本發(fā)明涉及清潔能源利用及戶外動態(tài)信息展示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示方法、設(shè)備及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著商業(yè)信息傳播業(yè)務的飛速發(fā)展，廣告牌等戶外信息展示裝置已經(jīng)成為一種公共場合的基礎(chǔ)設(shè)施?，F(xiàn)有技術(shù)的戶外信息展示裝置，樣式多種，應用較為廣泛；常見的方式有：路旁固定安裝的單面或者雙面的高炮廣告牌，這種廣告牌有效利用廣告面積較小，而且靜止呆板；另有一種利用電機帶動的滾軸翻動的三棱柱廣告牌，這種廣告牌增加了在同一廣告空間的信息量并可以循環(huán)切換廣告，但只能從一個方向觀看，可視角度收到了限制，這種旋轉(zhuǎn)廣告牌需要依賴外部電力供電，而且風速較大時，風對廣告牌的作用力非常大，容易損壞廣告牌。

現(xiàn)有的戶外LED陣列顯示屏廣告牌，采用控制器控制呈方形的、固定設(shè)置的LED陣列面板上的任意位置的LED明滅或色彩，來顯示各種動態(tài)展示的圖文信息。但是其需要采用大量的LED，綜合能耗高，運營管理成本高，且只能提供150°左右的固定視角，不能提供360°的全方位視角。

風能是自然界最常見的清潔能源之一，風力發(fā)電也是常規(guī)技術(shù)。但是，將戶外廣告牌等設(shè)施與風能發(fā)電相互結(jié)合起來，讓風力直接驅(qū)動戶外大型廣告牌的轉(zhuǎn)動、并且為廣告牌提供電能，則較為少見。因為風能發(fā)電必須使廣告牌快速旋轉(zhuǎn)，而當廣告牌快速旋轉(zhuǎn)時，廣告(圖文)信息就變得模糊，處于廣告牌下某一固定位置的觀察者，難以看到快速旋轉(zhuǎn)的廣告牌上所展示的內(nèi)容。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中，采用風能驅(qū)動廣告牌進行發(fā)電時，就無法使廣告牌上的信息清楚的展示。特別是，自然界的風力大小是往往是不穩(wěn)定、不連續(xù)的，其驅(qū)動的廣告牌的旋轉(zhuǎn)速度也是變動的，其展示的信息畫面也是不穩(wěn)定的；而人們要想看清廣告牌的內(nèi)容，則必須使該廣告牌呈現(xiàn)的信息畫面保持穩(wěn)定。這些都是現(xiàn)有技術(shù)無法克服的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示方法、設(shè)備及控制系統(tǒng)，首先解決采用風能驅(qū)動廣告牌進行旋轉(zhuǎn)、發(fā)電時，同時使廣告牌上的信息清楚地展示；其次解決自然界風力變動導致廣告牌的驅(qū)動力變動的情況下，使該廣告牌呈現(xiàn)的畫面保持穩(wěn)定；第三，解決使戶外廣告牌形成并保持360度的全方位、連續(xù)、可視畫面；第四，通過傳感器感知及對相關(guān)參數(shù)的控制實現(xiàn)自適應。

同時，提供一種實現(xiàn)上述方法的多功能風力驅(qū)動信息展示設(shè)備，具有多功能，能實現(xiàn)在微風下啟動、強風情況下轉(zhuǎn)速可控的特性，依靠風力實現(xiàn)轉(zhuǎn)動并可發(fā)電供信息展示裝置本身及周邊公共場所照明使用，具有節(jié)能環(huán)保的功能。本發(fā)明翼型風帆的結(jié)構(gòu)特殊性能使其實現(xiàn)微風下旋轉(zhuǎn)；風帆越大，不僅加強了捕獲風能的效果同時還能帶來更大的信息展示面積；風能被有效轉(zhuǎn)化成動能，可降低對主支柱和底座的強度要求使其結(jié)構(gòu)更加科學穩(wěn)定。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示方法，其包括如下步驟：

1)設(shè)置一由戶外自然風力驅(qū)動的戶外信息展示設(shè)備，該設(shè)備自下而上依次設(shè)有承載裝置、風力旋轉(zhuǎn)裝置、信息展示裝置，其中的承載裝置與風力旋轉(zhuǎn)裝置相互配合，實現(xiàn)風力發(fā)電及對信息展示裝置的轉(zhuǎn)速控制；

2)在所述的風力旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置一環(huán)形底盤，在該環(huán)形底盤上設(shè)置捕獲風能并將其轉(zhuǎn)化為機械能的多數(shù)個風帆(一般為奇數(shù)個)；在每一風帆上設(shè)置信息展示裝置，該信息展示裝置包括設(shè)置在風帆的外側(cè)立面上，用來發(fā)布圖文信息的至少一條電控發(fā)光顯示帶；

3)在所述的承載裝置及風力旋轉(zhuǎn)裝置上，分別設(shè)置多數(shù)個相互配合工作、驅(qū)動所述風力旋轉(zhuǎn)裝置發(fā)電或維持轉(zhuǎn)動的電動/發(fā)電組件的工作單元，由其將風力旋轉(zhuǎn)裝置的機械能轉(zhuǎn)化為電能并存儲，或者將所存儲的電能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動風力旋轉(zhuǎn)裝置維持轉(zhuǎn)動；所述的電動/發(fā)電組件通過風力旋轉(zhuǎn)裝置與承載裝置之間電動/發(fā)電的模式切換或接入的工作單元數(shù)量，實現(xiàn)對機械能與電能的相互輸入輸出轉(zhuǎn)換關(guān)系和比例的自適應控制與調(diào)節(jié)；

4)設(shè)置一控制系統(tǒng)，使其與所述的電動/發(fā)電組件的各工作單元及各電控發(fā)光顯示帶連接；其根據(jù)對自然風力狀況的感知，控制上述的風力旋轉(zhuǎn)裝置與承載裝置工作單元之間的配合，使二者在不同風力驅(qū)動的情況下做出自適應性調(diào)整：自動控制與調(diào)節(jié)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換的比例，控制所述風帆在設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行，或根據(jù)自然風驅(qū)動下風帆的實際轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速的變化，即時調(diào)節(jié)所述各電控發(fā)光顯示帶的點亮時刻、時長、點亮間隔及顯示內(nèi)容，控制各電控發(fā)光顯示帶部分或全部工作，使所述各電控發(fā)光顯示帶在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下點亮后所顯示內(nèi)容的動態(tài)軌跡依次相接，形成全方位、連貫展示的可視圖文信息。

一種實施前述方法的自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示設(shè)備，其設(shè)置于戶外、由自然風力驅(qū)動，其特征在于：

其包括自下而上依次設(shè)有承載裝置、風力旋轉(zhuǎn)裝置、信息展示裝置，其中的承載裝置與風力旋轉(zhuǎn)裝置相互配合，實現(xiàn)風力發(fā)電及信息展示裝置的轉(zhuǎn)速控制；

所述的風力旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有一環(huán)形底盤，在該環(huán)形底盤上設(shè)有捕獲風能并將其轉(zhuǎn)化為機械能的多數(shù)個風帆；每一風帆上設(shè)有信息展示裝置，該信息展示裝置包括設(shè)置在風帆的外側(cè)立面上，用來發(fā)布圖文信息的至少一條電控發(fā)光顯示帶；

所述的承載裝置及風力旋轉(zhuǎn)裝置上，分別設(shè)有多數(shù)個相互配合工作、驅(qū)動所述風力旋轉(zhuǎn)裝置發(fā)電或維持轉(zhuǎn)動的電動/發(fā)電組件的工作單元，由其將風力旋轉(zhuǎn)裝置的機械能轉(zhuǎn)化為電能并存儲，或者將所存儲的電能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動風力旋轉(zhuǎn)裝置維持轉(zhuǎn)動；所述的電動/發(fā)電組件通過風力旋轉(zhuǎn)裝置與承載裝置之間電動/發(fā)電的模式切換或接入的工作單元數(shù)量，實現(xiàn)對機械能與電能的相互輸入輸出轉(zhuǎn)換關(guān)系和比例的自適應控制與調(diào)節(jié)；

還包括一控制系統(tǒng)，使其與所述的電動/發(fā)電組件的各工作單元及各電控發(fā)光顯示帶連接；其根據(jù)對自然風力狀況的感知，控制上述的風力旋轉(zhuǎn)裝置與承載裝置工作單元之間的配合，使二者在不同風力驅(qū)動的情況下做出自適應性調(diào)整：自動控制與調(diào)節(jié)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換的比例，控制所述風帆在設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行，或根據(jù)自然風驅(qū)動下風帆的實際轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速的變化，即時調(diào)節(jié)所述各電控發(fā)光顯示帶的點亮時刻、時長及顯示內(nèi)容，使所述各電控發(fā)光顯示帶在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下點亮后所顯示內(nèi)容的動態(tài)軌跡依次相接，形成全方位、連貫展示的可視圖文信息。

還包括有設(shè)于承載支架上頂端的轉(zhuǎn)速傳感器以及控制器，所述每組發(fā)電用線圈的電能輸出端分別與蓄電池的電能輸入端連接；所述控制器通過檢測轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信息來控制接入蓄電池的發(fā)電用線圈的數(shù)量。

一種實現(xiàn)權(quán)利要求前述方法的自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示控制系統(tǒng)，其特征在于：

其包括一PLC控制器、運算模塊、一存儲模塊、一傳感器模塊及一輸入輸出模塊，其特征在于，所述的PLC控制器中集成有控制軟件，該控制軟件內(nèi)置有控制風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速與電控發(fā)光顯示帶工作條數(shù)及相關(guān)工作參數(shù)的條件函數(shù)，同時控制所述的風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速和信息展示裝置的各電控發(fā)光顯示帶的初始點亮工作的時刻、點亮保持時長、點亮間隔及顯示內(nèi)容，控制各電控發(fā)光顯示帶部分或全部工作，使所述的各電控發(fā)光顯示帶點亮時掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面，若取視覺暫留時間系數(shù)為p秒，將風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，則該控制條件函數(shù)式是：

2π＝pnω (3)

或者

2πR＝pnv (4)

式中：

p——視覺暫留時間系數(shù)，且0.1s≤p≤0.4s；

n——風帆上進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶總的條數(shù)，且1≤n≤5m，m為風帆的個數(shù)；

ω——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度，且π/pm≤ω≤2πrad/s；

R——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的半徑，且1m≤R≤50m；

v——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤上風帆的線速度，m/s。

所述的電控發(fā)光顯示帶點亮后某一幅畫面持續(xù)的時間t₁，且該顯示帶在時間t₁內(nèi)顯示帶轉(zhuǎn)過的角度為θ，t₁與角速度的關(guān)系為

t₁＝θ/ω或θ＝t₁×ω (5)

信息顯示裝置要滿足如下條件，才能實現(xiàn)顯示帶點亮后掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面：

2π＝θ×n或n＝2π/θ (6)

n——風帆上進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶總的條數(shù)，且1≤n≤2m，m為風帆的個數(shù)；

ω——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度，且π/pm≤ω≤2πrad/s。

設(shè)同一電控發(fā)光顯示帶連續(xù)旋轉(zhuǎn)過程中，電控發(fā)光顯示帶點亮后第一幅畫面持續(xù)時間t₁后熄滅，與相鄰的第二幅畫面重新點亮的時間間隔為t₂，要滿足如下條件，才能實現(xiàn)顯示帶依次點亮后掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面：

t₂＝n₁(t₁+p) (5)

n₁——每一風帆上進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶條數(shù)，且1≤n1≤2m，m為風帆的個數(shù)；

p——視覺暫留時間系數(shù)，且0.1s≤p≤0.4s；

t₁--電控發(fā)光顯示帶第一幅畫面點亮后持續(xù)的時間，s；

t₂--同一電控發(fā)光顯示帶連續(xù)旋轉(zhuǎn)過程中，第一幅畫面點亮持續(xù)t₁熄滅后，與相鄰的第二幅畫面重新點亮的時間間隔，s。

所述的傳感器模塊包括至少一轉(zhuǎn)速傳感器，用來感知風力旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速；所述PLC控制器通過該轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信息來控制接入發(fā)電工作模式的發(fā)電用線圈的數(shù)量，風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速與接入發(fā)電工作模式的發(fā)電用線圈的數(shù)量為正態(tài)分布函數(shù)。

本發(fā)明提供的方法，提供了兩種自適應運行控制模式：

(1)恒速自適應工作模式：無論外部自然風力如何變化，控制系統(tǒng)均將風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速維持在恒定的數(shù)值范圍內(nèi)(例如比基準轉(zhuǎn)速允許誤差±10％)，而由控制系統(tǒng)按照預設(shè)程序，以實時轉(zhuǎn)速為常量，控制各電控發(fā)光顯示帶的初始點亮工作的時刻、點亮保持時長、點亮間隔及顯示內(nèi)容，控制各電控發(fā)光顯示帶部分或全部工作，使所述的各電控發(fā)光顯示帶點亮時掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面；

(2)變速自適應工作模式：根據(jù)外部自然風力的實際變化，控制系統(tǒng)僅將風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速維持設(shè)定的最大、最小的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，不對在此區(qū)間內(nèi)的實時轉(zhuǎn)速進行控制，(例如基準轉(zhuǎn)速允許誤差±10倍，但是需要控制在安全運行轉(zhuǎn)速范圍內(nèi))，而由控制系統(tǒng)按照預設(shè)程序、以實時轉(zhuǎn)速為基準變量，控制各電控發(fā)光顯示帶的初始點亮工作的時刻、點亮保持時長、點亮間隔及顯示內(nèi)容，控制各電控發(fā)光顯示帶部分或全部工作，使所述的各電控發(fā)光顯示帶點亮時掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面。

上述兩種自適應運行控制模式，均可以將實時轉(zhuǎn)速(用來保證發(fā)電效率)、各電控發(fā)光顯示帶的初始點亮工作的時刻、點亮保持時長、點亮時間間隔及顯示內(nèi)容(用來保證廣告信息顯示效果)匹配起來，兼顧發(fā)電效率與廣告信息顯示效果，解決了常規(guī)技術(shù)所無法解決的問題。

本發(fā)明的核心技術(shù)要點，是在保持設(shè)備維持相對較快的速度旋轉(zhuǎn)、處于發(fā)電的狀態(tài)下，采用同步旋轉(zhuǎn)的多個電控發(fā)光顯示帶點亮后形成的軌跡、利用視覺暫留原理成像，通過處于運動(旋轉(zhuǎn))狀態(tài)的發(fā)光部件產(chǎn)生的運動軌跡形成的可視圖像來發(fā)布信息，而不是由傳統(tǒng)的靜止(固定)狀態(tài)的部件發(fā)光或反射光而形成的可視圖像發(fā)布信息。其比傳統(tǒng)廣告牌節(jié)約能源、信息顯示面積大、展示效果好。

本發(fā)明所提供的風力驅(qū)動信息展示方法、設(shè)備及控制系統(tǒng)，具有多功能、多種運行模式，可實現(xiàn)微風驅(qū)動信息展示裝置旋轉(zhuǎn)，將風力轉(zhuǎn)化成為電力進行運用或儲存，降低了風力對信息展示設(shè)備的作用力，從而降低了對主支柱和主支柱底座的強度要求，所儲存的電力用來提供風力較小或無風時旋轉(zhuǎn)及廣告發(fā)布。除此以外，本發(fā)明還通過感應風帆系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的速率自動調(diào)節(jié)接入?yún)⒓忧懈畲鸥芯€回路中的線圈數(shù)目，利用線圈切割磁感線的阻力來控制風帆系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。并具有以下有益效果：

1.由于翼型風帆形狀的特殊性和翼型風帆相對較大的捕風面積使風帆系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)微風啟動旋轉(zhuǎn)，即在風速很小的情況下信息展示設(shè)備及裝置也能旋轉(zhuǎn)，從而使信息展示設(shè)備及裝置在絕大部分時間都能轉(zhuǎn)動，維持其動態(tài)效果，更容易吸引人們的眼球。

2.轉(zhuǎn)速傳感器通過感應風帆系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的速率自動調(diào)節(jié)接入?yún)⒓忧懈畲鸥芯€回路中的線圈數(shù)目，利用線圈切割磁感線的阻力來控制風帆系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，風帆系統(tǒng)轉(zhuǎn)速越大，轉(zhuǎn)速傳感器控制接入?yún)⒓忧懈畲鸥芯€回路中的線圈數(shù)目越多，使風帆系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制在一定的范圍內(nèi)，既保護了旋轉(zhuǎn)、發(fā)電系統(tǒng)的安全性，又不致使廣告面的轉(zhuǎn)速的變化而影響信息展示裝置的廣告效應。

3.本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)把自然界風能部分或全部轉(zhuǎn)換成為機械動能，一方面降低了風力對信息展示裝置的作用力，降低了對主支柱和主支柱底座的強度要求，從而優(yōu)化了信息展示裝置的結(jié)構(gòu)，降低了其故障率，延長了其壽命；另一方面，減少或不需要外部提供能源維持其旋轉(zhuǎn)。

4.通過風帆系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動，使得翼型風帆上發(fā)光帶軌跡形成的廣告能夠在空間實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)成像，輻射范圍廣，大大提高了空間利用率。

5.由于翼型風帆上發(fā)光帶旋轉(zhuǎn)后軌跡可形成整個圓周的成像、用來發(fā)布廣告信息，大大增加了信息利用面積。本發(fā)明信息展示設(shè)備外形美觀，符合當代城市的風格，在節(jié)約能源、信息發(fā)布、美化城市等方面具有很好的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多功能風力驅(qū)動戶外全方位信息展示設(shè)備的較佳實施例的立體圖。

圖2是本發(fā)明多功能風力驅(qū)動戶外全方位信息展示設(shè)備的較佳實施例的立體圖中局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明多功能風力驅(qū)動戶外全方位信息展示設(shè)備的較佳實施例的線圈控制原理圖。

圖4是本發(fā)明多功能風力驅(qū)動戶外全方位信息展示設(shè)備的較佳實施例的風帆的立體圖。

圖5是本發(fā)明多功能風力驅(qū)動戶外全方位信息展示設(shè)備的較佳實施例的風帆的形狀圖。

圖6是本發(fā)明多功能風力驅(qū)動戶外全方位信息展示設(shè)備的較佳實施例的轉(zhuǎn)速傳感器控制線圈工作數(shù)目的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-主支柱；11-第一軸肩；12-第二軸肩；13-轉(zhuǎn)速傳感器；

2-環(huán)形底盤；3-環(huán)形固定架；4-永磁鐵；5-線圈；

6-風帆；61-電控發(fā)光顯示帶；62-卡塊；

7-第一輻條；8-蓄電池；9-定時器；14-第二輻條，15-承載支架，100-承載裝置；200-風力旋轉(zhuǎn)裝置；300-發(fā)電儲能組件；400-信息展示裝置。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1：

請參見附圖1～6，本發(fā)明提供的一種自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示方法，其包括如下步驟：

1)設(shè)置一由戶外自然風力驅(qū)動的戶外信息展示設(shè)備，該設(shè)備自下而上依次設(shè)有承載裝置100、風力旋轉(zhuǎn)裝置200、信息展示裝置400，其中的承載裝置100與風力旋轉(zhuǎn)裝置200相互配合，實現(xiàn)風力發(fā)電及對信息展示裝置400的轉(zhuǎn)速控制；

2)在所述的風力旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置一環(huán)形底盤2，在該環(huán)形底盤2上設(shè)置捕獲風能并將其轉(zhuǎn)化為機械能的多數(shù)個風帆6，(風帆6一般設(shè)置為奇數(shù)個，本實施例中為5個；其他實施例中也可以是3個、7個或9個等，以保證在風力的驅(qū)動下，產(chǎn)生穩(wěn)定的升力)，在每一風帆6上設(shè)置信息展示裝置400，該信息展示裝置400包括設(shè)置在風帆6的外側(cè)立面上，用來發(fā)布圖文信息的一條或多條電控發(fā)光顯示帶61；本實施例中，該電控發(fā)光顯示帶61為大功率LED發(fā)光燈條或燈帶；

3)在所述的承載裝置100及風力旋轉(zhuǎn)裝置200上，分別設(shè)置多數(shù)個相互配合工作、驅(qū)動所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200發(fā)電或維持轉(zhuǎn)動的電動/發(fā)電組件的工作單元，由其將風力旋轉(zhuǎn)裝置200的機械能轉(zhuǎn)化為電能并存儲，或者將所存儲的電能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動風力旋轉(zhuǎn)裝置200維持轉(zhuǎn)動；所述的電動/發(fā)電組件通過風力旋轉(zhuǎn)裝置200與承載裝置100之間電動/發(fā)電的模式切換或接入的工作單元數(shù)量，實現(xiàn)對機械能與電能的相互輸入輸出轉(zhuǎn)換關(guān)系和比例的自適應控制與調(diào)節(jié)；

4)設(shè)置一控制系統(tǒng)，使其與所述的電動/發(fā)電組件的各工作單元及各電控發(fā)光顯示帶61連接；其根據(jù)對自然風力狀況的感知，控制上述的風力旋轉(zhuǎn)裝置200與承載裝置100工作單元之間的配合，使二者在不同風力驅(qū)動的情況下做出自適應性調(diào)整：自動控制與調(diào)節(jié)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換的比例，控制所述風帆6在設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍(最大額定轉(zhuǎn)速)內(nèi)運行，或根據(jù)自然風驅(qū)動下風帆6的實際轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速的變化，即時調(diào)節(jié)所述各電控發(fā)光顯示帶61的點亮時刻、持續(xù)時長、時間間隔及顯示內(nèi)容，使所述各電控發(fā)光顯示帶61在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下點亮后所顯示內(nèi)容的動態(tài)軌跡依次相接，形成全方位、連貫展示的可視圖文信息。

其中，各電控發(fā)光顯示帶61，根據(jù)需要，可以軸對稱、中心對稱或非對稱關(guān)系，設(shè)置在風帆6的固定位置上，與所述的控制系統(tǒng)配合工作；各電控發(fā)光顯示帶61，內(nèi)部可以設(shè)有單列或平行的多列LED燈珠。

所述步驟3)、4)中所述的工作單元，包括發(fā)電單元與電動單元；其中所述的發(fā)電單元是由相對應設(shè)置在所述承載裝置100與風力旋轉(zhuǎn)裝置200上的多數(shù)個定子與轉(zhuǎn)子的發(fā)電線圈繞組5或磁鐵4組成；所述的電動單元，是設(shè)置在所述承載裝置100或風力旋轉(zhuǎn)裝置200上的多數(shù)個電動發(fā)動機及傳動齒輪組。

本實施例中未示出電動發(fā)電機的具體位置，制造時可以根據(jù)實際情況，在所述承載裝置100或風力旋轉(zhuǎn)裝置200上，以中心對稱、軸對稱等方式，設(shè)置2個、3個或更多個電動發(fā)動機及傳動齒輪組，進行發(fā)電，或驅(qū)動風力旋轉(zhuǎn)裝置200旋轉(zhuǎn)、使其維持設(shè)定的轉(zhuǎn)速，保證信息發(fā)布效果。

所述的步驟4)中的控制系統(tǒng)，可以根據(jù)其感知到的風力大小進行工作模式切換：

41)當風力適中、風力旋轉(zhuǎn)裝置200未超出設(shè)定的最大或最小轉(zhuǎn)速時，該系統(tǒng)將設(shè)備的工作模式切換到發(fā)電/正向工作模式，切斷電動單元，接通電動/發(fā)電組件中的部分發(fā)電單元進行發(fā)電，存儲電能，并向信息展示裝置400供電；根據(jù)正態(tài)函數(shù)控制條件，風力越大接通的發(fā)電單元數(shù)量越多，風力越小則接入的發(fā)電單元越少；以接入的發(fā)電單元工作時產(chǎn)生的阻力，來控制轉(zhuǎn)速并維護展示設(shè)備處于正常轉(zhuǎn)速，并使所述各電控發(fā)光顯示帶61在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下點亮后所顯示內(nèi)容的動態(tài)軌跡依次相接，形成全方位、連貫展示的可視圖文信息；

42)當風力過大、風力旋轉(zhuǎn)裝置200超出設(shè)定的最大轉(zhuǎn)速時，該系統(tǒng)將設(shè)備的工作模式切換到發(fā)電/保護工作模式，切斷電動單元，接通電動/發(fā)電組件中的各發(fā)電單元全速發(fā)電，存儲電能，并關(guān)閉信息展示裝置，以控制轉(zhuǎn)速并維護展示設(shè)備自身安全；

43)當風力過小、風力旋轉(zhuǎn)裝置200低于設(shè)定的最小轉(zhuǎn)速時，該系統(tǒng)將將設(shè)備的工作模式切換到電動/逆向工作模式，切斷發(fā)電單元停止發(fā)電，接通電動單元，將所存儲的電能轉(zhuǎn)換為機械能，使展示設(shè)備維持在設(shè)定的最低轉(zhuǎn)速，使所述各電控發(fā)光顯示帶61在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下點亮后所顯示內(nèi)容的動態(tài)軌跡依次相接，形成全方位、連貫展示的可視圖文信息。

所述的控制系統(tǒng)，同時控制所述的風力旋轉(zhuǎn)裝置200轉(zhuǎn)速和信息展示裝置400的各電控發(fā)光顯示帶61的初始點亮工作的時刻、點亮保持時長、間隔時間及顯示內(nèi)容，使所述的各電控發(fā)光顯示帶61點亮時掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面，取視覺暫留時間系數(shù)為p秒，將風力旋轉(zhuǎn)裝置200轉(zhuǎn)速控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，則各參數(shù)需要滿足的條件函數(shù)式是：

2π＝pnω (1)

或者

2πR＝pnv (2)

式中：

p——視覺暫留時間系數(shù)，且0.1s≤p≤0.4s；

n——風帆上進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶總的條數(shù)，且1≤n≤5m，m為風帆的個數(shù)；

ω——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度，且π/pm≤ω≤2πrad/s；

R——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的半徑，且1m≤R≤50m；

v——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤上風帆的線速度，m/s。

本實施例中，風力旋轉(zhuǎn)裝置200的環(huán)形底盤的半徑R為10米，若設(shè)有9個風帆，進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶總條數(shù)為n，視覺暫留時間系數(shù)p為0.1秒，則各參數(shù)需要滿足的條件函數(shù)式是：

2π＝0.1×n×ω (11)

或

ω＝2π/(0.1×n)＝20π/n (12)

具體而言，采用恒速控制模式時，若取最大轉(zhuǎn)速ω＝2πrad/s，則n＝10；若取ω＝5π/3rad/s，則取n＝12；若取ω＝4π/3rad/s，則取n＝15；而取最小轉(zhuǎn)速ω＝π/(0.1×9)＝10π/9rad/s時，n＝18。

若采用最大轉(zhuǎn)速、n＝10時的線速度是：

2πR＝pnv

v＝2πR/p＝2π×10/(0.1×10)＝2πm/s

若采用最小轉(zhuǎn)速、n＝18時的線速度是：

v＝2πR/p＝2π×10/(0.1×18)＝100π/9m/s

而ω＝0.5π～2πrad/s也是設(shè)備發(fā)電效率較高的轉(zhuǎn)速范圍，也是設(shè)備運行最佳的轉(zhuǎn)速范圍。

若設(shè)有5個風帆，進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶總條數(shù)為n，視覺暫留時間系數(shù)p為0.2秒，則各參數(shù)需要滿足的條件函數(shù)式是：

2π＝0.2×n×ω

或

ω＝2π/(0.2×n)＝10π/n

具體而言，采用恒速控制模式時，若取最大轉(zhuǎn)速ω＝2πrad/s，則n＝5；若取ω＝5π/3rad/s，則取n＝16；若取ω＝4π/3rad/s，則取n＝8；而取最小轉(zhuǎn)速ω＝π/(0.2×5)＝π/1rad/s時，n＝10。

風力旋轉(zhuǎn)裝置200的最大轉(zhuǎn)速選擇，還需要考慮風帆的結(jié)構(gòu)及材料強度、能夠承受的最大離心力等因素。

若最大轉(zhuǎn)速取ω＝2π(rad/s)，此時風帆的離心力為：

當轉(zhuǎn)速大于該最大轉(zhuǎn)速時，需要進行結(jié)構(gòu)加強設(shè)計或材料加強，否則設(shè)備運行將不穩(wěn)定，影響設(shè)備整體的安全性和壽命。

所述的電控發(fā)光顯示帶61，包括自內(nèi)向外設(shè)置的、設(shè)于所述風帆6外側(cè)立面內(nèi)部的背光板、LED發(fā)光燈帶及設(shè)置在外側(cè)立面上的導光柱；所述的LED發(fā)光燈帶上設(shè)有單列或多列平行的大功率LED燈珠，各LED燈珠受控發(fā)光、形成各種圖文信息；所述的導光柱為幾何中心線傾角向下5～45°的圓柱體或圓錐體，以加強導光后的畫面顯示效果，特別是有利于處于設(shè)備下方的觀察者更好的觀察到清晰、連續(xù)的圖文信息。

一種實施上述方法的自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示設(shè)備，其設(shè)置于戶外、由自然風力驅(qū)動：

其包括自下而上依次設(shè)有承載裝置100、風力旋轉(zhuǎn)裝置200、信息展示裝置400，其中的承載裝置100與風力旋轉(zhuǎn)裝置200相互配合，實現(xiàn)風力發(fā)電及對信息展示裝置400的轉(zhuǎn)速控制；

所述的風力旋轉(zhuǎn)裝置200上設(shè)有一環(huán)形底盤2，在該環(huán)形底盤2上設(shè)有捕獲風能并將其轉(zhuǎn)化為機械能的多數(shù)個風帆6；每一風帆6上設(shè)有信息展示裝置400，該信息展示裝置400包括設(shè)置在風帆6的外側(cè)立面上，用來發(fā)布圖文信息的一條或多條電控發(fā)光顯示帶61；

所述的承載裝置100及風力旋轉(zhuǎn)裝置200上，分別設(shè)有多數(shù)個相互配合工作、驅(qū)動所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200發(fā)電或維持轉(zhuǎn)動的電動/發(fā)電組件的工作單元，由其將風力旋轉(zhuǎn)裝置200的機械能轉(zhuǎn)化為電能并存儲，或者將所存儲的電能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動風力旋轉(zhuǎn)裝置200維持轉(zhuǎn)動；所述的電動/發(fā)電組件通過風力旋轉(zhuǎn)裝置200與承載裝置100之間電動/發(fā)電的模式切換或接入的工作單元數(shù)量，實現(xiàn)對機械能與電能的相互輸入輸出轉(zhuǎn)換關(guān)系和比例的自適應控制與調(diào)節(jié)；

還包括一控制系統(tǒng)，使其與所述的電動/發(fā)電組件的各工作單元及各電控發(fā)光顯示帶連接；其根據(jù)對自然風力狀況的感知，控制上述的風力旋轉(zhuǎn)裝置200與承載裝置100工作單元之間的配合，使二者在不同風力驅(qū)動的情況下做出自適應性調(diào)整：自動控制與調(diào)節(jié)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換的比例，控制所述風帆6在設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行，或根據(jù)自然風驅(qū)動下風帆6的實際轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速的變化，即時調(diào)節(jié)所述各電控發(fā)光顯示帶61的點亮時刻、時長、時間間隔及顯示內(nèi)容，使所述各電控發(fā)光顯示帶61在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下點亮后所顯示內(nèi)容的動態(tài)軌跡依次相接，形成全方位、連貫展示的可視圖文信息。

所述的工作單元，包括發(fā)電單元與電動單元；其中所述的發(fā)電單元是由相對應設(shè)置在所述承載裝置100與風力旋轉(zhuǎn)裝置200上的多數(shù)個定子與轉(zhuǎn)子的發(fā)電線圈繞組組成；所述的電動單元，是設(shè)置在所述承載裝置或風力旋轉(zhuǎn)裝置上的多數(shù)個電動發(fā)動機及齒輪組。

本實施例具體是一個直徑為20米的戶外風帆廣告牌，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在15～20轉(zhuǎn)/分的情況下，其設(shè)計發(fā)電功率為500kW/h，可以解決廣告牌本身廣告信息發(fā)布、自身運轉(zhuǎn)、照明及周邊公共場所的照明，以及5公里內(nèi)的路燈照明，構(gòu)成一個分布式能源供應點。

本實施例采用400組發(fā)電工作單元，在保持角速度ω＝0.5～2/3πrad/s的情況下，可以直接獲得約220V的交流電，經(jīng)過穩(wěn)壓、整流后即可輸出額定電壓，適用于中國等電力輸出標準，作為廣告牌的驅(qū)動電源，并向周邊用電設(shè)備輸出電能，或?qū)㈦娔軆Υ嬖谛铍姵亟M中。

或者采用400組發(fā)電工作單元，在保持角速度ω＝1/6～2/6πrad/s的情況下，經(jīng)過穩(wěn)壓、整流后即可輸出額定電壓為110V的交流電，適用于美國等國際電力輸出標準。

當然，也可以通過調(diào)節(jié)接入發(fā)電工作單元的電極數(shù)量，或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，來獲得不同的輸出電壓或電流，以適應各地方的具體電力需求。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例所述的多功能風力驅(qū)動信息展示裝置，包括：

可進行吊掛固定或支撐固定用于承載風力信息展示裝置100主體部分的承載支架100；

設(shè)置在所述承載支架100上方的通過風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)并利用風力發(fā)電進行儲能的風力旋轉(zhuǎn)裝置200；

設(shè)置在所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200下方并固定在所述承載支架100上的、用于與所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200相互配合進行發(fā)電并儲能的發(fā)電儲能組件300；

以及用于設(shè)置信息展示內(nèi)容并設(shè)置在所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200上通過所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200轉(zhuǎn)動帶動旋轉(zhuǎn)的信息展示裝置400。

本發(fā)明中，在具體實施時，所述承載支架100可以設(shè)置為支撐式的支撐架，也可以為吊裝的吊掛支架等等。以下以支撐架為例對本發(fā)明做進一步說明：

本發(fā)明實施例中，較佳地，采用所述承載支架100為用于進行支撐固定的一支撐架，如圖1所示，所述支撐架包括：一底座101，設(shè)置在所述底座101上用于支撐所述風力旋轉(zhuǎn)裝置的主支柱1。本實施例的支撐架可以安裝在地面上，所述底座的大小可以根據(jù)多功能風力驅(qū)動信息展示裝置大小及重量設(shè)置，以保證可以穩(wěn)固支撐風力信息展示裝置400主體部分。

進一步地，如圖2所示，所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200包括：

可轉(zhuǎn)動的套設(shè)在承載支架的主支柱1上的第一軸肩11；

與所述第一軸肩11通過第一輻條7連接的用于安裝風帆6的環(huán)形底盤2；

所述環(huán)形底盤2的頂面延盤面設(shè)有多組用于使環(huán)形底盤2轉(zhuǎn)動的風帆6；風帆6通過風力帶動環(huán)形底盤2轉(zhuǎn)動。

較佳地，所述第一軸肩11可以通過一軸承可轉(zhuǎn)動的套設(shè)在承載支架的主支柱1上。更進一步，為了使所述第一軸肩可轉(zhuǎn)動而連接又更可靠地安裝在所述主支柱1上，可以設(shè)置所述第一軸肩11是一圓柱形套，將第一軸肩11通過一圓錐滾動軸承可轉(zhuǎn)動安裝在所述主支柱上；通過所述圓錐滾動軸承的下端的一軸肩作圓錐滾動軸承的軸向定位，所述第一軸肩11連接更可靠，并可減少阻力。

另外，如圖1所示，本實施例中采用環(huán)形底盤2通過一組從環(huán)形底盤2內(nèi)圓柱面出發(fā)并平行于環(huán)形底盤2平面的輻條和一組從環(huán)形底盤2底面出發(fā)并與環(huán)形底盤2平面成適當角度的一組輻條與第一軸肩11連接，并設(shè)置通過復數(shù)根輻條7連接環(huán)形底盤2與第一軸肩11，可以使環(huán)形底盤2與第一軸肩11軸肩的連接具彈性且更穩(wěn)定。

本實施例中，所述信息展示裝置400為設(shè)置在所述風帆外側(cè)的LED發(fā)光燈條或燈帶，其他實施例中也可以是一信息噴繪紙或用于顯示內(nèi)容的液晶顯示屏。例如可以將信息展示內(nèi)容如廣告內(nèi)容安裝在所述風帆6表面上，環(huán)形底盤2轉(zhuǎn)動實現(xiàn)廣告牌的轉(zhuǎn)動；實現(xiàn)了利用風力來使得廣告牌旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)大可視度的功能。當然信息發(fā)布、展示載體或內(nèi)容，也可以安裝在所述風力旋轉(zhuǎn)裝置200其他方便展示的地方。例如在兩個風帆之間的間隔處，設(shè)置LED發(fā)光柱。

一種實現(xiàn)所述的自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示方法的控制系統(tǒng)，其包括一PLC控制器、一傳感器模塊及一輸入輸出模塊，其特征在于，所述的PLC控制器中集成有控制軟件，該控制軟件內(nèi)置有控制風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速與電控發(fā)光顯示帶工作條數(shù)及相關(guān)工作參數(shù)的條件函數(shù)，同時控制所述的風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速和信息展示裝置的各電控發(fā)光顯示帶的初始點亮工作的時刻、點亮保持時長及顯示內(nèi)容，控制各電控發(fā)光顯示帶61部分或全部工作，使所述的各電控發(fā)光顯示帶點亮時掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面，取視覺暫留時間系數(shù)為p秒，將風力旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，該控制條件函數(shù)式是：

2π＝pnω (3)

或者

2πR＝pnv (4)

式中：

p——視覺暫留時間系數(shù)，且0.1s≤p≤0.4s；

n——風帆上進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶總的條數(shù)，且1≤n≤5m，m為風帆的個數(shù)；

ω——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度，且π/pm≤ω≤2πrad/s；

R——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的半徑，且1m≤R≤50m；

v——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤上風帆的線速度，m/s。

設(shè)所述的電控發(fā)光顯示帶點亮后某一幅畫面持續(xù)的時間t₁，且該顯示帶在時間t₁內(nèi)顯示帶轉(zhuǎn)過的角度為θ，t₁與角速度的關(guān)系為

t₁＝θ/ω或θ＝t₁×ω (5)

信息顯示裝置要滿足如下條件，才能實現(xiàn)顯示帶點亮后掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面：

2π＝θ×n或n＝2π/θ (6)

n——風帆上進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶總的條數(shù)，且1≤n≤2m，m為風帆的個數(shù)；

ω——風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度，且π/pm≤ω≤2πrad/s。

設(shè)同一電控發(fā)光顯示帶連續(xù)旋轉(zhuǎn)過程中，電控發(fā)光顯示帶點亮后第一幅畫面持續(xù)時間t₁后熄滅，與相鄰的第二幅畫面重新點亮的時間間隔為t₂，要滿足如下條件，才能實現(xiàn)顯示帶依次點亮后掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面：

₂＝n₁(t₁+p) (7)

n₁——每一風帆上進入工作狀態(tài)的電控發(fā)光顯示帶條數(shù)，且1≤n₁≤2m，m為風帆的個數(shù)；

p——視覺暫留時間系數(shù)，且0.1s≤p≤0.4s；

t₁--電控發(fā)光顯示帶第一幅畫面點亮后持續(xù)的時間，s；

t₂--同一電控發(fā)光顯示帶連續(xù)旋轉(zhuǎn)過程中，第一幅畫面點亮持續(xù)t₁熄滅后，與相鄰的第二

幅畫面重新點亮的時間間隔，s。

在一個具體的實施例中，若電控發(fā)光顯示帶61的LED燈帶連續(xù)兩次點亮的時間間隔為t，且燈帶點亮后持續(xù)的時間同為t，在時間t內(nèi)燈帶轉(zhuǎn)過的角度為θ，為了形成良好的畫面效果，θ的取值范圍為0.02～0.20°，t與角速度的關(guān)系為：

t＝θ/ω (8)

信息展示裝置上的風帆數(shù)為m，為了形成完整的畫面，每個信息展示裝置上面進入工作狀態(tài)的條數(shù)最多為2條，此時風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度最小，此時的角速度

ω_min＝2π/2pm＝π/pm (9)

當進入工作狀態(tài)的條數(shù)為1時，風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度最大，此時進入工作狀態(tài)總的等條數(shù)為1，此時的角速度

ω_max1＝2π/p＝20rad/s (10)

所以，為了能夠形成完整的畫面，風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度按成像規(guī)律確定的轉(zhuǎn)速范圍為π/pm≤ω₁≤20rad/s。

基于設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、安全性及發(fā)電效率要求時，風帆的最大轉(zhuǎn)速由設(shè)備的結(jié)構(gòu)及材料確定：

設(shè)最大轉(zhuǎn)速為ω_max2，則單個風帆結(jié)構(gòu)及材料的設(shè)計應滿足的條件之一是，其設(shè)計承受的最小離心力應大于如下公式的離心力：

式中：

M——單個風帆的質(zhì)量。

當風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度ω＞ω_max2時，設(shè)備工作狀態(tài)將出現(xiàn)不穩(wěn)定，影響其安全性以及壽命。

選擇風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤2的轉(zhuǎn)動角速度的最大值，需要綜合考慮完整成像、設(shè)備安全及發(fā)電效率三方面的因素，取ω_max1和ω_max2兩者之間較小值作為風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤2的轉(zhuǎn)動角速度的最大轉(zhuǎn)速，即ω_max＝MIN(ω_max1,ω_max2)＝ω_max2＝2πrad/s；

所以風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)動角速度的范圍

π/pm≤ω≤2πrad/s (12)

所述的傳感器模塊包括至少一轉(zhuǎn)速傳感器13，用來感知風力旋轉(zhuǎn)裝置200的轉(zhuǎn)速；所述PLC控制器通過該轉(zhuǎn)速傳感器13發(fā)出的轉(zhuǎn)速信息來控制接入發(fā)電工作模式的發(fā)電用線圈的數(shù)量，風力旋轉(zhuǎn)裝置200轉(zhuǎn)速與接入發(fā)電工作模式的發(fā)電用線圈的數(shù)量為正態(tài)分布函數(shù)。

所述的控制系統(tǒng)還包括一遠程控制服務器，所述的輸入輸出模塊包括一有線或無線網(wǎng)絡收發(fā)模塊，該遠程控制服務器通過互聯(lián)網(wǎng)與有線或無線網(wǎng)絡收發(fā)模塊，與所述的PLC控制器連接并交互通信，實現(xiàn)遠程控制。

本發(fā)明提供的信息展示設(shè)備，可用作廣告展示，具有展示面積大，實現(xiàn)微風啟動、強風轉(zhuǎn)速可控，依靠風力更能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動并可發(fā)電供廣告牌及周邊公共場所照明使用，風能被有效轉(zhuǎn)化成動能驅(qū)動實現(xiàn)動態(tài)廣告效果并可降低對主支柱和底座的強度要求，具有節(jié)能環(huán)保功能。

進一步地，如圖4所示，所述風帆6的寬度為一端向另一端逐漸降低，所述風帆6底部設(shè)有卡塊61，所述環(huán)形底盤2上設(shè)有與卡塊62配合的卡槽；所述風帆6通過所述卡塊62設(shè)于卡槽內(nèi)，方便拔插。

所述風帆的高度H與風力旋轉(zhuǎn)裝置環(huán)形底盤半徑R的比例為：0.3R≤H≤1.2R。選擇此比例，是綜合考慮了發(fā)電效率及廣告效果、運行壽命等諸多因素。

較佳地，本實施例可以采用所述風帆6為翼形風帆，例如設(shè)置所述風帆6的一側(cè)面為弧形面，另一側(cè)面為非平面；此結(jié)構(gòu)類似利用兩側(cè)面的氣流密度不同，實現(xiàn)風動力的捕獲。本發(fā)明翼形風帆的動力方向是沿風帆頭部向前的；此外，這種風帆在風力很小的情況下也能實現(xiàn)風動力的捕獲，本發(fā)明的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)微風啟動旋轉(zhuǎn)，所謂的微風是說風速很低的情況。本發(fā)明經(jīng)過多次實驗證明，本發(fā)明的裝置在1級風以下就能轉(zhuǎn)動，所以這里還可以定義一下微風指的是1級風速以下。

即本發(fā)明實施例中的所述風帆6為翼形風帆，如圖4所示，翼型風帆包括風帆主體6、LED燈帶61和卡塊62兩部分。如圖5所示，風帆主體包括風帆頭A、風帆尾B、和兩個風帆翼面(C和D)，兩個風帆翼面(C和D)的一段分別與風帆頭A相連，另一端在風帆尾部B直接相連形成風帆尾，風帆主體的風帆頭的寬度大于風帆尾；翼型風帆與環(huán)形底盤呈等弧度彎曲，并且沿著環(huán)形底盤的圓周等距排列；風帆系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方向風帆頭部在前，風帆尾部在后排列。由于翼型風帆形狀的特殊性和翼型風帆相對較大捕獲面積使風帆系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)微風啟動旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明實施例中，可以在所述風帆外翼面布置廣告，或者在風帆內(nèi)外兩翼面上同時發(fā)布廣告。即可以所述風帆6外側(cè)用于安裝信息展示內(nèi)容，并可以在所述風帆6設(shè)置有便于環(huán)形底盤2轉(zhuǎn)動的風口。另外，還可以設(shè)置一可以控制所述風口根據(jù)風向轉(zhuǎn)動的自動調(diào)節(jié)裝置，這樣可以減少逆風的阻力，增加順風的動力，大大提高轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明廣告牌通過旋轉(zhuǎn)把風力轉(zhuǎn)換成為動能，降低了風力對多功能風力驅(qū)動信息展示裝置廣告牌的作用力，降低了對主支柱和主支柱底座的強度要求，從而優(yōu)化了廣告牌的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明由于翼型風帆形狀的特殊性以及翼型風帆相對較大的捕風面積使風帆系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)微風啟動旋轉(zhuǎn)，并通過把風力轉(zhuǎn)換成為動能不僅使布置在風帆上面的廣告產(chǎn)生動態(tài)效果，而且降低了對主支柱的和主支柱底座的強度要求從而優(yōu)化了廣告牌結(jié)構(gòu)。另外，廣告牌空間旋轉(zhuǎn)多角度展示的特征提高了空間利用效率和廣告宣傳效應等。

其中，所述發(fā)電儲能組件300包括：

固定套設(shè)在承載支架主支柱1上的第二軸肩12；

設(shè)于環(huán)形底盤2外側(cè)的環(huán)形固定架3；

所述環(huán)形固定架3與第二軸肩12之間通過第二輻條14連接固定。

本發(fā)明實施例采用設(shè)于環(huán)形底盤2外側(cè)的環(huán)形固定架3，以及固定于主支柱1的第二軸肩12，所述環(huán)形固定架3與第二軸肩12之間固設(shè)有第二輻條14；所述環(huán)形固定架3的剖面為L形，所述環(huán)形底盤2設(shè)于環(huán)形固定架3內(nèi)，設(shè)置所述環(huán)形固定架3使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)更加結(jié)實和牢固。

進一步地，所述多功能風力驅(qū)動信息展示裝置，如圖1和圖2所示，所述發(fā)電儲能組件300還包括：

設(shè)置在所述環(huán)形固定架3內(nèi)側(cè)的多組發(fā)電用線圈5；以及固定在所述環(huán)形底盤2外圍與所述發(fā)電用線圈5位置相對的永磁鐵4；

以及固定在所述承載支架上的用于存貯每組發(fā)電用線圈發(fā)電時產(chǎn)生的電能的蓄電池8；所述發(fā)電用線圈5與蓄電池8連接。

本發(fā)明實施例中，本實施例采用所述永磁鐵4為弧形面永磁鐵4；所述永磁鐵4的磁極均向同一方向，所述環(huán)形固定架3通過第二輻條14與第二軸肩12相連，并且固定不旋轉(zhuǎn)，截面為L形的環(huán)形固定架3沿圓周方向等距布置著線圈。當設(shè)于環(huán)形底盤2外圍的永磁鐵4隨環(huán)形底盤2轉(zhuǎn)動時，多組線圈5會不停切割磁感線，實現(xiàn)發(fā)電之目的；本實施例采用還設(shè)置用于存貯每組線圈5發(fā)電時產(chǎn)生的電能的蓄電池8；所述每組線圈5的輸出端連接蓄電池8的輸入端。多功能風力驅(qū)動信息展示裝置旋轉(zhuǎn)工作時不僅具有廣告效果，還可把多余的電能儲蓄在蓄電池8中。

較佳地，如圖1所示，采用環(huán)形底盤2外圓柱面布置著寬度大約是環(huán)形底盤2厚度兩倍的弧形面永磁鐵塊(即永磁鐵4)。

進一步地，如圖2和圖3所示，所述多功能風力驅(qū)動信息展示裝置，還包括有設(shè)于承載支架上頂端的轉(zhuǎn)速傳感器13以及PLC控制器，所述每組發(fā)電用線圈的電能輸出端分別與蓄電池8的電能輸入端連接；所述控制器通過檢測轉(zhuǎn)速傳感器13發(fā)出的轉(zhuǎn)速信息來控制接入發(fā)電或蓄電池8的發(fā)電用線圈5的數(shù)量。

較佳地，環(huán)形固定架3上的線圈分為數(shù)目相等的四組線圈，每一組用導線串聯(lián)起來，每一組線圈的兩端分別用導線接入轉(zhuǎn)速傳感器13。轉(zhuǎn)速傳感器13通過感應風帆系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的速率，自動調(diào)節(jié)接入?yún)⒓忧懈畲鸥芯€回路中的線圈數(shù)目，利用線圈切割磁感線的阻力來控制風帆系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，風帆6的轉(zhuǎn)速越大，轉(zhuǎn)速傳感器13控制接入?yún)⒓忧懈畲鸥芯€回路中的線圈數(shù)目越多，使風帆6的轉(zhuǎn)速控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，既保護了發(fā)電系統(tǒng)的安全性，又不致使廣告面的轉(zhuǎn)速過快而破壞設(shè)備或降低廣告信息發(fā)布效果。

本實施例是先通過對發(fā)電電動機和接入電路的線圈組數(shù)的控制，使環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)速始終保持在最佳角速度，再在此基礎(chǔ)上，同時控制進入工作狀態(tài)的LED發(fā)光燈帶的數(shù)量、位置，及各LED發(fā)光燈帶點亮的持續(xù)時間、兩次點亮時間間隔、顯示內(nèi)容，使信息展示裝置呈現(xiàn)出良好的信息畫面。

較佳地，所述轉(zhuǎn)速傳感器13是一光敏傳感器，固定在主支柱1的上端,用來感應環(huán)形底盤2的轉(zhuǎn)速和根據(jù)轉(zhuǎn)速控制接入?yún)⒓忧懈畲鸥芯€回路中的線圈數(shù)目。所述定時器包括一個電子表，固定在主支柱上，每到所設(shè)置的特定時間控制所有燈具接通蓄電池。

本發(fā)明實施中，如圖2和圖3所示，通過所述轉(zhuǎn)速傳感器13感應環(huán)形底盤2的轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速較底時，通過控制器控制接入蓄電池8的發(fā)電用線圈5數(shù)量降低，甚至為了零，使得環(huán)形底盤2轉(zhuǎn)動的阻力減少；當轉(zhuǎn)速較高時，通過控制器控制接入蓄電池8的發(fā)電用線圈5數(shù)量增多，提高發(fā)電量，并增加環(huán)形底盤2轉(zhuǎn)動的阻力，這樣，本發(fā)明使其巧妙的實現(xiàn)了動態(tài)平衡的過程，即當轉(zhuǎn)速高時，接通發(fā)電用線圈5數(shù)量增多使得發(fā)電增大，進而阻力增大，使得轉(zhuǎn)速減慢，因此接通發(fā)電用線圈5數(shù)量又控制減少，阻力減少，轉(zhuǎn)速又增大，直到平衡狀態(tài)。

較佳地，可以采用所述蓄電池8為鋰電池；鋰電池易于維護，壽命長，儲電量大。

進一步地，如圖2所示，所述的風力驅(qū)動戶外全方位信息展示設(shè)備，還可以設(shè)置包括有照明燈以及控制照明燈照明時間的定時器9。其中照明燈可以安裝在用于安裝信息展示內(nèi)容的風帆6上，設(shè)置通過定時器9設(shè)定照明時間，時間可以是傍晚等光線較暗的時刻來控制蓄電池8給照明燈供電，使得在較暗的情況下能看到廣告牌的內(nèi)容，增加本發(fā)明的實用性。

實施例2：

本實施例提供的一種自適應型風力驅(qū)動的戶外全方位信息展示方法、設(shè)備及控制系統(tǒng)，其基本上均與實施例1相同，其不同之處在于：

其采用變速自適應工作模式：根據(jù)外部自然風力的實際變化，控制系統(tǒng)僅將風力旋轉(zhuǎn)裝置200的轉(zhuǎn)速維持設(shè)定的最大、最小的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，不對在此區(qū)間內(nèi)的實時轉(zhuǎn)速進行控制，(例如基準轉(zhuǎn)速允許誤差±10倍，但是需要控制在安全運行轉(zhuǎn)速范圍內(nèi))，而由控制系統(tǒng)按照預設(shè)程序、以實時轉(zhuǎn)速為基準變量，控制各電控發(fā)光顯示帶61的初始點亮工作的時刻、點亮保持時長、間隔時間及顯示內(nèi)容，控制各電控發(fā)光顯示帶61部分或全部工作，使所述的各電控發(fā)光顯示帶61點亮時掃過的軌跡，在整個圓柱形側(cè)面上形成一副連續(xù)、完整的畫面。

本實施例的運行及控制方式，是根據(jù)自然風力驅(qū)動下變動的環(huán)形底盤的轉(zhuǎn)速，通過控制進入工作狀態(tài)LED發(fā)光燈帶的數(shù)量、位置，及每列進入工作狀態(tài)LED發(fā)光燈帶的時間，使發(fā)光帶掃過的整個圓柱形側(cè)面上形成一幅完整、連續(xù)、全方位的畫面。包括控制各列發(fā)光帶的橫向位置間隔和每列進入工作狀態(tài)的LED燈帶執(zhí)行信息顯示動作點亮時長和/或兩次點亮時間間隔，使風帆6上的發(fā)光帶掃過的整個圓柱形側(cè)面上形成一幅完整的畫面。當室外風速不穩(wěn)定、導致轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定時，通過控制進入工作狀態(tài)LED燈帶的總條數(shù)和每列進入工作狀態(tài)的LED燈帶執(zhí)行顯示動作的點亮持續(xù)時間、前后兩次點亮的時間間隔來調(diào)整畫面。當室外風速過大而使環(huán)形底盤轉(zhuǎn)速過快時，適當減少進入工作狀態(tài)LED燈帶的條數(shù)和/或相應增加每列進入工作狀態(tài)的LED燈帶執(zhí)行顯示動作的點亮持續(xù)時長、減小兩次點亮之間的時間間隔，使翼型葉片掃過的整個圓柱形側(cè)面上形成一幅完整的畫面。同理，當室外風速過小而使環(huán)形底盤轉(zhuǎn)速過慢時，適當增多進入工作狀態(tài)LED燈帶的條數(shù)和/或相應增大每列進入工作狀態(tài)的LED燈帶執(zhí)行顯示動作的點亮時長、減少兩次點亮之間的時間間隔。

該風力驅(qū)動信息展示設(shè)備，采用所述承載支架為用于進行吊掛固定的吊掛支架，所述吊掛支架包括：一掛勾，與所述掛勾連接的用于支撐所述風力旋轉(zhuǎn)裝置的立支柱。這樣可以將本發(fā)明的多功能風力驅(qū)動信息展示裝置吊掛安裝，適合不同的安裝場地。

進一步地實施例，所述多功能風力驅(qū)動信息展示裝置，其還包括：設(shè)置在所述風帆6內(nèi)側(cè)的用于將太陽光轉(zhuǎn)為電能的太陽能板，所述太陽能板與一蓄電池電連，例如可以太陽能板轉(zhuǎn)換來的電能通過一轉(zhuǎn)換開關(guān)連接至所述蓄電池8。

綜上所述，本發(fā)明是根據(jù)自然風力驅(qū)動下環(huán)形底盤的旋轉(zhuǎn)進行發(fā)電，同時驅(qū)動信息展示裝置的發(fā)光帶顯示內(nèi)容旋轉(zhuǎn)后的軌跡成像，通過綜合轉(zhuǎn)速、進入工作狀態(tài)LED發(fā)光燈帶的數(shù)量、位置，及每列進入工作狀態(tài)LED發(fā)光燈帶的時間，使發(fā)光帶掃過的整個圓柱形側(cè)面上形成一幅完整、連續(xù)、全方位的畫面。

應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。