专利名称：一种两个方向可360°连续旋转的二维水景喷头及安装方法
技术领域：
本发明涉及一种可使ニ维喷嘴水柱在三维立体球面上任意点停留或连续无限旋转或往复摆动的设备，同时不会发生电线缠绕拉扯断裂现象，其喷头在包括水平面或竖直面两个典型平面方向均可大于360°无限连续旋转或小于360°往复摆动ニ维水景喷头及安装方法，属水景喷头制造与安装调试技术领域。
背景技术：
CN2744420Y、名称“音乐喷泉用数控万向摇摆喷头”，该音乐喷泉用数控万向摇摆喷头，是针对公知的喷头不能独立地在三维空间任意方向摇摆设计的ー种喷头。它由ー个步进电机带动的在水平面旋转的旋转控制机构和ー个步进电机带动的在水平面的垂直面旋转的旋转控制机构，蜗轮、蜗杆、蜗轮轴、定接头、动接头组成。要点是两个步进电机分别驱动两个旋转控制机构，两个旋转控制机构运动相对独立，在水平面旋转的旋转控制机构 带动安装于其上的垂直于水平面旋转的旋转控制机构沿其中心线做360°旋转，垂直于水平面旋转的旋转控制机构将带动安装于其上的喷头沿其中心线做360°旋转。音乐喷泉用数控万向摇摆喷头的两个旋转控制机构的控制下将分别运动或联动。CN 2724853Y、名称“具有预编辑功能的数控水景表演装置”，它由一台装载有音乐信号处理控制软件的计算机主机和由若干数控机构组成，所述数控机构包括由所述计算机主机控制的步进电机驱动器，与所述驱动器连接的步进电机，与所述步进电机连接的水体输送装置，以及连接在所述水体输送装置输出端的喷头，所述水体输送装置包括横向水体通道，竖向水体通道，以及将水体从所述横向和竖向水体通道旋转输出的传动机构。本发明设置了装载有音乐信号处理控制软件的计算机主机，可以预先对优选的经典乐曲的数字信号进行提进水提取和处理，使水姿与音乐情感更加贴切吻合，使水姿变化与音乐节奏更加同步，并更充分地表现出音乐的内涵。本申请可以广泛应用于各种人工水景。CN 2709025Y、名称“ー种摇摆喷泉装置”，该涉及ー种摇摆喷泉装置，尤其是ー种能同时或单独在相交的两维方向摆动/旋转，实现任意变化立体花样的摇摆装置，其特征是喷水喷头设置在由相交的进水管段和出水管段组成的摇摆供水机架，进水管段与出水管段通过转动活接形成水连通和可转动，进水管段和出水管段分别由各自的电机驱动绕各自轴线作摆动/旋转；所说喷水喷头与进水管段平行或斜向设置在出水管段上。实现喷头在ニ维方向的旋转/摆动两种独立或复合运动，使喷头产生更多的三维喷水花样变化。尤其是采用转动角度可控电机，经蜗轮、蜗杆转动，配以程序控制，更可以使喷头实现在任意位置，作任意变化摇摆/旋转，已产生更多的三维喷水造型变化。上述ニ维喷嘴背景技术存在的共同点为两相交水体通道，包括竖向水体通道，横向水体通道，以及将水体从所述竖向和横向水体通道旋转输出的传动及动カ机构(见附图I)。上机座所述横向水体通道设置在上机座上，其安装在下机座上，并围绕竖直放置的下机座驱动轴轴线作水平面方向旋转或摆动。它由ー个步进电机带动传动机构(減速器)驱动水平放置的横向水体通道的驱动轴，驱动轴驱动弯管和出水喷头。其功能为负责喷嘴水柱围绕上机座水体通道驱动轴轴线做旋转或摆动。调节上机座驱动轴的所驱动的弯管和喷嘴的倾仰角度，可改变喷嘴出水水柱的倾仰角度，最终喷泉水柱运动轨迹的面垂直于当前水平放置的上机座驱动轴。下机座所述竖向水体通道设置在下机座上，它由ー个步进电机带动传动机构(减速器)驱动竖向水体通道中的驱动轴，驱动轴竖直安装且驱动上机座，其功能为负责上机座及喷泉水柱围绕竖向水体通道内竖直安装的驱动轴轴线旋转或摆动运动。也就是说，下机座的功能是负责驱动上机座沿水平面方向旋转或摆动；上机座的功能是负责喷嘴水柱沿与当前下机座所处转动位置相对应的竖直面方向旋转或摆动(见附图2)。当下机座围绕轴线带动上机座沿水平平面旋转或摆动时，调节上机座驱动轴的弯管和喷嘴的倾仰角度，可使喷嘴水柱在三维立体球面上任意点停留或有限往复摆动。喷嘴水柱在水平面方向摆动速度由下机座步进电机和传动机构减速器决定，在竖直面方向旋转或摆动速度由上机座步进电机和传动机构减速器决定，两种旋转或摆动速度和方向互祖独立，没有联系。以上背景技术其存在的不足点为下机座在水平面只能作一定角度(一般在360度以内)的有限旋转运动，当下机座作连续旋转运动时，上机座电机和原点检测传感器装置的电线不可避免地缠绕在下机座上，造成电线缠绕拉扯断裂(见附图3-6)。为了避免缠绕电线等情况的发生，人为限制了下机座水平面的旋转范围，使之在有限的角度内往复摆动(一般在一周360度以内)，即无法实现360度以上连续旋转。使喷水造景效果大打折扣。喷嘴水柱轨迹如下
当转动下机座驱动轴使之停留在不同方位时，上机座连续旋转或摆动时喷泉水柱运行轨迹面俯视方向示意图(附图7)，轨迹面垂直与当前上机座水平安装的驱动轴。当下机座摆动时，同时改变上机座驱动轴的所驱动的弯管和喷嘴与竖直方向的倾仰角度，可使水柱形成不同倾仰角度抛物线和不同直径的圆周轨迹。轨迹面垂直与竖直安装的下机座驱动轴。为了避免缠绕电线等情况的发生，一般做小于360度旋转，就不可避免的会造成某一区域的空缺，使喷水造景效果大打折扣。下机座摆动运动时喷泉水柱运行轨 迹俯视不意图(见附图8)。
发明内容
设计目的为避免背景技术中的不足之处，设计ー种可使喷嘴水柱在三维立体球面上任意点停留或无限连续旋转或往复摆动的设备装置，同时不会发生电线缠绕拉扯断裂现象的包括竖直面或水平面两个典型平面均可大于360°无限连续旋转或小于360°往复摆动的ニ维水景喷头及安装方法(见附图9正视图、见附图10府视图、见附图11左视图、见附图12右视图)。设计方案为了实现上述设计目的。I、进水机座的驱动X轴相对水平安装，负责带动出水机座及喷嘴水柱围绕驱动X轴一般做-90° 90°角度范围内垂直方向摆动(背景技术下机座竖向水体通道驱动轴为竖直安装，、负责带动上机座及喷嘴水柱围绕竖直驱动轴一般作小于360°角度范围内水平方向往复摆动运动)。出水机座负责喷嘴水柱围绕驱动Y轴做大于360度双向无限连续旋转或小于360角往复摆动运动。将进水机座驱动X轴和出水机座驱动Y轴同时配合叠加运动，其运动矢量叠加之和，可使喷泉水柱在三维立体球面上任意点停留、或大于360°无限连续旋转或小于360°往复摆动运动。2、将进水机座与出水机座设计成水平摆动配合。进水机座驱动X轴与出水机座驱动Y轴在水平面方向投影垂直相交。由于进水机座为非转动总成，通过进水机座的步进电机驱动X轴带动出水机座和出水喷嘴围绕驱动X轴在小于-9(T90角度范围内往复摆动，因此用于驱动出水机座出水喷头旋转的步进电机和原点检测感应器装置的电源线不会发生缠绕现象。为了详细说明ニ维喷头摇摆方向及轨迹，下面作如下详细说明，假定ニ维喷嘴安装方位见附图10所示进水机座的驱动轴X轴(107)平行于东西方向且水平安装，出水机座的驱动轴Y轴(207)水平投影平行于南北方向，即进水机座的驱动轴X轴(107)与出水机座的驱动轴Y轴(207)水平投影垂直祖交。出水喷嘴竖直向上定义为0度，当进水机座电机(104)带动进水机座(I)驱动轴X轴(107)在P -0角度往复摆动时，驱动轴X轴
(107)拖动出水机座(2)和出水喷嘴(201)同样在0 -0角度往复摆动，其出水喷嘴喷 水水柱轨迹为朝南北方向在P -0角度往复摆动(见附图13所示)其喷水水柱轨迹为朝南北方向(见附图15)，0 -0摆动角度一般在90° -90°角度范围内；
出水机座(2)的驱动轴Y轴(207)水平投影平行于南北方向，当电机(204)拖动驱动轴Y轴(207)在a -a角度往复摆动或大于360°连续旋转时，出水喷嘴(201)同样也在a -a角度往复摆动或大于360°连续旋转，其出水喷嘴(201)喷水轨迹为朝东西方向a -a角度摆动或大于360°连续旋转(见附图14)，其喷水水柱落水轨迹为朝东西方向(见附图16)。下面对比背景技木本申请在几个主要特殊角度和喷水效果的优点作简要说明
(I)如出水机座驱动Y轴(207)保持0度角不动，即喷嘴水柱在东西方向为垂直向上。
当进水机座的驱动轴X轴(107)摆动时，则出水喷嘴(201)的喷泉水柱轨迹为朝南北方向摆动(见附图15)。如当出水机座的驱动Y轴旋转角度为-a (或a )，即喷嘴水柱方向朝西(或朝东)倾斜-a (或a)角度。当进水机座的驱动X轴摆动时，喷嘴水柱喷水轨迹为朝西(或朝东)倾斜-a (或a )度角在南北方向斜喷摆动。(见附图17)——喷嘴水柱倾斜-a(或a )角度往复摆动是原背景资料技术无法实现的。(附图17)左边一条为朝西倾斜-a角度喷嘴水柱摆动运行规轨，中间一条是a角度=0°时喷嘴水柱摆动运行规轨，右边一条为朝东倾斜a角度喷嘴水柱摆动运行规轨。控制不同的a倾角，可获得不同倾角的喷嘴水柱倾斜运行规轨。(2)如进水机座驱动X轴(107)保持0度角不动，即喷嘴水柱在南北方向为竖直向上，当出水机座的驱动轴Y轴(207)旋转或摆动时，则出水喷嘴(201)的喷泉水柱轨迹在南北方向为竖直向上，朝东西方向旋转或摆动(见附图16);如当进水机座的驱动X轴旋转(或P )角度，即喷嘴水柱方向朝南(或朝北)傾斜-P (或￠)角度。当出水机座的驱动Y轴旋转或摆动吋，喷嘴水柱将向朝南(或朝北)倾斜-P (或P )角度旋转或往复摆动喷水。(见附图18)此效果是原背景资料技术无法实现的。(附图18)下面一条是朝南傾斜-@角度喷嘴水柱摆动运行规轨，中间一条是3角度=0°时喷嘴水柱摆动运行规轨，上面一条是朝北倾斜P角度喷嘴水柱摆动运行规轨。控制不同的P倾角，可获得不同倾角的喷嘴水柱倾斜运行规轨。
(3)出水机座和进水机座通过电机动カ系统拖动叠加配合，可使喷泉水柱出水轨迹区域在(附图17)和(附图18)叠加，形成共同区域(附图19)，如当出水机座和进水机座同时通过电机动力系统拖动叠加运动时，其运动矢量合成可使水柱作任意斜直线(见附图20)、任意圆弧或任意无限连续圆周旋转运动(见附图21)。例如，进水机座以K次/分的速率在-度角度范围内作变速往复运动。同时，出水机座也以K次/分的速率在-a a度角度范围内作变速往复运动。则两项単独运动速度的矢量合成可由三角函数计算出复合速度的运动轨迹。当a=0时，其运行轨迹为喷嘴水柱以K次/分的速率的圆周运动。同理分别改变出水机座和进水机座运动方向和运动角度范围也可合成斜直线或椭圆圆周运动，以此类推。只要进水机座和出水机座，即驱动X轴和驱动Y轴分别确定初始运动方向位置、变速过程运动速度和结束运动方向位置，两种运动相互配合叠加，就可以合成出以出水喷嘴在驱动X轴与驱动Y轴水平投影面相交点为中心的任意速度、任意大小、任意方位的直线、斜线、圆弧或椭圆弧或无限连续的圆周、椭圆周运动轨迹；也可以合成出偏离驱动X轴与驱动Y轴相交点为中心的任意速度、任意大小、任意方位的直线、斜线、圆弧或椭圆弧或无限连续的圆周、椭圆周运动轨迹。——此效果是原背景资料和其它结构ニ维水景喷头技术都无法实现的。其中控制电机旋转速度和方向，驱动X轴与驱动Y轴配合合成各种方向直线、 斜线、圆弧、椭圆弧、圆周和椭圆周等各种运动轨迹的计算属于已有技术，在此不再累叙。(4)本申请的喷泉水柱水平方向旋转或摆动是由出水机座和进水机座ニ台电机同时通过动カ系统拖动，其运动矢量叠加为ー复合运动，而背景技术的水平方向旋转或摆动由下机座一台电机拖动，由三角函数定理可知直角三角形的斜边大于任一直角边。同理由ニ台电机拖动复合运动速度和カ矩必定大于由一台电机拖动的单ー运动速度和カ矩。当在动カ系统最大输出速度和力矩确定的情况下，由此技术可合成出另ー超越原动カ系统的新最大输出速度和カ矩，产生在祖同电机转速和カ矩的条件下比背景技术有着更高的速度和カ矩的效果。——此效果是原背景资料技术无法实现的。(5)如当进水机座X轴定位0度角吋，即喷嘴水柱在南北方向保持垂直向上，出水机座Y轴也定位0度角吋，即喷嘴水柱在东西方向也保持垂直向上，即喷嘴理论上应该竖直向上。但实际人工安装过程中由于存在安装误差，无法做到喷嘴绝对竖直向上。利用本申请的技术微调进水机座步进电机X轴保证喷嘴水柱在南北方向垂直向上，微调出水机座步进电机Y轴保证喷嘴水柱在东西方向垂直向上，从X轴和Y轴ニ个方向分别微调可以保证水柱绝对竖直向上，可以克服原背景技术中存在由于人工安装而产生的无法避免的误差，做到喷嘴水柱绝对竖直向上。此功能是原背景资料技术无法实现的。(6)如果出水机座摆动a角度的对称中心和进水机座摆动0角度的对称中心的水平面投影均不在X、Y轴水平面投影相交原点，则本申请可以合成出偏离X、Y轴相交原点为中心的任意大小、任意方位的直线、斜线、圆弧或椭圆弧或无限连续的圆周、椭圆周运动轨迹。假定进水机座以K次/分的速率在(TP度角度范围内作变速往复运动，同吋，出水机座也以K次/分的速率在(Ta度角度范围内作变速往复运动，如果P角度=a度角。则其运动轨迹为喷嘴水柱以K次/分的速率的在东北方位(第I像限)作圆周运动，改变3角度和a度角，可以改变圆周运动轨迹大小；同理假定进水机座以K次/分的速率在(Te度角度范围内作变速往复运动。出水机座也以K次/分的速率在0'a度角度范围内作变速往复运动，如果P角度=a度角。其效果为喷嘴水柱以K次/分的速率的在西北方向(第2像限)作圆周运动；同理假定进水机座以K次/分的速率在度角度范围内作变速往复运动。同时，出水机座也以K次/分的速率在0'a度角度范围内作变速往复运动，如果@角度=a度角。其效果为喷嘴水柱以K次/分的速率的在西南方向(第3像限)作圆周运动；同理假定进水机座以K次/分的速率在度角度范围内作变速往复运动。同时，出水机座也以K次/分的速率在(Ta度角度范围内作变速往复运动，如果P角度=a度角。其效果为喷嘴水柱以K次/分的速率的在东南方向(第4像限)作圆周运动(见附图25)。即只要出水机座摆动a角度的对称中心和进水机座摆动0角度的对称中心的水平面投影均不在X、Y轴水平面投影相交原点，就会使喷嘴水柱产生偏移中心转动或摆动的运动轨迹。同理，只要改变角度的运动幅度、运动方向、起始结束运动点，就可使喷嘴水柱产生偏移原点中心的直线、斜线、圆弧、椭圆弧、圆或椭圆等各种运动轨迹(见附图26)。对比原背景技术资料中的下机座驱动轴为竖直安装，上机座驱动轴为水平安装，其出水喷嘴只能由上机座决定其喷射仰角，位于上机座的喷嘴只能围绕下机座驱动轴作相 应的水平有限旋转或摆动。简而言之，下机座驱动实轴一旦实际安装完毕，则上机座的喷嘴的水平旋转围绕中心就被唯一确定，不能更改。而本申请进水机座(类同背景技术下机座)为相对水平安装，出水机座(类同背景技术上机座)驱动轴以进水机座转动轨迹的任一点为中心且能带动出水机座的出水喷嘴作转动或摆动出水喷射，两种运动矢量叠加形成新的水平旋转复合运动。即本申请可虚拟出类同与背景技术下机座竖直驱动轴的一虚拟轴，并使上机座的喷嘴能围绕虚拟轴转动或摆动，且此虚拟下机座驱动轴能在任意时间向任意方向、任意角度倾斜不受限制。——此效果是原背景资料技术无法实现的。技术方案I:參照附图9-12，36 70。一种两个方向可360°连续旋转或往复摆动的ニ维水景喷头，它包括出水机座和进水机座，所述进水机座中的进水通道的驱动X轴相对水平放置且进水通道管道接ロ与出水机座中的供水通道进水接ロ对接，拖动出水机座围绕驱动X轴做小于360°往复摆动，驱动X轴通过进水机座电机、进水机座減速器驱动；进水机座驱动X轴相对水平安装且与出水机座驱动Y轴在水平面的投影相对互成90度垂直。出水机座电机、出水机座減速器驱动出水机座中的驱动Y轴旋转或往复摆动且同步带动弯管出水喷头转动或往复摆动。所述进水机座由进水接ロ、进水通道、进水/出水机座管道接ロ、进水机座动カ传动系统(減速器)进水机座动カ电机构成。进水接ロ与水泵管道和水泵相连。进水机座和出水机座通过管道接ロ连通，电机通过动カ传动系统内的动カ传动系统(減速器)驱动进水通道中轴线上的驱动轴，驱动轴带动出水机座围绕X轴作正负90度范围内旋绕或摆动。进水机座外壳是固定不动的，出水机座通过水平连接ロ被动整体转动。所述出水机座由出水喷嘴、出水机座动カ传动系统(减速器)、弯管、出水机座动カ电机、被动旋转供水通道及进水接ロ构成，进水通道驱动轴带动出水机座转动，出水机座动カ电机通过出水机座动カ传动系统(減速器)中驱动轴带动喷水嘴转动或摆动。出水机座由通过进水/出水机座管道接ロ被动由进水机座驱动轴带动旋转或摆动。管道接ロ一般用法兰较好，也可用螺纹丝接等常用管道连接方法。
技术方案2 :參照附图36 47。在技术方案I的基础上，所述进水机座中的供水通道驱动X轴相对水平安装，进水机座中的进水通道输出端管道接ロ与出水机座中的供水通道进水接ロ相对水平对接且呈小于360°往复摆动配合；位于进水机座供水通道内的驱动X轴带动出水机座围绕驱动X轴做小于360°往复摆动。技术方案3 :參照附图48 56。技术方案I的基础上，在所述进水机座中的供水通道驱动X轴相对水平安装，进水机座中的进水通道输出端经弯管和管道接ロ与出水机座中的供水通道进水接口上下对接；位于进水机座供水通道内的驱动轴带动出水机座围绕X轴做小于360°往复摆动配合。技术方案4 :參照附图9 12。在技术方案2或3的基础上，所述进水机座由固定支架支撑，出水机座由进水机座拖动围绕进水机座驱动X轴做小于360°往复摆动配合。技术方案5 :參照附图9 12。在技术方案4的基础上,所述的两个方向可360° 连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，所述固定支架高度为固定式或可调式。技术方案6 :參照附图57 60。在技术方案5的基础上，所述进水机座由固定支架支撑，出水机座小于360°往复摆动是通过轴承或轴套在进水机座驱动X轴的轴线或延长线上转动固定。技术方案7 :參照附图36 47。在技术方案5的基础上，所述进水机座进水接ロ由与水泵连接管道连接，水泵连接管道兼做固定支架支撑。技术方案8 :參照附图61 66。在技术方案7的基础上，所述进水机座的进水接ロ与水泵直接连接，由水泵兼做固定支架支撑。本设计与背景技术相比，一是由于水平安置的进水机座和出水机座同时通过动カ系统拖动运动，其合成运动矢量可使水柱在三维立体球面上任意点停留或无限连续旋转或摆动，克服了旋转或摆动角度范围的限制，并可以做成偏移出水喷嘴原点中心轴线的喷水运动规轨，故其喷水轨迹行程范围和喷水美观效果得到了根本性的改善，可以产生以前许多背景技术无法产生的喷水效果；ニ是在满足第一点的同时，避免了水景喷头驱动电机电线缠绕的缺陷，确保了水景喷头喷水的安全性和可靠性；三是在满足第一、ニ点的同时，能创造出ー种超越原极限速度的超极限新高速运动；四是可以解决喷头安装中产生的误差，保证喷水水柱垂直向上，可以兼做竖直向上水型，如变频跑泉水型。
图I是背景资料某一当前位置正视图。图2是背景资料某一当前位置上机座喷嘴沿竖直面方向旋转或摆动示意图。图3是背景资料上某一当前位置上机座在水平面方向围绕下机座驱动轴旋转或摆动示意图。图4是背景资料上机座在水平面方向绕下机座驱动轴在图3位置逆时针旋转90°示意图。图5是背景资料上机座在水平面方向绕下机座驱动轴在图4位置逆时针再旋转90°不意图。图6是背景资料上机座在水平面方向绕下机座驱动轴在图5位置逆时针又旋转90°距图3位置逆时针旋转270°示意图，再继续旋转，上机座驱动电机和原点检测传感器装置的电线不可避免地缠绕在下机座上，造成电线缠绕拉扯断裂。因此，背景资料下机座在水平面方向旋转角度一般在360度以内。图I是背景资料当改变下机座驱动轴不同方位吋，上机座连续旋转或摆动时喷泉水柱竖直方向运行轨迹面坐标图。图8是背景资料当下机座旋转或摆动时，调节上机座驱动轴的弯管和喷嘴与竖直方向倾仰角度时，不同直径的喷水水柱圆周轨迹坐标图。为了避免缠绕电线等情况的发生，不可避免的会发生某ー喷水水柱区域空缺和圆周轨迹间断。图9是本设计侧面水平进水，用专用支架固定进水机座的 ニ维喷嘴前视图。图10是俯视图。图11是左视图。图12是右视图。图13是出水机座Y轴为0度时右视图，出水喷嘴围绕X轴在H角度往复摆动示意图。图14是进水机座X轴为0度时前视图，出水喷嘴围绕Y轴在-a a角度往复摆动或360°以上连续旋转示意图。图15是Y轴在0度吋，X轴在-角度摆动吋，喷嘴水柱轨迹南北方向。图16是X轴在0度吋，Y轴在-a a旋转或摆动角度时，喷嘴水柱轨迹东西方向。图17是Y轴倾角度为-a、0、a，喷嘴喷水轨迹为倾斜朝西、竖直、或倾斜朝东。当X轴摆动吋，南北方向在-a、0: a不同倾角时喷嘴水柱轨迹示意图。图18是X轴倾角-0、0、、0，喷嘴喷水轨迹为倾斜朝南、竖直、或倾斜朝东。当Y轴摆动时，东西方向在-0、0、^不同倾角时喷嘴水柱轨迹示意图。图19是出水喷嘴围绕X轴在-P角度和Y轴在-a角度往复摆动、喷嘴水柱轨迹区域示意图。图20是X轴和Y轴运动矢量合成示意图。图21是X轴和Y轴转动矢量迭加，可以组成不同角度的各种斜线喷嘴水柱轨迹示意图。图22是X轴和Y轴转动矢量迭加，可以组成各种不同直径正圆或椭圆喷嘴水柱轨迹示意图。图23是X轴和Y轴转动矢量迭加，可以组成偏移喷嘴中心点的不同直径正圆或椭圆圆喷水柱轨迹示意图。图24是X轴和Y轴转动矢量迭加，可以组成不同角度的各种斜线喷嘴喷水水柱示意图。图25是X轴和Y轴转动矢量迭加，可以组成不同角度的各种曲线喷嘴水柱轨迹示意图。图26是X轴和Y轴转动矢量迭加，可以组成各种偏离中心点正圆和椭圆喷嘴喷水轨迹示意图。图27是出水机座进水通道105、管道接ロ 101、连接短管108、过水连接架109、密封圈110、出水口内壁呈环状凸台111、驱动轴107局部放大图。
图28是进水机座驱动轴环形凸台115局部放大图。图29是进水机座过水连接架109局部放大图。图30是出水机座出水喷头201、弯管203、供水通道205、驱动轴207、过水连接架209、密封圈210、出水口内壁呈环状凸台211、局部放大图。图31是出水机座供水通道205、密封圈210、过水连接架209、密封圈210局部放大图。图32是进水机座过水连接架209局部放大图。图33是方案3进水机座管道接ロ 101、进水通道105、驱动轴107、弯管1083、过水连接架109、密封圈110、出水口内壁呈环状凸台111局部放大图。图34是进水机座进水通道105、过水连接架109、密封圈110、出水ロ内壁呈环状凸 台111局部放大图。图35是进水机座过水连接架109局部放大图。图36-71是本发明的结构示意图。其中附图I 70标号说明如下
I定义为进水机座；其中管道接ロ 101、进水接ロ 102、动カ传动系统(减速器)103、电机104、进水通道105、螺栓106、驱动轴107、连接短管108、弯管1083、过水连接架109、密封圈110、出水口内壁呈环状凸台111、驱动轴环形凸台115。2定义为出水机座；其中出水喷头201、动カ传动系统(减速器)202、弯管203、电机204、供水通道205、进水接ロ 206，驱动轴207、过水连接架209，密封圈210、出水口内壁呈环状凸台211、环形凸台215、螺栓216。3定义为固定部份；其中固定支架301、轴承或轴套303、水泵管道304、水泵305。进水机座驱动轴的轴线定义为X轴，喷嘴水柱保持竖直向上时定义为0度。出水机座驱动轴的轴线定义为Y轴，喷嘴水柱保持竖直向上时定义为0度。X轴水平方置，X轴与Y轴水平投影垂直相交。进水机座具体实施方案进水机座參照附图9 12，附图27 35。进水机座和出水机座具体实施方案參照附图9 12，附图27 35。进水机座工作方式如下
供水通道105的进水接管102是进水机座进水ロ，与水泵管道304连接，供水通道出ロ端是管道接ロ 101，管道接ロ 101与连接短管108连接，连接短管108进水口内壁固有过水连接架109，过水连接架109中心设有ー根驱动轴107且穿过供水通道105与动カ传动系统(减速器)103键槽配合，其驱动轴107末端采用螺栓106将动カ传动系统(减速器)103，供水通道105、连接短管108和过水连接架109连成一体，过水连接架109与供水通道105出水口动配合，所述供水通道105出水口内壁或出水口内壁呈环状凸台111且密封圈110或环状凸台上置有密封圈110 (密封圈110可以是油封110，也可以是其它密封件)，过水连接架109外圆面与密封圈110内环面呈密封动配合且可动；所述驱动轴107设有环形凸台115且环形凸台115直径大于动カ传动系统(減速器)103所驱动的驱动轴107的直径，动カ传动系统(减速器)103动カ输入端与电机104动カ输出轴连接。也就是说，所述管道接ロ 101通过连接短管108进水口内壁固有过水连接架109中心的驱动轴107，且驱动轴107穿过进水通道105、动カ传动系统(减速器103)固定在减速器103壳外且由减速工作方式如下进水通道105的进水接ロ 102是进水机座进水ロ，与水泵管道304连接，进水通道出ロ端是管道接ロ 101，管道接ロ 101与连接短管108连接，连接短管108进水口内壁固有过水连接架109，过水连接架109中心设有ー根驱动轴107且穿过进水通道105与动カ传动系统(减速器)103键槽配合，其驱动轴107末端采用螺栓106将动カ传动系统(减速器)103，进水通道105、连接短管108和过水连接架109连成一体，过水连接架109与进水通道105出水ロ动配合，所述进水通道105出水口内壁或出水口内壁呈环状凸台111且密封圈110或环状凸台上置有密封圈110 (密封圈110最好是骨架油封110，也可以是其它密封件)，过水连接架109外圆面与密封圈110内环面呈密封动配合且可转器103带动驱动轴107转动，连接短管108进水口的端面与位于进水通道105出水口内的密封圏内圆面呈密封转动配合，以防止水泄露。电机104是指步进电机、伺服电机、变频电机、异步电机等。出水机座工作方式如下 出水机座。供水通道205的进水接ロ 206是出水机座的进水ロ，与进水机座管道接ロ101连接，出水喷头201的进水口与弯管203的出水ロ连接，弯管203进水口内壁固有过水连接架209，过水连接架209中心设有ー根驱动轴207且穿过与动カ传动系统(减速器)202键槽配合，其驱动轴207末端采用螺栓216将动カ传动系统(减速器)202、供水通道205、过水连接架209和弯管203连成一体，过水连接架209与供水通道205的出水ロ动配合，所述供水通道205的出水口内壁或出水口内壁呈环状凸台211且密封圈210或环状凸台上置有密封圈210 (密封圈210最好是骨架油封210，也可以是其它橡胶密封件)，过水连接架209外圆面与密封圈210内环面呈密封动配合且可转动；所述驱动轴207设有环形凸台215且环形凸台215直径大于动カ传动系统(減速器)202所驱动的驱动轴207的直径，动カ传动系统(减速器)202动カ输入端与电机204动カ输出轴连接。也就是说，所述出水喷头201通过弯管203中的过水连接架209中心的驱动轴207且驱动轴207穿过供水通道205、减速器202固定在减速器202壳外且由减速器202带动驱动轴207转动，弯管203进水口的端面与位于供水通道205出水口内的密封圏内圆面呈密封转动配合，以防止水泄露，电机204是指步进电机、伺服电机、变频电机、异步电机等。
具体实施例方式需要理解到的是由于各个水池形状不同，各种水泵、管道、灯具等安装位置、安装密度、安装方式等也不同。本设计的ー种水平和垂直两个平面(方向)均可大于360°连续旋转或小于360°往复摆动的ニ维水景喷头及安装方法有多种方案和实施例可以选择。如水泵进水管可以从底部垂直进入进水机座，或从ニ个侧面水平进入进水机座，也可以45°斜装或其它任何角度进入进水机座；步进电机可以从减速器底部垂直安装，或減速器侧面水平安装、或減速器45°斜装；进水机座的固定方式可以用支架固定，也可以用水泵连接管道兼作支架固定，也可以进水机座的进水接管和水泵出口端直接连接，用固定水泵兼用做支架固定。水泵配备可以根据喷头所需流量和扬程计算得出，最佳方案是一台水泵供给一只喷头，可以数台水泵供给一只喷头，也可以一台水泵供给数只喷头。实施例I :采用技术方案I。參照附图9 12、附图36 47、附图57 71。ー种两个方向可360°连续旋转或往复摆动的ニ维水景喷头，它包括出水机座2和进水机座1，所述进水机座I中的进水通道105的驱动X轴107相对水平放置且进水通道105管道接ロ101与出水机座2中的供水通道205进水接ロ 206对接，拖动出水机座2围绕驱动X轴107做小于360°往复摆动，驱动X轴107通过进水机座电机104、进水机座减速器103驱动；进水机座I驱动X轴107相对水平安装且与出水机座驱动Y轴207在水平面的投影相对互成90度垂直，出水机座中的驱动Y轴207通过出水机座电机204、出水机座减速器202驱动出水机座2中的驱动Y轴207旋转或往复摆动，且同步带动弯管203出水喷头201转动或往复摆动。所述进水机座I由进水接ロ 102、进水通道105、进水/出水机座管道接ロ 101、进水机座动カ传动系统(减速器)103进水机座动カ电机104构成。进水接ロ 102与水泵管道304和水泵305相连。进水机座I和出水机座2通过管道接ロ 101连通，电机104通过动カ传动系统103内的动カ传动系统(减速器)驱动进水通道105中轴线上的驱动轴107，驱动轴107带动出水机座2围绕X轴作正负90度范围内旋绕或摆动。进水机座I外壳是固定不动的，出水机座2通过水平连接ロ 101被动整体转动。 所述出水机座2由出水喷嘴201、出水机座动カ传动系统(减速器)202、弯管203、出水机座动カ电机204、被动旋转供水通道205及进水接ロ 206构成，进水通道105驱动轴107带动出水机座2转动，出水机座动カ电机204通过出水机座动カ传动系统(减速器)202中驱动轴207带动喷水嘴201转动或摆动。出水机座由通过进水/出水机座管道接ロ 101被动由进水机座驱动轴107带动旋转或摆动。管道接ロ 101—般用法兰较好，也可用螺纹丝接等常用管道连接方法。实施例2 :參照附图36 47。在实施例I的基础上，所述进水机座I中的供水通道驱动X轴107相对水平安装，进水机座I中的进水通道105输出端管道接ロ 101与出水机座2中的供水通道205进水接ロ 206相对水平对接且呈小于360°往复摆动配合；位于进水机座供水通道内的驱动X轴107带动出水机座2围绕驱动X轴做小于360°往复摆动。实施例2-1 :与水泵连接的进水接ロ 102选择在进水机座下部垂直连接；水泵进水管道304兼用固定支架；进水机座电机104与减速器103侧面水平连接；安装位置在出水喷头201另ー侧；出水机座电机204在与减速器202底部垂直连接，具体见附图36俯视图、附图37正视图、附图38右视图。实施例2-2 :进水机座电机104与减速器103侧面水平连接；出水机座电机204与減速器202侧面水平连接；具体见附图39俯视图、附图40正视图、附图41右视图。实施例2-3 :进水机座电机104与减速器103底部垂直连接；出水机座电机204与減速器202底部垂直连接。采用技术方案I ;具体见附图42俯视图、附图43正视图、附图44右视图。实施例2-4 :进水机座电机104与减速器103底部垂直连接；出水机座电机204与減速器202侧面水平连接。具体见附图45俯视图、附图46正视图、附图47右视图。实施例3 :參照附图48 56。实施例I的基础上，在所述进水机座I中的供水通道驱动X轴107相对水平安装，进水机座I中的进水通道105输出端经弯管1083和管道接ロ 101与出水机座2中的供水通道205进水接ロ 206上下对接且呈小于360°往复摆动配合；位于进水机座供水通道内的驱动轴107带动出水机座2围绕X轴小于360°往复摆动。实施例3-1 :采用技术方案3，进水机座电机104与减速器103水平侧面连接。出水机座电机204与减速器202水平侧面连接。附图48俯视图、附图49正视图、附图50右视图。实施例3-2 :采用技术方案3，进水机座电机104与减速器103侧面水平连接；出水机座电机204与减速器202侧面水平连接。附图51俯视图、附图52正视图、附图53右视图。实施例3-3 ，采用技术方案3，进水机座电机104与减速器103底部垂直连接；出水机座电机204与减速器202侧面连接。附图54俯视图、附图55正视图、附图56右视图。实施例4 :參照附图9 12。附图57 60在实施例2或3的基础上，所述进水机座由固定支架301支撑，出水机座2由进水机座I拖动围绕进水机座驱动X轴107做小于360°往复摆动。
实施例4-1 :采用技术方案4，进水机座由固定支架301支撑，水泵进水接ロ 102从侧面进水，进水机座电机104与减速器103侧面连接连接；出水机座电机204与减速器202底部垂直连接。附图9正视图、附图10俯视图、附图11正视图、附图12右视图。实施例5 :參照附图57 60。在实施例4的基础上，所述的两个方向可360°连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，所述固定支架301高度为固定式或可调式。实施例5-1 :采用技术方案5，出水机座2在进水机座I驱动轴107上用轴承或铜套303转动固定，轴套或轴承303由固定支架302支撑，出水机座可跟随进水机座I驱动轴107自由转动或摆动，固定支架302支撑其并且高低可调，目的是满足出水机座2仰、俯角度的调整。具体见附图附图57正视图、附图58俯视图。实施例5-2 :采用技术方案5，出水机座2在进水机座I驱动轴107的延长线上用轴承或铜套303转动固定，轴套或轴承303由固定支架302支撑，出水机座可跟随进水机座I驱动轴107自由转动或摆动，固定支架302支撑其并且高低可调，目的是满足出水机座2仰、俯角度的调整。具体见附图附图59正视图、附图60俯视图。实施例6 :參照附图57 60。在实施例5的基础上，所述进水机座由固定支架301支撑，出水机座2做小于360°往复摆动运动是通过轴承或轴套303在进水机座驱动X轴107的轴线或延长线上转动固定。实施例6-1 :采用技术方案5，进水机座由专用固定支架301支撑，专用固定支架301可以用糟钢，角钢等钢结构制作并牢固固定，所述出水机座2在进水接ロ 206外圆上用轴承或铜套303转动固定，轴套或轴承303由固定支架302支撑，出水机座可跟随进水机座I驱动轴107自由转动或摆动。与水泵连接的进水接ロ 102选择在进水机座侧面与水泵出水连接管304连接；具体见附图59正视图、附图60俯视图。实施例7 :參照附图36 56。在实施例5的基础上，所述进水机座I进水接ロ 102由与水泵连接管道304连接，水泵连接管道兼做固定支架支撑。实施例8 :參照附图61 66。在实施例7的基础上，所述进水机座I的进水接ロ102与水泵305直接连接，由水泵305兼做固定支架支撑。实施例8-1 :采用技术方案8.进水机座的进水接ロ 102直接与水泵305出ロ法兰连接，中间省略水泵连接管304，水泵竖直安装兼做固定支架固定，进水机座电机104与减速器103侧面水平连接；出水机座电机204与减速器202侧面水平连接。具体见附图61俯视图、附图62正视图、附图63右视图。实施例8-2 :采用技术方案8。进水通道205的进水接ロ 102选择在进水机座与水平倾斜方向连接，进水接ロ 102直接与水泵305出口法兰连接，水泵倾斜方向安装。进水机座电机104与减速器103侧面水平连接；出水机座电机204与减速器202侧面水平连接。具体见附图64俯视图、附图65正视图、附图66右视图。实施例9 :数台水泵供给一只喷头方案。具体见附67俯视图、附图68正视图、附图69右视图。实施例10 :—台水泵供给数只喷头方案。具体见附图70俯视图、附图71正视图。上述实施例虽然对本发明中包含的进水接ロ、減速器传动系统、电机动カ系统、喷嘴、固定支架的安装位置作了比较详细的描述，但是这些安装位置的描述，只是对本发明设计思路的简单描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何安装位置的变化、改变只要不超出本发明设计思路的组合、増加或修改，均落入本发明的保护范围内。 上述实施例虽然对本发明中进水机座驱动轴水平安装；进水机座驱动轴与出水机座驱动轴水平投影互成90°相交；进水机座X轴和出水机座Y轴的旋转或摆动，矢量迭加可实现喷泉水柱在三维立体球面上任意点的停留，或水平和竖直两个平面360°无限连续旋转或往复摆动作了详细描述。本发明所说的水平面和竖直面只是相对来说，水平面旋转或往复摆动是指喷嘴水柱可以在ー个与水平面相对有一定的倾斜角度的平面内，围绕相对竖直轴线或延长线做旋转或往复摆动运动，而并非一定要在水平平面；竖直面旋转或往复摆动是指喷嘴水柱可以在ー个与竖直面相对有一定的倾斜角度的平面内，围绕相对水平轴线或延长线做旋转或往复摆动运动，而并非一定要在竖直平面。但是这些角度和转动或摆动角度配合的描述，只是对本发明设计思路的简单描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何安装角度和旋绕或摆动的变化、改变只要不超出本发明设计思路的组合、増加或修改，均落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种两个方向可360°连续旋转或往复摆动的ニ维水景喷头，它包括出水机座(2)和进水机座(1)，其特征是所述进水机座(I)中的进水通道(105)的驱动X轴(107)相对水平放置且进水通道(105 )管道接ロ( 101)与出水机座(2 )中的供水通道(205 )进水接ロ(206)对接，拖动出水机座(2)围绕驱动X轴(107)做小于360°往复摆动，驱动X轴(107)通过进水机座电机(104)、进水机座减速器(103)驱动；进水机座(I)驱动X轴(107)相对水平安装且与出水机座驱动Y轴(207)在水平面的投影相对互成90度垂直，出水机座中的驱动Y轴(207 )通过出水机座电机(204 )、出水机座减速器(202 )驱动出水机座(2 )中的驱动Y轴(207)旋转或往复摆动且同步带动弯管(203)出水喷头(201)转动或往复摆动；出水喷头(201)转动或往复摆动的范围除仅围绕驱动X轴(107)和驱动Y轴(207)转动的两个平面以外，其它空间范围的转动或往复摆动均需进水机座电机(104)和出水机座电机(204)共同配合运动，运动矢量迭加之和完成喷泉水柱各种轨迹变化。
2.根据权利要求I所述的两个方向可360°连续旋转或往复摆动的ニ维水景喷头，其特征是所述进水机座(I)中的供水通道驱动X轴(107)相对水平安装，进水机座(I)中的进水通道(105)输出端管道接ロ( 101)与出水机座(2)中的供水通道(205)进水接ロ(206)相对水平对接且呈小于360°往复摆动配合；位于进水机座供水通道内的驱动X轴(107)带动出水机座(2)围绕驱动X轴做小于360°往复摆动。
3.根据权利要求I所述的两个方向可360°连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，其特征是所述进水机座(I)中的供水通道驱动X轴(107)相对水平安装，进水机座(I)中的进水通道(105)输出端经弯管(1083)和管道接ロ( 101)与出水机座(2)中的供水通道(205)进水接ロ(206)上下对接且呈小于360°往复摆动配合；位于进水机座供水通道内的驱动轴(107)带动出水机座(2)围绕X轴做小于360°往复摆动。
4.根据权利要求2或3所述的两个方向可360°连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，其特征是所述进水机座由固定支架(301)支撑，出水机座(2)由进水机座(I)拖动围绕进水机座驱动X轴(107)做小于360°往复摆动。
5.根据权利要求4所述的两个方向可360°连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，其特征是所述固定支架(301)高度为固定式或可调式。
6.根据权利要求5所述的两个方向可360°连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，其特征是所述进水机座由与水泵连接管道(304)或固定支架(301)支撑，出水机座(2)做小于360°往复摆动是通过轴承或轴套(303)在进水机座驱动X轴(107)轴线或延长线上转动固定。
7.根据权利要求5所述的两个方向可360°连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，其特征是进水机座(I)进水接ロ(102)由与水泵连接管道(304)连接，水泵连接管道兼做固定支架支撑。
8.根据权利要求7所述的两个方向可360°连续旋转或摆动的ニ维水景喷头，其特征是所述进水机座(I)的进水接ロ(102)与水泵(305)直接连接，由水泵(305)兼做固定支架支撑。
全文摘要
本发明涉及一种包含水平面和竖直面两个典型平面均可大于360°无限连续旋转或小于360°往复摆动运动的二维水景喷头及安装方法，它包括出水机座和进水机座，所述进水机座中的进水通道的驱动X轴相对水平放置且进水通道管道接口与出水机座中的供水通道进水接口对接，拖动出水机座围绕驱动X轴做小于360°往复摆动。驱动轴X轴通过进水机座电机、进水机座减速器驱动；进水机座驱动X轴相对水平安装且与出水机座驱动Y轴在水平面的投影相对互成90度垂直。优点一是可使水柱在三维立体球面上任意点停留或两个平面(方向)360°无限连续旋转或摆动，其喷水轨迹行程范围和喷水美观效果得到了根本性的改善，二是可以产生以前许多背景技术无法产生的喷水效果。
文档编号B05B3/02GK102698900SQ20121014162
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月9日 优先权日2011年5月10日
发明者吴永明, 吴磊, 张卫丽, 李勇, 胡俊, 胡文昌 申请人:杭州明珠音乐喷泉有限公司