CN110850783A - 一种联动抗风的多功能智能杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联动抗风的多功能智能杆，主要包括底座、智能杆体、智能联动装置、气象检测器、信息发布板；智能杆体包括多组避风调节杆、顶盖；底座内置有蓄电池且中心处设有深槽，避风调节杆通过升降电机与深槽底部连接，避风调节杆由上、下载片以及其之间多组圆周设置的转动板，智能联动装置包括联动调节盘、单片机，信息发布板设置在中部联动调节盘一侧侧面，气象检测器设置在智能杆体的顶盖上并与单片机连接，单片机置于底座内部。本发明通过气象检测器获取风压风速风向等气象信息，通过气象监测和外挂装置形变的联动控制，实现智能杆体及其外挂装备在强风情况下能适风变化空气动力学外形，达到稳定抗风的目的。

Description

一种联动抗风的多功能智能杆

技术领域

本发明涉及智能杆技术领域，具体是涉及一种联动抗风的多功能智能杆。

背景技术

“智慧杆”又叫“多功能智能杆”，看似只是普通市政路灯的“身”，实际上已经带上一颗智慧杆的“芯”。智慧杆上能挂载5G通信基站、WiFi无线网络、智能节能路灯、智能安防监控、智能人脸识别、交通诱导与指示、音响与广播电视、无人机充电、无人驾驶诱导等多达11个设备，是集智慧照明、视频监控、交通管理、环境监测、无线通信、应急求助等多功能于一体的公共基础设施。

然而目前现有技术中所已知的智能杆，其往往都不具有较强的抗风性能，但是在多强风地区的智慧城市搭建，尤其是咱沿海地区其偶发大风的情况时常发生，而由于智能杆不具备较好的抗风性能，严重的阻碍了智慧城市基础设施的铺设，因此，现需要一种能够根据强风进行智能防护的智能杆来应对此类情况，以推进智慧城市的搭建工作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种联动抗风的多功能智能杆。

本发明的技术方案是:一种联动抗风的多功能智能杆，主要包括底座、智能杆体、智能联动装置、气象检测器、信息发布板；

所述智能杆体包括多组避风调节杆、顶盖；所述底座内置有蓄电池，且中心处设有用于收缩多组避风调节杆的深槽，所述避风调节杆通过升降电机与深槽底部连接，所述避风调节杆由上、下载片以及其之间多组圆周设置的转动板，所述转动板上下端分别与上、下载片对应位置处设有的转动片连接，

所述智能联动装置包括联动调节盘、单片机，所述联动调节盘由上下两部分组成，分别联动上盘、联动下盘；所述联动上盘其内中部与各个转动片位置对应处各设有一个从动齿轮，所述从动齿轮的外侧设有一个主动齿环，所述主动齿环下端通过连接杆与第一转动电机连接，所述联动下盘与联动上盘转动连接，且其内置有第二转动电机与联动上盘连接；

所述底座与避风调节杆、相邻两个避风调节杆通过联动调节盘从下到上依次连接，所述顶盖通过第三转动电机与上端的避风调节杆转动连接，所述信息发布板设置在中部联动调节盘一侧侧面，所述气象检测器设置在智能杆体的顶盖上并与单片机连接，所述单片机置于底座内部并通过各个继电器分别与各个第一转动电机、第二转动电机、第三转动电机连接。

通过气象检测器获取风压风速风向等气象信息，通过气象监测系统和外挂装置形变系统的联动控制，实现智能杆体及其外挂装备在强风情况下能适风变化空气动力学外形，达到稳定抗风的目的，利用避风调节杆的多组转动板的转动调整受风面，从而降低智能杆体的受风力，实现稳定抗风的目的，并且可以通过下部的避风调节杆下降收缩至深槽内降低智能杆体的整体高度，从而进一步提高智能杆体的抗风效果，同时通过智能联动装置的联动调节盘可以实现一个转动电机转动对不同转动板进行受风面角度控制。

进一步地，所述转动板设有4个，且转动板侧壁均设有密封条；所述主动齿环内壁与转动板数量对应分为4部分，交错分为有齿部和无齿部，且有齿部与从动齿轮传动比满足从动齿轮在行进有齿部整个过程恰好转动360°。通过上述数量的设置可以有效的提高避风调节杆的杆件强度的同时，有效配合主动齿环的结构进行相对两组转动板的控制，使其实现一个转动电机转动对不同转动板进行受风面角度控制。

进一步地，所述联动调节盘圆周壁截面为锥形结构，且设有用于挂载信息发布板的固定组件，所述固定组件包括固定块、万向电机组；所述万向电机组有横向转动电机、纵向转动电机组合而成，所述固定块通过万向电机组与联动调节盘连接，所述信息发布板与固定块连接，所述横向转动电机、纵向转动电机通过继电器与单片机连接。通过设置固定组件可以在智能杆体收缩时对竖向设置的信息发布板的显示屏部分朝向且水平于地面的位置的调节，从而有效的对信息发布板进行一定的保护作用，避免风力过大等损害信息发布板。

进一步地，所述转动片与上、下载片接缝处设有密封圈。上述结构设置密封圈可以有效的防止阴雨天气联动调节盘的防水效果。

进一步地，所述顶盖设有用于收缩隐藏太阳能板的放置槽，所述太阳能板一端通过圆形支撑盘与放置槽一端配设的弧形槽滑动连接，其另一端与放置槽设有的液压升降杆连接，太阳能板与圆形支撑盘、液压升降杆分别通过转动轴连接，所述圆形支撑盘弧形面设有齿面，所述弧形槽两侧的放置槽上各设有一个调节齿轮与齿面啮合，所述两个调节齿轮各配设有一个调节电机，所述调节电机、液压升降杆分别通过继电器与单片机连接，所述太阳能板与蓄电池通过接线连接。通过上述放置槽系列结构的设计，可以在强风时对太阳能板进行有效的收置，并且通过圆形支撑盘及调节齿轮等结构可以调节太阳能板的朝向，提高太阳能板吸能效果。

进一步地，所述深槽底部设有排水管道与市政管道连通，用于对深槽内积水排水，深槽内与避风调节杆接触面设有多个用于降低避风调节杆下降时碰撞及摩擦的滚球。通过设置滚球可以有效的防止在智能杆体收缩时产生碰撞或摩擦阻力大的问题，可以起到对智能杆体防护的作用。

进一步地，所述底座内还配设有气象通信预警装置，所述气象通信预警装置包括蜂鸣器、通信模块、状态指示灯，所述蜂鸣器、通信模块、状态指示灯分别与单片机通过接线连接，所述蜂鸣器用于发出强风警报避免人群留置于装置周围，所述通信模块用于及时向装置附近工作人员发送短信等进行信息提示，所述状态指示灯用于根据风速等级进行风速等级的状态显示以提供准确的信息参考。通过设置气象通信预警装置可以优化智能杆的使用体验，提高使用性。

本发明多功能智能杆的工作原理为：

根据深槽深度在地面下钻深孔用于容置深槽，将多功能智能杆通过底座的螺栓与地面固定，气象检测器对气象信息进行监测，当风速过大时，进行三部分执行：

1)通过单片机指令联动调节盘进行联动上盘、联动下盘的转动，四个转动板相对的为一组进行调解，通过第一转动电机转动利用主动齿环有齿部的作用，使一组转动板转向与另一组转动板平行位置，同时通过第二转动电机转动进行更进一步的调节，使避风调节杆降低风阻；

2)通过单片机指令万向电机组通过横向转动电机和纵向转动电机的配合作用下进行水平以及翻转，使信息发布板显示屏部分水平且朝向地面方向，同时，通过单片机指令升降电机下降带动智能杆体下缩，并且下降高度为截止到信息发布板距离地面5cm的高度，上设置红外传感器、距离传感器等方式实现对高度距离的感知)，

3)通过单片机指令调节电机、液压升降杆的指令，使调节电机转动使调节齿轮转动，从而通过调节齿轮与圆形支撑盘的齿面啮合使太阳能板采光面背对上空，同时液压升降杆降低通过转动轴转动使太阳能板的高度降低；

当气象检测器检测到风速正常后，与上述原理相反，通过智能联动装置将智能杆体恢复原状。

本发明的有益效果是:

(1)本装置通过气象检测器获取风压风速风向等气象信息，通过气象监测系统和外挂装置形变系统的联动控制，实现智能杆体及其外挂装备在强风情况下能适风变化空气动力学外形，达到稳定抗风的目的。

(2)本装置利用避风调节杆的多组转动板的转动调整受风面，从而降低智能杆体的受风力，实现稳定抗风的目的。

(3)本装置通过多功能智能杆本体挂置的气象监测器，充分排除了地貌变化及建构筑物遮挡对气象数据的影响因素，能获取所处位置精准实时的风数据。

(4)本装置通过智能联动装置具体实现多功能智能杆在基本外形和受控外形之间的转换，达到灵动控制、快速应急的效果。

附图说明

图1是本发明智能杆的整体结构示意图。

图2是本发明避风调节杆的结构示意图。

图3是本发明避风调节杆的俯视结构示意图。

图4是本发明避风调节杆的避风状态一示意图。

图5是本发明避风调节杆的避风状态二示意图。

图6是本发明联动调节盘的结构示意图。

图7是本发明联动调节盘的俯视结构示意图。

图8是本发明主动齿环的结构示意图。

图9是本发明顶盖的结构示意图。

图10是本发明顶盖的俯视结构示意图。

图11是本发明固定组件的结构示意图。

图12是本发明智能杆的受控外形示意图。

图13是本发明联动抗风流程示意图。

其中，1-底座、11-蓄电池、12-深槽、121-滚球、13-升降电机、2-智能杆体、21-避风调节杆、211-载片、212-转动板、213-转动片、22-顶盖、23-放置槽、24-弧形槽、25-液压升降杆、26-调节齿轮、27-调节电机、3-智能联动装置、31-联动调节盘、311-联动上盘、312-联动下盘、313-从动齿轮、314-主动齿环、32-单片机、33-第一转动电机、34-第二转动电机、35-第三转动电机、4-气象检测器、5-信息发布板、51-固定组件、52-固定块、53-万向电机组、54-横向转动电机、55-纵向转动电机、6-太阳能板、61-圆形支撑盘、62-齿面、7-气象通信预警装置、71-蜂鸣器、72-通信模块、73-状态指示灯。

具体实施方式

如图1所示，一种联动抗风的多功能智能杆，主要包括底座1、智能杆体2、智能联动装置3、气象检测器4、信息发布板5；

如图1所示，深槽12底部设有排水管道与市政管道连通，用于对深槽12内积水排水，深槽12内与避风调节杆21接触面设有多个用于降低避风调节杆21下降时碰撞及摩擦的滚球121。通过设置滚球121可以有效的防止在智能杆体2收缩时产生碰撞或摩擦阻力大的问题，可以起到对智能杆体2防护的作用。底座1内还配设有气象通信预警装置7，气象通信预警装置7包括蜂鸣器71、通信模块72、状态指示灯73，蜂鸣器71、通信模块72、状态指示灯73分别与单片机32通过接线连接，蜂鸣器71用于发出强风警报避免人群留置于装置周围，通信模块72用于及时向装置附近工作人员发送短信等进行信息提示，状态指示灯73用于根据风速等级进行风速等级的状态显示以提供准确的信息参考。通过设置气象通信预警装置7可以优化智能杆的使用体验，提高使用性。

如图1-5所示，智能杆体2包括四组避风调节杆21、顶盖22；底座1内置有蓄电池11，且中心处设有用于收缩避风调节杆21的深槽12，避风调节杆21通过升降电机13与深槽12底部连接，避风调节杆21由上、下载片211以及其之间多组圆周设置的转动板212，转动板212上下端分别与上、下载片211对应位置处设有的转动片213连接，如图2、3所示，转动板212设有4个，且转动板212侧壁均设有密封条；如图8所示，主动齿环314内壁与转动板数量对应分为4部分，交错分为有齿部和无齿部，且有齿部与从动齿轮313传动比满足从动齿轮313在行进有齿部整个过程恰好转动360°。通过上述数量的设置可以有效的提高避风调节杆21的杆件强度的同时，有效配合主动齿环314的结构进行相对两组转动板212的控制，使其实现一个转动电机转动对不同转动板212进行受风面角度控制。转动片213与上、下载片211接缝处设有密封圈。上述结构设置密封圈可以有效的防止阴雨天气联动调节盘31的防水效果。

如图9、10所示，顶盖22设有用于收缩隐藏太阳能板6的放置槽23，太阳能板6一端通过圆形支撑盘61与放置槽23一端配设的弧形槽24滑动连接，其另一端与放置槽23设有的液压升降杆25连接，太阳能板6与圆形支撑盘61、液压升降杆25分别通过转动轴连接，圆形支撑盘61弧形面设有齿面62，弧形槽24两侧的放置槽23上各设有一个调节齿轮26与齿面62啮合，两个调节齿轮26各配设有一个调节电机27，调节电机27、液压升降杆25分别通过继电器与单片机32连接，太阳能板6与蓄电池11通过接线连接。通过上述放置槽23系列结构的设计，可以在强风时对太阳能板6进行有效的收置，并且通过圆形支撑盘61及调节齿轮26等结构可以调节太阳能板6的朝向，提高太阳能板6吸能效果。

如图6、7所示，智能联动装置3包括联动调节盘31、单片机32，联动调节盘31由上下两部分组成，分别联动上盘311、联动下盘312；联动上盘311其内中部与各个转动片213位置对应处各设有一个从动齿轮313，从动齿轮313的外侧设有一个主动齿环314，主动齿环314下端通过连接杆与第一转动电机33连接，联动下盘312与联动上盘311转动连接，且其内置有第二转动电机34与联动上盘311连接；

如图1所示，联动调节盘31圆周壁截面为锥形结构，且设有用于挂载信息发布板5的固定组件51，如图11所示，固定组件51包括固定块52、万向电机组53；万向电机组53有横向转动电机54、纵向转动电机55组合而成，固定块52通过万向电机组53与联动调节盘31连接，信息发布板5与固定块52连接，横向转动电机54、纵向转动电机55通过继电器与单片机32连接。通过设置固定组件51可以在智能杆体2收缩时对竖向设置的信息发布板5的显示屏部分朝向且水平于地面的位置的调节，从而有效的对信息发布板5进行一定的保护作用，避免风力过大等损害信息发布板5。

如图1所示，底座1与避风调节杆21、相邻两个避风调节杆21通过联动调节盘31从下到上依次连接，顶盖22通过第三转动电机35与上端的避风调节杆21转动连接，信息发布板5设置在中部联动调节盘31一侧侧面，气象检测器4设置在智能杆体2的顶盖22上并与单片机32连接，单片机32置于底座内部并通过各个继电器分别与各个第一转动电机33、第二转动电机34、第三转动电机35连接。

通过气象检测器4获取风压风速风向等气象信息，通过气象监测系统和外挂装置形变系统的联动控制，实现智能杆体2及其外挂装备在强风情况下能适风变化空气动力学外形，达到稳定抗风的目的，利用避风调节杆21的多组转动板212的转动调整受风面，从而降低智能杆体2的受风力，实现稳定抗风的目的，并且可以通过下部的避风调节杆21下降收缩至深槽12内降低智能杆体2的整体高度，从而进一步提高智能杆体2的抗风效果，同时通过智能联动装置3的联动调节盘31可以实现一个转动电机转动对不同转动板212进行受风面角度控制。

上述多功能智能杆的工作原理为：

如图1、12所示，其分别为基本外形、受控外形；根据深槽12深度在地面下钻深孔用于容置深槽12，将多功能智能杆通过底座1的螺栓与地面固定，气象检测器4对气象信息进行监测，当风速过大时，进行三部分执行：

1)通过单片机32指令联动调节盘31进行联动上盘311、联动下盘312的转动，四个转动板212相对的为一组进行调解，通过第一转动电机33转动利用主动齿环314有齿部的作用，使一组转动板212转向与另一组转动板212平行位置，同时通过第二转动电机34转动进行更进一步的调节，使避风调节杆21降低风阻；

2)通过单片机32指令万向电机组53通过横向转动电机54和纵向转动电机55的配合作用下进行水平以及翻转，使信息发布板5显示屏部分水平且朝向地面方向，同时，通过单片机32指令升降电机13下降带动智能杆体2下缩，并且下降高度为截止到信息发布板5距离地面5cm的高度，可以通过在信息发布板5上设置红外传感器、距离传感器等方式实现对高度距离的感知，

3)通过单片机32指令调节电机27、液压升降杆25的指令，使调节电机27转动使调节齿轮26转动，从而通过调节齿轮26与圆形支撑盘61的齿面62啮合使太阳能板6采光面背对上空，同时液压升降杆25降低通过转动轴转动使太阳能板6的高度降低；

如图13所示，当气象检测器4检测到风速正常后，与上述原理相反，通过智能联动装置3将智能杆体2恢复原状；

其中，蓄电池11采用市售品牌锂离子电池，升降电机13、液压升降杆25、调节电机27、第一转动电机33、第二转动电机34、第三转动电机35、横向转动电机54、纵向转动电机55均采用市售品牌电机或根据市售电机进行被装置使用外形需求的适应性调整，单片机32选用市售小型可编程控制器。

Claims (7)

1.一种联动抗风的多功能智能杆，其特征在于，主要包括底座(1)、智能杆体(2)、智能联动装置(3)、气象检测器(4)、信息发布板(5)；

所述智能杆体(2)包括多组避风调节杆(21)、顶盖(22)；所述底座(1)内置有蓄电池(11)，且中心处设有用于收缩多组避风调节杆(21)的深槽(12)，所述避风调节杆(21)通过升降电机(13)与深槽(12)底部连接，所述避风调节杆(21)由上、下载片(211)以及其之间多组圆周设置的转动板(212)，所述转动板(212)上下端分别与上、下载片(211)对应位置处设有的转动片(213)连接，

所述智能联动装置(3)包括联动调节盘(31)、单片机(32)，所述联动调节盘(31)由上下两部分组成，分别联动上盘(311)、联动下盘(312)；所述联动上盘(311)其内中部与各个转动片(213)位置对应处各设有一个从动齿轮(313)，所述从动齿轮(313)的外侧设有一个主动齿环(314)，所述主动齿环(314)下端通过连接杆与第一转动电机(33)连接，所述联动下盘(312)与联动上盘(311)转动连接，且其内置有第二转动电机(34)与联动上盘(311)连接；

所述底座(1)与避风调节杆(21)、相邻两个避风调节杆(21)通过联动调节盘(31)从下到上依次连接，所述顶盖(22)通过第三转动电机(35)与上端的避风调节杆(21)转动连接，所述信息发布板(5)设置在中部联动调节盘(31)一侧侧面，所述气象检测器(4)设置在智能杆体(2)的顶盖(22)上并与单片机(32)连接，所述单片机(32)置于底座内部并通过各个继电器分别与各个第一转动电机(33)、第二转动电机(34)、第三转动电机(35)连接。

2.如权利要求1所述的一种联动抗风的多功能智能杆，其特征在于，所述转动板(212)设有4个，且转动板(212)侧壁均设有密封条；所述主动齿环(314)内壁与转动板数量对应分为4部分，交错分为有齿部和无齿部，且有齿部与从动齿轮(313)传动比满足从动齿轮(313)行进有齿部恰好转动360°。

3.如权利要求1所述的一种联动抗风的多功能智能杆，其特征在于，所述联动调节盘(31)圆周壁截面为锥形结构，且设有用于挂载信息发布板(5)的固定组件(51)。

4.如权利要求1所述的一种联动抗风的多功能智能杆，其特征在于，所述转动片(213)与上、下载片(211)接缝处设有密封圈，所述转动板(212)侧壁均设有密封条。

5.如权利要求1所述的一种联动抗风的多功能智能杆，其特征在于，所述顶盖(22)设有用于收缩隐藏太阳能板(6)的放置槽(23)，所述太阳能板(6)一端通过圆形支撑盘(61)与放置槽(23)一端配设的弧形槽(24)滑动连接，其另一端与放置槽(23)设有的液压升降杆(25)连接，太阳能板(6)与圆形支撑盘(61)、液压升降杆(25)分别通过转动轴连接，所述圆形支撑盘(61)弧形面设有齿面(62)，所述弧形槽(24)两侧的放置槽(23)上各设有一个调节齿轮(26)与齿面(62)啮合，所述两个调节齿轮(26)各配设有一个调节电机(27)，所述调节电机(27)、液压升降杆(25)分别通过继电器与单片机(32)连接，所述太阳能板(6)与蓄电池(11)通过接线连接。

6.如权利要求1所述的一种联动抗风的多功能智能杆，其特征在于，所述深槽(12)底部设有排水管道与市政管道连通，用于对深槽(12)内积水排水，深槽(12)内与避风调节杆(21)接触面设有多个用于降低避风调节杆(21)下降时碰撞及摩擦的滚球(121)。

7.如权利要求1所述的一种联动抗风的多功能智能杆，其特征在于，所述底座(1)内还配设有气象通信预警装置(7)，所述气象通信预警装置(7)包括蜂鸣器(71)、通信模块(72)、状态指示灯(73)，所述蜂鸣器(71)、通信模块(72)、状态指示灯(73)分别与单片机(32)通过接线连接，所述蜂鸣器(71)用于发出强风警报避免人群留置于装置周围，所述通信模块(72)用于及时向装置附近工作人员发送短信等进行信息提示，所述状态指示灯(73)用于根据风速等级进行风速等级的状态显示以提供准确的信息参考。

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