CN108393205B - 一种实现三维舞动的方法和相关的三维舞动组件及出水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现三维舞动的方法和相关的三维舞动组件及出水装置。本发明通过驱动轴向深度沿周向连续变化的轨道面转动，带动其姿态由位于该轨道面上不同相位的三个点限定的舞动元件实现三维舞动。三维舞动组件包括符合上述特征的轨道盘和舞动元件，舞动元件设有三个以上的顶脚并分别沿不同相位顶抵轨道面。而出水装置除上述三维舞动组件外还包括致动组件和壳体组件。采用本发明公开的技术方案，能够将平面的转动转换为三维舞动，且结构简单，能够实现单个舞动元件轴向三维舞动及多个舞动元件同步但不同相位三维舞动，且节省了空间。

Description

一种实现三维舞动的方法和相关的三维舞动组件及出水装置

技术领域

本发明涉及机械三维动作领域，具体涉及一种实现三维舞动的方法和相关的三维舞动组 件及出水装置。

背景技术

随着人们生活质量的提高，提出了更多淋浴需求，其中花洒出水方式的多样化更为迫切。 于2017年7月7日公布的中国发明专利申请文本CN106825449A中示出了一种实现摆动旋转 按摩出水的技术方案，其主要技术手段是进水驱动叶轮转动，叶轮带动一偏心轮转动，而由于偏心轮设于一转盘的中心孔中，且旋转水嘴的旋转轴摆动穿设于转盘，因此偏心转的转动 带动了转盘水平摇动，使旋转水嘴的轴线实现旋转摆动。

上述技术方案实现了旋转水嘴的三维舞动，但存在以下缺陷：

1、由于各旋转水嘴的旋转轴均穿设于一个转盘中，因此各旋转水嘴的旋转摆动是同步同 相位的整体摆动，无法实现各旋转水嘴同步不同相位的摆动。

2、该技术方案由于采用偏心轮与叶轮转轴同轴转动，而偏心轮位于转盘中心孔中，因此 只能沿转盘周向设置旋转水嘴，很难沿叶轮转轴同轴设置一个旋转水嘴，因此必然导致体积 过大，且结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种实现三维舞动的方 法和相关的三维舞动组件及出水装置，其不仅能够将平面的转动转换为三维舞动，且结构简 单，能够实现单个舞动元件轴向三维舞动及多个舞动元件同步但不同相位三维舞动，且节省了空间。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种实现三维舞动的方法，通过驱动轴向深度沿周向连续变化的轨道面转动，带动其姿 态由位于该轨道面上不同相位的三个点限定的舞动元件实现三维舞动。

优选地，所述的轨道面数量为三个以上，各轨道面彼此联动且相位彼此错开，各轨道面 的轴向投影呈同轴圆环状；所述的三个点分别位于不同轨道面上。

一种三维舞动组件，包括：轨道盘，其设有轴向深度沿周向连续变化的轨道面；舞动元 件，其设有三个以上的顶脚，且始终至少有三个顶脚沿不同相位顶抵轨道面于相应的接触点； 所述的轨道盘转动，带动姿态由所述的各接触点限定的舞动元件三维舞动。

优选地，所述的轨道盘设有三个以上轴向投影呈同轴圆环的轨道面；各轨道面相位彼此 错开；所述的舞动元件数量为一个以上，各舞动元件始终有至少三个顶脚分别顶抵不同的轨 道面。

优选地，所述的轨道面数量为三个，所述的舞动元件数量为三个且沿轨道盘周向均布， 各舞动元件均设有三个顶脚。

优选地，定义各舞动元件的第一顶脚均顶抵第一轨道面于第一接触点，第二顶脚顶抵第 二轨道面于第二接触点，第三顶脚顶抵第三轨道面于第三接触点，所述的第一轨道面位于同 轴圆环的最外圈，所述的第三轨道面位于同轴圆环的最内圈；设定舞动元件三个顶脚的自由端所确定的平面与轨道盘转轴垂直时舞动元件的姿态为水平姿态；定义任一舞动元件在水平 姿态下，第一顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线与第二顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线之间的 夹角为第一角；定义任一舞动元件在水平姿态下，第一顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线与第 三顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第二角；定义任一舞动元件在第一顶脚顶抵第一轨道面的最低点时第一接触点的投影至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在水平姿态下第 一顶脚自由端的投影至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第三角；定义任一舞动元件在第二顶 脚顶抵第二轨道面的最低点时第二接触点的投影至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在水平姿 态下第二顶脚自由端的投影至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第四角；定义任一舞动元件在第三顶脚顶抵第三轨道面的最低点时第三接触点的投影至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在 水平姿态下第三顶脚自由端的投影至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第五角；三个轨道面的 相位差应同时满足以下两个条件：第一轨道面与第二轨道面之间的相位差＝120度+第一角+第 三角+第四角，且第一轨道面与第三轨道面之间的相位差＝240度-第二角+第三角-第五角。

一种出水装置，包括：三维舞动组件，其如上所述，且所述的舞动元件上设有出水孔； 致动组件，其驱动所述的轨道盘转动；壳体组件，其用于容纳三维舞动组件和致动组件，并 设有用于引入进水并与出水孔连通的进水口和供所述的出水孔向外出水的出水口。

优选地，所述的致动组件为电机。

优选地，所述的致动组件包括叶轮，所述的叶轮受进水水流驱动而转动。

优选地，所述的壳体组件设有与进水口连通的喷水口，所述的喷水口轴线与所述的叶轮 转轴轴线呈夹角，通过喷水口喷出的进水驱动所述的叶轮转动。

优选地，所述的致动组件与所述的轨道盘轴向止转连接。

优选地，所述的致动组件与所述的轨道盘通过传动结构减速传动。

优选地，所述的壳体组件在出水口位置向内延伸有限位结构，所述的限位结构用于容纳 所述的舞动元件，供所述的舞动元件在其内三维舞动，并保证所述的出水孔始终位于出水口 位置。

优选地，所述的舞动元件与所述的壳体组件密封连接。

优选地，所述的三维舞动组件还包括装设于各舞动元件外缘密封圈，以保证所述的舞动 元件在三维舞动时始终与壳体组件密封连接。

优选地，所述的壳体组件包括进水件和出水件，所述的进水口设于进水件；所述的出水 口设于出水件，进水件与出水件密封连接，其内形成容纳腔以容纳所述的致动组件和三维舞 动组件。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

1、通过设置轴向深度沿周向连续变化的轨道面，再设置由该轨道面上不同相位的三个点 限定姿态的舞动元件，得以使轨道面的平面转动转换为舞动元件的三维舞动，从而实现二维 平面运动向三维运动的转换。

2、通过设置三个以上相位彼此错开的轨道面，且使决定舞动元件姿态的三个点分别位于 不同轨道面上，可以实现更为复杂的三维舞动，且有利于部署多个舞动元件，实现多点同步 不同相位的三维舞动。

3、在三维舞动组件中，舞动元件通过三个以上顶脚顶抵轨道面，使舞动元件的姿态由接触点控制，因此结构非常简单。由于三个顶脚位于不同相位，因此就可能只设置一个舞动元 件，并使该舞动元件在水平姿态时的轴线与轨道盘的轴线相同，从而可以制造体积更小的三 维舞动组件或出水装置。

4、如果设置多个轨道面，而舞动元件数量只有一个，则可以设置极为复杂的三维舞动轨 迹，如果设置多个轨道面而舞动元件数量为多个，则该多个舞动元件可以实现同步但不同相 位的三维舞动。

5、轨道面数量为三个、舞动元件为三个，舞动元件数量为三个，属于最优配置，即在实 现复杂多元件三维舞动的前提下，结构最为简单，体积最为轻巧，又不损失功能。

6、通过限定各轨道面相位差与角度参数的关系，可以保证各个舞动元件三维运动轨迹的 轴向投影接近圆形，从而获得更佳的舞动效果。

7、将本发明中的三维舞动组件运用于出水装置，不仅可以实现三维舞动出水，还可以实 现轴向单元件三维舞动出水，体积小，结构简单，或者多元件同步不同相位三维舞动出水， 使出水方式更加多样。

8、通过设置叶轮，可以将进水水流转换为转动能量。

9、喷水口与叶轮转轴呈夹角，可以使叶轮上的叶片设计为与叶轮轴线平行，降低制造难 度。

10、通过使致动组件与轨道盘轴向止转连接，可以使致动组件、轨道盘和单一舞动元件 同轴设置，结构简单体积轻巧。

11、通过设置传动结构，可实现转动减速，以使舞动元件的舞动效果更为明显。

12、通过限位结构，限制舞动元件姿态，可以保证在舞动元件顶脚与轨道盘相对运动时 不致翻覆，并确保舞动元件的出水孔始终位于出水口位置。

13、舞动元件相对壳体组件密封，可以防止在舞动过程中出现漏水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作 简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技 术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中出水装置的立体图；

图2为本发明实施例一中出水装置的立体分解图；

图3为本发明实施例一中轨道盘的仰视图；

图4为图3的A-A向剖视图；

图5为本发明实施例一中轨道盘的轨道面的轨道深度与角度关系图；

图6为本发明实施例一中舞动元件立体示意图；

图7为本发明实施例一中出水件俯视图；

图8为本发明实施例一中出水件剖视图；

图9为本发明实施例一中出水装置连接关系剖视示意图；

图10为本发明实施例二中出水装置的立体图；

图11为本发明实施例二中出水装置的立体分解图；

图12为本发明实施例二中轨道盘的仰视图；

图13为图12的B-B向剖视图；

图14为本发明实施例二中轨道盘的轨道面的轨道深度与角度关系图；

图15为本发明实施例二中致动组件立体图；

图16为本发明实施例二中舞动元件立体示意图；

图17为本发明实施例二中出水件俯视图；

图18为本发明实施例二中出水件剖视图；

图19为本发明实施例二中出水装置连接关系剖视示意图；

图20为本发明实施例三中出水装置立体图；

图21为本发明实施例三中出水装置立体分解图；

图22为本发明实施例三中轨道盘仰视图；

图23为图22的C-C向剖视图；

图24为本发明实施例三中轨道盘的三个轨道面的轨道深度与角度关系图；

图25为本发明实施例三中舞动元件与密封圈装配关系立体图；

图26为本发明实施例三中舞动元件与密封圈装配关系剖视图；

图27为本发明实施例三中出水件立体图；

图28为本发明实施例三中出水件俯视图；

图29为本发明实施例三中出水装置连接关系剖视示意图；

图30为本发明实施例三中舞动元件三维舞动过程分解示意图；

图31为本发明实施例三中舞动元件水平姿态示意图；

图32为本发明实施例三中舞动元件舞动过程投影关系示意图。

主要附图标记说明：

实施例一中的出水装置10包括：

出水件11，限位板111，出水口112；舞动元件12，第一顶脚121，第二顶脚122，第 三顶脚123，出水头124；轨道盘13，轨道面131，轨道面深度最低点1311，轨道面深度最 高点1312，止转连接孔132；第一密封圈14；喷水件15；第二密封圈16；致动组件17；进 水件18；

实施例二中的出水装置20包括：

出水件21，限位板211，出水口212，叶轮轴孔213；舞动元件22，第一顶脚221，第 二顶脚222，第三顶脚223，出水头224；轨道盘23，轨道面231，轴孔232；第一外齿 233；进水件24；致动组件25，叶轮轴251，第二外齿252；叶轮253；壳体盖板26；

实施例三中的出水装置30包括：

出水件31，限位板311，出水口312，叶轮轴孔313，第三密封圈32；第四密封圈33；舞动元件34，第一顶脚341，水平姿态时第一顶脚自由端的投影3411，第一顶脚顶抵第一 轨道面最低点时第一接触点的投影3412，第二顶脚342，水平姿态时第二顶脚自由端的投影3411，第二顶脚顶抵第二轨道面最低点时第二接触点的投影3412，第三顶脚343，水平姿态时第三顶脚自由端的投影3411，第三顶脚顶抵第三轨道面最低点时第三接触点的投影

3412，出水头344，出水孔345；轨道盘35，第一轨道面351，第二轨道面352，第三轨道 面353，内齿圈354；致动组件36；进水件37。

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，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基 于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不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。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用 术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、

“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图 所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的 装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接” 或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方 式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的 变形，意图在于“包含但不限于”。

参见图1至图9，图1至图9示出了本发明实施例一中的出水装置10。出水装置10包括壳体组件、致动组件17和三维舞动组件。

在本实施例一中，壳体组件用于容纳致动组件17和三维舞动组件，包括进水件18、喷 水件15、出水件11、第一密封圈14和第二密封圈16。

其中，进水件18沿轴向设有用于引入进水的进水口。

出水件11在其中心设有出水口112，在出水口112的位置还向内延伸有限位结构，限 位结构由三个限位板111构成，三个限位板111对出水口112呈半包围状态。

进水件18和出水件11通过螺栓可拆卸地固定连接，其内形成容纳腔，以容纳致动组件 17、三维舞动组件和喷水件15。

喷水件15设在进水件18和出水件11中间，并设有切向的喷水孔，该喷水孔与进水口 连通，以将轴向进水转换至切向喷水，从而让叶轮上的叶片可以设计为与叶轮轴线平行，以 降低制造难度。

喷水件15与进水件18通过第二密封圈16密封连接并将容纳腔分割形成上容纳腔，喷 水孔开设于上容纳腔中并连通进水口。

喷水件15与出水件11通过第一密封圈14密封连接并将容纳腔分割形成下容纳腔，

上、下容纳腔间通过过水孔连通，出水孔112连通下容纳腔。

在本实施例一中，致动组件17包括连为一体的叶轮、叶轮轴和止转连接头。致动组件 17装配在上容纳腔中，喷水口的轴线与叶轮轴轴线呈倾斜的夹角，以使喷水口喷出的进水 驱动叶轮转动。止转连接头设于叶轮轴的一端并穿过上容纳腔伸入下容纳腔。

本实施例一中，三维舞动组件包括轨道盘13和舞动元件12。

其中，设于下容纳腔内的轨道盘13设有轴向深度沿周向连续平滑变化的轨道面131以 及与致动组件17的止转连接头相匹配的止转连接孔132，因此轨道盘13与致动组件17实 现了轴向止转配合。如图4和图5所示，在本实施例中，轨道面131连续平滑变化，其最高 点1311与最低点1312之间角度差为180度。

舞动元件12同样置于下容纳腔内，其包括出水头124和三个顶脚即第一顶脚121、第 二顶脚122和第三顶脚123，出水头124内设有上下贯通的出水孔，以与下容纳腔连通。舞动元件12的三个顶脚沿不同相位顶抵轨道面131，相位间夹角基本呈120度，因此，三 个顶脚的顶端顶抵轨道面131形成三个接触点，三个接触点彼此间连线形成三角形。而舞动元件12的姿态即由三个接触点限定，以使舞动元件12出水孔轴线与叶轮轴轴线在舞动过程中呈夹角。

舞动元件12置于由限位板111围合而成的限位结构内，并在其内三维舞动，该限位结 构确保舞动元件12的出水孔始终位于出水口112位置。

下面分析实施例一的出水装置10实现三维舞动出水动作的过程。进水由进水件18的进 水口进入，通过喷水口转换至切向喷水，带动致动组件17的叶轮，使致动组件17绕叶轮轴 转动，由于轨道盘13与叶轮轴向止转配合，因此轨道盘13也同轴转动，使三个顶脚与轨道 盘13的轨道面131的三个接触点不断上下起伏，使舞动元件12由于三个接触点的起伏而不 断改变姿态实现三维舞动。在三维舞动过程中，舞动元件12的出水孔的轴线基本为绕叶轮 轴的轴线三维扫动，而进水经喷水口进入上容纳腔后，再经过水孔进入下容纳腔，并经三维 扫动的出水孔喷出，从而实现三维舞动出水。

本发明实施例一中的出水装置是一个结构简单、体积小、舞动元件12与轨道盘13、叶 轮17和进水口18同轴设置的典型设计，其适合应用于顶喷花洒或手持式喷洒装置。由此可 以看到，相对于现有技术，本发明的技术方案在实现平面转动转换为三维舞动的同时，具有 结构简单、体积轻巧的特点。

参见图10至图19，图10至图19示出了本发明实施例二中的出水装置20。出水装置20包括壳体组件、致动组件25和三维舞动组件。

在本实施例二中，壳体组件用于容纳致动组件17和三维舞动组件，包括进水件24、出 水件21和壳体盖板26。

其中，进水件24设有带过水孔和过轴孔的中间板和进水口；壳体盖板26设有叶轮轴座 孔；中间板与壳体盖板26围合而成上容纳腔；进水口与上容纳腔连通，并切向引入进水。

出水件21在其中心设有出水口212，在出水口212的位置还向内延伸有限位结构，限 位结构由三个限位板211构成，三个限位板211对出水口212呈半包围状态。出水件21在偏心位置还设有叶轮轴孔213。

出水件21与中间板围合而成下容纳腔，出水口212与下容纳腔连通。上、下容纳腔通 过过水孔和轴孔连通。

在本实施例二中，致动组件25包括连为一体的叶轮253、叶轮轴251和第二外齿252。 其中，叶轮253和第二外齿252沿叶轮轴251上下布置。叶轮轴251一端插入壳体盖板26上的叶轮轴座孔，另一端穿过中间板上的过轴孔插入出水件21上的叶轮轴孔213。叶轮253基本位于上容纳腔中，叶轮轴251的轴线与进水口的轴线呈基本垂直的夹角，以使进水口引入的进水驱动叶轮253转动。第二外齿252基本位于下容纳腔中。

在本实施例二中，三维舞动组件包括轨道盘23和舞动元件22。

其中，设于下容纳腔中的轨道盘23设有轴向深度沿周向连续平滑变化的轨道面231、 轴孔232和与第二外齿252啮合的第一外齿233。第一外齿233和第二外齿252构成传动结 构，由于第一外齿233的齿数大于第二外齿252的齿数，因此实现了叶轮至轨道盘的减速传动。如图13和图14所示，在本实施例中，轨道面131连续平滑变化，其最高点与最低点之间角度差为180度。

舞动元件22同样置于下容纳腔内，其包括出水头224和三个顶脚即第一顶脚221、第 二顶脚222和第三顶脚223；出水头224内设有上下贯通的出水孔，以与下容纳腔连通。舞动元件22的三个顶脚沿不同相位顶抵轨道面231，相位间夹角基本呈120度，因此，三个 顶脚的顶端顶抵轨道面231形成三个接触点，三个接触点彼此间连线形成三角形。而舞动元件22的姿态即由三个接触点限定，以使舞动元件22出水孔轴线与叶轮轴轴线在舞动过程中呈夹角。

舞动元件22置于由限位板211围合而成的限位结构内，并在其内三维舞动，该限位结 构确保舞动元件22的出水孔始终位于出水口212的位置。

下面分析本实施例实现三维舞动出水动作的过程。进水由进水件24的进水口切向进 入，带动致动组件25的叶轮253，使叶轮253绕叶轮轴251转动，由于轨道盘23与致动组件25通过第一外齿233和第二外齿252啮合减速传动，因此轨道盘23相对叶轮253减速转动，使三个顶脚与轨道盘23的轨道面231顶抵的舞动元件22由于三个接触点的起伏而不断改变姿态实现三维舞动。在三维舞动过程中，舞动元件22的出水孔的轴线基本为轨道盘轴孔的轴线三维扫动，因此，进水经进水口进入上容纳腔后，再经过水孔进入下容纳腔，并经三维扫动的出水孔喷出，从而实现三维舞动出水。

本发明实施例一中的出水装置是一个比较适合应用于手持花洒的典型设计。其特点是切 向进水，结构趋于扁平，但仍极为简单，由于采用了传动结构减速传动，因此可以使水花的 三维舞动更加明显。

参见图20至图32，图20至图32示出了本发明实施例三中的出水装置30。出水装置30包括壳体组件、致动组件36和三维舞动组件。

在本实施例三中，壳体组件用于容纳致动组件36和三维舞动组件，包括进水件37、出 水件31和第三密封圈32。

其中进水件37设有用于引入进水的进水口，进水件37还设有叶轮轴座孔。

出水件31设有三个出水口312，在每个出水口312的位置还向内延伸有限位结构，每 个限位结构均由三个限位板311构成，这三个限位板311对相应的出水口312呈半包围状态。出水件31还设有叶轮轴孔313。

进水件37和出水件31通过第三密封圈32密封连接并形成容纳腔，其内容纳致动组件 36和三维舞动组件。

在本实施例三中，致动组件36包括连为一体的叶轮、叶轮轴和第三外齿。其中，叶轮 和第三外齿沿叶轮轴上下面转，叶轮轴一端插入进水件37的叶轮轴座孔，另一端插入出水 件31的叶轮轴孔。本实施例中，叶轮轴的轴线与进水口的轴线呈基本垂直的夹角，以使进 水口引入的进水驱动叶轮转动。

在本实施例三中，三维舞动组件包括轨道盘35、三个舞动元件34和分别与三个舞动元 件34匹配的三个第四密封圈33。

其中，轨道盘35设有三个轴向投影呈同轴圆环的轨道面和内齿圈354，内齿圈354位 于轨道盘中心，且与第三外齿啮合。由于内齿圈354的齿数大于第三外齿的齿数，因此轨道 盘35的转速小于致动组件36的转速。三个轴向投影呈同轴圆环的轨道面分别是位于最外围 的呈圆环状的第一轨道面351、位于中间的呈圆环状的第二轨道面352和位于最中间的呈圆 环状的第三轨道面353。每个轨道面的轴向深度均沿周向连续平滑变化，其最高点与最低点 之间的角度差为180度。本实施例中，三个轨道面的最高点处于同一水平面上，三个轨道面 的最低点也处于同一水平面上。而三个轨道面的最低点至轨道盘35的轴线彼此错开，也即 是三个轨道面的相位彼此错开。

本实施例设有三个舞动元件34，三个舞动元件34沿轨道盘35周向均布，即三个舞动 元件34彼此间间隔120度。每个舞动元件34均设有第一顶脚341、第二顶脚342、第三顶脚343和出水头344。其中出水头344设有上下贯通的出水孔345。第一顶脚341、第二顶 脚342和第三顶脚343也相对于出水孔345的轴线周向均布，即彼此间间隔120度。而每个 舞动元件34的第一顶脚341顶抵第一轨道面351于第一接触点，第二顶脚342顶抵第二轨 道面352于第二接触点，第三顶脚343顶抵第三轨道面353于第三接触点。第一接触点、第 二接触点和第三接触点彼此间连线形成三角形。而每个舞动元件34的姿态即由第一接触 点、第二接触点和第三接触点限定。

本实施例中，定义各舞动元件34的第一顶脚341均顶抵第一轨道面351于第一接触点，第二顶脚342顶抵第二轨道面352于第二接触点，第三顶脚343顶抵第三轨道面353于 第三接触点，所述的第一轨道面351位于同轴圆环的最外圈，所述的第三轨道面353位于同 轴圆环的最内圈；设定舞动元件三个顶脚的自由端所确定的平面与轨道盘转轴垂直时舞动元件的姿态为水平姿态；定义任一舞动元件在水平姿态下，第一顶脚自由端至轨道盘轴线的垂 线与第二顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第一角∠1；定义任一舞动元件在水 平姿态下，第一顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线与第三顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线之间 的夹角为第二角∠2；定义任一舞动元件在第一顶脚顶抵第一轨道面的最低点时第一接触点 的投影3412至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在水平姿态下第一顶脚自由端的投影3411至 轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第三角∠3；定义任一舞动元件在第二顶脚顶抵第二轨道面的最低点时第二接触点的投影3422至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在水平姿态下第二顶 脚自由端的投影3421至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第四角∠4；定义任一舞动元件在第 三顶脚顶抵第三轨道面的最低点时第三接触点的投影3432至轨道盘轴线的垂线与该舞动元 件在水平姿态下第三顶脚自由端的投影3431至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第五角∠5；

三个轨道面的相位差需要满足下述条件：

第一轨道面351与第二轨道面352之间的相位差＝120度+∠1+∠3+∠4，且

第一轨道面351与第三轨道面353之间的相位差＝240度-∠2+∠3-∠5。

此时，各舞动元件34的舞动轨迹的投影为近似圆形。

本实施例中，任一舞动元件34的舞动轨迹可以由图30示出。如图30所示，任一舞动元件34的舞动轨迹可看作从第一姿态开始，经第二姿态、第三姿态、第四姿态、第五姿 态、第六姿态，最后回到第一姿态。在第一姿态中，第三顶脚343最高，第二顶脚342

低，第一顶脚341低；在第二姿态中，第三顶脚343高，第二顶脚342最低，第一顶脚341 高；在第三姿态中，第三顶脚343低，第二顶脚342低，第一顶脚341高；在第四姿态中，第三顶脚343最低，第二顶脚342高，第一顶脚341高；在第五姿态中，第三顶脚343低， 第二顶脚342最高，第一顶脚341低；在第六姿态中，第三顶脚343高，第二顶脚342高， 第一顶脚341最低。从上述轨迹可看出，舞动元件34随着轨道盘35的转动，可以实现三维 舞动。

本实施例中，舞动元件34的出水头344外缘上设有凹槽，而第四密封圈33置于凹槽内，第四密封圈33是Y形密封圈。装配时，三个舞动元件34的出水头344分别置于三个 由限位板311围合而成的限位结构内，并伸入三个出水口312中。在舞动元件34三维舞动 时，由于第四密封圈33的存在，舞动元件34的出水头344与出水件31的出水口312始终 密封连接。而出水件31上的限位结构则确保出水头344的出水孔345始终位于出水口312 的位置。

下面分析本实施例实现三维舞动出水动作的过程，进水由进水件37的进水口切向进 入，带动致动组件36的叶轮，使叶轮绕叶轮轴转动，由于轨道盘35与致动组件36通过第三外齿和内齿圈354啮合减速传动，因此轨道盘35相对叶轮偏心减速转动，使三个舞动元件34分别由于各自的顶脚的起伏而不断改变姿态实现三维舞动。在三维舞动过程中，进水经进水口进入容纳腔，再经三个舞动元件不断三维扫动的出水孔345喷出，从而实现三股出水的三维舞动动作，其动作轨迹近似圆形。

除上述三个实施例外，还可有多种设计选择方案，例如不用进水水流驱动叶轮，而采用 电机直接驱动转盘转动也可。当然，为了获得更为复杂的多元件三维舞动效果，轨道盘35 上设置更多的轨道面，设置更多的舞动元件34，或者舞动元件34设置更多的顶脚都是可行 的，设计者只需基于本发明所示出的原理，在结构的复杂度与出水的多样性之间作好权衡即可。

从上述三个实施例可以概括得出，本发明提供了一种将平面转动转换为三维舞动的方 法，即通过驱动轴向深度沿周向连续变化的轨道面转动，带动其姿态由位于该轨道面上不同 相位的三个点限定的舞动元件实现三维舞动。在这里的三个点，是指舞动元件与轨道面的有效接触点，即可以通过紧密顶抵以决定舞动元件姿态的点。当舞动元件具有多个顶脚时，作 这样的说明是有意义的。

进一步地，还可以将轨道面数量扩展为三个以上，各轨道面彼此联动且相位彼此错开， 各轨道面的轴向投影呈同轴圆环状；所述的三个点分别位于不同轨道面上。这样可以实现更 为复杂的三维舞动，且有利于部署多个舞动元件，实现多点三维舞动。

另外，将上述实施例中的三维舞动组件抽提出来形成单独的技术方案，应用于其他领 域，实现二维转动向三维舞动的转化也是可以的，其在其他领域的应用也属于本专利的保护 范围。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围 的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普 通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之 内。

Claims (16)

1.一种三维舞动组件，其特征是，包括：

轨道盘，其设有轴向深度沿周向连续变化的轨道面；

舞动元件，其设有三个以上的顶脚，且始终至少有三个顶脚沿不同相位顶抵轨道面于相应的接触点；

所述的轨道盘转动，带动姿态由所述的各接触点限定的舞动元件三维舞动。

2.如权利要求1所述的一种三维舞动组件，其特征是，所述的轨道盘设有三个以上轴向投影呈同轴圆环的轨道面；各轨道面相位彼此错开；所述的舞动元件数量为一个以上，各舞动元件始终有至少三个顶脚分别顶抵不同的轨道面。

3.如权利要求2所述的一种三维舞动组件，其特征是，所述的轨道面数量为三个，所述的舞动元件数量为三个且沿轨道盘周向均布，各舞动元件均设有三个顶脚。

4.如权利要求3所述的一种三维舞动组件，其特征是，

定义各舞动元件的第一顶脚均顶抵第一轨道面于第一接触点，第二顶脚顶抵第二轨道面于第二接触点，第三顶脚顶抵第三轨道面于第三接触点，所述的第一轨道面位于同轴圆环的最外圈，所述的第三轨道面位于同轴圆环的最内圈；

设定舞动元件三个顶脚的自由端所确定的平面与轨道盘转轴垂直时舞动元件的姿态为水平姿态；

定义任一舞动元件在水平姿态下，第一顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线与第二顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第一角；

定义任一舞动元件在水平姿态下，第一顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线与第三顶脚自由端至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第二角；

定义任一舞动元件在第一顶脚顶抵第一轨道面的最低点时第一接触点的投影至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在水平姿态下第一顶脚自由端的投影至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第三角；

定义任一舞动元件在第二顶脚顶抵第二轨道面的最低点时第二接触点的投影至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在水平姿态下第二顶脚自由端的投影至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第四角；

定义任一舞动元件在第三顶脚顶抵第三轨道面的最低点时第三接触点的投影至轨道盘轴线的垂线与该舞动元件在水平姿态下第三顶脚自由端的投影至轨道盘轴线的垂线之间的夹角为第五角；

三个轨道面的相位差应同时满足以下两个条件：

第一轨道面与第二轨道面之间的相位差=120度+第一角+第三角+第四角，且

第一轨道面与第三轨道面之间的相位差=240度-第二角+第三角-第五角。

5.一种基于如权利要求1至4中任一项所述的三维舞动组件实现三维舞动的方法，其特征是，通过驱动轴向深度沿周向连续变化的轨道面转动，带动其姿态由位于该轨道面上不同相位的三个点限定的舞动元件实现三维舞动。

6.如权利要求5所述的一种实现三维舞动的方法，其特征是，所述的轨道面数量为三个以上，各轨道面彼此联动且相位彼此错开，各轨道面的轴向投影呈同轴圆环状；所述的三个点分别位于不同轨道面上。

7.一种出水装置，其特征是，包括：

三维舞动组件，其如权利要求1至4中任一项所述，且所述的舞动元件上设有出水孔；

致动组件，其驱动所述的轨道盘转动；

壳体组件，其用于容纳三维舞动组件和致动组件，并设有用于引入进水并与出水孔连通的进水口和供所述的出水孔向外出水的出水口。

8.如权利要求7所述的一种出水装置，其特征是，所述的致动组件为电机。

9.如权利要求7所述的一种出水装置，其特征是，所述的致动组件包括叶轮，所述的叶轮受进水水流驱动而转动。

10.如权利要求9所述的一种出水装置，其特征是，所述的壳体组件设有与进水口连通的喷水口，所述的喷水口轴线与所述的叶轮转轴轴线呈夹角，通过喷水口喷出的进水驱动所述的叶轮转动。

11.如权利要求7至10中任一项所述的一种出水装置，其特征是，所述的致动组件与所述的轨道盘轴向止转连接。

12.如权利要求7至10中任一项所述的一种出水装置，其特征是，所述的致动组件与所述的轨道盘通过传动结构减速传动。

13.如权利要求7所述的一种出水装置，其特征是，所述的壳体组件在出水口位置向内延伸有限位结构，所述的限位结构用于容纳所述的舞动元件，供所述的舞动元件在其内三维舞动，并保证所述的出水孔始终位于出水口位置。

14.如权利要求7所述的一种出水装置，其特征是，所述的舞动元件与所述的壳体组件密封连接。

15.如权利要求14所述的一种出水装置，其特征是，所述的三维舞动组件还包括装设于各舞动元件外缘密封圈，以保证所述的舞动元件在三维舞动时始终与壳体组件密封连接。

16.如权利要求7所述的一种出水装置，其特征是，所述的壳体组件包括进水件和出水件，所述的进水口设于进水件；所述的出水口设于出水件，进水件与出水件密封连接，其内形成容纳腔以容纳所述的致动组件和三维舞动组件。