一種穿水簾式秋千及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種穿水簾式秋千及其控制方法，該穿水簾式秋千包括秋千架、秋千鏈、座板，秋千鏈下端與座板連接，所述的穿水簾式秋千還包括水池、送水管、噴水管、電子控制器、角度傳感器、速度傳感器，控制方法主要通過角度和速度傳感器反饋的信號控制噴水管的噴水。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，且使用安全，噴出的水不會碰到人的身上，能夠給人帶來新鮮感、刺激感和趣味性，比較適合進駐游樂場，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。
【專利說明】 一種穿水簾式秋千及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明及一種秋千，特別涉及一種穿水簾式秋千及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的秋千各式各樣，但總體來說基本是由支架、懸索或者擺臂、座椅構(gòu)成，有些秋千為了讓人完全放松舒適而增加電力驅(qū)動，這些秋千都沒有突破傳統(tǒng)秋千的枷鎖，帶給人們的新鮮感、刺激感和趣味性日益平淡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服上述問題，提供一種穿水簾式秋千及其控制方法。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用的方法是:
[0005]一種穿水簾式秋千，包括秋千架、秋千鏈、座板，秋千鏈下端與座板連接，所述的穿水簾式秋千還包括水池、送水管、噴水管、電子控制器、角度傳感器、速度傳感器，所述的秋千架上端與噴水管連接，噴水管與秋千鏈上端連接，所述的水池設(shè)置在噴水管的正下方的地面上，送水管與噴水管連接，所述的角度傳感器和速度傳感器內(nèi)嵌于所述的秋千鏈下端，所述的角度傳感器和速度傳感器的信號輸出端與電子控制器的信號輸入端相連，電子控制器的信號輸出端與噴水管的控制信號輸入端相連，所述的電子控制器采用微處理器進行控制，在所述的微處理器內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換器。
[0006]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述的電子控制器采用的微處理器選用芯片型號為C8051F020的單機片。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，角度傳感器采用型號為MMA7361QR3軸小量程加速傳感器。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述速度傳感器采用型號為VG035PD的光纖陀螺儀角速
度傳感器。
[0009]一種穿水簾式秋千的控制方法，包括如下步驟:
[0010]步驟Al:讀取與速度傳感器相連的A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)作為當前速度數(shù)據(jù)，判斷該速度是否為零，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A2，否則執(zhí)行步驟Al ；
[0011]步驟A2:讀取與角度傳感器相連的A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)作為最大傾斜角度，判斷最大傾斜角度是否大于臨界傾斜角度，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A3，否則輸出信號給噴水管控制器使其停止放水，執(zhí)行步驟Al ；
[0012]步驟A3:讀取當前系統(tǒng)時間記為初始時刻，計算噴水管開始停水的時刻以及噴水管開始放水的時刻，執(zhí)行步驟A4 ；
[0013]步驟A4:讀取當前系統(tǒng)時間，判斷當前系統(tǒng)時間是否小于噴水管開始停水的時亥IJ，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A4，否則輸出信號給放水開關(guān)控制器使其停止放水，執(zhí)行步驟A5 ；
[0014]步驟A5:讀取當前系統(tǒng)時間，判斷當前系統(tǒng)時間是否小于噴水管開始放水的時亥IJ，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A5，否則輸出信號給放水開關(guān)控制器使其開始放水，執(zhí)行步驟Al。
[0015]作為本發(fā)明方法的一種改進，所述的速度傳感器發(fā)送來的速度數(shù)據(jù)為秋千鏈底端的線速度，該線速度為非負值。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，且使用安全，噴出的水不會碰到人的身上，能夠給人帶來新鮮感、刺激感和趣味性，比較適合進駐游樂場，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的穿水簾式秋千系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖2為本發(fā)明的穿水簾式秋千系統(tǒng)在擺動時，擺動到最高處的狀態(tài)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的穿水簾式秋千系統(tǒng)在擺動時，擺動到最低處的狀態(tài)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的穿水簾式秋千控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的穿水簾式秋千系統(tǒng)控制流程圖；
[0023]圖6為本發(fā)明的計算秋千的擺角Θ與時間t的關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明的噴水管停止噴水以及開始噴水的時間計算結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為本發(fā)明中相應(yīng)的停水時刻tff、放水時刻t1、臨界角Θ l|S#的值的表格。
[0026]圖中各部件為:
[0027]1-電子控制器，2-秋千架，3-噴水管，4-秋千鏈，5-座板，6_角度傳感器，7_速度傳感器，8-水池，9-送水管。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做具體的說明。
[0029]如圖1到圖4所述的所述的一種穿水簾式秋千，其機械結(jié)構(gòu)包括秋千架2、秋千鏈
4、座板5，秋千鏈4下端與座板5連接，所述的穿水簾式秋千還包括水池8、送水管9、噴水管
3、所述的秋千架2上端與噴水管3連接，噴水管3與秋千鏈4上端連接，所述的水池設(shè)置在噴水管3的正下方的地面上，送水管9與噴水管3連接。
[0030]所述的穿水簾式秋千還包括電子控制器1、角度傳感器6、速度傳感器7，所述的角度傳感器6和速度傳感器7內(nèi)嵌于所述的秋千鏈4下端，所述的角度傳感器6和速度傳感器7的信號輸出端與電子控制器I的信號輸入端相連，電子控制器I的信號輸出端與噴水管3的控制信號輸入端相連,在本實施例中所述速度傳感器7米用型號為VG035PD的光纖陀螺儀角速度傳感器，角度傳感器6采用型號為MMA7361QR3軸小量程加速傳感器。
[0031]所述的電子控制器I采用微處理器進行控制，電子控制器內(nèi)部嵌有控制軟件，所述的微處理器內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換器，在本實施例中所述的電子控制器I采用的微處理器選用芯片型號為C8051R)20的單機片。
[0032]圖5為本發(fā)明的水簾式秋千的控制方法的流程圖，包括如下步驟:
[0033]步驟Al:讀取與速度傳感器7相連的A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)作為當前速度數(shù)據(jù)，判斷該速度是否為零，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A2，否則執(zhí)行步驟Al ；
[0034]步驟A2:讀取與角度傳感器6相連的A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)作為最大傾斜角度，判斷最大傾斜角度是否大于臨界傾斜角度，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A3，否則輸出信號給噴水管3控制器使其停止放水，執(zhí)行步驟Al ；
[0035]步驟A3:讀取當前系統(tǒng)時間記為初始時刻，計算噴水管開始停水的時刻以及噴水管開始放水的時刻，執(zhí)行步驟A4 ；
[0036]步驟A4:讀取當前系統(tǒng)時間，判斷當前系統(tǒng)時間是否小于噴水管開始停水的時亥IJ，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A4，否則輸出信號給放水開關(guān)控制器使其停止放水，執(zhí)行步驟A5 ；
[0037]步驟A5:讀取當前系統(tǒng)時間，判斷當前系統(tǒng)時間是否小于噴水管開始放水的時亥IJ，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A5，否則輸出信號給放水開關(guān)控制器使其開始放水，執(zhí)行步驟Al。[0038]在本發(fā)明中，所述的速度傳感器7發(fā)送來的速度數(shù)據(jù)為秋千鏈4底端的線速度，該線速度為非負值。
[0039]下面就本發(fā)明的計算過程過進一步地闡述，首先定義秋千擺角為Θ，臨界傾斜角為Θ lls#，所述臨界傾斜角為一個傾斜角度，只有最大傾斜角大于該角度時，在半個周期(秋千座板從一側(cè)最高點到另一側(cè)最高點記為半個周期)內(nèi)才會有水從噴水管流下。噴水管的放水時刻為、停止噴水的時刻為tff，秋千鏈的長度為1、秋千鏈的最大傾斜角度為Θ _、人坐在秋千座板時臀部到頭頂?shù)木嚯x為h，臀部到腳底的距離為W，通過θ_、Θ
1、h、w，建立穿水簾式秋千的模型:
[0040]1、秋千的擺角Θ與時間t的關(guān)系
[0041]秋千的運動軌跡類似于單擺運動，在不考慮阻力的情況下，設(shè)人的質(zhì)量為m，重力加速度為g，秋千運動的周期為T，秋千在最高點時作為初始時刻，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。
[0042]根據(jù)角動量定理知單擺的運動方程:
【權(quán)利要求】
1.一種穿水簾式秋千，包括秋千架(2)、秋千鏈(4)、座板(5)，秋千鏈(4)下端與座板(5)連接，其特征在于:還包括水池(8)、送水管(9)、噴水管(3)、電子控制器(I)、角度傳感器(6)、速度傳感器(7)，所述的秋千架(2)上端與噴水管(3)連接，噴水管(3)與秋千鏈(4)上端連接，所述的水池設(shè)置在噴水管(3)的正下方的地面上，送水管(9)與噴水管(3)連接，所述的角度傳感器(6)和速度傳感器(7)內(nèi)嵌于所述的秋千鏈(4)下端，所述的角度傳感器(6)和速度傳感器(7)的信號輸出端與電子控制器(I)的信號輸入端相連，電子控制器(I)的信號輸出端與噴水管(3)的控制信號輸入端相連，所述的電子控制器(I)采用微處理器進行控制，在所述的微處理器內(nèi)置有Α/D轉(zhuǎn)換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿水簾式秋千，其特征在于:所述的電子控制器(I)采用的微處理器選用芯片型號為C8051R)20的單機片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿水簾式秋千，其特征在于:角度傳感器(6)采用型號為MMA7361QR 3軸小量程加速傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿水簾式秋千，其特征在于:所述速度傳感器(7)采用型號為VG035PD的光纖陀螺儀角速度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穿水簾式秋千的控制方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟Al:讀取與速度傳感器(7)相連的Α/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)作為當前速度數(shù)據(jù)，判斷該速度是否為零，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A2，否則執(zhí)行步驟Al ； 步驟A2:讀取與角度傳感器(6)相連的Α/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)作為最大傾斜角度，判斷最大傾斜角度是否大于臨界傾斜角度，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A3，否則輸出信號給噴水管(3)控制器使其停止放水，執(zhí)行步驟Al ； 步驟A3:讀取當前系統(tǒng)時間記為初始時刻，計算噴水管開始停水的時刻以及噴水管開始放水的時刻，執(zhí)行步驟A4 ； 步驟A4:讀取當前系統(tǒng)時間，判斷當前系統(tǒng)時間是否小于噴水管開始停水的時刻，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A4，否則輸出信號給放水開關(guān)控制器使其停止放水，執(zhí)行步驟A5 ； 步驟A5:讀取當前系統(tǒng)時間，判斷當前系統(tǒng)時間是否小于噴水管開始放水的時刻，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟A5，否則輸出信號給放水開關(guān)控制器使其開始放水，執(zhí)行步驟Al。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種穿水簾式秋千的控制方法，其特征在于:所述的速度傳感器(7)發(fā)送來的速度數(shù)據(jù)為秋千鏈(4)底端的線速度，該線速度為非負值。
【文檔編號】G05B19/042GK103885356SQ201310276511
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】程國勝, 張世軍, 趙文星 申請人:南京信息工程大學