一种机械式防坠井盖系统及工作方法与流程
1.本发明涉及井盖防坠技术领域，尤其涉及一种机械式防坠井盖系统及工作方法。
背景技术：
2.随着城市的发展，市政工程中的给排水管线日益增多，城市中随处可见各种用途的窨井。现阶段市政工程中采用的窨井具存在很多弊端，井盖存在丢失、破损等现象。当井盖丢失、破损或者打开井盖处理给排水等情况时，当没有及时维修填补井盖时，容易造成行人坠入井下发生意外，造成人身丧亡。
3.近年来，由于窨井盖遗失、损坏造成的事故时有耳闻，如何在不影响窨井使用的前提下解决该问题一直未寻得实用的解决方案。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是：提供一种机械式防坠井盖系统及工作方法，即能够保证作业人员的使用要求，又能够最大限度的为行人提供了安全防护，具有安全防护性能高、结构可靠、实用性强、经济性好的特点。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
6.一种机械式防坠井盖系统，包括井体3和井盖4，所述井体3内壁沿周向均匀设有多组防护栏杆11和一组对位栏杆12，所述多组防护栏杆11和一组对位栏杆12的端部均与防护网相连；
7.所述井体3内壁设有齿轮环架23，所述齿轮环架23上部安装有动力齿轮环22，所述动力齿轮环22上部设有齿轮环盖22；
8.所述防护栏杆11中传动螺杆ⅰ113与所述对位栏杆12中传动螺杆ⅱ213的螺纹方向相反，所述动力齿轮环22转动时驱动所述防护栏杆11和对位栏杆12在竖直方向上反向翻转。
9.进一步的，所述齿轮环盖22上开设有特型转柄口221，所述特型转柄口221与作业人员使用的特型转柄相适配，所述特型转柄插入所述特型转柄口后221与所述动力齿轮环22外啮合。
10.进一步的，所述防护栏杆11由栏杆杆件ⅰ111、旋转节ⅰ112、传动螺杆ⅰ113、螺纹套筒ⅰ114、传动齿轮ⅰ115、连动杆ⅰ116、导槽ⅰ117和防护网挂钩ⅰ118组成，所述旋转节ⅰ112固定于所述井体3内壁，所述旋转节ⅰ112与栏杆杆件ⅰ111铰接，所述旋转节ⅰ112下方设有传动齿轮ⅰ115，所述传动齿轮ⅰ115与所述动力齿轮环22外啮合，传动齿轮ⅰ115下方连接有传动螺杆ⅰ113，所述传动螺杆ⅰ113上套设有螺纹套筒ⅰ114，所述螺纹套筒ⅰ114与连动杆ⅰ116一端铰接，所述连动杆ⅰ116另一端与设于栏杆杆件ⅰ111底部的导槽ⅰ117滑动连接。
11.进一步的，所述对位栏杆12由栏杆杆件ⅱ211、旋转节ⅱ212、传动螺杆ⅱ213、螺纹套筒ⅱ214、传动齿轮ⅱ215、连动杆ⅱ216、导槽ⅱ217和防护网挂钩ⅱ218组成，所述旋转节ⅱ212固定于所述井体3内壁，所述旋转节ⅱ212与栏杆杆件ⅱ211铰接，所述旋转节ⅱ212下
方设有传动齿轮ⅱ215，所述传动齿轮ⅱ215与所述动力齿轮环22外啮合，传动齿轮ⅱ215下方连接有传动螺杆ⅱ213，所述传动螺杆ⅱ213上套设有螺纹套筒ⅱ214，所述螺纹套筒ⅱ214与连动杆ⅱ216一端铰接，所述连动杆ⅱ216另一端与设于栏杆杆件ⅱ211底部的导槽ⅱ217滑动连接。
12.进一步的，所述防护网挂钩ⅰ118设于所述栏杆杆件ⅰ111远离旋转节ⅰ112的一端，所述防护栏杆11通过防护网挂钩ⅰ118与防护网相连。
13.进一步的，所述防护网挂钩ⅱ218设于所述栏杆杆件ⅱ211远离旋转节ⅱ212的一端，所述对位栏杆12通过防护网挂钩ⅱ218与防护网相连。
14.进一步的，所述栏杆杆件ⅰ111和栏杆杆件ⅱ211上涂设有反光漆。
15.本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
16.1、通过齿轮、螺杆、连杆、导槽相配合的机械传动系统支持栏杆进行立直/平放动作，实现了施工状态下的围挡及平时状态下的防坠功能的便捷切换，安全防护性能高、结构可靠、实用性强、经济性好；
17.2、在栏杆立直工况下，防护网与栏杆构成一个显著的围挡区域提供安全防护功能，同时，设置了与栏杆反向动作的对位栏杆，为工作人员下井提供了一个便利的下井通道；在栏杆平放工况下，栏杆在井口形成防止坠落的屏障，配合挂载的防护网，提供可靠的安防功能；
18.3、通过在齿轮环盖上设置特型转柄口配合特制的转柄触发本系统的动作，避免了非作业人员的误触；
19.4、在栏杆平放工况下，通过栏杆、连杆、螺杆形成了稳定的三角受力结构，进一步提升了本系统的安全防护性和结构可靠性。
附图说明
20.图1为本发明机械式防坠落井盖系统立直工况下示意图；
21.图2为本发明机械式防坠落井盖系统立直工况下仰视图；
22.图3为本发明机械式防坠落井盖系统平放工况下示意图；
23.图4为本发明齿轮环盖示意图；
24.图5为本发明特型转柄口示意图；
25.图6为本发明动力齿轮环示意图；
26.图7为本发明防护栏杆立直工况下示意图；
27.图8为本发明防护栏杆平放工况下示意图；
28.图9为本发明对位栏杆立直工况下示意图；
29.图10为本发明对位栏杆平放工况下示意图。
30.图中：11、防护栏杆；12、对位栏杆；21、齿轮环盖；22、动力齿轮环；23、齿轮环架；3、井体；4、井盖；111、栏杆杆件ⅰ；112、旋转节ⅰ；113、传动螺杆ⅰ；114、螺纹套筒ⅰ；115、传动齿轮ⅰ；116、连动杆ⅰ；117、导槽ⅰ；118、防护网挂钩ⅰ；211、栏杆杆件ⅱ；212、旋转节ⅱ；213、传动螺杆ⅱ；214、螺纹套筒ⅱ；215、传动齿轮ⅱ；216、连动杆ⅱ；217、导槽ⅱ；218、防护网挂钩ⅱ；221、特型转柄口。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
32.需要指出，根据实施的需要，可将本技术中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
33.一、一种机械式防坠井盖系统
34.如图1～10所示，根据本发明实施的一种机械式防坠井盖系统，包括11-防护栏杆、12-对位栏杆、21-齿轮环盖、22-动力齿轮环、23-齿轮环架、3-井体和4-井盖；
35.其中，所述11-防护栏杆由111-栏杆杆件ⅰ、112-旋转节ⅰ、115-传动齿轮ⅰ、114-螺纹套筒ⅰ、113-传动螺杆ⅰ、116-连动杆ⅰ、117-导槽ⅰ、118-防护网挂钩ⅰ组成；
36.所述12-对位栏杆由211-栏杆杆件ⅱ、212-旋转节ⅱ、215-传动齿轮ⅱ、214-螺纹套筒ⅱ、213-传动螺杆ⅱ、216-连动杆ⅱ、217-导槽ⅱ、218-防护网挂钩ⅱ组成；
37.所述21-齿轮环盖上设有221-特型转柄口。
38.本系统中，11-防护栏杆、12-对位栏杆可呈竖直/平放两种工况：
39.在竖直工况下，开放下井通路的同时形成施工作业围挡，如图1～2所示(未画出防护网及警示灯等)。
40.在平放工况下，配合118-防护网挂钩ⅰ、218-防护网挂钩ⅱ挂载防护网用以防止人员以外坠入窨井，如图3所示(未画出防护网、4-井盖及21-齿轮环盖)。
41.本系统动作方式如下：作业人员使用特制的转柄通过21-齿轮环盖上的221-特型转柄口与22-动力齿轮环咬合；作业人员转动转柄，驱动22-动力齿轮驱动旋转；22-动力齿轮带动115-传动齿轮ⅰ转动，115-传动齿轮ⅰ联动113-传动螺杆ⅰ，113-传动螺杆ⅰ驱动114-螺纹套筒ⅰ上行(或者下行)。114-螺纹套筒ⅰ联动116-连动杆ⅰ，116-连动杆ⅰ在117-导槽ⅰ中滑动，使111-栏杆杆件ⅰ以112-旋转节ⅰ为中心(竖直方向)旋转，以达成平放/竖直两种工况。
42.同理，12-对位栏杆结构的运行模式与11-防护栏杆的结构运行模式一致，不再赘述。
43.当需要下井时，如图1～2所示：
44.作业人员使用特制的转柄触发本系统，此时12-对位栏杆系统中的214-螺纹套筒ⅱ下行，11-防护栏杆系统中的114-螺纹套筒ⅰ上行；12-对位栏杆竖直降下，11-防护栏杆竖直升起；此时易得知，11-防护栏杆间通过118-防护网挂钩ⅰ挂载的防护网形成围挡，同时，由于12-对位栏杆竖直降下218-防护网挂钩ⅱ挂载的防护网被拉扯向下，故而12-对位栏杆与相邻的两个11-防护栏杆间的防护网被拉扯紧贴窨井内壁，开放下井通路。
45.当完成作业后，如图3所示：：
46.作业人员使用特制的转柄再次触发本系统(与前述触发旋转方向相反即可)，此时12-对位栏杆系统中的214-螺纹套筒ⅱ上行，11-防护栏杆系统中的114-螺纹套筒ⅰ下行。12-对位栏杆、11-防护栏杆恢复水平；此时通过118-防护网挂钩ⅰ及18-防护网挂钩挂载的
防护网与111-栏杆杆件ⅰ、211-栏杆杆件ⅱ形成一套可靠的防坠体系。
47.进一步的，平放工况下由于116-连动杆ⅰ为111-栏杆杆件ⅰ、216-连动杆ⅱ为211-栏杆杆件ⅱ提供了一个斜向支撑，形成了一个稳定的三角受力结构，所以本系统防坠体系的稳定性及可靠性远高于现存各类通过防护网、防护格栅防止坠落的系统。
48.更进一步的，为保证上述过程的实现，12-对位栏杆系统中的213-传动螺杆ⅱ与11-防护栏杆系统中的113-传动螺杆ⅰ螺纹方向相反；故能够形成11-防护栏杆系统竖直向上而12-对位栏杆系统竖直向下；
49.在栏杆杆升起/降下的过程中214-螺纹套筒ⅱ与114-螺纹套筒ⅰ的行程相同，这一目的的实现是通过匹配11-防护栏杆系统与12-对位栏杆系统中116-连动杆ⅰ、216-连动杆ⅱ长度及117-导槽ⅰ在111-栏杆杆件ⅰ、217-导槽ⅱ在211-栏杆杆件ⅱ上的位置实现的(通过简单的三角函数计算位置关系即可得出，在此不再赘述)。
50.更进一步的，在111-栏杆杆件ⅰ、211-栏杆杆件ⅱ上涂装有反光漆，在作业人员作业时在111-栏杆杆件ⅰ顶端挂载闪烁警示灯。
51.二、一种机械式防坠井盖系统工作方法
52.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种机械式防坠井盖系统工作方法，基于如上所述的机械式防坠井盖系统，具体包括如下步骤：
53.s1，在窨井中设置机械式防坠井盖系统；
54.s2，判断是否处于下井作业状态，若是，则执行步骤s3，若否，则当井盖意外开启时，本装置提供防止坠落的安全功能；
55.s3，作业人员使用特制的转柄插入特型转柄口中顺时针转动，使防护栏杆和对位栏杆处于立直工况(通过对位栏杆竖直降下使防护网挂钩ⅱ挂载的防护网被拉扯向下，进而使对位栏杆与相邻的两个防护栏杆间的防护网被拉扯紧贴窨井内壁，开放下井通路；同时其他防护栏杆竖直立起使防护网挂钩ⅰ挂载的防护网被拉扯向上，形成施工作业围挡)；
56.s4，判断下井作业是否完毕，若是，则执行步骤s5，若否，则作业人员继续进行井下施工作业；
57.s5，作业人员使用特制的转柄插入特型转柄口中逆时针转动，使防护栏杆和对位栏杆处于平放工况，使其恢复安全防坠落功能。
58.其中，所述切换至立直工况的具体步骤为：特型转柄插入特型转柄口中顺时针转动，带动动力齿轮环逆时针转动，动力齿轮带动传动齿轮ⅰ顺时针转动，传动齿轮ⅰ带动传动螺杆ⅰ一起顺时针转动，传动螺杆ⅰ驱动螺纹套筒ⅰ上行，螺纹套筒ⅰ牵动连动杆ⅰ在导槽ⅰ中滑动，使栏杆杆件ⅰ以旋转节ⅰ为中心竖直向上翻转直至处于向上直立；
59.同时，动力齿轮带动传动齿轮ⅱ顺时针转动，传动齿轮ⅱ带动传动螺杆ⅱ一起顺时针转动，传动螺杆ⅱ驱动螺纹套筒ⅱ下行，螺纹套筒ⅱ牵动连动杆ⅱ在导槽ⅱ中滑动，使栏杆杆件ⅱ以旋转节ⅱ为中心竖直向下翻转直至处于向下直立。
60.其中，所述切换至平放工况的具体步骤为：特型转柄插入特型转柄口中逆时针转动，带动动力齿轮环顺时针转动，动力齿轮带动传动齿轮ⅰ逆时针转动，传动齿轮ⅰ带动传动螺杆ⅰ一起逆时针转动，传动螺杆ⅰ驱动螺纹套筒ⅰ下行，螺纹套筒ⅰ牵动连动杆ⅰ在导槽ⅰ中滑动，使栏杆杆件ⅰ以旋转节ⅰ为中心竖直向下翻转直至处于水平；
61.同时，动力齿轮带动传动齿轮ⅱ逆时针转动，传动齿轮ⅱ带动传动螺杆ⅱ一起逆
时针转动，传动螺杆ⅱ驱动螺纹套筒ⅱ上行，螺纹套筒ⅱ牵动连动杆ⅱ在导槽ⅱ中滑动，使栏杆杆件ⅱ以旋转节ⅱ为中心竖直向上翻转直至处于水平。
62.综上所述，采用本发明的一种机械式防坠井盖系统及工作方法：
63.1、通过齿轮、螺杆、连杆、导槽相配合的机械传动系统支持栏杆进行立直/平放动作，实现了施工状态下的围挡及平时状态下的防坠功能的便捷切换，安全防护性能高、结构可靠、实用性强、经济性好；
64.2、在栏杆立直工况下，防护网与栏杆构成一个显著的围挡区域提供安全防护功能，同时，设置了与栏杆反向动作的对位栏杆，为工作人员下井提供了一个便利的下井通道；在栏杆平放工况下，栏杆在井口形成防止坠落的屏障，配合挂载的防护网，提供可靠的安防功能；
65.3、通过在齿轮环盖上设置特型转柄口配合特制的转柄触发本系统的动作，避免了非作业人员的误触；
66.4、在栏杆平放工况下，通过栏杆、连杆、螺杆形成了稳定的三角受力结构，进一步提升了本系统的安全防护性和结构可靠性。
67.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种机械式防坠井盖系统，包括井体(3)和井盖(4)，其特征在于：所述井体(3)内壁沿周向均匀设有多组防护栏杆(11)和一组对位栏杆(12)，所述多组防护栏杆(11)和一组对位栏杆(12)的端部均与防护网相连；所述井体(3)内壁设有齿轮环架(23)，所述齿轮环架(23)上部安装有动力齿轮环(22)，所述动力齿轮环(22)上部设有齿轮环盖(22)；所述防护栏杆(11)中传动螺杆ⅰ(113)与所述对位栏杆(12)中传动螺杆ⅱ(213)的螺纹方向相反，所述动力齿轮环(22)转动时驱动所述防护栏杆(11)和对位栏杆(12)在竖直方向上反向翻转。2.根据权利要求1所述的一种机械式防坠井盖系统，其特征在于：所述齿轮环盖(22)上开设有特型转柄口(221)，所述特型转柄口(221)与作业人员使用的特型转柄相适配，所述特型转柄插入所述特型转柄口后(221)与所述动力齿轮环(22)外啮合。3.根据权利要求1所述的一种机械式防坠井盖系统，其特征在于：所述防护栏杆(11)由栏杆杆件ⅰ(111)、旋转节ⅰ(112)、传动螺杆ⅰ(113)、螺纹套筒ⅰ(114)、传动齿轮ⅰ(115)、连动杆ⅰ(116)、导槽ⅰ(117)和防护网挂钩ⅰ(118)组成，所述旋转节ⅰ(112)固定于所述井体(3)内壁，所述旋转节ⅰ(112)与栏杆杆件ⅰ(111)铰接，所述旋转节ⅰ(112)下方设有传动齿轮ⅰ(115)，所述传动齿轮ⅰ(115)与所述动力齿轮环(22)外啮合，传动齿轮ⅰ(115)下方连接有传动螺杆ⅰ(113)，所述传动螺杆ⅰ(113)上套设有螺纹套筒ⅰ(114)，所述螺纹套筒ⅰ(114)与连动杆ⅰ(116)一端铰接，所述连动杆ⅰ(116)另一端与设于栏杆杆件ⅰ(111)底部的导槽ⅰ(117)滑动连接。4.根据权利要求3所述的一种机械式防坠井盖系统，其特征在于：所述对位栏杆(12)由栏杆杆件ⅱ(211)、旋转节ⅱ(212)、传动螺杆ⅱ(213)、螺纹套筒ⅱ(214)、传动齿轮ⅱ(215)、连动杆ⅱ(216)、导槽ⅱ(217)和防护网挂钩ⅱ(218)组成，所述旋转节ⅱ(212)固定于所述井体(3)内壁，所述旋转节ⅱ(212)与栏杆杆件ⅱ(211)铰接，所述旋转节ⅱ(212)下方设有传动齿轮ⅱ(215)，所述传动齿轮ⅱ(215)与所述动力齿轮环(22)外啮合，传动齿轮ⅱ(215)下方连接有传动螺杆ⅱ(213)，所述传动螺杆ⅱ(213)上套设有螺纹套筒ⅱ(214)，所述螺纹套筒ⅱ(214)与连动杆ⅱ(216)一端铰接，所述连动杆ⅱ(216)另一端与设于栏杆杆件ⅱ(211)底部的导槽ⅱ(217)滑动连接。5.根据权利要求3所述的一种机械式防坠井盖系统，其特征在于：所述防护网挂钩ⅰ(118)设于所述栏杆杆件ⅰ(111)远离旋转节ⅰ(112)的一端，所述防护栏杆(11)通过防护网挂钩ⅰ(118)与防护网相连。6.根据权利要求4所述的一种机械式防坠井盖系统，其特征在于：所述防护网挂钩ⅱ(218)设于所述栏杆杆件ⅱ(211)远离旋转节ⅱ(212)的一端，所述对位栏杆(12)通过防护网挂钩ⅱ(218)与防护网相连。7.根据权利要求4所述的一种机械式防坠井盖系统，其特征在于：所述栏杆杆件ⅰ(111)和栏杆杆件ⅱ(211)上涂设有反光漆。8.一种机械式防坠井盖系统工作方法，基于权利要求1～7任一项所述的机械式防坠井盖系统，其特征在于，包括如下步骤：s1，在窨井中设置机械式防坠井盖系统；s2，判断是否处于下井作业状态，若是，则执行步骤s3，若否，则当井盖意外开启时，所
述系统提供防止坠落的安全功能；s3，作业人员使用特型转柄插入特型转柄口中顺时针转动，使防护栏杆和对位栏杆切换至立直工况；s4，判断下井作业是否完毕，若是，则执行步骤s5，若否，则作业人员继续进行井下施工作业；s5，作业人员使用特型转柄插入特型转柄口中逆时针转动，使防护栏杆和对位栏杆切换至平放工况，使所述系统恢复防坠落安全功能。9.根据权利要求8所述的一种机械式防坠井盖系统工作方法，其特征在于：所述切换至立直工况的具体步骤为：特型转柄插入特型转柄口中顺时针转动，带动动力齿轮环逆时针转动，动力齿轮环带动传动齿轮ⅰ顺时针转动，传动齿轮ⅰ带动传动螺杆ⅰ一起顺时针转动，传动螺杆ⅰ驱动螺纹套筒ⅰ上行，螺纹套筒ⅰ牵动连动杆ⅰ在导槽ⅰ中滑动，使栏杆杆件ⅰ以旋转节ⅰ为中心竖直向上翻转直至处于向上直立；同时，动力齿轮环带动传动齿轮ⅱ顺时针转动，传动齿轮ⅱ带动传动螺杆ⅱ一起顺时针转动，传动螺杆ⅱ驱动螺纹套筒ⅱ下行，螺纹套筒ⅱ牵动连动杆ⅱ在导槽ⅱ中滑动，使栏杆杆件ⅱ以旋转节ⅱ为中心竖直向下翻转直至处于向下直立。10.根据权利要求8所述的一种机械式防坠井盖系统工作方法，其特征在于：所述切换至平放工况的具体步骤为：特型转柄插入特型转柄口中逆时针转动，带动动力齿轮环顺时针转动，动力齿轮环带动传动齿轮ⅰ逆时针转动，传动齿轮ⅰ带动传动螺杆ⅰ一起逆时针转动，传动螺杆ⅰ驱动螺纹套筒ⅰ下行，螺纹套筒ⅰ牵动连动杆ⅰ在导槽ⅰ中滑动，使栏杆杆件ⅰ以旋转节ⅰ为中心竖直向下翻转直至处于水平；同时，动力齿轮环带动传动齿轮ⅱ逆时针转动，传动齿轮ⅱ带动传动螺杆ⅱ一起逆时针转动，传动螺杆ⅱ驱动螺纹套筒ⅱ上行，螺纹套筒ⅱ牵动连动杆ⅱ在导槽ⅱ中滑动，使栏杆杆件ⅱ以旋转节ⅱ为中心竖直向上翻转直至处于水平。
技术总结
本发明涉及井盖防坠技术领域，尤其涉及一种机械式防坠井盖系统及工作方法。本系统通过一套机械传动系统支持的立直/水平动作，栏杆间挂有防护网。在栏杆立直工况下防护网与栏杆构成一个显著的围挡区域提供安全防护功能。同时，设置了对位栏杆，为工作人员下井提供了一个便利通道。在栏杆放倒工况下，栏杆在井口形成防止坠落的屏障，配合挂载的防护网，提供可靠的安防功能。本发明具有安全防护性能高、结构可靠、实用性强、经济性好的特点。经济性好的特点。经济性好的特点。
