一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置

1.本发明涉及森林防火安全领域，尤其涉及一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置。


背景技术：

2.随着时代的发展与进步，人类越来越重视对森林的保护，森林一旦遭受火灾，最直观的危害是烧死或烧伤林木，一方面使森林蓄积下降，另一方面也使森林生长受到严重影响；森林是生长周期较长的再生资源，遭受火灾后，其恢复需要很长的时间，特别是高强度大面积森林火灾之后，森林很难恢复原貌，常常被低价林或灌丛取而代之，如果反复多次遭受火灾侵害，可能变成荒草地，甚至裸地，于是安装森林防火预警系统装置是十分必要的，由于森林面积广阔，需要大量的预警装置。
3.现有的森林防火预警系统装置大多是监控摄像系统，造价高昂，容易被偷盗，需要大量人力维护，而且当有遮挡物遮住着火点时，监控系统就无法及时发出警报；部分森林防火预警装置使用有线电缆搭建连接，成本较高同时有线电缆也是造成火灾的隐患，在森林中搭建过多电缆也会对生态系统造成影响。
4.鉴于此，为了改善上述技术问题，本发明提供了一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，改善了上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，以解决现有技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，包括柱体、底座、太阳能板、蓄电池、圆环，所述太阳能板与蓄电池电连接，所述柱体与底座通过固定轴紧固连接，柱体内有导流道，所述圆环与底座转动连接，所述柱体内部设有风扇电机、扇叶，所述风扇电机与扇叶传动连接，所述圆环设有若干进风口，所述进风口处装有湿度传感器，所述柱体外部装有湿度报警器，所述湿度报警器与湿度传感器进行信号连接，所述固定轴设有空气流通孔，所述蓄电池分别与风扇电机、驱动电机、定时开关阀、湿度传感器、湿度报警器电连接，。
7.由太阳能发电，蓄电池与太阳能板相连，蓄电池分别和驱动电机、风扇电机、湿度传感器、湿度报警器电连接，从根部解决了有线电缆对森林带来的着火隐患，同时太阳能供电基本无枯竭危险，无噪声，无污染排放，不受资源分布地域的限制，可利用建筑的优势，无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电，将对森林生态系统的影响降低到最小，为了使柱体更坚固不易倾倒，柱体与底座通过轴紧固连接，柱体内的导流道是为了让空气定向流通，从上通风管道排出，圆环与底座转动连接，可以使圆环转动检测环境，由蓄电池与风扇电机电连接，导流道内部的风扇电机带动扇叶转动，利用扇叶在运转的时候，将导流道的空气由上通风管道排出，导流道内的空气压强就降低了，产生了一定的负压，使得外部空
气通过底部圆环上的若干个进风口进入导流道，安装在进风口处的湿度传感器会对空气中的湿度进行检测对比，当地面温度较高时空气中的湿度就会降低，湿度降低时湿度传感器中的湿敏电阻的电阻就会增加电流减小从而触发湿度报警器，进风口位于管道底部可以更好地检测贴于地面的空气，当有遮挡物遮挡住着火点时，空气依旧是流通的，可以绕过遮挡物继续流向进风口，用空气中的湿度检测是否出现温度异常，以此可以降低遮挡物对检测精度的影响，而且若干个进风口处都装有与其对应的传感器，可以通过各个湿度传感器的检测结果对比湿度状况，以此来降低外界其他因素对空气湿度的干扰。
8.进一步的，传动腔内装有驱动电机，驱动电机与蓄电池电连接，驱动电机与齿轮传动连接，齿轮与圆环啮合，所述驱动电机轴线不与固定轴轴线重合。
9.当传动腔内的驱动电机与蓄电池进行电连接运转时，驱动电机就会与齿轮进行传动连接，带动齿轮转动，齿轮与圆环啮合，圆环也会随着齿轮的转动而转动，圆环转动时可以让各个方向的空气都会通过进风口流经湿度传感器进入导流道，此时就可以检测各个方向的湿度变化状况，使得检测更全面不会有方向上的遗漏，驱动电机轴线不与固定电机轴线重合的目的在于防止运动干涉。
10.进风口装有转动轴，转动轴与进风口转动连接，转动轴装有活动折板，转动轴与活动折板转动连接，当柱内扇叶转动带动空气流入导流道时，树叶等异物也会随着空气的流动撞向柱体入风口并形成堵塞，活动折板安装在进风口的位置，当异物撞击到折板时会产生惯性力带动活动折板遮挡住进风口，失去了空气向导流道流动时产生的吸力，异物会掉落，异物掉落后失去了撞击产生的惯性，通过导流道内产生的负压使活动折板恢复原位，使得进风口再次畅通，有效防止了异物堵塞进风口导致设备无法检测空气湿度状况的产生，进风口安装活动折板的设计可以有效自动防止异物遮挡，减少人工对设备的护理成本。
11.活动折板表面设有波浪形纹路，活动折板表面设计成波浪纹路可以减少活动折板表面与异物的接触面积，防止异物会贴连在活动折板表面，异物更容易掉落。
12.柱体顶部设有上通风管道、下通风管道，所述上通风管道与导流道连接，所述上通风管道的出风口在太阳能板的上端位置，所述下通风管道与导流道连接，所述下通风管道出风口位于太阳能板的下端位置，所述上通风管道的出风口相对位置高于下通风管道。
13.太阳能板倾斜安装在柱体顶部，空气从圆环上的进风口流入导流道，通过导流道进入到上出风管道，从上通风管道的出风口排出，上通风管道的出风口位于太阳能板的上方，可以从上往下吹风，吹落掉落在太阳能板上的异物，同理下通风管道的出风口位于太阳能板的下方，可以从下往上吹风，同样达到吹落太阳能板异物的目的，减少太阳能板的异物遮挡，提高太阳能的转换效率，也可以减少人工清理的费用。
14.上通风管道与下通风管道的进风口位置设有定时开关阀控制出风。上通风管道和下通风口在与导流道连接的位置设置定时开关阀可以让上通风管道和下通风管道交替排风，其目的在于防止长期单向排风时会影响设备本身的负压制造从而影响远处空气往进风口流动，从而降低检测的精度和范围。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用太阳能板发电，太阳能供电基本无枯竭危险，无噪声，无污染排放，不受资源分布地域的限制，可利用建筑的优势，无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电，将对森林生态系统的影响降低到最小，同时避免了有线电缆对森林带来的着火隐患及环境破坏，安装成本也低于电缆，空气从底部进入
由湿度传感器监测空气中的湿度可以有效降低遮挡物对检测精度的影响，圆环上设置多个进风口和对应的湿度传感器，对比监测结果降低外界干扰，活动折板的设置可以避免异物挡住进风口影响设备运行；空气从进风口进入经过导流道只能从上通风管道和下通风管道排出，可以有效利用排出空气清理太阳能板上的异物，对人工清理依赖极小，减少了人员维护的费用；同时在上通风管道和下通风管道设置定时开关阀，可以让上通风管道和下通风管道轮流切换排出空气，防止长时间单向空气影响检测结果，和现有技术中，使用监控摄像设备对森林火灾进行监控、造价成本很高、容易被偷盗需要人力巡视、有遮挡物时不能及时报警的缺陷相比，使用湿度传感器对森林火灾进行监控可以节省大量成本，对人力维护的依赖小，即使着火点被异物遮挡也能从流通的空气中检测出温度异常，与湿度传感器连接的湿度报警器就会及时示警，减少火灾带来的损失。
附图说明
16.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
17.图1为本发明的总体结构示意图；图2为图1中的a-a剖面图；图3为图2的局部示意图c；图4为图1中的b-b剖面图；图5为本发明的空气流动走向原理图；图6为图1的局部示意图d。
18.图中：1-蓄电池、2-上通风管道、3-下通风管道、4-太阳能板、5-定时开关阀、6-柱体、61-导流道、7-风扇电机、8-扇叶、9-湿度报警器、11-圆环、12-活动折板、13-进风口、14-湿度传感器、15-驱动电机、151-齿轮、16-固定轴、161-空气流通孔、17-底座、171-传动腔、18-转动轴。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明提供技术方案：如图1，图5所示，一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，包括柱体6、底座17、太阳能板4、蓄电池1、圆环11，所述太阳能板4与蓄电池1电连接，所述蓄电池1分别与风扇电机7、驱动电机15、定时开关阀5、湿度传感器14、湿度报警器9电连接。所述柱体6与底座17通过固定轴16紧固连接，柱体6内有导流道61，所述圆环11与底座17转动连接，所述柱体6内部设有风扇电机7、扇叶8，所述风扇电机7与扇叶8传动连接，所述圆环11设有若干进风口13，所述进风口13处装有湿度传感器14，所述柱体6外部装有湿度报警器9，所述湿度报警器9与湿度传感器14进行信号连接，所述固定轴16设有空气流通孔161。
21.由太阳能板4发电，蓄电池1与太阳能板4相连，蓄电池1分别和风扇电机7、驱动电
机15、湿度传感器14、湿度报警器电9连接，从根部解决了有线电缆对森林带来的着火隐患，由蓄电池1与风扇电机7电连接，导流道61内部的风扇电机7带动扇叶8转动，利用扇叶8在运转的时候，将导流道61的空气由上通风管道2排出，导流道61的空气的压强就降低了，产生了一定的负压，使得外部空气通过圆环11上的若干个进风口13进入导流道61，安装在进风口13处的湿度传感器14会对空气中的湿度进行检测对比，当地面温度较高时空气中的湿度就会降低，触发湿度报警器9发出警示。进风口13位于柱体6底部可以更好地检测贴于地面的空气，用空气中的湿度检测是否出现温度异常可以降低遮挡物对检测精度的影响，而且若干个进风口13出都装有与其对应的湿度传感器14，可以通过各个湿度传感器14的检测结果对比湿度状况，以此来降低外界其他因素对空气湿度的干扰。
22.如图4、图6所示，进一步的传动腔171内装有驱动电机15，驱动电机15与蓄电池1电连接，驱动电机15与齿轮151传动连接，齿轮151与圆环11啮合。当传动腔171内的驱动电机15与齿轮151进行传动连接时，齿轮151会带动圆环11转动，圆环11转动时各个方向的空气都会通过进风口13流经湿度传感器14进入导流道61，此时可以检测各个方向的湿度变化状况，使得检测更全面不会有方向上的遗漏。
23.如图2、图3所示，圆环11壁上一共设有若干进风口13、进风口13装有活动折板12，所述活动折板12通过转动轴18与进风口13转动连接。当柱体6内扇叶8转动带动空气流入导流道61时，树叶等异物也会随着空气的流动撞向柱体6的进风口13并形成堵塞。活动折板12安装在进风口13的位置，当异物撞击到活动折板12时会产生惯性力带动活动折板12遮挡住进风口13，失去了空气向导流道61流动时产生的吸力，异物会掉落，异物掉落后失去了撞击产生的惯性，通过导流道61内产生的负压使活动折板12恢复原位，使得进风口13再次畅通，有效防止了异物堵塞进风口13导致设备无法检测空气湿度状况的产生，进风口13安装活动折板12的设计可以有效自动防止异物堵塞，减少人工对设备的护理成本。
24.如图3所示，活动折板12表面设有波浪形纹路，活动折板12表面设计成波浪纹路可以减少活动折板12表面与异物的接触面积，防止异物会贴连在活动折板12表面，异物更容易掉落。
25.如图1所示，柱体6顶部设有设有上通风管道2、下通风管道3，所述上通风管道2与导流道61连接，所述上通风管道2的出风口在太阳能板4的上端位置，所述下通风管道3与导流道61相连，所述下通风管道3的出风口位于太阳能板4的下端位置，所述上通风管道2的出风口相对位置高于下通风管道3。太阳能板4倾斜安装在柱体6顶部，上出风管道2的出风口位于太阳能板4的上方，可以从上往下吹风，吹落掉落在太阳能板4上的异物，减少太阳能板4的异物遮挡，提高太阳能的转换效率，同样也可以减少人工清理的费用。
26.如图1所示，上通风管道2与下通风管道3的与导流道61连接的位置设有定时开关阀5控制出风。定时开关阀5可以让上通风管道2的出风口与下通风管道3的出风口交替出风，其目的在于防止长期单向排风时会影响设备本身的负压制造从而影响远处空气往进风口13流动，从而降低检测的精度和范围。
27.本发明的工作原理：利用扇叶8在运转的时候，将导流道61的空气由上通风管道2排出，导流道61内的空气压强就降低了，产生了一定的负压，使得外部空气通过底部圆环11上的若干个进风口13进入导流道61，安装在进风口13处的湿度传感器14会对空气中的湿度进行检测对比，当地面温度较高时空气中的湿度就会降低，湿度降低时湿度传感器14中的
湿敏电阻的电阻就会增加电流减小从而触发湿度报警器9发出警示，驱动电机15与齿轮151传动连接，带动齿轮151转动，齿轮151与圆环11啮合，圆环11也会随着齿轮151的转动而转动，圆环11转动时可以让各个方向的空气都会通过进风口13流经湿度传感器14进入导流道，圆环11壁上一共设有若干进风口13，活动折板12安装在进风口13的位置，当异物撞击到活动折板12时会产生惯性力带动活动折板12遮挡住进风口13，失去了空气向导流道61流动时产生的吸力，异物会掉落，异物掉落后失去了撞击产生的惯性，通过导流道61内产生的负压使活动折板12恢复原位，使得进风口13再次畅通，活动折板12表面设有波浪形纹路，活动折板12表面设计成波浪纹路可以减少活动折板12表面与异物的接触面积，空气通过导流道61进入到上出风管道2，从上往下吹风，吹落掉落在太阳能板4上的异物，减少太阳能板4的异物遮挡，提高太阳能的转换效率。
28.需要说明的是，在本文中，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。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。
29.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，其特征在于：所述森林防火警示装置包括柱体（6）、底座（17）、太阳能板（4）、蓄电池（1）、圆环（11），所述太阳能板（4）与蓄电池（1）电连接，所述柱体（6）与底座（17）通过固定轴（16）紧固连接，柱体（6）内有导流道（61），所述圆环（11）与底座（17）转动连接，所述导流道（61）内设有风扇电机（7），所述风扇电机（7）输出轴上装有扇叶（8），所述风扇电机（7）与扇叶（8）传动连接，所述圆环（11）设有若干进风口（13），所述进风口（13）处装有湿度传感器（14），所述柱体（6）外部装有湿度报警器（9），所述湿度报警器（9）与湿度传感器（14）信号连接，所述固定轴（16）设有空气流通孔（161）所述蓄电池（1）分别与风扇电机（7）、驱动电机（15）、湿度传感器（14）、湿度报警器（9）电连接。2.根据权利要求1所述的一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，其特征在于：所述底座（17）设有传动腔（171），传动腔（171）内装有驱动电机（15），所述驱动电机（15）输出轴上装有齿轮（151），所述圆环（11）内壁设有齿牙，所述齿轮（151）与圆环（11）啮合，所述驱动电机（15）轴线不与固定轴（16）轴线重合。3.根据权利要求2所述的一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，其特征在于：所述进风口（13）装有转动轴（18），转动轴（18）与进风口（13）转动连接，所述转动轴（18）装有活动折板（12），转动轴（18）与活动折板（12）转动连接。4.根据权利要求3所述的一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，其特征在于：所述活动折板（12）表面设有波浪形纹路。5.根据权利要求1所述的一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，其特征在于：所述柱体（6）上部设有上通风管道（2）、下通风管道（3），所述上通风管道（2）与导流道（61）连接，所述上通风管道（2）的出风口在太阳能板（4）的上端位置，所述下通风管道（3）与柱体（6）相连，所述下通风管道（3）出风口位于太阳能板（4）的下端位置，所述上通风管道（2）的出风口相对位置高于下通风管道（3）。6.根据权利要求5所述的一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，其特征在于：所述上通风管道（2）与导流道（61）连接处装有定时开关阀（5），所述下通风管道（3）与导流道（61）连接处装有定时开关阀（5）。

技术总结
本发明公开了一种利用光伏供电的多功能森林防火警示装置，包括柱体和底座，柱体和底座通过固定轴连接，柱体顶端设有太阳能板、上通风管道、下通风管道、定时开关阀，柱体中空，内壁装有蓄电池为风扇电机、驱动电机、湿度传感器、温度感应报警器及湿度报警器供电，柱内有导流道，导流道内装有风扇电机和扇叶，扇叶和风扇电机连接，传动腔内装有圆环、驱动电机、齿轮，齿轮和驱动电机传动连接，齿轮与圆环啮合带动圆环转动，圆环上配有进风口、湿度传感器，进风口处折板由轴固定与圆环连接，柱体外壁装有温度感应报警器及湿度报警器。本发明使用太阳能板供电，将对森林生态系统的影响降低到最小。到最小。到最小。


技术研发人员：高德民 陈文静 牟韵洁
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2022.12.15
技术公布日：2023/6/4