CN113324223B - 一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，包括包括底杆、若干活动杆和顶杆，所述底杆、若干活动杆和顶杆从下到上依次连接，所述底杆和若干活动杆的内部分别设有限位机构，所述底杆和若干活动杆的上端分别连接有稳定机构，所述若干活动杆和顶杆分别连接有驱动机构，所述驱动机构内部设有电机，所述电机连接有控制组件，通过设置稳定机构解决了现有伸缩杆为了降低串接的外管与内管间的摩擦作用，分别在外管及内管的端部配接一管块，然而内管对外管产生相对位移，管块受到滑动摩擦的作用容易发生磨损，磨损的管块无法稳定接触外管及内管，导致内管相对外管发生晃动的技术问题。

Description

一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆

技术领域

本发明涉及智能杆技术领域，特别涉及一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆。

背景技术

智能杆上能挂载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；

智能杆依据不同的道路类型和道路宽度，采用不同的灯杆高度，但一旦升级或改造道路，原有杆件很难再利用，不可避免造成重复建设和资源浪费，故智能杆需带有伸缩功能，目前很多场合都需用到伸缩杆，通过不同的使用需求来改变伸缩杆的长度，常见的同类产品通常是由直径不同的直管套设而成；

现有伸缩杆为了降低串接的外管与内管间的摩擦作用，分别在外管及内管的端部配接一管块，其中位于外管上的管块接触内管的外表面；位于内管的管接触外管的内表面。通过管块的材质相异于内管及外管的材质，使得内管及外管的表面可以降低磨损情形；然而内管对外管产生相对位移，管块受到滑动摩擦的作用容易发生磨损，磨损的管块无法稳定接触外管及内管，导致内管相对外管发生晃动。

发明内容

本发明提供一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，用以解决现有伸缩杆为了降低串接的外管与内管间的摩擦作用，分别在外管及内管的端部配接一管块，然而内管对外管产生相对位移，管块受到滑动摩擦的作用容易发生磨损，磨损的管块无法稳定接触外管及内管，导致内管相对外管发生晃动的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，包括底杆、若干活动杆和顶杆，所述底杆、若干活动杆和顶杆从下到上依次连接，所述底杆和若干活动杆的内部分别设有限位机构，所述底杆和若干活动杆的上端分别连接有稳定机构，所述若干活动杆和顶杆分别连接有驱动机构，所述驱动机构内部设有电机，所述电机连接有控制组件。

优选的，所述若干活动杆从上到下依次连接，所述若干活动杆上下贯通设有活动腔二，下侧的所述活动杆内部的活动腔二的直径大于上侧的所述活动杆的直径，所述活动腔二的左右两侧对称设有齿条二，所述活动杆的外部左右两侧对称设有若干卡槽一，所述若干卡槽一沿所述活动杆的竖直方向间隔均布设置。

优选的，所述底杆上端设有活动腔一，所述活动腔一的直径大于与所述底杆连接的活动杆的直径，所述活动腔一的左右两侧对称设有齿条一，所述顶杆的直径小于与所述顶杆连接的活动杆内部的活动腔二的直径，所述顶杆的外部左右两侧对称设有若干卡槽二，所述若干卡槽二沿所述顶杆的竖直方向间隔均布设置。

优选的，所述驱动机构包括驱动壳，所述驱动壳的上侧与所述活动腔二的下侧、顶杆的内部下侧固定连接，所述驱动壳内部设有第一空腔，所述驱动壳的左右两端对称设有凹槽一，所述第一空腔的底端固定设有所述电机，所述电机固定连接有转动轴一，所述转动轴一与锥齿轮一固定连接，所述锥齿轮一的左右两侧对称啮合有锥齿轮二，所述锥齿轮二与转动轴二固定连接，所述转动轴二贯穿所述第一空腔的侧端进入所述凹槽一内部与锥齿轮三固定连接，所述锥齿轮三与锥齿轮四啮合，所述锥齿轮四通过转动轴三固定连接有齿轮，所述转动轴三转动设置在所述凹槽一的前后两端；

与所述底杆连接的活动杆内部的驱动机构中的齿轮与所述齿条一啮合，其余的所述活动腔二下侧的驱动机构和顶杆内部下侧的驱动机构中的齿轮与所述齿条二啮合。

优选的，所述稳定机构包括稳定壳，所述稳定壳的上端中部上下贯通设有开口，所述稳定壳上端下侧的左右两侧对称设有固定杆一，所述固定杆一与支铰杆一转动连接，所述支铰杆一与支铰座一转动连接，所述支铰座一固定连接有弹性片，所述弹性片的上端与所述稳定壳的上端下侧固定连接，所述弹性片的下端固定连接有卡块，所述稳定壳的下端左右两侧对称设有连接块一，所述连接块一的下端与所述底杆、活动杆的上端固定连接，所述连接块一的上端固定设有连接块二，所述连接块二内部的前后两端之间转动设有滚轮，所述滚轮的侧端与所述活动杆、顶杆的侧端接触；

与所述底杆连接的稳定机构内部的开口的直径等于所述活动腔一的直径，与所述活动杆连接的稳定机构内部的开口的直径等于所述活动腔二的直径；

与所述顶杆连接的活动杆上端的稳定机构内部的卡块与所述卡槽二配合，其余的所述若干活动杆上端的稳定机构和所述底杆上端的稳定机构内部的卡块与所述卡槽一配合。

优选的，所述控制组件连接有蓄电池，所述蓄电池与太阳能板电性连接，所述蓄电池设置在所述底杆的下端，所述太阳能板设置在所述顶杆的上端，所述控制组件包括控制器、风速传感器和报警器，所述风速传感器与所述控制器电性连接，所述控制器通过继电器与所述电机和报警器电性连接，所述报警器设置在底杆的外端。

优选的，所述限位机构包括：

限位壳，所述限位壳固定设置在底杆、活动杆内部，所述限位壳的上端左右两侧对称设有限位块，所述限位壳的内部设有凹槽二，所述凹槽二的下端左右两侧对称设有滑动座，所述滑动座之间固定设有弹簧一，所述滑动座的倾斜端与滑动块一滑动连接；

连接板，所述连接板下端左右两侧对称设有支铰座二，所述支铰座二与支铰杆二转动连接，所述支铰杆二与支铰杆三的中部转动连接，所述支铰杆三的下部与支铰座三转动连接，所述支铰杆三的上部与支铰杆四转动连接，所述支铰杆四与连接块三转动连接；

两个转动板，所述两个转动板对称设置在所述凹槽二的左右两侧端，所述转动板的上端与所述支铰座三固定连接，所述转动板的中部与支铰杆五转动连接；

缓冲壳，所述缓冲壳内部设有第二空腔，所述缓冲壳的外壳和第二空腔之间设有缓冲腔，所述第二空腔的下侧设有导通口一，所述第二空腔的上侧设有导通口二，所述第二空腔通过所述导通口一和导通口二与所述缓冲腔连通，所述第二空腔的左右两侧端与滑动块二滑动连接，所述滑动块二与滑动杆固定连接，所述滑动杆贯穿所述缓冲壳的上端与所述支铰杆五转动连接；

与所述顶杆固定连接的活动杆内部的限位机构中的连接板与所述顶杆中的驱动机构固定连接，其余的所述活动杆中的限位机构和底杆中的限位机构中的连接板与所述活动杆中的驱动机构固定连接。

优选的，所述底杆的下端设有螺纹孔一，所述螺纹孔一内部滑动设有固定机构，所述固定机构包括：

固定座，所述固定座与所述螺纹孔一螺纹连接，所述固定座内部设有第三空腔，所述固定座的上端中部上下贯通设有螺纹孔二，所述螺纹孔二与所述第三空腔上下连通，所述固定座的下端左右两侧对称设有凹槽三，所述凹槽三靠近所述第三空腔的一端从上到下依次设有滑口二和滑口一，所述凹槽三通过所述滑口二和滑口一与所述第三空腔连通；

弹簧二，所述弹簧二固定设置在所述第三空腔的底端，所述弹簧二与固定块一的下端固定连接，所述固定块一的左右两侧对称设有固定块二，所述固定块二与所述滑口一滑动连接，所述固定块一的上端固定连接有固定杆二，所述固定杆二与固定块三的下端中部固定连接，所述固定块三的下端左右两侧对称设有弧形杆，所述弧形杆与所述滑口二滑动连接，所述弧形杆与固定块四转动连接，所述固定块四与支铰座四转动连接，所述支铰座四固定设置在所述凹槽三靠近所述第三空腔的一端；

第四空腔，所述第四空腔固定设置在所述固定块三的内部，所述固定块三的上端设有滑口三，所述滑口三与所述第四空腔上下连通，所述第四空腔的底端固定设有弹簧三，所述弹簧三固定连接有滑动板，所述滑动板滑动设置在所述第四空腔的左右两侧端之间，所述滑动板与固定杆三固定连接，所述固定杆三穿过所述滑口三与螺纹块转动连接，所述螺纹块与所述底杆固定连接，所述螺纹块可与所述螺纹孔二螺纹连接。

优选的，所述驱动机构中齿轮的分度圆设计直径基于公式（1）选择；

其中，

为驱动机构中齿轮的分度圆设计直径，

为齿轮的齿宽系数，

为电机的 额定功率，

为电机的转速，

为齿轮的齿数，

为齿轮的弹性系数，

为齿轮的接触疲劳 强度极限，

为与齿轮啮合的齿条的接触疲劳强度极限，

为最小值，

为安全系数。

优选的，还包括：

差压传感器：在顶杆的上端设一检测块，所述差压传感器固定设置在所述检测块上，用于检测顶杆迎风面与背风面的压力差；

距离传感器：所述距离传感器设置在所述顶杆的上端，用于检测顶杆的上端到底杆安装面的距离；

温度传感器：所述温度传感器设置在所述顶杆的上端，用于检测顶杆当前所处的环境的温度；

风速传感器：所述风速传感器设置在所述顶杆的上端，用于检测顶杆上端所在高度的风速；

控制器：所述控制器与所述差压传感器、距离传感器、温度传感器、风速传感器、电机和报警器电性连接；

所述控制器基于所述差压传感器、距离传感器、温度传感器和风速传感器控制所述报警器和电机工作，包括以下步骤：

步骤1、控制器根据距离传感器检测出的顶杆的上端到底杆安装面的距离、风速传感器检测出的顶杆所在高度的风速和公式（2）计算出顶杆表面的平均风速：

其中，

为顶杆表面的平均风速，

为风速传感器在控制器计算的一定时间段内的 检测次数，

为风速传感器第

次的检测值，

为距离传感器的检测值，

为风速传感器的 高度与顶杆上端面的高度差，

为底杆安装面的粗糙度，

为顶杆的伸出高度；

步骤2、控制器根据差压传感器检测出的顶杆迎风面与背风面的压力差、温度传感器检测出的顶杆当前所处的环境的温度、步骤1计算出的顶杆表面的平均风速和公式（3）计算出顶杆的安全系数，若计算出的顶杆的安全系数小于预设值，则控制器控制所述报警器报警；

其中，

为计算出的顶杆的安全系数，

为空气的传热系数，

为温度传感器的检 测值，

为差压传感器在控制器计算的一定时间段内的检测次数，

为差压传感器第

次 的检测值，

为顶杆伸出高度的表面积，

为空气密度，

为重力加速度，取值为9.8

，

为杆体完全伸出时顶杆所能承受的最大风压。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的杆体结构示意图；

图3为本发明的底杆和活动杆连接结构示意图；

图4为本发明的稳定机构示意图；

图5为本发明的控制组件结构示意图；

图6为本发明的杆体外部结构示意图；

图7为本发明的限位机构示意图；

图8为本发明的缓冲壳内部结构示意图；

图9为本发明的固定机构示意图。

图中：1、底杆；101、齿条一；102、活动腔一；103、螺纹孔一；2、活动杆；201、齿条二；202、卡槽一；203、活动腔二；3、顶杆；301、卡槽二；4、驱动机构；401、驱动壳；402、电机；403、转动轴一；404、锥齿轮一；405、锥齿轮二；406、转动轴二；407、锥齿轮三；408、锥齿轮四；409、转动轴三；4010、齿轮；4011、第一空腔；4012、凹槽一；5、稳定机构；501、稳定壳；502、开口；503、弹性片；5031、卡块；504、支铰座一；505、支铰杆一；506、固定杆一；507、 连接块二；508、滚轮；509、连接块一；6、限位机构；7、控制器；701、继电器；8、蓄电池；801、太阳能板；9、风速传感器；901、报警器；10、限位壳；1001、限位块；1002、凹槽二；11、缓冲壳；1101、第二空腔；1102、缓冲腔；1103、导通口一；1104、导通口二；12、滑动座；13、弹簧一；14、滑动块二；15、滑动杆；16、支铰杆五；17、转动板；18、滑动块一；19、支铰座三；20、支铰杆三；21、支铰杆二；22、支铰杆四；23、连接块三；24、支铰座二；25、连接板；26、固定座；2601、第三空腔；2602、凹槽三；2603、滑口一；2604、滑口二；2605、螺纹孔二；27、固定块四；28、弧形杆；29、固定块二；30、弹簧二；31、固定块一；32、支铰座四；33、固定杆二；34、固定块三；3401、第四空腔；3402、滑口三；35、弹簧三；36、滑动板；37、固定杆三；38、螺纹块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，如图1-图2所示，包括底杆1、若干活动杆2和顶杆3，所述底杆1、若干活动杆2和顶杆3从下到上依次连接，所述底杆1和若干活动杆2的内部分别设有限位机构6，所述底杆1和若干活动杆2的上端分别连接有稳定机构5，所述若干活动杆2和顶杆3分别连接有驱动机构4，所述驱动机构4内部设有电机402，所述电机402连接有控制组件。

上述技术方案的有益效果为：

若干活动杆2和顶杆3分别连接有驱动机构4，通过驱动机构4可达到分别控制若干活动杆2和顶杆3的目的，使得各个活动杆2和顶杆3可以独立升降，从而可以更加精确的控制杆体的伸缩高度，将驱动机构4与控制组件中的电机402连接达到了杆体的智能伸缩效果，方便使用者对杆体进行伸缩步骤的操作，限位机构6可以对杆体的伸缩起到限位作用，防止活动杆2和顶杆3的伸缩行程过大从而脱离杆体的行程范围，从而无法实现伸缩功能，通过设置稳定机构5使得活动杆2和顶杆3的伸缩过程保持稳定，解决了现有伸缩杆为了降低串接的外管与内管间的摩擦作用，分别在外管及内管的端部配接一管块，然而内管对外管产生相对位移，管块受到滑动摩擦的作用容易发生磨损，磨损的管块无法稳定接触外管及内管，导致内管相对外管发生晃动的技术问题。

实施例2

在实施例1的基础上，如图1-图3所示，所述若干活动杆2从上到下依次连接，所述若干活动杆2上下贯通设有活动腔二203，下侧的所述活动杆2内部的活动腔二203的直径大于上侧的所述活动杆2的直径，所述活动腔二203的左右两侧对称设有齿条二201，所述活动杆2的外部左右两侧对称设有若干卡槽一202，所述若干卡槽一202沿所述活动杆2的竖直方向间隔均布设置；

所述底杆1上端设有活动腔一102，所述活动腔一102的直径大于与所述底杆1连接的活动杆2的直径，所述活动腔一102的左右两侧对称设有齿条一101，所述顶杆3的直径小于与所述顶杆3连接的活动杆2内部的活动腔二203的直径，所述顶杆3的外部左右两侧对称设有若干卡槽二301，所述若干卡槽二301沿所述顶杆3的竖直方向间隔均布设置。

上述技术方案的有益效果为：

活动腔一102和活动腔二203内部用于设置活动杆2和顶杆3，通过活动杆2和顶杆3自由出入活动腔一102和活动腔二203中来实现杆体的伸缩功能，通过设置齿条一101、齿条二201，用于与驱动机构4连接来达到杆体的伸缩功能且对活动杆2和顶杆3的伸缩过程起到导向作用，通过设置卡槽一202、卡槽二301，用于与稳定机构5连接，使得活动杆2和顶杆3的伸缩过程保持平稳。

实施例3

在实施例2的基础上，如图2-图3所示，所述驱动机构4包括驱动壳401，所述驱动壳401的上侧与所述活动腔二203的下侧、顶杆3的内部下侧固定连接，所述驱动壳401内部设有第一空腔4011，所述驱动壳401的左右两端对称设有凹槽一4012，所述第一空腔4011的底端固定设有所述电机402，所述电机402固定连接有转动轴一403，所述转动轴一403与锥齿轮一404固定连接，所述锥齿轮一404的左右两侧对称啮合有锥齿轮二405，所述锥齿轮二405与转动轴二406固定连接，所述转动轴二406贯穿所述第一空腔4011的侧端进入所述凹槽一4012内部与锥齿轮三407固定连接，所述锥齿轮三407与锥齿轮四408啮合，所述锥齿轮四408通过转动轴三409固定连接有齿轮4010，所述转动轴三409转动设置在所述凹槽一4012的前后两端；

与所述底杆1连接的活动杆2内部的驱动机构4中的齿轮4010与所述齿条一101啮合，其余的所述活动腔二203下侧的驱动机构4和顶杆3内部下侧的驱动机构4中的齿轮4010与所述齿条二201啮合。

上述技术方案的有益效果为：

当活动杆2和顶杆3在进行伸缩过程时，控制组件控制与其对应连接的驱动机构4开始工作，电机402转动，带动转动轴一403转动，转动轴一403带动锥齿轮一404转动，锥齿轮一404带动锥齿轮二405转动，锥齿轮二405带动转动轴二406转动，转动轴二406带动锥齿轮三407转动，锥齿轮三407带动锥齿轮四408转动，锥齿轮四408通过转动轴三409带动齿轮4010转动，齿轮4010和与其啮合的齿条一101或齿条二201做相对升降运动，从而实现了活动杆2和顶杆3的伸缩功能，将电机402与控制组件连接，达到了杆体的智能伸缩效果。

实施例4

在实施例2的基础上，如图3-图4所示，所述稳定机构5包括稳定壳501，所述稳定壳501的上端中部上下贯通设有开口502，所述稳定壳501的上端下侧的左右两侧对称设有固定杆一506，所述固定杆一506与支铰杆一505转动连接，所述支铰杆一505与支铰座一504转动连接，所述支铰座一504固定连接有弹性片503，所述弹性片503的上端与所述稳定壳501的上端下侧固定连接，所述弹性片503的下端固定连接有卡块5031，所述稳定壳501的下端左右两侧对称设有连接块一509，所述连接块一509的下端与所述底杆1、活动杆2的上端固定连接，所述连接块一509的上端固定设有连接块二507，所述连接块二507内部的前后两端之间转动设有滚轮508，所述滚轮508的侧端与所述活动杆2、顶杆3的侧端接触；

与所述底杆1连接的稳定机构5内部的开口502的直径等于所述活动腔一102的直径，与所述活动杆2连接的稳定机构5内部的开口502的直径等于所述活动腔二203的直径；

与所述顶杆3连接的活动杆2上端的稳定机构5内部的卡块5031与所述卡槽二301配合，其余的所述若干活动杆2上端的稳定机构5和所述底杆1上端的稳定机构5内部的卡块5031与所述卡槽一202配合。

上述技术方案的有益效果为：

在活动杆2和顶杆3伸缩过程中，活动杆2中的卡槽一202、顶杆3中的卡槽二301与卡块5031配合，使得活动杆2和顶杆3在伸缩过程保持稳定，伸缩完毕后在卡块5031与卡槽一202、卡槽二301的配合作用下可对活动杆2和顶杆3起到一定的支撑作用，提高了杆体的稳固性，防止伸缩不牢固导致杆体支撑性能较差，通过设置弹性片503、实现了卡块5031与卡槽一202、卡槽二301的可拆卸连接，避免了活动杆2和顶杆3在升降过程中出现卡死现象，支铰杆一505对弹性片503起到导向和支撑作用，防止弹性片503变形过大导致无法回复原位，从而影响稳定机构5的稳定效果，通过设置滚轮508对活动杆2和顶杆3的伸缩起到导向作用，避免活动杆2和顶杆3在伸缩过程发生偏斜，从而导致杆体发生晃动甚至影响伸缩功能的实现。

实施例5

在实施例1的基础上，如图5所示，所述控制组件连接有蓄电池8，所述蓄电池8与太阳能板801电性连接，所述蓄电池8设置在所述底杆1的下端，所述太阳能板801设置在所述顶杆3的上端，所述控制组件包括控制器7、风速传感器9和报警器901，所述风速传感器9与所述控制器7电性连接，所述控制器7通过继电器701与所述电机402和报警器901电性连接，所述报警器901设置在底杆1的外端；

所述控制器7可选用STC-89型单片机。

上述技术方案的有益效果为：

通过将太阳能板801与蓄电池8连接，使得蓄电池8可以自动充电，从而对控制组件提供动力，进而达到杆体自动伸缩的目的，通过设置风速传感器9和报警器901，若风速传感器9检测到的风速过大，控制器7通过继电器控制报警器报警，提醒附近行人和车辆远离杆体，同时控制电机402转动，使得杆体缩回，降低杆体的高度，从而降低重心防止杆体跌倒，降低杆体带来的安全隐患，提高杆体的安全效果。

实施例6

在实施例1的基础上，如图6-图7所示，所述限位机构6包括：

限位壳10，所述限位壳10固定设置在底杆1、活动杆2内部，所述限位壳10的上端左右两侧对称设有限位块1001，所述限位壳10的内部设有凹槽二1002，所述凹槽二1002的下端左右两侧对称设有滑动座12，所述滑动座12之间固定设有弹簧一13，所述滑动座12的倾斜端与滑动块一18滑动连接；

连接板25，所述连接板25下端左右两侧对称设有支铰座二24，所述支铰座二24与支铰杆二21转动连接，所述支铰杆二21与支铰杆三20的中部转动连接，所述支铰杆三20的下部与支铰座三19转动连接，所述支铰杆三20的上部与支铰杆四22转动连接，所述支铰杆四22与连接块三23转动连接；

两个转动板17，所述两个转动板17对称设置在所述凹槽二1002的左右两侧端，所述转动板17的上端与所述支铰座三19固定连接，所述转动板17的中部与支铰杆五16转动连接；

缓冲壳11，所述缓冲壳11内部设有第二空腔1101，所述缓冲壳11的外壳和第二空腔1101之间设有缓冲腔1102，所述第二空腔1101的下侧设有导通口一1103，所述第二空腔1101的上侧设有导通口二1104，所述第二空腔1101通过所述导通口一1103和导通口二1104与所述缓冲腔1102连通，所述第二空腔1101的左右两侧端与滑动块二14滑动连接，所述滑动块二14与滑动杆15固定连接，所述滑动杆15贯穿所述缓冲壳11的上端与所述支铰杆五16转动连接；

与所述顶杆3固定连接的活动杆2内部的限位机构6中的连接板25与所述顶杆3中的驱动机构4固定连接其余的所述活动杆2中的限位机构6和底杆1中的限位机构6中的连接板25与所述活动杆2中的驱动机构4固定连接。

上述技术方案的有益效果为：

在活动杆2和顶杆3进行伸缩时，可带动连接板25上下移动，连接板25可带动支铰杆二21转动，支铰杆二21可带动支铰杆三20转动，支铰杆三20带动支铰杆四22和转动板17转动，若连接板25向上移动，可带动转动板17向上转动，通过设置限位块1001，可对转动板17向上的转动行程起到限位作用，若连接板25向下移动，可带动转动板17向下转动，若转动板17向下转动，则会对滑动块一18起到压缩作用，带动滑动块一18向下移动，滑动块一18带动滑动座12向内侧移动，弹簧一13压缩，从而使得连接板25的压缩过程具有缓冲效果，在连接板25的伸缩过程时带动转动板17转动， 同时带动支铰杆五16转动，支铰杆五16可带动滑动杆15上下移动，滑动杆15上下移动时可带动缓冲液在缓冲腔1102与第二空腔1101中循环，使得连接板25的伸缩过程具有缓冲效果，且可对活动杆2和顶杆3起到支撑作用，使得活动杆2和顶杆3的伸缩过程保持稳定，且通过限位块1001和滑动块一18对活动杆2和顶杆3的伸缩行程起到限位作用，防止活动杆2和顶杆3的伸缩行程过大从而脱离杆体的行程范围，从而无法实现伸缩功能，

实施例7

在实施例1的基础上，如图8所示，所述底杆1的下端设有螺纹孔一103，所述螺纹孔一103内部滑动设有固定机构，所述固定机构包括：

固定座26，所述固定座26与所述螺纹孔一103螺纹连接，所述固定座26内部设有第三空腔2601，所述固定座26的上端中部上下贯通设有螺纹孔二2605，所述螺纹孔二2605与所述第三空腔2601上下连通，所述固定座26的下端左右两侧对称设有凹槽三2602，所述凹槽三2602靠近所述第三空腔2601的一端从上到下依次设有滑口二2604和滑口一2603，所述凹槽三2602通过所述滑口二2604和滑口一2603与所述第三空腔2601连通；

弹簧二30，所述弹簧二30固定设置在所述第三空腔2601的底端，所述弹簧二30与固定块一31的下端固定连接，所述固定块一31的左右两侧对称设有固定块二29，所述固定块二29与所述滑口一2603滑动连接，所述固定块一31的上端固定连接有固定杆二33，所述固定杆二33与固定块三34的下端中部固定连接，所述固定块三34的下端左右两侧对称设有弧形杆28，所述弧形杆28与所述滑口二2604滑动连接，所述弧形杆28与固定块四27转动连接，所述固定块四27与支铰座四32转动连接，所述支铰座四32固定设置在所述凹槽三2602靠近所述第三空腔2601的一端；

第四空腔3401，所述第四空腔3401固定设置在所述固定块三34的内部，所述固定块三34的上端设有滑口三3402，所述滑口三3402与所述第四空腔3401上下连通，所述第四空腔3401的底端固定设有弹簧三35，所述弹簧三35固定连接有滑动板36，所述滑动板36滑动设置在所述第四空腔3401的左右两侧端之间，所述滑动板36与固定杆三37固定连接，所述固定杆三37穿过所述滑口三3402与螺纹块38转动连接，所述螺纹块38与所述底杆1固定连接，所述螺纹块38可与所述螺纹孔二2605螺纹连接。

上述技术方案的有益效果为：

在对杆体进行固定时对底杆1固定，转动底杆1，使得底杆1沿着固定座26向下螺纹转动，从而带动与其固定连接的螺纹块38向下移动，推动固定杆三37向下移动，带动滑动板36沿着第四空腔3401向下滑动，弹簧三35压缩，从而带动固定块三34向下移动，带动弧形杆28沿着滑口二2604滑动、固定杆二33向下移动，弧形杆28带动固定块四27转动从而从凹槽三2602中伸展出来，同时固定杆二33推动固定块一31向下移动，带动固定块二29沿着滑口一2603滑动，从而对弧形杆28起到支撑作用，通过弹簧二30和弹簧三35的缓冲效果可使得固定块四27保持稳定，通过固定块四27的伸出可增大固定面积，从而增大底杆1的稳固性，降低了杆体的安全隐患，有利于提高杆体的安全性能。

实施例8

在实施例3的基础上，所述驱动机构中齿轮4010的分度圆设计直径基于公式（1）选择；

其中，

为驱动机构中齿轮4010的分度圆设计直径，

为齿轮4010的齿宽系数，

为电机402的额定功率，

为电机402的转速，

为齿轮4010的齿数，

为齿轮4010的弹性系 数，

为齿轮4010的接触疲劳强度极限，

为与齿轮4010啮合的齿条的接触疲劳强度极 限，

为最小值，

为安全系数。

上述技术方案的有益效果为：

根据公式（1）计算出的齿轮4010的分度圆设计直径可选用直径大于计算出的齿轮 4010分度圆设计直径的齿轮型号，公式（1）中考虑

，

为安全系数，取值为1-1.2，使得计算 结果更加可靠，通过选用合适的分度圆直径的齿轮型号，可以降低齿轮的接触疲劳强度，使 得齿轮4010难以出现接触疲劳磨损的失效形式，提高齿轮4010的使用寿命。

实施例9

在实施例5的基础上，还包括：

差压传感器：在顶杆3的上端设一检测块，所述差压传感器固定设置在所述检测块上，用于检测顶杆3迎风面与背风面的压力差；

距离传感器：所述距离传感器设置在所述顶杆3的上端，用于检测顶杆3的上端到底杆1安装面的距离；

温度传感器：所述温度传感器设置在所述顶杆3的上端，用于检测顶杆3当前所处的环境的温度；

风速传感器9：所述风速传感器9设置在所述顶杆3的上端，用于检测顶杆3上端所在高度的风速；

控制器7：所述控制器7与所述差压传感器、距离传感器、温度传感器、风速传感器9、电机402和报警器901电性连接；

所述控制器基于所述差压传感器、距离传感器、温度传感器和风速传感器9控制所述报警器901和电机402工作，包括以下步骤：

步骤1、控制器根据距离传感器检测出的顶杆3的上端到底杆1安装面的距离、风速传感器9检测出的顶杆3所在高度的风速和公式（2）计算出顶杆3表面的平均风速；

其中，

为顶杆3表面的平均风速，

为风速传感器9在控制器计算的一定时间段内 的检测次数，

为风速传感器第

次的检测值，

为距离传感器的检测值，

为风速传感器 9的高度与顶杆3上端面的高度差，

为底杆1安装面的粗糙度，

为顶杆3的伸出高度；

步骤2、控制器根据差压传感器检测出的顶杆3迎风面与背风面的压力差、温度传感器检测出的顶杆3当前所处的环境的温度、步骤1计算出的顶杆3表面的平均风速和公式（3）计算出顶杆3的安全系数，若计算出的顶杆3的安全系数小于预设值，则控制器控制所述报警器报警；

其中，

为计算出的顶杆3的安全系数，

为空气的传热系数，

为温度传感器的 检测值，

为差压传感器在控制器计算的一定时间段内的检测次数，

为差压传感器第

次的检测值，

为顶杆3伸出高度的表面积，

为空气密度，

为重力加速度，取值为9.8

，

为杆体完全伸出时顶杆3所能承受的最大风压。

上述技术方案的有益效果为：

控制器首先根据距离传感器检测出的顶杆3的上端到底杆1安装面的距离、风速传 感器9检测出的顶杆3所在高度的风速和公式（2）计算出顶杆3表面的平均风速（公式（2）中 考虑

，

为底杆1安装面的粗糙度，取值0.1-0.4，使得计算结果更加可靠），然后根据差压 传感器检测出的顶杆3迎风面与背风面的压力差、温度传感器检测出的顶杆3当前所处的环 境的温度、步骤1计算出的顶杆3表面的平均风速和公式（3）计算出顶杆3的安全系数，公式 （3）计算出的安全系数为顶杆3实际环境下受到的理论风压与杆体完全伸出时顶杆3可承受 的最大风压的差值，预设值为预设的顶杆3的安全风压，若计算出的顶杆3的安全系数大于 预设值，报警器不报警，若计算出的顶杆3的安全系数小于预设值，则控制器控制所述报警 器报警，达到提前报警的目的，提醒行人远离杆体所在区域，同时控制电机402工作，降低杆 体的高度，从而降低杆体的重心，避免杆体跌倒，对周边设施和行人造成伤害，有利于降低 杆体的安全隐患，提高杆体的安全性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，其特征在于，包括底杆（1）、若干活动杆（2）和顶杆（3），所述底杆（1）、若干活动杆（2）和顶杆（3）从下到上依次连接，所述底杆（1）和若干活动杆（2）的内部分别设有限位机构（6），所述底杆（1）和若干活动杆（2）的上端分别连接有稳定机构（5），所述若干活动杆（2）和顶杆（3）分别连接有驱动机构（4），所述驱动机构（4）内部设有电机（402），所述电机（402）连接有控制组件；

所述若干活动杆（2）从上到下依次连接，所述若干活动杆（2）上下贯通设有活动腔二（203），下侧的所述活动杆（2）内部的活动腔二（203）的直径大于上侧的所述活动杆（2）的直径，所述活动腔二（203）的左右两侧对称设有齿条二（201），所述活动杆（2）的外部左右两侧对称设有若干卡槽一（202），所述若干卡槽一（202）沿所述活动杆（2）的竖直方向间隔均布设置；

所述底杆（1）上端设有活动腔一（102），所述活动腔一（102）的直径大于与所述底杆（1）连接的活动杆（2）的直径，所述活动腔一（102）的左右两侧对称设有齿条一（101），所述顶杆（3）的直径小于与所述顶杆（3）连接的活动杆（2）内部的活动腔二（203）的直径，所述顶杆（3）的外部左右两侧对称设有若干卡槽二（301），所述若干卡槽二（301）沿所述顶杆（3）的竖直方向间隔均布设置；

所述稳定机构（5）包括稳定壳（501），所述稳定壳（501）的上端中部上下贯通设有开口（502），所述稳定壳（501）的上端下侧的左右两侧对称设有固定杆一（506），所述固定杆一（506）与支铰杆一（505）转动连接，所述支铰杆一（505）与支铰座一（504）转动连接，所述支铰座一（504）固定连接有弹性片（503），所述弹性片（503）的上端与所述稳定壳（501）的上端下侧固定连接，所述弹性片（503）的下端固定连接有卡块（5031），所述稳定壳（501）的下端左右两侧对称设有连接块一（509），所述连接块一（509）的下端与所述底杆（1）、活动杆（2）的上端固定连接，所述连接块一（509）的上端固定设有连接块二（507），所述连接块二（507）内部的前后两端之间转动设有滚轮（508），所述滚轮（508）的侧端与所述活动杆（2）、顶杆（3）的侧端接触；

与所述底杆（1）连接的稳定机构（5）内部的开口（502）的直径等于所述活动腔一（102）的直径，与所述活动杆（2）连接的稳定机构（5）内部的开口（502）的直径等于所述活动腔二（203）的直径；

与所述顶杆（3）连接的活动杆（2）上端的稳定机构（5）内部的卡块（5031）与所述卡槽二（301）配合，其余的所述若干活动杆（2）上端的稳定机构（5）和所述底杆（1）上端的稳定机构（5）内部的卡块（5031）与所述卡槽一（202）配合。

2.根据权利要求1所述的一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，其特征在于，所述驱动机构（4）包括驱动壳（401），所述驱动壳（401）的上侧与所述活动腔二（203）的下侧、顶杆（3）的内部下侧固定连接，所述驱动壳（401）内部设有第一空腔（4011），所述驱动壳（401）的左右两端对称设有凹槽一（4012），所述第一空腔（4011）的底端固定设有所述电机（402），所述电机（402）固定连接有转动轴一（403），所述转动轴一（403）与锥齿轮一（404）固定连接，所述锥齿轮一（404）的左右两侧对称啮合有锥齿轮二（405），所述锥齿轮二（405）与转动轴二（406）固定连接，所述转动轴二（406）贯穿所述第一空腔（4011）的侧端进入所述凹槽一（4012）内部与锥齿轮三（407）固定连接，所述锥齿轮三（407）与锥齿轮四（408）啮合，所述锥齿轮四（408）通过转动轴三（409）固定连接有齿轮（4010），所述转动轴三（409）转动设置在所述凹槽一（4012）的前后两端；

与所述底杆（1）连接的活动杆（2）内部的驱动机构（4）中的齿轮（4010）与所述齿条一（101）啮合，其余的所述活动腔二（203）下侧的驱动机构（4）和顶杆（3）内部下侧的驱动机构（4）中的齿轮（4010）与所述齿条二（201）啮合。

3.根据权利要求1所述的一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，其特征在于，所述控制组件连接有蓄电池（8），所述蓄电池（8）与太阳能板（801）电性连接，所述蓄电池（8）设置在所述底杆（1）的下端，所述太阳能板（801）设置在所述顶杆（3）的上端，所述控制组件包括控制器（7）、风速传感器（9）和报警器（901），所述风速传感器（9）与所述控制器（7）电性连接，所述控制器（7）通过继电器（701）与所述电机（402）和报警器（901）电性连接，所述报警器（901）设置在底杆（1）的外端。

4.根据权利要求1所述的一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，其特征在于，所述限位机构（6）包括：

限位壳（10），所述限位壳（10）固定设置在底杆（1）、活动杆（2）内部，所述限位壳（10）的上端左右两侧对称设有限位块（1001），所述限位壳（10）的内部设有凹槽二（1002），所述凹槽二（1002）的下端左右两侧对称设有滑动座（12），所述滑动座（12）之间固定设有弹簧一（13），所述滑动座（12）的倾斜端与滑动块一（18）滑动连接；

连接板（25），所述连接板（25）下端左右两侧对称设有支铰座二（24），所述支铰座二（24）与支铰杆二（21）转动连接，所述支铰杆二（21）与支铰杆三（20）的中部转动连接，所述支铰杆三（20）的下部与支铰座三（19）转动连接，所述支铰杆三（20）的上部与支铰杆四（22）转动连接，所述支铰杆四（22）与连接块三（23）转动连接；

两个转动板（17），所述两个转动板（17）对称设置在所述凹槽二（1002）的左右两侧端，所述转动板（17）的上端与所述支铰座三（19）固定连接，所述转动板（17）的中部与支铰杆五（16）转动连接；

缓冲壳（11），所述缓冲壳（11）内部设有第二空腔（1101），所述缓冲壳（11）的外壳和第二空腔（1101）之间设有缓冲腔（1102），所述第二空腔（1101）的下侧设有导通口一（1103），所述第二空腔（1101）的上侧设有导通口二（1104），所述第二空腔（1101）通过所述导通口一（1103）和导通口二（1104）与所述缓冲腔（1102）连通，所述第二空腔（1101）的左右两侧端与滑动块二（14）滑动连接，所述滑动块二（14）与滑动杆（15）固定连接，所述滑动杆（15）贯穿所述缓冲壳（11）的上端与所述支铰杆五（16）转动连接；

与所述顶杆（3）固定连接的活动杆（2）内部的限位机构（6）中的连接板（25）与所述顶杆（3）中的驱动机构（4）固定连接，其余的所述活动杆（2）中的限位机构（6）和底杆（1）中的限位机构（6）中的连接板（25）与所述活动杆（2）中的驱动机构（4）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，其特征在于，所述底杆（1）的下端设有螺纹孔一（103），所述螺纹孔一（103）内部滑动设有固定机构，所述固定机构包括：

固定座（26），所述固定座（26）与所述螺纹孔一（103）螺纹连接，所述固定座（26）内部设有第三空腔（2601），所述固定座（26）的上端中部上下贯通设有螺纹孔二（2605），所述螺纹孔二（2605）与所述第三空腔（2601）上下连通，所述固定座（26）的下端左右两侧对称设有凹槽三（2602），所述凹槽三（2602）靠近所述第三空腔（2601）的一端从上到下依次设有滑口二（2604）和滑口一（2603），所述凹槽三（2602）通过所述滑口二（2604）和滑口一（2603）与所述第三空腔（2601）连通；

弹簧二（30），所述弹簧二（30）固定设置在所述第三空腔（2601）的底端，所述弹簧二（30）与固定块一（31）的下端固定连接，所述固定块一（31）的左右两侧对称设有固定块二（29），所述固定块二（29）与所述滑口一（2603）滑动连接，所述固定块一（31）的上端固定连接有固定杆二（33），所述固定杆二（33）与固定块三（34）的下端中部固定连接，所述固定块三（34）的下端左右两侧对称设有弧形杆（28），所述弧形杆（28）与所述滑口二（2604）滑动连接，所述弧形杆（28）与固定块四（27）转动连接，所述固定块四（27）与支铰座四（32）转动连接，所述支铰座四（32）固定设置在所述凹槽三（2602）靠近所述第三空腔（2601）的一端；

第四空腔（3401），所述第四空腔（3401）固定设置在所述固定块三（34）的内部，所述固定块三（34）的上端设有滑口三（3402），所述滑口三（3402）与所述第四空腔（3401）上下连通，所述第四空腔（3401）的底端固定设有弹簧三（35），所述弹簧三（35）固定连接有滑动板（36），所述滑动板（36）滑动设置在所述第四空腔（3401）的左右两侧端之间，所述滑动板（36）与固定杆三（37）固定连接，所述固定杆三（37）穿过所述滑口三（3402）与螺纹块（38）转动连接，所述螺纹块（38）与所述底杆（1）固定连接，所述螺纹块（38）可与所述螺纹孔二（2605）螺纹连接。

6.根据权利要求2所述的一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，其特征在于，所述驱动机构中齿轮（4010）的分度圆设计直径基于公式（1）选择；

其中，

为驱动机构中齿轮（4010）的分度圆设计直径，

为齿轮（4010）的齿宽系数，

为 电机（402）的额定功率，

为电机（402）的转速，

为齿轮（4010）的齿数，

为齿轮（4010）的 弹性系数，

为齿轮（4010）的接触疲劳强度极限，

为与齿轮（4010）啮合的齿条的接触疲 劳强度极限，

为最小值，

为安全系数。

7.根据权利要求3所述的一种具有杆体可伸缩功能的安全型智能杆，其特征在于，还包括：

差压传感器：在顶杆（3）的上端设一检测块，所述差压传感器固定设置在所述检测块上，用于检测顶杆（3）迎风面与背风面的压力差；

距离传感器：所述距离传感器设置在所述顶杆（3）的上端，用于检测顶杆（3）的上端到底杆（1）安装面的距离；

温度传感器：所述温度传感器设置在所述顶杆（3）的上端，用于检测顶杆（3）当前所处的环境的温度；

风速传感器（9）：所述风速传感器（9）设置在所述顶杆（3）的上端，用于检测顶杆（3）上端所在高度的风速；

控制器（7）：所述控制器（7）与所述差压传感器、距离传感器、温度传感器、风速传感器（9）、电机（402）和报警器（901）电性连接；

所述控制器基于所述差压传感器、距离传感器、温度传感器和风速传感器（9）控制所述报警器（901）和电机（402）工作，包括以下步骤：

步骤1、控制器每隔一定时间段根据距离传感器检测出的顶杆（3）的上端到底杆（1）安装面的距离、风速传感器（9）检测出的顶杆（3）所在高度的风速和公式（2）计算出顶杆（3）表面的平均风速；

其中，

为顶杆（3）表面的平均风速，

为风速传感器（9）在控制器计算的一定时间段内 的检测次数，

为风速传感器第

次的检测值，

为距离传感器的检测值，

为风速传感器 （9）的高度与顶杆（3）上端面的高度差，

为底杆（1）安装面的粗糙度，

为顶杆（3）的伸出 高度；

步骤2、控制器根据差压传感器检测出的顶杆（3）迎风面与背风面的压力差、温度传感器检测出的顶杆（3）当前所处的环境的温度、步骤1计算出的顶杆（3）表面的平均风速和公式（3）计算出顶杆（3）的安全系数，若计算出的顶杆（3）的安全系数小于预设值，则控制器控制所述报警器报警；

其中，

为计算出的顶杆（3）的安全系数，

为空气的传热系数，

为温度传感器的检 测值，

为差压传感器在控制器计算的一定时间段内的检测次数，

为差压传感器第

次 的检测值，

为顶杆（3）伸出高度的表面积，

为空气密度，

为重力加速度，取值为9.8

，

为杆体完全伸出时顶杆（3）所能承受的最大风压。

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