CN107412991B - 射流状态转换机构、炮头和消防水炮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消防水炮技术领域，特别涉及一种射流状态转换机构、炮头和消防水炮。本发明所提供的射流状态转换机构，包括具有电机的电动驱动机构、操作部件和用于与外喷嘴驱动连接的联动机构，并且，基于电动驱动机构、操作部件和联动机构的配合，既可以电动控制射流状态进行转换，也可以手动控制射流状态进行转换，从而使得消防水炮在有电源和缺少电源的情况下均能够实现射流状态的转换，使用更加方便，可靠性更高。

Description

射流状态转换机构、炮头和消防水炮

技术领域

本发明涉及消防水炮技术领域，特别涉及一种射流状态转换机构、炮头和消防水炮。

背景技术

消防水炮是一种通过水射流扑灭一定距离外火灾的消防设备。消防水射流主要有直流和喷雾两种状态，其中，直流射流用作远距离定点灭火，喷雾射流则将火源与火灾现场周围氧气相隔离，阻止燃烧面积进一步扩大。在实际灭火工作中，为达到抑制火势蔓延并扑灭火源的效果，需要根据火场环境变化及火势燃烧强弱切换射流方式。因此，消防水炮的炮头处通常设有射流状态转换机构，该转换机构通过改变炮头的外喷嘴与喷芯之间的相对位置来控制射流水在直流喷射状态与喷雾喷射状态之间切换。

现有技术中，炮头的射流状态转换机构通常采用电动方式驱动外喷嘴产生相对于喷芯的直线运动，其问题在于，无法在缺少电源的情况下使用，可靠性较差。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：使消防水炮在有电源和缺少电源的情况下均能够实现射流状态的转换。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种射流状态转换机构，用于通过驱动炮头的外喷嘴相对于炮头的喷芯进行直线运动来控制炮头射流状态的转换，其包括具有电机的电动驱动机构、操作部件和用于与外喷嘴驱动连接的联动机构，并且，电动驱动机构、操作部件和联动机构被构造为使转换机构可在第一工作状态和第二工作状态之间切换，其中：当处于第一工作状态时，联动机构在电动驱动机构的驱动作用下带动外喷嘴直线运动；当处于第二工作状态时，电动驱动机构与联动机构驱动切断，且联动机构在被手动操作的操作部件的驱动作用下带动外喷嘴直线运动。

可选地，联动机构与操作部件驱动连接，且操作部件与电动驱动机构之间设置为可在第一状态和第二状态之间切换，其中：当处于第一状态时，操作部件与电动驱动机构驱动连接，以使转换机构处于第一工作状态；当处于第二状态时，操作部件与电动驱动机构驱动切断，以使转换机构处于第二工作状态。

可选地，操作部件可转动地设置，在第一状态，操作部件能够在电动驱动机构的驱动作用下转动，在第二状态，操作部件能够被手动转动；联动机构用于将操作部件的转动转化为外喷嘴的直线运动。

可选地，联动机构包括滚珠丝杠，滚珠丝杠驱动连接于操作部件与外喷嘴之间。

可选地，滚珠丝杠为定长限位滚珠丝杠。

可选地，联动机构还包括驱动杆，滚珠丝杠通过驱动杆与外喷嘴驱动连接；和/或，联动机构还包括丝杠套，丝杠套套设于滚珠丝杠上，滚珠丝杠通过丝杠套与操作部件驱动连接。

可选地，操作部件包括转筒，转筒套设于联动机构外部并与联动机构通过键连接。

可选地，操作部件能够相对于电动驱动机构在第一位置和第二位置之间移动，并且，通过将操作部件由第一位置移动至第二位置，能够使操作部件与电动驱动机构之间由第一状态切换至第二状态。

可选地，转换机构还包括辅助装置，辅助装置用于限制操作部件在第一位置和第二位置的移动。

可选地，辅助装置还用于使操作部件在第一位置和第二位置时均能够发生转动。

可选地，转换机构还包括安装基座，操作部件设置于安装基座内；辅助装置包括转动体和与转动体配合的两个限位槽，两个限位槽间隔设置于安装基座的内壁上，转动体设置为能够随着操作部件在第一位置和第二位置之间移动，当操作部件由第一位置移动至第二位置时，转动体由两个限位槽中的一个中移动至另一个中，并且，在第一位置和第二位置时，转动体均能够随着操作部件的转动而在限位槽中转动。

可选地，辅助装置还包括弹性件，转动体通过弹性件与操作部件连接。

可选地，辅助装置还包括设置在操作部件上的安装槽，弹性件设置于安装槽内并抵设于安装槽的底壁与转动体之间。

可选地，弹性件包括弹簧。

可选地，电动驱动机构还包括转子，电机通过转子与操作部件可切断地驱动连接。

可选地，电动驱动机构还包括减速机构，减速机构驱动连接于电机与转子之间。

可选地，转换机构还包括传输切换机构，操作部件通过传输切换机构与电动驱动机构可切断地驱动连接。

可选地，传输切换机构包括连接部件，连接部件可脱开地连接于电动驱动机构与操作部件之间，其中：当连接部件与电动驱动机构和操作部件均接合时，电动驱动机构与操作部件之间处于第一状态；当动作部件与电动驱动机构和/或操作部件脱开时，电动驱动机构与传动机构之间处于第二状态。

可选地，将操作部件由第一位置移动至第二位置，能够使连接部件与电动驱动机构脱开。

可选地，连接部件包括销轴。

可选地，销轴连接于电动驱动机构的转子与操作部件之间。

可选地，联动机构与操作部件和电动驱动机构可切换地驱动连接，当转换机构处于第一工作状态时，联动机构与电动驱动机构驱动连接并与操作部件驱动切断，并且，当转换机构处于第二工作状态时，联动机构与电动驱动机构驱动切断并与操作部件驱动连接。

可选地，操作部件的操作表面上设有防滑部。

本发明第二方面还提供了一种炮头，其包括外喷嘴、喷芯以及本发明的转换机构。

本发明第三方面还提供了一种消防水炮，其包括本发明的炮头。

本发明所提供的射流状态转换机构，基于电动驱动机构、操作部件和联动机构的配合，既可以电动控制射流状态进行转换，也可以手动控制射流状态进行转换，从而使得消防水炮在有电源和缺少电源的情况下均能够实现射流状态的转换，使用更加方便，可靠性更高。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明一实施例的射流状态转换机构与外喷嘴的组装结构示意图。

图2示出图1所示转换机构的整体结构示意图。

图3示出图1所示转换机构的爆炸结构示意图。

图4示出图1所示转换机构处于电动控制状态的内部结构示意图。

图5示出图1所示转换机构处于手动控制状态时的内部结构示意图。

图中：

1、转换机构；2、外喷嘴；

11、电动驱动机构；13、安装基座；14、销轴；15、弹簧；16、转动体；

111、电机；112、减速机构；113、转子；

121、转筒；122、键；123、丝杠套；124、滚珠丝杠；125、驱动杆；

121a、安装槽；121b、滚花；13a、限位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展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。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1-5示出了本发明射流状态转换机构的一个实施例。本发明所提供的射流状态转换机构1(可以简称为转换机构1)，用于通过驱动炮头的外喷嘴2相对于炮头的喷芯进行直线运动来控制炮头射流状态的转换，其包括具有电机111的电动驱动机构11、操作部件和用于与外喷嘴2驱动连接的联动机构，并且，电动驱动机构11、操作部件和联动机构被构造为使转换机构1可在第一工作状态和第二工作状态之间切换，其中：当处于第一工作状态时，联动机构在电动驱动机构11的驱动作用下带动外喷嘴2直线运动；当处于第二工作状态时，电动驱动机构11与联动机构驱动切断，且联动机构在被手动操作的操作部件的驱动作用下带动外喷嘴2直线运动。

在本发明中，基于电动驱动机构11、操作部件和联动机构的配合，当转换机构1在第一工作状态和第二工作状态之间切换时，联动机构可以分别在电动驱动机构11和人力的作用下驱动外喷嘴2直线运动，使得转换机构1可以分别采用电动方式和手动方式来控制射流状态进行转换，从而使得消防水炮在有电源和缺少电源的情况下均能够控制射流状态转换，使用更加方便灵活，可靠性更高。

作为本发明的第一种实施方式，电动驱动机构11、操作部件和联动机构之间可以设置为：联动机构与操作部件和电动驱动机构11可切换地驱动连接，当转换机构1处于第一工作状态时，联动机构与电动驱动机构11驱动连接并与操作部件驱动切断，而当转换机构1处于第二工作状态时，联动机构与电动驱动机构11驱动切断并与操作部件驱动连接。

基于该第一实施方式，通过控制联动机构与电动驱动机构11和操作部件中的一个驱动连接并与另一个驱动切断，可以控制转换机构1在第一工作状态和第二工作状态之间进行切换，使得转换机构1能够切换地采用电动方式和手动方式控制射流状态转换。

作为本发明的第二种实施方式，电动驱动机构11、操作部件和联动机构之间也可以设置为：联动机构与操作部件驱动连接，且操作部件与电动驱动机构11之间设置为可在第一状态和第二状态之间切换，其中：当处于第一状态时，操作部件与电动驱动机构11驱动连接，以使转换机构1处于第一工作状态；当处于第二状态时，操作部件与电动驱动机构11驱动切断，以使转换机构1处于第二工作状态。

基于该第二实施方式，联动机构与操作部件保持驱动连接，通过控制操作部件与电动驱动机构11之间在驱动连接的第一状态和驱动切断的第二状态之间切换，可以控制转换机构1在第一工作状态和第二工作状态之间切换，使得转换机构1能够切换地采用电动方式和手动方式控制射流状态转换。可见，在该第二实施方式中，操作部件不仅用于在采用手动控制方式的第二工作状态中切断电动驱动机构11向联动机构的动力传递并向联动机构传递人工操作力(或力矩)，还用于在采用电动控制方式的第一工作状态中将电机111的驱动力矩传递至联动机构。由于电动控制方式和手动控制方式共用操作部件，因此，结构较为简单紧凑，也有利于实现更为方便地控制方式切换。

在上述第二实施方式中，操作部件既可以通过向联动机构传递直线运动来使联动机构带动外喷嘴2进行直线运动，可以为通过向联动机构传递旋转运动来使联动机构带动外喷嘴2进行直线运动。其中，当操作部件向联动机构传递的是旋转运动时，联动机构可以设置为用于将操作部件的转动转换为外喷嘴2的直线运动，例如，联动机构可以采用齿轮齿条、丝杠传动等多种结构形式。

其中，为了使操作部件能够通过向联动机构传递旋转运动来使联动机构带动外喷嘴2进行直线运动，操作部件可以可转动地设置，并且，在第一状态，操作部件能够在电动驱动机构11的驱动作用下转动，在第二状态，操作部件能够被手动转动。

基于上述设置，分别利用电动驱动机构11以及人力来转动操作部件，即可分别实现对射流状态转换的电动控制和手动控制，其中：当操作部件与电动驱动机构11之间处于第一状态时，由电动驱动机构11驱动操作部件转动，再由联动机构将操作部件的转动转化为外喷嘴2的直线运动，可以实现对射流状态转换的电动控制；而当操作部件与电动驱动机构11之间处于第二状态时，由操作人员手动转动操作部件，并由联动机构将操作部件的转动转化为外喷嘴2的直线运动，可以实现对射流状态转换的手动控制，且不受电动驱动机构11的制约。

由于在第一工作状态和第二工作状态，操作部件均可以通过转动来使联动机构带动外喷嘴2直线运动，操作部件在两种工作状态下无须改变自身的运动模式，因此，操作部件的设置方式更加简单。并且，由于在第一工作状态时，操作部件在电机111的带动下转动即可，操作部件与电机111之间无需再设置用于将电机111的旋转运动转换为直线运动的机构，因此，有利于进一步简化结构，缩短传动路线，增大传动效率，提高传动可靠性。

另外，在上述第二实施方式中，操作部件与电动驱动机构11之间的状态切换可以基于以下设置实现：操作部件能够相对于电动驱动机构11在第一位置和第二位置之间移动，并且，通过将操作部件由第一位置移动至第二位置，能够使操作部件与电动驱动机构11之间由第一状态切换至第二状态。基于此，只需将操作部件由第一位置和第二位置中的一个处移动至另一个处，即可控制操作部件与电动驱动机构11之间在第一状态和第二状态之间切换，进而可以控制转换机构1在第一工作状态和第二工作状态之间切换，使得转换机构1可以更方便地切换采用电动方式和手动方式来控制实现射流状态转换，有利于提高电动控制方式和手动控制方式切换的便捷性及高效性，改善用户使用体验。

而为了使操作部件能够在需要时保持于第一位置和第二位置，上述第二实施方式的转换机构1还可以进一步包括辅助装置，辅助装置用于限制操作部件在第一位置和第二位置的移动。这样，需要电动控制时，操作部件可以被辅助装置保持于第一位置，使操作部件与电动驱动机构11稳定地保持于驱动连接的第一状态，由电机111驱动实现射流状态的转换；而需要手动控制时，操作部件又可以被辅助装置保持于第二位置，使操作部件与电动驱动机构11稳定地保持于驱动切断的第二状态，由人工驱动实现射流状态的转换。由于辅助装置可以在需要电动控制和手动控制时分别将操作部件更稳定地保持于第一位置和第二位置，因此，有利于实现更加可靠地电动控制过程和手动控制过程。

其中，当操作部件通过向联动机构传递旋转运动来使联动机构带动外喷嘴2进行直线运动时，该辅助装置还可以进一步设置为用于使操作部件在第一位置和第二位置时均能够发生转动。这样，在需要电动控制和手动控制时，辅助装置不仅可以分别将操作部件更稳定地保持于第一位置和第二位置，还可以不妨碍操作部件分别在电动驱动机构11及人工作用下进行转动，从而使联动机构能够顺利带动外喷嘴2进行直线运动，实现射流状态转换。

为了使辅助装置能够在不影响操作部件转动的同时限制操作部件在第一位置和第二位置的移动，在本发明中，转换机构1可以还包括安装基座13，操作部件设置于安装基座13内；而辅助装置则可以包括转动体16和与转动体16配合的两个限位槽13a，两个限位槽13a间隔设置于安装基座13的内壁上，转动体16设置为能够随着操作部件在第一位置和第二位置之间移动，当操作部件由第一位置移动至第二位置时，转动体16由两个限位槽13a中的一个中移动至另一个中，并且，在第一位置和第二位置时，转动体16均能够随着操作部件的转动而在限位槽13a中转动。

基于上述设置，当操作部件处于第一位置时，转动体16位于一个限位槽13a中，不仅可以使操作部件能够在第一位置相对安装基座13发生转动，便于操作部件在电动驱动机构11的驱动作用下转动，还可以限制操作部件随意移出第一位置，使操作部件稳定地保持于第一位置；而当将操作部件由第一位置移动至第二位置时，转动体16可以由与第一位置对应的限位槽13a移动至与第二位置对应的下一个限位槽13a中，使操作部件在与电动驱动机构11脱开的情况下也仍可在转动体16与限位槽13a的配合约束下无法随意移动，稳定地保持于第二位置，同时使操作部件能够在第二位置相对安装基座13发生转动，便于操作部件在人力驱动下发生转动。可见，通过设置辅助装置，有利于使转换机构1实现更加稳定可靠地射流状态转换过程。

此外，在上述第二实施方式中，为了方便实现操作部件与电动驱动机构11之间的状态切换，转换机构1还可以包括传输切换机构，操作部件通过传输切换机构与电动驱动机构11可切断地驱动连接。作为传输切换机构的一种实现方式，传输切换机构可以包括连接部件，连接部件可脱开地连接于电动驱动机构11与操作部件之间，其中：当连接部件与电动驱动机构11和操作部件均接合时，电动驱动机构11与操作部件之间处于第一状态，二者驱动连接；当动作部件与电动驱动机构11和/或操作部件脱开时，电动驱动机构11与传动机构12之间处于第二状态，二者驱动切断。基于此，通过控制连接部件与操作部件和电动驱动机构11之间的接合与否，即可控制操作部件与电动驱动机构11之间在第一状态和第二状态之间切换，使得操作部件与电动驱动机构11驱动连接或驱动切断，切换方便，省时省力。

其中优选地，当采用前述通过在第一位置和第二位置之间移动操作部件的方式来控制实现操作部件与电动驱动机构11之间的状态切换时，连接部件可以设置为：将操作部件由第一位置移动至第二位置，能够使连接部件与电动驱动机构11脱开。这样，当需要由电动控制方式切换至手动控制方式时，就可以将操作部件由第一位置移动至第二位置，使连接部件随着操作部件移动并与电动驱动机构11脱开，切断由电动驱动机构11向操作部件及联动机构的动力传递，便于通过手动操作操作部件来实现射流状态的转换。

下面结合图1-5所示的实施例来对前述第二种实施方式进行更充分地说明。

如图1所示，转换机构1与外喷嘴2驱动连接，其通过驱动外喷嘴2相对于喷芯进行伸缩(往复直线运动)，可以调整外喷嘴2与喷芯的相对位置，改变消防水炮炮头出口的射流状态，实现直流喷射和喷雾喷射的转换。

如图2-5所示，在该实施例中，转换机构1包括电动驱动机构11、操作部件和联动机构，操作部件通过联动机构与外喷嘴2驱动连接，电动驱动机构11与操作部件之间具有驱动连接的第一状态和驱动切断的第二状态。通过控制电动驱动机构11与操作部件在第一状态和第二状态之间切换，可以使转换机构1在第一工作状态和第二工作状态之间切换，分别采用电动方式和手动方式控制射流状态转换。并且，在该实施例中，操作部件向联动机构传递旋转运动，联动机构则通过将操作部件的旋转运动转化为外喷嘴2的直线运动来控制射流状态转换。

其中，电动驱动机构11在第一工作状态时起作用，用于为射流状态转换的电动控制方式提供电动动力。如图2和图3所示，该实施例的电动驱动机构11包括电机111、减速机构112和转子113。如图4和图5所示，电机111通过减速机构112与转子113驱动连接，转子113则与操作部件可切断地驱动连接，即，电机111通过转子113与操作部件可切断地驱动连接。

电机111作为电动动力设备，用于在需要电动控制射流状态转换时提供动力。减速机构112用于实现由电机111向转子113的减速传递。转子113则用于实现电动驱动机构11与操作部件之间的可切断地驱动连接。其中，当转子3与操作部件驱动连接时，可实现电动驱动机构11与操作部件之间的驱动连接，使得电动驱动机构11与操作部件之间处于第一状态，便于电机111的动力经由操作部件传递至联动机构，使外喷嘴2能够在电机111的驱动下产生直线运动，实现射流状态转换的电动控制；当转子3与操作部件驱动切断时，电动驱动机构11则与操作部件驱动切断，二者之间处于第二状态，电机111的动力无法再经由操作部件向联动机构传递，联动机构的动作不再受电机111的影响，可以方便地在人工施加于操作部件的作用力的驱动作用下驱动外喷嘴2直线运动，实现射流状态转换的手动控制。

由于相对于电机111或减速机构112，转子113更方便与操作部件配合，因此，该实施例利用转子113来实现电机111与操作部件之间的可切断驱动连接，可以使电动驱动机构11与操作部件之间的配合结构更加简单，也有利于使电动控制方式和手动控制方式的切换操作更加方便。

操作部件用于切换地向联动机构传递电机11的扭矩和人工施加的扭矩，以实现电动控制方式和手动控制方式地切换。如图2和图3所示，该实施例的操作部件包括转筒121，该转筒121可转动地设置。而且，如图4和图5所示，转筒121套设于联动机构外部，并通过键122与联动机构驱动连接；并且，转筒121通过销轴14与电动驱动机构11的转子113可切断地驱动连接。

通过设置键122，转筒121能够向联动机构传递旋转运动，以便于联动机构通过将旋转运动转化为外喷嘴2的直线运动，实现对射流状态转换的控制。

而在转子113与转筒121之间设置销轴14，一方面，当销轴14与转筒121和转子113均接合时，可以使转子113与转筒121驱动连接，即，使转筒121与电动驱动机构11之间处于第一状态，实现由电机111向转筒121的动力传递，使转筒121能够在电机111的驱动作用下发生转动；另一方面，当销轴14与转筒121和转子113中的任何一个脱开时，则转子113无法再带动转筒121转动，即，使转筒121与电动驱动机构11之间处于第二状态，切断由电机111向转筒121的动力传递，进而使转筒121可以不受电动驱动机构11的约束而在人力驱动下发生转动。并且，利用销轴14连接转子113和转筒121，不仅使得转筒121可随着转子113转动，还可以使得转筒121能够在被拉动或被推动时相对于电动驱动机构11发生移动。

可见，该实施例的销轴14被用作传输切换机构的连接部件，通过控制该销轴14与转筒121和电机驱动机构11之间的接合与否，可以控制操作部件与电动驱动机构11之间在第一状态和第二状态之间切换，使得操作部件与电动驱动机构11驱动连接或驱动切断。采用销轴14作为传输切换机构的连接部件，不仅可以在接合时实现由电机驱动机构11向操作部件的高效可靠地动力传递，而且，销轴14与操作部件和电动驱动机构11之间的接合和脱开容易操作，有利于提高电动控制方式和手动控制方式的切换效率。例如，在该实施例中，只需向远离电动驱动机构11一侧移动转筒121，即可使销轴14与转子113脱开，切断电动驱动机构11向转筒121的动力传递，使控制方式由电动切换为手动。

而且，在该实施例中，转筒121的外表面上还设有防滑部。由于转筒121的外表面为操作部件的操作表面，因此，在其上设置防滑部，可以防止手动操作时发生打滑现象，更方便操作人员转动转筒121，使手动控制过程更加简便可靠。具体地，由图2和图3可知，该实施例的防滑部采用滚花121b。滚花121b的防滑效果较好，且易于加工，较为美观。

联动机构驱动连接于转筒121(操作部件)与外喷嘴2之间，用于将转筒121的旋转运动转化为外喷嘴2的直线运动，以改变外喷嘴2与喷芯之间的相对位置，实现射流状态的转换。如图3-5所示，在该实施例中，联动机构包括滚珠丝杠124、丝杠套123和驱动杆125。其中，一方面，滚珠丝杠124通过丝杠套123与转筒121驱动连接；另一方面，滚珠丝杠124通过驱动杆125与外喷嘴2驱动连接。

具体地，丝杠套123套设于滚珠丝杠124上，并通过键122与转筒121驱动连接，以使转筒121可以通过键122和丝杠套123来带动滚珠丝杠124的丝杠进行转动；驱动杆125连接(例如可以卡接)于滚珠丝杠124的螺母上，并与外喷嘴2连接(例如可以通过连接销或螺纹紧固件连接)，使得在丝杠发生转动时，外喷嘴2可以随着驱动杆125一起在螺母的作用下发生移动，即，使外喷嘴2产生直线运动。

该实施例利用滚珠丝杠124来将转筒121的旋转运动转化为外喷嘴2的直线运动，传动效率较高，响应较为迅速，而且，由于滚珠丝杠124属于较为成熟的产品，可以直接采购，因此，还可以降低整个转换机构1的加工难度，有利于节约加工成本。

而且，该实施例的滚珠丝杠124采用定长限位丝杠。这样，当滚珠丝杠124运动到极限位置时可以转变为空转，能够有效防止发生卡死现象，从而可以进一步提高射流状态转换的可靠性。

该实施例通过将转筒121由第一位置移动至第二位置来使控制模式由电动控制切换至手动控制。图4和图5示出了其中的过程，两图中的箭头示出了动力传递路径。

图4示出了转筒121位于第一位置、转换机构1处于第一工作状态时的工作原理图。如图4所示，转筒121处于第一位置时，转筒121与电动驱动机构11之间处于第一状态(驱动连接)，电机111通过减速机构112驱动转子113转动，转子113通过销轴14带动转筒121转动，转筒121则通过键122和丝杠套123带动滚珠丝杠124的丝杠转动，并由滚珠丝杠124的螺母带动驱动杆125进行直线运动，使外喷嘴2相对喷芯进行伸缩，实现射流状态的转换。可见，此时，转换机构1可以采用电动控制模式来控制实现射流状态的转换。

图5示出了转筒121处于第二位置、转换机构1处于第二工作状态时的工作原理图。当电机111因缺少电源等问题而无法工作时，或者在其他不适宜采用电动控制模式的情况下，可以向着远离电动驱动机构11的一侧(图中即为右侧)移动转筒121，将转筒121由第一位置移动至第二位置，使销轴14与转子113脱开，切断由电动驱动机构11向转筒121的动力传递路线，此时，由操作人员手动转动转筒121，则转筒121可以通过键122驱动丝杠套123转动，带动滚珠丝杠124的丝杠转动且螺母直线运动，螺母于是可以通过驱动杆125带动外喷嘴2直线运动，使外喷嘴2相对喷芯进行伸缩，实现射流状态的转换。可见，此时，转换机构1可以采用手动控制模式来控制实现射流状态的转换。

而且，由图4和图5可知，在该实施例中，转换机构1还包括安装基座13和辅助装置，辅助装置包括转动体16、弹簧15和两个限位槽13a。其中，安装基座13套设于转筒121的靠近电动驱动机构11的一端的外部，安装基座13与转筒121之间通过转动体16和限位槽13a的配合而可转动地设置。两个限位槽13a间隔设置于安装基座13的内壁上，并分别与第一位置和第二位置相应。转动体16通过弹簧15与转筒121连接，这不仅使得转动体16可以随着转筒121一起在第一位置和第二位置之间移动，还可以方便转动体16在需要时脱出和进入限位槽13a。具体地，如图4和图5所示，在该实施例中，转筒121上还设有安装槽121a，弹簧15容置于该安装槽121a中并抵设于安装槽121a的底壁与转动体16之间。设置安装槽121来容置弹簧15，可以减小转动体16与转筒121外壁之间的距离，不仅有利于减小转换机构1在弹簧15伸缩方向上的尺寸，使结构更加紧凑，而且还有利于实现安装基座13与转筒121之间更可靠地转动连接。

在转筒121由图4所示的第一位置移动至图5所示的第二位置的过程中，转动体16可以随之由左侧的限位槽13a移动至右侧的限位槽13a中。一方面，在限位槽13a的约束作用下，转筒121在第一位置和第二位置时均无法随意移动，可以分别稳定地保持于第一位置和第二位置，实现可靠地电动控制方式和手动控制方式；另一方面，在转动体16与限位槽13a的转动配合作用下，转筒121在第一位置和第二位置时均能够相对于安装基座13发生转动，从而其可以分别在电机111和人力的驱动作用下转动，进而可以由联动机构转化为外喷嘴2的直线运动，实现射流状态转换的电动控制和手动控制。可见，该实施例通过设置具有转动体16、限位槽13a及弹簧15等的辅助装置，可以实现更加稳定可靠地射流状态转换过程。当然，弹簧15也可以被替换为其他的弹性件。

由以上分析可知，该实施例的转换机构1，通过采用电机111、转子113、转筒121及滚珠丝杠124等的组合结构，可以在需要时分别将电机111的转矩以及人工施加转矩转化为使外喷嘴2发生直线运动的驱动力，将旋转运动转化为外喷嘴2的直线运动，实现对射流状态转换的电动控制和手动控制，不仅结构简单紧凑，而且传动效率高，响应速度快，电动控制模式和手动控制模式切换方便快捷。并且，相对于水力驱动等其他控制方式，电动控制方式和手动控制方式的控制精度较高，响应速度也较快。

将本发明的转换机构1应用于消防水炮的炮头上，可以使消防水炮不仅能够在有电源的情况下电动控制射流状态转换，还可以在缺少电源的情况下手动控制射流状态转换，无需再受电源的限制，射流状态转换的控制方式更加灵活，射流状态的转换过程更加高效可靠，可以实现更加有效地灭火效果。所以，本发明还提供了一种炮头和一种消防水炮。其中，炮头包括外喷嘴2、喷芯以及本发明的转换机构1。而消防水炮则包括本发明的炮头。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种射流状态转换机构(1)，用于通过驱动炮头的外喷嘴(2)相对于所述炮头的喷芯进行直线运动来控制所述炮头射流状态的转换，其特征在于，包括安装基座(13)、具有电机(111)的电动驱动机构(11)、操作部件、用于与所述外喷嘴(2)驱动连接的联动机构和辅助装置，并且，所述操作部件设置于所述安装基座(13)内，所述电动驱动机构(11)、所述操作部件和所述联动机构被构造为使所述转换机构(1)可在第一工作状态和第二工作状态之间切换，所述联动机构与所述操作部件驱动连接，所述操作部件与所述电动驱动机构(11)之间设置为可在第一状态和第二状态之间切换，所述操作部件能够相对于所述电动驱动机构(11)在第一位置和第二位置之间移动，并且，通过将所述操作部件由所述第一位置移动至所述第二位置，能够使所述操作部件与所述电动驱动机构(11)之间由所述第一状态切换至所述第二状态，其中：当处于所述第一状态时，所述操作部件与所述电动驱动机构(11)驱动连接，以使所述转换机构(1)处于所述第一工作状态，所述电机(111)的动力经由所述操作部件传递至所述联动机构，所述联动机构在所述电动驱动机构(11)的驱动作用下带动所述外喷嘴(2)直线运动；当处于所述第二状态时，所述操作部件与所述电动驱动机构(11)驱动切断，以使所述转换机构(1)处于所述第二工作状态，所述电动驱动机构(11)与所述联动机构驱动切断，且所述联动机构在被手动操作的所述操作部件的驱动作用下带动所述外喷嘴(2)直线运动；所述辅助装置用于限制所述操作部件在所述第一位置和所述第二位置的移动，并使所述操作部件在所述第一位置和所述第二位置时均能够发生转动，所述辅助装置包括转动体(16)和与所述转动体(16)配合的两个限位槽(13a)，所述两个限位槽(13a)间隔设置于所述安装基座(13)的内壁上，所述转动体(16)设置为能够随着所述操作部件在所述第一位置和所述第二位置之间移动，当所述操作部件由所述第一位置移动至所述第二位置时，所述转动体(16)由所述两个限位槽(13a)中的一个中移动至另一个中，并且，在所述第一位置和所述第二位置时，所述转动体(16)均能够随着所述操作部件的转动而在所述限位槽(13a)中转动。

2.根据权利要求1所述的转换机构(1)，其特征在于，所述操作部件可转动地设置，在所述第一状态，所述操作部件能够在所述电动驱动机构(11)的驱动作用下转动，在所述第二状态，所述操作部件能够被手动转动；所述联动机构用于将所述操作部件的转动转化为所述外喷嘴(2)的直线运动。

3.根据权利要求2所述的转换机构(1)，其特征在于，所述联动机构包括滚珠丝杠(124)，所述滚珠丝杠(124)驱动连接于所述操作部件与所述外喷嘴(2)之间。

4.根据权利要求3所述的转换机构(1)，其特征在于，所述滚珠丝杠(124)为定长限位滚珠丝杠。

5.根据权利要求3所述的转换机构(1)，其特征在于，所述联动机构还包括驱动杆(125)，所述滚珠丝杠(124)通过所述驱动杆(125)与所述外喷嘴(2)驱动连接；和/或，所述联动机构还包括丝杠套(123)，所述丝杠套(123)套设于所述滚珠丝杠(124)上，所述滚珠丝杠(124)通过所述丝杠套(123)与所述操作部件驱动连接。

6.根据权利要求2所述的转换机构(1)，其特征在于，所述操作部件包括转筒(121)，所述转筒(121)套设于所述联动机构外部并与所述联动机构通过键(122)连接。

7.根据权利要求1所述的转换机构(1)，其特征在于，所述辅助装置还包括弹性件，所述转动体(16)通过所述弹性件与所述操作部件连接。

8.根据权利要求7所述的转换机构(1)，其特征在于，所述辅助装置还包括设置在所述操作部件上的安装槽(121a)，所述弹性件设置于所述安装槽(121a)内并抵设于所述安装槽(121a)的底壁与所述转动体(16)之间。

9.根据权利要求7所述的转换机构(1)，其特征在于，所述弹性件包括弹簧(15)。

10.根据权利要求1所述的转换机构(1)，其特征在于，所述电动驱动机构(11)还包括转子(113)，所述电机(111)通过所述转子(113)与所述操作部件可切断地驱动连接。

11.根据权利要求10所述的转换机构(1)，其特征在于，所述电动驱动机构(11)还包括减速机构(112)，所述减速机构(112)驱动连接于所述电机(111)与所述转子(113)之间。

12.根据权利要求1-11任一所述的转换机构(1)，其特征在于，所述转换机构(1)还包括传输切换机构，所述操作部件通过所述传输切换机构与所述电动驱动机构(11)可切断地驱动连接。

13.根据权利要求12所述的转换机构(1)，其特征在于，所述传输切换机构包括连接部件，所述连接部件可脱开地连接于所述电动驱动机构(11)与所述操作部件之间，其中：当所述连接部件与所述电动驱动机构(11)和所述操作部件均接合时，所述电动驱动机构(11)与所述操作部件之间处于所述第一状态；当所述连接部件与所述电动驱动机构(11)和/或所述操作部件脱开时，所述电动驱动机构(11)与所述操作部件之间处于所述第二状态。

14.根据权利要求13所述的转换机构(1)，其特征在于，将所述操作部件由第一位置移动至第二位置，能够使所述连接部件与所述电动驱动机构(11)脱开。

15.根据权利要求14所述的转换机构(1)，其特征在于，所述连接部件包括销轴(14)。

16.根据权利要求15所述的转换机构(1)，其特征在于，所述销轴(14)连接于所述电动驱动机构(11)的转子(113)与所述操作部件之间。

17.根据权利要求1所述的转换机构(1)，其特征在于，所述操作部件的操作表面上设有防滑部。

18.一种炮头，包括外喷嘴(2)和喷芯，其特征在于，还包括如权利要求1-17任一所述的转换机构(1)。

19.一种消防水炮，其特征在于，包括如权利要求18所述的炮头。

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