CN102179323A - 一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头及安装方法，两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头包括出水机座和进水机座，出水机座中的被动旋转进水通道和进水机座中的供水通道水平连通为一体结构且以水平安装在与水平面平行的平面。或出水机座中的被动旋转进水通道和进水机座中的供水通道水平连通为一体结构、水平安装在与水平面平行的平面，且出水机座和进水机座安装时的仰、俯角以水平线为基准，其上下仰、俯角度等于或小于45度。优点：一是不仅实现了可使水拄在三维立体球面上任意点停留或无限连续旋转或摆动，克服了旋转或摆动角度范围的限制。而且避免水景喷头驱动电机电线缠绕的缺陷，确保了水景喷头喷水的安全性和可靠性。

Description

一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头及安装方法

技术领域

本发明涉及一种可使二维喷嘴水拄在三维立体球面上任意点停留或连续无限旋转或摆动的设备,同时不会发生电线缠绕拉扯断裂现象的两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头及安装方法,属水景喷头制造与安装技术制造领域。

背景技术

CN2744420Y、名称“音乐喷泉用数控万向摇摆喷头”， 该音乐喷泉用数控万向摇摆喷头,是针对公知的喷头不能独立地在三维空间任意方向摇摆设计的一种喷头。它由一个步进电机带动的在水平面旋转的旋转控制机构和一个步进电机带动的在水平面的垂直面旋转的旋转控制机构,蜗轮、蜗杆、蜗轮轴、定接头、动接头组成。要点是两个步进电机分别驱动两个旋转控制机构,两个旋转控制机构运动相对独立,在水平面旋转的旋转控制机构带动安装于其上的垂直于水平面旋转的旋转控制机构沿其中心线做360°旋转,垂直于水平面旋转的旋转控制机构将带动安装于其上的喷头沿其中心线做360°旋转。音乐喷泉用数控万向摇摆喷头的两个旋转控制机构的控制下将分别运动或联动。

CN 2724853Y、名称“具有预编辑功能的数控水景表演装置”， 它由一台装载有音乐信号处理控制软件的计算机主机和由若干数控机构组成,所述数控机构包括:由所述计算机主机控制的步进电机驱动器,与所述驱动器连接的步进电机,与所述步进电机连接的水体输送装置,以及连接在所述水体输送装置输出端的喷头,所述水体输送装置包括:横向水体通道,竖向水体通道,以及将水体从所述横向和竖向水体通道旋转输出的传动机构。本实用新型设置了装载有音乐信号处理控制软件的计算机主机,可以预先对优选的经典乐曲的数字信号进行提进水提取和处理,使水姿与音乐情感更加贴切吻合,使水姿变化与音乐节奏更加同步,并更充分地表现出音乐的内涵。本申请可以广泛应用于各种人工水景。

CN 2709025Y、名称“一种摇摆喷泉装置”，该涉及一种摇摆喷泉装置，尤其是一种能同时或单独在相交的两维方向摆动/旋转，实现任意变化立体花样的摇摆装置，其特征是喷水喷头设置在由相交的进水管段和出水管段组成的摇摆供水机架，进水管段与出水管段通过转动活接形成水连通和可转动，进水管段和出水管段分别由各自的电机驱动绕各自轴线作摆动/旋转；所说喷水喷头与进水管段平行或斜向设置在出水管段上。实现喷头在二维方向的旋转/摆动两种独立或复合运动，使喷头产生更多的三维喷水花样变化。尤其是采用转动角度可控电机，经蜗轮、蜗杆转动，配以程序控制，更可以使喷头实现在任意位置，作任意变化摇摆/转动，已产生更多的三维喷水造型变化。

上述二维喷嘴背景技术存在的共同点为：两相交水体通道，包括：竖向水体通道，横向水体通道，以及将水体从所述竖向和横向水体通道旋转输出的传动及动力机构。（见附图1）。

下机座、上机座：所述竖向水体通道设置在下机座上，它由一个步进电机带动的在水平面旋转的旋转或摆动控制机构，其功能为负责喷嘴水拄围绕垂直于水平面的竖向水体通道轴线在水平面方向作旋转或摆动运动。所述横向水体通道设置在上机座上，其安装在下机座上，由一个步进电机带动的在水平面的垂直面旋转的旋转或摆动控制机构，其功能为负责喷嘴水拄围绕上机座轴线旋转或摆动。当上下机座单独或复合运动时，可使喷嘴水拄在三维立体球面上任意点停留或运动。其存在的不足点为：下机座在水平面上只能作一定角度（一般在360度以内）的有限旋转运动，当下机座作无限连续旋转运动时，上机座驱动步进电机电线不可避免地缠绕在机座上，造成电线缠绕拉扯断裂现象的发生。为了避免缠绕电线等情况的发生，人为限制了下机座平面的旋转范围，使之在有限的角度内摆动或转动（一般在360度以内），使喷水造景效果大打折扣（见附图2）。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种可使喷嘴水拄在三维立体球面上任意点停留或无限连续旋转或摆动的设备装置，同时不会发生电线缠绕拉扯断裂现象的两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头及安装方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、进水机座（进水机座）负责喷嘴水拄围绕X轴方向旋转或摆动运动，通过转动机构拖动出水机座及喷嘴围绕X轴方向做-90~90角度范围内任意双向旋转或摆动运动。出水机座（出水机座）负责喷嘴水拄的围绕Y轴方向旋转或摆动运动，通过转动机构使喷嘴围绕Y轴方向做任意角度双向无限连续旋转或摆动运动。将进水机座和出水机座（进水出水机座）一起叠加配合运动，可使水拄在三维立体球面上任意点停留或无限连续旋转或摆动运动。2、将出水机座与进水机座设计成水平转动配合，由于进水机座为非转动总成，通过进水机座的驱动轴在电机的作用下带动出水机座和水景喷嘴围绕X轴在-90~90角度范围内任意旋转和摆动。用于驱动出水机座水景喷头旋转的电机的电源线因而不会发生缠绕现象。3、出水机座和进水机座通过一定安装固定方法水平安装在与水平面平行的平面的设计，进水机座拖动出水机座围绕X轴方向做-90~90角度范围内任意旋转和摆动，出水机座拖动喷嘴围绕Y轴方向做任意角度摆动或双向无限连续旋转运动。两种运动的矢量叠加可使喷嘴水拄在三维立体球面上任意点停留或连续无限旋转或摆动运动（见附图3、见附图4、见附图5、见附图6）。

为了详细说明二维喷头摇摆方向及轨迹，下面作如下详细说明，假定二维喷嘴安装方位（如图3、4）所示：进水机座X轴（图上没有标出）平行东西方向，出水机座Y轴平行于南北方向。

⑴如当进水机座X轴保持0度角不动时，即喷嘴垂直水平面向上。出水机座围绕Y轴旋转，喷嘴喷水轨迹为在垂直于水平面的平面内朝东西方向摆动（见附图7）。当进水机座围绕X轴旋转到角度为α（或-α时），即喷嘴方向朝南（或朝北）倾斜α角度。出水机座围绕Y轴旋转摆动，喷嘴喷水轨迹为朝南（或北）倾斜α度角在东西方向斜喷摆动。——喷嘴斜喷α角度摆动是原背景资料技术无法实现的。

⑵如当出水机座围绕Y轴保持0度角不动时，即喷嘴垂直水平面向上。进水机座围绕X轴旋转，喷嘴喷水轨迹为在垂直于水平面的平面内朝南北方向摆动（见附图8）。当出水机座围绕Y轴旋转到角度为β（或-β时），即喷嘴方向朝东（或朝西）倾斜β角度。进水机座围绕X轴旋转摆动，喷嘴喷水轨迹为朝东（或西）倾斜β度角在南北方向斜喷摆动。——喷嘴斜喷β角度摆动是原背景资料技术无法实现的。

⑶如当出水机座和进水机座同时通过动力系统拖动运动时，其运动矢量合成可使水柱作任意斜直线、任意圆弧或无限连续任意圆周旋转运动。例如，进水机座以K次/分速率在-α~α度角度范围内作变速往复运动。同时，出水机座也以K次/分速率在-β~β度角度范围内作变速往复运动。则两项单独运动速度的矢量合成可由三角函数计算出复合速度的运动轨迹。其效果为喷嘴水柱以K次/分速率的椭圆圆周运动。（见附图9）同理分别改变出水机座和进水机座运动方向和运动角度范围也可合成斜直线或圆周运动（见附图10），以此类推，只要进水机座和出水机座，即X轴方向和Y轴方向，相互配合运动工作，就可以合成出以水景喷头轴线与出水机座Y轴相交点为中心的任意速度、任意大小、任意方位的直线、斜线、圆弧或椭圆弧或无限连续的圆周、椭圆周运动轨迹。也可以合成出偏离水景喷头轴线与出水机座Y轴相交点为中心的任意速度、任意大小、任意方位的直线、斜线、圆弧或椭圆弧或无限连续的圆周、椭圆周运动轨迹。——此效果是原背景资料技术无法实现的。其中控制步进电机旋转的速度和方向属于已有技术，在此不再累叙。

(4)如当出水机座和进水机座同时通过动力系统拖动运动时，其运动矢量为一合成复合运动。由三角函数定理可知：直角三角形的斜边大于任一直角边。同理此复合运动速度必定大于合成它的原任一单速度。当在动力系统铭牌最大输出速度给定的情况下，可由此技术合成出另一超越原动力系统最大铭牌输出速度的超极限新高速运动。——此效果是原背景资料技术无法实现的。

技术方案1：一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头，它包括出水机座和进水机座，所述进水机座中的供水通道与出水机座中的进水通道水平对接、转动配合，位于进水机座供水通道内的驱动轴带动出水机座中的进水通道绕X轴转动或摆动。

技术方案2：一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头的安装方法,两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头包括出水机座和进水机座，出水机座中的被动旋转进水通道和进水机座中的供水通道水平连通为一体结构且水平安装在平行于水平面，或出水机座中的被动旋转进水通道和进水机座中的供水通道水平连通为一体结构、水平安装在平行于水平面，且出水机座和进水机座安装时的仰、俯角以水平线为基准，其上下仰、俯角度等于或小于45度。

本发明与背景技术相比，一是由于水平安置的出水机座和进水机座同时通过动力系统拖动运动，其合成运动矢量可使水拄在三维立体球面上任意点停留或无限连续旋转或摆动，克服了旋转或摆动角度范围的限制，故其喷水范围和喷水美观效果得到了根本性的改善；二是在满足第一点的同时，避免了水景喷头驱动电机电线缠绕的缺陷，确保了水景喷头喷水的安全性和可靠性；三是在满足第一、二点的同时，能创造出一种超越原极限速度的超极限新高速运动。

附图说明

附图1是背景资料示意图。

附图2是背景资料所属设备当下机座旋转超过360度，不可避免的发生电机电线缠绕问题示意图。

附图3是二维喷嘴前视图。

附图4是二维喷嘴俯视图。

附图5是二维喷嘴左视图。

附图6是二维喷嘴右视图。

附图7是二维喷嘴前视图，当进水机座X轴为0度时，出水机座围绕Y轴旋转运动示意图。

附图8是二维喷嘴右视图，出水机座围绕Y轴为0度时，进水机座围绕X轴旋转运动示意图。

附图9是二维喷嘴俯视图及矢量运动合成示意图。

附图10是各种矢量合成运动轨迹示意图。

图11是图3当X轴在小于-90-90度旋转或摆动时，Y轴不动时，喷嘴喷水运动轨迹方向。

图12是图4当X轴不动时，Y轴旋转或摆动时，喷嘴喷水运动轨迹方向。

图13是图5当X轴和Y轴以相同的摆动频率，不同的摆动幅度时，可以组合出斜直线喷水运动轨迹效果。

图14是图6当X轴和Y轴以相同的摆动频率、幅度及线速率时，可以组合出圆形喷水运动轨迹效果。

图15是图7当X轴和Y轴以相同的摆动频率，不同的摆动幅度和线速率时，可以组合出椭圆形喷水运动轨迹效果。

其中附图3、附图4、附图5、附图6中说明如下：

1定义为进水机座（进水机座）；

2定义为出水机座（出水机座）；

进水机座驱动轴的轴线定义为X轴。当喷嘴垂直于水平面竖直向上时定义为0度；

出水机座驱动轴的轴线定义为Y轴。当喷嘴垂直于水平面竖直向上时定义为0度；

X轴与Y轴垂直相交。

具体实施方式

实施例1：参照附图3、附图4、附图5、附图6。一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头，它包括出水机座2和进水机座1，所述进水机座1中的供水通道105与出水机座2中的进水通道205通过管道接口101水平对接、转动配合，其合成运动，分别由在与水平面垂直的两相交平面内运动的两种分运动合成；位于进水机座1供水通道内的驱动轴203和进水/出水机座水平连接口101带动出水机座中的进水通道围绕X轴转动或摆动。

所述进水机座1由进水/出水机座水平连接口101、进水接口102、进水机座动力传动系统103及进水机座动力电机104构成，进水接口102与水泵管道相连。进水机座1和出水机座2通过水管管道接口101连通，电机104通过动力传动系统103内的减速器驱动供水通道105中轴线上的驱动轴203，驱动轴203带动出水机座2围绕X轴作正负90度范围内转动。进水机座1外壳是固定不动的，出水机座2通过水平连接口101被动整体转动。

所述出水机座2由出水喷嘴201、出水机座动力传动系统202、被动旋转进水通道205及出水机座动力电机204构成，被动旋转进水通道205带动出水机座2转动，出水机座动力电机204通过出水机座动力传动系统202中驱动轴带动喷水嘴201摆动。

所述进水机座由固定支架支撑，出水机座通过轴套或轴承由固定支架支撑，出水机座可自由转动。

所述固定支架3高度为固定式或可调式。

所述出水机座2通过轴套或轴承由固定支架3支撑。

实施例2：在实施例1的基础上，所述固定支架3为伸缩式结构，其高低可调，目的是满足出水机座2仰、俯角度的调整。

实施例3：在实施例1的基础上，一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头的安装方法，两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头包括出水机座2和进水机座1，出水机座2中的被动旋转进水通道和进水机座1中的供水通道水平连通为一体结构且水平安装，或出水机座2中的被动旋转进水通道和进水机座1中的供水通道水平连通为一体结构、水平安装，且出水机座2和进水机座1安装时的仰、俯角以水平线为基准，其上下仰、俯角度等于或小于45度。出水机座2中的被动旋转进水通道通过固定支架3支撑。进水机座1中的供水通道通过固定支架3支撑。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明中包含的进水接口、传动系统、动力系统、喷嘴、固定支架的安装位置作了比较详细的描述，但是这些安装位置的描述，只是对本发明设计思路的简单描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何安装位置的变化、改变只要不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种两个方向可360⁰连续旋转的二维水景喷头，它包括出水机座和进水机座，其特征是：所述进水机座中的供水通道与出水机座中的进水通道水平对接、转动配合，位于进水机座供水通道内的驱动轴带动出水机座中的进水通道绕X轴转动或摆动。

2.根据权利要求1所述的两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头，其特征是：所述进水机座由固定支架支撑，出水机座由进水机座拖动围绕进水机座轴线转动。

3.根据权利要求2所述的两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头的安装方法，其特征是：所述固定支架高度为固定式或可调式。

4.根据权利要求2所述的两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头的安装方法，其特征是：所述进水机座由固定支架支撑，出水机座通过轴套或轴承由固定支架支撑，出水机座可自由转动。

5.一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头的安装方法，其特征是：两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头包括出水机座和进水机座，出水机座中的被动旋转进水通道和进水机座中的供水通道水平连通为一体结构且水平安装在平行于水平面，或出水机座中的被动旋转进水通道和进水机座中的供水通道水平连通为一体结构、水平安装在平行于水平面，且出水机座和进水机座安装时的仰、俯角以水平线为基准，其上下仰、俯角度等于或小于45度。

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