CN219330217U - 一种带发电功能的多功能树木支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带发电功能的多功能树木支撑装置，包括钢丝绳、棘轮装置、传动装置、轧带、支撑杆、脚撑。支撑杆在上、中、下三个位置开有安装孔，上端连接棘轮装置，中端连接传动装置，下端连接脚撑。所述钢丝绳串联起树干、棘轮装置以及传动装置，钢丝绳编成环套在树干上，经过棘轮装置后缠绕在传动装置齿轮上，传动装置连接着支撑杆和发电组件，不仅可以利用钢丝绳将树干受到的力分散到各个支撑杆，减轻树干受力，而且可以通过树干的摇摆拉动钢丝绳转动发电组件发电储电。上端棘轮装置和下端的脚撑与支撑杆的连接均为可调节式连接，通过调整棘爪和拧动旋转盖可调整支撑杆的安装角度，每个支撑杆的安装角度可以单独调节，可适用多种地形及环境。

Description

一种带发电功能的多功能树木支撑装置

技术领域

本实用新型涉及一种风景园林施工领域，尤其是涉及一种带发电功能的多功能树木支撑装置。

背景技术

树木在城市中扮演着相当重要的角色，它不仅可以提高城市绿化，改善空气质量，也是重要的城市装饰物，在闹市区的树上挂上彩灯也是一道靓丽的风景线。在海南等沿海地区，树木容易受大风的影响而折断或倾倒，且树上的装饰彩灯需要供电设备，在市中心区域需要成片地供给电力，也带来了安全风险。为了解决这些问题，避免树木被风吹倒，通常都会对树木进行支撑。现有的技术方案所用到的支撑装置都是单一功能的结构，只能起到支撑树干的作用且多是固定支撑，属于刚性连接，支撑杆与树干之间缺少弹性缓冲，在树干有较大晃动的情况下反而会对树干造成更大的损伤。

实用新型内容

针对现有技术方案的问题，本实用新型提供了一种带发电功能的多功能树木支撑装置，不仅可以利用钢丝绳将树干受到的力分散到各个支撑杆，减轻树干受力，而且可以通过树干的摇摆进行发电，为树干上的装饰灯灯用电设备提供电力，免去了大面积的供电设备，提高了安全性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带发电功能的多功能树木支撑装置，包括钢丝绳、棘轮装置、轧带、支撑杆、传动装置、脚撑。所述棘轮装置为对称式结构，包括棘轮、棘爪、固定架、滚轮、第一销轴、第二销轴、弹簧夹、挡块、滑板，所述固定架内开有圆弧槽供滑板滑动，棘爪、弹簧夹、挡块、第二销轴均安装在滑板上。所述轧带缠绕在树干上并扣紧，四个棘轮装置由轧带固定在树干四周。所述传动装置为对称式结构，包括齿轮、卷簧、发电组件、耳板、齿轮箱，耳板与齿轮、卷簧在同一根轴上，耳板固定在齿轮箱上，齿轮箱与支撑杆用螺栓固定，钢丝绳缠绕在齿轮上，所述发电组件包括工作轮、永磁铁、线圈、安装架、安装板、锂电池，共八块永磁铁圆周阵列在两侧工作轮内并随工作轮转动，共八块线圈圆周阵列镶嵌在安装架内，锂电池固定在安装架上，安装架与齿轮箱用螺栓固定。所述脚撑包括活节螺栓、螺母、螺钉、旋转盖、底座、圆筒，所述活结螺栓一端连接支撑杆，一端连接圆筒，所述旋转盖内有螺母槽，螺母安装在螺母槽内，且螺母与活节螺栓配合，圆筒上开有环形槽口，旋转盖上开有螺纹孔，连接螺钉通过螺纹孔压在环形槽口上可以限制旋转盖的轴向位移，转动旋转盖可以控制活节螺栓伸出的长度调节脚撑与支撑杆的安装角度。所述支撑杆在上、中、下三个位置开有安装孔，上端连接棘轮装置，中端连接传动装置，下端连接脚撑。

作为优选，钢丝绳绕成环套在树干上，从树干的前后左右四个方向分别分出一条钢丝绳串联起树干、棘轮装置以及传动装置，在接近棘轮装置时，分成两条并排的钢丝绳，分别绕过棘轮装置两侧的滚轮，最后缠绕在传动装置齿轮上。

作为优选，发电组件采用电磁发电模块，以线圈为定子，磁铁作为转子，将永磁铁圆周阵列镶嵌在两边的工作轮内，左右磁铁中间会产生强磁场，在两侧工作轮之间的安装架上布置有两组线圈，磁铁不断旋转的过程中，线圈会不断地切割磁感线，在线圈上会形成不断变化的输出电流，最后通过整流器和稳压器将产生的交变电流转变得到一个稳定的直流电压给锂电池充电，为树干上需要供电的设备如彩灯提供电力。进一步优选，整流器可以选用宏康2110-CB芯片，稳压器可以选用LM1117-A芯片，锂电池可以选用18650可充电锂电池。

作为优选，支撑杆与棘轮装置用销轴连接，共上下两个连接点，上连接点连接固定架与支撑杆，下连接点连接固定架、滑板、支撑杆，在棘轮棘爪打开时下连接点可随滑板绕上连接点转动，得以调整支撑杆的角度，棘轮棘爪锁紧后，两连接点锁定，支撑杆也被固定。

作为优选，棘轮装置上设有弹簧夹，弹簧夹两边伸出，一边接触棘爪一边接触档块，弹簧夹压住棘爪使得棘轮和棘爪保持锁紧状态，当需要松开棘轮棘爪时只需拨开弹簧夹，使棘爪可移动即可。

作为优选，连接钢丝绳的齿轮上开有通孔，通孔大小略大于钢丝绳直径，钢丝绳穿过通孔，并在绳末端打结，结大小比通孔略大且无法穿过通孔，可实现将钢丝绳绑定在齿轮上。

作为优选，棘轮装置、传动装置、支撑杆、脚撑均有四组，分布在树干的前后左右四个方向。

作为优选，为了减轻装置的重量，使得装置能在各种环境下使用，棘轮装置、传动装置、支撑杆、脚撑中的零件均采用重量轻、密度低、硬度高、耐腐蚀的强化塑料制成，如聚苯硫醚，它有着硬度高、密度低、耐腐蚀、吸水量极小的特点，可适用于较恶劣的环境。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)利用钢丝绳缓冲卸力。利用钢丝绳将树干受到的力分散到各个支撑杆，另外，钢丝绳具有弹性，可充当树干和支撑杆之间的弹性缓冲带，减轻树干受力。

2)将树干的动能转变为电能加以利用。利用树干的摇摆拉动钢丝绳，带动齿轮转动，将旋转运动传导至工作轮，发电组件开始发电储电。

3)不需要在地面打螺栓即可固定支撑装置，达到防风的效果。在有风吹动树干时，利用树干的摇摆，钢丝绳会拉动传动装置，支撑杆受向上的拉力，而此时棘轮装置在锁紧状态，会阻止支撑杆向上运动使得支撑杆固定在原地。

4)结构简单，可适用多种地形包括台阶面。每个支撑杆的安装角度可以单独调节，松开棘轮棘爪将支撑杆调整到适当的位置后再锁紧棘轮棘爪即可。

5)电磁发电模块以线圈为定子，磁铁作为转子，降低了引线的难度，延长了使用寿命；将永磁铁圆周阵列镶嵌在两边的工作轮内，合理的利用了有限的空间。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为棘轮装置安装示意图。

图3为棘轮装置的结构示意图。

图4为传动装置结构示意图。

图5为传动装置主视图。

图6为第一齿轮主视图。

图7为发电组件结构示意图。

图8为脚撑结构示意图。

图9为脚撑剖面图。

主要元件符号说明：

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式和实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发

明，所描述的实验方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，并不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在本实用新型中，为了便于描述而非限制本实用新型，本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1～图9所示，一种带发电功能的多功能树木支撑装置，包括钢丝绳2、棘轮装置3、轧带4、支撑杆5、传动装置6、脚撑7，所述棘轮装置3为对称式结构，包括棘轮31、棘爪32、固定架33、滚轮34、第一销轴35、第二销轴36、弹簧夹37、挡块38、滑板39，所述固定架33内开有圆弧槽供滑板39滑动，棘爪32、弹簧夹37、挡块38、第二销轴36均安装在滑板39上，滚轮34外缘内凹呈圆槽形状，钢丝绳2可以陷入槽内，滚轮34可绕销轴35自转。所述轧带4缠绕在树干1上并扣紧，四个棘轮装置3由轧带4固定在树干1四周。所述传动装置6为对称式结构，包括第一齿轮61、卷簧62、第二齿轮63、发电组件64、第三齿轮65、耳板66、齿轮箱67，所述耳板66开有一通孔且与第一齿轮61、卷簧62在同一轴上，耳板66固定在齿轮箱67上，齿轮箱67与支撑杆5用螺栓连接固定，钢丝绳2缠绕在第一齿轮61上。所述发电组件64包括工作轮641、永磁铁642、线圈643、安装架644、安装板645、锂电池646，永磁铁642圆周阵列内嵌在工作轮641内随工作轮转动，线圈643圆周阵列镶嵌在安装架644内，安装板645将锂电池646固定在安装架644上，安装架644与齿轮箱67用螺栓连接固定。所述脚撑7包括活节螺栓71、旋转盖72、螺母73、圆筒74、底座75、螺钉76，所述活结螺栓71一端连接支撑杆5，一端连接圆筒74，所述旋转盖72内有螺母槽，螺母73安装在螺母槽内，螺母73与活节螺栓71配合，圆筒74上开有环形槽口，旋转盖72上开有螺纹孔，螺钉76通过螺纹孔压在环形槽口上可以限制旋转盖72的轴向位移。所述支撑杆5在上、中、下三个位置开有安装孔，上端连接棘轮装置3，中端连接传动装置6，下端连接脚撑7。

如图1～5所示，钢丝绳2绕成环套在树干上，从树干1的前后左右四个方向分别分出一条钢丝绳，在接近棘轮装置3时，每条钢丝绳分成两条并排的钢丝绳，分别绕过棘轮装置3两侧的滚轮34，上，最后缠绕在第一齿轮61上。要注意的是，为了更好的实现钢丝绳传力分散力的作用，发挥滚轮34的作用，钢丝绳在串联各位置时遵循对称连接原则，即钢丝绳连接了左方向的棘轮装置后需要连接右方向的传动装置，前后方向同理。

如图3所示，支撑杆5与棘轮装置3用销轴连接，共上下两个连接点，上连接点用第一销轴35连接，下连接点用第二销轴36连接，销轴末端用开口销固定，棘轮31、棘爪32在打开状态时，下连接点随着滑板39绕上连接点转动，得以调整支撑杆5的角度，棘轮棘爪锁紧后，两连接点锁定，支撑杆5也被固定。

如图4～5所示，树干1在风力作用下开始弯曲后，一端的钢丝绳2受到向上的牵引力，同时钢丝绳拉动第一齿轮61旋转，因为卷簧62与第一齿轮61在同一根轴上，卷簧62也跟着转动，卷簧此时进入展开状态，树干在弯曲状态恢复竖直状态的过程中，卷簧62开始进入收缩状态并释放出储存的能量，带动第一齿轮61反向旋转，同时也将钢丝绳重新缠绕在齿轮上。

如图4所示，耳板66中通孔与第一齿轮61所在的轴配合，耳板66用螺钉固定在齿轮箱67上，而齿轮箱67与支撑杆5使用螺栓连接固定。在树干1的牵引下第一齿轮61上的钢丝绳2完全展开后，钢丝绳向上拉动第一齿轮61，同时也向上拉动耳板66和齿轮箱67，而齿轮箱67与支撑杆5通过螺栓相连，这样树干1所受到的力被钢丝绳2分散到了各个支撑杆5，减轻了树干负载避免受载过大而断裂。

如图6所示，第一齿轮61上开有通孔，通孔大小略大于钢丝绳2直径，将钢丝绳2穿过通孔，并在绳末端打结，结大小比通孔略大且无法穿过通孔，将钢丝绳2绑定在第一齿轮61上。

如图5、图7所示，传动装置6和发电组件64为对称式结构，钢丝绳2拉动第一齿轮61旋转，带动与之啮合的第二齿轮63转动，第三齿轮65与第二齿轮63在同一齿轮轴上，同样第三齿轮65带动工作轮641转动，左右两侧的工作轮641中内嵌有永磁铁642，共八块永磁铁642随工作轮641开始转动，磁铁中间夹着线圈643、安装架644，线圈643镶嵌在安装架644内，安装架与齿轮箱67用螺栓固定，安装板645将锂电池646固定在安装架644上。左右两边的永磁铁642形成强磁场，永磁铁不断旋转的过程中，线圈643不断切割着磁场并形成不断变化的输出电流，最后通过整流器和稳压器将产生的交变电流转变得到一个稳定的直流电压给锂电池646充电，为树干上需要供电的设备如彩灯提供电力。

如图8～9所示，脚撑7与支撑杆5使用螺栓连接，其中一连接点在活节螺栓71处，活节螺栓71上端连接支撑杆5，下端连接螺母73，活节螺栓71底部***圆筒74孔内，旋转盖72内部有螺母槽，将其套在螺母73上，圆筒74上开有环形槽口，旋转盖72上开有螺纹孔，用螺钉76穿过旋转盖螺纹孔压在环形槽口上可以限制旋转盖72的轴向位移，拧动旋转盖72可以伸长和缩短活节螺栓71，达到调节支撑杆5安装角度的效果。

当树干1受到风力开始弯曲时，钢丝绳2受拉力，钢丝绳牵动第一齿轮61开始旋转，经过齿轮传动带动发电组件64开始工作并将产生的电力储存至锂电池646，同时随着第一齿轮61的转动卷簧62慢慢展开，树干继续朝一个方向弯曲，此时绕在第一齿轮61的钢丝绳2已经展开到尽头，钢丝绳继续向上拉动第一齿轮61，由于第一齿轮和耳板66、齿轮箱67、支撑杆5都是连接状态，拉动齿轮自然也会向上拉动支撑杆5，但由于支撑杆5的安装角度已经被棘轮31、棘爪32限制住，无法拉动支撑杆5，这样便将树干1受到的力由钢丝绳2分散至了支撑杆之上，减轻了树干的受力。当树干从弯曲状态开始恢复竖直状态时，钢丝绳2不再受树干的拉力，卷簧62开始收缩，同时拉动第一齿轮61反向转动，钢丝绳2重新缠绕在第一齿轮61上。

上述结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，凡采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带发电功能的多功能树木支撑装置，其特征在于：包括树干(1)、钢丝绳(2)、棘轮装置(3)、轧带(4)、支撑杆(5)、传动装置(6)、脚撑(7)，其中：棘轮装置(3)、传动装置(6)、支撑杆(5)、脚撑(7)均有四组，分布在树干的前后左右四个方向；

棘轮装置(3)、传动装置(6)、支撑杆(5)、脚撑(7)中的非标准件零件均采用强化塑料制成；

支撑杆(5)在上、中、下三个位置开有安装孔，上端连接棘轮装置(3)，中端连接传动装置(6)，下端连接脚撑(7)；

棘轮装置(3)包括棘轮(31)、棘爪(32)、固定架(33)、滚轮(34)、第一销轴(35)、第二销轴(36)、弹簧夹(37)、挡块(38)、滑板(39)，棘轮装置(3)上设有弹簧夹(37)，弹簧夹两端伸出，一端接触棘爪(32)一端接触挡块(38)，弹簧夹(37)压住棘爪(32)使得棘轮(31)和棘爪(32)保持锁紧状态；固定架(33)内开有圆弧槽供滑板(39)滑动，棘爪(32)、弹簧夹(37)、挡块(38)、第二销轴(36)均安装在滑板(39)上；第一销轴(35)连接固定架(33)和支撑杆(5)作为棘轮装置(3)与支撑杆(5)的上连接点，第二销轴(36)连接固定架(33)、滑板(39)、支撑杆(5)作为棘轮装置(3)与支撑杆(5)的下连接点，在棘轮(31)和棘爪(32)不是锁紧状态时，下连接点可绕上连接点转动，同时调整支撑杆(5)的安装角度；

传动装置(6)包括第一齿轮(61)、卷簧(62)、第二齿轮(63)、发电组件(64)、第三齿轮(65)、耳板(66)、齿轮箱(67)，发电组件(64)为对称式结构，包括工作轮(641)、永磁铁(642)、线圈(643)、安装架(644)、安装板(645)、锂电池(646)，永磁铁(642)圆周阵列内嵌在工作轮(641)内，且可以随工作轮转动，线圈(643)圆周阵列镶嵌在安装架(644)内，锂电池(646)固定在安装架(644)上，左右两侧的永磁铁(642)间形成强磁场，永磁铁(642)不断旋转的过程中，线圈(643)不断切割着磁场并形成不断变化的输出电流，最后通过整流器和稳压器将产生的交变电流转变得到一个稳定的直流电压给锂电池(646)充电，为树干上需要供电的设备如彩灯提供电力；

钢丝绳(2)串联起树干(1)、棘轮装置(3)、传动装置(6)，钢丝绳(2)绕成环套在树干(1)上，从树干(1)的前后左右四个方向分别分出一条钢丝绳，在接近棘轮装置(3)时，分成两条并排的钢丝绳，分别绕过棘轮装置(3)两侧的滚轮(34)，最后缠绕在第一齿轮(61)上。

2.根据权利要求1所述的一种带发电功能的多功能树木支撑装置，其特征在于：钢丝绳(2)在串联各位置时遵循对称连接原则，即连接了左方向的棘轮装置(3)则这段钢丝绳需要连接右方向的传动装置(6)，前后方向同理。

3.根据权利要求1所述的一种带发电功能的多功能树木支撑装置，其特征在于：齿轮箱(67)与支撑杆(5)之间用螺栓连接，连接钢丝绳(2)的第一齿轮(61)上开有通孔，通孔大小略大于钢丝绳(2)直径，钢丝绳(2)穿过通孔，并在绳末端打结，结大小比通孔略大且无法穿过通孔，可以将钢丝绳(2)绑定在第一齿轮(61)上。

4.根据权利要求1所述的一种带发电功能的多功能树木支撑装置，其特征在于：脚撑(7)包括活节螺栓(71)、旋转盖(72)、螺母(73)、圆筒(74)、底座(75)、螺钉(76)，脚撑(7)与支撑杆(5)使用螺栓连接，活节螺栓(71)上端连接支撑杆(5)，下端连接螺母(73)，活节螺栓(71)底部***圆筒(74)孔内，旋转盖(72)内部有螺母槽，螺母(73)安装在螺母槽内，圆筒(74)上开有环形槽口，旋转盖(72)上开有螺纹孔，连接螺钉(76)穿过螺纹孔压在环形槽口上可以限制旋转盖(72)的轴向位移。

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