CN114165097B - 一种复合材料智慧杆塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及市政基础设施领域，尤其涉及一种复合材料智慧杆塔，包括有轻质复合材料支撑柱、空心复合材料罩、复合材料管、顶部支撑板架、智慧信息监测总成等；轻质复合材料支撑柱顶部固定安装有空心复合材料罩，空心复合材料罩顶部固定连接有复合材料管，顶部支撑板架固定安装于复合材料管顶部，智慧信息监测总成定位于空心复合材料罩内。由于轻质复合材料支撑柱、空心复合材料罩、复合材料管、弧面复合材料板以及复合材料防护板均采用复合材料制成，复合材料具备质量低、强度大，且不易屏蔽信号的特点，在满足电器设备通讯的同时，可以有效地支撑杆塔上的诸多电器设备。

Description

一种复合材料智慧杆塔

技术领域

本发明涉及市政基础设施领域，尤其涉及一种复合材料智慧杆塔。

背景技术

随着社会的发展，智慧杆塔得到建设和发展，智慧杆塔是综合承载多种设备和传感器并具备智慧能力的杆、塔等设施的总称，包括但不限于通信杆或通信塔、路灯杆和监控杆，智慧杆塔具备的功能由其挂载的设备和传感器决定，智慧杆塔上的设备和传感器可通过各种通信技术接入网络和平台，并在互联网、人工智能、大数据等ICT技术的赋能下提供丰富的智慧应用。

由于智慧杆塔上需要承载大量设备和传感器，因此对杆塔的承载力具有一定要求，为满足杆塔承载力的方式一般采用钢材和混凝土将其制成实心结构，保证杆塔的支撑性能，但大量采用钢材作为杆塔材料，会消耗大量矿产资源，成本较高，也给智慧杆塔的施工运输、运行维护带来了诸多困难，且增加了智慧杆塔的运输和维护成本，复合材料具备质量低、强度大，且不易屏蔽信号的特点，同时复合材料的组成中可以掺杂环保材料，保证杆塔主体支撑强度的同时，兼顾了对行人的保护，避免某些有害物质对过往行人造成伤害，使得以复合材料为支撑主体的杆塔逐步被厂家开始接受。

发明内容

如何设计一种运用复合材料实现内部结构空心达到轻便的目的、利用杆塔内部结构对设备和传感器进行防护和复合材料掺杂环保材料保证行人健康的复合材料智慧杆塔，成为目前要解决的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种复合材料智慧杆塔，包括有轻质复合材料支撑柱、空心复合材料罩、复合材料管和顶部支撑板架，轻质复合材料支撑柱顶部固定安装有空心复合材料罩，空心复合材料罩顶部固定连接有复合材料管，顶部支撑板架固定安装于复合材料管顶部，还包括有智慧信息监测总成、通信基站总成、横担、通信防护总成、驱动调整总成、控制器、湿度感应器和智慧交互屏，智慧信息监测总成定位于空心复合材料罩内，顶部支撑板架顶面中央固接有通信基站总成，通信基站总成顶部设有横担，通信防护总成设于顶部支撑板架上，驱动调整总成设置在智慧信息监测总成上，顶部支撑板架上固定安装有控制器，湿度感应器呈四角分布的方式固定安装于顶部支撑板架顶面，智慧交互屏固定安装于轻质复合材料支撑柱上。

更为优选的是，智慧信息监测总成包括有支板、带斜槽导向框、直槽导向框、活动架、弧面复合材料板、传感器监测模组、北斗高精度定位模组、隔板和归位弹簧，空心复合材料罩内壁固定安装有支板，支板底面固定连接有带斜槽导向框，直槽导向框同样固接于支板底面，带斜槽导向框和直槽导向框上共同滑动式连接有两个活动架，带斜槽导向框与直槽导向框中部共同固接有隔板，两个活动架与隔板之间均连接有归位弹簧，活动架一端固接有弧面复合材料板，其中一弧面复合材料板内侧固定安装有两个传感器监测模组，另一弧面复合材料板内侧固定安装有两个北斗高精度定位模组。

更为优选的是，带斜槽导向框上开有滑槽，滑槽两侧具有一定弧度，便于对活动架进行导向使其向外偏摆一定角度。

更为优选的是，通信基站总成包括有立柱和通信基站本体，顶部支撑板架顶面中央固定连接有立柱，立柱上固接有通信基站本体，立柱顶部设有横担。

更为优选的是，通信防护总成包括有活动条、复合材料防护板、连杆、活动块、活动杆和限位条，顶部支撑板架上呈四边分布的方式滑动连接有活动条，活动条上方固接有复合材料防护板，复合材料防护板与顶部支撑板架顶面接触，活动条下方铰接有连杆，四根连杆上共同铰接有活动块，活动块底面固定连接有活动杆，顶部支撑板架上固接有限位条，活动杆与限位条滑动式连接。

更为优选的是，驱动调整总成包括有电动推杆、弧面推板、竖杆、拉动弹簧和斜面推动板，支板顶面固定安装有电动推杆，电动推杆伸缩轴一端焊接有弧面推板，弧面推板顶面固定连接有竖杆，活动杆与竖杆之间连接有拉动弹簧，弧面推板底面固定连接有斜面推动板，斜面推动板与两个活动架接触。

更为优选的是，斜面推动板由两块斜面板构成，斜面推动板直线向下运动过程中两块斜面板分别用于推动两个活动架运动。

更为优选的是，还包括有动力传导总成，空心复合材料罩上对称设置有动力传导总成，动力传导总成包括有支撑导套、带滚轮推杆、方形架、双槽推条、活动斜面板和复位弹簧，空心复合材料罩上方对称固接有支撑导套，支撑导套上滑动式连接有带滚轮推杆，两根带滚轮推杆顶部共同固接有方形架，方形架呈四角分布的方式固接有双槽推条，空心复合材料罩上对称滑动式连接有活动斜面板，同侧活动斜面板与带滚轮推杆接触，活动斜面板与空心复合材料罩之间连接有复位弹簧。

更为优选的是，还包括有信号增强反射总成，顶部支撑板架底面设置有信号增强反射总成，信号增强反射总成包括有竖板、反射遮挡板和旋转盘，顶部支撑板架底面呈四边分布的方式连接有一对竖板，同对竖板上共同转动式连接有反射遮挡板，反射遮挡板上固接有两个旋转盘，相邻的旋转盘与双槽推条限位配合。

更为优选的是，还包括有LED灯条一和LED灯条二，反射遮挡板外侧固定连接有一对LED灯条一，两条LED灯条二固定安装于反射遮挡板内侧。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、由于轻质复合材料支撑柱、空心复合材料罩、复合材料管、弧面复合材料板以及复合材料防护板均采用复合材料制成，复合材料具备质量低、强度大，且不易屏蔽信号的特点，在满足电器设备通讯的同时，可以有效地支撑杆塔上的诸多电器设备。

2、上述内容的复合材料均掺杂有环保材料，保证杆塔主体支撑强度的同时，避免杆塔主体缓慢释放有害物质如甲醛等，体现了对行人身体健康的充分照顾与考量。

3、设备和传感器设置在空心复合材料罩内部，能够在使智慧杆塔体积轻便的同时有效的利用空间，并有益于对设备和传感器进行保护，进而可降低设备和传感器的维护成本。

4、通过设置的湿度感应器，在湿度感应器检测到周围空气湿度较大时，复合材料防护板会相向运动将通信基站本体封闭包围对其进行保护，避免雨水将通信基站本体浸泡影响通信信号。

5、在带斜槽导向框的作用下，两个弧面复合材料板会平行并相向运动嵌入空心复合材料罩中，弧面复合材料板能够对空心复合材料罩内部零部件进行保护，避免雨水进入空心复合材料罩内将其电器设备浸泡。

6、通过反射遮挡板向上摆动九十度，反射遮挡板可为行人提供遮雨空间，同时反射遮挡板能够将周围环境中的信号反射至通信基站本体，使得通信基站本体将通信信号充分收发，从而能够在复合材料防护板将通信基站本体封闭包围时增强通信信号。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的第一种部分立体结构示意图。

图3为本发明的第一种部分剖视立体结构示意图。

图4为本发明的第二种部分剖视立体结构示意图。

图5为本发明智慧信息监测总成的第一种部分立体结构示意图。

图6为本发明智慧信息监测总成的第二种部分立体结构示意图。

图7为本发明智慧信息监测总成的第三种部分立体结构示意图。

图8为本发明驱动调整总成的剖视立体结构示意图。

图9为本发明通信基站总成的立体结构示意图。

图10为本发明的第二种部分立体结构示意图。

图11为本发明动力传导总成的立体结构示意图。

图12为本发明A的放大结构示意图。

图13为本发明横担的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、轻质复合材料支撑柱，2、空心复合材料罩，3、复合材料管，4、顶部支撑板架，5、智慧信息监测总成，51、支板，52、带斜槽导向框，53、直槽导向框，54、活动架，55、弧面复合材料板，56、传感器监测模组，57、北斗高精度定位模组，58、隔板，59、归位弹簧，6、通信基站总成，61、立柱，62、通信基站本体，601、横担，7、通信防护总成，71、活动条，72、复合材料防护板，73、连杆，74、活动块，75、活动杆，76、限位条，8、驱动调整总成，81、电动推杆，82、弧面推板，83、竖杆，84、拉动弹簧，85、斜面推动板，9、控制器，10、湿度感应器，11、智慧交互屏，12、动力传导总成，121、支撑导套，122、带滚轮推杆，123、方形架，124、双槽推条，125、活动斜面板，126、复位弹簧，13、信号增强反射总成，131、竖板，132、反射遮挡板，133、旋转盘，14、LED灯条一，15、LED灯条二。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

一种复合材料智慧杆塔，如图1-9所示，包括有轻质复合材料支撑柱1、空心复合材料罩2、复合材料管3、顶部支撑板架4、智慧信息监测总成5、通信基站总成6、横担601、通信防护总成7、驱动调整总成8、控制器9、湿度感应器10和智慧交互屏11，轻质复合材料支撑柱1顶部固定安装有空心复合材料罩2，空心复合材料罩2顶部固定连接有复合材料管3，顶部支撑板架4固定安装于复合材料管3顶部，智慧信息监测总成5定位于空心复合材料罩2内，顶部支撑板架4顶面中央固接有通信基站总成6，通信基站总成6顶部设有横担601，横担601用于支撑导电线以及避雷线，通信防护总成7设于顶部支撑板架4上，驱动调整总成8设置在智慧信息监测总成5上，顶部支撑板架4上固定安装有控制器9，湿度感应器10呈四角分布的方式固定安装于顶部支撑板架4顶面，湿度感应器10用于对该设备周围空气湿度进行监测，智慧交互屏11固定安装于轻质复合材料支撑柱1上，智慧交互屏11用于获取公共信息以及对公共信息进行查询。

智慧信息监测总成5包括有支板51、带斜槽导向框52、直槽导向框53、活动架54、弧面复合材料板55、传感器监测模组56、北斗高精度定位模组57、隔板58和归位弹簧59，空心复合材料罩2内壁固定安装有支板51，支板51底面固定连接有用于导向的带斜槽导向框52，直槽导向框53同样固接于支板51底面，带斜槽导向框52和直槽导向框53上共同滑动式连接有两个活动架54，带斜槽导向框52与直槽导向框53中部共同固接有隔板58，两个活动架54与隔板58之间均连接有用于复位的归位弹簧59，活动架54一端固接有弧面复合材料板55，弧面复合材料板55用于对空心复合材料罩2内的电器设备进行防护，其中一弧面复合材料板55内侧固定安装有两个传感器监测模组56，传感器监测模组56用于对该设备周围的气象、环境空气及水质进行监测，另一弧面复合材料板55内侧固定安装有两个北斗高精度定位模组57，北斗高精度定位模组57用于获取位置信息，并对该设备所处位置的地面是否沉降进行监测。

通信基站总成6包括有立柱61和通信基站本体62，顶部支撑板架4顶面中央固定连接有立柱61，立柱61上固接有通信基站本体62，立柱61顶部设有横担601。

通信防护总成7包括有活动条71、复合材料防护板72、连杆73、活动块74、活动杆75和限位条76，顶部支撑板架4上呈四边分布的方式滑动连接有活动条71，活动条71上方固接有复合材料防护板72，复合材料防护板72用于将通信基站本体62封闭包围形成防护，复合材料防护板72与顶部支撑板架4顶面接触，活动条71下方铰接有连杆73，四根连杆73上共同铰接有活动块74，活动块74底面固定连接有活动杆75，顶部支撑板架4上固接有限位条76，活动杆75与限位条76滑动式连接。

驱动调整总成8包括有电动推杆81、弧面推板82、竖杆83、拉动弹簧84和斜面推动板85，支板51顶面固定安装有伸缩驱动用的电动推杆81，电动推杆81伸缩轴一端焊接有弧面推板82，弧面推板82顶面固定连接有竖杆83，活动杆75与竖杆83之间连接有拉动弹簧84，弧面推板82底面固定连接有斜面推动板85，斜面推动板85与两个活动架54接触，斜面推动板85用于推动两个活动架54及其上装置相向运动。

此设备设置在道路两侧，轻质复合材料支撑柱1、空心复合材料罩2、复合材料管3、弧面复合材料板55以及复合材料防护板72均采用复合材料制成，复合材料具备质量低、强度大，且不易屏蔽信号的特点，同时复合材料掺杂了环保材料，充分考虑了设备对人体健康的影响，达到了有效保护行人健康的目的。在满足电器设备通讯的同时，可以有效地支撑杆塔上的诸多电器设备，传感器监测模组56包括气象监测传感器、环境空气监测传感器及水质监测传感器，气象监测传感器、环境空气监测传感器及水质监测传感器分别用于对该设备周围的气象、环境空气及水质进行监测；北斗高精度定位模组57用于获取位置信息，其可对该设备所处位置的地面是否沉降进行监测，通信基站本体62用于接收及发送信号，人们可以通过智慧交互屏11获取公共信息以及对公共信息进行查询，位于立柱61顶部的横担601则是时刻保持对导电线以及避雷线的稳定支撑。

湿度感应器10能够对该设备周围空气湿度进行监测，当湿度感应器10检测到周围空气湿度较大时，湿度感应器10能够将湿度数据传递至控制器9，控制器9控制电动推杆81收缩，电动推杆81收缩带动弧面推板82及其上装置向下运动，竖杆83会通过拉动弹簧84拉动活动杆75及活动块74向下移动，活动块74通过连杆73带动活动条71及复合材料防护板72相向运动，使得复合材料防护板72将通信基站本体62封闭包围对其进行保护，避免雨水将通信基站本体62浸泡，此时复合材料防护板72不会将通信基站本体62的信号完全屏蔽。同时斜面推动板85会推动两个活动架54及其上装置相向运动，在带斜槽导向框52的作用下，使得两个弧面复合材料板55平行。随后限位条76将活动块74挡住，使得活动块74不再向下运动，弧面推板82及其上装置继续向下运动，两个弧面复合材料板55会继续相向运动并嵌入空心复合材料罩2中，避免雨水进入空心复合材料罩2内将其内零部件浸泡，此时传感器监测模组56不再运行。

当湿度感应器10检测到周围空气湿度较小时，湿度感应器10能够将湿度数据传递至控制器9，控制器9控制电动推杆81伸长，电动推杆81伸长带动弧面推板82及其上装置向上运动，斜面推动板85与两个活动架54分离，被压缩的归位弹簧59复位带动两个活动架54及其上装置相对运动，在带斜槽导向框52的作用下，两个弧面复合材料板55向外倾斜。竖杆83会通过拉动弹簧84推动活动杆75及活动块74向上运动，活动块74通过连杆73带动活动条71及复合材料防护板72相对运动，使得复合材料防护板72不再将通信基站本体62封闭包围。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图10-12所示，还包括有动力传导总成12，空心复合材料罩2上对称设置有动力传导总成12，动力传导总成12用于传递动力，动力传导总成12包括有支撑导套121、带滚轮推杆122、方形架123、双槽推条124、活动斜面板125和复位弹簧126，空心复合材料罩2上方对称固接有支撑导套121，支撑导套121上滑动式连接有带滚轮推杆122，两根带滚轮推杆122顶部共同固接有方形架123，方形架123呈四角分布的方式固接有双槽推条124，空心复合材料罩2上对称滑动式连接有活动斜面板125，同侧活动斜面板125与带滚轮推杆122接触，活动斜面板125用于推动带滚轮推杆122及其上装置向上运动，活动斜面板125与空心复合材料罩2之间连接有复位弹簧126。

还包括有信号增强反射总成13，顶部支撑板架4底面设置有信号增强反射总成13，信号增强反射总成13用于增强通信信号，信号增强反射总成13包括有竖板131、反射遮挡板132和旋转盘133，顶部支撑板架4底面呈四边分布的方式连接有一对竖板131，同对竖板131上共同转动式连接有反射遮挡板132，反射遮挡板132用于为行人提供遮雨空间，并用于将周围环境中的信号反射至通信基站本体62，反射遮挡板132上固接有两个旋转盘133，相邻的旋转盘133与双槽推条124限位配合。

当弧面推板82及其上装置继续向下运动时，弧面推板82会与活动斜面板125接触，弧面推板82会推动活动斜面板125相对运动，活动斜面板125会推动带滚轮推杆122及其上装置向上运动，在双槽推条124的配合下，方形架123会推动旋转盘133及反射遮挡板132转动九十度，使得反射遮挡板132向上摆动九十度，反射遮挡板132可为行人提供遮雨空间，同时反射遮挡板132能够将周围环境中的信号反射至通信基站本体62，使得通信基站本体62将通信信号充分收发。

实施例3

在实施例2的基础之上，如图10所示，还包括有LED灯条一14和LED灯条二15，反射遮挡板132外侧固定连接有一对LED灯条一14，两条LED灯条二15固定安装于反射遮挡板132内侧，LED灯条一14和LED灯条二15均用于为行人照明。

在夜晚，当不下雨时，控制器9会控制LED灯条一14开启，LED灯条一14发光能够为行人照明，当下雨反射遮挡板132向上摆动九十度时，控制器9会控制LED灯条一14关闭，控制器9控制LED灯条二15开启，LED灯条二15发光为行人照明。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种复合材料智慧杆塔，包括有轻质复合材料支撑柱(1)、空心复合材料罩(2)、复合材料管(3)和顶部支撑板架(4)，轻质复合材料支撑柱(1)顶部固定安装有空心复合材料罩(2)，空心复合材料罩(2)顶部固定连接有复合材料管(3)，顶部支撑板架(4)固定安装于复合材料管(3)顶部，其特征在于，还包括有智慧信息监测总成(5)、通信基站总成(6)、横担(601)、通信防护总成(7)、驱动调整总成(8)、控制器(9)、湿度感应器(10)和智慧交互屏(11)，智慧信息监测总成(5)定位于空心复合材料罩(2)内，顶部支撑板架(4)顶面中央固接有通信基站总成(6)，通信基站总成(6)顶部设有横担(601)，通信防护总成(7)设于顶部支撑板架(4)上，驱动调整总成(8)设置在智慧信息监测总成(5)上，顶部支撑板架(4)上固定安装有控制器(9)，湿度感应器(10)呈四角分布的方式固定安装于顶部支撑板架(4)顶面，智慧交互屏(11)固定安装于轻质复合材料支撑柱(1)上；智慧信息监测总成(5)包括有支板(51)、带斜槽导向框(52)、直槽导向框(53)、活动架(54)、弧面复合材料板(55)、传感器监测模组(56)、北斗高精度定位模组(57)、隔板(58)和归位弹簧(59)，空心复合材料罩(2)内壁固定安装有支板(51)，支板(51)底面固定连接有带斜槽导向框(52)，直槽导向框(53)同样固接于支板(51)底面，带斜槽导向框(52)和直槽导向框(53)上共同滑动式连接有两个活动架(54)，带斜槽导向框(52)与直槽导向框(53)中部共同固接有隔板(58)，两个活动架(54)与隔板(58)之间均连接有归位弹簧(59)，活动架(54)一端固接有弧面复合材料板(55)，其中一弧面复合材料板(55)内侧固定安装有两个传感器监测模组(56)，另一弧面复合材料板(55)内侧固定安装有两个北斗高精度定位模组(57)；

带斜槽导向框(52)上开有滑槽，滑槽两侧具有一定弧度，便于对活动架(54)进行导向使其向外偏摆一定角度；

通信基站总成(6)包括有立柱(61)和通信基站本体(62)，顶部支撑板架(4)顶面中央固定连接有立柱(61)，立柱(61)上固接有通信基站本体(62)，立柱(61)顶部设有横担(601)；

通信防护总成(7)包括有活动条(71)、复合材料防护板(72)、连杆(73)、活动块(74)、活动杆(75)和限位条(76)，顶部支撑板架(4)上呈四边分布的方式滑动连接有活动条(71)，活动条(71)上方固接有复合材料防护板(72)，复合材料防护板(72)与顶部支撑板架(4)顶面接触，活动条(71)下方铰接有连杆(73)，四根连杆(73)上共同铰接有活动块(74)，活动块(74)底面固定连接有活动杆(75)，顶部支撑板架(4)上固接有限位条(76)，活动杆(75)与限位条(76)滑动式连接；

驱动调整总成(8)包括有电动推杆(81)、弧面推板(82)、竖杆(83)、拉动弹簧(84)和斜面推动板(85)，支板(51)顶面固定安装有电动推杆(81)，电动推杆(81)伸缩轴一端焊接有弧面推板(82)，弧面推板(82)顶面固定连接有竖杆(83)，活动杆(75)与竖杆(83)之间连接有拉动弹簧(84)，弧面推板(82)底面固定连接有斜面推动板(85)，斜面推动板(85)与两个活动架(54)接触。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料智慧杆塔，其特征在于，斜面推动板(85)由两块斜面板构成，斜面推动板(85)直线向下运动过程中两块斜面板分别用于推动两个活动架(54)运动。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料智慧杆塔，其特征在于，还包括有动力传导总成(12)，空心复合材料罩(2)上对称设置有动力传导总成(12)，动力传导总成(12)包括有支撑导套(121)、带滚轮推杆(122)、方形架(123)、双槽推条(124)、活动斜面板(125)和复位弹簧(126)，空心复合材料罩(2)上方对称固接有支撑导套(121)，支撑导套(121)上滑动式连接有带滚轮推杆(122)，两根带滚轮推杆(122)顶部共同固接有方形架(123)，方形架(123)呈四角分布的方式固接有双槽推条(124)，空心复合材料罩(2)上对称滑动式连接有活动斜面板(125)，同侧活动斜面板(125)与带滚轮推杆(122)接触，活动斜面板(125)与空心复合材料罩(2)之间连接有复位弹簧(126)。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料智慧杆塔，其特征在于，还包括有信号增强反射总成(13)，顶部支撑板架(4)底面设置有信号增强反射总成(13)，信号增强反射总成(13)包括有竖板(131)、反射遮挡板(132)和旋转盘(133)，顶部支撑板架(4)底面呈四边分布的方式连接有一对竖板(131)，同对竖板(131)上共同转动式连接有反射遮挡板(132)，反射遮挡板(132)上固接有两个旋转盘(133)，相邻的旋转盘(133)与双槽推条(124)限位配合。

5.根据权利要求4所述的一种复合材料智慧杆塔，其特征在于，还包括有LED灯条一(14)和LED灯条二(15)，反射遮挡板(132)外侧固定连接有一对LED灯条一(14)，两条LED灯条二(15)固定安装于反射遮挡板(132)内侧。