1.本发明涉及一种闸门启闭机，尤其涉及一种具有量水和控制功能的渠道闸门启闭机。
背景技术：
2.目前，随着水利水电工程的广泛开展，用于水库灌溉、主河道堤坝、农作物浇灌水、力电站等工程项目上的启闭机，螺杆闸门是最常用的设备。
3.螺杆闸门又称螺杆式启闭机，是一种用螺纹杆直接或通过导向滑块、连杆与闸门门叶相连接，螺杆上下移动以启闭闸门的机械，手电两用启闭机没有针对顶闸事故的有效保护措施，即便在手电两用启闭机上安装了限位开关，它也只能起限位作用，在启闭机运行过程中稍有不慎将会发生压弯螺杆、顶碎启闭机端盖，顶断启用机梁使钢筋混凝土梁上缘开裂破坏，以及启闭机台位移、旋转、倾复，甚至造成职员伤亡，电动启闭机还会因顶闸事故引起电动机过载而烧毁电机，严重影响工程的安全运用，威胁着操纵职员的人身安全，此闸门还会受位受闸门高低的限制，闸门与滑动点长时间浸泡水里，滑动时有几率造成卡住的危险，闸门上方因有螺纹杆无法构建桥梁。
4.技术问题为：提供一种具有量水和控制功能的渠道闸门启闭机的不受水位高低限制，防顶闸事故发生的渠道闸门启闭机。
技术实现要素：
5.为了克服水位受闸门高低的限制，闸门与滑动点长时间浸泡水里，滑动时有几率造成卡住的危险，没有针对顶闸事故的有效保护措施，闸门上方因有螺纹杆无法构建桥梁的缺点，提供一种不受水位高低限制，防顶闸事故发生的具有量水和控制功能的渠道闸门启闭机。
6.本发明的实施方案为：一种具有量水和控制功能的渠道闸门启闭机，包括有壳体、壳盖、内支撑架、闸门、转动柱、第一齿轮、水位传感器、控制器、电机支撑架、动力装置、动力切换装置、动力转换装置、锁紧装置和密封装置，壳体前侧可拆卸式安装有壳盖，壳体内安装有内支撑架，内支撑架位于壳盖的下方，内支撑架上部固定连接有电机支撑架，电机支撑架上部安装有动力装置，内支撑架上部左侧固定连接有动力切换装置，内支撑架右侧安装有动力切换装置，内支撑架的内部转动连接有转动柱，转动柱上固定连接有闸门，转动柱上下两端均固定连接有一个第一齿轮，闸门通过转动柱旋转时闭合内支撑架，内支撑架左侧安装有锁紧装置，内支撑架右侧安装有密封装置，动力装置带动动力切换装置，动力切换装置带动动力转换装置，动力转换装置带动闸门转动柱上的第一齿轮，动力切换装置带动锁紧装置，密封装置用于密封内支撑架和闸门的转动柱，动力切换装置用于带动切换动力转换装置和锁紧装置，电机支撑架上安装有控制器，控制器通过线路连接有水位传感器，动力装置线路连接控制器。
7.进一步的，动力装置包括有动力电机、扭力检测器、第四支撑架、花键轴、第一斜齿
轮、第二斜齿轮、滑动齿轮、旋转凹台、第三齿轮、第一带轮和第一皮带，电机支撑架上固定连接有动力电机，动力电机与控制器线路连接，电机支撑架上方靠近动力电机的左侧安装有扭力检测器，动力电机的输出轴与扭力检测器动力输入轴固定连接，扭力检测器的输出轴一端固定连接有第一斜齿轮，内支撑架上方固定连接有第四支撑架，第四支撑架右端转动连接有花键轴，花键轴上端固定连接有第二斜齿轮，第二斜齿轮与第一斜齿轮啮合，花键轴上滑动式花键连接有滑动齿轮，滑动齿轮上下两端设有旋转凹台，第四支撑架上通过转轴转动连接有第三齿轮，第三齿轮位于滑动齿轮的左侧，第三齿轮与滑动齿轮啮合，第三齿轮的转轴上固定连接有第一带轮，第一带轮通过第一皮带与动力转换装置连接。
8.进一步的，动力转换装置包括有第二齿轮、第一复合螺纹杆、第一支撑架、第二复合螺纹杆、滑动杆、滑动单元、丝杠带轮、第一螺纹孔、第二螺纹孔、滑动凸块、导向滑轨、第二支撑架和第三支撑架，内支撑架下方右侧固定连接右第三支撑架，第三支撑架和电机支撑架之间转动连接有第一复合螺纹杆，第一复合螺纹杆两端均固定连接有一个第二齿轮，两个第二齿轮分别于对应的第一齿轮啮合，内支撑架左侧固定连接有第一支撑架和第二支撑架，第一支撑架位于第二支撑架的下方，第一支撑架和第二支撑架之间转动连接有第二复合螺纹杆，第二复合螺纹杆上固定连接有丝杠带轮，第一支撑架和第二支撑架之间固定连接有滑动杆，第一支撑架和第二支撑架前后两端均安装有一个导向滑轨，滑动单元通过滑动凸块与两个导向滑轨滑动连接，滑动单元上开有滑动孔、第一螺纹孔和第二螺纹孔，滑动单元通过滑动孔与滑动杆滑动连接，滑动单元上的第一螺纹孔与第二复合螺纹杆螺纹连接，滑动单元上的第二螺纹孔与第一复合螺纹杆螺纹连接，丝杠带轮与第一带轮通过第一皮带连接。
9.进一步的，锁紧装置包括有导向台、u型锁、传动组支撑座、第四齿轮、第二带轮、第二皮带、第三带轮、第一滑动光杠、摩擦柱、连接柱、叉形滑动块和短形丝杠，内支撑架左侧对称安装有导向台，内支撑架上方固定连接有传动组支撑座，传动组支撑座位于第四支撑架的左侧，传动组支撑座上转动连接有第四齿轮，第四齿轮与滑动齿轮啮合，第四齿轮的转动轴上固定连接有第二带轮，导向台内侧固定连接有第一滑动光杠，两侧第一滑动光杠内滑动连接有叉形滑动块，叉形滑动块内均匀设有三个摩擦柱，叉形滑动块上方的固定安装有连接柱，连接柱上固定连接短形丝杠，短形丝杠上螺纹连接有第三带轮，第三带轮通过轴承与传动组支撑座转动连接，第二带轮和第三带轮上绕有第二皮带，内支撑架左侧密封式滑动连接有u型锁，叉形滑动块内的三个摩擦柱与u型锁上一字滑孔滑动连接，u型锁与闸门左侧密封配合。
10.进一步的，动力切换装置包括有第二滑动光杠、电动推杆和圆环滑动台，第四支撑架的右端固定连接有第二滑动光杠，第二滑动光杠上滑动连接有圆环滑动台，圆环滑动台与滑动齿轮上的旋转凹台转动连接，第四支撑架右侧固定连接有电动推杆，电动推杆的伸缩轴的一端固定连接在圆环滑动台的右侧。
11.进一步的，密封装置包括有半圆缺口密封板、滑动柱、安装架和弹簧，内支撑架右侧缺口滑动连接有半圆缺口密封板，半圆缺口密封板与转动柱接触，半圆缺口密封板安装架设有四个，内支撑架的右侧有四个安装架，半圆缺口密封板右侧固定安装有四个滑动柱，滑动柱上缠绕有弹簧，弹簧的一端与接触半圆缺口密封板接触，弹簧的另一端与安装架左侧接触。
12.进一步的，防卡系统包括有、磁性传感器、上磁环、下磁环、接触传感器和触碰凸块，导向台上方通过内六角螺丝安装有磁性传感器，磁性传感器与控制器线路连接，叉形滑动块上端的连接柱连接有上磁环和下磁环，上磁环位于下磁环的上方，第二支撑架上方通过内六角螺丝固定有接触传感器，触碰凸块固定连接在第一复合螺纹杆的上部，接触传感器与控制器线路连接，当第一复合螺纹杆旋转时，会带动触碰凸块旋转触碰接触传感器。
13.与现有技术相比，本发明具有如下优点：第一点：由于现有的螺杆闸门的结构会对水位有一定要求，如水位过高会从闸门顶端溢出，螺杆闸门在启闭的时后顶端会有螺杆伸出，不易在上方构建桥梁，所以此次发明的渠道闸门启闭机是一个立方体的形状，可以在本发明的渠道闸门启闭机上方安装堤坝和桥梁，一举两得不用担心水位过高溢出情况。
14.第二点：因闸门通过圆柱旋转连接在内支撑架，并且拥有密封装置所以有极小概率会有滑动时卡住的危险。
15.第三点：本发明渠道闸门启闭机因有控制器控制、磁性传感器、接触传感器、电动推杆和防卡系统可以有销解决顶闸事故。
附图说明
16.图1为本发明的立体结构示意图。
17.图2为本发明的内部构示意图。
18.图3为本发明的闸门和动力转换装置示意图。
19.图4为本发明的滑动单元构示意图。
20.图5为本发明的动力系统的示意图。
21.图6为本发明的锁紧装置示意图。
22.图7为本发明的锁紧装置部分示意图。
23.图8为本发明的锁紧装置部分爆炸示意图。
24.图9为本发明的密封装置示意图。
25.图10为本发明的动力转换装置传感器放大示意图。
26.图11为本发明的动力切换装置示意图。
27.附图中的标记：1：壳体，2：壳盖，3：内支撑架，1001：闸门，10011：转动柱，1002：第一齿轮，1003：第二齿轮，1004：第一复合螺纹杆，1005：水位传感器，1006：第一支撑架，1007：第二复合螺纹杆，1008：滑动杆，1009：滑动单元，1010：丝杠带轮，1012：第一螺纹孔，1013：第二螺纹孔，1014：滑动凸块，1015：导向滑轨，1016：第二支撑架，1017：第三支撑架，2001：动力电机，2002：扭力检测器，2003：第一斜齿轮，2004：第二斜齿轮，2005：滑动齿轮，2006：第三齿轮，2007：第一带轮，2008：第一皮带，2009：电机支撑架，2010：花键轴，2011：第四支撑架，3001：导向台，3002：u型锁，3003：传动组支撑座，3004：第四齿轮，3005：第二带轮，3006：第二皮带，3007：第三带轮，3008：一字滑孔，3009：第一滑动光杠，3010：摩擦柱，3011：叉形滑动块，30111：连接柱，3012：短形丝杠，4001：半圆缺口密封板，4002：滑动柱，4003：安装架，4004：弹簧，5001：控制器，5002：磁性传感器，5003：上磁环，5004：下磁环，5005：接触传感器，5006：触碰凸块，6001：旋转凹台，6002：第二滑动光杠，6003：电动推杆，6004：圆环滑动台。
具体实施方式
28.以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
29.实施例1一种具有量水和控制功能的渠道闸门启闭机，如图1
‑
3所示，包括有壳体1、壳盖2、内支撑架3、闸门1001、转动柱10011、第一齿轮1002、水位传感器1005、控制器5001、电机支撑架2009、动力装置、动力切换装置、动力转换装置、锁紧装置和密封装置，壳体1前侧可拆卸式安装有壳盖2，壳体1内安装有内支撑架3，内支撑架3位于壳盖2的下方，内支撑架3上部固定连接有电机支撑架2009，电机支撑架2009上部安装有动力装置，内支撑架3上部左侧固定连接有动力切换装置，内支撑架3右侧安装有动力切换装置，内支撑架3的内部转动连接有转动柱10011，转动柱10011上固定连接有闸门1001，转动柱10011上下两端均固定连接有一个第一齿轮1002，闸门1001通过转动柱10011旋转时闭合内支撑架3，内支撑架3左侧安装有锁紧装置，内支撑架3右侧安装有密封装置，动力装置带动动力切换装置，动力切换装置带动动力转换装置，动力转换装置带动闸门1001转动柱10011上的第一齿轮1002，动力切换装置带动锁紧装置，密封装置用于密封内支撑架3和闸门1001的转动柱10011，动力切换装置用于带动切换动力转换装置和锁紧装置，电机支撑架2009上安装有控制器5001，控制器5001通过线路连接有水位传感器1005，动力装置线路连接控制器5001。
30.水位传感器1005安装在桥梁外壁上闸门1001附近，河中的水位通过水位传感器1005感应得知水位高低，需要打开闸门1001放水时，控制器5001向动力装置发出信号，动力装置通过动力切换装置将动力传递到锁紧装置，锁紧装置关闭对闸门1001的锁紧，控制器5001控制动力切换装置将动力传递到动力转换装置，动力转换装置会将转速快但扭矩小的动力转变为转速慢扭矩大的动力，动力转换装置输出的动力传递给第一齿轮1002，第一齿轮1002带动闸门1001打开，当需要关闭闸门1001时，控制器5001向动力装置发出反转信号，控制器5001控制动力切换装置将反转的动力传递到动力转换装置，关闭闸门1001，当闸门1001关闭后控制器5001控制动力切换装置将反转的动力传递到锁紧装置，锁紧装置锁紧闸门1001，密封装置会阻止水流从转动柱10011和内支撑架3的内壁右部流出，闸门1001与内支撑架3内壁配合达到紧密接触的效果。
31.实施例2在实施例1的基础之上，如图2和图5所示，动力装置包括有动力电机2001、扭力检测器2002、第四支撑架2011、花键轴2010、第一斜齿轮2003、第二斜齿轮2004、滑动齿轮2005、旋转凹台6001、第三齿轮2006、第一带轮2007和第一皮带2008，电机支撑架2009上固定连接有动力电机2001，动力电机2001与控制器5001线路连接，电机支撑架2009上方靠近动力电机2001的左侧安装有扭力检测器2002，动力电机2001的输出轴与扭力检测器2002动力输入轴固定连接，扭力检测器2002的输出轴一端固定连接有第一斜齿轮2003，内支撑架3上方固定连接有第四支撑架2011，第四支撑架2011右端转动连接有花键轴2010，花键轴2010上端固定连接有第二斜齿轮2004，第二斜齿轮2004与第一斜齿轮2003啮合，花键轴2010上滑动式花键连接有滑动齿轮2005，滑动齿轮2005上下两端设有旋转凹台6001，第四支撑架2011上通过转轴转动连接有第三齿轮2006，第三齿轮2006位于滑动齿轮2005的左侧，第三齿轮2006与滑动齿轮2005啮合，第三齿轮2006的转轴上固定连接有第一带轮2007，第一带轮2007通过第一皮带2008与动力转换装置连接。
32.开闸门1001时，控制器5001控制动力电机2001逆时针旋转带动扭力检测器2002的输入轴旋转，扭力检测器2002旋转轴的输出轴带动第一斜齿轮2003逆时针旋转，第一斜齿轮2003将动力传递到第二斜齿轮2004顺时针旋转，第二斜齿轮2004再带动花键轴2010顺时针转，花键轴2010带动滑动齿轮2005上顺时针旋转，控制器5001控制动力切换装置将滑动齿轮2005去啮合第三齿轮2006逆时针旋转，第三齿轮2006带动第一带轮2007逆时针旋转，第一带轮2007逆时针旋转通过第一皮带2008将动力传递给动力转换装置，动力转换装置带动闸门1001打开，关闸门1001时，控制器5001控制动力电机2001顺时针旋转即可关闭闸门1001。
33.实施例3在实施例2的基础之上，如图2所示，动力转换装置包括有第二齿轮1003、第一复合螺纹杆1004、第一支撑架1006、第二复合螺纹杆1007、滑动杆1008、滑动单元1009、丝杠带轮1010、第一螺纹孔1012、第二螺纹孔1013、滑动凸块1014、导向滑轨1015、第二支撑架1016和第三支撑架1017，内支撑架3下方右侧固定连接右第三支撑架1017，第三支撑架1017和电机支撑架2009之间转动连接有第一复合螺纹杆1004，第一复合螺纹杆1004两端均固定连接有一个第二齿轮1003，两个第二齿轮1003分别于对应的第一齿轮1002啮合，内支撑架3左侧固定连接有第一支撑架1006和第二支撑架1016，第一支撑架1006位于第二支撑架1016的下方，第一支撑架1006和第二支撑架1016之间转动连接有第二复合螺纹杆1007，第二复合螺纹杆1007上固定连接有丝杠带轮1010，第一支撑架1006和第二支撑架1016之间固定连接有滑动杆1008，第一支撑架1006和第二支撑架1016前后两端均安装有一个导向滑轨1015，滑动单元1009通过滑动凸块1014与两个导向滑轨1015滑动连接，滑动单元1009上开有滑动孔、第一螺纹孔1012和第二螺纹孔1013，滑动单元1009通过滑动孔与滑动杆1008滑动连接，滑动单元1009上的第一螺纹孔1012与第二复合螺纹杆1007螺纹连接，滑动单元1009上的第二螺纹孔1013与第一复合螺纹杆1004螺纹连接，丝杠带轮1010与第一带轮2007通过第一皮带2008连接。
34.打开开闸门1001时，控制器5001控制动力电机2001逆时针旋，动力装置输出的动力通过第一皮带2008将动力传递给丝杠带轮1010，丝杠带轮1010带动第二复合螺纹杆1007逆时针旋转，第二复合螺纹杆1007旋转带动滑动单元1009向下移动，滑动单元1009向下移动带动第一复合螺纹杆1004顺时针旋转，第一复合螺纹杆1004顺时针旋转带动第二齿轮1003，第二齿轮1003带动第一齿轮1002，第一齿轮1002通过转动柱10011带动闸门1001打开，达到了将转速快但扭矩小的动力转变为转速慢扭矩大的动力，关闸门1001时，控制器5001控制动力电机2001顺时针旋转即可关闭闸门1001。
35.如图6
‑
8所示，锁紧装置包括有导向台3001、u型锁3002、传动组支撑座3003、第四齿轮3004、第二带轮3005、第二皮带3006、第三带轮3007、第一滑动光杠3009、摩擦柱3010、连接柱30111、叉形滑动块3011和短形丝杠3012，内支撑架3左侧对称安装有导向台3001，内支撑架3上方固定连接有传动组支撑座3003，传动组支撑座3003位于第四支撑架2011的左侧，传动组支撑座3003上转动连接有第四齿轮3004，第四齿轮3004与滑动齿轮2005啮合，第四齿轮3004的转动轴上固定连接有第二带轮3005，导向台3001内侧固定连接有第一滑动光杠3009，两侧第一滑动光杠3009内滑动连接有叉形滑动块3011，叉形滑动块3011内均匀设有三个摩擦柱3010，叉形滑动块3011上方的固定安装有连接柱30111，连接柱30111上固定
连接短形丝杠3012，短形丝杠3012上螺纹连接有第三带轮3007，第三带轮3007通过轴承与传动组支撑座3003转动连接，第二带轮3005和第三带轮3007上绕有第二皮带3006，内支撑架3左侧密封式滑动连接有u型锁3002，叉形滑动块3011内的三个摩擦柱3010与u型锁3002上一字滑孔3008滑动连接，u型锁3002与闸门1001左侧密封配合。
36.当闸门1001开启时动力切换装置将滑动齿轮2005去啮合第四齿轮3004使之逆时针旋转，第四齿轮3004带动第二带轮3005逆时针旋转，第二带轮3005通过第二皮带3006带动第三带轮3007逆时针旋转，第三带轮3007逆时针旋转使短形丝杠3012和叉形滑动块3011向上移动，叉形滑动块3011向上移动就会带动u型锁3002向左移动，取消对闸门1001的锁紧，闸门1001关闭时，控制器5001控制动力电机2001顺时针旋转让u型锁3002重新锁紧闸门1001。
37.如图11所示，动力切换装置包括有第二滑动光杠6002、电动推杆6003和圆环滑动台6004，第四支撑架2011的右端固定连接有第二滑动光杠6002，第二滑动光杠6002上滑动连接有圆环滑动台6004，圆环滑动台6004与滑动齿轮2005上的旋转凹台6001转动连接，第四支撑架2011右侧固定连接有电动推杆6003，电动推杆6003的伸缩轴的一端固定连接在圆环滑动台6004的右侧。
38.需要开启闸门1001时，控制器5001控制动力电机2001低速旋转，控制器5001控制电动推杆6003将滑动齿轮2005移动到与第四齿轮3004相互啮合后，扭力检测器2002检测到扭力增大将信号传递给控制器5001，控制器5001控制动力电机2001高速旋转，锁紧装置解锁后切换啮合第三齿轮2006，控制器5001控制动力电机2001低速旋转，控制器5001控制电动推杆6003将滑动齿轮2005移动到第三齿轮2006，扭力检测器2002检测到扭力增大将信号传递给控制器5001，控制器5001控制动力电机2001高速旋转闸门1001打开，完成开闸门1001动作，作业完成后关闭闸门1001，电动推杆6003不动作，动力装置反向输出动力，闸门1001关闭后，控制器5001控制电动推杆6003将滑动齿轮2005移动到与第四齿轮3004相互啮合，锁紧装置锁紧闸门1001，切换动力电机2001低速旋转，切换啮合齿轮减小打齿现象，啮合完毕后齿轮与齿轮的啮合度达到最高，切换动力电机2001高速旋转。
39.如图9所示，密封装置包括有半圆缺口密封板4001、滑动柱4002、安装架4003和弹簧4004，内支撑架3右侧缺口滑动连接有半圆缺口密封板4001，半圆缺口密封板4001与转动柱10011接触，半圆缺口密封板4001安装架4003设有四个，内支撑架3的右侧有四个安装架4003，半圆缺口密封板4001右侧固定安装有四个滑动柱4002，滑动柱4002上缠绕有弹簧4004，弹簧4004的一端与接触半圆缺口密封板4001接触，弹簧4004的另一端与安装架4003左侧接触。
40.弹簧4004会给半圆缺口密封板4001一个向闸门1001的力，半圆缺口密封板4001与闸门1001紧密配合，半圆缺口密封板4001还可以刮掉闸门1001转轴上的异物，防止水从闸门1001转轴与内支撑架3内壁的间隙流出，滑动柱4002可以让弹簧4004在半圆缺口密封板4001和安装架4003中间不会弹出。
41.如图7、图8和图10所示，防卡系统包括有、磁性传感器5002、上磁环5003、下磁环5004、接触传感器5005和触碰凸块5006，导向台3001上方通过内六角螺丝安装有磁性传感器5002，磁性传感器5002与控制器5001线路连接，叉形滑动块3011上端的连接柱30111连接有上磁环5003和下磁环5004，上磁环5003位于下磁环5004的上方，第二支撑架1016上方通
过内六角螺丝固定有接触传感器5005，触碰凸块5006固定连接在第一复合螺纹杆1004的上部，接触传感器5005与控制器5001线路连接，当第一复合螺纹杆1004旋转时，会带动触碰凸块5006旋转触碰接触传感器5005。
42.在闸门1001开启的过程中首先将锁紧装置打开，依靠上磁环5003和下磁环5004与磁性传感器5002配合感应叉形滑动块3011的位置，当叉形滑动块3011上下移动时会带动上磁环5003和下磁环5004一起运动，由于上磁环5003磁性大，下磁环5004磁性小，磁性传感器5002会感应到磁场由大变小的过程，将信号传输给控制器5001从而得知感应叉形滑动块3011位置，下磁环5004与磁性传感器5002平行后闸门1001方可打开，在开启闸门1001时第一复合螺纹杆1004旋转带动触碰凸块5006一起旋转，触碰凸块5006接触接触传感器5005，接触传感器5005将信号传输给控制器5001，控制器5001给动力系统停止运作信号，关闭闸门1001时控制器5001给动力系统信号，动力系统反向输出动力关闭闸门1001，如闸门1001关闭时如卡住异物，扭力检测器2002检测到电机输出轴扭力增大，停止关闭闸门1001，数秒后在次关闭闸门1001，多次后还是无法关闭闸门1001，控制器5001将发出警告，依靠动力切换装置辨别是哪个部件出现卡住情况，锁紧装置关闭时有异物方法同上。
43.最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。