一种基于风能导向的立杆防倾倒方法及装置

技术领域

本发明属于立杆防倾倒支撑技术领域，具体涉及一种基于风能导向的立杆防倾倒方法及装置。

背景技术

在一些风力较强的地区或者狂风暴雨等恶劣天气下，风力对着树木、电线杆杆体等立杆结构表面形成水平冲击力，而杆体发生倾斜的主要原因在于其表面遭受水平冲击力较大，导致杆体根基部分的土壤松动，失去作用。现有的一些防倾倒方法，主要采用加固基座的方法(例如：CN 107254985 B，CN 107237539B，CN 109779377B等)和辅助支撑的方法(例如：CN 107269091B，CN105155899A，CN 107313440 B等)，这些技术都没有考虑风向变化对于杆体倾倒问题的支撑与恢复方法，忽略了风能既是使得立杆倾倒的动力，也为防倾倒提供了有用的信息这一特性。

发明内容

本发明的第一个目的是为了解决现有技术中存在的问题，利用风能中风向和立杆倾倒角度两种信息，提出一种基于风能导向的立杆防倾倒方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于风能导向的立杆防倾倒方法，所述方法利用风的方向来调节立杆支撑力的位置和方向；当风力达到一定强度，超过了地基的支撑力，立杆倾斜时，支撑力的作用点正好在立杆需要支撑的位置，根据立杆的倾斜角度调整立杆支撑力的大小。

本发明的第二个目的是提供一种实现立杆防倾倒方法的装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种实现立杆防倾倒方法的防倾倒装置，包括导向元件、支撑元件、弹性元件和底座，所述导向元件和支撑元件均转动连接在立杆上，所述支撑元件位于导向元件的下端且两者固定连接，所述弹性元件竖直设置，其上端与支撑元件连接，下端通过滑轮与底座接触，所述底座固定在地面上。

进一步的，所述支撑元件与立杆的连接端为回转中心O，所述支撑元件的另一端为回转端A，所述弹性元件与支撑元件的回转端A连接。

进一步的所述弹性元件包括弹簧和支撑盘，所述弹簧的上端与支撑元件固定连接，下端与支撑盘固定连接，所述滑轮固定在支撑盘的下表面。

进一步的，所述弹性元件还包括滑动支撑杆，所述滑动支撑杆的下端与支撑盘固定连接，所述弹簧套设在滑动支撑杆上，所述支撑元件上竖直设置有通孔，所述滑动支撑杆套设在通孔内。

进一步的，所述导向元件与支撑元件通过竖直设置的连杆固定连接。

进一步的，所述导向元件包括风能导向架和风能导向板，所述风能导向架通过轴承与立杆外表面转动连接，所述风能导向板竖直固定在风能导向架上。

进一步的，所述风能导向板的横截面关于轴线OA对称，设横截面周向任一点到轴线OA的垂直距离为d，则2d<

优选的，所述风能导向架的数量为两个，所述风能导向板的上下两端分别固定在两个风能导向架上。

进一步的，所述底座为圆环形结构，所述立杆设置在底座的中心位置。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明所述的基于风能导向的立杆防倾倒装置根据风力风向动态调整支撑方向、支撑位置和支撑力大小；利用风能导向板与风向平行这一原理，调节支撑位置，使支撑力矩与风力构成的倾覆力矩方向相反；利用立杆倾倒角度来控制弹性元件支撑力的大小，所述装置结构简单，成本低。本发明所述的基于风能导向的立杆防倾倒方法采用逆风支撑的方法，降低了立杆对地面土壤密度和强度的要求，减少了立杆根部对土壤松动造成的影响，适合于农田、旷野等土质疏松地区。

附图说明

图1是本发明工作原理图；

图2是立杆防倾倒装置结构示意图；

图3是风能导向架结构示意图；

图4是支撑元件结构示意图；

图5是底座结构示意图。

图中，1、导向元件，2、支撑元件，3、弹性元件，4、底座，5、立杆，6、滑轮，7、连杆，11、风能导向架，12、风能导向板，31、弹簧，32、支撑盘，33、滑动支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图1-5和具体实施方式详细阐述本发明的技术方案。

本发明综合考虑树木、电杆、地面、风等要素，建立立杆防倾倒方法及装置，将立杆倾倒视为立杆受到有害影响，通过TRIZ理论建立(物体所受有害影响，压力)的矛盾模型，通过矛盾矩阵得到并选用TRIZ原理解：原理2(抽取)和原理6(变害为利)，充分利用风能中风向和立杆倾倒角度这两种信息资源，提出一种基于风能导向的立杆防倾倒方法和实现该方法的防倾倒装置。

具体实施方式一

一种基于风能导向的立杆防倾倒方法，所述方法利用风的方向来调节立杆5支撑力的位置和方向ɑ；当风力达到一定强度，超过了地基的支撑力，立杆5倾斜时，支撑力的作用点B正好在立杆5需要支撑的位置，根据立杆5的倾斜角度调整立杆5支撑力的大小。

具体实施方式二

一种实现具体实施方式一所述的立杆防倾倒方法的防倾倒装置，包括导向元件1、支撑元件2、弹性元件3和底座4，所述导向元件1和支撑元件2均通过轴承转动连接在立杆5上，所述支撑元件2位于导向元件1的下端且两者固定连接，所述弹性元件3竖直设置，其上端与支撑元件2连接，下端通过滑轮6与底座4接触，所述底座4固定在地面上。导向元件1在风力的作用下绕立杆5转动，滑轮6的设置使支撑元件2能够以立杆5为回转中心，在导向元件1的带动下沿圆周方向在底座4上滑动，同时还起到支撑的作用。

进一步的，所述支撑元件2与立杆5的连接端为回转中心O，所述支撑元件2的另一端为回转端A，所述弹性元件3与支撑元件2的回转端A连接。利用轴线OA始终与风向平行这一原理，调节ɑ角和支撑点B的位置。

进一步的，所述弹性元件3包括弹簧31和支撑盘32，所述弹簧31的上端与支撑元件2固定连接，下端与支撑盘32固定连接，所述滑轮6固定在支撑盘32的下表面。当风力过大，立杆5倾斜时，弹簧31对立杆5支撑力的方向与立杆5倾倒时重心的方向同轴异向，弹簧31对立杆5起到支撑的作用并根据立杆5的倾斜角度调整支撑力的大小；压力过大时，滑轮6过载破坏，支撑盘32下降与底座4接触，增大了支撑面。

进一步的，所述弹性元件3还包括滑动支撑杆33，所述滑动支撑杆33的下端与支撑盘32固定连接，所述弹簧31套设在滑动支撑杆33上，所述支撑元件2上竖直设置有通孔，所述滑动支撑杆32套设在通孔内。

进一步的，所述导向元件1与支撑元件2通过竖直设置的连杆7固定连接。

进一步的，所述导向元件1包括风能导向架11和风能导向板12，所述风能导向架11通过轴承与立杆5外表面转动连接，所述风能导向板12竖直设置并通过螺栓固定在风能导向架11上，所述支撑元件2通过连杆7固定在风能导向架11上。

进一步的，所述风能导向板12的横截面关于轴线OA对称，设横截面周向任一点到轴线OA的垂直距离为d，则2d<

进一步的，所述风能导向架11的数量为两个，所述风能导向板12的上下两端分别固定两个风能导向架11上。

进一步的，所述底座4为圆环形结构，所述立杆5设置在底座4的中心位置。圆环内外圆之间的平面为支撑面，所述底座4采用地脚螺钉固定在地面上。滑轮6与支撑面接触，防止土质疏松导致支撑不稳的情况发生。

当风冲击立杆5杆体时，同时作用于导向元件1的风能导向板12上，风能导向板12的结构可以使风能导向板12的对称轴方向始终平行于风向F。风能导向架11随着风能导向板12绕立杆5转动至立杆5背风一侧，风能导向架11带动支撑元件2绕立杆5同时转动至立杆5的背风一侧，支撑元件2带动弹性元件3和滑轮6，以立杆5为回转中心，做圆周运动至立杆5的背风一侧，从而达到调节支撑位置的目的。

上述具体实施方式只是对本发明的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本发明的精神实质，都视为对本发明的等同替换，都在本发明的保护范围之中。