CN114849959A - 一种互动式喷泉装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于喷泉技术领域，提供了一种互动式喷泉装置，包括：动作捕捉单元，用于捕捉游客动作；执行单元，用于产生喷泉并控制喷泉的变化；控制单元，所述控制单元基于动作捕捉单元捕捉的游客动作控制所述执行单元工作以使得喷泉产生变化；能耗单元，用于对所述动作捕捉单元、执行单元和控制单元供应能耗，其中，所述执行单元包括：球头喷头，所述球头喷头转动连接于第一球头座上以产生喷泉；喷泉管，所述喷泉管与所述能耗单元连通用以向所述球头喷头通入具有压力的水；转动部，用于带动球头喷头转动以改变喷泉角度，所述转动部与所述控制单元电性连接；本发明提高了喷泉与游客之间的互动性，使得喷泉的可玩性更高。

Description

一种互动式喷泉装置

技术领域

本发明属于喷泉技术领域，尤其涉及一种互动式喷泉装置。

背景技术

喷泉，指由地下喷射出地面的泉水；特指人工喷水设备。喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体，提供水压的一般为水泵。

互动式喷泉是一种能够和游客互动的喷泉，通过识别游客的行为产生不同的动作与客户互动，增加游客的观赏乐趣，但是，目前的互动式喷泉动作较为简单，例如，通过捕捉声音控制喷泉的高度，通过音乐的控制喷泉的颜色等，这些喷泉与游客的互动性不高，基于此问题，本申请提出了一种互动式喷泉装置。

发明内容

本发明提供一种互动式喷泉装置，旨在解决目前互动式喷泉与游客的互动性不高的问题。

本发明是这样实现的，一种互动式喷泉装置，包括：

动作捕捉单元，用于捕捉游客动作；

执行单元，用于产生喷泉并控制喷泉的变化；

控制单元，所述控制单元基于动作捕捉单元捕捉的游客动作控制所述执行单元工作以使得喷泉产生变化；

能耗单元，用于对所述动作捕捉单元、执行单元和控制单元供应能耗，其中，所述执行单元包括：

球头喷头，所述球头喷头转动连接于第一球头座上以产生喷泉；

喷泉管，所述喷泉管与所述能耗单元连通用以向所述球头喷头通入具有压力的水；

转动部，用于带动球头喷头转动以改变喷泉角度，所述转动部与所述控制单元电性连接。

优选地，所述转动部包括：

旋转座；

旋转平台，所述喷泉管远离所述球头喷头的一端通过球销结构转动连接于旋转平台上，用于带动所述球头喷头转动；

旋转电机，用于带动所述旋转平台转动。

优选地，所述第一球头座设置有两个，且所述第一球头座设置有球形槽，两个所述第一球头座呈镜像安装后使得所述球形槽形成孔状。

优选地，所述球销结构包括：

球头连接部，所述球头连接部为内部设置有用于水通过的通孔的球形结构，所述喷泉管固定连接于所述球头连接部上并与所述球头连接部连通；

第二球头座和球头盖，所述球头连接部转动连接于所述第二球头座和球头盖内，所述球头连接部上设置有接口以连通供水模块，所述球头连接部为一端设置有开口的筒状。

优选地，所述第二球头座上还通过活动接头连接有进水管，所述进水管通过所述活动接头在所述第二球头座上转动以防止进水管缠绕。

优选地，所述活动接头包括：

内接头，所述内接头均为两端设置有开口的筒状；

外接头，所述外接头为两端设置有开口的筒状，所述外接头套设在所述内接头的外部，且所述内接头和所述外接头之间设置有密封轴承以使得所述内接头能够在所述外接头内转动；

垫圈，所述垫圈设置于所述外接头内且位于所述内接头的口部。

优选地，所述转动部还包括：

主动齿轮，所述主动齿轮固定连接到所述旋转电机的输出轴上

齿圈，所述齿圈固定连接到所述旋转平台上，所述主动齿轮和所述齿圈啮合。

优选地，所述喷泉装置还包括：

位置检测单元，用于测量所述球头喷头的旋转位置。

优选地，所述位置检测单元包括：

检测齿轮，所述检测齿轮转动连接于所述旋转座上，所述检测齿轮与所述齿圈啮合；

距离传感器，所述检测齿轮靠近所述距离传感器的一端设置有螺旋形斜坡，所述距离传感器用于测量螺旋形斜坡与距离传感器之间的距离。

优选地，所述喷泉装置还包括：

压力调节阀，用于调节进入所述球头喷头内的水的压力，所述压力调节阀与所述控制单元电性连接。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本发明所提供的互动式喷泉装置通过球形喷头的转动改变喷泉的角度使得喷泉可以做出预设动作，同时通过动作捕捉单元捕捉游客动作，通过控制单元控制球形喷头转动使得喷泉做出预设动作，提高了喷泉与游客之间的互动性，使得喷泉的可玩性更高。

本发明所提供的互动式喷泉装置还通过压力调节阀调节喷泉的高度，进一步提高了喷泉与游客之间的互动性，使得喷泉的可玩性更高。

附图说明

图1是本发明提供的一种互动式喷泉装置的结构框图；

图2是本发明提供的一种互动式喷泉装置中执行单元的结构示意图；

图3是图2中I处的局部放大图；

图4是图2中II处的局部放大图；

图5是图2中III处的局部放大图；

图6是本发明其中一个实施例提供的一种互动式喷泉装置中测量齿轮的结构示意图；

图7是本发明另一个实施例提供的一种互动式喷泉装置中测量齿轮的结构示意图；

图8是图7公开的测量齿轮的立体图；

图9是本发明提供的一种互动式喷泉装置中第一轴座的立体图；

图10是本发明提供的一种互动式喷泉装置中旋转平台的结构示意图；

图11是本发明提供的一种互动式喷泉装置中旋转平台的立体图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例提供了一种互动式喷泉装置，如图1所示，所述喷泉装置包括：动作捕捉单元、控制单元、执行单元和能耗单元，其中，所述能耗单元用于对所述控制单元、所述执行单元和所述动作捕捉单元供应电能以使其工作，用于对执行单元供应具有压力的水以使得执行单元能够喷出水流以形成喷泉，所述动作捕捉单元用捕捉游客动作并将游客动作转化成电信号传输至控制单元，所述控制单元基于游客动作控制执行单元做出预设动作以控制水流形成预设形状；其中，所述执行单元至少设置有一个；

在本实施例中，所述动作捕捉单元与所述控制单元、所述执行单元通过导线电性连接，所述控制单元通过导线与所述执行单元电性连接，所述能耗单元包括供电模块与供水模块，所述供电模块通过导线与所述动作捕捉单元、所述控制单元和所述执行单元电性连接以供应电能，所述供水模块通过管路与所述执行单元电性连接以供应水使之形成喷泉；

在与游客互动时，游客在预设位置做出动作，例如发出声音或通过身体做出特定的动作，使得动作捕捉单元能够捕捉用户的动作，所述动作捕捉单元在捕捉游客的动作后通过电信号将其发送至所述控制单元，所述控制单元分析游客的动作，并基于游客的动作检索位于数据库内预设的控制动作，所述控制单元基于检索的控制动作向所述执行单元发送控制命令，所述执行单元控制水流做出预设动作；

在一些示例中，所述动作捕捉单元可以为麦克风，用于捕捉游客的声音；还可以为图像采集装置，用于捕捉用户的动作图像，例如体感摄像头；或者为麦克风配合图像采集装置，既可以用于捕捉动作图像也可以用于捕捉声音；

所述控制单元为微型处理器，用于分析用户动作和发送控制命令；

作为本实施例中一种优选的实施方式，如图2所示，所述执行单元包括球头喷头1、喷泉管3和转动部4；所述球头喷头1上设置有喷泉喷头，且所述球头喷头1通过第一球头座2安装在预设位置，所述球头喷头1能够在所述第一球头座2上转动；所述喷泉管3的一端连接于所述球头喷头1上的喷泉喷头，所述喷泉管3通过水管连接于供水模块，供水模块输出的水经过所述喷泉管3从位于所述第一球头座2上的喷泉喷头上喷出形成喷泉；所述喷泉管3远离所述球头喷头1的一端通过球销结构5转动连接于所述转动部4上以使得所述转动部4带动所述喷泉管3远离所述球头喷头1的一端在平面上绕一圆心转动；在所述喷泉管3转动时，所述喷泉管3带动所述球头喷头1在所述第一球头座2内转动，从而改变喷泉的方向，所述转动部4通过导线与所述控制单元电性连接以使得所述控制单元能够控制所述转动部4工作；

如图3所示，所述球头喷头1为球形结构，所述球头喷头1内设置有沿中心的喷孔，如图9所示，所述第一球头座2设置有两个，且所述第一球头座2设置有球形槽21，两个所述第一球头座2呈镜像安装后使得所述球形槽21形成孔状，由于所述球形槽21的内壁为球面，两个所述第一球头座2镜像安装后球形槽21能够形成球形孔，使得所述球头喷头1能够在所述第一球头座2内转动；

在一些示例中，所述第一球头座2上还设置有法兰孔22，用于将所述第一球头座2固定连接到安装位置，所述第一球头座2通过螺钉固定到安装位置；

所述喷泉管3为硬质直管，例如镀锌铁管，所述喷泉管3通过螺纹与所述球头喷头1固定连接，所述喷泉管3远离所述球头喷头1的一端通过螺纹固定连接到所述球销结构5上；

如图2所述，作为本实施例中一种优选的实施方式，所述转动部4包括旋转座41、旋转平台42和旋转电机43，所述旋转座41呈环状，所述旋转平台42为圆盘状，所述旋转平台42通过轴承转动连接于所述旋转座41内，所述旋转电机43用于带动所述旋转平台42转动，所述球销结构5偏心安装在所述旋转平台42上，在所述旋转电机43带动所述旋转平台42转动时，所述旋转平台42带动所述球销结构5做圆周运动，所述球销结构5带动所述球头喷头1转动，从而改变喷泉的角度；

本实施例中，所述转动部4安装于支架上，本发明实施例不限定支架的形状，所述支架可以为框架结合，也可以为箱体结构，所述旋转座41通过一支撑杆固定连接于支架上，所述支撑杆可以通过焊接或者螺钉连接的方式固定连接到支架上；

如图10和图11所示，所述旋转平台42为圆盘状，所述旋转平台42上设置有安装孔46，所述安装孔46为沉孔，用于安装所述球销结构5，所述旋转平台42上还设置有齿轮轴颈48以用于安装轴承；所述球销结构5通过粘接的方式固定连接到所述安装孔46内；

在本实施例中，所述转动部4还包括主动齿轮44和齿圈45，所述主动齿轮44固定连接到所述旋转电机43的输出轴上，所述齿圈45固定连接到所述旋转平台42上，所述主动齿轮44和所述齿圈45啮合以使得所述旋转电机43可以通过所述主动齿轮44和所述齿圈45带动带动所述旋转平台42转动，所述齿圈45通过过盈连接固定连接到所述旋转平台42上，所述主动齿轮44通过键轴连接固定连接到所述旋转电机43的输出轴上；

如图11所示，所述旋转平台42远离所述齿轮轴颈48的一端设置有齿圈轴颈47以用于安装所述齿圈45；

作为本实施例中一种优选的实施方式，如图4所示，所述球销结构5包括球头连接部51、第二球头座52和球头盖53，所述球头连接部51为球形，所述球头连接部51内设置有用于水通过的通孔，所述球头连接部51转动连接于所述第二球头座52内，所述喷泉管3固定连接于所述球头连接部51上且所述喷泉管3与所述球头连接部51连通，所述球头连接部51上设置有接口以连通供水模块，所述球头连接部51为一端设置有开口的筒状，且所述球头连接部51的口部设置有内壁为球面的环槽结构，所述球头盖53为法兰盘结构，且所述球头盖53为内壁为球面的环形法兰，所述球头盖53通过螺钉固定连接到所述第二球头座52的口部以使得所述第二球头座52和所述球头盖53能够安装所述球头连接部51，所述球头连接部51能够在所述第二球头座52和所述球头盖53之间转动；

水通过所述球头连接部51上的接口进入所述第二球头座52内，通过所述球头连接部51内的通孔进入所述喷泉管3内，再通过所述喷泉管3进入所述球头喷头1内，然后从所述球头喷头1处喷出以形成喷泉；

作为本实施例中一种优选的实施方式，所述第二球头座52上还固定连接有活动接头8，所述活动接头8连接有进水管6，所述进水管6通过所述活动接头8能够绕所述活动接头8的轴线转动，以防止所述球销结构5在转动时，所述进水管6产生缠绕问题；

所述活动接头8为现有技术中旋转接头，此处仅对所述活动接头8进行简要描述，例如，所述活动接头8包括内接头81和外接头82，所述外接头82和内接头81均为两端设置有开口的筒状，所述外接头82套设在所述内接头81的外部，且所述内接头81和所述外接头82之间设置有密封轴承84以使得所述内接头81能够在所述外接头82内转动，所述外接头82通过螺纹连接固定到所述球头连接部51上的接口处，所述球头连接部51和所述内接头81之间设置有垫圈83以密封所述球销结构5和所述内接头81，所述活动接头8通过过盈连接与所述内接头81固定连接，在所述球销结构5跟随所述旋转平台42转动时，所述内接头81在所述外接头82内转动以防止所述进水管6缠绕；

优选的，所述进水管6远离所述活动接头8的一端还设置有连接头7以连接供水模块，所述连接头7固定连接到支架上；

在所述执行单元接收到控制命令时，所述旋转电机43通电转动，所述旋转电机43带动所述旋转平台42转动，所述旋转平台42带动所述球销结构5转动，由于所述喷泉管3固定连接到所述球头连接部51上，所述球销结构5转动时，所述球头连接部51带动所述喷泉管3的端部做圆周运动，此时所述喷泉管3带动所述球头喷头1转动以改变喷泉的角度，从而使得喷泉可以做出多种动作。

作为本发明进一步的实施例，所述连接头7上还设置有压力调节阀71，所述压力调节阀71为电磁压力控制阀，所述压力调节阀71与所述控制单元电性连接以调节进入所述球头喷头1内的水的压力，从而调节所述球头喷头1喷出的喷泉的高度。

作为本发明进一步的实施例，所述喷泉装置还包括位置检测单元9，所述位置检测单元9用于测量所述球头喷头1的旋转位置；在本实施例中，所述位置检测单元9安装于所述旋转座41上以测量所述旋转平台42的转动角度以测量所述球销结构5的位置；

作为本实施例中一种优选的实施方式，如图5和图6所示，所述位置检测单元9包括检测齿轮91和距离传感器92，所述检测齿轮91转动连接于所述旋转座41上，所述检测齿轮91与所述齿圈45啮合，且所述检测齿轮91靠近所述距离传感器92的一端设置有测量部94，所述测量部94靠近所述距离传感器92的一面设置有螺旋形斜坡，所述距离传感器92通过传感器支架93固定连接于所述旋转座41上，所述距离传感器92用于测量所述距离传感器92与螺旋形斜坡的距离；

如图6所示，所述测量部94上设置有测量部起点95和测量部终点96，所述测量部起点95的厚度大于所述测量部起点95的厚度，且所述测量部起点95至所述测量部终点96之间平滑过渡，所述距离传感器92为位移传感器，在所述检测齿轮91转动时，所述距离传感器92的测量点处于所述测量部94上的不同位置，由于所述检测齿轮91与所述齿圈45啮合，所述齿圈45的转动角度与所述检测齿轮91的转动角度相关，从而使得所述球销结构5的位置与所述距离传感器92上的测量点的位置具有线性关系，根据所述距离传感器92的测量值可以测量处所述球销结构5的位置，即所述球头喷头1的状态，即喷泉的角度；

如图7和图8所示，在一些示例中，所述测量部94还可以为其他结构，例如所述测量部94为环形透明结构，且所述测量部94上自一点绕一周的厚度变化呈线性，所述测量部94嵌入所述检测齿轮91内，所述距离传感器92为光线式距离传感器，所述距离传感器92发出的光线穿过所述测量部94并在所述检测齿轮91内反射至所述距离传感器92内，通过测量所述测量部94的端面的厚度变化可以测量出测量齿轮91的变化；

如图8所示，所述检测齿轮91上设置有测量部安装槽97以安装测量部94。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不做出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种互动式喷泉装置，其特征在于，包括：

动作捕捉单元，用于捕捉游客动作；

执行单元，用于产生喷泉并控制喷泉的变化；

控制单元，所述控制单元基于动作捕捉单元捕捉的游客动作控制所述执行单元工作以使得喷泉产生变化；

能耗单元，用于对所述动作捕捉单元、执行单元和控制单元供应能耗，其中，所述执行单元包括：

球头喷头，所述球头喷头转动连接于第一球头座上以产生喷泉；

喷泉管，所述喷泉管与所述能耗单元连通用以向所述球头喷头通入具有压力的水；

转动部，用于带动球头喷头转动以改变喷泉角度，所述转动部与所述控制单元电性连接。

2.如权利要求1所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述转动部包括：

旋转座；

旋转平台，所述喷泉管远离所述球头喷头的一端通过球销结构转动连接于旋转平台上，用于带动所述球头喷头转动；

旋转电机，用于带动所述旋转平台转动。

3.如权利要求2所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述第一球头座设置有两个，且所述第一球头座设置有球形槽，两个所述第一球头座呈镜像安装后使得所述球形槽形成孔状。

4.如权利要求2所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述球销结构包括：

球头连接部，所述球头连接部为内部设置有用于水通过的通孔的球形结构，所述喷泉管固定连接于所述球头连接部上并与所述球头连接部连通；

第二球头座和球头盖，所述球头连接部转动连接于所述第二球头座和球头盖内，所述球头连接部上设置有接口以连通供水模块，所述球头连接部为一端设置有开口的筒状。

5.如权利要求4所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述第二球头座上还通过活动接头连接有进水管，所述进水管通过所述活动接头在所述第二球头座上转动以防止进水管缠绕。

6.如权利要求5所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述活动接头包括：

内接头，所述内接头均为两端设置有开口的筒状；

外接头，所述外接头为两端设置有开口的筒状，所述外接头套设在所述内接头的外部，且所述内接头和所述外接头之间设置有密封轴承以使得所述内接头能够在所述外接头内转动；

垫圈，所述垫圈设置于所述外接头内且位于所述内接头的口部。

7.如权利要求2所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述转动部还包括：

主动齿轮，所述主动齿轮固定连接到所述旋转电机的输出轴上

齿圈，所述齿圈固定连接到所述旋转平台上，所述主动齿轮和所述齿圈啮合。

8.如权利要求7所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述喷泉装置还包括：

位置检测单元，用于测量所述球头喷头的旋转位置。

9.如权利要求8所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述位置检测单元包括：

检测齿轮，所述检测齿轮转动连接于所述旋转座上，所述检测齿轮与所述齿圈啮合；

距离传感器，所述检测齿轮靠近所述距离传感器的一端设置有螺旋形斜坡，所述距离传感器用于测量螺旋形斜坡与距离传感器之间的距离。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种互动式喷泉装置，其特征在于，所述喷泉装置还包括：

压力调节阀，用于调节进入所述球头喷头内的水的压力，所述压力调节阀与所述控制单元电性连接。

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