展开呈180°，发泡层嵌入所述凹槽中，能够使得车辆正常通过，加强筋纵穿底座，提高了底座的强度，增加了整个装置的稳定性。

所述底座斜坡上开设有进水口iii-03，所述进水口与凹槽内部空间通过连接通道连通，进水口进入的雨水能够进入凹槽内部。

优选的，所述进水口采用矩形开口，经过进水口进入到凹槽内发泡层的底部，能够对发泡层产生浮力。

所述底座的底座斜坡上还设置有底座固定螺栓孔iii-02，底座通过底座螺栓固定孔和螺栓固定在地面上，优选的，所述螺栓采用膨胀螺栓，与地面固定强度大。

所述加强筋的顶面设置有支撑架固定端iii-06，所述支撑架固定端与第二连杆的底端铰接，第二连杆的顶端与铰接件铰接，铰接件还与第一连杆的底端铰接，第一连杆的顶端与第一阻水件的底面铰接，通过第一连杆和第二连杆的设置，能够保证第一阻水件转动时的稳定性。

所述侧轨组件包括侧板iv-01，所述侧板上开设有爬升轨道iv-04，所述侧板上开设有膨胀螺栓孔iv-06，侧板能够通过膨胀螺栓孔和膨胀螺栓与墙体固定连接。

本实施例中，所述爬升轨道包括水平设置的直线轨道及与直线轨道末端相连通的弧形的提升轨道，所述直线轨道位于侧板的底部，行走组件嵌入所述的爬升轨道中，当行走组件沿直线轨道行走时，第一阻水件及第二阻水件能够运动呈倒v型结构，对较低的水位起到阻水作用，所述提升导轨上固定有同步带iv-03，当行走组件运动至直线轨道末端与同步带接触时，带轮能够与同步带接触，带轮转动能够带动第二阻水件沿提升导轨进行提升，对较高的水位起到阻水作用。

所述直线轨道的上方位置设置有限位开关iv-05，行走组件触碰到限位开关后，使得电机与储能电池之间的连接线路接通，同时还可以防止第一阻水件抬升过度造成轨道卡轮的情况。

所述侧板上还安装有液位传感器iv-02，所述液位传感器用于检测雨水的液位高度。

装置控制箱部分v包括电机驱动器v-01,储能电池v-02，能量收集芯片v-03，急停断电闸v-04。

具体的，能量收集芯片v-03将压电片i-01产生的电能通过处理后储存到储能电池v-02中，储能电池v-02为电机驱动器v-01与步进电机ii-03提供电能，无需额外连接电源，使用方便，急停断电闸v-04在紧急情况下将装置紧急断电，停止运行，电机驱动器与步进电机连接，用于控制步进电机的工作。

实施例2：

本实施例公开了实施例1所述的地下车库水动力阻水装置的工作方法：如图17-20所示，未下雨状态时，所述第一阻水件和第二阻水件展开呈180°，聚氨酯发泡层嵌入底座的凹槽内部，此时车辆可正常通行，当下雨时，雨水通过进水口进入凹槽，对聚氨酯发泡层的底部产生浮力，带动第一阻水件和第二阻水件运动，行走组件沿直线轨道运动，此时第一阻水件和第二阻水件运动呈倒v型结构，可在雨水初期水位小于270mm时起到挡雨的作用，同时形成的倒v型结构的最高点高度小于车辆底盘的高度，此时道闸可开启，不会影响车辆的正常通行，当行走组件运动至限位开关时，步进电机与储能电池接通，此时步进电机处于待工作状态，当液位传感器检测到水位高于270mm警戒水位时，道闸关闭，不允许车辆通行，当液位传感器检测到液位高于600mm时，液位传感器给电机驱动器发送信号，电机驱动器控制步进电机启动工作，带动滚轮和带轮转动，在直线导轨中，滚轮沿直线导柜运动，使得倒v型结构的最高点高度升高，当行走组件运动至直线轨道的末端时，带轮与同步带接触，此时在同步带和带轮的作用下，第二阻水件的顶端沿弧形的提升轨道提升，直至第二阻水件的顶端运动至提升轨道的末端，如图21所示，第二阻水件由初始的b点抬升至a点，此时阻水高度达到最大，当雨量减少时，步进电机反转，第二阻水件顶端下行。

采用本实施例的阻水装置，自动化工作，无需堆积砂包或钉设挡水板，使用方便，省时省力。

在实际应用过程中，该装置的多个部件的尺寸由使用场合来确定，本实施例中，第一阻水件的水平面积尺寸取580mm*100mm*5，第二阻水件的水平面积尺寸取630mm*100mm*5。

首先，为了保证双级阻水件能依靠浮力而运行，必须确定阻水件下方聚氨酯的尺寸，由下列公式可得聚氨酯发泡层产生的浮力：

f浮＝ρ液gv排

式中，f浮为单级阻水板中聚氨酯发泡层能够产生的最大浮力，ρ液为水的密度，g是当地重力加速度，通常取10m/s2,误差可忽略不计，v排是聚氨酯发泡层浸入水中的最大体积，本实施例中第一级阻水板下方的聚氨酯尺寸为460mmmm*135mm*30mm。

上承重保护层、下承重层和聚氨酯发泡层本身，三者的重力要小于等于单级阻水板中聚氨酯发泡层能够产生的最大浮力。上承重保护层与下承重层间的压电片和储能电池的质量忽略不计。

受力分析：f浮＝ρ聚氨酯m聚氨酯g+m1g+m2g

式中，m1为上承重保护层的质量，m2为下承重层的质量，f浮为单级阻水板中聚氨酯发泡层能够产生的最大浮力。上承重保护板与下承重板的材料均为铝合金，铝合金密度根据加入的合金元素不同而不同，一般在2.5-2.88之间，本实施例取2.5g/cm3。

以第一级阻水板为例，经过计算分析，以密度为2.5g/cm3的阻水板上承重保护板与下承重板总体积最大可为5.10mm，可以达到承重保护的要求，第二阻水件承重层的体积的计算方法与第一阻水件相同。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。