一种多功能智慧电杆的制作方法

本发明涉及电线杆，特别涉及一种多功能智慧电杆。

背景技术：

1、电线杆是电力输送系统的重要组成部分，可实现电力线路的支撑架空和结构化布局，在台风多发地区，受台风脉动载荷影响，每年因台风引起的电杆倾倒问题十分突出，导致电力中断和短路起火，带来了严重的经济损失，为此我们设计一种多功能智慧电杆；

2、专利号为cn112096162a的中国专利公开了一种可改变自身重量分布的防风电线杆，包括电线杆本体、架线杆和固定架，所述固定架嵌套在所述电线杆本体的顶端，所述架线杆固定连接在所述固定架的外侧，所述电线杆本体开设有安装槽，所述安装槽内设有多处驱动机构，所述驱动机构连接有重量调节块，所述重量调节块的纵向截面为半圆形，所述驱动机构包括旋转座、旋转套筒、电机、支撑架和连接块，所述旋转套筒一端与靠近所述连接块的所述旋转座活动连接，另一端与所述电机相连接，所述电机固定连接在靠近所述支撑架的所述旋转座上。

3、但是上述申请在实际使用中，在电线杆受强风产生倾斜时，在电线杆底部各个压力传感器会产生数值上的差异，第一控制芯片接收到各个压力传感器的数据信息，接着第一控制芯片根据数据信息对各个电机发送控制指令，控制电机带动重量调节块进行旋转，改变内部的重量分布，使得重心偏移，首先现有技术需要多处驱动机构，每一处驱动机构均需要一个电机作为动力源，使得电线杆整体成本较高，其次仅仅通过改变电线杆的重心，在强风作用下，强风始终会对电线杆产生的推力不会发生变化，无法从根本上降低强风对电线杆的影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种多功能智慧电杆，以解决现有的防台风电线杆成本较高以及无法从根本上降低强风对电线杆的影响的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种多功能智慧电杆，包括电线杆装置以及设置在电线杆装置内的智能防强风控制系统，所述电线杆装置包括基座结构、连接座结构、杆体，所述连接座结构安装在所述基座结构上，所述杆体安装在所述连接座结构上，所述基座结构与所述连接座结构之间设有监测组件，所述杆体上设有防强风组件；

3、所述智能防强风控制系统包括监测模块、处理模块以及防强风模块，所述监测模块通过所述监测组件实时监测杆体倾斜数据，所述监测模块将所述倾斜数据实时反馈至所述处理模块，所述处理模块对所述倾斜数据进行分析并计算出所述杆体的倾斜角度以及倾斜方向，所述处理模块生成处理结果，所述防强风组件接收所述处理结果并控制所述防强风组件进行响应。

4、进一步地，所述杆体侧部等角度圆周阵列有固定块，所述固定块端部连接有限位绳，所述限位绳下端部设有锚块，所述锚块安装在地基上，所述限位绳下端部与所述锚块之间连接有拉力传感器，所述监测模块在工作前实时获取拉力传感器数据，当任意一个拉力传感器数据超出设定范围，所述监测模块自动开启工作。

5、进一步地，所述连接座结构侧壁开设有四个安装通孔，四个所述安装通孔等角度圆周阵列分布，所述监测组件包括连接在安装通孔内的第一波簧以及安装在所述第一波簧端部的压力传感器，所述压力传感器端部与所述基座结构内壁相互贴合。

6、进一步地，所述监测模块对四个压力传感器进行身份编号，分别为第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器以及第四压力传感器；所述监测模块首先以所述第一压力传感器轴向为x轴正方向、以第二压力传感器轴向为y轴正方向建立平面直角坐标系；所述监测模块实时获取第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器以及第四压力传感器的压力数据（f1、f2、f3、f4），监测模块将压力数据（f1、f2、f3、f4）反馈至处理模块，所述所示处理模块内建立处理函数g（f1、f2、f3、f4）=α；式中α为杆体（3）倾斜后在水平方向上的射影与所述第一压力传感器轴向的夹角。

7、进一步地，所述杆体倾斜方向包括：x轴正方向、第一象限、y轴正方向，第二象限、x轴负方向、第三象限、y轴负方向以及第四象限；所述处理函数g的运算过程如下：对（f1、f2、f3、f4）进行排序，选取数值第一大的力标记为ff，然后选取数值第二大的力标记为fs；若ff=f1；fs=f2=f4；则杆体倾斜方向为x轴正方向，则g（f1、f2、f3、f4）=0；若（ff、fs）为（f1、f2），即ff=f1、fs=f2或者ff=f2、fs=f1，则杆体倾斜方向为第一象限，则g（f1、f2、f3、f4）=arctan(f2/f1)；若ff=f2；fs=f1=f3；则杆体倾斜方向为y轴正方向，则g（f1、f2、f3、f4）=0.5π；若（ff、fs）为（f2、f3），即ff=f2、fs=f3或者ff=f3、fs=f2，则杆体倾斜方向为第二象限，则g（f1、f2、f3、f4）=arctan(f3/f2)+0.5π；若ff=f3；fs=f2=f4；则杆体倾斜方向为x轴负方向，则g（f1、f2、f3、f4）=π；若（ff、fs）为（f3、f4），即ff=f3、fs=f4或者ff=f4、fs=f3，则杆体倾斜方向为第三象限，则g（f1、f2、f3、f4）=arctan(f4/f3)+π；若ff=f4；fs=f3=f1；则杆体倾斜方向为y轴负方向，则g（f1、f2、f3、f4）=1.5π；若（ff、fs）为（f4、f1），即ff=f4、fs=f1或者ff=f1、fs=f4，则杆体倾斜方向为第四象限，则g（f1、f2、f3、f4）=arctan(f1/f4)+1.5π；最终计算出g（f1、f2、f3、f4）=α；（0≤α≤2π）；处理模块生成处理结果是杆体倾斜方向为所述杆体竖直方向上的射影与x轴的夹角α，则角度α为风吹向，所述防强风模块接收处理结果并控制所述防强风组件进行响应。

8、进一步地，所述防强风组件包括套设在杆体外部的导流罩，所述导流罩横截面呈菱形结构，所述导流罩棱边做圆弧处理，所述导流罩为分段式结构，相邻所述导流罩分段连接处设有轨道条，所述轨道条端部在导流罩分段处上下滑动，所述杆体侧板连接有安装杆，所述安装杆位于所述轨道条内部；所述杆体顶端还设有用于驱动所述导流罩转动的驱动电机。

9、进一步地，所述基座结构包括四个预制件，四个所述预制件横截面呈90°扇形结构，四个所述预制件组成一个完整的梯台状基座。

10、进一步地，所述连接座结构包括球形块、连接柱以及连接块，所述球形块位于所述球槽内部，所述球形块外壁与所述球槽内壁相互贴合，所述连接柱直径小于所述柱槽直径，所述连接块连接在所述连接柱顶部。

11、进一步地，每个所述预制件上端开设有条形腔，所述条形腔端部堆成设有轨道槽，所述轨道槽内部有第一弧形座，所述条形腔内部设有第一液压伸缩杆，所述第一液压伸缩杆输出端设有第二液压伸缩杆，所述第二液压伸缩杆输出端设有备用弧形座，所述备用弧形座与所述轨道槽相互适配，所述备用弧形座以及所述第一弧形座内臂均设有第二波簧，所述第二波簧端部设有备用弧形块，所述弧形块均能够与连接柱外壁相互贴合。

12、进一步地，所述预制件由对应形状的不锈钢壳体配合钢筋框架以及混凝土一体浇筑而成，所述球形块以及连接柱由对应形状的不锈钢壳体配合钢筋框架以及混凝土一体浇筑而成。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、1、本发明中，通过设置监测组件、防强风组件以及智能防强风控制系统，监测模块通过监测组件实时获取四个压力传感器的压力数据（f1、f2、f3、f4），监测模块将压力数据进行处理，计算出杆体倾斜方向与在水平面上与第一压力传感器之间的角度α，就是杆体在竖直方向上的射影与在水平面上与第一压力传感器之间的角度α，由于导流罩横截面呈菱形结构，且导流罩的棱边做圆弧处理，防强风组件的响应过程中，驱动电机为伺服电机，驱动电机带动驱动柱转动α度，使得导流罩尖端朝向杆体倾斜方向，导流罩另一尖端朝向风向，整体呈菱形结构棱边做圆弧处理的导流罩对强风进行导流，减小强风作用在杆体上的风压，最终使得杆体能够防强风，且导流罩在智能防强风控制系统的控制下能够实时跟随风向，使得杆体能够抵抗任意方向的强风。

15、2、本发明中，预制件由对应形状的不锈钢壳体配合钢筋框架以及混凝土一体浇筑而成，球形块以及连接柱同样由对应形状的不锈钢壳体配合钢筋框架以及混凝土一体浇筑而成，连接块为钢材质，连接块根部在混凝土浇筑前放置在不锈钢壳体内部且与钢筋框架焊接，在进行基座结构与连接座结构安装时，首先在需要安装电线杆的位置处挖出基坑，然后将两个预制件放置在基坑中，并通过水平尺工具保证两个预制件水平，然后吊装连接座结构，将球形块放置在半球槽内部，使得球形块外壁与半球槽内壁相互贴合，然后将其余两个预制件逐一放置在基坑中，使得球形块完全位于整个球槽内部，最后在完整的三阶梯台状基座上进行封土，使得连接柱以及连接块露出土面，通过将四个预制件组装成一个完整的三阶梯台状基座，通过装配式组装，与以往的现浇基座相比，大大提高了安装电线杆的速度。

16、3、本发明中，基座组件以及连接做组件均由装配式预制而成，杆体内部顶端仅仅设置一个伺服电机，且在杆体外部套设一个导流罩，配合四个压力传感器，使得本装置生产成本低，且通过打开防水板就能够对压力传感器进行维修更换，使得本装置后期维护成本低。

17、4、本发明中，由于球形块在四个预制件拼接的球形槽内部活动，球形块与球形槽的接触面为不锈钢，与裸露的混凝土相比保证了接触面之间的耐磨性，进而保证了球形块在球形槽内活动的稳定性，通过设置第二波簧以及弧形块，第二波簧能够实现在杆体出现角度倾斜时进行缓冲，在杆体受到强风压力冲击时，第二波簧会改变形状，从而吸收和储存部分能量，防止杆体瞬间产生过大的变化，形成缓慢的回弹效果，这样可以使杆体在一段时间内保持相对平稳的运动状态，避免过度反应和损坏，第二波簧实现缓冲的过程是将动能转换为弹性势能的过程，当杆体停止运动时，杆体又会将储存的能量释放出来，使杆体以相对平稳的速度回到初始位置，本发明，在杆体受到强风压力冲击时，球形块在球形罩内部转动，同时通过弧形块挤压第二波簧，第二波簧能够实现在杆体出现角度倾斜时进行缓冲，避免杆体直接出现倾倒，由于每个预制件上端内臂设有第二波簧，实现能够对杆体朝任意方向的倾斜进行缓冲，进一步提高杆体的防强风效果。