CN104094811A - 园林树木双向双刚度弹性支撑 - Google Patents

园林树木双向双刚度弹性支撑 Download PDF

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Abstract

一种园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，设置一撑头(1)、一撑杆和一底座(4)；撑杆包括一中空撑杆(21)、中空套杆一(22)、中空套杆二(23)和拉杆(24)，中空撑杆(21)顶部与撑头(1)连接，底部与中空套杆一(22)顶部相连，中空套杆一(1)套设在中空套杆二(22)外，拉杆依次穿过中空套杆一顶部中心穿孔和中空套杆二顶部中心穿孔，同轴贯穿在中空撑杆、中空套杆一和中空套杆二内，拉杆(24)顶端和底端分别设有限位止挡部(25)；拉杆在两穿孔之间夹持有伸缩弹簧一；在中空套杆二的中心穿孔和底端止挡部之间夹持有伸缩弹簧二。本发明支撑可满足树木能够在上、下、左、右、前、后自由摆动，同时又能通过限制摆幅或位移，对树木破坏起到防护作用。

Description

园林树木双向双刚度弹性支撑
技术领域
本发明涉及园林林木养护，具体地说是一种园林树木双向双刚度弹性支撑。
背景技术
古树名木是有生命的珍贵文物，也是不可再生的资源。我国的古树名木资源十分丰富，但随着岁月流逝，很多古树名木经历过数百年风雨的洗礼之后都存在不同程度的安全隐患，在遭到暴风雨雪等恶劣气候的情况下就有可能发生断裂倒伏，不仅损毁了珍贵的古树名木，还会对行人、游客的生命安全造成危害，因此需要对树体结构有安全隐患的树木做必要的支撑防护。
但目前普遍采用的做法是给有安全隐患的树木安装固定支撑，这种做法很不科学。因为树木是有生命体，具有自适应、自我平衡的能力。当树立木受到风力雪载作用时，其枝、干原先的平衡遭到破坏，附加的应力或促使形成层活动，使树体在高应力部位增粗增强，或抑制生长，以维持树体机械结构的合理性。如果选用固定撑杆，树木会将撑杆当作其树体结构的一部分，并依赖支撑向外生长。由于长期受到固定约束，树木不能够在中小风中自由摇摆，不利于树木自适应生长和自我增强，一旦移去固定支撑，树体自身就失衡了。如果选用弹性支撑杆，会使树体在风力雪载作用下，既能因受应力刺激而产生自适应自增强行为，同时又不会因受变形过大而遭受破坏。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足之处，本发明提供一种园林树木双向双刚度弹性支撑。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
园林树木双向双刚度弹性支撑，其特点在于，设置
一撑头，所述撑头用于从底部向上支撑树干；
一撑杆，所述撑杆包括一中空撑杆、顶部设有中心穿孔的中空套杆一、顶部设有中心穿孔的中空套杆二和拉杆，所述中空撑杆顶部与撑头连接，底部与中空套杆一顶部相连，所述中空套杆一套设在中空套杆二外与中空套杆二套接，所述拉杆由上至下依次穿过中空套杆一中心穿孔和中空套杆二中心孔，同轴贯穿在中空撑杆、中空套杆一和中空套杆二内，所述拉杆顶端和底端分别设有限位止挡部；所述拉杆外周在中空套杆一的中心穿孔和中空套杆二的中心穿孔之间夹持有伸缩弹簧一；所述拉杆外周在中空套杆二的中心穿孔和底端止挡部之间夹持有伸缩弹簧二；以及
一底座，所述底座用于固定撑杆，所述底座与中空套杆二的底部呈360°摆动连接。
本发明特点还在于：
所述伸缩弹簧一由上至下包括弹性系数为K1的弹簧一和弹性系数为K2的弹簧二；所述弹簧一和弹簧二之间设有弹簧隔圈；所述弹性系数K1小于K2。
所述伸缩弹簧二由上至下包括弹性系数为K2的弹簧三和弹性系数为K1的弹簧四；所述弹簧三和弹簧四之间设有弹簧隔圈；所述弹性系数K1小于K2。
所述中空套杆一和中空套杆二的顶部均设有螺纹连接的带有中心穿孔的弹簧顶盖，所述撑杆的底部与弹簧顶盖可拆卸螺纹连接。
所述撑头与撑杆之间设有用于监测树干受力状况的力传感器。
所述底座设有球形转槽，所述中空套杆二的底部连接有球形支承杆，所述球形支承杆的球头与球形转槽360°摆动配合。
所述球形支承杆的顶部为螺杆，所述中空套杆二底部内壁设有与螺杆配合连接的内螺纹。
所述撑头包括一部半圆形支撑部以及一柔性箍带，所述柔性箍带可拆卸连接半圆形支撑部的两端形成撑头对树干径向包围一周。
所述撑头与树干之间设有镂空橡胶圈。
所述拉杆顶端和底端的限位止挡部与拉杆螺纹配合。
所述球形转槽上方设有倒椎形敞口，所述中空套杆二的底部螺纹连接有与倒椎形敞口配合的用于限制撑杆摆幅的可调节限制螺圈。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
(1)本发明支撑可满足树木能够在上、下、左、右、前、后自由摆动，同时又能通过限制摆幅或位移，对树木破坏起到防护作用。
(2)本发明支撑弹簧缓冲结构设计独特，具有野外防雨、防冻结效果，并且采用二个不同刚度的弹簧缓冲设计，可使树木能够在不同风力雪载下获得摆动和缓冲作用。
(3)本发明在支撑杆上安装力传感器，测试风力雨雪对树体的作用力大小和作用规律，用于树木的强度分析和其它科学研究。
(4)本发明支撑头与树杆之间采用镂空橡胶垫接触，既可避免损伤树皮，又可透气防霉。
(5)本发明设计有升降螺杆，方便调节撑头和树杆最佳接触位置。
(6)本发明拆装方便，可以根据需要增减杆长和更换弹簧刚度。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中标号：1撑头、11半圆形支撑部、12柔性箍带、21中空撑杆、22中空套杆一、23中空套杆二、24拉杆、25限位止挡部、26弹簧一、27弹簧二、28弹簧隔圈、29弹簧三、30弹簧四、31弹簧顶盖、4底座、41球形转槽、5力传感器、6球形支承杆、61球头、62螺杆、63转动手柄、64限制螺圈、7树干、8镂空橡胶圈。
以下结合附图通过具体实施方式对本发明技术方案做进一步解释说明。
具体实施方式
如图1所示，园林树木双向双刚度弹性支撑，包括一撑头1、一撑杆和一底座4。
撑头用于从底部向上支撑树干7；其包括一部半圆形支撑部11以及一柔性箍带12，柔性箍带12可拆卸连接半圆形支撑部的两端形成撑头对树干7径向包围一周；具体实施时，可在撑头与树干之间设有镂空橡胶圈8。
撑杆包括一中空撑杆21、顶部设有中心穿孔的中空套杆一22、顶部设有中心穿孔的中空套杆二23和拉杆24，中空撑杆21顶部与撑头1连接，底部与中空套杆一22顶部相连，中空套杆一1套设在中空套杆二22外与中空套杆二22套接，拉杆由上至下依次穿过中空套杆一中心穿孔和中空套杆二中心孔，同轴贯穿在中空撑杆、中空套杆一22和中空套杆二23内，拉杆24顶端和底端分别设有限位止挡部25；拉杆外周在中空套杆一的中心穿孔和中空套杆二的中心穿孔之间夹持有伸缩弹簧一；拉杆外周在中空套杆二的中心穿孔和底端止挡部之间夹持有伸缩弹簧二。
进一步，伸缩弹簧一由上至下包括弹性系数为K1的弹簧一26和弹性系数为K2的弹簧二27；弹簧一26和弹簧二27之间设有弹簧隔圈28；弹性系数K1小于K2。伸缩弹簧二由上至下包括弹性系数为K2的弹簧三29和弹性系数为K2的弹簧四30；弹簧三29和弹簧四30之间设有弹簧隔圈28。拉杆顶端和底端限位止挡部25设为与拉杆螺纹配合。
而中空套杆一21和中空套杆二22的顶部中心穿孔通过设置带中心穿孔的弹簧顶盖31形成，每个弹簧顶盖分别与对应的中空套杆一22和中空套杆二22的顶部可拆卸螺纹连接；中空撑杆21的底部与弹簧顶盖亦可拆卸螺纹连接。
底座4，用于固定撑杆与地面固定，底座与中空套杆二的底部呈360°摆动连接。底座与中空套杆的连接结构优选如下方案：
在底座4内设置口部朝上的球形转槽41，中空套杆二22的底部连接有球形支承杆6，球形支承杆的球头61与球形转槽41形成360°摆动配合。
进一步，球形支承杆6的顶部设为螺杆62，中空套杆二22底部内壁设有与螺杆42配合连接的内螺纹，同时球形支承杆6设有转动手柄63。从而通过螺杆升降调节支撑杆的初始长度。
进一步，球形转槽41上方设有倒椎形敞口，中空套杆二22的底部螺纹连接有与倒椎形敞口配合的用于限制撑杆摆幅的可调节限制螺圈64，限制螺圈64为倒圆台外形，与倒锥形敞口匹配。
为了进一步优化对本发明支撑各部件的最佳匹配，本发明在撑头与撑杆之间设有用于监测风力雨雪对树体的作用力大小和作用规律的力传感器5。
力状况的力传感器5，的对测试风力雨雪对树体的作用力大小和作用规律，用于树木的强度分析和其它科学研究。
具体应用时，当树干受外力下压时，中空套管一向下运动，伸缩弹簧一被压缩，拉杆上端向上伸入撑杆内；当受力消失时，伸缩弹簧一弹性回复带动中空套管一向上运动恢复至初始状态。当树干受力被向上抬起时，中空套管一向上运动，伸缩弹簧二被压缩蓄力，当树干受力减弱或消失时，伸缩弹簧二弹性回复带动中空套管一恢复到初始状态。且由于支撑与底座呈360°摆动连接，支撑可以随树干偏向摆动。

Claims (10)

1.园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，设置
一撑头(1)，所述撑头用于从底部向上支撑树干；
一撑杆，所述撑杆包括一中空撑杆(21)、顶部设有中心穿孔的中空套杆一(22)、顶部设有中心穿孔的中空套杆二(23)和拉杆(24)，所述中空撑杆(21)顶部与撑头(1)连接，底部与中空套杆一(22)顶部相连，所述中空套杆一(1)套设在中空套杆二(22)外与中空套杆二(22)套接，所述拉杆由上至下依次穿过中空套杆一中心穿孔和中空套杆二中心孔，同轴贯穿在中空撑杆、中空套杆一(22)和中空套杆二(23)内，所述拉杆(24)顶端和底端分别设有限位止挡部(25)；所述拉杆外周在中空套杆一的中心穿孔和中空套杆二的中心穿孔之间夹持有伸缩弹簧一；所述拉杆外周在中空套杆二的中心穿孔和底端止挡部之间夹持有伸缩弹簧二；以及
一底座(3)，所述底座用于固定撑杆，所述底座与中空套杆二的底部呈360°摆动连接。
2.根据权利要求1所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述伸缩弹簧一由上至下包括弹性系数为K1的弹簧一(26)和弹性系数为K2的弹簧二(27)；所述弹簧一(26)和弹簧二(27)之间设有弹簧隔圈(28)；所述弹性系数K1小于K2。
3.根据权利要求1所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述伸缩弹簧二由上至下包括弹性系数为K2的弹簧三(29)和弹性系数为K1的弹簧四(30)；所述弹簧三(29)和弹簧四(30)之间设有弹簧隔圈(28)；所述弹性系数K1小于K2。
4.根据权利要求1所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述中空套杆一和中空套杆二的顶部均设有螺纹连接的带有中心穿孔的弹簧顶盖(31)，所述撑杆的底部与弹簧顶盖可拆卸螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述撑头与撑杆之间设有用于监测树干受力状况的力传感器(5)。
6.根据权利要求1所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述底座(4)设有球形转槽(41)，所述中空套杆二(22)的底部连接有球形支承杆(6)，所述球形支承杆的球头(61)与球形转槽(41)360°摆动配合。
7.根据权利要求6所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述球形支承杆(6)的顶部为螺杆(62)，所述中空套杆二(22)底部内壁设有与螺杆(62)配合连接的内螺纹。
8.根据权利要求1所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述撑头(1)包括一部半圆形支撑部(11)以及一柔性箍带(12)，所述柔性箍带(12)可拆卸连接半圆形支撑部的两端形成撑头对树干(7)径向包围一周。
9.根据权利要求8所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述撑头与树干之间设有镂空橡胶圈(8)。
10.根据权利要求6所述的园林树木双向双刚度弹性支撑，其特征在于，所述球形转槽(41)上方设有倒椎形敞口，所述中空套杆二(22)的底部螺纹连接有与倒椎形敞口配合的用于限制撑杆摆幅的可调节限制螺圈(64)。
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