一種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志的制作方法

本實用新型涉及地理標志領域，特別是涉及一種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志。

背景技術：

地名標志是指為社會公眾使用所設立標示地理實體名稱的標志，主要包括行政區域名稱標志；居民地、街（路、巷）名稱標志；門（樓）編碼名稱標志；山、河、湖、島等自然地理實體名稱標志；具有地名意義的建筑物和臺、站、港、場名稱標志；其它起導向作用的輔助地名標志等。

由于地名標志具有信息顯示的功能屬性，所以外形一般為顯示器狀，具備一個寬大的信息顯示平面。在正常天氣情況下，寬大的信息顯示平面能夠讓人方便的識別地理位置，但是在強風的天氣里，信息顯示平面成了強風的阻礙物。特別是在臺風多發的沿海地區，每次臺風經過，路邊的地名標志倒翻在地一片狼藉，給市政工作人員帶來極大的工作負擔，給人民群眾的正常出行帶來嚴重的影響。地名標志的損壞給整個城市造成沉重的經濟負擔，除了使用更加堅固的材料外，人們幾乎束手無策。

從流體力學角度分析，流體需要繞過障礙物以繼續推進，阻擋氣流的障礙面積越大，障礙物背面形成的負壓越大。正是因為地名標志的形狀特征，假若強風吹向地名標志的信息顯示平面，地名標志的背面會形成極大的氣流負壓，地名標志被吸住后極力向后拖引，最后不堪負壓后傾倒或折斷。觀察臺風過后的地名標志，可以發現相同型號的地名標志，有的依然能夠保持完好無損，通過分析可以得知，這些沒被損壞的地名標志是因為地名標志的側面截面面積小，沒有對氣流造成較大的阻礙，所以得以保存完整。

綜上分析可知，假如路邊的地名標志能夠根據強風的風向旋轉，使得信息顯示平面始終避開氣流的正面沖擊，那么地名標志將能夠在強風中屹立不倒，假如地名標志再附加有效的風力發電裝置，那么在惡劣的臺風天氣中，地名標志不僅依然能夠為整個城市提供完善的地理信息指向服務，而且還能為路人提供照明服務。

技術實現要素：

因此，本實用新型的目的就是提供一種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志。該裝置在遭遇強風天氣時，氣流能夠吹動地名標志旋轉，使得信息顯示平面避開氣流的正面沖擊，在天氣恢復后，地名標志能夠恢復到初始位置，不必花費人力進行修復。

本實用新型采取的技術方案是：一種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志，包括基體、基體N極磁體、基體S極磁體、軸承、旋轉軸、限位板、框架、框架S極磁體、框架N極磁體、玻璃、磷青銅板、壓電晶片、熒光燈、電容。

所述基體為長方體型，埋設在路面下，頂面與周圍平面共面；在基體頂面上，一端嵌有基體N極磁體，另一端嵌有基體S極磁體；基體中間豎直開設旋轉軸安裝孔；旋轉軸安裝孔的上端口和下端口各安裝一個軸承。

所述旋轉軸安裝在基體中間位置的旋轉軸安裝孔內，旋轉軸上方設有限位板，貼緊上側軸承的頂面，限位板上面設有框架，框架的前面和后面均安裝有玻璃，框架的底面，一端嵌有框架S極磁體，另一端嵌有框架N極磁體。

所述框架的靠近頂端位置，側向開設有圓形通孔，形成一個風洞，用于氣流通過；風洞殼體內部安裝有多個磷青銅板、壓電晶片，壓電晶片貼在磷青銅板上，兩者組成的振動發電組件，一端嵌在風洞殼體內，其余部分處于于風洞中，相對于風洞軸線方向，形成懸臂梁結構。

所述熒光燈安裝在框架內腔室中間位置，所述電容安裝在框架內側底部，地名標志等信息以紙張形式粘貼在玻璃內側，或者直接印制在玻璃上。

這種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志的設計原理是：磁體具有N極和S極兩極，本實用新型中N極磁體是指暴露在外側的是N極，S極磁體是指暴露在外側的是S極；由于磁體具有同極相斥，異極相吸的特性，在天氣良好時，框架S極磁體會正對基體N極磁體，框架N極磁體會正對基體S極磁體。

當強風來臨，氣流面向信息顯示平面吹動時，框架背面的氣流吸附力會吸引著框架轉動，物體會沿著最容易的路徑運動，所有宏觀力學動作的最終結果是實現力的平衡。所以框架最后會旋轉一定角度，使得信息顯示平面與氣流流向共面。由于框架的側面積小，所以氣流不再對框架產生較大吸附力，這樣框架就不會折斷傾倒。

最終風洞軸線會平行于氣流方向，氣流經過風洞，帶動磷青銅板、壓電晶片一起振動，因為壓電晶片的韌性較差，容易破碎，所以利用磷青銅板作為支撐。壓電晶片在振動后，機械能轉換為電能，電能儲存進電容，供給耗電元件電能。

本實用新型具有的有益效果是：

（1）利用磁極特性，實現框架的自動歸位，避免機械扭簧的疲勞強度限制；

（2）利用雙軸承結構，實現旋轉軸的穩定旋轉；

（3）利用振動晶片的發電特性，避免使用葉輪在強風下被破壞的風險，降低政府部門在市政設施方面的維護成本。

所以，這種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志，使得信息顯示平面始終避開氣流的正面沖擊，能夠在強風中屹立不倒，并且利用風能發電，在惡劣的臺風天氣中，保證地名標志不僅依然能夠為整個城市提供完善的地理信息指向服務，而且還能為路人提供照明服務。

本實用新型的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，或者通過實施本實用新型而了解。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本實用新型的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1是本實用新型的框架在正常位置的整體裝配示意圖。

圖2是本實用新型的框架在旋轉一定角度后的整體裝配示意圖。

圖3是本實用新型在前方俯視角度的框架和基座的拆解示意圖。

圖4是本實用新型在前方仰視角度的框架和基座的拆解示意圖。

圖5是本實用新型的基座局部剖切后的內部結構圖。

圖6是本實用新型的風洞剖切后的內部結構圖。

圖7是本實用新型的風洞剖切后的內部結構的局部示意圖。

圖8是本實用新型在拆卸玻璃后的框架內部結構示意圖。

圖中涉及的標號：1-基體、2-基體N極磁體、3-基體S極磁體、4-軸承、5-旋轉軸、6-限位板、7-框架、8-框架S極磁體、9-框架N極磁體、10-玻璃、11-磷青銅板、12-壓電晶片、13-熒光燈、14-電容、a-旋轉軸安裝孔、b-框架內腔室、c-風洞殼體、d-風洞。

具體實施方式

以下將結合附圖和實施例對本實用新型一種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志作進一步的詳細描述。

一種抗強風的基于磁力的自動旋轉式地名標志，主要包括基體1、基體N極磁體2、基體S極磁體3、軸承4、旋轉軸5、限位板6、框架7、框架S極磁體8、框架N極磁體9、玻璃10、磷青銅板11、壓電晶片12、熒光燈13、電容14。

根據功能主要劃分為旋轉機構和發電照明機構：

其中旋轉機構包括基體1、基體N極磁體2、基體S極磁體3、軸承4、旋轉軸5、限位板6、框架7、框架S極磁體8、框架N極磁體9；

如圖1-圖5所示，所述基體1為長方體形，埋設在路面下，頂面與周圍平面共面；在基體1頂面上，一端嵌有基體N極磁體2，另一端嵌有基體S極磁體3；基體1中間豎直開設旋轉軸安裝孔a；旋轉軸安裝孔a的上端口和下端口各安裝一個軸承4。

所述旋轉軸5安裝在基體1中間位置的旋轉軸安裝孔a內，旋轉軸5上方設有限位板6，貼緊上側軸承的頂面，限位板6上面設有框架7，框架7的前面和后面均安裝有玻璃10，框架7的外側底面，一端嵌有框架S極磁體8，另一端嵌有框架N極磁體9。

進一步講，基體1的材質為混凝土，與軸承4的外圈過盈配合。

進一步講，旋轉軸5與兩個軸承4過盈配合，限位板6的作用是使得基體1和框架7的底部之間留有一定間隙，保證框架7順利旋轉；其中限位板6的外徑介于軸承4的內圈和外圈之間，避免限位板6與軸承4的外圈發生摩擦。

所述發電照明機構包括磷青銅板11、壓電晶片12、熒光燈13、電容14；

如圖6、圖7所示，在框架7的靠近頂端位置，側向開設有圓形通孔，形成一個風洞d，用于氣流通過；風洞殼體c內部安裝有多個磷青銅板11、壓電晶片12，壓電晶片12貼在磷青銅板11上，兩者組成的振動發電組件，一端嵌在風洞殼體c內，其余部分處于于風洞d中，相對于風洞d軸線方向，形成懸臂梁結構。

如圖8所示，所述熒光燈13安裝在框架內腔室b的中間位置，所述電容14安裝在框架7內側底部，地名標志等信息以紙張形式粘貼在玻璃10內側，或者直接印制在玻璃10上。

進一步講，壓電晶片12為電子陶瓷材料，在機械振動下，壓電晶片12的兩端出現符號相反的束縛電荷，產生電勢能。

進一步將，電容14為超級電容，是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構，儲電容量大，兩個極板分別儲存了正負電荷，即儲存了電能。

進一步將，框架內腔室b內的電路從壓電晶片12的兩端引出，接在電容上，電容上引出的電路接到熒光燈13兩端。

強風吹動框架7旋轉后，最終風洞軸線會平行于氣流方向，氣流經過風洞d，帶動磷青銅板11、壓電晶片12一起振動，因為壓電晶片12的韌性較差，容易破碎，所以利用磷青銅板11作為支撐。壓電晶片12在振動后，機械能轉換為電能，電能儲存進電容14，供給耗電元件電能。

熒光燈13點亮后，光線透過玻璃10將地名信息顯示出來。一般在遭遇強風時，高壓線路也會關閉。因此，利用這種風力發電的地名標志，保證即使在強風天，地名標志不僅依然能夠為整個城市提供完善的地理信息指向服務，而且還為路人提供照明服務。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。