一种二维平面多角度喷水推进装置的制作方法

本发明涉及一种二维平面多角度喷水推进装置。
背景技术：
：传统的船舶推进系统主要是螺旋桨推进或明轮推进，其存在的问题也是不可避免的，比如体积大带来的强噪声和可操纵性差，可靠性低等，尤其是螺旋桨推进系统，容易因为水草的缠绕导致电机损坏，而且螺旋桨推进由于其外观的限制，导致其灵活度很差，在遇到紧急情况时无法自由调控其方向。随着船舶和港航技术的发展，无人水面艇这一研究领域也在快速崛起，无人水面艇是能在复杂的海洋环境下执行一些特殊任务的智能平台，可以自主完成环境监测、目标探测，并可以进行收集情报、监视侦察、扫雷、反潜、反恐等活动。在这些无人艇中又以小型的无人艇最为突出，因为其体积小易于研究。所以寻找到一个适合小型无人艇的动力装置是非常必要的。现有的与船舶喷水推进装置方面内容相近的专利有我国在2013授予的一项发明专利(采用喷水推进技术的水下航行器，申请号/专利号：201310473359.6，发明设计人：唐建中、余有芳、朱煌庆、华光、徐建国、蒋珀)，描述了一种用于水下航行的喷水推进系统，该发明把推进装置外形设计成椭圆式的流线型，减小了在水中的阻力，且运用电磁阀控制水的进出。但该专利中只设计了在二维平面中的前进后退左转与右转四个方向，所以导致在同一平面内的自由度不够。发明专利(一种喷水推进系统，申请号/专利号：201410149026.2，发明设计人：王天霖)，描述了一种喷口装置的喷水阀的可以自由调整，且喷口装置数n>＝2，喷嘴数m>＝1，这样可以根据使用者的不同需要任意加减喷口数。但该专利的控制方式不够明确，缺乏操控性。技术实现要素：本发明提供一种二维平面多角度喷水推进装置，能够简便地利用三个输入开关控制八个方向的多角度推进，逻辑顺序易于修改，用户可以根据自己的使用习惯设置修改控制顺序，可以自由的实现在二维水面的移动，具有体积小，灵活度高，功耗低等特点，特别适用于小型船只的动力推进。为了达到上述目的，本发明提供一种二维平面多角度喷水推进装置，包含：总开关，其控制整个装置的电源输入；控制器模块，其电性连接总开关，用于控制整个装置的工作，该控制器模块中包含3-8译码器模块；电机驱动器，其电性连接控制器模块，用于驱动电机；电机，其电性连接电机驱动器，用于驱动泵；泵，其通过联轴器连接电机，用于将水加压后输送到主管路内；主管路，其管路连接泵；喷口模块，其通过进水盘连接主管路；电磁阀驱动器，其电性连接控制器模块，用于根据控制器模块的指令驱动电磁阀的开闭；电磁阀装置，其安装在喷口模块上，并电性连接电磁阀驱动器，用于控制喷口模块的开闭。所述的3-8译码器模块包含3个输入端和8个输出端，每个输入端电性连接一个输入开关，输入开关控制输入端为高电平或低电平，每个输出端电性连接电磁阀驱动器，每个输出端对应一个电磁阀，输出端输出高电平或低电平，输出为高电平时，对应的电磁阀打开，输出为低电平时，对应的电磁阀关闭，该3-8译码器模块的输入采用二进制，输出采用十进制，输出的十进制数等于输入的二进制数。所述的3-8译码器模块采用74LS138芯片。所述的喷口模块包含8个喷口装置，第一喷口装置设置在进水盘的后方，第二喷口装置设置在进水盘的左后方，第三喷口装置设置在进水盘的左方，第四喷口装置设置在进水盘的左前方，第五喷口装置设置在进水盘的前方，第六喷口装置设置在进水盘的右前方，第七喷口装置设置在进水盘的右方，第八喷口装置设置在进水盘的右后方。所述的电磁阀装置包含8个电性连接电磁阀驱动器的电磁阀，第一电磁阀安装在第一喷口装置上，第二电磁阀安装在第二喷口装置上，第三电磁阀安装在第三喷口装置上，第四电磁阀安装在第四喷口装置上，第五电磁阀安装在第五喷口装置上，第六电磁阀安装在第六喷口装置上，第七电磁阀安装在第七喷口装置上，第八电磁阀安装在第八喷口装置上。所述的3-8译码器模块的输入端输入信号与相应电磁阀的启闭控制关系如下：1、当总开关关闭，第一输入开关、第二输入开关、第三输入开关处于任意状态时，八个电磁阀都处于关闭状态，此时整个装置停止；2、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关关闭，第三输入开关关闭时，第一电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向前方移动；3、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关关闭，第三输入开关打开时，第五电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向后方移动；4、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关打开，第三输入开关关闭时，第七电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向左方移动；5、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关打开，第三输入开关打开时，第三电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向右方移动；6、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关关闭，第三输入开关关闭时，第八电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向左前方移动；7、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关关闭，第三输入开关打开时，第六电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向左后方移动；8、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关打开，第三输入开关关闭时，第二电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向右前方移动；9、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关打开，第三输入开关打开时，第四电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向右后方移动。所述的电机为直流式电动机。所述的泵采用容积式液压泵。所述的电磁阀装置采用截止阀或者节流阀。所述的主管路采用软管或者硬管。本发明能够简便地利用三个输入开关控制八个方向的多角度推进，逻辑顺序易于修改，用户可以根据自己的使用习惯设置修改控制顺序，可以自由的实现在二维水面的移动，具有体积小，灵活度高，功耗低等特点，特别适用于小型船只的动力推进。附图说明图1是本发明提供的一种二维平面多角度喷水推进装置的基本原理图。图2是本发明提供的一种二维平面多角度喷水推进装置的电气结构图。图3是本发明提供的一种二维平面多角度喷水推进装置的机械结构俯视图。具体实施方式以下根据图1～图3，具体说明本发明的较佳实施例。如图1～图3所示，本发明提供一种二维平面多角度喷水推进装置，包含：总开关1，其控制整个装置的电源输入；控制器模块2，其电性连接总开关1，用于控制整个装置的工作，该控制器模块2中包含3-8译码器模块；电机驱动器3，其电性连接控制器模块2，用于驱动电机；电机4，其电性连接电机驱动器3，用于驱动泵；泵5，其通过联轴器10连接电机4，用于将水加压后输送到主管路内；主管路6，其管路连接泵5；喷口模块7，其通过进水盘11连接主管路6；电磁阀驱动器8，其电性连接控制器模块2，用于根据控制器模块的指令驱动电磁阀的开闭；电磁阀装置9，其安装在喷口模块7上，并电性连接电磁阀驱动器8，用于控制喷口模块7的开闭。本实施例中，所述的电机4为直流式电动机，可直接通过总开关连接直流式电源。所述的泵5采用容积式液压泵。所述的电磁阀装置9采用截止阀或者节流阀。所述的主管路6采用软管或者硬管。所述的喷口模块7包含8个喷口装置，第一喷口装置701设置在进水盘11的后方，第二喷口装置702设置在进水盘11的左后方，第三喷口装置703设置在进水盘11的左方，第四喷口装置704设置在进水盘11的左前方，第五喷口装置705设置在进水盘11的前方，第六喷口装置706设置在进水盘11的右前方，第七喷口装置707设置在进水盘11的右方，第八喷口装置708设置在进水盘11的右后方；每个喷口装置都包含喷口、喷腔和喷嘴。所述的电磁阀装置9包含8个电性连接电磁阀驱动器8的电磁阀，第一电磁阀901安装在第一喷口装置701上，第二电磁阀902安装在第二喷口装置702上，第三电磁阀903安装在第三喷口装置703上，第四电磁阀904安装在第四喷口装置704上，第五电磁阀905安装在第五喷口装置705上，第六电磁阀906安装在第六喷口装置706上，第七电磁阀907安装在第七喷口装置707上，第八电磁阀908安装在第八喷口装置708上。所述的3-8译码器模块包含3个输入端和8个输出端，每个输入端电性连接一个输入开关，输入开关控制输入端为高电平或低电平，每个输出端电性连接电磁阀驱动器8，每个输出端对应一个电磁阀，输出端输出高电平或低电平，输出为高电平时，对应的电磁阀打开，输出为低电平时，对应的电磁阀关闭；本实施例中，该3-8译码器模块采用74LS138芯片；该3-8译码器模块的输入采用二进制，3个输入端代表3位二进制数，3位二进制最大是111也就是8，该3-8译码器模块的输出采用十进制，8个输出端代表8位十进制数，输出的十进制数等于输入的二进制数。本发明的工作原理如下：总开关1启动，控制器模块2随之启动，控制电机驱动器3驱动电机4带动泵5运转，泵5将流入的水加压后输送到主管道6内，再流入进水盘11，到达喷口装置，同时控制器模块2根据3-8译码器模块中输入开关的开闭情况，接收输入端的二进制数，将该二进制数转换为十进制数经过输出端输出给电磁阀驱动器8，电磁阀驱动器8根据控制器模块2输出的十进制数控制相应的电磁阀打开或关闭，从而控制喷口装置的打开和关闭，高压水从打开的喷口装置流出，整个装置就会向喷水相反的方向移动。以下具体描述3-8译码器模块的输入端输入信号与相应电磁阀的启闭控制关系：1、当总开关关闭，第一输入开关、第二输入开关、第三输入开关处于任意状态时，八个电磁阀都处于关闭状态，此时整个装置停止；2、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关关闭，第三输入开关关闭时，第一电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向前方移动；3、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关关闭，第三输入开关打开时，第五电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向后方移动；4、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关打开，第三输入开关关闭时，第七电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向左方移动；5、当总开关打开，第一输入开关关闭，第二输入开关打开，第三输入开关打开时，第三电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向右方移动；6、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关关闭，第三输入开关关闭时，第八电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向左前方移动；7、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关关闭，第三输入开关打开时，第六电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向左后方移动；8、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关打开，第三输入开关关闭时，第二电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向右前方移动；9、当总开关打开，第一输入开关打开，第二输入开关打开，第三输入开关打开时，第四电磁阀打开，其他电磁阀都关闭，整个装置向右后方移动。以上所述的3个输入开关与整个装置的运动方向的对应关系如表1所示，高电平1代表打开，低电平0代表关闭，X代表任意状态，即0或者1。表1第一输入开关X00001111第二输入开关X00110011第三输入开关X01010101总开关011111111运动方向停止前方后方左方右方左前左后右前右后以上所述的8个电磁阀的开关情况与整个装置的运动方向的对应关系如表2所示，高电平1代表打开，低电平0代表关闭。表2打开总开关，此时第一输入开关～第三输入开关在默认情况下为关闭状态，控制器模块会根据其初始设定好的逻辑功能，激发电机驱动器和电磁阀驱动器的启动，同时控制器模块也会激发电机驱动器的运行，当电机驱动器驱使电机启动时，与其连接的泵开始运作，水流从外面流入泵内，泵将流入的水加压以后，经过中心的主管路流出，但是流出的具体方向要根据八个电磁阀的开关情况，在默认情况下第一电磁阀打开，水从主管路进入喷口装置内，并由喷腔外的喷嘴喷出，由于后坐力的作用该装置会向着相反的方向移动，若此时正处于默认状态，该装置会向前移动。通过人为设定三个输入开关的开闭情况可以控制电磁阀驱动器向八个电磁阀的任意一个发送驱动信号，分别控制8个电磁阀的打开或关闭。在工作期间，为了保证工作效率，应该保证任意一个时刻只有一个喷口装置打开，并且为了避免在电磁阀切换期间将喷口装置堵死，需要先打开下一个电磁阀，然后再关闭此时工作的电磁阀。本发明具有以下优点：1、采用原理简单控制方便的74LS138芯片作为控制器模块的主要模块，可以方便的用总开关和三个输入开关控制该装置在水中实现平面内八个方向的自由移动。2、可以根据用户的个人习惯去自行调节输入开关与该装置运动姿态的对应关系。3、可以实现航行多角度推进，大大提高了船体在水中的运动灵活性。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。当前第1页1 2 3