阅读说明：本技术 智能实时自动避风广告牌 (Intelligent real-time automatic wind-sheltering billboard ) 是由 张凡 其他发明人请求不公开姓名 于 2019-04-11 设计创作，主要内容包括：本专利公开了一种智能实时自动避风广告牌,本专利采用展示幕布和展示叶片作为广告展示的载体,利用对展示幕布的镂空和展示叶片的旋转,使得在风力超出安全范围时,把广告牌的迎风面减到最小,从而保护了广告牌本体和支撑广告牌的结构。在叶片的结构上采样了流线型,在避风功能上,叶片驱动上采用自动旋转和被动自由旋转；在被动自由旋转时,离合器自动脱离的功能保证展示叶片的迎风面在任何情况下(包括失电情况)保持最小。(The patent discloses an intelligent real-time automatic billboard that keeps away wind, this patent adopt show curtain and show blade as the carrier of advertisement show, utilize fretwork and the rotation of show blade to the show curtain for when wind-force surpassed the safety range, reduce the windward side of bill-board to the minimum, thereby protected the bill-board body and supported the structure of bill-board. Streamline is sampled on the structure of the blade, and the blade is driven to automatically rotate and passively freely rotate on the wind shielding function; the function of the clutch, which automatically disengages when passively free-spinning, ensures that the windward side of the display blade is kept to a minimum under any circumstances, including loss of power.)

智能实时自动避风广告牌

技术领域

本发明涉及一种广告牌，尤其是一种能实时自动避风的广告牌。所述的广告牌包括：高速路旁的广告牌，城市高楼上的广告牌，电力或通讯塔顶或塔身上的广告牌，建筑物上的广告牌和一切由于它的安装位置会有风的流动以及由此风流动产生对广告牌本体和其支撑结构产生危害的广告牌。

背景技术

广告牌随处可见，只要有人活动的地方就有广告牌。为了突出广告牌的广告效应，广告牌往往会安装在一个易观察的高处。广告牌的大小决定了广告牌本身的重量。而广告效应通常希望广告牌的大小越大越好。

但是，由于广告牌一般都在高处，所以，当风速较大时，由于广告牌自身的面积大小，对广告牌本体和支撑广告牌的结构产生横向推力，从而对广告牌和支撑结构产生安全隐患。为了保证广告牌及其支撑结构的安全，往往只能把支撑结构做得很大，很牢固，从而引起了广告牌和支撑结构的总体重量和成本增加。在某些场合下，总体的重量是不能增加的：像楼顶上的广告牌，由于楼顶的结构不能改变，楼顶能够承重的重量是受限制的。

所以，广告牌受到风的推力产生的安全隐患所产生的后果是：

1）牺牲广告牌的大小，从而牺牲广告效果；

2）总体重量的增加；

3）广告牌和支撑结构的加固，从而引起整体成本的提高和安装难度的提高；

4）某些安装场合根本不能靠加固整体结构，增加整体重量来解决问题。

为了解决这些问题，一种智能的广告牌结构是解决问题的关键。

发明内容

本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能实时自动避风广告牌，包括广告牌框架，展示幕布，幕布驱动组件，展示幕布滚轴，展示叶片，叶片驱动组件，风力传感器，风向传感器，震动传感器，感光传感器和广告牌控制器。

上述的智能实时自动避风广告牌，其展示方案有两种：A展示幕布方案，和B展示叶片方案。展示幕布安装在广告牌框架里，幕布驱动组件安装在广告牌框架上通过展示幕布滚轴对展示幕布作上下滚动或水平滚动，组成A展示幕布方案；展示叶片通过叶片驱动组件安装在广告牌框架上作垂直或水平安装，组成B展示叶片方案；广告牌控制器安装在广告牌框架上。

上述的智能实时自动避风广告牌，所述的A展示幕布方案在风力超出安全范围时通过卷起幕布来镂空展示幕布，从而减少迎风面。所述的B展示叶片方案在风力超出安全范围时通过旋转展示叶片的迎风角来减少迎风面。

上述的智能实时自动避风广告牌，所述的叶片驱动组件由叶片旋转轴，电机+变速器， 电磁离合器，叶片位置传感器和叶片轴承组成。叶片驱动组件安装在广告牌框架上。

所述的电磁离合器在得电时耦合，在失电时脱离。在耦合状态时，电机可以驱动展示叶片，在脱离状态时，展示叶片可以绕自身叶片旋转轴被动自由旋转。所述的电磁离合器在失电时，不管是控制失电还是市电失电，电磁离合器靠重力自动把电机+变速器和叶片旋转轴脱离。

上述的B展示叶片方案，所述的展示叶片的驱动由一台电机+变速器对所有或多个叶片旋转轴进行共同驱动，每一个展示叶片的叶片旋转轴上装有同步皮带轮，每一个展示叶片与相邻的展示叶片之间用同步皮带连接，形成共同驱动模式；或一台电机+变速器对一个叶片旋转轴单独驱动，形成单独驱动模式。

上述的方案B展示叶片方案，所述的旋转展示叶片的迎风角是在电机+变速器的驱动下，根据风向传感器的反馈确定风的方向，对展示叶片做自动旋转调整，使得展示叶片的迎风面最小（7）。或所述的旋转展示叶片的迎风角是通过电磁离合器把电机+变速器和叶片旋转轴脱离，使得展示叶片在风力的作用下作被动自由旋转，从而自动把展示叶片的迎风面调到最小。

上述的智能实时自动避风广告牌，所述的展示幕布是由可以卷缩的材料制成，像布料，化纤薄膜的等；幕布的尺寸不大于广告牌框架的尺寸。

上述的智能实时自动避风广告牌，所述的幕布驱动组件是由电机和卷收轮组成；驱动组件安装在广告牌框架上。

上述的智能实时自动避风广告牌，所述的展示叶片是由铝合金或纤维薄板制成，每一个叶片垂直安装或水平安装；所述的展示叶片其截面形状是一个流线型，展示叶片两端有叶片旋转轴，叶片旋转轴在展示叶片的位置前后不对称，而且靠近展示叶片的前端，叶片旋转轴安装在广告牌框架上。

上述的智能实时自动避风广告牌，所述的风力传感器，风向传感器，震动传感器，感光传感器安装在广告牌框架上，和广告牌控制器相连。所述的广告牌控制器接受风力传感器，风向传感器，震动传感器的反馈，根据风力传感器，风向传感器的信号，算出风力的大小，和根据震动传感器测出的震动大小，对广告牌进行收起或调整迎风角动作；所述的感光传感器的反馈可以用来在夜里限制广告牌的内容切换或打开灯光。

上述的智能实时自动避风广告牌，所述的广告牌控制器由单片机组成。其功能是：实时监视风力，风向和震动。当风力在安全范围内时，卷送幕布或转动展示叶片来切换广告内容；当风力超出安全范围时，收起展示幕布使得幕布部分镂空，或旋转展示叶片使得展示叶片的迎风角最小。所述的广告牌控制器包括如下功能单元： 电源，传感器输入，电机驱动，电磁离合器驱动，MCU，通讯单元，LED显示。

本专利的有益效果是：广告牌控制器实时测量风速，风向和震动，当测量值超过安全范围时，通过A展示幕布方案和B展示叶片方案，把广告牌的迎风展示面积变到最小。其中，A展示幕布方案能把面积减少到零，B展示叶片方案虽然不能把迎风面减到零，但可以在很短的时间里完成迎风面的最小化。特别是B方案里的被动自由旋转功能能保证在整个广告牌系统失电的情况下，也能保证迎风面最小化，而且，响应速度在所有方案里是最快的。

当风速在安全安全范围里时，广告牌通过A展示幕布方案和B展示叶片方案，保持了普通广告牌的展示功能：切换多个广告内容。

通过这个专利技术，使得以前不能安装广告牌的结构上能安装广告牌。以前只能安装相对小面积广告牌的结构上可以安装更大的广告牌。许多由于风速很大或风速变化很快的地方不能安装广告牌的地方有了安装广告牌的可能。而且，广告牌的重量也比普通广告牌的重量轻。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明。

图1整体（A展示幕布方案）示意图；

图2整体（B展示叶片方案）示意图；

图3展示幕布镂空示意图；

图4展示叶片旋转示意图;

图5展示叶片截面示意图；

图6 展示叶片驱动组件的示意图；

图7多个展示叶片用同步皮带连接的示意图；

图8传感器位置示意图；

图9控制器功能框图。

图中：1. 广告牌框架，2. 展示幕布，3. 幕布驱动组件，4. 展示叶片，5. 叶片旋转轴，6. 电机+变速器， 7. 电磁离合器，8. 叶片位置传感器，9. 叶片轴承，10. 风力传感器，11. 风向传感器，12. 震动传感器，13. 感光传感器，14. 广告牌控制器，15. 电源，16.传感器输入，17. 电机驱动，18. 电磁离合器驱动，19. MCU，20. 通讯单元，21. LED显示，22. 同步皮带轮，23. 同步皮带，24. 叶片驱动组件， 25. 展示幕布滚轴。

具体实施方式

如图1所示A展示幕布方案的实施。广告的展示部分由上下两个展示幕布滚轴25和展示幕布2组成（也可以是左右两个展示幕布滚轴25）。上展示幕布滚轴25由幕布驱动组件3驱动旋转，幕布驱动组件3可以正转或反转来改变广告显示部分的内容。广告显示部分按照预先设置的时间间隔来改变内容。

图3中，当风力传感器10和风向传感器11检测出迎风面的风力大于预先设定的值时，上展示幕布滚轴25旋转把展示幕布2收起，使得广告牌框架1内的展示幕布2的面积镂空，把迎风面缩到最小，从而起到保护广告牌和支撑广告牌的结构的功能。当风力恢复到安全范围内后，展示幕布滚轴25把展示幕布2释放出来恢复广告功能。

如图2所示的B展示叶片方案实施。该方案通过展示叶片4来完成。把整个广告面积分给若干个展示叶片4。正常情况下，风力在安全范围内，每个展示叶片4要么正面显示（0度）或反面显示（180度），所有的展示叶片4集合构成一幅完成的广告画面，如图2所示。

当风力超出安全范围，如图4所示，展示叶片4开始转动，使得每个展示叶片的迎风面为最小，从而起到保护广告牌和支撑广告牌的结构的功能。当风力恢复到安全范围内后，展示叶片4旋转到0度或180度位置，恢复广告功能。

以上阐述的，在风力超出安全范围时，展示叶片4转动来保持迎风面最小的功能，采用两种方法来完成：

第一种方法是：在风力超出安全范围时，根据风向传感器11的反馈，确定风的方向，调整展示叶片4的迎风角，使得整体展示叶片4的迎风面最小。这种方法下，展示叶片4由电机+变速器6通过叶片旋转轴5来直接驱动旋转。叶片旋转轴5的旋转是自动旋转。

第二种方法是：在风力超出安全范围时，电机+变速器6和叶片旋转轴5的连接通过电磁离合器7脱离，使得展示叶片4在风力的带动下，被动自由旋转。如图5所示，由于展示叶片4的剖面是流线型结构和叶片旋转轴5的不对称布置，最终结果是：展示叶片4在风力的作用下作被动自由旋转，使得迎风面最小。这种情况下，每一片展示叶片4的迎风面都能保持最小。叶片旋转轴5的旋转是被动自由旋转。

第一种方法和第二种方法的不同在于电机+变速器6和叶片旋转轴5的配合是直接驱动（中间没有电磁离合器7）还是通过电磁离合器7驱动。第一种方法在调整迎风角时要借助于风向传感器11的检测。而第二种方法可以不借助于风向传感器11的检测。第二种方法的优点在于：即使是在广告牌失电的情况下，广告牌还能保持最小迎风面。

如上所述的两种方法，电机+变速器6对叶片旋转轴5的驱动可以有两种方法：一台电机+变速器6对叶片旋转轴5单独驱动（单独驱动），和一台电机+变速器6对所有叶片旋转轴5进行驱动（共同驱动）。

如图7所示，每一个展示叶片4的叶片旋转轴5上装有同步皮带轮22，每一个展示叶片4与相邻的展示叶片4之间用同步皮带23连接。在这种连接下，所有的展示叶片4成了一个整体同步旋转。电机+变速器6只要对其中一个展示叶片4驱动就能带动全体。而电机+变速器6通过电磁离合器7和叶片脱离后，全体展示叶片4一起作被动自由旋转。由于图的尺寸受限制，图中叶片之间的距离不按比例画出。

图6显示的是叶片驱动组件24的结构。叶片旋转轴5上装有电磁离合器7，叶片位置传感器8和叶片轴承9。电磁离合器7的作用是脱离和耦合电机+变速器6和叶片旋转轴5之间的连接。叶片位置传感器8的作用是检测当前展示叶片4的角度。

一旦电机+变速器6和叶片旋转轴5脱离后，在下一次的耦合过程中，如果是共同驱动，只要把展示叶片4的角度调到0度或180度就恢复了广告牌的展示功能。如果是单独驱动，每一台电机+变速器6对所对应的展示叶片4都调整到0度或180度就恢复了广告牌的展示功能。

以上的“单独驱动”和“共同驱动”不是绝对的。譬如，总共10片展示叶片的情况下，每两片作为一组，这两片之间是“共同驱动”，那么，整个广告系统里就有了5个“单独驱动”的单元，需要5个电机+变速器6。

如图8所示，广告牌上安装有风力传感器10，风向传感器11，震动传感器12，感光传感器13和广告牌控制器14。风力传感器10的作用是测量实时的风速。风向传感器11的作用是测量实时的风向。震动传感器12的功能是：在任何外力作用下（包括风力）广告牌开始摇晃时，广告牌可以收取，同时，给上层系统报警。

图9中是广告牌控制器14的功能框图。广告牌控制器14是安装在广告牌框架1上对整个广告牌进行实时控制的单元。其中包括：电源15，传感器输入16，电机驱动17，电磁离合器驱动18，MCU19，通讯单元20和LED21显示。

本专利说明书中提到的实施方法和案例只是为了叙述原理和发明特点的方便，其并不限制本专利在实际应用中的权利范围。本专利的权利范围也适用于在本专利原理和特点上所修改所产生的产品和应用。