一种基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统

文档序号:588255 发布日期:2021-05-25 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统 (Cultural relic protection intelligent lifting lightning rod system based on electric field monitoring ) 是由 徐达军 余秋实 金通 朱方林 闵艳 于 2020-12-31 设计创作,主要内容包括:本发明适用于避雷针技术领域,提供一种基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统,包括电场监测传感器,还包括安装于建筑物内部的支撑架、导轨架和升降台,升降台外周有导向滚轮,升降台顶部中央有向上突起的固定台和弹性挤压圈,固定台向上固定有支撑筒,撑筒内有升降杆,升降杆顶部转轴连接有自动翻转支座,支座上固定有圆杆,圆杆顶部安装有避雷针。当电场数据变化达到触发阈值范围时,开启密封门,上升并展开避雷针,完成避雷针架设;当经过预期时间且电场数据小于触发阈值后,自动收起避雷针,因此在正常情况下,避雷针是隐藏在建筑内,不影响文物建筑附近的景象,同时也延长了避雷针的使用寿命。(The invention is suitable for the technical field of lightning rods, and provides a cultural relic protection intelligent lifting lightning rod system based on electric field monitoring, which comprises an electric field monitoring sensor, a support frame, a guide rail frame and a lifting platform, wherein the support frame, the guide rail frame and the lifting platform are arranged in a building, a guide roller is arranged on the periphery of the lifting platform, an upward protruding fixing platform and an elastic extrusion ring are arranged in the center of the top of the lifting platform, a support cylinder is upwards fixed on the fixing platform, a lifting rod is arranged in the support cylinder, a rotating shaft at the top of the lifting rod is connected with an automatic overturning support, a round rod is fixed on the support, and a lightning. When the change of the electric field data reaches the range of the trigger threshold value, opening the sealing door, ascending and unfolding the lightning rod to complete the erection of the lightning rod; when expected time passes and the electric field data are smaller than the triggering threshold value, the lightning rod is automatically folded, so that under normal conditions, the lightning rod is hidden in a building, the scene near the cultural relic building is not influenced, and meanwhile, the service life of the lightning rod is prolonged.)

一种基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统

技术领域

本发明属于避雷针技术领域,尤其涉及一种基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统。

背景技术

避雷针一般固定安装于建筑物顶部,通过引下线将电流引至大地。对于文物保护场合,避雷针一般不建议安装于文物建筑上,否则会对文物建筑造成不可修复的损坏。因此在文物保护场合,一般是将避雷针安装于附近非保护文物的建筑上,如果文物保护区办公房楼顶。

由于一般文物位于旅游区,旅游区都会吸引游客拍照,特别是文物建筑附近区域是拍照热点区域。如果避雷针固定安装在文物建筑附近,则避雷针会明显影响照片拍摄,同时高耸的避雷针和文物建筑的自然景象也不和谐。因此可以在正常情况下将避雷针隐藏,在出现雷电天气时,将避雷针升起,这样可以解决此问题。

发明内容

鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统,旨在解决现有在文物保护区避雷针固定安装方式不和谐的技术问题。

本发明采用如下技术方案:

所述基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统,包括安装于建筑物顶板的电场监测传感器,还包括安装于建筑物内部的支撑架,所述支撑架和建筑物顶板之间矩形分布的导轨架,所述导轨架之间安装有可沿导轨架上下移动的升降台,所述升降台外周有导向滚轮,所述导向滚轮位于对应的导轨架上,所述升降台左右两侧还竖直固定有齿轮杆,所述升降台上左右设有与齿轮杆啮合的驱动齿轮,所述升降台内设有用于驱动所述驱动齿轮同步转动的驱动机构,所述升降台顶部中央有向上突起的固定台,所述固定台外周有一圈弹性挤压圈,所述建筑物顶板开有与所述固定台匹配的通孔,所述通孔顶部有一圈挡水圈,所述建筑物顶板上还安装有自动开启关闭的密封门,所述固定台向上固定有支撑筒,所述支撑筒内有升降杆,所述升降台内设有与所述支撑筒连接的气动泵,所述升降杆顶部转轴连接有自动翻转支座,所述自动翻转支座上固定有圆杆,所述圆杆顶部安装有避雷针,所述支撑架下发设置有自动收线箱和换向轮组,所述避雷针通过圆杆引出有引下线,所述引下线穿过固定台、升降台,并绕过所述换向轮组连接至所述自动收线箱,所述自动收线箱侧壁穿过建筑物外墙引出有连接至地的接地线。

进一步的,所述支撑筒侧壁以及贯穿固定台、升降台位置均设有绝缘保护套,所述引下线穿过所述绝缘保护套,所述支撑筒侧壁的绝缘保护套顶部有防水套。

进一步的,所述升降台移动到最高位置时,固定台顶面高于挡水圈顶面,所述挡水圈外周还有一圈坡面。

进一步的,所述齿轮杆固定于同侧导轨架之间。

进一步的,每根导轨架上还安装有电动插销。

进一步的,所述驱动机构包括驱动电机,所述驱动电机的输出轴有螺旋杆,所述升降台内有横向布置的转杆,转杆中间有中间齿轮,所述螺旋杆与中间齿轮啮合,所述转杆两端有小螺旋段,所述小螺旋段与对应的驱动齿轮啮合。

进一步的,所述支撑架上且位于升降台底部中心位置设有缓冲垫。

进一步的,所述升降杆靠近顶部位置有固定侧架,所述引下线分成固定段和活动段,其中固定段一端连接至固定侧架上,另一端穿入圆杆连接至避雷针,活动段位于高处一端连接在固定侧架上且与固定段连通。

本发明的有益效果是:本发明通过实时收集大气电场数据,在雷电前夕,大气中电场数据会出现明显变化,可以根据监测电场数据预测是否有雷电来袭,本发明避雷针隐藏在建筑中,顶部有密封门,当电场数据变化达到触发阈值范围时,开启密封门,上升并展开避雷针,完成避雷针架设;当经过预期时间且电场数据小于触发阈值后,自动收起避雷针,因此在正常情况下,避雷针是隐藏在建筑内,不影响文物建筑附近的景象。

附图说明

图1是避雷针位于建筑内的系统结构图;

图2是避雷针是升起后的系统结构图;

图3是升降台部分的局部放大图;

图4是升降杆顶部的局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。

图1、2示出了本发明实施例提供的电场监测的文物保护智能升降避雷针系统的结构,为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1-4所示,所述基于电场监测的文物保护智能升降避雷针系统包括安装于建筑物顶板的电场监测传感器1,还包括安装于建筑物内部的支撑架2,所述支撑架2和建筑物顶板之间矩形分布的导轨架3,所述导轨架3之间安装有可沿导轨架上下移动的升降台4,所述升降台4外周有导向滚轮41,所述导向滚轮41位于对应的导轨架3上,所述升降台左右两侧还竖直固定有齿轮杆5,所述升降台上左右设有与齿轮杆5啮合的驱动齿轮42,所述升降台内设有用于驱动所述驱动齿轮同步转动的驱动机构,所述升降台4顶部中央有向上突起的固定台6,所述固定台6外周有一圈弹性挤压圈61,所述建筑物顶板开有与所述固定台匹配的通孔,所述通孔顶部有一圈挡水圈62,所述建筑物顶板上还安装有自动开启关闭的密封门63,所述固定台6向上固定有支撑筒7,所述支撑筒内有升降杆71,所述升降台内设有与所述支撑筒连接的气动泵43,所述升降杆71顶部转轴连接有自动翻转支座72,所述自动翻转支座上固定有圆杆73,所述圆杆73顶部安装有避雷针8,所述支撑架2下发设置有自动收线箱9和换向轮组91,所述避雷针8通过圆杆引出有引下线81,所述引下线81穿过固定台6、升降台4,并绕过所述换向轮组91连接至所述自动收线箱9,所述自动收线箱9侧壁穿过建筑物外墙引出有连接至地的接地线92。

本系统工作原理如下:

正常情况下(没有雷电的天气),避雷针隐藏于建筑物内,避雷针表面不会沉积污物,而且在建筑物内也便于保养和维护。电场监测传感器安装于建筑物顶部,该传感器装置可以实时检测文物保护建筑附近的大气电场数据,本实施例中,避雷针的升降由监测得到的大气电场数据决定。

在雷电天气前夕,大气电场数据会有明显变化,可以设置一个触发阈值,当监测数据持续大于触发阈值时,就可以触发控制升起避雷针,当监测数据持续小于触发阈值时,就可以触发降下避雷针。

建筑顶部楼板开有通孔,通孔上有一圈挡水圈,在正常情况时密封门盖住通孔并与挡水圈形成密封结构,避免雨水从通孔渗漏。当需要升起避雷针时,自动开启密封门,然后升降台的驱动机构工作。本实施例中,所述驱动机构包括驱动电机44,所述驱动电机44的输出轴有螺旋杆45,所述升降台4内有横向布置的转杆46,转杆46中间有中间齿轮47,所述螺旋杆45与中间齿轮47啮合,所述转杆46两端有小螺旋段,所述小螺旋段与对应的驱动齿轮42啮合。驱动电机驱动螺旋杆转动,通过螺旋杆和中间齿轮的啮合关系,驱动中间齿轮、转杆转动,而转杆两端是小螺旋段,同样通过小螺旋段和驱动齿轮的啮合关系,可以实现驱动两个驱动齿轮同步转动。

本实施例中,所述齿轮杆固定于同侧导轨架之间,导轨架总共有四根,左右各两根,而齿轮杆有两根,分别位于两侧,即同侧有两根导轨架和一根齿轮杆。齿轮杆的内侧边有齿条,且驱动齿轮和齿条啮合,升降台的导向滚轮有两层,每层4个,与四根导轨架对应,在导向滚轮和导轨架的限位作用下,升降台可以顺利自由上下升降移动。

当升降台上升到最高位置后,弹性挤压圈和楼板挤压形成密封结构,并且楼板通孔的直径和固定台相匹配,并且升降台移动到最高位置时,固定台顶面高于挡水圈顶面,这样便于雨水顺着固定台和挡水圈外流,优选的,所述挡水圈62外周还有一圈坡面64,以便于雨水流出。另外,在通孔内侧或者固定台外侧可以设置密封圈,以提高固定台和通孔之间的密封效果。

本结构中,每根导轨架3上还安装有电动插销31。升降台在最高位置时,导轨架上有插销孔,电动插销可以正好插入至下层导向滚轮的下底面,电动插销起到支撑作用,保证升降台的稳定性。

升降杆在支撑筒内采用气动方式控制是升降,气动泵充气放气控制即可实现升降杆的上升下降操作。升降杆上升到最高位置后,自动翻转支座和圆杆、避雷针整体完整180度翻转,使得避雷针竖直向上。支座的转动驱动方式本实施例不做具体限定,在本实施例中,升降杆顶部为翻转舵机,自动翻转支座安装至翻转舵机的驱动轴上。当然也可以采用气缸、连杆的驱动方式,均在本发明保护范围内。

避雷针有引下线,圆杆为中空管,从避雷针引出引下线,穿过圆杆,然后从圆杆侧壁伸出,所述支撑筒7侧壁以及贯穿固定台6、升降台4位置均设有绝缘保护套93,所述引下线81穿过所述绝缘保护套93,所述支撑筒侧壁的绝缘保护套顶部有防水套。作为一种优选结构,所述升降杆71靠近顶部位置有固定侧架74,所述引下线81分成固定段和活动段,其中固定段一端连接至固定侧架74上,另一端穿入圆杆73连接至避雷针,活动段位于高处一端连接在固定侧架74上且与固定段连通。此结构中固定侧架作为引下线的中间过渡结构,固定侧架和圆杆之间的引下线不会拉力,不影响避雷针翻转。由于固定段的引下线最终连接至自动收线箱,当避雷针开始下降时,自动收线箱开始收线,收线过程中会对引下线产生一定拉力,因此通过设置固定侧架可以提供连接基础,避雷影响避雷针翻转。

当升降台下降至最低位置,所述支撑架2上且位于升降台4底部中心位置设有缓冲垫21,缓冲垫起到缓冲升降台的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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