阅读说明：本技术 抗风减振的铁路风区段气象监测设备 (Wind-resistant vibration-damping railway wind section meteorological monitoring equipment ) 是由 赵仲新 杜波 周广利 肖军良 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗风减振的铁路风区段气象监测设备,其包括：基座；底座,其位于基座顶部；抗震机构,其包括多个滚珠和多个第一弹簧；壳体,其位于底座上方且通过第二弹簧与底座的顶面连接；测风机构,其包括万向球、配重块和风杯测风仪；多个弧形管体,其沿圆周方向间隔布设于所述壳体的下部。本发明通过设置减震机构、可随风倾斜的壳体,增强了监测系统的抗震、抗风性能,大大提高监测结果的精准度,本发明结构简单,具有较高的经济实用性。(The invention discloses a wind-resistant vibration-damping railway wind section meteorological monitoring device, which comprises: a base; the base is positioned on the top of the base; an anti-shock mechanism including a plurality of balls and a plurality of first springs; the shell is positioned above the base and is connected with the top surface of the base through a second spring; the wind measuring mechanism comprises a universal ball, a balancing weight and a wind cup wind meter; and the arc-shaped pipe bodies are arranged at intervals along the circumferential direction at the lower part of the shell. The anti-seismic and wind-resistant monitoring system is provided with the damping mechanism and the shell which can incline along with wind, so that the anti-seismic and wind-resistant performance of the monitoring system is enhanced, the accuracy of a monitoring result is greatly improved, and the anti-seismic and wind-resistant monitoring system is simple in structure and has higher economic practicability.)

抗风减振的铁路风区段气象监测设备

技术领域

本发明涉及气象监测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种抗风减振的铁路风区段气象监测设备。

背景技术

地区经济发展的其中最为关键的因素为交通的便利性，铁路为交通体系的重要环节之一，铁路是国民经济的大动脉，为带动各个地区的经济社会的发展，需要保证地区的铁路列车正常、安全的运行。

行车安全与实时气象有直接关系，尤其是风，大风会导致列车气动性能恶化，严重影响列车的横向稳定性，严重时将导致列车脱轨倾覆，由侧向风引发的行车安全事故在世界各国时有发生，给铁路运输安全、人民生命财产造成严重威胁。因此，需要再铁路风段区设置大风气象监测系统，实时检测列车侧风的风速和风力，为列车的安全运行发挥了重要的安全技术保障作用。现有的大风气象检测系统多存在抗震、抗风效果差，导致监测精度较低；另外当速度较快的高铁呼啸而过时，产生的瞬时震动力和风力对监测系统损坏较严重，导致工作人员需要频繁的更换监测系统，进而大大降低了大风气象监测系统的经济实用性。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种抗风减振的铁路风区段气象监测设备，其通过设置减震机构、可随风倾斜的壳体，增强了监测系统的抗震、抗风性能，大大提高监测结果的精准度，本发明结构简单，具有较高的经济实用性。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种抗风减振的铁路风区段气象监测设备，其包括：

基座，其顶面的中部向下凹陷形成第一凹槽，所述第一凹槽的底面和侧面均间隔布设有多个半球形的第二凹槽；

底座，其底部位于所述第一凹槽内，顶部位于所述基座的上方，所述底座的底面和侧面的下部均间隔布设有多个半球形的第三凹槽，一个第二凹槽对应设置一个第三凹槽；

抗震机构，其包括：

多个滚珠，其均位于所述第一凹槽和所述底座之间；一个第三凹槽对应设置一个滚珠，任一滚珠转动容纳于与其相对应的第二凹槽和第三凹槽之间；

多个第一弹簧，其均位于所述第一凹槽的底面和所述底座的底面之间，任一第一弹簧竖直设置，且其一端与所述第一凹槽的底面固接，另一端与所述底座的底面固接；

壳体，其位于所述底座的上方，所述壳体为内部中空的、竖直设置的圆柱体结构；所述壳体的顶面的中部向下凹陷形成半球形的第四凹槽，底面向上凹陷形成第五凹槽，所述第五凹槽的底面与所述底座的顶面通过竖直的第二弹簧固接；

测风机构，其位于所述壳体的顶部，所述测风机构包括底部转动嵌设于所述第四凹槽内的万向球、位于所述壳体内的配重块以及固设于所述万向球的顶部的风杯测风仪，所述配重块的顶部通过第一绳体与所述万向球的底部固接；

多个弧形管体，其沿所述壳体的圆周方向间隔布设于其下部；多个弧形管体成对设置，任一一对弧形管体沿所述壳体的轴线镜像对称，任一弧形管体的圆心位于所述壳体的轴线上，弧形管体的一端与所述壳体的圆周面的底部固接，另一端向上弯曲并通过连接杆与所述壳体的圆周面的中部固接，弧形管体两端封口且内部中空，弧形管体内部容纳有多个金属球，任一金属球可在与其相对应的弧形管体的内部滚动。

优选的是，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述底座内部中空；所述大风气象灾害监测系统还包括多个辅助机构，一对弧形管体对应设置一个辅助机构，任一辅助机构包括：

转轴，其水平位于所述底座内部，转轴和与其相对应的一对弧形管体的另一端的连线垂直，转轴的两端与所述底座的内壁转动连接，且转轴的其中一端与所述底座的内壁之间设有扭簧；

两个滑轮，其均位于所述壳体内部，且对称位于与其相对应的转轴的两侧；

两个第二绳体，一个弧形管体设置一个第二绳体，任一第二绳体的一端和与其相对应的弧形管体的一端固接，另一端缠绕经过与其相对应的滑轮，并和与其相对应的转轴固接，两个第二绳体的另一端分别与转轴的顶部和底部固接，且两个第二绳体均为张紧状态；

所有扭簧设置为：当所述壳体为竖直状态时，所有的扭簧为自然状态；当所述壳体为倾斜状态时，至少一个扭簧为拉伸状态。

优选的是，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述第一绳体的长度和配重块的高度之和小于所述壳体的半径。

优选的是，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述第四凹槽的顶部设有上下贯通的中空圆台状的固定件，其直径较大的第一底面与所述壳体的顶面固定，直径较小的第二底面的直径小于所述万向球的直径，所述万向球与所述第四凹槽之间设有多个光滑球体。

优选的是，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，多个转轴上下错开设置且互不干涉。

优选的是，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述底座和所述第一凹槽的剩余空间内填充有橡胶垫。

优选的是，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，任一滚珠为金属材质。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过设置可与底座弹性连接的壳体，使得壳体可随风倾斜，可基本消耗风对监测系统的冲击力，减少风对监测系统的应力，使得监测系统本体保持平稳，同时在测风仪底部设置配重块，使得测风仪不受壳体摆动的影响，保证测风仪的风杯水平转动，提高监测的精准度；进一步地在壳体的下部设置多个对称设置的弧形管体，弧形管体内部的金属球不仅可促进壳体的随风摆动，还可在风速和风力骤减，壳体复位时，消耗第二弹簧的惯性力，加快壳体复位，避免壳体在复位过程中，长时间的剧烈摆动，进一步提高监测系统的平稳性；

2、本发明还设置了多个辅助机构，一对弧形管体对应设置一个辅助机构，其通过第二绳体将一对弧形管体与同一个转轴连接，始终张紧的第二绳体不仅能够提高壳体的稳固性，还能够在扭簧作用下，可促进随风倾斜的壳体的快速复位，转轴在扭簧作用下的相对转动也可消耗部分第二弹簧的惯性力，进一步避免壳体在复位过程中，长时间的剧烈摆动。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明在一个是实施例中所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备结构示意图；

图2为本发明在另一个实施例中所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备结构示意图；

图3为本发明在另一个实施例中多个弧形管体和壳体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～3所示，本发明提供一种抗风减振的铁路风区段气象监测设备，其包括：

基座1，其顶面的中部向下凹陷形成第一凹槽11，所述第一凹槽11的底面和侧面均间隔布设有多个半球形的第二凹槽12；

底座2，其底部位于所述第一凹槽11内，顶部位于所述基座1的上方，所述底座2的底面和侧面的下部均间隔布设有多个半球形的第三凹槽21，一个第二凹槽12对应设置一个第三凹槽21；

抗震机构，其包括：

多个滚珠22，其均位于所述第一凹槽11和所述底座2之间；一个第三凹槽21对应设置一个滚珠22，任一滚珠22转动容纳于与其相对应的第二凹槽12和第三凹槽21之间；

多个第一弹簧23，其均位于所述第一凹槽11的底面和所述底座2的底面之间，任一第一弹簧23竖直设置，且其一端与所述第一凹槽11的底面固接，另一端与所述底座2的底面固接；

壳体3，其位于所述底座2的上方，所述壳体3为内部中空的、竖直设置的圆柱体结构；所述壳体3的顶面的中部向下凹陷形成半球形的第四凹槽31，底面向上凹陷形成第五凹槽32，所述第五凹槽32的底面与所述底座2的顶面通过竖直的第二弹簧33固接；

测风机构，其位于所述壳体3的顶部，所述测风机构包括底部转动嵌设于所述第四凹槽31内的万向球51、位于所述壳体3内的配重块52以及固设于所述万向球51的顶部的风杯测风仪53，所述配重块52的顶部通过第一绳体与所述万向球51的底部固接；

多个弧形管体4，其沿所述壳体3的圆周方向间隔布设于其下部；多个弧形管体4成对设置，任一一对弧形管体4沿所述壳体3的轴线镜像对称，任一弧形管体4的圆心位于所述壳体3的轴线上，弧形管体4的一端与所述壳体3的圆周面的底部固接，另一端向上弯曲并通过连接杆42与所述壳体3的圆周面的中部固接，弧形管体4两端封口且内部中空，弧形管体4内部容纳有多个金属球41，任一金属球41可在与其相对应的弧形管体4的内部滚动。

在上述技术方案中，本发明通过设置可与底座2弹性连接的壳体3，使得壳体3可随风倾斜，可基本消耗风对监测系统的冲击力，减少风对监测系统的应力，使得监测系统本体保持平稳，同时在测风仪53底部设置配重块52，使得测风仪53不受壳体3摆动的影响，保证测风仪53的风杯水平转动，提高监测的精准度；进一步地在壳体3的下部设置多个对称设置的弧形管体4，弧形管体4内部的金属球41不仅可促进壳体3的随风摆动，还可在风速和风力骤减，壳体3复位时，消耗第二弹簧33的惯性力，加快壳体3复位，避免壳体3在复位过程中，长时间的剧烈摆动，进一步提高监测系统的平稳性。

本发明基座1底部和设置吸盘或其他能够与地面稳固连接的支撑机构，将本发明的整体牢固的按照至铁路风区段预设的测风点；基座1与底座2通过多个滚珠22和多个第一弹簧23实现弹性连接，当因地震或列车经过产生的震动力时，多个滚珠22起到隔震作用，任一滚珠22可在第二凹槽12和第三凹槽21的区域内滚动，可卸掉震动力，减弱震动力对底座2及其上部的其他零部件的影响，具有较强的抗震效果；进一步的，任一滚珠22可在自身重力，沿第二凹槽12的弧形内壁，可自动复位，使得本发明的整体结构恢复至原始状态；

本发明的壳体3与底座2通过第二弹簧33弹性连接，当风速和风力达到一定值时，(风力大于弹簧的自身弹力)，第二弹簧33在风的吹动力下发生倾斜，并带动壳体3倾斜，如图2所示，将风的刚性冲击力转换为柔性的冲击力，避免风的过大的刚性冲击力对壳体3产生的严重损坏，大大减弱风对监测系统的破坏力；同时，通过在测风仪53下部设置配重块52，使得测风仪53始终保持正常的监测状态，不受壳体3倾斜的影响；进一步，在壳体3的下部设置多个弧形管体4，弧形管体4内可滚动的金属球41，具有一定的质量，在壳体3倾斜时，可带动弧形管体4的倾斜，位于接近风向的弧形管体4内的金属球41朝着壳体3倾斜的方向滚动，可促进壳体3的随风倾斜，当金属球41的滚动可卸掉部分侧应力，避免过大的瞬时风对弹簧和壳体3产生损坏；当风速和风力降低至低于一定值时，壳体3可在第二弹簧33的自身弹力恢复作用力下，转动至竖直状态，壳体3转动过程中，多个弧形管体4内的金属球41在自身重力作用下朝着弧形管体4的底部滚动，金属球41的滚动可消耗第二弹簧33的部分惯性力，避免第二弹簧33的惯性力过大，导致壳体3在复位过程中，长时间、剧烈的来回摆动，加快壳体3的复位，提高本发明的稳定性；

如图3所示，弧形管体4设置为4对，均匀设置在壳体3的下部，可满足任何风向的壳体3的倾斜；

实际应用中，可在壳体3的圆周面的上部设置温度监测机构、湿度监测机构等其他气象监测机构。

在另一种技术方案中，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述底座2内部中空；所述大风气象灾害监测系统还包括多个辅助机构，一对弧形管体4对应设置一个辅助机构，任一辅助机构包括：

转轴61，其水平位于所述底座2内部，转轴61和与其相对应的一对弧形管体4的另一端的连线垂直，转轴61的两端与所述底座2的内壁转动连接，且转轴61的其中一端与所述底座2的内壁之间设有扭簧；

两个滑轮62，其均位于所述壳体3内部，且对称位于与其相对应的转轴61的两侧；任一滑轮62与底座2的内壁连接；

两个第二绳体63，一个弧形管体4设置一个第二绳体63，任一第二绳体63的一端和与其相对应的弧形管体4的一端固接，另一端缠绕经过与其相对应的滑轮62，并和与其相对应的转轴61固接，两个第二绳体63的另一端分别与转轴61的顶部和底部固接，且两个第二绳体63均为张紧状态；任一第二绳体的另一端在与其相对应的转轴上缠绕有几圈，预留拉长的空间；

所有扭簧设置为：当所述壳体3为竖直状态时，所有的扭簧为自然状态；当所述壳体3为倾斜状态时，至少一个扭簧为拉伸状态。

在上述技术方案中，本发明还设置了多个辅助机构，一对弧形管体4对应设置一个辅助机构，其通过第二绳体63将一对弧形管体4与同一个转轴61连接，始终张紧的第二绳体63不仅能够提高壳体3的稳固性，还能够在扭簧作用下，可促进随风倾斜的壳体3的快速复位，转轴61在扭簧作用下的相对转动也可消耗部分第二弹簧33的惯性力，进一步避免壳体3在复位过程中，长时间的剧烈摆动。

图1～2中仅示出其中一对弧形管体和与其相对应的辅助机构，其余几对的弧形管体和各自相对应的辅助机构的位置排布和图中示出的位置关系一致，任一转轴和与其相对应的两个滑轮位于同一平面，任意两个相邻的转轴上下错开设置，应当互不干涉，互不影响；在壳体3竖直状态时，任一辅助机构的两个第二绳体63沿壳体3轴线镜像对称设置，扭簧为自然状态，以图2为例进行具体说明，图2所示当风朝着正左向吹时，风力达到一定值时，壳体朝着靠近左边的方向转动，第二弹簧被拉伸，所有的弧形管体跟随壳体一起向左转动，左右成对的其中一对弧形管体中的位于左边的一个弧形管体内的多个金属球，朝着左边滚动，于此同时，相对应的一对第二绳体中的位于右边的一个第二绳体被向上拉动，进而带动相对应的转轴转动，扭簧被拉伸；

当风力减弱或消失时，壳体在第二弹簧的弹力恢复作用力下，向右转动复位，弧形管体内的金属球在自身重力作用下复位；于此同时转轴在扭簧的弹力作用下，转动至起始位置，并将位于右边的一个第二绳体拉回至起始状态。

在另一种技术方案中，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述第一绳体的长度和配重块52的高度之和小于所述壳体3的半径。保证壳体3在随风转动过程中，配重块52与壳体3的侧壁不接触，避免配重块52对壳体3转动产生不必要的阻力。

在另一种技术方案中，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述第四凹槽31的顶部设有上下贯通的中空圆台状的固定件，其直径较大的第一底面与所述壳体3的顶面固定，直径较小的第二底面的直径小于所述万向球51的直径，所述万向球51与所述第四凹槽31之间设有多个光滑球体。保证万向球51与壳体3顶面的转动连接，万向球51在第四凹槽31内可任意方向，任意角度的转动，进而实现壳体3随风任意倾斜。多个光滑球体的设置，可减少万向球51和壳体3相对运动的摩擦力，提高壳体3随风摆动的灵活性。

在另一种技术方案中，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，多个转轴61上下错开设置且互不干涉。多个转轴61互不干涉、互不影响，保证各个转轴61的正常转动，进而保证壳体3随风倾斜的自由灵活性。

在另一种技术方案中，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，所述底座2和所述第一凹槽11的剩余空间内填充有橡胶垫。橡胶垫起到隔震、减噪的作用，进一步提高底座2与基座1之间连接的稳固性，提高本发明的耐久性和承载能力。

在另一种技术方案中，所述的抗风减振的铁路风区段气象监测设备，任一滚珠22为金属材质。实际应用中选用硬度较大的金属材质，金属材质的滚珠22可增强滚珠22的机械强度，延长使用寿命，提高监测系统本体的抗震性能。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。