CN1028718C - 使液中尤其是液面产生运动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使装在由一壁或多壁围成的容器中、特别是装在游泳池中的液体、尤其是液面产生运动的装置，此装置有一与将由它激起运动的液体、尤其是液面相接触的部件。装置包括一非固定地连接于容器壁的浮着的或浸没的组件，此组件包括两个至少由一种连接装置相互连接起来的本体，此连接装置使两个本体作相对运动，以使液体中，特别是液面产生运动。本发明还包括在一本体、尤其是一浮在液面的本体被推入液体中那一时刻发出信号的组件。

Description

文件EP-A-0236653已揭示了一种用来在池中产生人工波浪的设备。这种设备包括一个牢固在池壁上的作动筒，作动筒的活塞杆带有一浮体。这样作动筒就使浮体在单一水平面内作往复运动。

在游泳池中采用这种设备需要在一面池壁上做大量的工作。

另一方面，在游泳池中采用这种设备只能产生随机的效果。这是因为在一个波返回过程中（回波是由池壁反射造成的），可能会发生多种情况，尤其是下列情况：

-在波浪向浮体返回过程中浮体在动作，这样浮体的运动与回波运动相对抗，也就是说，浮体的能量被用来对抗波浪的返回运动;

-浮体在波谷处进行动作，既然浮体仍在单一水平面内运动，浮体传向运动中的液体的能量就很小。

最后，由于浮体保持在单一水平面内，这种浮体就起着反射波的阻碍物或能量吸收器的作用。

还有一种用于游泳池的装置，它包括一个首先用活接头然后用一作动筒连接于一个池壁的大致垂向的平板。这种已知的装置可以使池面产生波浪。这种装置需要大量基础工作。而且，传给液体的能量将取决于与平板接触的波浪的高度。这种装置要消耗大量能量来产生波浪。

本发明特别涉及一种只需要很小能量来产生波浪的装置，比如用于游泳池。事实上，本发明的装置特别可以充分利用能量使游泳 池表面产生运动。

这是因为，在游泳池中，本发明的装置不是牢牢地固定在池壁上，因此对产生的运动不会构成静止的障碍物。不过在一个特定的使用方式中它可能成为一个动力障碍，其中这一装置的本体的运动被控制成比波浪运动落后四分之一周期。最后，可以控制此装置的动作以获得最佳效果。这样，如果要获得最大幅度的运动，本发明的装置将被控制成比所产生的波浪的运动超前四分之一周期。

本发明的装置是一种用来使装在由一个或多个壁围成的容器中，特别是游泳池中的液体中、特别是液体表面产生运动的装置，此装置包括一个与将由它激起运动的液体、尤其是液面相接触的部件。此部件是一个浮在液面的或浸没的组件，它不是固定地连接在容器壁上。所述组件包括至少由一个连接装置相互连接起来的两个本体，这一连接装置用来使两个本体产生相对运动，以在液体、特别是液面产生运动。

非固定地连接于容器一壁上的组件是指把两个本体相互连接的装置构成一个在液体中或液面没有运动的浮在液面或浸没的组件，但是把两个本体相连的装置也可以构成一个在液体中或液面能够以某一方式作有限的运动的浮在液面或浸没的组件，这种运动方式允许浮在液面或浸没的本体在液体中或液面进行特定的定位。（比如可以用一个绳索锚定本发明的装置，以使其定位在液体的一定体积内或液面的一定区域内）。

第一本体最好为一壳体，而第二本体在其内运动。

此装置最好还包括一个用来至少部分地补偿第二本体作用在第一本体上的重力的结构。比如这种结构可以是装在第一本体底面和第二本体的一个表面之间的弹性元件。这种结构最好是一端支承在第一本体底面上的弹簧，而第二本体的大致与所述底面平行的一个表面支撑于弹簧的另一端。

本发明的装置最好包括一个用来控制两本体相对运动的系统。这种系统可至少有一个选自用来测量波浪幅值的回声测深传感器之类的传感器、用来测量两本体相对运动的传感器、用来测量第一本体在液体中的位置（高度）的传感器、以及加速度传感器等传感器中的传感器。

在一种实施例中，第一本体为一容器，其底部用一作动筒与第二本体相连，作动杆的移动使两本体产生相对运动。

在另一实施例中，本发明的装置包括一装在第一本体上的齿轮传动马达，所述齿轮传动马达驱动带有曲柄的轴转动，一连杆连接在所述曲柄和第二本体之间。在这一实施例中，齿轮传动马达最好是可变速的。

本发明的装置最好有一控制系统。比如这种系统有一用来控制两本体相对运动速度的单元，还有一用来控制两本体的相对运动相对于液体中或液面所产生的运动的相位的相位的单元。

在包含有齿轮传动马达机构的那种装置中，马达驱动连接于一个连杆的曲柄轴转动，连杆的一端与一本体相连。在此情况中，齿轮传动马达最好装有一用以产生一与驱动减速齿轮的马达的转速成正比的频率的第一传感器，最好还装有一称作同步传感器的第二传感器，用以当连杆/曲柄系统处于极端位置时发出一个信号。转速控制单元和相位控制单元都连接于一产生正比于齿轮传动马达转速度的频率的传感器、一当连杆/曲柄系统到达极端位置时发出一信号的第二同步传感器以及一加速度传感器。

同步传感器和用于齿轮传动马达、或更确切地说用于驱动减速齿轮的马达的转速传感器可以是光电管类型的，此光电管包括一发送器和一接收器，固定在驱动所述减速齿轮或减速齿轮轴的马达的轴上的一个圆盘的一部分在其间运动，此马达所述圆盘有一个或多个缺口或通孔，以允许接收器接收来自发送器的信号。

在一较佳实施中，控制系统有一电子电路或微处理机，它们通过电缆接收来自齿轮传动马达的转速传感器、同步传感器和加速度传感器的信号，并发出一个用于控制施加给变速齿轮传动马达的电源的信号。

电子电路或微处理机最好以允许调节齿轮传动马达的转速的方式控制齿轮传动马达的电源。在一个实施例中，此电路或微处理机包括：

-一个用于齿轮传动马达转速的每一转的指数值的存储器;

-一个用于所需齿轮传动的马达周期（齿轮传动马达转动频率的倒数）的存储器。

-一个用来测定齿轮传动马达许多转内的平均周期的单元。

-一个用来测定平均周期和所需周期之间的偏差的单元。

-一个用于以允许调节齿转传动马达转速的方式来根据测量偏差修改齿轮传动马达转速指数存储值的单元。

电路或微处理机最好还包括：

-一个用来处理来自加速度传感器的信号的单元，这一单元测定所述信号在一个确定时间周期内的平均值以及最小值和最大值，并利用这些值确定液面或液体中的运动的一个波经过一预定状态的时刻;

-一个测量连杆/曲柄系统经过极端状态那一时刻与上述时刻之间的差值的单元;

-如果需要，还有一用来处理差值的元件，以确定许多周期内的平均差值;还有

-一个将这一差值或平均差值与最佳差值相比较的系统，此系统发出信号给齿轮传动马达的电源装置，以校正差值或平均差值与最佳差值之间的偏差，也就是说，相对于液面的一个波或液体中的运动经过所述预定状态的时刻连杆/曲柄系统经过极端位置的时 刻，（例如，在游泳池的例子中的零状态，就是液体中波浪已到达平均高度的状态）。

最后，本发明还涉及一种用之可以确定需要将一个本体推入液体中的时刻（此液体中或液面将由此而产生运动）的组件，以使容器或游泳池中，特别是其表面产生预定的运动。

这种组件可用于本发明的一个装置，但也可用来发出声音之类的信号，用以例如告诉游泳者他必须将浮在液面的本体浸没液体中以获得预定运动，比如游泳池中最大幅度的波浪。

此组件包括一连接于电子电路或微处理机的加速度传感器。

所述电路或微处理机最好包括：

-一个用来处理来自加速度传感器的信号的单元，在其中测定所述信号在一个确定时间周期内的平均值和最小或最大值，而且在其中利用这些值确定液面的一个波或液体中的运动经过预定状态的时刻;

-一个能够从这些值中推导出容器内液体波浪或运动的共振周期的单元，以及

-一个当需要将本体推入液体中时发出一个信号的系统以获得周期接近于共振周期的波浪或运动。

本发明的其他特征及细节将从下面结合附图的详细叙述中看得更清楚。

图1至图4显示了本发明的装置的不同实施例;

图5是图3所示装置沿V-V线的部分视图;

图6是本发明装置的装有电子装置的另一实施例;

图7是本发明装置的最后一个实施例;

图8是用来控制两本体相对运动的特定控制系统的示意图;

图9和图10给出了在不同时间两本体的相对位置以及本发明之装置所处的高度N。图9中的两本体相对位置比装置所处高度N 超前四分之一周期（相位差四分之一周期），这样可以获得最大的波浪或搅动，而在图10中，两本体相对位置回到比装置所处高度N超前四分之一周期处;

图11示意地显示了一种组件，当一个本体（特别是浮在液面的本体）需要被推入其内或其表面将产生运动的液体时，此组件发出一个信号。

本发明的装置用来使由一个或多个壁围成的容器中所装的液体内，特别是液面8产生运动。此装置包括一个与将由这一装置使其内、特别是其表面产生运动的液体相接触的部分。

在图1的剖视图显示的实施例中，与将被在液面上产生运动的液体接触的部件为一与容器壁非固定连接的浮动组件1，此组件包括：

-呈截头圆锥形壳体形式的第一本体1或称为容器2，它有底3及浮圈4;

-第二本体5，它至少用一个装置7连接于第一本体1，且第二本体可相对于底3在壳体2内移动，两个本体的相对位移X使液体内、特别是液面8产生运动，比如使一片水面或游泳池的水产生运动。

本发明的这一装置还包括弹簧9，用来至少部分地补偿第二本体5对第一本体1的重力作用。这些弹簧的一端支承在第一本体的底3上，而第二本体5的一个表面10支承在弹簧9的另一端上。所述表面10最好大致与第一本体的底3平行。

第二本体包括由一个壁隔开的两个室11和12。上室11装有充水泡沫，充水是用来增加第二本体的重量。很显然，铅条等都可用来增加第二本体的重量。

然而，采用充水泡沫便于在从水面取走或移动这一装置时通过挤掉水来减轻其总重量。

泡沫可防止腔室11内的水产生太大的运动。

第二腔室或下腔室12装有一个用于控制作动筒的杆13的控制系统14。此作动筒作为使两本体相对运动的装置7。控制系统14有一用于泵16的调节装置15，泵16安装于将作动筒7位于活塞18之下的部分19连接于容器20的管子上。作动筒位于活塞18之上的部分21由管子22与容器20相连。

用于泵16的调节装置15作用于驱动泵的电动机28。此调节装置15调节供给泵的电动机上的能量，此能量来自装在第二腔室12内的电池23。

当调节系统14由气体操作时，或者当容器20装有弹性膜时，用来至少部分地补偿第二本体作用在第一本体上的重力的简单系统可用一个连接于一气瓶的作动筒来构成，气瓶的容积最好大于作动筒容积的三倍。气体可以是压缩空气。应优选气瓶的容积和气体压力，以获得大致线性的的补偿作用。

一种可用来使两本体相对运动的系统包括一发生装置或一个装有压缩液体或气体的容器，此压缩液体或气体用来驱动作动筒。压缩气体发生装置的一个例子是在其内发生化学和/或物理反应的装置，比如这种装置可以是一台内燃机或是一个碳化钙与水混合的腔室。

各传感器连接于调节装置15以使调节装置15能计及两本体的相对位置以及潜入水中的程度或该装置反承受的加速度等。

因而，本发明的装置装有一加速度计24或一用以测量波浪的幅度的传感器25，例如回声测深传感器，还有一用于测量第一本体在液体中的位置（高度）的传感器26，以及一用于测量两本体相对运动的传感器27。

调节装置15可以使两本体的相对运动与波浪的运动同步。

第二本体5的重量最好至少大于第一本体重量的5倍。

图1所示类型的装置放在游泳池中。第一本体是一个高70厘米、直径78厘米的圆柱形容器，此容器带有直径为25厘米的气胀圈，此圈固定在一半高度处。第一本体重量35公斤。

第二本体重170公斤，依靠约为400瓦特的电动机相对于第一本体运动，同时用弹簧（弹性常数为±25牛顿/厘米）补偿第二本体对第一本体的重力作用。

两本体的最大相对移动量约为10.2厘米。

两本体的相对运动速度调整为每分钟至少相互分开30次，而且使两本体分开的相对运动频率接近于波浪的共振频率（0.5%以内）。

应该指出，本发明的装置曾一度安装在一游泳池（50米²）表面并投入工作，在3至5分钟后它能够可以造成高约80厘米的波浪。还注意到本发明的装置在这些测试过程中的自身趋向处于池中最有利于产生波浪的位置。

不言自明，如果此装置浸没于液体中，其自身会处于最有利于在液体中产生最大搅动的位置。

图1所示的本发明的装置最好有一连接于回声测深传感器的调节系统，此系统可使两本体的相对运动作为该装置相对于一个波浪的位置的函数而与之同步。

本发明的装置也可用来产生逆波，也就是说，比如可以在水面产生对抗自然或人工波浪的运动。

本发明的装置也可用于多相液体系统，比如包括几种不同密度的不溶混液体的系统。在这种情况中，本发明的装置最好部分地浮于密度最高的液体中。

图2显示了本发明的第二个实施例。

在此实施例中，用来使第一本体1相对于本体5移动的装置7包括一带传动齿轮的沿箭头Y方向驱动轴31的电动机30、一根延 伸于所述轴31与第二本体5之间的窄带或绳索32。齿轮传动马达30安装在由本体1的上缘33支撑的板34上。

此装置的动作叙述如下。

在时间V₁内，开动齿轮传动马达30，窄带32卷绕到轴31上，使两本体1和5相对运动。

在时间V₁后，供给齿轮传动马达30的电流被切断，这样由于第二本体的重力作用，窄带或绳索32迅速放开。

在窄带或绳索放开过程中，轴31被带动而沿箭头Z方向转动。此轴的这种转动可使驱动减速齿轮的马达变成一台直流发电机，因此可以通过测量电压来控制第二本体5相对于第一本体1的下降。

当第二本体完成了其相对于第一本体的下降过程，对齿轮传动马达30通电以使其驱动轴31沿箭头Z向转动，使本体5相对于本体1上升。

本发明装置的工作循环可如此继续进行。

在这样的系统中，可以控制第二本体5的重量，控制第二本体的上升行程，控制在第二本体下降时由齿轮传动马达产生的制动作用，以及控制驱动减速齿轮的电动机的功率，以获得所需要的的运动周期。

图3和图4显示了可用来使本体1和5作相对运动的其他装置7。

在图3中，装置7为一齿轮传动马达40，它驱动圆盘41转动，圆盘41的周缘处有四个U形角件42。

这个齿轮传动马达40固定在支撑于第一本体1的上缘的板43上。

第二本体5连接于杆44，杆44上铰接着臂45。杆44可在固定于第一本体1上的套筒46内滑动。臂45的自由端有一指状物47，用以与U形角件42的槽相配合（参看图5）。

此装置的工作叙述如下：

在圆盘41的半转A过程中，臂45和杆44被向上拉，这样就提起了第二本体5。

在圆盘的另外半转过程中，指状物47不再与一个角件42的槽相啮合，这样由于第二本体5的重力作用，杆44和臂45在套筒内快速滑动。

图4是可用于本发明之装置的另一种形式的装置7的剖视图。

此装置7由作动筒50构成，所述作动筒活塞52的杆51固定于第二本体5。

此作动筒50，更确切地说，其活塞52下面的腔室53由管子55连接于泵54。

当本发明装置用于游泳池时，此泵可从游泳池中抽水以驱动活塞。

作动筒最好固定于本体1的底3，其一端装有可绕轴57转动（沿箭头Q方向）的挡板56。电动控制的挡销58可使挡板56关闭（挡锁沿箭头P方向运动）。

当活塞处于高位时，可以控制挡销58，使其允许挡板56绕轴57转动。

所述的转动或挡板的开启是利用本体5的重力作用和轴57的偏心自然实现的，也就是说，轴57不是位于挡板56的对称轴上。

本体5的重力作用使作动筒50的腔到53内的水向外排出直到固定在活塞52上的指状物59接触挡板的一端使其转动并由挡锁使其关闭。

如此可继续循环动作。

不言自明，为了替代采用作动筒作为使本体1和5产生相对运动的装置7，还可以采用包括连杆，曲柄连杆、凸轮等的系统。

而且，连杆/曲柄系统将在下面结合图6所示的装置进行叙述。

本体5的重心最好靠近本装置的浮心，这样可保证本装置的相对稳性，最好达到完全稳定平衡。

图6显示了本发明装置的另一实施例的剖面。

此装置包括一个球形外壳2和由装置7连接于外壳2的本体5。

本体5包括一组有中心孔的圆盘119，孔内装有Ertalon^R心轴120，心轴中心孔中可穿过一根固定在外壳2上的导杆或棒121。采用Ertalon可限制心轴沿导杆121滑动时出现的摩擦力。

装置7包括：

-安装在第二本体5上的电动机122，电动机轴123驱动减速齿轮124，电动机/减速齿轮组件在下文中用标号150表示;

-由减速齿轮124的轴140驱动的曲柄125，以及

-一端用枢轴127连接于曲柄125、另一端用枢轴128连接于杆121的连杆126。

连杆和曲柄处于与杆121平行的平面内。轴123、进而轴140的转动使曲柄125转动，进而使本体5沿棒或杆121运动（沿箭头Q方向）。

更好的是，有一个或多个弹簧9装在枢轴128和本体5之间以补偿至少一部分的重力作用。

本发明装置包括一个位于球壳外的控制系统。此控制系统控制着通过电缆129供给齿轮传动马达150的电源。此电缆实际上连接于一接线盒141，两根导线142从接线盒引出为齿轮传动马达供电，导线143、144和145连接于加速度传感器77、同步传感器76（连杆/曲柄系统的位置）及速度传感器60。

电缆129也允许传感器的信号传送到控制系统。电缆129还允许图6所示本发明的装置在液面8上自由运动。

控制系统控制着齿轮传动马达150的电源，这一电源通过电缆 129将电压在0至24伏之间变化的电流供给齿轮传动马达150，使马达转速误差小于±0.5%，这并不意味着电压不变。这种形式的供电提供了两象限调节，也就是说，能够使转速制动为零或加速而转动方向仍保持相同。

如图7所示的本发明的装置包括一球形壳体2，一个具有中心孔以允许固定在球壳2上的导动件155穿过的本体5在壳体2内运动，所述导动件呈套筒形。

本体5包括：

-一个用来充水、以增加本体5的重量的腔室的152;

-驱动用枢轴127连接于连杆126的曲柄125的齿轮传动马达150，连杆126的一端连接于固定在导动件155上的枢轴128;

-控制系统14，以及

-一用来排放腔室152的泵151。

球形外壳2下部有一空腔，其内装有用来给本发明装置供电的电池158，同时也为腔室152的排水泵151和充水泵161供电。这一电池可用如螺杆和螺栓170固定到外壳2上。

此装置有一用于至少部分地补偿本体5的重力作用的装置9。此装置9包括一根装在枢轴128和固定在腔室152上的齿轮传动马达150之间的弹簧。

充水泵161安装在球形壳体2上。事实上，充水泵161和排水泵151用导管153相互连接。此导管153由一其容积与容纳电池后空腔内所剩的空间相对应的腔室156、套管155形成的导管以及延伸于排放泵151和导管155之间的软管159所构成。

为了充填和排放腔室152，在腔室152和球壳2之间有一管子162，以允许空气排出或进入腔室152。

在图7剖视所示的实施例中，此管子162通过软管159形成的通道进入导管153，并经由套筒155远离电池158的那一端163离 开所述导管。有一允许管子从中穿过的小孔的盖子164盖住套筒155远离电池158的那端163。

软管159为将管子162导入导管153而提供的通道最好具有大于管子162横截面积的通道面积，这样可在导管153和腔室152上部之间形成连通口184。这一尺寸比软管159的横截面小得多的连通口184可避免导管153的虹吸效应。

下面简单叙述腔室152的充填和排放动作。

为了充填腔室152，泵161强迫水进入腔室156并通过导管153将这些水充入腔室152。这些水通过未被驱动的排放泵151排出。在此工作过程中，腔室152内的空气通过管子162排出。应当注意到，一旦空气实际上完全排空，泵161的动作就使水可通过管子162。然后这些水从邻近盖子164的那一端出现。这样就获得了带有一个喷泉的本发明的装置。

当泵161不再被驱动时，连通口可避免腔室152因虹吸效应而被排空。

为了排放腔室152，驱动泵151（泵161停止）。此泵151强迫导管153内的水流向泵161，这些水发由泵161流出。

控制系统14接收来自驱动减速齿轮124的马达122的速度传感器60、同步传感器76以及加速度传感器77的信号。

由电池158提供的电流经导线159供给控制系统。此电流在经导线160供入驱动减速齿轮124的马达122之前被控制系统14调节。

电池158可由经过磁耦合器的电流充电。为了实现这种磁耦合，外壳包括半个磁路132，线圈133绕在此半个路路132上，此线圈通过整流器139（与其电子线路相结合）连接到电池158上。

为了给电池158充电，只需将另一半磁路134放置成与所述一半磁路132相对，并将此另一半磁路134连接于交流电源。

图8显示了用于控制两本体的相对运动的系统。

此控制系统包括：

＊一个用来控制齿轮传动马达（机械控制）的转速的单元74，此单元用来调节对齿轮传动马达上的供电以使马达的转速（比如减速齿轮的轴140的转速为20至60转/分）与所需速度相接近（比如在±0.5%内），以及

＊一个用来控制两本体的相对运动相对于液体中或液面产生的运动的相位的相位的单元75（系统控制）。

转速控制单元74连接于驱动减速齿轮的马达122的速度传感器60以及齿轮传动马达124的轴（也就是连杆/曲柄系统的轴）的同步传感器76。

相位控制单元75连接于加速度传感器77和同步传感器76。

包括一转速控制单元74和一相位控制单元75的控制装置的最好构成用虚线表示的电子电路或微处理机78的一部分。

电子电路或微处理机78发信号给驱动减速齿轮124的马达122的电源131。

马达的速度控制单元74包括：

-一用于齿轮传动马达转速的指数值的存储器81，此数值经电缆传送到电源131;

-一用于所需齿轮传动马达周期值的存储器83;

-一用于来自各传感器的信号的读出台106;

-一用于判断齿轮传动马达是否已停转的检测装置107;如果没有停转，执行回到读出台106;

-一用来处理来自转速传感器60和同步传感器76的信号的单元84，这一单元用来确定齿轮传动马达的平均周期（齿轮传动马达在多次转动中的平均周期）;

-一用于测定由单元84确定的平均周期和存储器83中的周期 数据之间的偏差的单元85，以及

-一用来根据所测定的偏差修正存储器81中的指数值的单元86（比如对指数值增大或减小一个等于偏差值乘以一个常数的数值），以便调节马达的转速。

相位控制单元75包括：

-一用于读出来自加速度传感器77的信号的读出台93和一用于读出来自同步传感器76的信号的读出台94;

-一用来确定齿轮传动马达是否已停转的检测装置95;如果未停转，执行回到读出台94;

-一用来处理来自加速度传感器77的信号的单元87，此单元87测定一个波的周期、多个波的平均（在一定时间内的平均数）以及波浪的最小和最大幅度，这一单元使得可以用这些数值确定波浪通过一个确定状态的时刻;

-一用来检测波浪共振频率的单元98（比如通过傅立叶或汉密尔顿变换）;

-一用来确定齿轮传动马达的平均转速及其周期的单元88，该单元也用来将波浪经过一个确定状态（比如波浪达到其平均高度的状态）的时刻和连杆/曲杆系统经过一极端状态的时刻相比较，也就是说，此单元测定齿轮传动马达的相位与波浪的相位之间的相位差;

-一用来处理由单元88测定的相位差的单元89，此单元89测定平均相位差，并将此平均相位差与存储器90内的指数值相比较;

-一个检测装置99，在其内齿轮传动马达的速度（转动频率）与波浪的共振频率相比较，而且在其内波浪的幅度与预定值（10厘米，约为球壳直径的10%）相比较，如果齿轮传动马达的转速与共振频率之间的差值小于5%，或者如果波浪幅度大于预定值，则平均相位差值将被送入系统91，而在其他情况时执行回到用于另一相 位控制循环的读出台93和94;

-一用来修正存储器92内的马达转速的指数值的系统91，其中指数值发送到齿轮传动马达的电源装置131，然后控制循环在读出台93和94重新开始。

此系统91决定着转速校正的方向（增大或减小转速），还决定着补偿相位差所需要的转速变化量。此变化量是一预定最大变化量和增益倍数与所测相位差之积之间的最小值。

此系统包括一个门，当在同一方向上校正次数太多，此门用来修正齿轮传动马达的基本速度。

应注意到，电子电路或微处理机可有一用来修正所需要的相位差（存储器90）和转速值的单元，以便改变波浪的运动模式或使本发明装置在游泳池中、特别是在水面运动。事实上，可以通过产生相位差变化来使本装置运动。

图9和图10显示了在不同时刻两本体的相对位置和本发明装置所处于的高度N。

图9显示了为获得最大幅度的波浪两本体的相对位置。将注意到，相对于外壳2运动的本体5相位超前90°，也就是说，当本发明装置位于波浪的最大或最小高度时（时刻t₁，t₃，t₅），本体5处于其中间位置，而当本装置处于平均高度时（时刻t₂，t₄），本体5处于极端位置。事实上，在时刻t₂本体5处于最低位置，此时刻比在波浪达到其最低高度（时刻t₃）提前四分之一周期。

如果希望使游泳池中的波浪迅速衰减，两本体相对运动的相位应修正成使所述运动比波浪运动落后四分之一周期。

在图10中，本发明装置的相位比波浪滞后90°（滞后四分之一周期）。在时刻t₂，本体5处于中间位置，而波浪高度达到最大。在时刻t₃，波浪高度介于最大高度和平均高度之间，而本体5已向外壳2的顶点运动。在时刻t₄，本体5靠近外壳2的顶点，而本装置处 于最大高度和平均高度之间的一个中等高度。在时刻t₅，本体5下降并在时刻t₆到达中间位置。时刻t₆时的高度为最小。

为了将本发明之装置恢复到超前90°的情形（图10所示的情形），在时刻t₈（此刻连杆/曲柄系统处于极端位置-底部死点中央-此位置示于图6）修正马达转速。在图10中，曲柄位置以时间为横轴来显示。在此图中，点C是曲柄/连杆连接点，而线T是曲柄相对于点C的位置。

事实上，在图10所示的情形中，马达转速已在时刻t₈下降了一个或两个系数，这样在曲柄转过半圈后，本体5靠近外壳2的顶点，而本装置则处于平均高度（时刻t₁₆）。在时刻t₈和t₁₅之间，本体5从靠近外壳2底部的位置变化到靠近外壳2顶点的位置。

在时刻t₁₆，重新建立马达的正常转速。

本发明还涉及一个组件，当一个本体，尤其是浮体，被推入将由其使液体中或液面产生运动的液体中时，此组件发出信号。

这种组件最好固定在本发明的装置上。然后，这种组件也可用来决定何时游泳者应浸没一个浮体，以使游泳池中、尤其使水面产生运动。

此组件包括一个连接于电子电路或微处理机201（参看图11）的加速度传感器200。

根据由加速度传感器200发送给电子电路或微处理机201的信号，可以确定波浪周期、波浪的最小和最大高度以及液面或液体中波浪运动经历一确定状态在游泳池的情形中，特别是波浪达到平均高度的状态的时刻。根据这些值，电子电路201用一探测级202决定着游泳池或其他容器中的波浪共振频率。此探测级可利用傅立叶变换或汉密尔顿变换来实现。

当决定了一共振频率时，电子电路就决定着波浪的共振周期，并决定着须推入浮体的时刻。然后，电子电路发给警告系统203一 个信号。这个信号比如可以是一个声音、一个光信号等等，通知游泳者必须推动水中的浮体，且可能是须使浮体潜入水中。

警告系统203最好包括一个单元204，此单元使发出信号的时刻比推入浮体的时刻早，这样就考虑了游泳者的反应时间。

这对应于图6所示装置的特定情况，其中电子电路决定着马达的周期，以使获得或接近计算得出的波浪共振周期（偏差0.5%）。马达的这一周期值存储于转速控制单元74的存储器83中。

最后，浮体还可包括一个压力传感器205，用来测定游泳者在推动浮体时施加的力。可利用一柔性材料的浮体来测量压力。用这种方法，游泳者施加的力使浮体变形，而改变了浮体容积，从而改变了浮体内的压力。此压力测量值发送给电子电路以便在确定性推动浮体的时刻中考虑这一变量，以获得最大幅度的波浪。

不言自明，可以对本发明的装置做出许多修改。

这样，操作本发明装置所需的能量可由电池、太阳能电池、可充电电池（比如可用磁耦合充电）等来供给。

本发明装置的控制系统可装在本发明装置的外部或内部。本装置可装有信号发送-接收机，用于收发比如无线电波等，所述信号连接于一微处理机的发送-接收机来拾取或发射。

对于小尺寸的容器（比如液面面积为50米²），用图5所示装置（球壳直径约为0.75米）获得大幅度波浪所需的能量约为100多瓦。当要获得小幅度波浪时，此能量可降至约40瓦。（装置总重量约为100千克）。

本发明的装置可用在封闭或半封闭的容器中，比如游泳池、游艇船坞、装饰性水塘、沉淀池、净水池、泥浆处理池等中，以及用于化工过程中等，用于获得共振运动。

最好两本体的相对运动是垂向的。当然，这种运动也可以是水平的。这种运动可以是连续的，也可以是间歇的，这取决于运动是 正弦方式的还是脉冲方式的。

最后，在游泳池的情况中，最好沿池壁放置许多单体（单块）以减小沿这些池壁的池深，从而限制沿这些池壁的波浪高度。

实验还表明，游泳池底部附近的运动很特别，这些运动使池底的污物集聚于池底上几个准确的点。这样就便于清扫游泳池，因为污物处于几个一定的位置。

这些实验还表明，用不同的激励方式（根据正弦或脉冲方式可以是连续或间断的）可以获得不同类型的波浪（不同波型，比如单波等）。

应变电阻片可用作加速度传感器，此电阻片表示出电荷的运动。

Claims (23)

1、一种用来使装在由一个或多个壁围成的容器里、特别是游泳池里的液体、尤其是液面产生运动的装置，此装置包括一将由它使其内或其表面产生运动的液体相接触的部件，其特征在于，所述部件为一非固定连接于容器壁的浮在液面的或浸没的组件，所述组件包括由至少一个连接装置相互连接的两个本体，此连接装置用来使两本体相对运动，以此使液体中、特别是液面产生运动。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一本体1为一壳体，第二本体在其内运动。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，它包括一用来至少部分地补偿第二本体5对第一本体1的重力作用的装置9。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，用来至少部分地补偿第二本体5对第一本体1的重力作用的装置9包括一装在第一本体1的底3和第二本体5的一个表面10之间的弹性部件。

5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置9为一弹簧，其一端支撑在第一本体1的底3上，而第二本体5的大致与所述底3平行的一个表面10支撑在弹簧的另一端上。

6、如权利要求2所述的装置，其特征在于，第一本体1为一容器2，此容器2的一个壁，特别是一个底3用一作动筒7连接于第二本体5，作动筒7的杆13的运动使两本体作相对运动。

7、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，用来使本体1和5作相对运动的装置7首先包括一驱动轴31转动的齿轮传动马达30，其次包括一延伸于所述轴31和第二本体5之间的窄带或绳索32，所述齿轮传动马达30安装在由本体1的上缘33支撑的板34上。

8、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，用来使本体1和5作相对运动的装置7首先包括一驱使圆盘41转动的齿轮传动马达40，圆盘41至少带有一个具有一个槽的部件42，其次包括一固定连接于本体5的、并铰接有一臂45的杆44，臂45的自由端有一用来在圆盘的部分转动过程A中与上述槽相啮合的指状物47，所述齿轮传动马达40固定连接于支撑在第一本体1上缘上的板43。

9、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置7包括一装在第一本体5上的齿轮传动马达150，所述齿轮传动马达150驱使连接于连杆126的曲柄125转动，所述连杆126由一枢轴128连接于另一本体2。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，齿轮传动马达为一可变速齿轮传动马达。

11、如权利要求1所述的装置，其特征在于，用来使两本体相对运动的装置包括压缩液体或气体发生装置或容器，压缩的液体或气体作用于两本体或连接装置以使两本体作相对运动。

12、如权利要求6所述的装置，其特征在于，作动筒一端装有一可绕轴57转动的挡板56，轴57不在挡板56的对称轴上，挡板56的关闭靠挡销58实现。这样当挡销58不作用在挡板56上时，第二本体5的重力作用可使挡板56转动。

13、如权利要求所述1的装置，其特征在于，它有一用来控制本体1和5之相对运动的系统40。

14、如权利要求13所述的装置，其特征在于，一个控制系统14包括至少选自用来测量波浪幅度的传感器25、用来测量本体1和5之相对运动的传感器27、用来测量第一本体1的深度的传感器26、加速度传感器24及压力传感器等传感器中的一个传感器。

15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，用来测量波浪幅度的传感器25为一回声测深传感器。

16、如权利要求12所述的装置，其特征在于，控制系统包括一个用来控制两本体之相对运动速度的单元74和一个用来控制两本体的相对运动相对于液体中或液面而产生的运动的相对相位的单元75。

17、如权利要求10或16所述的装置，其特征在于，速度控制单元和相位控制单元都连接于一个产生正比于齿轮传动马达转速的频率的传感器60、一个当连杆/曲柄系统达到极端位置时发射一信号的第二同步传感器76及一个加速度传感器77。

18、如权利要求17所述的装置，其特征在于，它包括一个接收来自齿轮传动马达的速度传感器60、连杆/曲柄系统的同步传感器76、加速度传感器77的信号，并发出控制可变速齿轮传动马达电源的信号的电子电路或微处理机78。

19、如权利要求18所述的装置，其特征在于，电子电路或微处理机78控制着齿轮传动马达150的电源装置130，以调节齿轮传动马达的转速。

20、如权利要求18所述的装置，其特征在于，电子电路或微处理机78包括一用于齿轮传动马达每一转的指数值的存储器81、一用于所需齿轮传动马达周期的存储器83、一用于测定齿轮传动马达在多次转动中的平均周期的单元84、一用来测定平均周期和所需周期之间的差值的单元85、一用来根据所测定的差值修改齿轮传动马达转速指数存储值以调节齿轮传动马达的转速的单元86。

21、如权利要求18所述的装置，其特征在于，电子电路或微处理机包括：

-用于来自加速度传感器77的信号的处理单元87，其中测定所述信号在一段确定时间内的平均值和最小与最大值，且利用这种数值确定液面的波浪或液体中的运动经过一预定状态的时刻;

-测量所述时刻与连杆/曲柄系统经过极端位置的时刻之间的差值的单元88;

-如果需要，还有一用来处理此差值以确定每个周期内的平均差值的单元89;以及

-将此差值或平均差值与最佳差值相比较并发信号给齿轮传动马达的电源装置131的系统91，以校正平均差值与最佳差值间的偏差，即连杆/曲柄系统经过极端位置的时刻。

22、如权利要求18所述的装置，其特征在于，包括一电子组件，此组件包括一连接于电子电路或微处理机201的加速度传感器200，此电子电路或此微处理机发出一信号给警告系统203，警告系统通知应将这一本体浸没。

23、如权利要求22所述的装置，其特征在于，此电子电路或微处理机包括：

-用于处理来自加速度传感器的信号的单元，其中确定所述信号在一段确时间内的平均值和最小与最大值，且利用这些值确定液面的波浪或液体中的运动波经过一规定状态的时刻;

-可从这些值推定容器内的液体的波浪或运动的共振周期的单元;以及

-发生推动本体的信号以便获得其周期接近于共振周期的运动或波浪的系统。

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