CN110780697A - 水洞式游泳机的电控系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水洞式游泳机的电控系统及其控制方法，其采用数字频率驱动方式调节电动机的转速，通过液压或机械传动调节螺旋桨叶轮的旋转速度，使水流速度可以连续精准地调控，本发明的水流的驱动系统包括驱动器、电动机、螺旋桨叶轮，驱动器采用数字频率控制电动机转速，带动液压传动装置或机械传动装置驱动螺旋桨叶旋转，推动水流循环运动和改变水流速度；智能化的电控系统通过激光多普勒流速仪LDV对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，存储于电控系统的监控程序中，并实时调节水流速度，本发明还可在循环泵、射流泵、加热器、消毒器及激光多普勒流速仪等电器的配合下，使水洞式游泳机的综合性能达到多方面智能化。

Description

水洞式游泳机的电控系统及其控制方法

技术领域

本发明属于体育及游泳器材领域，特别涉及水流电控领域，具体涉及一种水洞式游泳机的电控系统及其控制方法。

背景技术

水洞式游泳机是集训练、健身和娱乐于一体的新型的游泳健身设备，能够让游泳者在有限的空间内，进行长时间、多种姿态的游泳锻炼，感受到像在开放水面或游泳池中畅游那样，实现随时、随地、便捷的健身运动，这对于推动全民健康具有重要价值。水洞式游泳机也是一种新型的水流循环设备，它采用流体力学水洞原理，通过动力装置推动水流流动，游泳者在水池中朝向水流作相对游动，当泳速与水流速度一致时，游泳者就可以在原地长时间地游动，达到与大型普通游泳池中游泳的相同效果。水洞式游泳机具有占地面积小、建设费用低、卫生条件好，以及节水节能等优点，适合于家庭、公共小区和健身中心等场合，在提倡全民健康、提高游泳技能的今天极具推广价值。

已有的游泳机在国外有MURDOCK JAMES的美国发明专利(US20070039092)Swimming machine，采用了一种比例溢流阀控制的液压系统驱动螺旋桨旋转，通过无线遥控调节比例溢流阀开度来改变流量和螺旋桨转速，从而调节游泳机的水流速度。这种系统由于异步电动机始终处于高转速状态，噪声和能耗都比较大；此外，异步电动机以接近其同步转速运行，实际转速受负载影响，以及用模拟电压调节比例阀开度，难以精准控制叶轮转速，实现精准的水流速度控制。

国内有关智能化的游泳机专利较少，汪俊石的发明专利(CN 205699316U)一种游泳机，只公布了游泳机缸体、循环加速装置、过滤消毒装置及控制装置的大致布置，没有具体的装置说明，更不具备精准控制水流速度和智能化功能。

王冠的发明专利(CN 205713264U)一种游泳机，仅提供了包括箱体、出水口、入水口、螺旋桨和动力设备的示意图，没有提及游泳机的水流速度控制，当然也不具备完整游泳机的智能化功能。

发明内容

针对以上的一个或多个问题，本发明提供一种水洞式游泳机的电控系统及其控制方法。

本发明中的水洞式游泳机系基于流体力学水洞原理设计，由池体和导流系统、智能化水流驱动调速装置、水处理消毒和温控系统等部分组成。通过创建均匀平稳的循环水流，流经人体各部位，由于相对运动产生阻力，泳者在原地只要做好游泳动作，即可达到在大池中专业训练及健身运动的同样效果。具体地说是一种采用数字频率驱动方式调节电动机的转速，从而通过液压传动或机械传动调节螺旋桨叶轮的旋转速度，使水洞式游泳机中的水流速度可以连续精准的调控方法及控制电路。

优选在循环泵、射流泵、加热器、消毒器及激光多普勒流速仪等电器的配合下，使水洞式游泳机的综合功能和性能达到最优化。

本发明是在国内发明专利(申请号CN201710967333.5)的基础上，提出一种水洞式游泳机的控制方法，并配套相应的控制电路，从而构成完整的、智能化的、节能环保的水洞式游泳机整机系统。应用激光多普勒流速仪(LDV)进行水流速度标定，确保游泳机产品具有均匀稳定的水流速度分布和准确的泳速设定和显示。

本发明的目的之一是提供一种水洞式游泳机电控系统的控制方法，提高水洞式游泳机智能化或多功能控制和整体性能。

本发明的目的之二是提供一种水洞式游泳机电控系统的电控系统，确保水洞式游泳机整机能够水流速度平稳、智能化运行。

本发明一方面提供一种水洞式游泳机的电控系统，其包括控制系统、动力系统；

所述动力系统包括驱动器、电动机、传动系统和螺旋桨叶轮；

所述控制系统包括设定单元、显示单元、智能化水流速度控制单元以及遥控模块；

所述设定单元、所述显示单元分别与所述智能化水流速度控制单元相连接；所述遥控模块与显示单元之间采用无线或有线方式连接；

所述智能化水流速度控制单元连接所述动力系统，所述智能化水流速度控制单元包括设定模块、显示模块、智能化水流速度驱动控制模块、转速-流速测量及标定模块、转速-流速监控模块；

-所述转速-流速测量及标定模块配置为：其连接激光多普勒流速仪LDV，进行水流速度的测量，激光多普勒流速仪LDV还对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，并将该非线性特性存储于控制系统的转速-流速监控模块中；

-所述智能化水流速度驱动控制模块配置为：所述驱动器连接电动机，所述电动机连接传动装置，所述传动装置连接螺旋桨叶轮；所述驱动器包括数字频率控制模块(通常为变频器)，所述数字频率控制模块连接所述电动机；所述智能化水流速度驱动控制模块根据所述转速-流速测量及标定模块及转速-流速监控模块的反馈以及所述已存储在转速-流速监控模块中的水流速度与电动机转速的非线性特性而对所述驱动器实现智能化控制；

-所述设定模块、显示模块分别与所述设定单元、所述显示单元连接。

进一步地，所述水洞式游泳机电控系统还包括水处理和加热温度控制系统，所述水处理和加热温度控制系统包括循环泵、射流泵、加热器、温度传感器和消毒器；

所述控制系统包括智能化水处理及温度控制模块，其控制所述循环泵、射流泵、加热器和消毒器的通断和运行；所述循环泵用于构成循环水处理系统；所述加热器用于调节池体水温；所述消毒器用于对水进行消毒处理；所述射流泵连接池体内的喷头，以提供喷头的动力源；所述温度传感器设置于池体内，所述温度传感器连接所述智能化水处理及温度控制模块，所述智能化水处理及温度控制模块根据温度传感器反馈的实时温度与预设温度比较后，控制加热器的运行。

进一步地，所述控制系统包括池水定时流动模块，其配置为控制所述射流泵定时地运行预设时长。

进一步地，所述控制系统包括定时加热模块，其配置为对加热器的加热控制采用当地峰谷电价差异进行定时加热。

进一步地，所述电控系统还包括以下方案之一或任意组合：

方案1：所述电控系统包括机械开关和/或电子开关；

方案2：所述电控系统包括水下灯；

方案3：所述电控系统包括水中跑步机；

方案4：所述电控系统包括导流系统；

方案5：所述控制系统主要由可编程逻辑控制器PLC构成；

方案6：所述控制系统主要由单片机构成；

方案7：所述设定单元、显示单元和智能化水流速度控制单元集成在一起；

方案8：所述设定单元、显示单元和智能化水流速度控制单元为多个独立的若干单元，彼此用串行和/或并行的接口线连接；

方案9：所述显示单元独立设置于游泳机的前端，所述遥控模块的接收电路装设在显示单元中。

方案10：所述传动系统采用液压传动装置或机械传动装置。

方案11：所述电控系统包括智能远程监控终端，所述控制系统包括无线收发模块，其连接智能远程监控终端通过短信和/或WIFI远距离监控游泳机的工作状态和运行参数。

进一步地，所述显示单元的硬件电路包括数码管或液晶屏显示器，以及遥控器的接收电路，用于显示泳速，以及游泳机运行信息和/或故障信息；所述控制单元的硬件电路包括模拟量和开关量的输入电路、开关驱动电路、与驱动器连接的接口通讯电路以及无线收发电路；所述设定单元的硬件电路包括数码管或液晶屏显示器、按键开关及时钟电路，所述设定单元连接人机交互装置用于游泳机运行功能和/或参数的设定，运行信息和/或故障信息的显示，以及时钟同步功能。

本发明的另一方面为提供一种水洞式游泳机的控制方法，其采用智能化的电控系统驱动水流，水流的驱动系统包括驱动器、电动机、螺旋桨叶轮、液压或机械传动装置，驱动器采用数字频率控制电动机转速，带动液压传动装置或机械传动装置驱动螺旋桨叶旋转，推动水流循环运动和改变水流速度；智能化的电控系统通过激光多普勒流速仪LDV对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，存储于电控系统的监控程序中，并实时调节水流速度，以实现水流速度的控制和显示。

优选地，包括以下步骤：

步骤1：控制系统初始化及显示：控制系统完成初始化后，首先对水处理加热系统进行自检，若系统的某个单元或部件有故障，则显示相应的故障信息，循环泵不工作，待故障排除后，重新合上总开关，自检通过，水循环系统开始工作；在确认游泳机电控系统各单元或部件均处于正常状态后，显示单元根据遥控模块的设定指令即时显示水流的速度和系统正常信息，根据遥控模块发来的运行/停止指令，控制驱动器的启停及数字频率转速控制，驱动器在运行时带动电动机以设定的水流速度所对应的转速旋转，进而带动螺旋桨叶轮旋转，输出均匀的水流速度分布和数字式泳速设定及显示数据；

步骤2：控制系统实时智能化的水温、速度及水流循环控制；控制系统实时检测游泳机的水温并将信息传送给设定单元，接收设定单元的指令信息，并根据该指令信息控制循环泵、射流泵、加热器和消毒器的通断，控制驱动器的启动或停机以及电动机转速的调节；当接收到有查询的短信或WIFI时，将游泳机运行状态的信息提供给短信或WIFI的发送者，和/或接收短信或WIFI发送者的信息，而控制改变游泳机的运行状态。

优选地，还包括监控程序：

所述监控子程序循环执行以下步骤，且不分先后顺序进行：

根据游泳机水温的设定值及检测到的实际水温，控制加热器的通断，如预设温度高于即时检测温度则通电，低于检测温度则断电；

射流泵根据设定和功能要求的定时通断；

游泳机升级更新功能的运行和参数设置；

水温或时间或故障信息的显示。

驱动器和电动机每连续工作一段时间后自动停机；驱动器与加热器设置通断电互锁；设置射流泵每间隔一定时间就自动启动工作若干秒钟；加热器利用峰谷电价实施定时加热控制。

优选地，水流速度的控制方法包括如下步骤：

Step1:读取上一次设置的水流速度值；

Step2:显示当前水流速度数据；

Step3:读取电控系统的故障数据，如出现故障，则显示故障代码，否则进行下一步；

Step4:判断是否接受到来自遥控器的运行指令，“是”则发送驱动器启动指令，“否”则进行下一步；

Step5:判断是否接受到来自遥控器的停止指令，“是”则发送驱动器停机指令，“否”则进行下一步；

Step6:判断是否接受到通过遥控器的按键调整水流速度的指令，“是”则等待遥控器停止操作后保存所述设置内容，“否”则运行下一步；

Step7:判断是否接受到长按“运行”键的指令，“是”则切换到水流速度显示，“否”则回到Step2。

实际应用中该水洞式游泳机对电控系统的优选有益效果有：1.水流速度调节范围大，能满足从普通游泳爱好者到专业运动员的不同需求；2.水流速度调节的精度高，适合专业运动员的训练；3.操作方便灵活、运行可靠；4.结构简单、成本低、占用空间小，节水节能。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1为本发明水洞式游泳机的电控系统的一个实施例的系统框图；

图2为本发明的水洞式游泳机的控制系统初始化及显示功能的一个实施例的流程示意图；

图3为本发明的水洞式游泳机的控制功能的一个实施例的流程示意图；

图4为本发明的水洞式游泳机的设定功能的一个实施例的流程示意图；

图5为本发明的水洞式游泳机的控制方法的一个实施例的步骤示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

首先，参照图1～图5来描述用于实现本发明实施例的示例。

实施例1：

按照图1构成水洞式游泳机的电控系统，安装在游泳机的整机中。根据用户的电源条件，供电电源可以是单相交流220V市电，也可以是三相交流380V市电。游泳机总开关合上后，电控系统处于受电状态，控制系统开始工作。

显示单元的硬件电路主要由数码管或液晶屏显示器及遥控器的接收电路组成，用于显示泳速，以及游泳机运行信息或故障信息。

图2是控制系统初始化及显示功能的流程示意图。在控制系统完成初始化后，首先对水处理加热系统进行自检，若系统的某个单元或部件有故障，则显示相应的故障信息，循环泵不工作，待故障排除后，重新合上总开关，自检通过，水循环系统开始工作。在确认游泳机电控系统各单元或部件均处于正常状态后，显示单元根据遥控器的设定指令显示水流的速度和系统正常信息，根据遥控器发来的运行/停止指令，控制驱动器的启动或停机。驱动器在运行时带动电动机以与设定的水流速度所对应的转速旋转，进而带动螺旋桨叶轮旋转，确保了游泳机具有均匀稳定的水流速度分布和准确的泳速设定和显示。

控制单元的硬件电路主要由模拟量和开关量的输入电路、外设(循环泵、射流泵、加热器和消毒器等)的开关驱动电路、与驱动器连接的接口通讯电路以及短信或WIFI的收发电路组成，完成游泳机系统各电量的检测和控制功能。图3是控制功能的流程图。控制系统的控制单元随时检测游泳机的水温并将信息传送给设定单元，接收设定单元的指令信息，并根据该指令信息控制循环泵、射流泵、加热器和消毒器等外设的通断，控制驱动器的启动或停机以及电动机转速的调节，当接收到有查询的短信或WIFI时，及时将游泳机运行状态的信息提供给短信或WIFI的发送者，还可以接收短信或WIFI发送者的信息改变游泳机的运行状态，如水温的设置。

设定单元的硬件电路主要由数码管或液晶屏显示器、按键开关及时钟电路组成，主要用于游泳机运行功能或参数的设定，运行信息或故障信息的显示，以及时钟同步功能。图4是设定功能的流程图。监控程序循环进行：①.根据游泳机水温的设定值及检测到的实际水温，控制加热器的通断(如预设温度高于即时检测温度则通电，低于检测温度则断电)；②.射流泵根据设定和功能要求的定时通断；③.游泳机新功能的运行和参数设置(升级用)；④.水温或时间或故障信息的显示。以上程序可以按照顺序进行，也可以不按照顺序进行。

在控制系统的监控下，游泳机根据使用者的操作执行相应的功能。开机自检正常后，游泳机开始运行：设定单元显示即时水温，显示单元以(m/s)或(m:s/100m)或(km/h)等单位显示泳速，射流泵可以长期工作或间歇通断工作，循环泵和消毒器则长期工作，加热器根据预设温度值确定是通电还是断电，驱动器根据遥控器的操作指令实现运行/停机及调速。如果循环泵、加热器、消毒器、射流泵、驱动器等电器的任何一路出现工作不正常，则显示相应的故障信息。此外，若干智能化和个性化的设计也融入到控制系统中，例如：驱动器和电动机每连续工作一段时间后自动停机，可按启动按钮重新工作，防止动力系统意外长期连续运行；驱动器与加热器这两个耗电最大的电器可以设置通断电互锁，有效防止用户电表可能因过负荷而跳闸；可以设置射流泵每间隔一定时间就自动启动工作若干秒钟，保证水质流动性和冬季防冻；加热器也可以实现定时加热控制，以利用峰谷电价差异节省电费等。

以上所列各项具体措施，保证了本智能化节能环保的水洞式游泳机系统能安全可靠地运行。

图1是本发明水洞式游泳机电控系统框图。由图1可见，水洞式游泳机的电控系统主要由三部分组成：控制系统、动力系统和水处理系统。其中，最核心的部分是控制系统。主要由设定单元、显示单元、控制单元以及遥控器等功能模块组成。控制系统可以由可编程逻辑控制器(PLC)构成，但从成本和体积等因素考虑，控制系统也可以优选以选用单片机为核心构成。设定单元、显示单元和控制单元可以做在一起，也可以根据功能或安装的需要做成若干单元，彼此用串行和/或并行的接口线连接。例如，为便于观看和操作，显示单元可以单独放在游泳机的前端，此时，遥控器的接收电路则以装在显示单元中为好了。控制系统通过对动力系统和水处理系统的控制，保证了游泳机各项功能的实现及其正常运行。此外，还可以通过短信或WIFI远距离监控游泳机的各种工作状态和运行参数。

水洞式游泳机电控系统的第二部分是驱动水流的动力系统，由驱动器、电动机、液压传动装置或机械传动装置和螺旋桨叶轮等组成。驱动器采用数字频率控制电动机转速，带动液压传动装置或机械传动装置驱动螺旋桨叶旋转，推动水流循环运动和改变水流速度。通过激光多普勒流速仪(LDV)对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，存储于控制系统的监控程序中，从而实现水流速度的精准控制和显示

水洞式游泳机电控系统的第三部分是水处理和加热温度控制系统。通常配置的电器有循环泵、射流泵、加热器和消毒器等，根据需要还可能安装水下灯、水中跑步机等电器，控制系统通过机械开关或电子开关控制各电器的通断。由循环泵构成的循环水处理系统基本上是连续不停歇工作，除非游泳机较长时间放水不用，整个水循环系统才停止工作。加热器用于调节水温，保证游泳所需的正常温度。定时加热功能可以利用当地峰谷电价的差异，晚间加热，白天停止加热，以节约电费。通过消毒器的水处理过程，可以在常年不用换水的情况下，长期保持水质良好。射流泵提供按摩喷头的动力源，在游泳机维持正常工作的情况下，射流泵可定时运行几十秒钟，兼可保持水的流动性和冬季防冻。温度传感器(测温探头)用于测量水温，一般情况下安放在水处理系统的进水口部位。

实施例2

水洞式游泳机的电控系统包括控制系统、动力系统；

所述动力系统包括驱动器、电动机、传动系统和螺旋桨叶轮；

所述控制系统包括设定单元、显示单元、智能化水流速度控制单元以及遥控模块；

所述设定单元、所述显示单元分别与所述智能化水流速度控制单元相连接；所述遥控模块与显示单元之间采用无线或有线方式连接；

所述智能化水流速度控制单元连接所述动力系统，所述智能化水流速度控制单元包括设定模块、显示模块、智能化水流速度驱动控制模块、转速-流速测量及标定模块、转速-流速监控模块；

-所述转速-流速测量及标定模块配置为：其连接激光多普勒流速仪LDV，进行水流速度的测量，激光多普勒流速仪LDV还对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，并将该非线性特性存储于控制系统的转速-流速监控模块中；

-所述智能化水流速度驱动控制模块配置为：所述驱动器连接电动机，所述电动机连接传动装置，所述传动装置连接螺旋桨叶轮；所述驱动器包括数字频率控制模块(通常为变频器)，所述数字频率控制模块连接所述电动机；所述智能化水流速度驱动控制模块根据所述转速-流速测量及标定模块及转速-流速监控模块的反馈以及所述已存储在转速-流速监控模块中的水流速度与电动机转速的非线性特性而对所述驱动器实现智能化控制；

-所述设定模块、显示模块分别与所述设定单元、所述显示单元连接。

实施例3

相比上述实施例2更加具体地是，所述水洞式游泳机电控系统还包括水处理和加热温度控制系统，所述水处理和加热温度控制系统包括循环泵、射流泵、加热器、温度传感器和消毒器；

所述控制系统包括智能化水处理及温度控制模块，其控制所述循环泵、射流泵、加热器和消毒器的通断和运行；所述循环泵用于构成循环水处理系统；所述加热器用于调节池体水温；所述消毒器用于对水进行消毒处理；所述射流泵连接池体内的喷头，以提供喷头的动力源；所述温度传感器设置于池体内，所述温度传感器连接所述智能化水处理及温度控制模块，所述智能化水处理及温度控制模块根据温度传感器反馈的实时温度与预设温度比较后，控制加热器的运行。

实施例4

相比上述实施例3更加具体地是，所述控制系统包括池水定时流动模块，其配置为控制所述射流泵定时地运行预设时长。

实施例5

相比上述实施例3、4更加具体地是，所述控制系统包括定时加热模块，其配置为对加热器的加热控制采用当地峰谷电价差异进行定时加热。

实施例6

相比上述实施例更加具体地是，所述电控系统采用机械开关和/或电子开关；

在实施例7中，所述电控系统包括水下灯；

在实施例8中，所述电控系统包括水中跑步机

在实施例9中，所述数字频率控制模块采用变频器；

在实施例10中，所述电控系统包括导流系统；

在实施例11中，所述控制系统主要由可编程逻辑控制器PLC构成；

在实施例12中，所述控制系统主要由单片机构成；

在实施例13中，所述设定单元、显示单元和智能化水流速度控制单元集成在一起；

在实施例14中，所述设定单元、显示单元和智能化水流速度控制单元为多个独立的若干单元，彼此用串行和/或并行的接口线连接；

在实施例15中，所述显示单元独立设置于游泳机的前端，所述遥控模块的接收电路装设在显示单元中。

在实施例16中，所述传动系统采用液压传动装置或机械传动装置。

在实施例17中，所述电控系统包括智能远程监控终端，所述控制系统包括无线收发模块，其连接智能远程监控终端通过短信和/或WIFI远距离监控游泳机的工作状态和运行参数。

在实施例18中，一种水洞式游泳机的电控系统，所述显示单元的硬件电路包括数码管或液晶屏显示器，以及遥控器的接收电路，用于显示泳速，以及游泳机运行信息和/或故障信息；所述控制单元的硬件电路包括模拟量和开关量的输入电路、开关驱动电路、与驱动器连接的接口通讯电路以及无线收发电路；所述设定单元的硬件电路包括数码管或液晶屏显示器、按键开关及时钟电路，所述设定单元连接人机交互装置用于游泳机运行功能和/或参数的设定，运行信息和/或故障信息的显示，以及时钟同步功能。

实施例19：

水洞式游泳机的控制方法采用智能化的电控系统驱动水流，水流的驱动系统包括驱动器、电动机、螺旋桨叶轮、液压或机械传动装置，驱动器采用数字频率控制电动机转速，带动液压传动装置或机械传动装置驱动螺旋桨叶旋转，推动水流循环运动和改变水流的速度；智能化的电控系统通过激光多普勒流速仪LDV对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，存储于电控系统的监控程序中，并实时调节水流速度以实现水流速度的控制和显示。

实施例20：

比上述实施例19更具体地是，水洞式游泳机的控制方法还包括以下步骤：

步骤1：控制系统初始化及显示：控制系统完成初始化后，首先对水处理加热系统进行自检，若系统的某个单元或部件有故障，则显示相应的故障信息，循环泵不工作，待故障排除后，重新合上总开关，自检通过，水循环系统开始工作；在确认游泳机电控系统各单元或部件均处于正常状态后，显示单元根据遥控模块的设定指令即时显示水流的速度和系统正常信息，根据遥控模块发来的运行/停止指令，控制驱动器的启停及数字频率转速控制，驱动器在运行时带动电动机以设定的水流速度所对应的转速旋转，进而带动螺旋桨叶轮旋转，输出均匀的水流速度分布和数字式泳速设定和显示数据；

步骤2：控制系统实时智能化的水温、速度及水流循环控制；控制系统实时检测游泳机的水温并将信息传送给设定单元，接收设定单元的指令信息，并根据该指令信息控制循环泵、射流泵、加热器和消毒器的通断，控制驱动器的启动或停机以及电动机转速的调节；当接收到有查询的短信或WIFI时，将游泳机运行状态的信息提供给短信或WIFI的发送者，和/或接收短信或WIFI发送者的信息，而控制改变游泳机的运行状态。

实施例21：

比上述实施例19更具体地是，水洞式游泳机的控制方法还包括监控程序：

所述监控子程序循环执行以下步骤，且不分先后顺序进行：

根据游泳机水温的设定值及检测到的实际水温，控制加热器的通断，如预设温度高于即时检测温度则通电，低于检测温度则断电；

射流泵根据设定和功能要求的定时通断；

游泳机升级更新功能的运行和参数设置；

水温或时间或故障信息的显示。

驱动器和电动机每连续工作一段时间后自动停机；驱动器与加热器设置通断电互锁；设置射流泵每间隔一定时间就自动启动工作若干秒钟；加热器利用峰谷电价实施定时加热控制。

实施例22：

比上述实施例更具体地是，水洞式游泳机的控制方法还包括水流速度的控制方法，包括如下步骤：

Step1:读取上一次设置的水流速度值；

Step2:显示当前水流速度数据；

Step3:读取电控系统的故障数据，如出现故障，则显示故障代码，否则进行下一步；

Step4:判断是否接受到来自遥控器的运行指令，“是”则发送驱动器启动指令，“否”则进行下一步；

Step5:判断是否接受到来自遥控器的停止指令，“是”则发送驱动器停机指令，“否”则进行下一步；

Step6:判断是否接受到通过遥控器的按键调整水流速度的指令，“是”则等待遥控器停止操作后保存所述设置内容，“否”则运行下一步；

Step7:判断是否接受到长按“运行”键的指令，“是”则切换到水流速度显示，“否”则回到Step2。

实施例23：

比上述实施例更具体地是，如图3所示，在启动步骤时，首先读取水温信号并查表得到水温值，然后接收设定单元的通讯信号，再次根据通讯结果控制外设的动作，控制驱动器的起/停和调速,发送检测接口信号状态给设定单元，最后判断是否接收到状态查询短信或WIFI信息，“是”则将短信或WIFI的需求状态信息反馈给发送者，“否”则返回继续读取水温信号。

实施例24：

比上述实施例更具体地是，如图4所示。

第一步：首先通讯读取检测端口信息，判断是否出现故障,无故障则显示当前状态，同时接通循环泵、消毒器，如判断出现故障，则显示当前故障码，并执行停机指令；

第二步：在接通循环泵、消毒器后，判断是否接到按“确认”的指令，“是”则切换显示当前水温/时间，然后判断水温是否到达设定温度，“是”则断开加热器，“否”则接通加热器；

并行地，在接通循环泵、消毒器后，判断是否接到按“确认”的指令，“否”则直接判断水温是否到达设定温度，“是”则断开加热器，“否”则接通加热器；

第三步：判断是否接收到按“设置”的指令，“是”则进入设置模式，通过按键进行设置操作，比如用“+”、“-”和“确认”键进行设置，然后保存所设置的内容，返回第一步循环；

如未接收到“设置”的指令，则检测外设的控制情况，判断是否有接收到手动控制外设的指令；

第四步：如接收到手动控制外设的指令，则切换外设状态，然后接通射流泵，按照设定开启射流泵一定时间如40秒，然后关闭射流泵，之后判断射流泵是否断开够一定时间，例如一小时，“是”则再次打开射流泵，“否”则一直回到第一步进行循环。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的物品分析设备中的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水洞式游泳机的电控系统，其特征在于，包括控制系统、动力系统；

所述动力系统包括驱动器、电动机、传动系统和螺旋桨叶轮；

所述控制系统包括设定单元、显示单元、智能化水流速度控制单元以及遥控模块；

所述设定单元、所述显示单元分别与所述智能化水流速度控制单元相连接；所述遥控模块与显示单元之间采用无线或有线方式连接；

所述智能化水流速度控制单元连接所述动力系统，所述智能化水流速度控制单元包括设定模块、显示模块、智能化水流速度驱动控制模块、转速-流速测量及标定模块、转速-流速监控模块；

-所述转速-流速测量及标定模块配置为：其连接激光多普勒流速仪LDV，进行水流速度的测量，激光多普勒流速仪LDV还对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，并将该非线性特性存储于控制系统的转速-流速监控模块中；

-所述智能化水流速度驱动控制模块配置为：所述驱动器连接电动机，所述电动机连接传动装置，所述传动装置连接螺旋桨叶轮；所述驱动器包括数字频率控制模块，所述数字频率控制模块连接所述电动机；所述智能化水流速度驱动控制模块根据所述转速-流速测量及标定模块及转速-流速监控模块的反馈以及所述已存储在转速-流速监控模块中的水流速度与电动机转速的非线性特性而对所述驱动器实现智能化控制；

-所述设定模块、显示模块分别与所述设定单元、所述显示单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种水洞式游泳机的电控系统，其特征在于，所述水洞式游泳机电控系统还包括水处理和加热温度控制系统，所述水处理和加热温度控制系统包括循环泵、射流泵、加热器、温度传感器和消毒器；

所述控制系统包括智能化水处理及温度控制模块，其控制所述循环泵、射流泵、加热器和消毒器的通断和运行；所述循环泵用于构成循环水处理系统；所述加热器用于调节池体水温；所述消毒器用于对水进行消毒处理；所述射流泵连接池体内的喷头，以提供喷头的动力源；所述温度传感器设置于池体内，所述温度传感器连接所述智能化水处理及温度控制模块，所述智能化水处理及温度控制模块根据温度传感器反馈的实时温度与预设温度比较后，控制加热器的运行。

3.根据权利要求2所述的一种水洞式游泳机的电控系统，其特征在于，所述控制系统包括池水定时流动模块，其配置为控制所述射流泵定时地运行预设时长。

4.根据权利要求2所述的一种水洞式游泳机的电控系统，其特征在于，所述控制系统包括定时加热模块，其配置为对加热器的加热控制采用当地峰谷电价差异进行定时加热。

5.根据权利要求1所述的一种水洞式游泳机的电控系统，其特征在于，所述电控系统还包括以下方案之一或任意组合：

方案1：所述电控系统包括机械开关和/或电子开关；

方案2：所述电控系统包括水下灯；

方案3：所述电控系统包括水中跑步机；

方案4：所述电控系统包括导流系统；

方案5：所述控制系统主要由可编程逻辑控制器PLC构成；

方案6：所述控制系统主要由单片机构成；

方案7：所述设定单元、显示单元和智能化水流速度控制单元集成在一起；

方案8：所述设定单元、显示单元和智能化水流速度控制单元为多个独立的若干单元，彼此用串行和/或并行的接口线连接；

方案9：所述显示单元独立设置于游泳机的前端，所述遥控模块的接收电路装设在显示单元中。

方案10：所述传动系统采用液压传动装置或机械传动装置。

方案11：所述电控系统包括智能远程监控终端，所述控制系统包括无线收发模块，其连接智能远程监控终端通过短信和/或WIFI远距离监控游泳机的工作状态和运行参数。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种水洞式游泳机的电控系统，所述显示单元的硬件电路包括数码管或液晶屏显示器，以及遥控器的接收电路，用于显示泳速，以及游泳机运行信息和/或故障信息；所述控制单元的硬件电路包括模拟量和开关量的输入电路、开关驱动电路、与驱动器连接的接口通讯电路以及无线收发电路；所述设定单元的硬件电路包括数码管或液晶屏显示器、按键开关及时钟电路，所述设定单元连接人机交互装置用于游泳机运行功能和/或参数的设定，运行信息和/或故障信息的显示，以及时钟同步功能。

7.一种水洞式游泳机的控制方法，其特征在于，采用智能化的电控系统驱动水流，水流的驱动系统包括驱动器、电动机、螺旋桨叶轮、液压或机械传动装置，驱动器采用数字频率控制电动机转速，带动液压传动装置或机械传动装置驱动螺旋桨叶旋转，推动水流循环运动和改变水流速度；智能化的电控系统通过激光多普勒流速仪LDV对水流的速度进行标定，得到水流速度与电动机转速的非线性特性，存储于电控系统的监控程序中，并实时调节水流速度，以实现水流速度的控制和显示。

8.根据权利要求7所述的一种水洞式游泳机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：控制系统初始化及显示：控制系统完成初始化后，首先对水处理加热系统进行自检，若系统的某个单元或部件有故障，则显示相应的故障信息，循环泵不工作，待故障排除后，重新合上总开关，自检通过，水循环系统开始工作；在确认游泳机电控系统各单元或部件均处于正常状态后，显示单元根据遥控模块的设定指令即时显示水流的速度和系统正常信息，根据遥控模块发来的运行/停止指令，控制驱动器的启停及数字频率转速控制，驱动器在运行时带动电动机以设定的水流速度所对应的转速旋转，进而带动螺旋桨叶轮旋转，输出均匀水流速度分布和数字式泳速设定和显示数据；

步骤2：控制系统实时智能化的水温、速度及水流循环控制；控制系统实时检测游泳机的水温并将信息传送给设定单元，接收设定单元的指令信息，并根据该指令信息控制循环泵、射流泵、加热器和消毒器的通断，控制驱动器的启动或停机以及电动机转速的调节；当接收到有查询的短信或WIFI时，将游泳机运行状态的信息提供给短信或WIFI的发送者，和/或接收短信或WIFI发送者的信息，而控制改变游泳机的运行状态。

9.根据权利要求8所述的一种水洞式游泳机的控制方法，其特征在于，还包括监控程序：

所述监控子程序循环执行以下步骤，且不分先后顺序进行：

根据游泳机水温的设定值及检测到的实际水温，控制加热器的通断，如预设温度高于即时检测温度则通电，低于检测温度则断电；

射流泵根据设定和功能要求的定时通断；

游泳机升级更新功能的运行和参数设置；

水温或时间或故障信息的显示。

驱动器和电动机每连续工作一段时间后自动停机；驱动器与加热器设置通断电互锁；设置射流泵每间隔一定时间就自动启动工作若干秒钟；加热器利用峰谷电价实施定时加热控制。

10.根据权利要求8或9所述的一种水洞式游泳机的控制方法，其特征在于，水流速度的控制方法包括如下步骤：

Step1:读取上一次设置的水流速度值；

Step2:显示当前水流速度数据；

Step3:读取电控系统的故障数据，如出现故障，则显示故障代码，否则进行下一步；

Step4:判断是否接受到来自遥控器的运行指令，“是”则发送驱动器启动指令，“否”则进行下一步；

Step5:判断是否接受到来自遥控器的停止指令，“是”则发送驱动器停机指令，“否”则进行下一步；

Step6:判断是否接受到通过遥控器的按键调整水流速度的指令，“是”则等待遥控器停止操作后保存所述设置内容，“否”则运行下一步；

Step7:判断是否接受到长按“运行”键的指令，“是”则切换到水流速度显示，“否”则回到Step2。

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