CN107732669A - 一种智能型全自动升降式避雷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型全自动升降式避雷设备，包括由多级伸缩套杆构成的杆体、固定在每级所述伸缩套杆上端的差动滑轮组以及缠绕过差动滑轮组的牵引绳；杆体的顶端通过快速连接装置连接有避雷针，杆体的下端的外侧面固定有具有手动和电动两种驱动方式的卷绳装置，杆体的内层伸缩套杆内穿设有绝缘引下线，内层伸缩套杆的上端设置有与所述引下线相连的牵引板，杆体的下端设置有内腔，内腔的内部设置有弹簧式自动卷线器以及控制装置,控制装置微控制器，微控制器连接有微控开关以及无线收发模块,杆体的外层伸缩套杆上设置有上限位传感器以及下限位传感器,本发明具有智能化、节省人力、响应速度快、安装方便、升降效率高、有效防止转动的优点。

Description

一种智能型全自动升降式避雷设备

技术领域

本发明属于防雷设备技术领域，具体涉及一种智能型全自动升降式避雷设备。

背景技术

避雷针（又叫接闪杆），常用于大型建筑物及高层建筑、台风多发区建筑物、露天广场、机场、车载、船用以及特殊要求的场所，利用避雷针针头的静电感应，使得导体尖端聚集大量的电荷，从而使得避雷针与带电云层件形成一个电容器，避雷针与带电云层之间形成通路，通过避雷针接地，将云层上的电荷导入大地，防止雷电直接作用在建筑物等场所对建筑物等造成破坏，对建筑物、露天广场、机场等起到良好的保护作用。

但是，在避雷针的实际应用中，避雷针的保护范围与其安装高度成正比，也就是对于一个需要避雷防护的区域而言，要么选择按一定距离排布低矮的避雷针，要么选择一个足够长的避雷针来保护相应大的区域；对于前者来说，在一个区域内排布多个低矮的避雷针，将会占用多余的空间，对大空间场所中其他工作设备的安装会带来影响，因此目前多采用在一个区域内安装一根可伸缩的避雷针，来对相应的场所进行避雷保护。

然而，避雷针是只有阴雨天气才会使用的，平时不需要避雷针的尖端被升到过高；在遭遇雷雨天气时，工作人员到现场通过手动方式驱动升降杆升高，或者到现场通过启动按钮一键启动电动驱动装置对避雷杆进行升降；这两种操作方式都需要工作人员抵达现场来进行操作，如果工作人员不能再雷电到来之前就到达现场进行避雷杆的升高，将会带来严重的后果，甚至是工作人员在现场进行操作的过程中也容易遭受雷击而发生生命危险，从而使得避雷杆的升降操作极为不便；另一方面，伸缩式避雷杆上的避雷针多是现场现安装，目前的避雷针的安装操作较为复杂，为户外施工带来众多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能型全自动升降式避雷设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现本发明目的，采用的技术方案是：一种智能型全自动升降式避雷设备，包括由多级伸缩套杆构成的杆体、固定在每级所述伸缩套杆上端的差动滑轮组以及缠绕过差动滑轮组的牵引绳；

所述杆体的顶端通过快速连接装置连接有避雷针，杆体的下端的外侧面固定有具有手动和电动两种驱动方式的卷绳装置，杆体的内层伸缩套杆内穿设有绝缘引下线，内层伸缩套杆的上端设置有与所述引下线相连的牵引板，杆体的下端设置有内腔，所述内腔的内部设置有与所述绝缘引下线相连的弹簧式自动卷线器以及用于控制杆体升降的控制装置；

所述快速连接装置包括可拆卸的固定在构成杆体的内层伸缩套杆顶端的安装壳体以及穿设在所述安装壳体内的定位销，安装壳体沿着其轴线方向开设有与所述定位销相适应的第一通孔，安装壳体的内部设置有与所述第一通孔连通的第二通孔，所述第一通孔的内壁上开设有滑道以及横向导槽，所述定位销的端部设置有与所述滑道相适应的滑块，定位销的中部缠绕有弹力弹簧，所述弹力弹簧的一端的定位销上设置有止挡板，弹力弹簧的另一端与第二通孔的内壁相抵触；

所述避雷针的下端沿着其轴向设置有用于插接牵引板的插接孔，避雷针的下端周向均匀设置有与所述定位销的端部相适应的限位孔；

所述卷绳装置包括设置在杆体下端的外侧壁的手动卷绳器以及设置在内腔的电磁式电动驱动器；

所述手动卷绳器包括固定在杆体上的卷绳壳，所述卷绳壳的内部设置有卷绳盘，所述卷绳盘的中部穿设有转轴，所述转轴的一端连接有大齿轮，所述大齿轮啮合有小齿轮，所述小齿轮连接有手柄连接杆，转轴的另一端穿设在内腔的内部，设置在内腔内的转轴的端部设置有花建孔；

所述电磁式驱动器包括驱动电机以及与所述驱动电机的输出轴端相连的差速器，所述差速器的输出轴端连接有驱动轴，所述驱动轴的右侧设置有推板，所述推板的右侧面设置有与所述花建孔相适应的花键，推板的左侧面设置有永磁铁，驱动轴的右端开设有与所述永磁铁相适应的插孔，所述插孔的内部固定有电磁铁，驱动轴的中部开设有安装孔，所述安装孔的内壁上固定有拉力弹簧，所述拉力弹簧的另一端固定在推板的侧面上。

优选的，所述弹簧式自动卷线器内的绝缘引下线的端部穿过杆体的下端与接地线相连。

优选的，所述构成杆体的内层伸缩套杆的顶端设置有螺纹通孔，所述安装壳体通过螺纹固定连接在所述螺纹通孔内。

优选的，所述第二通孔的直径大于第一通孔的直径。

优选的，所述弹力弹簧以及止挡板均设置在第二通孔内。

优选的，所述快速连接装置以及限位孔的数量为3个，其中快速连接装置均匀的设置在内伸缩套杆的上端，限位孔与快速连接装置中的定位销对应的均匀的设置在避雷针的下端。

优选的，所述控制装置包括微控制器，所述微控制器连接有微控开关以及无线收发模块。

优选的，所述杆体的内层伸缩套杆的上端设置有温度传感器以及湿度传感器，所述温度传感器以及湿度传感器与微控制器电连接。

优选的，所述杆体的外层伸缩套杆的上端设置有上限位传感器，外层伸缩套杆的下端设置有下限位传感器，所述上限位传感器以及下限位传感器与微控制器电连接。

优选的，所述微控制器与驱动电机以及电磁铁通过信号线相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过温度传感器以及湿度传感器感应天气变化时空气中的湿度和温度变化情况，并及时将检测数据反馈至微控制器，以便微控制器能够在雷电到来之前控制电磁式驱动器对卷绳盘进行快速响应驱动；

2、本发明采用电磁控制方式，对电磁式驱动器进行控制，使得电磁铁通电后推板被推出，进而使得推板上的花键插入转轴上的花建孔内，从而实现卷绳盘的电动驱动模式与手动驱动模式的快速转换；

3、本发明通过设置无线收发模块与微控制器相配合，实现升降式避雷设备的电动驱动方式的快速响应，避免操作人员从远处抵达现场手动启动的繁琐步骤，极大地简化升降式避雷设备的升降过程，有效的提高升降式避雷设备的工作效率；

4、本发明通过快速连接装置实现避雷针与杆体的快速拆卸，取代传统的螺纹固定形式，简化现场安装时的步骤，进一步减少安装时间，有效的提高升降式避雷设备的现场安装效率；

综上，本发明具有智能化、节省人力、响应速度快、安装方便、升降效率高、有效防止转动的优点。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明中杆体的内部结构示意图。

图3是本发明中避雷针结构示意图。

图4是本发明中快速连接装置正常状态结构示意图。

图5是本发明中快速连接装置拉紧状态结构示意图。

图6是本发明中快速连接装置的安装壳体侧视图。

图7是图6的A-A剖面图。

图8是本发明中卷绳装置内部结构示意图。

图9是本发明中卷绳装置工作状态结构示意图。

图10是本发明的控制框图。

图中：1、杆体，2、差动滑轮组，3、牵引绳；4、快速连接装置，401、安装壳体，402、定位销，403、第一通孔，404、第二通孔，405、滑道，406、横向导槽，407、滑块，408、弹力弹簧，409、止挡板，5、避雷针；501、插接孔，502、限位孔，6、绝缘引下线，7、牵引板，8、内腔，9、弹簧式自动卷线器，10、手动卷绳器，1001、卷绳壳，1002、卷绳盘，1003、转轴，1004、大齿轮，1005、小齿轮，1006、手柄连接杆，1007、花建孔，11、电磁式电动驱动器，1101、驱动电机，1102、差速器，1103、驱动轴，1104、推板，1105、花键，1106、永磁铁，1107、插孔，1108、电磁铁，1109、安装孔，1110、拉力弹簧，12、微控制器，13、微控开关，14、无线收发模块，15、温度传感器，16、湿度传感器，17、上限位传感器，18、下限位传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10所示，一种智能型全自动升降式避雷设备，包括由多级伸缩套杆构成的杆体1、固定在每级所述伸缩套杆上端的差动滑轮组2以及缠绕过差动滑轮组2的用于升降伸缩套杆的牵引绳3；所述杆体1的顶端通过快速连接装置4连接有避雷针5，杆体1的下端的外侧面固定有具有手动和电动两种驱动方式的卷绳装置，杆体1的内层伸缩套杆内穿设有绝缘引下线6，内层伸缩套杆的上端设置有与所述引下线6相连的牵引板7，杆体1的下端设置有内腔8，所述内腔8的内部设置有与所述绝缘引下线6相连的弹簧式自动卷线器9以及用于控制杆体1升降的控制装置；所述快速连接装置4包括可拆卸的固定在构成杆体1的内层伸缩套杆顶端的安装壳体401以及穿设在所述安装壳体401内的定位销402，安装壳体401沿着其轴线方向开设有与所述定位销402相适应的第一通孔403，安装壳体401的内部设置有与所述第一通孔403连通的第二通孔404，所述第一通孔403的内壁上开设有滑道405以及横向导槽406，所述定位销402的端部设置有与所述滑道405相适应的滑块407，在拉动定位销402的过程中，滑块407能够沿着滑道405向内滑动，定位销402的中部缠绕有弹力弹簧408，所述弹力弹簧408的一端的定位销402上设置有止挡板409，弹力弹簧408的另一端与第二通孔404的内壁相抵触，从而使得在未施加外力的情况下，定位销402始终处于被压紧状态；所述避雷针5的下端沿着其轴向设置有用于插接牵引板7的插接孔501，避雷针5的下端周向均匀设置有与所述定位销402的端部相适应的限位孔502，太弹力弹簧408的作用下，定位销402插设在限位孔502内对避雷针5进行有效固定；所述卷绳装置包括设置在杆体1下端的外侧壁的手动卷绳器10以及设置在内腔8的电磁式电动驱动器11；所述手动卷绳器10包括固定在杆体1上的卷绳壳1001，所述卷绳壳1001的内部设置有卷绳盘1002，所述卷绳盘1002的中部穿设有转轴1003，所述转轴1003的一端连接有大齿轮1004，所述大齿轮1004啮合有小齿轮1005，所述小齿轮1005连接有手柄连接杆1006，从而在手柄连接杆1006上连接手柄后，对小齿轮1005进行驱动，小齿轮1005驱动大齿轮1004转动，从而驱动卷绳盘1002转动对牵引绳3进行收放，转轴1003的另一端穿设在内腔8的内部，设置在内腔8内的转轴1003的端部设置有花建孔1007；所述电磁式驱动器11包括驱动电机1101以及与所述驱动电机1101的输出轴端相连的差速器1102，所述差速器1102的输出轴端连接有驱动轴1103，所述驱动轴1103的右侧设置有推板1104，所述推板1104的右侧面设置有与所述花建孔1007相适应的花键1105，推板1103的左侧面设置有永磁铁1106，驱动轴1103的右端开设有与所述永磁铁1106相适应的插孔1107，所述插孔1107的内部固定有电磁铁1108，驱动轴1103的中部开设有安装孔1109，所述安装孔1109的内壁上固定有拉力弹簧1110，所述拉力弹簧1110的另一端固定在推板1104的侧面上。

本实施例中，所述弹簧式自动卷线器7内的绝缘引下线6的端部穿过杆体1的下端与接地线相连，从而将避雷针5接收的电流导入大地；所述构成杆体1的内层伸缩套杆的顶端设置有螺纹通孔，所述安装壳体401通过螺纹固定连接在所述螺纹通孔内；所述第二通孔404的直径大于第一通孔403的直径；所述弹力弹簧408以及止挡板409均设置在第二通孔404内；所述快速连接装置以及限位孔502的数量为3个，其中快速连接装置均匀的设置在内伸缩套杆的上端，限位孔502与快速连接装置中的定位销402对应的均匀的设置在避雷针5的下端，从而使得快速连接装置对避雷针进行有效的固定，有效防止避雷针横向转动；所述控制装置包括微控制器12，所述微控制器12连接有微控开关13以及无线收发模块14，其中无线收发模块14能够接收后台终端的控制指令信息，并将控制信号传输至微控制器12；所述杆体1的内层伸缩套杆的上端设置有温度传感器15以及湿度传感器16，所述温度传感器15以及湿度传感器16与微控制器12电连，从而温度传感器15以及湿度传感器16检测到的数据实时反馈至微控制器12；所述杆体1的外层伸缩套杆的上端设置有上限位传感器17，外层伸缩套杆的下端设置有下限位传感器18，所述上限位传感器17以及下限位传感器18与微控制器12电连接，从而对杆体1的升降进行有效的限位，杆体1升降到极限位置时驱动电机1101停止运行；所述微控制器12与驱动电机1101以及电磁铁1108通过信号线相连。

本发明的工作原理如下：

避雷针5的拆装，安装避雷针5前确保快速连接装置的定位销402处于拉紧状态，其具体的操作方式为，向安装壳体401的外部拉动定位销402，拉动定位销402的过程中定位销402上的滑块407沿着滑道405向安装壳体401的内部滑动，当滑块407滑动至安装壳体401的最内部时，旋转定位销402，使得滑块407沿着横向导槽406周向滑动，最终使得滑块407卡接在横向导槽406内，进而使得定位销402的端部退进安装壳体401内，然后将避雷针5插入杆体1的内层伸缩杆的上端，插接时使得牵引板7插入避雷针5的插接孔501内，然后依次旋转3个定位销402，旋转定位销402时，向着与定位销402退进安装壳体401内时的旋转方向相反的方向旋转，滑块407沿着横向导槽406滑入滑道405后，松开定位销407，在弹力弹簧408的弹力作用下，弹力弹簧408推动止挡板409周向移动，使得定位销407的端部通过第一通孔403弹出而插入避雷针5上的限位孔内，从而对避雷针5进行有效的快速拆装；

杆体1的手动升降，将手柄安装在手柄连接杆1006上，通过转动手柄来驱动小齿轮1005转动，进而驱动与小齿轮啮合的大齿轮1004转动，大齿轮1004的转动驱动与其相连的转轴1003转动，进而驱动卷绳盘1002转动，最终实现牵引绳3的收放，结合差动滑轮组2，对杆体1进行有效的升降，在杆体1升降的过程中，弹簧式自动卷线器9对绝缘引下线6进行自动收放；

杆体1的电动升起，在正常状态，微控制器12及无线收发模块14处于运行状态，其它电气模块均处于关闭状态，在天气预报有阴雨天气时，后台管理人员通过后台终端机（电脑）向微控制器12发送运行指令，与微控制器12相连的无线收发模块14接收到控制指令后，将控制指令发送至微控制器12，微控制器12接收到运行指令后，启动微控开关13，然后温度传感器15、湿度传感器16、上限位传感器17以及下限位传感器18均开启，同时电磁铁1108通电，与永磁铁1106具有相同的极性，从而永磁铁1006排斥1电磁铁1108向外移动，在电磁铁1108向外移动的过程中推动推板1104向外移动，进而推动花键1105向外移动，最终花键1105插接如转轴1003上的花建孔1007内，温度传感器15以及湿度传感器16将检测的环境数据反馈至微控制器12，当监测数据达到设定值时，微控制器12向驱动电机1101发送运行指令，驱动电机1101开始运行，驱动转轴1003转动，进而驱动卷绳盘1002对牵引绳3进行放线，在杆体1升高的过程中，弹簧式自动卷线器9对绝缘引下线6进行放线，当上限位传感器17感应到杆体1升高到最高状态时，微控制器12向驱动电机1101发出停止运行指令；

杆体1的收缩，当天气放晴，温度传感器15以及湿度传感器16检测到空气中环境恢复到设定正常值时，微控制器12向驱动电机1101发出反向运行指令，驱动电机1101驱动卷绳盘1002进行收卷牵引绳3，收卷牵引绳3的过程中，弹簧式自动卷线器9对绝缘引下线6进行自动收卷，当下限位传感器18检测到杆体1下降至最低位时，微控制器12向驱动电机13发出停止运行指令，同时关闭微控开关13，使得温度传感器15、湿度传感器16、上限位传感器17、下限位传感器18以及电磁铁1008断电，电磁铁1008断电后将失去磁性，此时拉力弹簧11将拉动推板1104向驱动轴1103移动，进而将花键1105拉出花建孔1007。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能型全自动升降式避雷设备，包括由多级伸缩套杆构成的杆体（1）、固定在每级所述伸缩套杆上端的差动滑轮组（2）以及缠绕过差动滑轮组（2）的牵引绳（3），其特征在于：

所述杆体（1）的顶端通过快速连接装置（4）连接有避雷针（5），杆体（1）的下端的外侧面固定有具有手动和电动两种驱动方式的卷绳装置，杆体（1）的内层伸缩套杆内穿设有绝缘引下线（6），内层伸缩套杆的上端设置有与所述引下线（6）相连的牵引板（7），杆体（1）的下端设置有内腔（8），所述内腔（8）的内部设置有与所述绝缘引下线（6）相连的弹簧式自动卷线器（9）以及用于控制杆体（1）升降的控制装置；

所述快速连接装置（4）包括可拆卸的固定在构成杆体（1）的内层伸缩套杆顶端的安装壳体（401）以及穿设在所述安装壳体（401）内的定位销（402），安装壳体（401）沿着其轴线方向开设有与所述定位销（402）相适应的第一通孔（403），安装壳体（401）的内部设置有与所述第一通孔（403）连通的第二通孔（404），所述第一通孔（403）的内壁上开设有滑道（405）以及横向导槽（406），所述定位销（402）的端部设置有与所述滑道（405）相适应的滑块（407），定位销（402）的中部缠绕有弹力弹簧（408），所述弹力弹簧（408）的一端的定位销（402）上设置有止挡板（409），弹力弹簧（408）的另一端与第二通孔（404）的内壁相抵触；

所述避雷针（5）的下端沿着其轴向设置有用于插接牵引板（7）的插接孔（501），避雷针（5）的下端周向均匀设置有与所述定位销（402）的端部相适应的限位孔（502）；

所述卷绳装置包括设置在杆体（1）下端的外侧壁的手动卷绳器（10）以及设置在内腔（8）的电磁式电动驱动器（11）；

所述手动卷绳器（10）包括固定在杆体（1）上的卷绳壳（1001），所述卷绳壳（1001）的内部设置有卷绳盘（1002），所述卷绳盘（1002）的中部穿设有转轴（1003），所述转轴的一端连接有大齿轮（1004），所述大齿轮（1004）啮合有小齿轮（1005），所述小齿轮（1005）连接有手柄连接杆（1006），转轴（1003）的另一端穿设在内腔（8）的内部，设置在内腔（8）内的转轴（1003）的端部设置有花建孔（1007）；

所述电磁式驱动器（11）包括驱动电机（1101）以及与所述驱动电机（1101）的输出轴端相连的差速器（1102），所述差速器（1102）的输出轴端连接有驱动轴（1103），所述驱动轴（1103）的右侧设置有推板（1104），所述推板（1104）的右侧面设置有与所述花建孔（1007）相适应的花键（1105），推板（1103）的左侧面设置有永磁铁（1106），驱动轴（1103）的右端开设有与所述永磁铁（1106）相适应的插孔（1107），所述插孔（1107）的内部固定有电磁铁（1108），驱动轴（1103）的中部开设有安装孔（1109），所述安装孔（1109）的内壁上固定有拉力弹簧（1110），所述拉力弹簧（1110）的另一端固定在推板（1104）的侧面上。

2.如权利要求1所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述弹簧式自动卷线器（7）内的绝缘引下线（6）的端部穿过杆体（1）的下端与接地线相连。

3.如权利要求1所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述构成杆体（1）的内层伸缩套杆的顶端设置有螺纹通孔，所述安装壳体（401）通过螺纹固定连接在所述螺纹通孔内。

4.如权利要求1所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述第二通孔（404）的直径大于第一通孔（403）的直径。

5.如权利要求1所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述弹力弹簧（408）以及止挡板（409）均设置在第二通孔（404）内。

6.如权利要求1所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述快速连接装置以及限位孔（502）的数量为3个，其中快速连接装置均匀的设置在内伸缩套杆的上端，限位孔（502）与快速连接装置中的定位销（402）对应的均匀的设置在避雷针（5）的下端。

7.如权利要求1所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述控制装置包括微控制器（12），所述微控制器（12）连接有微控开关（13）以及无线收发模块（14）。

8.如权利要求1或7所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述杆体（1）的内层伸缩套杆的上端设置有温度传感器（15）以及湿度传感器（16），所述温度传感器（15）以及湿度传感器（16）与微控制器（12）电连。

9.如权利要求1或7所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述杆体（1）的外层伸缩套杆的上端设置有上限位传感器（17），外层伸缩套杆的下端设置有下限位传感器（18），所述上限位传感器（17）以及下限位传感器（18）与微控制器（12）电连接。

10.如权利要求1所述的智能型全自动升降式避雷设备，其特征在于：所述微控制器（12）与驱动电机（1101）以及电磁铁（1108）通过信号线相连。