本發(fā)明涉及一種二維平面多角度噴水推進(jìn)裝置。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的船舶推進(jìn)系統(tǒng)主要是螺旋槳推進(jìn)或明輪推進(jìn)，其存在的問題也是不可避免的，比如體積大帶來的強(qiáng)噪聲和可操縱性差，可靠性低等，尤其是螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)，容易因?yàn)樗莸睦p繞導(dǎo)致電機(jī)損壞，而且螺旋槳推進(jìn)由于其外觀的限制，導(dǎo)致其靈活度很差，在遇到緊急情況時(shí)無法自由調(diào)控其方向。隨著船舶和港航技術(shù)的發(fā)展，無人水面艇這一研究領(lǐng)域也在快速崛起，無人水面艇是能在復(fù)雜的海洋環(huán)境下執(zhí)行一些特殊任務(wù)的智能平臺(tái)，可以自主完成環(huán)境監(jiān)測(cè)、目標(biāo)探測(cè)，并可以進(jìn)行收集情報(bào)、監(jiān)視偵察、掃雷、反潛、反恐等活動(dòng)。在這些無人艇中又以小型的無人艇最為突出，因?yàn)槠潴w積小易于研究。所以尋找到一個(gè)適合小型無人艇的動(dòng)力裝置是非常必要的。現(xiàn)有的與船舶噴水推進(jìn)裝置方面內(nèi)容相近的專利有我國(guó)在2013授予的一項(xiàng)發(fā)明專利(采用噴水推進(jìn)技術(shù)的水下航行器，申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)：201310473359.6，發(fā)明設(shè)計(jì)人：唐建中、余有芳、朱煌慶、華光、徐建國(guó)、蔣珀)，描述了一種用于水下航行的噴水推進(jìn)系統(tǒng)，該發(fā)明把推進(jìn)裝置外形設(shè)計(jì)成橢圓式的流線型，減小了在水中的阻力，且運(yùn)用電磁閥控制水的進(jìn)出。但該專利中只設(shè)計(jì)了在二維平面中的前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)四個(gè)方向，所以導(dǎo)致在同一平面內(nèi)的自由度不夠。發(fā)明專利(一種噴水推進(jìn)系統(tǒng)，申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)：201410149026.2，發(fā)明設(shè)計(jì)人：王天霖)，描述了一種噴口裝置的噴水閥的可以自由調(diào)整，且噴口裝置數(shù)n>＝2，噴嘴數(shù)m>＝1，這樣可以根據(jù)使用者的不同需要任意加減噴口數(shù)。但該專利的控制方式不夠明確，缺乏操控性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種二維平面多角度噴水推進(jìn)裝置，能夠簡(jiǎn)便地利用三個(gè)輸入開關(guān)控制八個(gè)方向的多角度推進(jìn)，邏輯順序易于修改，用戶可以根據(jù)自己的使用習(xí)慣設(shè)置修改控制順序，可以自由的實(shí)現(xiàn)在二維水面的移動(dòng)，具有體積小，靈活度高，功耗低等特點(diǎn)，特別適用于小型船只的動(dòng)力推進(jìn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種二維平面多角度噴水推進(jìn)裝置，包含：總開關(guān)，其控制整個(gè)裝置的電源輸入；控制器模塊，其電性連接總開關(guān)，用于控制整個(gè)裝置的工作，該控制器模塊中包含3-8譯碼器模塊；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其電性連接控制器模塊，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)；電機(jī)，其電性連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)泵；泵，其通過聯(lián)軸器連接電機(jī)，用于將水加壓后輸送到主管路內(nèi)；主管路，其管路連接泵；噴口模塊，其通過進(jìn)水盤連接主管路；電磁閥驅(qū)動(dòng)器，其電性連接控制器模塊，用于根據(jù)控制器模塊的指令驅(qū)動(dòng)電磁閥的開閉；電磁閥裝置，其安裝在噴口模塊上，并電性連接電磁閥驅(qū)動(dòng)器，用于控制噴口模塊的開閉。所述的3-8譯碼器模塊包含3個(gè)輸入端和8個(gè)輸出端，每個(gè)輸入端電性連接一個(gè)輸入開關(guān)，輸入開關(guān)控制輸入端為高電平或低電平，每個(gè)輸出端電性連接電磁閥驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)一個(gè)電磁閥，輸出端輸出高電平或低電平，輸出為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的電磁閥打開，輸出為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的電磁閥關(guān)閉，該3-8譯碼器模塊的輸入采用二進(jìn)制，輸出采用十進(jìn)制，輸出的十進(jìn)制數(shù)等于輸入的二進(jìn)制數(shù)。所述的3-8譯碼器模塊采用74LS138芯片。所述的噴口模塊包含8個(gè)噴口裝置，第一噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的后方，第二噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的左后方，第三噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的左方，第四噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的左前方，第五噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的前方，第六噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的右前方，第七噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的右方，第八噴口裝置設(shè)置在進(jìn)水盤的右后方。所述的電磁閥裝置包含8個(gè)電性連接電磁閥驅(qū)動(dòng)器的電磁閥，第一電磁閥安裝在第一噴口裝置上，第二電磁閥安裝在第二噴口裝置上，第三電磁閥安裝在第三噴口裝置上，第四電磁閥安裝在第四噴口裝置上，第五電磁閥安裝在第五噴口裝置上，第六電磁閥安裝在第六噴口裝置上，第七電磁閥安裝在第七噴口裝置上，第八電磁閥安裝在第八噴口裝置上。所述的3-8譯碼器模塊的輸入端輸入信號(hào)與相應(yīng)電磁閥的啟閉控制關(guān)系如下：1、當(dāng)總開關(guān)關(guān)閉，第一輸入開關(guān)、第二輸入開關(guān)、第三輸入開關(guān)處于任意狀態(tài)時(shí)，八個(gè)電磁閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)整個(gè)裝置停止；2、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第一電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向前方移動(dòng)；3、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第五電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向后方移動(dòng)；4、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第七電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向左方移動(dòng)；5、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第三電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向右方移動(dòng)；6、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第八電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向左前方移動(dòng)；7、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第六電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向左后方移動(dòng)；8、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第二電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向右前方移動(dòng)；9、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第四電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向右后方移動(dòng)。所述的電機(jī)為直流式電動(dòng)機(jī)。所述的泵采用容積式液壓泵。所述的電磁閥裝置采用截止閥或者節(jié)流閥。所述的主管路采用軟管或者硬管。本發(fā)明能夠簡(jiǎn)便地利用三個(gè)輸入開關(guān)控制八個(gè)方向的多角度推進(jìn)，邏輯順序易于修改，用戶可以根據(jù)自己的使用習(xí)慣設(shè)置修改控制順序，可以自由的實(shí)現(xiàn)在二維水面的移動(dòng)，具有體積小，靈活度高，功耗低等特點(diǎn)，特別適用于小型船只的動(dòng)力推進(jìn)。附圖說明圖1是本發(fā)明提供的一種二維平面多角度噴水推進(jìn)裝置的基本原理圖。圖2是本發(fā)明提供的一種二維平面多角度噴水推進(jìn)裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明提供的一種二維平面多角度噴水推進(jìn)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)俯視圖。具體實(shí)施方式以下根據(jù)圖1～圖3，具體說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。如圖1～圖3所示，本發(fā)明提供一種二維平面多角度噴水推進(jìn)裝置，包含：總開關(guān)1，其控制整個(gè)裝置的電源輸入；控制器模塊2，其電性連接總開關(guān)1，用于控制整個(gè)裝置的工作，該控制器模塊2中包含3-8譯碼器模塊；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3，其電性連接控制器模塊2，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)；電機(jī)4，其電性連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3，用于驅(qū)動(dòng)泵；泵5，其通過聯(lián)軸器10連接電機(jī)4，用于將水加壓后輸送到主管路內(nèi)；主管路6，其管路連接泵5；噴口模塊7，其通過進(jìn)水盤11連接主管路6；電磁閥驅(qū)動(dòng)器8，其電性連接控制器模塊2，用于根據(jù)控制器模塊的指令驅(qū)動(dòng)電磁閥的開閉；電磁閥裝置9，其安裝在噴口模塊7上，并電性連接電磁閥驅(qū)動(dòng)器8，用于控制噴口模塊7的開閉。本實(shí)施例中，所述的電機(jī)4為直流式電動(dòng)機(jī)，可直接通過總開關(guān)連接直流式電源。所述的泵5采用容積式液壓泵。所述的電磁閥裝置9采用截止閥或者節(jié)流閥。所述的主管路6采用軟管或者硬管。所述的噴口模塊7包含8個(gè)噴口裝置，第一噴口裝置701設(shè)置在進(jìn)水盤11的后方，第二噴口裝置702設(shè)置在進(jìn)水盤11的左后方，第三噴口裝置703設(shè)置在進(jìn)水盤11的左方，第四噴口裝置704設(shè)置在進(jìn)水盤11的左前方，第五噴口裝置705設(shè)置在進(jìn)水盤11的前方，第六噴口裝置706設(shè)置在進(jìn)水盤11的右前方，第七噴口裝置707設(shè)置在進(jìn)水盤11的右方，第八噴口裝置708設(shè)置在進(jìn)水盤11的右后方；每個(gè)噴口裝置都包含噴口、噴腔和噴嘴。所述的電磁閥裝置9包含8個(gè)電性連接電磁閥驅(qū)動(dòng)器8的電磁閥，第一電磁閥901安裝在第一噴口裝置701上，第二電磁閥902安裝在第二噴口裝置702上，第三電磁閥903安裝在第三噴口裝置703上，第四電磁閥904安裝在第四噴口裝置704上，第五電磁閥905安裝在第五噴口裝置705上，第六電磁閥906安裝在第六噴口裝置706上，第七電磁閥907安裝在第七噴口裝置707上，第八電磁閥908安裝在第八噴口裝置708上。所述的3-8譯碼器模塊包含3個(gè)輸入端和8個(gè)輸出端，每個(gè)輸入端電性連接一個(gè)輸入開關(guān)，輸入開關(guān)控制輸入端為高電平或低電平，每個(gè)輸出端電性連接電磁閥驅(qū)動(dòng)器8，每個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)一個(gè)電磁閥，輸出端輸出高電平或低電平，輸出為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的電磁閥打開，輸出為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的電磁閥關(guān)閉；本實(shí)施例中，該3-8譯碼器模塊采用74LS138芯片；該3-8譯碼器模塊的輸入采用二進(jìn)制，3個(gè)輸入端代表3位二進(jìn)制數(shù)，3位二進(jìn)制最大是111也就是8，該3-8譯碼器模塊的輸出采用十進(jìn)制，8個(gè)輸出端代表8位十進(jìn)制數(shù)，輸出的十進(jìn)制數(shù)等于輸入的二進(jìn)制數(shù)。本發(fā)明的工作原理如下：總開關(guān)1啟動(dòng)，控制器模塊2隨之啟動(dòng)，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3驅(qū)動(dòng)電機(jī)4帶動(dòng)泵5運(yùn)轉(zhuǎn)，泵5將流入的水加壓后輸送到主管道6內(nèi)，再流入進(jìn)水盤11，到達(dá)噴口裝置，同時(shí)控制器模塊2根據(jù)3-8譯碼器模塊中輸入開關(guān)的開閉情況，接收輸入端的二進(jìn)制數(shù)，將該二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)經(jīng)過輸出端輸出給電磁閥驅(qū)動(dòng)器8，電磁閥驅(qū)動(dòng)器8根據(jù)控制器模塊2輸出的十進(jìn)制數(shù)控制相應(yīng)的電磁閥打開或關(guān)閉，從而控制噴口裝置的打開和關(guān)閉，高壓水從打開的噴口裝置流出，整個(gè)裝置就會(huì)向噴水相反的方向移動(dòng)。以下具體描述3-8譯碼器模塊的輸入端輸入信號(hào)與相應(yīng)電磁閥的啟閉控制關(guān)系：1、當(dāng)總開關(guān)關(guān)閉，第一輸入開關(guān)、第二輸入開關(guān)、第三輸入開關(guān)處于任意狀態(tài)時(shí)，八個(gè)電磁閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)整個(gè)裝置停止；2、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第一電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向前方移動(dòng)；3、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第五電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向后方移動(dòng)；4、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第七電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向左方移動(dòng)；5、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)關(guān)閉，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第三電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向右方移動(dòng)；6、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第八電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向左前方移動(dòng)；7、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)關(guān)閉，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第六電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向左后方移動(dòng)；8、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)關(guān)閉時(shí)，第二電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向右前方移動(dòng)；9、當(dāng)總開關(guān)打開，第一輸入開關(guān)打開，第二輸入開關(guān)打開，第三輸入開關(guān)打開時(shí)，第四電磁閥打開，其他電磁閥都關(guān)閉，整個(gè)裝置向右后方移動(dòng)。以上所述的3個(gè)輸入開關(guān)與整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示，高電平1代表打開，低電平0代表關(guān)閉，X代表任意狀態(tài)，即0或者1。表1第一輸入開關(guān)X00001111第二輸入開關(guān)X00110011第三輸入開關(guān)X01010101總開關(guān)011111111運(yùn)動(dòng)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個(gè)電磁閥的開關(guān)情況與整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示，高電平1代表打開，低電平0代表關(guān)閉。表2打開總開關(guān)，此時(shí)第一輸入開關(guān)～第三輸入開關(guān)在默認(rèn)情況下為關(guān)閉狀態(tài)，控制器模塊會(huì)根據(jù)其初始設(shè)定好的邏輯功能，激發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電磁閥驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)，同時(shí)控制器模塊也會(huì)激發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，與其連接的泵開始運(yùn)作，水流從外面流入泵內(nèi)，泵將流入的水加壓以后，經(jīng)過中心的主管路流出，但是流出的具體方向要根據(jù)八個(gè)電磁閥的開關(guān)情況，在默認(rèn)情況下第一電磁閥打開，水從主管路進(jìn)入噴口裝置內(nèi)，并由噴腔外的噴嘴噴出，由于后坐力的作用該裝置會(huì)向著相反的方向移動(dòng)，若此時(shí)正處于默認(rèn)狀態(tài)，該裝置會(huì)向前移動(dòng)。通過人為設(shè)定三個(gè)輸入開關(guān)的開閉情況可以控制電磁閥驅(qū)動(dòng)器向八個(gè)電磁閥的任意一個(gè)發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別控制8個(gè)電磁閥的打開或關(guān)閉。在工作期間，為了保證工作效率，應(yīng)該保證任意一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)噴口裝置打開，并且為了避免在電磁閥切換期間將噴口裝置堵死，需要先打開下一個(gè)電磁閥，然后再關(guān)閉此時(shí)工作的電磁閥。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、采用原理簡(jiǎn)單控制方便的74LS138芯片作為控制器模塊的主要模塊，可以方便的用總開關(guān)和三個(gè)輸入開關(guān)控制該裝置在水中實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)八個(gè)方向的自由移動(dòng)。2、可以根據(jù)用戶的個(gè)人習(xí)慣去自行調(diào)節(jié)輸入開關(guān)與該裝置運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3、可以實(shí)現(xiàn)航行多角度推進(jìn)，大大提高了船體在水中的運(yùn)動(dòng)靈活性。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。當(dāng)前第1頁1 2 3