CN108729728B - 一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，包括底座、支柱、仿生机构、平台、避雷针、两个防护机构和若干天线，仿生机构包括主干和两个仿生组件，仿生组件包括若干仿生单元，仿生单元包括树枝、支撑单元、第一锥齿轮、第二锥齿轮和圆齿轮，防护机构包括收缩组件、第一挡板、驱动组件、两个连接组件和两个第二挡板，该基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔通过仿生机构可带动树枝在下雪天转动，便于树枝上的积雪掉落，防止积雪压垮树枝，不仅如此，通过防护机构使得第一挡板向下转动后，第二挡板向下展开，通过第一挡板和第二挡板使下降的积雪向支柱滑落，防止积雪砸伤路人，从而提高了设备的安全系数。

Description

一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔

技术领域

本发明涉及通讯设施领域，特别涉及一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔。

背景技术

仿生塔是让通信铁塔与周围的自然环境相协调，有效地解决了风景区等地建站难的问题，该产品以合成树脂为粘结剂，辅以高级化工原料配制成可塑性物体，用作树杆、树节、树皮、树根等雕塑基材，喷涂高级丙烯酸涂料，修饰保护表面，增强耐久性，达到5年不褪色，不开裂，不脱落的效果，并具有可复涂性。

现有的仿生塔中，仿生枝干通常采用固定的方式安装在主干上，相比于一些枝干，由于仿生枝干为了加强仿生效果，通常会添加一些仿生树叶，从而增大了仿生枝干的表面积，导致在下雪天，仿生枝干上容易积雪，随着积雪的增加，积雪的重量增加，进而压垮仿生树枝，使得枝干断裂，不仅如此，在仿生树枝断裂时，此时若仿生塔下有人经过，树枝和积雪还容易砸到行人，引发安全事故，进而导致现有的仿生塔实用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，包括底座、支柱、仿生机构、平台、避雷针、两个防护机构和若干天线，所述支柱固定在底座的上方，所述仿生机构位于支柱的顶端，所述平台设置在仿生机构的上方，所述避雷针固定在平台的上方，所述天线周向均匀分布在平台的上方，所述支柱内设有PLC，所述天线与PLC电连接，两个防护机构分布位于支柱的两侧；

所述仿生机构包括主干和两个仿生组件，所述主干的顶端和底端分别与平台和支柱固定连接，两个仿生组件分别位于主干的两侧，所述仿生组件包括若干仿生单元，所述仿生单元从上而下均匀分布在主干上，所述仿生单元包括树枝、支撑单元、第一锥齿轮、第二锥齿轮、同心轴和圆齿轮，所述圆齿轮、同心轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮均设置在主干内，所述第一锥齿轮与树枝固定连接，所述树枝通过支撑单元与主干连接，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮通过同心轴与圆齿轮固定连接，所述主干内设有往复组件、往复管和两个齿条，两个齿条分别固定在往复管的两侧，所述齿条与仿生组件一一对应，所述齿条与圆齿轮啮合，所述往复组件与往复管传动连接；

所述防护机构包括收缩组件、第一挡板、驱动组件、两个连接组件和两个第二挡板，所述收缩组件位于第一挡板的上方，所述收缩组件与第一挡板传动连接，所述第一挡板的靠近支柱的一侧的两端分别通过两个连接组件与支柱连接，所述驱动组件位于第一挡板的远离支柱的一侧，两个第二挡板分别位于第一挡板的两侧，所述第二挡板的靠近第一挡板的一侧设有凹口，所述凹口内设有铰接单元，所述第二挡板通过铰接单元与第一挡板连接。

作为优选，为了带动往复管在竖直方向上往复运动，所述往复组件包括第一电机、驱动轮、驱动块和框架，所述第一电机固定在主干内的顶部，所述第一电机与驱动轮传动连接，所述第一电机与PLC电连接，所述驱动块固定在驱动轮的远离圆心处，所述驱动块位于框架的内侧，所述框架固定在往复管的顶端。

作为优选，为了保证框架的平稳移动，所述框架的两侧均设有滑环和滑轨，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在主干的内壁上，所述滑环固定在框架上，所述滑环套设在滑轨上。

作为优选，为了固定往复管的移动方向，所述主干内还设有定位杆，所述定位杆固定在主干内的底部，所述往复管套设在定位杆上。

作为优选，为了对树枝进行支撑，所述支撑单元包括固定环、两个支架和两个夹板，两个支架分别位于固定环的两侧，所述固定环通过支架与主干固定连接，所述固定环位于两个夹板之间，所述夹板固定在树枝上。

作为优选，为了实现第一挡板的收放，所述收缩组件包括第二电机、轴承、第二驱动轴、线盘和拉线，所述第二电机和轴承均固定在支柱上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第二驱动轴的一端传动连接，所述第二驱动轴的另一端设置在轴承内，所述线盘套设在第二驱动轴上，所述拉线的一端与线盘连接，所述拉线的另一端与第一挡板连接。

作为优选，为了便于第一挡板的转动，所述连接组件包括连接杆、凸杆、套环和凸块，所述凸块通过凸杆固定在支柱上，所述套环套设在凸杆上，所述套环通过连接杆与第一挡板固定连接。

作为优选，为了便于第二挡板的转动，所述铰接单元包括转环和转动框，所述转动框的形状为U形，所述转动框的两端固定在凹口内的底部，所述转环套设在转动框上，所述转环与第一挡板固定连接。

作为优选，为了带动第二挡板转动，所述驱动组件包括气泵、气缸和两个驱动单元，所述气泵与PLC电连接，所述气泵与气缸连通，所述气缸固定在第一挡板上，两个驱动单元分别位于气缸的两端，所述驱动单元包括活塞和驱动杆，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端通过驱动杆与第二挡板铰接。

作为优选，为了检测天气状况，所述支柱上设有雨雪传感器，所述雨雪传感器与PLC电连接。

本发明的有益效果是，该基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔通过仿生机构可带动树枝在下雪天转动，便于树枝上的积雪掉落，防止积雪压垮树枝，与现有的仿生机构相比，该仿生机构结构灵活，安全可靠，不仅如此，通过防护机构使得第一挡板向下转动后，第二挡板向下展开，通过第一挡板和第二挡板使下降的积雪向支柱滑落，防止积雪砸伤路人，从而提高了设备的安全系数，与现有的防护机构相比，该防护机构通过第二挡板的展开，防止积雪从第一挡板的两侧掉落，扩大了保护范围，进而提高了安全系数。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是图1的B部放大图；

图4是本发明的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔的防护机构的结构示意图；

图中：1.底座，2.支柱，3.平台，4.避雷针，5.天线，6.主干，7.树枝，8.第一锥齿轮，9.第二锥齿轮，10.圆齿轮，11.往复管，12.齿条，13.第一挡板，14.第二挡板，15.第一电机，16.驱动轮，17.驱动块，18.框架，19.滑环，20.滑轨，21.定位杆，22.固定环，23.支架，24.夹板，25.雨雪传感器，26.第二电机，27.轴承，28.第二驱动轴，29.线盘，30.拉线，31.连接杆，32.套环，33.转环，34.转动框，35.气泵，36.气缸，37.活塞，38.驱动杆。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，包括底座1、支柱2、仿生机构、平台3、避雷针4、两个防护机构和若干天线5，所述支柱2固定在底座1的上方，所述仿生机构位于支柱2的顶端，所述平台3设置在仿生机构的上方，所述避雷针4固定在平台3的上方，所述天线5周向均匀分布在平台3的上方，所述支柱2内设有PLC，所述天线5与PLC电连接，两个防护机构分布位于支柱2的两侧；

该仿生塔中，利用支柱2支撑仿生机构，由仿生机构使整个铁塔具有与树木相似的外形，便于溶入周围的生态环境中，仿生机构的上方，平台3上的天线5用于收发无线信号，便于通讯，利用避雷针4可防止设备遭受雷击，防止仿生塔损坏。

如图2-3所示，所述仿生机构包括主干6和两个仿生组件，所述主干6的顶端和底端分别与平台3和支柱2固定连接，两个仿生组件分别位于主干6的两侧，所述仿生组件包括若干仿生单元，所述仿生单元从上而下均匀分布在主干6上，所述仿生单元包括树枝7、支撑单元、第一锥齿轮8、第二锥齿轮9、同心轴和圆齿轮10，所述圆齿轮10、同心轴、第一锥齿轮8和第二锥齿轮9均设置在主干6内，所述第一锥齿轮8与树枝7固定连接，所述树枝7通过支撑单元与主干6连接，所述第一锥齿轮8与第二锥齿轮9啮合，所述第二锥齿轮9通过同心轴与圆齿轮10固定连接，所述主干6内设有往复组件、往复管11和两个齿条12，两个齿条12分别固定在往复管11的两侧，所述齿条12与仿生组件一一对应，所述齿条12与圆齿轮10啮合，所述往复组件与往复管11传动连接；

在仿生机构中，通过主干6和主干6两侧的树枝7使仿生塔具有树木的外形，利用支撑单元对树枝7进行支撑，在下雪天气，为了防止树枝7上积雪，此时PLC控制主干6内的往复组件运行，带动往复管11在竖直方向上往复移动，从而使得两侧的齿条12进行往复移动，齿条12作用在圆齿轮10上，带动圆齿轮10旋转，圆齿轮10通过同心轴带动第二锥齿轮9转动，使得第二锥齿轮9作用在第一锥齿轮8上，第一锥齿轮8转动，进而使树枝7转动，从而方便树枝7上堆积的积雪掉落，防止积雪堆积造成树枝7断裂。

如图4所示，所述防护机构包括收缩组件、第一挡板13、驱动组件、两个连接组件和两个第二挡板14，所述收缩组件位于第一挡板13的上方，所述收缩组件与第一挡板13传动连接，所述第一挡板13的靠近支柱2的一侧的两端分别通过两个连接组件与支柱2连接，所述驱动组件位于第一挡板13的远离支柱2的一侧，两个第二挡板14分别位于第一挡板13的两侧，所述第二挡板14的靠近第一挡板13的一侧设有凹口，所述凹口内设有铰接单元，所述第二挡板14通过铰接单元与第一挡板13连接。

在树枝7转动前，为了防止掉落的积雪砸伤行人，PLC控制收缩组件运行，在连接组件的作用下，使得第一挡板13向下转动，而后驱动组件运行，带动两侧的第二挡板14向第一挡板13的外部转动，从而使得第二挡板14展开，通过第一挡板13和第二挡板14承载树枝7上掉落的积雪，且通过使第一挡板13向下倾斜，使得第一挡板13和第二挡板14上的积雪向下滑落至支柱2上，防止积雪直接掉落，砸伤路人，保证仿生塔下人们的行走安全。

如图2所示，所述往复组件包括第一电机15、驱动轮16、驱动块17和框架18，所述第一电机15固定在主干6内的顶部，所述第一电机15与驱动轮16传动连接，所述第一电机15与PLC电连接，所述驱动块17固定在驱动轮16的远离圆心处，所述驱动块17位于框架18的内侧，所述框架18固定在往复管11的顶端。

PLC控制第一电机15启动，带动驱动轮16转动，使得驱动块17转动过程中，竖直方向上的高度位置做周期性变化，驱动块17作用在框架18上，使得框架18上下往复移动，进而带动往复管11在竖直方向上往复移动。

作为优选，为了保证框架18的平稳移动，所述框架18的两侧均设有滑环19和滑轨20，所述滑轨20的形状为U形，所述滑轨20的两端固定在主干6的内壁上，所述滑环19固定在框架18上，所述滑环19套设在滑轨20上。滑轨20的位置固定，滑环19在滑轨20上滑动，从而使得框架18沿着固定的方向保持平稳的移动。

作为优选，为了固定往复管11的移动方向，所述主干6内还设有定位杆21，所述定位杆21固定在主干6内的底部，所述往复管11套设在定位杆21上。利用往复管11套设在定位杆21上，使得往复管11沿着定位杆21的轴线进行移动。

如图3所示，所述支撑单元包括固定环22、两个支架23和两个夹板24，两个支架23分别位于固定环22的两侧，所述固定环22通过支架23与主干6固定连接，所述固定环22位于两个夹板24之间，所述夹板24固定在树枝7上。

通过支架23使得固定环22固定在主干6上，进而固定了树枝7的方向，利用两个夹板24限制了树枝7的滑动范围，防止树枝7沿着固定环22移动，进而固定了树枝7的位置，实现了对树枝7的支撑。

如图4所示，所述收缩组件包括第二电机26、轴承27、第二驱动轴28、线盘29和拉线30，所述第二电机26和轴承27均固定在支柱2上，所述第二电机26与PLC电连接，所述第二电机26与第二驱动轴28的一端传动连接，所述第二驱动轴28的另一端设置在轴承27内，所述线盘29套设在第二驱动轴28上，所述拉线30的一端与线盘29连接，所述拉线30的另一端与第一挡板13连接。

PLC控制第二电机26启动，带动第二驱动轴28转动，使得线盘29旋转，进而收紧或者放松拉线30，当拉线30收紧时，第一挡板13向上转动，当拉线30放松时，第一挡板13向下转动。

作为优选，为了便于第一挡板13的转动，所述连接组件包括连接杆31、凸杆、套环32和凸块，所述凸块通过凸杆固定在支柱2上，所述套环32套设在凸杆上，所述套环32通过连接杆31与第一挡板13固定连接。

凸杆的位置固定，使得套环32可沿着凸杆的轴线进行转动，通过连接杆31进而方便了第一挡板13的转动，利用凸块防止套环32脱离凸杆，便于第一挡板13的顺利转动。

作为优选，为了便于第二挡板14的转动，所述铰接单元包括转环33和转动框34，所述转动框34的形状为U形，所述转动框34的两端固定在凹口内的底部，所述转环33套设在转动框34上，所述转环33与第一挡板13固定连接。转动框34相对于第二挡板14固定，而转环33可绕着转动框34转动，转环33固定在第一挡板13上，从而方便了第一挡板13和第二挡板14间发生相对转动，由于第一挡板13通过连接组件与支柱2连接，从而方便了第二挡板14的转动。

如图4所示，所述驱动组件包括气泵35、气缸36和两个驱动单元，所述气泵35与PLC电连接，所述气泵35与气缸36连通，所述气缸36固定在第一挡板13上，两个驱动单元分别位于气缸36的两端，所述驱动单元包括活塞37和驱动杆38，所述活塞37的一端设置在气缸36内，所述活塞37的另一端通过驱动杆38与第二挡板14铰接。

PLC控制气泵35运行，改变气缸36中的气压，当气缸36内的气压增大时，活塞37远离气缸36，从而通过驱动杆38使得第二挡板14展开，便于收集积雪，当气缸36内的气压缩小时，活塞37靠近气缸36，通过驱动杆38拉动第二挡板14，减小了防护机构的体型，便于防护机构贴在支柱2上。

作为优选，为了检测天气状况，所述支柱2上设有雨雪传感器25，所述雨雪传感器25与PLC电连接。利用雨雪传感器25检测当前天气是否下雪，并将天气数据反馈给PLC，当PLC确认降雪后，PLC控制防护机构和往复组件运行，防止积雪压垮树枝7。

该智能型仿生塔在下雪天通过往复组件带动往复管11在竖直方向上往复移动，使齿条12带动圆齿轮10，通过同心轴使第二锥齿轮9转动，从而使得第一锥齿轮8和树枝7转动，使得树枝7上的积雪掉落，防止积雪压垮树枝7，不仅如此，利用收缩组件使得第一挡板13下降后，驱动组件带动第二挡板14转动，通过第一挡板13和第二挡板14收集从树枝7上掉落的积雪，使得积雪沿着第一挡板13和第二挡板14向支柱2滑落，防止积雪下降时砸伤路人，从而提高了该仿生塔的安全系数。

与现有技术相比，该基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔通过仿生机构可带动树枝7在下雪天转动，便于树枝7上的积雪掉落，防止积雪压垮树枝7，与现有的仿生机构相比，该仿生机构结构灵活，安全可靠，不仅如此，通过防护机构使得第一挡板13向下转动后，第二挡板14向下展开，通过第一挡板13和第二挡板14使下降的积雪向支柱2滑落，防止积雪砸伤路人，从而提高了设备的安全系数，与现有的防护机构相比，该防护机构通过第二挡板14的展开，防止积雪从第一挡板13的两侧掉落，扩大了保护范围，进而提高了安全系数。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，包括底座(1)、支柱(2)、仿生机构、平台(3)、避雷针(4)、两个防护机构和若干天线(5)，所述支柱(2)固定在底座(1)的上方，所述仿生机构位于支柱(2)的顶端，所述平台(3)设置在仿生机构的上方，所述避雷针(4)固定在平台(3)的上方，所述天线(5)周向均匀分布在平台(3)的上方，所述支柱(2)内设有PLC，所述天线(5)与PLC电连接，两个防护机构分布位于支柱(2)的两侧；

所述仿生机构包括主干(6)和两个仿生组件，所述主干(6)的顶端和底端分别与平台(3)和支柱(2)固定连接，两个仿生组件分别位于主干(6)的两侧，所述仿生组件包括若干仿生单元，所述仿生单元从上而下均匀分布在主干(6)上，所述仿生单元包括树枝(7)、支撑单元、第一锥齿轮(8)、第二锥齿轮(9)、同心轴和圆齿轮(10)，所述圆齿轮(10)、同心轴、第一锥齿轮(8)和第二锥齿轮(9)均设置在主干(6)内，所述第一锥齿轮(8)与树枝(7)固定连接，所述树枝(7)通过支撑单元与主干(6)连接，所述第一锥齿轮(8)与第二锥齿轮(9)啮合，所述第二锥齿轮(9)通过同心轴与圆齿轮(10)固定连接，所述主干(6)内设有往复组件、往复管(11)和两个齿条(12)，两个齿条(12)分别固定在往复管(11)的两侧，所述齿条(12)与仿生组件一一对应，所述齿条(12)与圆齿轮(10)啮合，所述往复组件与往复管(11)传动连接；

所述防护机构包括收缩组件、第一挡板(13)、驱动组件、两个连接组件和两个第二挡板(14)，所述收缩组件位于第一挡板(13)的上方，所述收缩组件与第一挡板(13)传动连接，所述第一挡板(13)的靠近支柱(2)的一侧的两端分别通过两个连接组件与支柱(2)连接，所述驱动组件位于第一挡板(13)的远离支柱(2)的一侧，两个第二挡板(14)分别位于第一挡板(13)的两侧，所述第二挡板(14)的靠近第一挡板(13)的一侧设有凹口，所述凹口内设有铰接单元，所述第二挡板(14)通过铰接单元与第一挡板(13)连接。

2.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述往复组件包括第一电机(15)、驱动轮(16)、驱动块(17)和框架(18)，所述第一电机(15)固定在主干(6)内的顶部，所述第一电机(15)与驱动轮(16)传动连接，所述第一电机(15)与PLC电连接，所述驱动块(17)固定在驱动轮(16)的远离圆心处，所述驱动块(17)位于框架(18)的内侧，所述框架(18)固定在往复管(11)的顶端。

3.如权利要求2所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述框架(18)的两侧均设有滑环(19)和滑轨(20)，所述滑轨(20)的形状为U形，所述滑轨(20)的两端固定在主干(6)的内壁上，所述滑环(19)固定在框架(18)上，所述滑环(19)套设在滑轨(20)上。

4.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述主干(6)内还设有定位杆(21)，所述定位杆(21)固定在主干(6)内的底部，所述往复管(11)套设在定位杆(21)上。

5.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述支撑单元包括固定环(22)、两个支架(23)和两个夹板(24)，两个支架(23)分别位于固定环(22)的两侧，所述固定环(22)通过支架(23)与主干(6)固定连接，所述固定环(22)位于两个夹板(24)之间，所述夹板(24)固定在树枝(7)上。

6.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述收缩组件包括第二电机(26)、轴承(27)、第二驱动轴(28)、线盘(29)和拉线(30)，所述第二电机(26)和轴承(27)均固定在支柱(2)上，所述第二电机(26)与PLC电连接，所述第二电机(26)与第二驱动轴(28)的一端传动连接，所述第二驱动轴(28)的另一端设置在轴承(27)内，所述线盘(29)套设在第二驱动轴(28)上，所述拉线(30)的一端与线盘(29)连接，所述拉线(30)的另一端与第一挡板(13)连接。

7.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述连接组件包括连接杆(31)、凸杆、套环(32)和凸块，所述凸块通过凸杆固定在支柱(2)上，所述套环(32)套设在凸杆上，所述套环(32)通过连接杆(31)与第一挡板(13)固定连接。

8.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述铰接单元包括转环(33)和转动框(34)，所述转动框(34)的形状为U形，所述转动框(34)的两端固定在凹口内的底部，所述转环(33)套设在转动框(34)上，所述转环(33)与第一挡板(13)固定连接。

9.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述驱动组件包括气泵(35)、气缸(36)和两个驱动单元，所述气泵(35)与PLC电连接，所述气泵(35)与气缸(36)连通，所述气缸(36)固定在第一挡板(13)上，两个驱动单元分别位于气缸(36)的两端，所述驱动单元包括活塞(37)和驱动杆(38)，所述活塞(37)的一端设置在气缸(36)内，所述活塞(37)的另一端通过驱动杆(38)与第二挡板(14)铰接。

10.如权利要求1所述的基于物联网的防堆雪的安全系数高的智能型仿生塔，其特征在于，所述支柱(2)上设有雨雪传感器(25)，所述雨雪传感器(25)与PLC电连接。

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