CN104475293B - 一种一维二维数码喷头及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一维二维数码喷头及其工作方法，包括：一呈立方体结构的水下减速机，水下减速机的任意三个端面分别设有一水下电机、一进水管和一旋转出水管；其特征在于，一水下电路板箱，水下电路板箱与水下减速机的一端面连接；水下电路板箱内具有一电路板。电脑发送喷头转动角度信号和喷头水流脉冲信号至电路板的接收模块，接收模块读取电脑的数据信号，然后发送信号至驱动模块，驱动模块驱动水下减速机以控制旋转出水管的转动角度和喷头的水流脉冲。使用本发明，通过兼具控制模块和驱动模块合二为一的电路板的设计，有效地减少线路的使用，只需两根防水电缆和两芯CAN/DMX512数据总线即能实现喷头的转动角度和喷头的水流脉冲的信号处理，简化安装过程。

Description

一种一维二维数码喷头及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种喷泉的技术领域，尤其涉及一种一维二维数码喷头及其工作方法。

背景技术

随着城市的发展，大型喷泉已经成为城市一道风景。近年来，作为高科技的数控喷泉，在城市大型喷泉项目中的运用已经越来越频繁。

图1为现有的一维二维数控喷头的示意图，请参见图1所示。包括水下数控电机11，水下减速机12，进水管13，旋转出水管14，弯头15和喷头16组成。该数控喷头通过水从进水管13流入，经过旋转出水管14，弯头15，从喷头16中喷出，水下数控电机11输入一定速度的转动，经过水下减速机12的减速，给旋转出水管14一个转动，通过弯头15，使喷头16摇摆或者旋转，产生一个摇摆的水型。

但现有的数控喷头均采用一个总的控制箱控制喷头的旋转角度和脉冲信号，即将驱动板放置于远离设备的控制箱内，控制板发信号给驱动板。图2为现有的数控喷头与控制箱的连接电路图，请参见图2所示。控制箱包括一个控制板21和一个驱动板22，控制板21和控制板22相互电路连接，同时，控制板21通过CAN数据总线23与外接电脑连接，驱动板22通过电缆24与外接电源连接。针对每一数控喷头设备25，驱动板22通过四根脉冲信号线26与每一数控喷头设备25连接，并且控制板21通过三根反馈信号线27与每一数控喷头设备25连接。若针对数量众多的数控喷头设备，则需要更多的脉冲信号线和反馈信号线，容易造成线路繁琐的问题。而且随着设备离控制房的距离不断加大，线径需要不断加大，脉冲信号容易丢步，反馈信号灵敏度也会降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一维二维数码喷头及其工作方法，以解决现有控制箱控制数量众多的数控喷头设备时，容易造成线路繁琐，以及脉冲信号容易丢步，反馈信号灵敏度降低的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种一维二维数码喷头，包括：一呈立方体结构的水下减速机，所述水下减速机的任意三个端面分别设有一水下电机、一进水管和一旋转出水管；所述旋转出水管分别套设一出水弯头和一喷头；其中，还包括：一水下电路板箱，所述水下电路板箱与所述水下减速机的一端面连接；所述水下电路板箱内具有一电路板，所述电路板通过防水电缆与外接电源连接，并且所述电路板通过CAN/DMX512数据总线与外接电脑信号连接，同时，所述电路板还与所述水下电机电连接。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，所述电路板具有接收模块、控制模块和驱动模块，所述接收模块、所述控制模块和所述驱动模块分别信号连接；所述接收模块读取电脑通过所述CAN/DMX512数据总线传输数据信号，所述控制模块用于控制发送电脑数据信号至所述驱动模块，所述驱动模块用于控制所述水下减速机的工作。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，还包括：一传感器支架，所述传感器支架安装在所述水下减速机上，所述传感器支架具有一传感器，并且所述传感器通过防水反馈电缆与所述电路板的所述接收模块信号连接；所述旋转出水管上上套设一复合材料圈套，所述圈套设有感应转子，所述传感器用于检测所述感应转子的旋转位置。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，所述感应转子与所述圈套的表面平齐。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，所述水下电机和所述水下电路板箱安装在所述水下减速机的相同端面，所述水下电路板箱位于所述水下电机的下端，同时，所述水下电路板箱的底端面与所述水下减速机的底端面位于平齐，并且所述电路板位于所述水下电路板箱的内部的下端，同时，所述电路板的散热元件贴近所述水下电路板箱的外壳实现水冷。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，所述进水管和所述旋转出水管位于所述水下减速机的相对的两端面；还包括一进水弯头，所述进水弯头的一端具有法兰，所述进水弯头的另一端套设于所述进水管上，并且所述进水弯头的口径大于所述进水管的口径，同时，所述进水弯头和所述进水管的连接处之间套有防水油封。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，还包括一进水弯头，所述进水弯头与所述进水管连接，并且所述进水弯头具有法兰。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，所述水下减速机、所述水下电机和所述水下电路板箱均自成一体，并且均采用独立的防水结构。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，所述水下电机为步进电机、或伺服电机、或调速电机；所述水下减速机为蜗轮蜗杆、或齿轮、或链轮。

上述的一种一维二维数码喷头，其中，所述防水电缆的数量为两根，所述CAN/DMX512数据总线的数量为两芯，所述防水反馈电缆的数量为三芯。

一种一维二维数码喷头的工作方法，其中，包括上述任意一项所述一维二维数码喷头；电脑发送喷头转动角度信号和喷头水流脉冲信号至所述电路板的接收模块，所述接收模块读取电脑的数据信号，然后发送信号至所述驱动模块，所述驱动模块驱动所述水下减速机以控制所述旋转出水管的转动角度和所述喷头的水流脉冲；所述旋转出水管转动角度后，所述传感器检测所述感应转子的转动位置以判断所述旋转出水管的转动角度，并将转动角度信号反馈至所述电路板的接收模块，所述接收模块再反馈至电脑，以此与电脑数据库进行核对。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)通过兼具控制模块和驱动模块合二为一的电路板的设计，有效地减少线路的使用，只需两根防水电缆和两根CAN/DMX512数据总线即能实现喷头的转动角度和喷头的水流脉冲的信号处理，简化安装过程。

(2)通过平齐的水下电路板箱和水下减速机底端面的设计，便于对数码喷头进行安装。

(3)采用感应转子与复合材料圈套的表面平齐的设计，有效地减少喷头在水中工作时产生的水流阻力。

(4)采用进水弯头口径大于进水管口径的方式，有效地避免高速的水流从进水弯头和进水管之间的缝隙内压入到防水油封内。

(5)通过90°的进水弯头的使用，便于水泵垂直或水平与数码喷头相互连接。

附图说明

图1为现有的一维二维数控喷头的示意图；

图2为现有的数控喷头与控制箱的连接电路图；

图3为本发明的一种一维二维数码喷头的示意图；

图4为本发明的一种一维二维数码喷头的另一角度的示意图；

图5为本发明的一种一维二维数码喷头的立体图；

图6为本发明的一种一维二维数码喷头的立体图的原理图；

图7为本发明的一种一维二维数码喷头的叠加的示意图；

图8a-8c为本发明的一种一维二维数码喷头的电路板的逻辑图。

附图中：11、水下数控电机；12、水下减速机；13、进水管；14、旋转出水管；15、弯头；16、喷头；21、控制板；22、驱动板；23、CAN数据总线；24、电缆；25数控喷头设备；26、脉冲信号线；27、反馈信号线；3、水下减速机；30、传感器支架；31、传感器；32、防水反馈电缆；33、传动齿轮；34、传动蜗杆；4、水下电机；5、进水管；51、进水弯头；52、防水油封；6、旋转出水管；61、复合材料圈套；62、感应转子；7、出水弯头；8、喷头；9、水下电路板箱；91、电路板；92、接收模块；93、控制模块；94、驱动模块；95、支撑脚；10、防水电缆；20、CAN/DMX512数据总线；40、第一数码喷头；50、第二数码喷头；60、支撑管路；70、弯头软管；80、四芯电缆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图3为本发明的一种一维二维数码喷头的示意图，图4为本发明的一种一维二维数码喷头的另一角度的示意图，图5为本发明的一种一维二维数码喷头的立体图，请参见图3至图5所示。本发明的一种一维二维数码喷头，包括：一呈立方体结构的水下减速机3，在水下减速机3的任意三个端面分别设有一水下电机4、一进水管5和一旋转出水管6，并且该旋转出水管6分别套设一出水弯头7和一喷头8，以本发明最佳实施例为例，水下电机4采用步进电机。本发明一种一维二维数码喷头还包括有一水下电路板箱9，水下电路板箱9与水下减速机3的一端面连接。在水下电路板箱9内部具有一电路板91，该电路板91通过防水电缆10与外接电源连接，并且电路板91通过CAN/DMX512数据总线20与外接电脑信号连接，同时，电路板91还与水下电机4电连接。电脑发送喷头8转动角度信号和喷头8水流脉冲信号至电路板91，电路板91控制水下电机4，通过水下减速机3经由旋转出水管6输出所要求的转速，旋转出水管6和喷头8组成转动系统，使得喷头8以旋转出水管6为转轴，进行转动并喷水。水通过进水管5进入旋转出水管6，通过出水弯头7，由喷头8喷出，喷出的水流在一维方向做来回摆动。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，图6为本发明的一种一维二维数码喷头的立体图的原理图，图8a-8c为本发明的一种一维二维数码喷头的电路板的逻辑图，请参见图3至图6和图8a至图8c所示。电路板91包含位于其上的接收模块92、控制模块93和驱动模块94，接收模块92、控制模块93和驱动模块94分别信号连接。通过CAN/DMX512数据总线20，使得接收模块92能够接受并读取电脑传输数据信号，包括喷头8转动角度信号和喷头8水流脉冲信号。控制模块93用于将从接收模块92传输的电脑数据信号传输至驱动模块94。驱动模块94用于根据电脑数据信号以控制水下减速机3的工作。

本发明的进一步实施例中，请继续参见图3至图6所示。本发明的一种一维二维数码喷头还包括有一传感器支架30，该传感器支架30安装在水下减速机3上，并且传感器支架30安装靠近于旋转出水管6处，传感器支架30具有一传感器31，传感器31通过防水反馈电缆32与电路板91的接收模块92信号连接。在旋转出水管6上套设一复合材料圈套61，复合材料圈套61设有感应转子62，传感器31正对感应转子62，传感器31用于检测感应转子62的旋转位置。当旋转出水管6转动时，附在旋转出水管6轴上的复合材料圈套61的感应转子62旋转，以此通过传感器31对感应转子62进行角度识别，判断旋转出水管6的旋转角度。

本发明的进一步实施例中，位于复合材料圈套61上的感应转子62与复合材料圈套61的表面平齐，以此有效地减少水流的阻力。

本发明的进一步实施例中，水下减速机3的一端面为方形法兰，水下电机4和水下电路板箱9安装在水下减速机3的相同端面，并安装水下减速机3的方形法兰上。水下电机4包括有箱体结构，水下电路板箱9安装在水下电机4箱体结构的下端，同时，水下电路板箱9的底端面与水下减速机3的底端面位于平齐，或者水下电路板箱9的底端面设置有支撑脚95，该支撑脚95与水下减速机3的底端面位于平齐，通过平齐的水下电路板箱9和水下减速机3底端面的设计，以便于安装数码喷头。

本发明的进一步实施例中，电路板91位于水下电路板箱9的内部的下端，由于电路板91散热比较大，将电路板91的散热元件贴近水下电路板箱9的外壳，通过利用水下电路板箱9外壳的水冷，导出热量，有效地对电路板91进行降温处理。

本发明的进一步实施例中，进水管5和旋转出水管6位于水下减速机3的相对的两端面。

本发明的进一步实施例中，本发明的一种一维二维数码喷头还包括有一进水弯头51，进水弯头51的一端具有法兰结构，进水弯头51的另一端套设于进水管5上，并且通过螺栓与水下减速机3的壳体固定连接。通过进水弯头51的使用，使得进水弯头51能够实现任意90°的调节，方便水泵垂直或水平与数码喷头相互连接。

本发明的进一步实施例中，进水弯头51的口径大于进水管5的口径，同时，进水弯头51和进水管5的连接处之间套设有防水油封52。由于喷头工作过程中，高速的水流会导入水下减速机3内，采用进水弯头51的口径大于进水管5的口径，有效地避免水流从进水弯头51和进水管5之间的缝隙内压入到防水油封52内。

本发明的进一步实施例中，水下减速机3、水下电机4和水下电路板箱9均自成一体，并且均采用独立的防水结构，该防水结构可以采用防水罩来防水，或者直接分别对水下减速机3、水下电机4和水下电路板箱9进行改造，使其具有防水性。由于水下电机4步进电机和散热大，利用水下电机4外壳的水冷以此导出热量。

本发明的进一步实施例中，水下电机4还可采用为伺服电机、或调速电机。

本发明的进一步实施例中，水下减速机3可采用为传动蜗杆、或齿轮、或链轮。其水下防水性包括两种，一是通过采用密封性能的水下减速机3外壳；二是减速系统的材料为防水材料，比如不锈钢等。

以一较佳实施例为例，水下电机4采用步进电机，水下减速机3采用传动蜗杆34，步进电机的转轴与水下水下减速机3内部的传动齿轮33连接，传动齿轮33与传动蜗杆34相互啮合连接。

本发明的进一步实施例中，电路板91通过两根防水电缆10与外接电源连接，电路板91通过两芯CAN/DMX512数据总线20与外接电脑信号连接，传感器31通过三芯防水反馈电缆32与电路板91的接收模块92信号连接。

本发明的进一步实施例中，图7为本发明的一种一维二维数码喷头的叠加的示意图，请参见图7所示。除了单独使用数码喷头外，还可将两数码喷头40和50叠加使用，第一数码喷头40的管路连接和第二数码喷头50的管路连接及安装固定时采用一支撑管路60实现固定，支撑管路60分别连接第一数码喷头40的旋转出水管和第二数码喷头50的进水管，并且第二数码喷头50的进水管和支撑管路60之间采用弯头软管70连接，同时，通过一根四芯电缆80实现第一数码喷头40和第二数码喷头50的驱动控制。启动第一数码喷头40的水下电机，使得第二数码喷头50能够实现水平面360°的旋转，启动第二数码喷头50的水下电机，使得第二数码喷头50的旋转出水管实现垂直面360°的旋转，有效地实现数码喷头的二维转动。

进一步的，在数码喷头的叠加上，无论叠加若干的数码喷头，均只需要跟四芯电缆完成若干数码喷头的驱动控制，有效地减少线材的使用。

本发明在上述基础上还具有如下工作方式：

请继续参见图3至图6所示。电脑发送喷头8转动角度信号和喷头8水流脉冲信号至电路板91的接收模块92，接收模块92读取电脑的数据信号，然后发送信号至驱动模块94，驱动模块94驱动水下减速机3以控制旋转出水管6的转动角度和喷头8的水流脉冲。水通过进水管5进入旋转出水管6，通过出水弯头7，由喷头8喷出，并根据转动角度信号和水流脉冲信号实现喷射。

当旋转出水管6转动角度后，传感器31检测感应转子62的转动位置以判断旋转出水管6的转动角度，并将转动角度信号反馈至电路板91的接收模块92，接收模块92再反馈至电脑，以此与电脑数据库进行核对。

综上所述，使用本发明的一种一维二维数码喷头及其工作方法，通过兼具控制模块和驱动模块合二为一的电路板的设计，有效地减少线路的使用，只需两根防水电缆和两根CAN/DMX512数据总线即能实现喷头的转动角度和喷头的水流脉冲的信号处理，简化安装过程。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种一维二维数码喷头，包括：

一呈立方体结构的水下减速机，所述水下减速机的任意三个端面分别设有一水下电机、一进水管和一旋转出水管；

所述旋转出水管分别套设一出水弯头和一喷头；其特征在于，还包括：

一水下电路板箱，所述水下电路板箱与所述水下减速机的一端面连接；

所述水下电路板箱内具有一电路板，所述电路板通过防水电缆与外接电源连接，并且所述电路板通过CAN/DMX512数据总线与外接电脑信号连接，同时，所述电路板还与所述水下电机电连接；

所述电路板具有接收模块、控制模块和驱动模块，所述接收模块、所述控制模块和所述驱动模块分别信号连接；所述接收模块读取电脑通过所述CAN/DMX512数据总线传输数据信号，所述控制模块用于控制发送电脑数据信号至所述驱动模块，所述驱动模块用于控制所述水下减速机的工作；

所述防水电缆的数量为两根，所述CAN/DMX512数据总线的数量为两芯，所述防水反馈电缆的数量为三芯；

还包括：一传感器支架，所述传感器支架安装在所述水下减速机上，所述传感器支架具有一传感器，并且所述传感器通过防水反馈电缆与所述电路板的所述接收模块信号连接；所述旋转出水管上上套设一复合材料圈套，所述圈套设有感应转子，所述传感器用于检测所述感应转子的旋转位置；

所述水下电机和所述水下电路板箱安装在所述水下减速机的相同端面，所述水下电路板箱位于所述水下电机的下端，同时，所述水下电路板箱的底端面与所述水下减速机的底端面位于平齐，并且所述电路板位于所述水下电路板箱的内部的下端，同时，所述电路板的散热元件贴近所述水下电路板箱的外壳实现水冷；

所述进水管和所述旋转出水管位于所述水下减速机的相对的两端面；还包括一进水弯头，所述进水弯头的一端具有法兰，所述进水弯头的另一端套设于所述进水管上，并且所述进水弯头的口径大于所述进水管的口径，同时，所述进水弯头和所述进水管的连接处之间套有防水油封；

所述水下减速机、所述水下电机和所述水下电路板箱均自成一体，并且均采用独立的防水结构。

2.根据权利要求1所述一维二维数码喷头，其特征在于，所述感应转子与所述圈套的表面平齐。

3.根据权利要求1所述一维二维数码喷头，其特征在于，所述水下电机为步进电机、或伺服电机、或调速电机；所述水下减速机为传动蜗杆、或齿轮、或链轮。

4.一种一维二维数码喷头的工作方法，其特征在于，包括权利要求1至3中任意一项所述一维二维数码喷头；

电脑发送喷头转动角度信号和喷头水流脉冲信号至所述电路板的接收模块，所述接收模块读取电脑的数据信号，然后发送信号至所述驱动模块，所述驱动模块驱动所述水下减速机以控制所述旋转出水管的转动角度和所述喷头的水流脉冲；

所述旋转出水管转动角度后，所述传感器检测所述感应转子的转动位置以判断所述旋转出水管的转动角度，并将转动角度信号反馈至所述电路板的接收模块，所述接收模块再反馈至电脑，以此与电脑数据库进行核对。