CN116591903A - 一种集风储能和通信一体化单管塔及管理控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信管塔领域，公开了一种集风储能和通信一体化单管塔及管理控制系统，包括风机和杆塔，所述风机外侧设置有外壳，所述外壳上设有多个导流板；所述杆塔顶部固定设置有过渡平台，所述风机的外壳固定安装在所述过渡平台上，所述杆塔内部设置有爬梯，所述外壳上沿周向分布有多个爬梯，所述爬梯顶部固定设置有抱杆，所述抱杆用于挂载天线设备；本发明通过在杆塔的顶部安装圆筒式风机，从而利用导流板将气流倒入到圆筒式风机内部，推动叶片转动并带动风机内部设有的转子，作为动力产生机械装置，在风力的作用下转动，利用动能转化为电能，转化的电能可存储并供天线设备及其他用电设施使用，起到充分利用风能，节约能源消耗的作用。

Description

一种集风储能和通信一体化单管塔及管理控制系统
技术领域
本发明涉及通信管塔技术领域，具体涉及一种集风储能和通信一体化单管塔及管理控制系统。
背景技术
风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。风力发电是指把风的动能转为电能，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。
且目前正值5G的大规模建设时期，高铁旁、山区等位置需建设大量5G基站。5G基站采用的一般为单管塔结构，而上述位置均具有丰富的风力资源，但是却没有得到充分利用，导致了风力资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集风储能和通信一体化单管塔及管理控制系统，解决以上技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种集风储能和通信一体化单管塔，包括风机和杆塔，所述风机外侧设置有外壳，所述外壳上设有多个导流板，相邻两所述导流板之间留有间隙；
所述杆塔顶部固定设置有过渡平台，所述风机的外壳固定安装在所述过渡平台上，所述杆塔内部设置有爬梯，所述外壳上沿周向分布有多个爬梯，所述爬梯顶部固定设置有抱杆，所述抱杆用于挂载天线设备。
作为进一步的技术方案，所述风机顶部可拆卸固定有盖板，所述盖板的顶部设置有避雷针。
作为进一步的技术方案，所述杆塔包括两节塔杆，两节所述塔杆之间通过法兰螺栓固定连接，且所述杆塔的直径从下至上逐渐递减，位于下方的所述塔杆底部设置有地脚螺栓法兰，所述杆塔底部和顶部一侧均开设有人孔，供人员进出杆塔内部。
作为进一步的技术方案，所述外壳上设置有角度调节机构，所述角度调节机构用于调节所述导流板的偏转角度。
作为进一步的技术方案，所述角度调节机构包括：
转轴，所述导流板通过转轴转动安装在所述外壳上；
调节齿轮，所述调节齿轮固定设置在所述导流板的顶部，所述调节齿轮按方位划分成四个区域；
调节齿圈，所述调节齿圈设有两个，其中一个为内齿圈，另外一个为外齿圈；所述调节齿圈转动安装在所述外壳顶壁上，所述内齿圈与其中两相对区域的调节齿轮啮合，所述外齿圈与另外两相对区域的调节齿轮啮合；
驱动电机，所述驱动电机安装在所述外壳顶部，所述驱动电机上传动连接有驱动齿轮；
传动齿轮，两个所述传动齿轮均转动连接在所述外壳顶部，其中一个传动齿轮为内齿轮，另一个传动齿轮为外齿轮，所述内齿轮的高度高于所述外齿轮，且内齿轮的中部设置成光杆，所述驱动齿轮交替与内齿轮、外齿轮啮合传动；
电动伸缩柱，所述电动伸缩柱底端固定在所述外壳顶部，顶端与所述驱动电机连接，其用于带动驱动所述电机升降。
作为进一步的技术方案，所述杆塔底部设置有活动支撑机构，所述活动支撑机构用于对杆塔进行侧面支撑。
作为进一步的技术方案，所述活动支撑机构包括：
支撑件，所述支撑件设置成弧形结构，
底座，所述杆塔的底部固定设置有底座；
环形齿圈，所述底座上转动安装有环形齿圈，所述支撑件底端固定设置在所述环形齿圈上；
伺服电机，所述环形齿圈由伺服电机进行驱动，所述伺服电机安装在所述底座上；
环形圈，所述环形圈套设在所述杆塔顶部，且所述支撑件的顶端固定连接在所述环形圈的外侧壁上。
作为进一步的技术方案，所述支撑件倾斜设置，所述支撑件、杆塔和底座组成三角形支撑结构。
一种集风储能和通信一体化单管塔的管理控制系统，包括：
风向识别模块，所述风向识别模块用于实时获取风向信息；
风储能模块，所述风储能模块用于利用风力进行发电和储能；
通信模块，所述通信模块用于传输通信信号；
执行模块，所述执行模块包括导流调节单元和支撑调节单元，所述导流调节单元用于根据风向信息调节导流方向；所述支撑调节单元用于根据导流方向进行所述活动支撑机构支撑方位的调节。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过在杆塔的顶部安装圆筒式风机，从而利用导流板将气流倒入到圆筒式风机内部，推动叶片转动并带动风机内部设有的转子，作为动力产生机械装置，在风力的作用下转动，利用动能转化为电能，转化的电能可存储并供天线设备及其他用电设施使用，起到充分利用风能，节约能源消耗的作用；而在风机外壳上设置的爬梯和杆塔内部的爬梯，可供检修和安装人员进入塔体内部和风机处进行相应的检修和安装操作；而在顶部安装的避雷针可增强本发明的安全性能；
(2)本发明通过角度调节机构对导流板的角度进行调节，从而能够根据风向的不同实时调节导流方向，达到最大程度利用风能的目的；具体的，先启动电动伸缩柱带动驱动电机下降，使驱动齿轮下移到与外齿轮啮合的位置，此时驱动齿轮正好处于内齿轮中部的光杆区域，外齿轮带动外齿圈转动，外齿圈带动东西两个区域的调节齿轮同步转动，并通过外齿圈的转动角度以实现导流板不同的偏转角度，最终实现最大化的利用风能，获得最佳的风能利用率；
(3)本发明为底部的杆塔部分设置了获得活动支撑机构，利用活动支撑机构与角度调节机构进行同步性调节，当上方角度调节机构调节东西两个区域的导流板，从而进行相应的引流发电工作，而底部的活动支撑机构则在伺服电机的驱动下移动到西方进行对反向支撑，从而增强了杆塔的支撑强度，提高杆塔的抗风能力。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明风机的结构示意图；
图2为本发明中杆塔的机构示意图；
图3为本发明中角度调节机构的俯视图三维示意图；
图4为本发明中角度调节机构的三维示意图；
图5为本发明中内齿轮和外齿轮的位置示意图。
附图说明：1、风机；2、盖板；3、避雷针；4、导流板；5、转子；6、爬梯；7、抱杆；8、天线设备；9、杆塔；10、地脚螺栓法兰；11、人孔；12、过渡平台；13、外壳；14、角度调节机构；141、转轴；142、调节齿轮；143、内齿圈；144、外齿圈；145、驱动电机；146、驱动齿轮；147、内齿轮；148、外齿轮；149、电动伸缩柱；15、活动支撑机构；151、支撑件；152、底座；153、环形齿圈；154、伺服电机；155、环形圈。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，本发明为一种集风储能和通信一体化单管塔，
实施例1：
包括风机1和杆塔9，所述风机1外侧设置有外壳13，所述外壳13上设有多个导流板4，相邻两所述导流板4之间留有间隙；
所述杆塔9顶部固定设置有过渡平台12，所述风机1的外壳13固定安装在所述过渡平台12上，所述杆塔9内部设置有爬梯6，所述外壳13上沿周向分布有多个爬梯6，所述爬梯6顶部固定设置有抱杆7，所述抱杆7用于挂载天线设备8。
所述风机1顶部可拆卸固定有盖板2，所述盖板2的顶部设置有避雷针3。
所述杆塔9包括两节塔杆，两节所述塔杆之间通过法兰螺栓固定连接，且所述杆塔9的直径从下至上逐渐递减，位于下方的所述塔杆底部设置有地脚螺栓法兰10，所述杆塔9底部和顶部一侧均开设有人孔11，供人员进出杆塔9内部。
本实施例中，通过在杆塔9的顶部安装圆筒式风机1，从而利用导流板4将气流倒入到圆筒式风机1内部，推动叶片转动并带动风机1内部设有的转子5，作为动力产生机械装置，在风力的作用下转动，利用动能转化为电能，转化的电能可存储并供天线设备8及其他用电设施使用，起到充分利用风能，节约能源消耗的作用；而在风机1外壳13上设置的爬梯6和杆塔9内部的爬梯6，可供检修和安装人员进入塔体内部和风机1处进行相应的检修和安装操作；而在顶部安装的避雷针3可增强本发明的安全性能；
需要说明的是，风机1使用的是现有技术中的圆筒式风机1，配合外设的导流板4进行导流，实现发电的动作，风力发电为成熟技术，因此风机1内部结构在此不做详细描述。
实施例2：
所述外壳13上设置有角度调节机构14，所述角度调节机构14用于调节所述导流板4的偏转角度。所述角度调节机构14包括：
转轴141，所述导流板4通过转轴141转动安装在所述外壳13上；
调节齿轮142，所述调节齿轮142固定设置在所述导流板4的顶部，所述调节齿轮142按方位划分成四个区域；
调节齿圈，所述调节齿圈设有两个，其中一个为内齿圈143，另外一个为外齿圈144；所述调节齿圈转动安装在所述外壳13顶壁上，所述内齿圈143与其中两相对区域的调节齿轮142啮合，所述外齿圈144与另外两相对区域的调节齿轮142啮合；
驱动电机145，所述驱动电机145安装在所述外壳13顶部，所述驱动电机145上传动连接有驱动齿轮146；
传动齿轮，两个所述传动齿轮均转动连接在所述外壳13顶部，其中一个传动齿轮为内齿轮147，另一个传动齿轮为外齿轮148，所述内齿轮147的高度高于所述外齿轮148，且内齿轮147的中部设置成光杆，所述驱动齿轮146交替与内齿轮147、外齿轮148啮合传动；
电动伸缩柱149，所述电动伸缩柱149底端固定在所述外壳13顶部，顶端与所述驱动电机145连接，其用于带动驱动所述电机升降。
本实施例中，通过角度调节机构14对导流板4的角度进行调节，从而能够根据风向的不同实时调节导流方向，达到最大程度利用风能的目的；具体的，在使用时，根据现有技术中的风向识别单元获取风向信息，获取风向来自东南西北哪个方位，例如确定的风向为东风，则根据东风来选定东西两个区域的导流板4进行角度调节，启动电动伸缩柱149带动驱动电机145下降，使驱动齿轮146下移到与外齿轮148啮合的位置，此时驱动齿轮146正好处于内齿轮147中部的光杆区域，因此内齿轮147处于非传动状态，因此内齿轮147及相应导流板4区域保持不动；
外齿轮148带动外齿圈144转动，外齿圈144带动东西两个区域的调节齿轮142同步转动，并通过外齿圈144的转动角度以实现导流板4不同的偏转角度，最终实现最大化的利用风能，获得最佳的风能利用率；
需要说明的是：外齿圈144的齿部只设置有对应东西区域齿轮的两段，内齿圈143的齿部只设置有对应南北区域齿轮的两段，规避内齿圈143和外齿圈144传动干涉的情况发生。
实施例3：
所述杆塔9底部设置有活动支撑机构15，所述活动支撑机构15用于对杆塔9进行侧面支撑。所述活动支撑机构15包括：
支撑件151，所述支撑件151设置成弧形结构，
底座152，所述杆塔9的底部固定设置有底座152；
环形齿圈153，所述底座152上转动安装有环形齿圈153，所述支撑件151底端固定设置在所述环形齿圈153上；
伺服电机154，所述环形齿圈153由伺服电机154进行驱动，所述伺服电机154安装在所述底座152上；
环形圈155，所述环形圈155套设在所述杆塔9顶部，且所述支撑件151的顶端固定连接在所述环形圈155的外侧壁上。
所述支撑件151倾斜设置，所述支撑件151、杆塔9和底座152组成三角形支撑结构。
本实施例中，为底部的杆塔9部分设置了获得活动支撑机构15，利用活动支撑机构15与角度调节机构14进行同步性调节，例如在风向为东风时，上方角度调节机构14调节东西两个区域的导流板4，从而进行相应的引流发电工作，而底部的活动支撑机构15则在伺服电机154的驱动下移动到西方进行对反向支撑，从而增强了杆塔9的支撑强度，提高杆塔9的抗风能力；
具体的，伺服电机154带动自带的齿轮转动，该齿轮带动相啮合的环形齿圈153，环形齿圈153带动支撑件151进行圆周方向的转动位移，从而移动到设定的西方位置后，保持静止，且由于支撑、杆塔9和底座152三者形成三角形的支撑结构，因此支撑效果得到进一步增强。
一种集风储能和通信一体化单管塔的管理控制系统，包括风向识别模块，所述风向识别模块用于实时获取风向信息；
风储能模块，所述风储能模块用于利用风力进行发电和储能；
通信模块，所述通信模块用于传输通信信号；
执行模块，所述执行模块包括导流调节单元和支撑调节单元，所述导流调节单元用于根据风向信息调节导流方向；所述支撑调节单元用于根据导流方向进行所述活动支撑机构15支撑方位的调节。
本发明的工作原理：
本实施例中，通过在杆塔9的顶部安装圆筒式风机1，从而利用导流板4将气流倒入到圆筒式风机1内部，推动叶片转动并带动风机1内部设有的转子5，作为动力产生机械装置，在风力的作用下转动，利用动能转化为电能，转化的电能可存储并供天线设备8及其他用电设施使用，起到充分利用风能，节约能源消耗的作用；而在风机1外壳13上设置的爬梯6和杆塔9内部的爬梯6，可供检修和安装人员进入塔体内部和风机1处进行相应的检修和安装操作；而在顶部安装的避雷针3可增强本发明的安全性能；
还可通过角度调节机构14对导流板4的角度进行调节，从而能够根据风向的不同实时调节导流方向，达到最大程度利用风能的目的；具体的，在使用时，根据现有技术中的风向识别单元获取风向信息，获取风向来自东南西北哪个方位，例如确定的风向为东风，则根据东风来选定东西两个区域的导流板4进行角度调节，启动电动伸缩柱149带动驱动电机145下降，使驱动齿轮146下移到与外齿轮148啮合的位置，此时驱动齿轮146正好处于内齿轮147中部的光杆区域，因此内齿轮147处于非传动状态，因此内齿轮147及相应导流板4区域保持不动；
外齿轮148带动外齿圈144转动，外齿圈144带动东西两个区域的调节齿轮142同步转动，并通过外齿圈144的转动角度以实现导流板4不同的偏转角度，最终实现最大化的利用风能，获得最佳的风能利用率；
同时，为底部的杆塔9部分设置了获得活动支撑机构15，利用活动支撑机构15与角度调节机构14进行同步性调节，例如在风向为东风时，上方角度调节机构14调节东西两个区域的导流板4，从而进行相应的引流发电工作，而底部的活动支撑机构15则在伺服电机154的驱动下移动到西方进行对反向支撑，从而增强了杆塔9的支撑强度，提高杆塔9的抗风能力；
具体的，伺服电机154带动自带的齿轮转动，该齿轮带动相啮合的环形齿圈153，环形齿圈153带动支撑件151进行圆周方向的转动位移，从而移动到设定的西方位置后，保持静止，且由于支撑、杆塔9和底座152三者形成三角形的支撑结构，因此支撑效果得到进一步增强。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，包括风机(1)和杆塔(9)，所述风机(1)外侧设置有外壳(13)，所述外壳(13)上设有多个导流板(4)，相邻两所述导流板(4)之间留有间隙；
所述杆塔(9)顶部固定设置有过渡平台(12)，所述风机(1)的外壳(13)固定安装在所述过渡平台(12)上，所述杆塔(9)内部设置有爬梯(6)，所述外壳(13)上沿周向分布有多个爬梯(6)，所述爬梯(6)顶部固定设置有抱杆(7)，所述抱杆(7)用于挂载天线设备(8)。
2.根据权利要求1所述的集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，所述风机(1)顶部可拆卸固定有盖板(2)，所述盖板(2)的顶部设置有避雷针(3)。
3.根据权利要求2所述的集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，所述杆塔(9)包括两节塔杆，两节所述塔杆之间通过法兰螺栓固定连接，且所述杆塔(9)的直径从下至上逐渐递减，位于下方的所述塔杆底部设置有地脚螺栓法兰(10)，所述杆塔(9)底部和顶部一侧均开设有人孔(11)，供人员进出杆塔(9)内部。
4.根据权利要求3所述的集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，所述外壳(13)上设置有角度调节机构(14)，所述角度调节机构(14)用于调节所述导流板(4)的偏转角度。
5.根据权利要求4所述的集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，所述角度调节机构(14)包括：
转轴(141)，所述导流板(4)通过转轴(141)转动安装在所述外壳(13)上；
调节齿轮(142)，所述调节齿轮(142)固定设置在所述导流板(4)的顶部，所述调节齿轮(142)按方位划分成四个区域；
调节齿圈，所述调节齿圈设有两个，其中一个为内齿圈(143)，另外一个为外齿圈(144)；所述调节齿圈转动安装在所述外壳(13)顶壁上，所述内齿圈(143)与其中两相对区域的调节齿轮(142)啮合，所述外齿圈(144)与另外两相对区域的调节齿轮(142)啮合；
驱动电机(145)，所述驱动电机(145)安装在所述外壳(13)顶部，所述驱动电机(145)上传动连接有驱动齿轮(146)；
传动齿轮，两个所述传动齿轮均转动连接在所述外壳(13)顶部，其中一个传动齿轮为内齿轮(147)，另一个传动齿轮为外齿轮(148)，所述内齿轮(147)的高度高于所述外齿轮(148)，且内齿轮(147)的中部设置成光杆，所述驱动齿轮(146)交替与内齿轮(147)、外齿轮(148)啮合传动；
电动伸缩柱(149)，所述电动伸缩柱(149)底端固定在所述外壳(13)顶部，顶端与所述驱动电机(145)连接，其用于带动驱动所述电机升降。
6.根据权利要求1所述的集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，所述杆塔(9)底部设置有活动支撑机构(15)，所述活动支撑机构(15)用于对杆塔(9)进行侧面支撑。
7.根据权利要求6所述的集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，所述活动支撑机构(15)包括：
支撑件(151)，所述支撑件(151)设置成弧形结构，
底座(152)，所述杆塔(9)的底部固定设置有底座(152)；
环形齿圈(153)，所述底座(152)上转动安装有环形齿圈(153)，所述支撑件(151)底端固定设置在所述环形齿圈(153)上；
伺服电机(154)，所述环形齿圈(153)由伺服电机(154)进行驱动，所述伺服电机(154)安装在所述底座(152)上；
环形圈(155)，所述环形圈(155)套设在所述杆塔(9)顶部，且所述支撑件(151)的顶端固定连接在所述环形圈(155)的外侧壁上。
8.根据权利要求7所述的集风储能和通信一体化单管塔，其特征在于，所述支撑件(151)倾斜设置，所述支撑件(151)、杆塔(9)和底座(152)组成三角形支撑结构。
9.一种集风储能和通信一体化单管塔的管理控制系统，其特征在于，该管理系统适用于权利要求1-8中任意一项所述的集风储能和通信一体化单管塔，包括：
风向识别模块，所述风向识别模块用于实时获取风向信息；
风储能模块，所述风储能模块用于利用风力进行发电和储能；
通信模块，所述通信模块用于传输通信信号；
执行模块，所述执行模块包括导流调节单元和支撑调节单元，所述导流调节单元用于根据风向信息调节导流方向；所述支撑调节单元用于根据导流方向进行所述活动支撑机构(15)支撑方位的调节。
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