园林景观树木的保护装置和保护方法

摘要

本发明公开了一种园林景观树木的保护装置和保护方法；园林景观树木的保护装置包括至少三个下端支撑于地面的支撑杆，及与各支撑杆上端联接的支撑环；支撑环为分体式结构，包括与支撑杆上端可拆式联接的支撑环块，及联接于各个支撑环块之间的联接块；联接块与所述支撑环块的联接为可调式联接。本发明景观树木的保护装置能实现主要零部件的模块化生产，用于各种尺寸的树木的固定保护，降低了生产成本，方便调节，操作简单。采用带有施肥管的金属固定桩，既可以固定支撑杆的下端，还可以为树木进行多层次的施肥。还对树木的粗细和增高量进行检测，能及时对支撑环进行调节安装，有利于树木的正常生长，从而加大了对树木的保护期限，可长达数十年之久。

说明书

技术领域

本发明涉及一种树木的保护装置，更具体地说是园林景观树木的保护装置和保护方法。

背景技术

如今，在城市市政道路、城际高速、快速路、乡村道路、公园绿地、小区绿地等等，常会种植一些树木。种植规格胸径从10-50cm不等，种植时，都会在苗圃场购买移植一些树木，种植完工后都需支撑、灌淋定根水。另外，在沿海的城市，因经常遭遇台风，即便是从小一直到大的树木，也常会被吹倒。因此为了保护树木不受风雨的影响，一直向上生长，有人设计出保护装置，最简单的装置就是三根或四根木棍，分别支撑于树木四周的地面，上端则一起捆扎于树木的树干中下部的位置。较为复杂一点的则有金属支撑杆构成的结构。比如，根据关键词“ti,ab,clm:((树木or植物) and防and风and支撑and(装置or结构))ANDic1,ic2:(A01)”检索出762件中国专利文献。其中有调节功能且带铰链结构的专利文献有43 件。这43件中有一些专利文献给了较为实用的可调式固定结构，以保护树木保持正直向上的位置。比如，CN201921795147.9一种绿化苗木防风用支撑装置公开了用四个圆弧形结构拼接起来的方式。又比如， CN201710687243.0一种园林树木用易调节的稳定支撑装置公开了外圈由二个半圆弧完全固定住，内圈则采用螺纹调节的弧形卡板结构。这些结构在拼装固定后就不能再次调节，每种零件的使用范围小，当直径相差较大时，主要零部件不能通用，需要多加工出几种规格的产品出来。对树木管理单位，增加了成本。

因此，有必要开发出零部件更为通用，且具有较大调节范围的树木保护装置。并且有必要增加保护时间，能从较小树干时一直保护到较大树干时。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种园林景观树木的保护装置和保护方法。

本发明的目的通过下列技术方案来实现：

园林景观树木的保护装置，包括至少三个下端支撑于地面的支撑杆，及与各支撑杆上端联接的支撑环；所述的支撑环为分体式结构，包括与支撑杆上端可拆式联接的支撑环块，及联接于各个支撑环块之间的联接块；所述的联接块与所述支撑环块的联接为可调式联接。

其进一步技术方案为：所述支撑环块的内侧设有作用于树干表面的柔软层，或通过弹性件固定有树干贴附环；所述的联接块为二段式铰接结构，包括相互铰接在一起的二个联接半块，所述联接半块设有与所述支撑环块可调式联接的长条形孔。

其进一步技术方案为：所述的支撑环块包括环块本体，设于所述环块本体外侧的上联接耳座，及与所述上联接耳座铰接的上端联接套管；所述上联接套管设有与所述支撑杆的上端套接的上套接孔。

其进一步技术方案为：所述支撑杆的下端设有下端联接套管，所述下端联接套管与地面固定件上设有的下联接耳座铰接；所述的地面固定件为浇固于地面的混凝土块或置于地面上的支撑底板。

其进一步技术方案为：所述支撑杆的下端设有下端联接套管，所述下端联接套管与地面固定件上设有的下联接耳座铰接；所述的地面固定件为深插入于地下的金属固定桩；所述金属固定桩的截面形状为十字型，且于十字型本体的侧壁上设有若干施肥管，所述施肥管的下端与所述十字型本体的尖状形状平齐，构成不同高度的施肥管，以浇入不同养分的肥料。

其进一步技术方案为：所述支撑杆上固定有广告牌或光伏板；所述的光伏板通过设有的电源电路与控制器电性连接，所述控制器的输入端连接有设于所述支撑环外侧的摄像头和红外传感器；所述控制器的输出端连接有通讯模块、喇叭和照明灯；所述的通讯模块设有与互联网连接的无线通讯电路。

其进一步技术方案为：还包括电源电路和与电源电路连接的控制器，所述控制器的输入端连接有设于所述支撑环块内侧的压力传感器、设于施肥管内的湿度传感器，及设于所述支撑环的摄像头和红外传感器；所述控制器的输出端连接有通讯模块、喇叭和照明灯；所述的通讯模块设有与互联网连接的无线通讯电路。

其进一步技术方案为：还包括与所述控制器输入端连接的树径传感器，所述树径传感器设于所述支撑环的下侧，包括非弹性的挠性本体，及设于挠性本体开口处的弹簧，所述挠性本体两端层叠在一起，位于内侧的一端设有水平电阻条，位于外侧的另一端设有压触于水平电阻条的电接片，所述水平电阻条远于电接片的端部设有电接脚，树干粗细的变化，带动电接片在水平电阻条上移动，构成电接片与电接脚之间电阻值的变化；至少一个所述支撑环块的下侧设有二个分别用于与所述电接片、电接脚电性连接的导电片；至少一个所述支撑环块的下侧设有二根平行的竖直电阻条，所述挠性本体的外侧设有对应于二根竖直电阻条的短接导电弹片，所述挠性本体与所述支撑环块的相对位置的变化，构成所述竖直电阻条的有效电阻值的变化，以测出树木的增高量。

本发明园林景观树木的保护方法，采用前述的保护装置，所述的通讯模块与树木管理后台通讯连接，安装初始时，记录所述压力传感器的初始值；所述控制器通过通讯模块，从树木管理后台获取风速信号，当风速低于设定值时，检测压力传感器的数据，当相邻的压力传感器的平均变化值超过预定值时，控制器通过通讯模块向树木管理后台发送报警信号，人工或由施肥器从相反方向的所述金属固定桩的施肥管，施加肥料；当湿度低于预定值时，控制器通过通讯模块向树木管理后台发送缺水信号。

本发明园林景观树木的保护方法，采用前述的保护装置，所述的通讯模块与树木管理后台通讯连接，定期将树径传感器的数据发送至树木管理后台，当数据超过预定值时，输出需要调整支撑环的信号；定期将由竖直电阻条的有效电阻值的变化量测算出来的树木增高量数据发送至树木管理后台，当树木增高量超过预设值时，输出需要调整支撑环的信号；所述控制器接收树径传感器和竖直电阻条的有效电阻值的变化量的周期以天为单位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明园林景观树木的保护装置采用了分体式的支撑环，支撑环之间采用的联接块可以更换，联接块与支撑环块的联接为可调式联接，实现了主要零部件的模块化生产，用于各种尺寸的树木的固定保护，降低了生产成本。进一步在联接块与支撑环块的联接处采用长条形孔，方便调节，操作简单。联接块采用二段式铰接结构，进一步增加了调节的范围。进一步地采用带有施肥管的金属固定桩，既可以固定支撑杆的下端，还可以为树木进行多层次(不同深度)的施肥。进一步地在支撑环块内侧采用压力传感器，可以对树干是否发生倾斜进行检测。进一步在施肥管内设有湿度传感器，可以对土壤的湿度进行检测(还可以进一步采用土壤养分检测仪)，以提醒管理人员进行补水。通过压力传感器，能检测出树干有倾斜情况发生，此时可以进行相反方向的土壤施肥，以增加反向位置的根部生长，从而让树干生长于正向上的方向。还进一步对树木的粗细进行检测，对树木的增高量进行检测，任何一项发生变化时，均对支撑环进行调节安装，以新的固定位置来适应树木的大小，有利于树木的正常生长，从而加大了保护装置对一颗树木的保护期限，可以长达数年、数十年之久。这样的保护装置值得在园林企业大力推广使用。

附图说明

图1为本发明园林景观树木的保护装置具体实施例一的俯视图；

图2为图1的局部放大图(支撑环部分)；

图3为图1实施例的侧面视图(单一支撑杆和支撑环)及其局部放大图；

图4为本发明园林景观树木的保护装置具体实施例二的金属固定桩的侧面视图；

图5为图4的仰视图；

图6为本发明园林景观树木的保护装置具体实施例三(带有广告板) 的俯视图；

图7为本发明园林景观树木的保护装置具体实施例四的局部放大图(支撑环部分)；

图8为本发明园林景观树木的保护装置具体实施例五的电路方框图(带湿度检测)；

图9为本发明园林景观树木的保护装置具体实施例六的电路方框图(在实施例五的基础上增加智能感应)；

图10为实施例五和实施例六中采用的树径传感器的结构示意图及其局部放大图；

图11为实施例五和实施例六中采用的支撑环块(带有导电片)的结构示意图；

图12为实施例五和实施例六中采用的支撑环块(带有竖直电阻条)的结构示意图；

图13为本发明园林景观树木的保护装置具体实施例七的支撑环结构示意图(树干贴附环采用可以上下方向滑动的嵌套式结构)。

附图标记

10 支撑杆 19 广告牌

20 支撑环 200 环块本体

210 柔软层 211 螺钉

212 锁紧螺母 213 竖直电阻条

214 弹性件 2151 滑环

215 树干贴附环 216 导电片

217 上套接孔 218 上端联接套管

219 上联接耳座 21 支撑环块

221 联接半块 222 长条形孔

22 联接块 30 下端联接套管

31 下联接耳座 32 混凝土块

330 十字型本体 331 施肥管

33 金属固定桩 38 铰轴

39 下紧固螺钉 40 光伏板

41 电源电路 421 摄像头

422 红外传感器 423 喇叭

424 照明灯 428 湿度传感器

429 压力传感器 42 控制器

43 通讯模块 50 树径传感器

511 短接导电弹片 51 挠性本体

52 弹簧 53 水平电阻条

54 电接片 55 电接脚

具体实施方式

下面将通过以下实施例进行清楚、完整地描述本发明的技术方案中显然，以下将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作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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

如图1至图3所示的实施例一，本发明园林景观树木的保护装置，包括四个下端支撑于地面的支撑杆10，及与各支撑杆10上端联接的支撑环20；支撑环20为分体式结构，包括与支撑杆10上端可拆式联接的支撑环块21，及联接于各个支撑环块21之间的联接块22；联接块22与支撑环块21的联接为可调式联接。

支撑环块21的内侧设有作用于树干表面的柔软层210，防止对树干本体造成损伤。联接块22为二段式铰接结构，包括相互铰接在一起的二个联接半块221，联接半块221设有与支撑环块21可调式联接的长条形孔222。支撑环块21设有对应于长条形孔222的螺钉211，螺钉211上设有锁紧螺母212。长条形孔222的长度越长，整个支撑环形成的内径尺寸可以调整的尺寸范围就越大。图2中，联接块与支撑环块之间采用的是螺钉固定于支撑环块，而螺母置于联接块外侧的方式。于其它实施例中，为了更简便且具有防拆功能，可以采用这样的方式：在支撑环块上设有螺纹孔，从联接块的长条形孔外侧旋入非标螺钉(可以是内三角螺钉、内四角螺钉、内五角螺钉或内六角螺钉)，螺钉的外圆光滑，内三角、内四角、内五角或内六角的形状不是正多方形，而是有特定角度的多边形，该多边形的角度在园林管理单位作为技术秘密进行保护，配有的多边形扳手相当于是这个非标螺钉的钥匙。

支撑环块21还包括环块本体200，设于环块本体200外侧的上联接耳座 219，及与上联接耳座219铰接的上端联接套管218；上联接套管218设有与支撑杆10的上端套接的上套接孔217。

支撑杆10的下端设有下端联接套管30(通过下紧固螺钉39固定)，下端联接套管30与地面固定件上设有的下联接耳座31通过铰轴38铰接；地面固定件为浇固于地面的混凝土块32(也可以是一块置于地面上的支撑底板，多个支撑杆共用一个地面固定件)。

如图4和图5的实施例二，地面固定件采用深插入于地下的金属固定桩 33；金属固定桩33的截面形状为十字型，且于十字型本体330的侧壁上设有若干施肥管331，施肥管331的下端与十字型本体330的尖状形状平齐，构成不同高度的施肥管，以浇入不同养分的肥料。作为更具体的实施例，为了防止金属固定桩在插入地下时，泥土进入施肥管并将其堵住，可以在施肥管的下端增设有挡板，将下端的斜开口封闭，并在下端的侧壁上开设有横向通孔，以流过水或液体养份。

如图6所示的实施例三，在支撑杆10上固定有广告牌19，可以进行广告展示，特别适合于路边的树木的保护。

如图7所示的实施例四，在支撑环块21的内侧通过弹性件214(如橡胶棒)固定有树干贴附环215(比如塑料环形块)。当树干较小时，而支撑环块较大时，此时可以通过增加的弹性件214来调节。

如图8所示的实施例五，在支撑杆上固定有光伏板40；光伏板40通过设有的电源电路41(包括电源稳压电路和电池等)与控制器42电性连接，在控制器42的输入端还连接有设于支撑环内侧的压力传感器429、设于施肥管内的湿度传感器428、包裹于树干外周的树径传感器50。控制器42的输出端连接有通讯模块43；通讯模块43设有与互联网连接的无线通讯电路，可以与园林企业设有的树木管理后台进行实时的数据通讯。

如图9所示的实施例六，与实施例五不同之处，在于增加了智能感应功能，在控制器42的输入端还连接有设于支撑环外侧的摄像头421(可以起到安防监控的作用)和红外传感器422；控制器42的输出端还连接有喇叭423 和照明灯424。白天由光伏板供电，并储电能于电池内。晚上有行人靠近时，由红外传感器422采集到信号，控制器输出信号至照明灯424，点亮路面，为行人提供方便，且为监控提供光源。适应不方便安装路灯，且不适合铺设电源线的道路园林建设。

图10为实施例五和实施例六中采用的树径传感器50的结构。树径传感器50设于支撑环20的下侧(可以挡雨，不容易进水)，包括非弹性的挠性本体51，及设于挠性本体51开口处的弹簧52，挠性本体51两端层叠在一起，位于内侧的一端设有水平电阻条53，位于外侧的另一端设有压触于水平电阻条53的电接片54，水平电阻条53远于电接片54的端部设有电接脚55(图11 的实施例，位于外侧的另一端设有电接脚的避空槽56，如果电接脚55从侧面引出，也可以不需要避空槽结构)，树干粗细的变化，带动电接片54在水平电阻条53上移动，构成电接片54与电接脚55之间电阻值的变化。具体实施时，在其中一个支撑环块21的下侧设有二个分别用于与电接片54、电接脚55电性连接的导电片216(如图11所示)，这二个导电片216与控制器电性连接，二个导电片之间的阻值发生变化，被控制器采集到，变化值达到一定数值时，会输出信号，提示管理人员，要调整支撑环了。另外，如图 12所示，有一个支撑环块21的下侧设有二根平行的竖直电阻条213(通过导线与控制器电性连接)，挠性本体51的外侧设有对应于二根竖直电阻条213 的短接导电弹片511，挠性本体51与支撑环块21的相对位置的变化，构成竖直电阻条213的有效电阻值的变化，以测出树木的增高量。

本发明园林景观树木的保护方法的具体实施例一，采用实施例五或实施例六的保护装置，通讯模块与树木管理后台通讯连接，安装初始时，记录所述压力传感器的初始值；控制器通过通讯模块，从树木管理后台获取风速信号，当风速低于设定值(比如2m/s)时，检测压力传感器的数据，当相邻的压力传感器的平均变化值超过预定值时，控制器通过通讯模块向树木管理后台发送报警信号，人工或由施肥器从相反方向的金属固定桩的施肥管，施加肥料和水份，促进反向位置的根部生长，进而产生更加强有力的固定力，以调节树木的生长方向。当湿度传感器的检测信号低于预定值时，控制器通过通讯模块向树木管理后台发送缺水信号。

更为具体的实施方式中，可以进一步采集风速，当其大于特定值(比如20m/s)时，检测受力一侧的压力传感器的数据，当压力传感器的压力数值低于设定低值时，输出树木生成稳健的信号，当压力传感器的压力数值高于设定高值时，输出树木生成未稳健的信号。当有树木生成稳健的信号输出时，管理人员可以将保护装置中的支撑环拆除或降低对树干的夹紧力。

本发明园林景观树木的保护方法的具体实施例二，采用实施例五或实施例六的保护装置，通讯模块与树木管理后台通讯连接，定期将树径传感器的数据发送至树木管理后台，当数据超过预定值时，输出需要调整支撑环的信号；定期将由竖直电阻条的有效电阻值的变化量测算出来的树木增高量数据发送至树木管理后台，当树木增高量超过预设值时，输出需要调整支撑环的信号；控制器接收树径传感器和竖直电阻条的有效电阻值的变化量的检测周期以天为单位。一般以一天、三天或一周为一个检测周期。

更为具体的实施方式中，为了防止支撑环的夹紧力对树干的生长造成阻碍作用，支撑环内侧优先采用树干贴附环的结构(如图7所示的实施例四)，但弹性件214在上下方向(其本体的横向)的弹性量有限。因此，还优选的方案为：树干贴附环215采用可以上下方向滑动的嵌套式结构，其内侧还嵌套有一个滑环2151，该滑环表面与树干表面保持静接触，当树干生长增高时，滑环2151与树干贴附环215之间可以滑动，从而使得支撑环的环向固定作用，对树干的生成不形成阻力，具体结构如图13所示的实施例七。

作为更进一步的实施方式，当遇到树干的形状极不规则的情况，比如椭圆或扁形等，规则的滑环或树干贴附环压触于不规则的树干，会产生局部的压力而造成树干的生长变形。因此，为了让滑环或树干贴附环对树干产生均匀的压力，在安装时，增加滑环(或树干贴附环)与树干之间的空隙(比如15mm-50mm之间)，滑环(或树干贴附环)和树干在空隙处的内壁均贴一层保护膜(比如静电膜等)，下端用挡板堵住，再将石灰浆或石膏浆倒入空隙处，待凝固成形后，拆掉挡板和保护膜之后，重新安装上去。这样的结构即可以让树木受力均匀，也可以对树木表面起杀菌消毒的作用。

于其它实施例中，支撑杆也可以采用三根，当树干的直径超过一定数值时，可以增加至五个或六个，以提供支撑能力，又不必更换支撑环的型号。控制器可以采用单片机及其周边电路来实现，也可以由小型的PLC控制器来实现。

综上所述，本发明园林景观树木的保护装置采用了分体式的支撑环，支撑环之间采用的联接块可以更换，联接块与支撑环块的联接为可调式联接，实现了主要零部件的模块化生产，用于各种尺寸的树木的固定保护，降低了生产成本。进一步在联接块与支撑环块的联接处采用长条形孔，方便调节，操作简单。联接块采用二段式铰接结构，进一步增加了调节的范围。进一步地采用带有施肥管的金属固定桩，既可以固定支撑杆的下端，还可以为树木进行多层次(不同深度)的施肥。进一步地在支撑环块内侧采用压力传感器，可以对树干是否发生倾斜进行检测。进一步在施肥管内设有湿度传感器，可以对土壤的湿度进行检测(还可以进一步采用土壤养分检测仪)，以提醒管理人员进行补水。通过压力传感器，能检测出树干有倾斜情况发生，此时可以进行相反方向的土壤施肥，以增加反向位置的根部生长，从而让树干生长于正向上的方向。还进一步对树木的粗细进行检测，对树木的增高量进行检测，任何一项发生变化时，均对支撑环进行调节安装，以新的固定位置来适应树木的大小，有利于树木的正常生长，从而加大了保护装置对一颗树木的保护期限，可以长达数年、数十年之久。这样的保护装置值得在园林企业大力推广使用。因为采用检测电路，无需人工定期巡视，减少了人工成本。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。