CN105869547B - 旋转格栅单元型抗风广告牌及其抗风方法 - Google Patents
旋转格栅单元型抗风广告牌及其抗风方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种旋转格栅单元型抗风广告牌及其抗风方法,包括直立结构的矩形框架,所述的框架内直立设置有多个矩形的单元板,所述单元板中轴线的上下两端设有中心轴,单元板通过中心轴可转动地设置在框架内,框架内的单元板之间设有联动机构,框架上设有驱动电机,驱动电机通过传动机构与单元板上的中心轴连接,旋转格栅单元型抗风广告牌还包括控制器及风速风向传感器,驱动电机及风速风向传感器均连接控制器。它有效地解决了现有技术的户外广告牌投资成本高、抗风性差的问题,本发明的结构可以在各种户外广告牌上使用,可以有效减少风阻,提高抗风能力,降低投资成本,具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及户外广告牌技术领域,特别是涉及一种旋转格栅单元型抗风广告牌及其抗风方法。
背景技术
户外设置大型广告牌,其中在城市道路环形转盘或高速公路、铁路两侧的塔型结构上会附属有大型广告牌,由于广告牌的面积较大,往往对塔型结构本身造成较大的影响,是塔型结构的主要受力源,并且需要增加塔重量,这显然是浪费材料的做法,增加了投资成本。台风来临后广告牌的风荷载对塔型结构造成影响,台风来临时容易导致破坏。由于此类广告牌体积巨大,台风来临时拆卸困难,所以经常有在台风来临时发生破坏的情况出现。如何解决既不拆卸广告牌,又能有效减小风荷载成为研究的关键。公开日为2011年8月3日,公开号为CN 102142214 A的专利文件公开了一种全自动防台风大型广告牌,该全自动防台风大型广告牌包括一支架,在支架上设有一个可收缩的广告牌和太阳能电池板,广告牌缠绕在一根转轴上,转轴由一电机带动,电机的运行由太阳能电池板进行供电;广告牌的上下边缘与一绕绳相连接,绕绳沿着支架分布,绕绳的两端分别固定在两个转轴上,两个转轴由电机进行方向相反、同速运动;在电机上还设置有遥控装置;在广告牌上还设置有照明灯,照明灯由太阳能电池板进行供电,遥控装置对广告牌进行收缩和展开,通过采用太阳能发电给电机一个电能,使广告牌可以随时收缩和展开,避免了被台风吹倒,是一种灵活可动的广告牌模式,该广告牌通过收卷方式避免被台风吹倒。公开日为2013年10月30日,公开号为CN203260290 U的专利文件公开了一种抗风广告牌,包括牌面、轨道、风压传感器、外部框架、圆柱型转轴、驱动电机、支架、可编程序控制器、正转接触器、反转接触器、正转开关、反转开关和停止开关。当风压达到一定程度时触动正转开关,驱动电机启动,牌面向外部框架一侧卷帘式收缩,收缩完成后触动停止开关,驱动电机停止运行,骨架全部外露,此时广告牌除骨架外几乎不存在迎风面,具有抵抗强风的良好性能。上述两种结构都是通过收卷受风的广告面来抵御台风,适合于表层可以卷起的布质广告牌,但这种广告牌的表层可卷折材料与框架分离,因此在较小的风力下就会被吹起,影响广告效果,且可卷折类材料容易破损,使用寿命不长。
发明内容
本发明的目的是为解决目前的技术的户外广告牌存在的上述问题,提供一种成本低、抗风性好的旋转格栅单元型抗风广告牌及抗风方法。
本发明为实现上述目的所采用的具体技术方案是,一种旋转格栅单元型抗风广告牌,包括直立结构的矩形框架,所述的框架内直立设置有多个矩形的单元板,所述单元板中轴线的上下两端设有中心轴,单元板通过中心轴可转动地设置在框架内,框架内的单元板之间设有联动机构,框架上设有驱动电机,驱动电机通过传动机构与单元板上的中心轴连接,旋转格栅单元型抗风广告牌还包括控制器及风速风向传感器,驱动电机及风速风向传感器均连接控制器。
本发明的广告牌包括框架及设置在框架内的多块单元板,单元板的上下两端与框架之间通过中心轴可转动连接,另外在广告牌上或安装广告牌的塔形结构上安置风速风向传感器,该风速风向传感器可以检测风速及风向,并将检测数据传送给控制器,当风速超过预定值时,控制器根据风速风向传感器的检测数据使单元板随风向转动而相对于框架转动,使单元板平面与风向基本平行且随时调整,从而达到大幅度减小风荷载的目的;当风速降低到标定风速范围内时,控制器通过驱动电机使单元板平面转回初始状态,即恢复到与框架平面平行的状态。这样,本发明解决了现有技术的广告牌抗风能力差或浪费材料的问题,具有成本低、抗风性好的特点。
作为优选,联动机构包括设置在中心轴上的同步轮,框架上与中心轴垂直的侧边设有同步带卡槽,同步带卡槽内设有由所述驱动电机驱动的同步带,同步带与中心轴上的同步轮啮合;同步带与同步带卡槽的槽壁之间设有导向辊轮。本发明在框架上设有同步带卡槽,同步带卡槽内设有由所述驱动电机驱动的同步带,同步带与中心轴上的同步轮啮合,这样,当驱动电机转动时,同一框架内的所有单元板都同步转动;而同步带与同步带卡槽的槽壁之间设置导向辊轮,可以使同步带在卡槽内顺畅移动,同时可以确保同步带与同步轮的啮合紧密。
作为优选,单元板上下两端与框架之间设有锁紧机构,所述锁紧机构包括设置在框架上的铁质插销及设置在单元板上的插孔,铁质插销的后部套设有复位弹簧及电磁线圈。对于户外广告牌来说,台风等大风天气发生的概率相对较小,因此本发明在可转动的单元板与框架之间设置电磁锁紧机构,在平时将单元板与框架之间锁紧,避免因外力碰触而出现意外转动,确保安全。在台风来临或其他风力较大的情形出现时,控制器打开锁紧装置,确保单元板顺利转动。另外,本发明的锁紧装置采用断电锁紧、加电打开的工作方式,因此平时不浪费能源。
作为一种应用方案,框架为两个,两个框架平行设置,两个框架上的驱动电机均连接控制器,风速风向传感器设置在广告牌上方的塔身上。这是一种中间为塔身,塔身相对两侧平行设置两个广告牌框架的方案,由于两个框架平面相互平行,因此这种结构两个框架上的单元板转动方向或角度一致,采用单一控制器就可以满足要求。
作为另一种应用方案,框架为三个,三个框架呈三角形设置,所述的控制器及风速风向传感器均为三个,每个框架对应设有一个控制器及风速风向传感器,风速风向传感器设置在广告牌上方的框架上。这是一种中间为塔身,塔身外周呈三角形设置三个广告牌框架的方案,由于三个框架平面具有不同的角度,因此这种结构三个框架上的单元板转动方向或角度均不一致,因此分别采用控制器控制一个框架上的单元板相对简单,控制的可靠性高。
在上述方案中,为了提高可靠性,控制器及风速风向传感器均可以设置备份,驱动电机可以设置在框架上部或下部,也可以框架的上部或下部均设置,其中一个作为备份或者在风力较大需要较大驱动力的时候合并作为动力装置。
作为优选,单元板包括围框及横向设置在围框上的矩形翼板,矩形翼板的上侧边两端设有偏转轴,矩形翼板通过偏转轴可转动地设置在围框上。在该方案中,每一单元板均由围框及横向设置在围框上的矩形翼板构成,广告图案等绘制在矩形翼板上,而矩形翼板可以转动,在风力不大的情况下,矩形翼板在重力作用下处于与单元板平面平行的状态,确保广告图案的完整性。而在台风状态下,经常出现短时间内风力很大且风向多变,风向瞬间可以发生改变,而通过风速风向传感器检测到风向变化再到控制器驱动单元板转动到与风向平行的位置,则需要有较长的反应时间,实际上对于瞬间的风向改变,单元板很可能来不及通过转动来适应风向变化,因此,此时广告牌将可能承受较大的风压,从而降低其抗风性能。而本技术方案采用矩形翼板在风力作用下被动偏转的方式使单元板成为透风结构,从而大幅度降低单元板的风荷载,这样可以大大提高广告牌的抗风能力。
旋转格栅单元型抗风广告牌的抗风方法,初始状态的单元板平面与框架平面相互平行,驱动电机处于断电状态,包括以下步骤:
a.风速风向传感器检测实时风速及风向,并将风速及风向数据传递至控制器,当控制器读取的风速值小于17.2米/秒时,控制器每隔20秒读取一次风速值;在风速较小(通常设定在相当于7级风)的正常天气条件下,只需间隔一定的时间检测风速即可。
b.当控制器读取的风速值大于等于17.2米/秒且连续5个风速值不大于20.7米/秒时,控制器每隔10秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与框架平面之间的角度差的算术平均值,当角度差记录值大于5个时,计算并记录最近5个角度差的算术平均值。当风速开始增大到相当于8级风的风速范围时,通常广告牌的抗风能力完全可以应对,因此无需转动单元板,但相应的应当做好转动单元板的准备,根据测定的风向确定与框架平面之间角度差的平均值,以此确定未来单元板可能需要转动的角度。由于风向的多变性,本发明通过检测一段时间的风向平均值来确定单元板的转动角度,该角度可能与风向的实时角度存在偏差,但由于单元板转动的滞后性,本发明的方法可以尽可能地减小单元板平面与实时风向之间的夹角,从而大幅减小广告牌的风荷。
c.当控制器读取的连续5个风速值大于20.7米/秒且连续5个风速值不大于24.5米/秒时,控制器控制驱动电机转动,根据记录的最近5个角度差的算术平均值将单元板转动相应的角度,使单元板平面与最近5个风向记录值的算术平均值一致,同时记录转动后单元板的偏转角;控制器每隔6秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间的角度差,控制器根据该角度差值控制驱动电机转动相应的角度,使单元板平面与实测的风向一致;当风速达到相当于9级及以上时,开启单元板转动的抗风模式,先按记录的角度差算术平均值来转动单元板,然后加快检测频率,按实时检测到的风向来转动单元板,使单元板平面与实测的风向平行。
d. 当控制器读取的连续5个风速值大于24.5米/秒时,控制器每隔3秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间的角度差,控制器根据该角度差值控制驱动电机转动相应的角度,使单元板平面与实测的风向一致;当控制器读取的连续5个风速值小于等于24.5米/秒且连续5个风速值大于20.7米/秒时,按步骤c执行。当风速达到相当于10级及以上时,进一步加快检测频率,并按实时检测到的风向来转动单元板,使单元板平面与实测的风向平行。而当风速减少时,按先前同等风速的处理方法处理。
e.当风速小于等于20.7米/秒且大于等于17.2米/秒时,控制器控制驱动电机处于断电状态,控制器每隔10秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间最近5个角度差的算术平均值。这里的驱动电机断电状态是指驱动电机不转,单元板保持原有的偏转角度状态,根据风速的变化确定下一步的工作状态。
f. 当风速小于17.2米/秒时,控制器每隔20秒读取一次风速值,控制器控制驱动电机使单元板转动至初始状态,当单元板转动至初始状态后,控制器控制驱动电机处于断电状态。当确认风速进一步减小后,单元板转动至初始状态,即单元板平面与框架平面相互平行的状态。
需要说明的是,上述步骤是按风速从小到大再从大到小的正常变化过程描述的,实际工作中风速的变化是多种多样的,本发明可以按对应的风速等级进行实时处理,在未满足下一个变化条件以前,维持前面的工作状态。
作为优选,当单元板上下两端与框架之间设有锁紧机构,所述锁紧机构包括设置在框架上的铁质插销及设置在单元板上的插孔,铁质插销的后部套设有复位弹簧及电磁线圈,则在步骤b中,控制器控制电磁线圈加电,框架上的铁质插销从单元板上的插孔中拉出;在步骤f中当单元板转动至初始状态后,控制器控制电磁线圈断电,框架上的铁质插销在复位弹簧的作用下插入单元板上的插孔。在可转动的单元板与框架之间设有电磁锁紧机构的前提下,在风速较小时将单元板与框架之间锁紧,避免因外力碰触而出现意外转动,确保安全;而在在台风来临或其他风力较大的情形出现时,控制器打开锁紧装置,确保单元板顺利转动。另外,本发明的锁紧装置采用断电锁紧、加电打开的工作方式,因此平时不浪费能源。
作为优选,单元板包括围框及横向设置在围框上的矩形翼板,矩形翼板的上侧边两端设有偏转轴,矩形翼板通过偏转轴可转动地设置在围框上,当与单元板垂直的风速分量为24.5米/秒时,相应的矩形翼板绕偏转轴转动的对应偏转角度为40至50度。本发明的矩形翼板依靠自身重量维持其与单元板一致的竖直状态,当风速较小时,矩形翼板不会被风力吹起(即出现偏转),当风速较大时,产生较高的风压使矩形翼板偏转,从而减小风阻,风速越大对应的偏转角也越大;本发明将其控制在风速为24.5米/秒时,矩形翼板的偏转角度为40至50度。
本发明的有益性效果是:它有效地解决了现有技术的户外广告牌投资成本高、抗风性差的问题,本发明的结构可以在各种户外广告牌上使用,可以有效减少风阻,提高抗风能力,降低投资成本,具有很高的实用价值。
附图说明
图1是本发明广告牌的一种横截面结构示意图;
图2是本发明广告牌实施例1初始状态的一种横截面结构示意图;
图3是本发明广告牌实施例1抗风状态的一种横截面结构示意图;
图4是本发明广告牌实施例1抗风状态的另一种横截面结构示意图;
图5是本发明广告牌实施例2初始状态的一种横截面结构示意图;
图6是本发明广告牌实施例2抗风状态的一种横截面结构示意图;
图7是本发明广告牌实施例2抗风状态的另一种横截面结构示意图;
图8是本发明广告牌单元板的一种结构示意图;
图9是本发明广告牌单元板的另一种横截面结构示意图;
图10是本发明广告牌锁紧机构的一种结构剖视示意图;
图11是本发明广告牌矩形翼板的一种结构示意图;
图12是本发明广告牌使用状态的一种结构示意图。
图中:1.框架,2.单元板,3.中心轴,4.驱动电机,5.控制器,6.风速风向传感器,7.同步轮,8.同步带卡槽,9.同步带,10.导向辊轮,11.铁质插销,12.插孔,13.复位弹簧,14.电磁线圈,15.塔身,16.围框,17.矩形翼板,18偏转轴。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
在图12所示的实施例1中,一种旋转格栅单元型抗风广告牌,包括直立设置在塔身15上的矩形框架1,所述的框架内直立设置有多个矩形的单元板2,所述单元板中轴线的上下两端设有中心轴3(见图1、图8),单元板通过中心轴可转动地设置在框架内,框架内的单元板之间设有联动机构, 框架上设有驱动电机4,驱动电机通过传动机构与单元板上的中心轴连接,旋转格栅单元型抗风广告牌还包括控制器5及风速风向传感器6,所述的风速风向传感器为2个,其中一个为备用风速风向传感器,风速风向传感器设置在广告牌上方的塔身上,驱动电机及风速风向传感器均连接控制器。所述联动机构包括设置在中心轴上的同步轮7,框架上与中心轴垂直的侧边设有同步带卡槽8,同步带卡槽内设有由所述驱动电机驱动的同步带9,同步带与同步带卡槽的槽壁之间设有导向辊轮10,同步带与中心轴上的同步轮啮合。本实施例的框架为两个,两个框架平行设置(见图2图3图4),两个框架上的驱动电机均连接控制器。
实施例2
实施例2的框架为三个,三个框架呈三角形设置(见图5图6图7),所述的控制器及风速风向传感器均为三个,每个框架对应设有一个控制器及风速风向传感器,风速风向传感器设置在广告牌上方的框架上,其余和实施例1相同。
实施例1及实施例2的旋转格栅单元型抗风广告牌的抗风方法,初始状态的单元板平面与框架平面相互平行,驱动电机处于断电状态,包括以下步骤:
a.风速风向传感器检测实时风速及风向,并将风速及风向数据传递至控制器,当控制器读取的风速值小于17.2米/秒时,控制器每隔20秒读取一次风速值。
b.当控制器读取的风速值大于等于17.2米/秒且连续5个风速值不大于20.7米/秒时,控制器每隔10秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与框架平面之间的角度差的算术平均值,当角度差记录值大于5个时,计算并记录最近5个角度差的算术平均值。
c.当控制器读取的连续5个风速值大于20.7米/秒且连续5个风速值不大于24.5米/秒时,控制器控制驱动电机转动,根据记录的最近5个角度差的算术平均值将单元板转动相应的角度,使单元板平面与最近5个风向记录值的算术平均值一致,同时记录转动后单元板的偏转角;控制器每隔6秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间的角度差,控制器根据该角度差值控制驱动电机转动相应的角度,使单元板平面与实测的风向一致。
d. 当控制器读取的连续5个风速值大于24.5米/秒时,控制器每隔3秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间的角度差,控制器根据该角度差值控制驱动电机转动相应的角度,使单元板平面与实测的风向一致;当控制器读取的连续5个风速值小于等于24.5米/秒且连续5个风速值大于20.7米/秒时,按步骤c执行。
e.当风速小于等于20.7米/秒且大于等于17.2米/秒时,控制器控制驱动电机处于断电状态,控制器每隔10秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间最近5个角度差的算术平均值。
f. 当风速小于17.2米/秒时,控制器每隔20秒读取一次风速值,控制器控制驱动电机使单元板转动至初始状态,当单元板转动至初始状态后,控制器控制驱动电机处于断电状态。
实施例3
实施例3的单元板上下两端与框架之间设有锁紧机构(见图10),所述锁紧机构包括设置在框架上的铁质插销11及设置在单元板上的插孔12,铁质插销的后部套设有复位弹簧13及电磁线圈14,其余和实施例1或实施例2相同。
实施例3的旋转格栅单元型抗风广告牌的抗风方法,在实施例1或实施例2的抗风方法步骤b中,控制器控制电磁线圈加电,框架上的铁质插销从单元板上的插孔中拉出;在步骤c中当单元板转动至初始状态后,控制器控制电磁线圈断电,框架上的铁质插销在复位弹簧的作用下插入单元板上的插孔,其余和实施例1或实施例2的方法相同。
实施例4
实施例4的单元板包括围框16及横向设置在围框上的矩形翼板17(见图11),矩形翼板的上侧边两端设有偏转轴18,矩形翼板通过偏转轴可转动地设置在围框上(见图9),当与单元板垂直的风速分量为24.5米/秒时,矩形翼板绕偏转轴转动的对应偏转角度为40至50度,其余和实施例1或实施例2或实施例3相同。
本发明的广告牌包括框架及设置在框架内的多块单元板,单元板的上下两端与框架之间通过中心轴可转动连接,另外在广告牌上或安装广告牌的塔形结构上安置风速风向传感器,该风速风向传感器可以检测风速及风向,并将检测数据传送给控制器,当风速超过预定值时,控制器根据风速风向传感器的检测数据使单元板随风向转动而相对于框架转动(见图3、图4、图6及图7),使单元板平面与风向基本平行且随时调整,从而达到大幅度减小风荷载的目的;当风速降低到标定风速范围内时,控制器通过驱动电机使单元板平面转回初始状态,即恢复到与框架平面平行的状态(见图2、图5)。这样,本发明解决了现有技术的广告牌抗风能力差或浪费材料的问题,具有成本低、抗风性好的特点。
除上述实施例外,在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内,本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合,从而构成新的实施方式,这些本发明没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的,因此这些未详细描述的实施方式也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种旋转格栅单元型抗风广告牌的抗风方法,所述旋转格栅单元型抗风广告牌包括直立结构的矩形框架,所述的框架(1)内直立设置有多个矩形的单元板,所述单元板(2)中轴线的上下两端设有中心轴(3),单元板通过中心轴可转动地设置在框架内,框架内的单元板之间设有联动机构,框架上设有驱动电机(4),驱动电机通过传动机构与单元板上的中心轴连接,旋转格栅单元型抗风广告牌还包括控制器(5)及风速风向传感器(6),驱动电机及风速风向传感器均连接控制器,初始状态的单元板平面与框架平面相互平行,驱动电机处于断电状态,其特征在于包括以下步骤:
a.风速风向传感器检测实时风速及风向,并将风速及风向数据传递至控制器,当控制器读取的风速值小于17.2米/秒时,控制器每隔20秒读取一次风速值;
b.当控制器读取的风速值大于等于17.2米/秒且连续5个风速值不大于20.7米/秒时,控制器每隔10秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与框架平面之间的角度差的算术平均值,当角度差记录值大于5个时,计算并记录最近5个角度差的算术平均值;
c.当控制器读取的连续5个风速值大于20.7米/秒且连续5个风速值不大于24.5米/秒时,控制器控制驱动电机转动,根据记录的最近5个角度差的算术平均值将单元板转动相应的角度,使单元板平面与最近5个风向记录值的算术平均值一致,同时记录转动后单元板的偏转角;控制器每隔6秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间的角度差,控制器根据该角度差值控制驱动电机转动相应的角度,使单元板平面与实测的风向一致;
d. 当控制器读取的连续5个风速值大于24.5米/秒时,控制器每隔3秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间的角度差,控制器根据该角度差值控制驱动电机转动相应的角度,使单元板平面与实测的风向一致;当控制器读取的连续5个风速值小于等于24.5米/秒且连续5个风速值大于20.7米/秒时,按步骤c执行;
e.当风速小于等于20.7米/秒且大于等于17.2米/秒时,控制器控制驱动电机处于断电状态,控制器每隔10秒读取一次风速值及风向角度值,计算并记录风向与单元板平面之间最近5个角度差的算术平均值;
f. 当风速小于17.2米/秒时,控制器每隔20秒读取一次风速值,控制器控制驱动电机使单元板转动至初始状态,当单元板转动至初始状态后,控制器控制驱动电机处于断电状态。
2.根据权利要求1所述的旋转格栅单元型抗风广告牌的抗风方法,所述的单元板上下两端与框架之间设有锁紧机构,所述锁紧机构包括设置在框架上的铁质插销及设置在单元板上的插孔,铁质插销的后部套设有复位弹簧及电磁线圈,其特征在于:
在步骤b中,控制器控制电磁线圈加电,框架上的铁质插销从单元板上的插孔中拉出;在步骤c中当单元板转动至初始状态后,控制器控制电磁线圈断电,框架上的铁质插销在复位弹簧的作用下插入单元板上的插孔。
3.根据权利要求1或2所述的旋转格栅单元型抗风广告牌的抗风方法,所述的单元板包括围框及横向设置在围框上的矩形翼板,矩形翼板的上侧边两端设有偏转轴,矩形翼板通过偏转轴可转动地设置在围框上,其特征在于,当与单元板垂直的风速分量为24.5米/秒时,矩形翼板绕偏转轴转动的对应偏转角度为40至50度。
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