本发明涉及秋千领域，具体的说是一种基于安全感应与自动控制的水幕秋千。
背景技术：
秋千是一种游戏用具，将长绳系在架子上，下挂蹬板，人随蹬板来回摇摆。传统的秋千因其设备简单、安装方便、容易学习，故而深受人们的喜爱。但是传统的秋千存在着玩法单一，不能适应不同使用者使用需求的不足。因此，目前以水上秋千、旋转秋千、电动秋千为代表的秋千变形体逐渐在公园、游乐场中广泛应用，以其不同的游玩形式给用户带来了许多欢乐。但是这些秋千普遍还是以传统人力秋千作为基础，虽然能够提供更好的娱乐体验，但是存在传统秋千安全性低的问题，重点表现在使用者有可能在运动过程中脱离秋千，而且使用者因为新奇的娱乐体验会把注意力转移，从而导致更容易发生危险。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于安全感应与自动控制的水幕秋千，能够提供更好的娱乐体验，并且具有更高的安全性能。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种基于安全感应与自动控制的水幕秋千，包括两个并列设置的垂直支撑杆，两个垂直支撑杆的上端之间转动设置有横梁，横梁固定连接有两个向下延伸的摆杆，两个摆杆的下端之间固定连接有座板，两个所述垂直支撑杆的上端还各固定连接有一个水平支撑杆，水平支撑杆为中空结构，两个水平支撑杆之间固定连接有末端供水管，末端供水管连通有若干个垂直向下的喷头，末端供水管通过其中一个水平支撑杆连通有供水机构，该水平支撑杆的一端还固定连接有摄像头；所述垂直支撑杆靠近上端的部分还固定设置有摆角测量装置；所述座板内还嵌设有称重传感器；两个所述水平支撑杆与所述垂直支撑杆的连接处各固定连接有一个辅助驱动机构，辅助支撑机构包括步进电机，两个步进电机分别与所述横梁的两端可拆卸连接；其中一个所述垂直支撑杆上还固定设置有主控装置和播放器，主控装置与播放器、所述供水机构、所述步进电机、所述摆角测量装置、所述称重传感器和所述摄像头均电连接。
所述供水机构包括蓄水装置，蓄水装置的流出端设置有电动阀门，电动阀门的流出端连通有前端供水管，前端供水管和与所述末端供水管相连通的一个所述水平支撑杆相连通。
与所述末端供水管相连通的一个所述水平支撑杆的中部开设有过孔，该水平支撑杆的中空部分形成主供水通道，主供水通道的中部分流成两个副供水通道，两个副供水通道分别从过孔的两侧绕过。
所述辅助驱动机构还包括驱动箱，驱动箱与所述水平支撑杆和所述垂直支撑杆固定连接，所述步进电机滑动设置在驱动箱内，步进电机的输出轴上同轴固连有联动轴，所述横梁的两端各开设有一个与联动轴相匹配的联轴孔。
所述驱动箱内开设有两个滑槽，所述步进电机滑动设置在两个滑槽内，驱动箱内还固定设置有两个直线输出装置，直线输出装置的输出端与步进电机的输出轴方向相通，且直线输出装置的输出端与步进电机固定连接。
所述步进电机设置为两相四线的57步进电机。
所述主控装置包括无线通信连接的上位机和控制器，控制器与所述摆角测量装置、所述称重传感器、所述步进电机和所述供水机构电连接，上位机与所述摄像头和所述播放器电连接。
所述控制器设置为STM32F103VET6控制器，所述上位机和控制器通过蓝牙连接。
所述摆角测量装置设置为光电编码器。
还包括两个嵌设在地面中的支撑座，两个所述垂直支撑杆分别固定设置在两个支撑座上。
有益效果：本发明通过设置自动控制的水幕、播放器和摄像头，给秋千带来更多的体验，可以有效提高使用者的愉悦度，同时，本发明通过对使用者体重的检测来限制其可以选择的摇摆方式，从而保护使用者的安全，特别是保护儿童使用者的安全。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中与末端供水管相连通的一个水平支撑杆的结构剖视图；
图3是本发明中辅助驱动机构的示意图；
图4是本发明中主控装置的结构框图。
附图标记：1、地面，2、支撑座，3、蓄水装置，4、电动阀门，5、前端供水管，6、水平支撑杆，7、驱动箱，8、横梁，9、联轴孔，10、摆角测量装置，11、喷头，12、摄像头，13、摆杆，14、垂直支撑杆，15、主控装置，16、称重传感器，17、座板，18、主供水通道，19、过孔，20、副供水通道，21、末端供水管，22、滑槽，23、直线输出装置，24、步进电机，25、输出轴，26、联动轴。
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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至4，图1是本发明的整体结构示意图，图2是本发明中与末端供水管相连通的一个水平支撑杆的结构剖视图，图3是本发明中辅助驱动机构的示意图，图4是本发明中主控装置的结构框图。
一种基于安全感应与自动控制的水幕秋千，包括两个嵌设在地面1中的支撑座2，两个支撑座2上各固定设置有一个垂直支撑杆14，两个垂直支撑杆14的上端之间转动设置有横梁8，横梁8固定连接有两个向下延伸的摆杆13，两个摆杆13的下端之间固定连接有座板17。
两个垂直支撑杆14的上端还各固定连接有一个水平支撑杆6，水平支撑杆6为中空结构，横梁8的两端分别与两个水平支撑杆6转动连接。两个水平支撑杆6之间固定连接有末端供水管21，末端供水管21靠近水平支撑杆6的一端，末端供水管21连通有若干个垂直向下的喷头11，若干个喷头11向下喷水用于形成水幕。末端供水管21通过其中一个水平支撑杆6连通有供水机构，该水平支撑杆6的一端还固定连接有摄像头12。供水机构包括蓄水装置3，蓄水装置3的流出端设置有电动阀门4，电动阀门4的流出端连通有前端供水管5，前端供水管5和与末端供水管21相连通的一个水平支撑杆6相连通。
垂直支撑杆14靠近上端的部分还固定设置有摆角测量装置10，摆角测量装置10用于实时监测摆杆13的摇摆角度，水幕的开启和关闭可以通过摇摆角度进行控制，当使用者摇摆到接近水幕的位置时，水幕启动，当使用者远离水幕时，水幕关闭，这样在保障使用体验的同时可以节约水资源。每当使用者穿过水幕的时候，摄像头12可以对齐进行拍照或者摄像，供使用者留念。
座板17内还嵌设有称重传感器16。称重传感器16用于保障使用者的安全，具体地说，通过称重传感器16采集使用者的体重，当使用者的体重低于阈值的时候，可以认为使用者可能是儿童等体重较轻的群体，不适宜大幅度的摇摆，容易发生坠落的危险，如果使用者的体重超过阈值，则可以认为使用者可以进行更大幅度的摇摆，阈值可以设置为20Kg。
两个水平支撑杆6与垂直支撑杆14的连接处各固定连接有一个辅助驱动机构，辅助支撑机构包括步进电机24，两个步进电机24分别与横梁8的两端可拆卸连接。传统秋千只能够采用人力推动或者人力摇晃的方式使用，但是如果出现上述可能发生危险的情况，传统秋千无法进行处理，因此本发明设置辅助驱动机构，当使用者的体重小于阈值的时候，只能够利用辅助驱动机构驱动秋千进行自动摇摆，此时步进电机24与横梁8相连接，由步进电机24驱动横梁8往复转动，进而带动摆杆13和座板17往复摇摆，当使用者的体重大于阈值的时候，可以选择传统的摇摆方式，也可以采用自动摇摆的方式。
其中一个垂直支撑杆14上还固定设置有主控装置15和播放器，主控装置15包括无线通信连接的上位机和控制器，控制器与摆角测量装置10、称重传感器16、步进电机24和电动阀门4电连接，上位机与摄像头12和播放器电连接。播放器用于播放音乐，从而提升使用者的愉悦度。
与末端供水管21相连通的一个水平支撑杆6的中部开设有过孔19，该水平支撑杆6的中空部分形成主供水通道18，主供水通道18的中部分流成两个副供水通道20，两个副供水通道20分别从过孔19的两侧绕过。过孔19和副供水通道20的设置，可以在使步进电机24与横梁8之间的连接和水的供应相互分离，不会互相影响。
辅助驱动机构还包括驱动箱7，驱动箱7与水平支撑杆6和垂直支撑杆14固定连接，步进电机24滑动设置在驱动箱7内，步进电机24的输出轴25上同轴固连有联动轴26，横梁8的两端各开设有一个与联动轴26相匹配的联轴孔9。驱动箱7内开设有两个滑槽22，步进电机24滑动设置在两个滑槽22内，驱动箱7内还固定设置有两个直线输出装置23，直线输出装置23的输出端与步进电机24的输出轴25方向相通，且直线输出装置23的输出端与步进电机24固定连接。在进行自动摇摆的时候，直线输出装置23推动步进电机24沿滑槽22移动，直到输出轴25带动联动轴26穿过驱动箱7、过孔19后插入到联轴孔9内，使联动轴26与横梁8连接起来，从而可以利用步进电机24驱动横梁8往复转动。
在本实施例中，步进电机24设置为两相四线的57步进电机；控制器设置为STM32F103VET6控制器，上位机和控制器通过蓝牙连接；摆角测量装置10设置为光电编码器；蓄水装置3采用PLD-1205水泵实现循环供水。
在使用时，首先通过称重传感器16对使用者的体重进行检测，从而判断是只能够使用自动摇摆还是可以选用人力摇摆，当采用人力摇摆的方式时，控制器根据摆角测量装置10的测量结果控制水幕的开启和关闭。当采用自动摇摆的方式时，控制器可以根据步进电机24的运转状态控制水幕的开启和关闭；并且在自动摇摆的方式中，称重传感器16可以试实时监测使用者的体重信息，在摆动过程中受到加速的影响，使用者的体重信息会发生变化，但是变化的幅度应该在一定的范围内，如果超出这个范围则说明使用者的摇摆幅度可能过于激烈，容易发生危险，此时控制器可以通过控制步进电机24降低摇摆幅度，并且控制电动阀门4停止喷水，保护使用者的安全，范围值可以设置为-5~+5Kg。
本发明通过设置自动控制的水幕、播放器和摄像头，给秋千带来更多的体验，可以有效提高使用者的愉悦度，同时，本发明通过对使用者体重的检测来限制其可以选择的摇摆方式，从而保护使用者的安全，特别是保护儿童使用者的安全。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。