一种用于水舞灯光秀的无人游船的制作方法

本发明涉及水域机器人控制系统，尤其是一种用于水舞灯光秀的无人游船。

背景技术：

无人船是一种可以无需遥控,借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人,英文缩写为usv。国内外许多企业大力投入无人船的研制，充分发挥无人船低成本、无随船人员、低风险的优势，最大化体现水域机器人的价值。游船分布在江河、湖泊、海湾各处景区，作为可自主航行的水域机器人，能自搭载乘客主完成指定航行任务，展示防卫功能。

随着现代社会的发展，人们物质水平提高，文化水平需求增长，对于生活休闲的方式有着越来越多样的追求，夜晚沿水岸如绿道散步的群众越来越多，水舞灯光秀作为一种新型的夜间文化娱乐项目，在各地城市建设中掀起一股热潮，但是其需以水为依托，必须建在离水源近的地方，一般设在广阔的地方，才能形成宏大景观，所以水舞灯光秀易受场地、季节的限制，对于开展水舞灯光秀的城市或景区的地理环境有着较高的要求。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是：传统水舞灯光秀建设时，引水困难，靠资巨大，占地面积广，而且难以移动重复利用，可展示空间有限；如何降低灯光秀系统建设成本，避免固定区域和固定姿态展示产生审美疲劳，实现自动追踪水源，构造移动式水舞动灯光秀系统成为研究难点。

本发明通过如下技术方案达到上述目的：提供一种用于水舞灯光秀的无人游船，包括船体、控制系统、喷水系统、灯光系统、引水系统、音响系统和能源系统；所述控制系统作为无人游船的控制中枢，连接并监控喷水系统、灯光系统、引水系统、音响系统和能源系统，实现对无人船的自主控制。

进一步的，所述船体包括载物舱、防水舱和桅杆，其中载物舱设置于船体甲板以上，防水舱设置于船体甲板以下，桅杆安装于船体甲板以上的中后端；所述控制系统、引水系统和能源系统安装于防水舱内，所述喷水系统和灯光系统配套地安装于载物舱上，所述音响系统安装于桅杆顶端。

所述能源系统为控制系统、喷水系统、灯光系统、引水系统和音响系统提供能源。

所述引水系统可将船体外的水注入喷水系统，持续为喷水系统提供高压水源。

所述喷水系统可根据控制系统所需的喷射效果实现水体喷射，有序的控制各出水孔水体流量、方向、流速和旋转关系。

所述灯光系统可根据控制系统所需的照射效果实现灯光照射，有序的控制各光源设备的闪烁时序、频率和光照强度。

所述控制系统驱动音响系统播放乐曲，并根据音乐节奏统一协调所述引水系统、喷水系统和灯光系统的工况状态，使喷水系统和灯光系统配合音乐节奏动作，实现水舞灯光秀，当无人游船在水域移动过程中，依旧能实现喷水系统和灯光系统的协调动作，实现可移动的水舞灯光秀。

进一步的，所述喷水系统包括固定座、水接头、分水器、喷头、旋转台和摆动电机；所述分水器包括一个进水口和多个出水口，分水器两侧设置摆动销；旋转台上设置与分水器摆动销对应的摆动孔；所述水接头一端为设置硬质管作为进水口，中间段为软质管可拉伸弯折，另一端为设置有滚动轴承的硬质管作为出水口；其中固定座安装于载物舱的甲板上，旋转台安装于固定座之上，旋转台底部设置旋转电机，用于驱动旋转台围绕固定座旋转；所述摆动电机安装于旋转台中，分水器通过摆动销挂载于旋转台的摆动孔中，摆动电机的输出轴与分水器一侧的摆动销位置对应且相连，当摆动电机动作时，摆动电机的输出轴带动分水器向左或向右摆动，摆动角度范围为负45度至正45度，其中分水器摆动0度对应为竖直向上的状态；当旋转电机驱动旋转台动作时，旋转台带动分水器顺时针或逆时针旋转；所述水接头通过滚动轴承可旋转地连接在分水器的进水口，具体为，旋转台旋转时带动分水器旋转，分水器带动滚动轴承转动，分水器摆动时带动水接头摆动，水接头摆动使软质管弯曲；所述喷头设置于分水器的出水口，具体为，分水器的每个出水口设置一个喷头，每个喷头对应设置一个电磁阀，用于控制喷头喷水状态。

进一步的，所述灯光系统包括彩灯、继电器、走线管和安置板；所述彩灯安装在安置板顶面，所述每个彩灯对应连接一个继电器，继电器密封于安置板内，所述走线管设置于安置板底面正中间，为灯管系统提供密闭防水的走线空间，包括对应的电源线和信号线；所述安置板安装于分水器的横向水腔内，每个彩灯的灯头正对一个喷头，确保彩灯的光线能集中穿过分水器上对应的出水口，照亮通过喷头的水体。

进一步的，所述引水系统包括高压抽水泵和引水管，所述引水管分为两段，第一段引水管的一端穿过船体埋入水中作为引水管的进水口，另一端与水泵的进水口相连，第二段引水管的一端连接在水泵的出水口上，另一端作为引水管的出水口；所述引水管的进水口设置在船体外侧且位于船体吃水线之下，每个引水管的进水口配置一个电磁阀，当水泵停止抽水时关闭电磁阀防止水体倒灌入船体；所述引水管的进水口设置滤水罩，防止水草进入引水管；所述引水管的出水口与水接头的进水口相连，为喷水系统提供水源；具体为，所述引水管的进水口设置在船体最低吃水线以下50-100cm，既能确保其水源充足，又可限制扬程节约抽水能源；在所述引水管进水口前端设置与控制系统相连的水深计，当测知水位太低导致进引水管的进水口露出水面时，控制系统闭锁水泵，防止空转损坏水泵。

进一步的，所述音响系统包括扩音喇叭，用于播放音乐。

进一步的，所述能源系统包括蓄电池、充电器和柴油发电机；所述蓄电池为控制系统、旋转电机、摆动电机、彩灯、继电器、扩音喇叭、电磁阀和水深计供电；所述柴油发电机给水泵供电并通过充电器给蓄电池充电。

进一步的，所述柴油发电机和水泵均设置有配套的消声器，降低噪音对音响系统的影响。

本发明相比现有技术具有以下优点。

1、通过在无人游船上设置喷水系统、灯光系统、引水系统和音响系统，实现可移动的水舞灯光秀，既能通过单艘无人游船自主航行，沿途展示水舞灯光秀，也可通过无人船集群协调展示，呈现规模宏大的水舞灯光秀场景。

2、通过旋转台和摆动电机实现水体及其灯光的旋转和摆动，强化水舞的效果。

3、通过给柴油发电机安装消声器改善系统的音效效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中无人游船立体图。

图2为本发明实施例中无人游船的控制系统组成结构图。

图3为本发明实施例中喷水系统和引水系统孤立时立体图。

图4为本发明实施例中喷水系统内置灯光系统孤立时立体图。

图5为本发明实施例中喷水系统孤立时部分设备立体图。

图6为本发明实施例中水接头孤立时立体图。

图7为本发明实施例中喷水系统内置灯光系统孤立时剖面立体图。

图8为本发明实施例中能源系统孤立时立体图。

图9为本发明实施例中无人游船的船体透明时立体图。

图中：1-船体；2-控制系统；3-喷水系统；4-灯光系统；5-引水系统；6-音响系统；7-能源系统；8-电磁阀；9-继电器；101-载物舱；102-防水舱；103-桅杆；301-固定座；302-水接头；303-分水器；304-喷头；305-旋转台；306-旋转电机；307-摆动电机；308-摆动销；309-摆动孔；310-滚动轴承；401-彩灯；402-走线管；403-安置板；501-水泵；502-引水管；503-滤水罩；504-水深计；601-扩音喇叭；701-蓄电池；702-充电器；703-柴油发电机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施用例：如图1-9所示，提供一种用于水舞灯光秀的无人游船，包括船体1、控制系统2、喷水系统3、灯光系统4、引水系统5、音响系统6和能源系统7；所述控制系统2作为无人游船的控制中枢，连接并监控喷水系统3、灯光系统4、引水系统5、音响系统6和能源系统7，实现对无人船的自主控制；所述控制系统2为以sim32f系列cpu处理器为核心组成的控制箱，控制系统2与喷水系统3、灯光系统4、引水系统5、音响系统6和能源系统7中处理器相连。

本实施例中，所述船体1包括载物舱101、防水舱102和桅杆103，其中载物舱101设置于船体1甲板以上，防水舱102设置于船体1甲板以下，桅杆103安装于船体1甲板以上的中后端；所述控制系统2、引水系统5和能源系统7安装于防水舱102内，所述喷水系统3和灯光系统4配套地安装于载物舱101上，所述音响系统6安装于桅杆103顶端。

所述能源系统7为控制系统2、喷水系统3、灯光系统4、引水系统5和音响系统6提供能源。

所述引水系统5可将船体1外的水注入喷水系统3，持续为喷水系统3提供高压水源。

所述喷水系统3可根据控制系统2所需的喷射效果实现水体喷射，有序的控制各出水孔水体流量、方向、流速和旋转关系。

所述灯光系统4可根据控制系统2所需的照射效果实现灯光照射，有序的控制各光源设备的闪烁时序、频率和光照强度。

所述控制系统2驱动音响系统6播放乐曲，并根据音乐节奏统一协调所述引水系统5、喷水系统3和灯光系统4的工况状态，使喷水系统3和灯光系统4配合音乐节奏动作，实现水舞灯光秀，当无人游船在水域移动过程中，依旧能实现喷水系统3和灯光系统4的协调动作，实现可移动的水舞灯光秀。

本实施例中，所述喷水系统3包括固定座301、水接头302、分水器303、喷头304、旋转台305和摆动电机307；所述每个分水器303包括一个进水口和五个出水口，分水器303两侧设置摆动销308；旋转台305上设置与分水器303摆动销308对应的摆动孔309；所述水接头302一端为设置硬质管作为进水口，中间段为软质管可拉伸弯折，另一端为设置有滚动轴承310的硬质管作为出水口；载物舱101的甲板上设置六个固定座301，旋转台305安装于固定座301之上，旋转台305底部设置旋转电机306，驱动旋转台305围绕固定座301旋转；所述摆动电机307安装于旋转台305中，分水器303通过摆动销308挂载于旋转台305的摆动孔309中，摆动电机307的输出轴与分水器303一侧的摆动销308位置对应且相连，当摆动电机307动作时，摆动电机307的输出轴带动分水器303向左或向右摆动，摆动角度范围为负45度至正45度，其中分水器303摆动0度对应为竖直向上的状态；当旋转电机306驱动旋转台305动作时，旋转台305带动分水器303顺时针或逆时针旋转；所述水接头302通过滚动轴承310可旋转地连接在分水器303的进水口，具体为，旋转台305旋转时带动分水器303旋转，分水器303带动滚动轴承310转动，分水器303摆动时带动水接头302摆动，水接头302摆动使软质管弯曲；所述喷头304设置于分水器303的出水口，具体为，分水器303的每个出水口设置一个喷头304，每个喷头304对应设置一个电磁阀8，用于控制喷头304喷水状态，当控制系统2驱动喷头304的电磁阀8关闭时，对应的喷头304停止喷水。

本实施例中，所述灯光系统4包括七彩聚光远射型彩灯401、继电器9、走线管402和安置板403，其中彩灯401为七彩聚光远射灯，功率10瓦，射程300m；所述彩灯401安装在安置板403顶面，所述每个彩灯401对应连接一个继电器9，继电器9密封于安置板403内，所述走线管402设置于安置板403底面正中间，为灯管系统提供密闭防水的走线空间，包括对应的电源线和信号线；所述安置板403安装于分水器303的横向水腔内，每个彩灯401的灯头正对一个喷头304，确保彩灯401的光线能集中穿过分水器303上对应的出水口，照亮通过喷头304的水体。

本实施例中，所述引水系统5包括高压抽水泵501和引水管502，其中水泵501为自吸高扬程增压抽水泵501，所述引水管502，所述引水管502分为两段，第一段引水管502的一端穿过船体1埋入水中作为引水管502的进水口，另一端与水泵501的进水口相连，第二段引水管502的一端连接在水泵501的出水口上，另一端作为引水管502的出水口；所述引水管502的进水口设置在船体1外侧且位于船体1吃水线之下，每个引水管502的进水口配置一个电磁阀8，当水泵501停止抽水时关闭电磁阀8防止水体倒灌入船体1；所述引水管502的进水口设置滤水罩503，防止水草进入引水管502；所述引水管502的出水口与水接头302的进水口相连，为喷水系统3提供水源；具体为，所述引水管502的进水口设置在船体1最低吃水线以下60cm，既能确保其水源充足，又可限制扬程节约抽水能源；在所述引水管502进水口前端设置与控制系统2相连的水深计504，当测知水位太低导致进引水管502的进水口露出水面时，控制系统2闭锁水泵501，防止空转损坏水泵501。

本实施例中，所述音响系统6包括扩音喇叭601，用于播放音乐。

本实施例中，所述能源系统7包括蓄电池701、充电器702和柴油发电机703，其中柴油发电机703为康明斯400kw大型千瓦柴油发电机703；所述蓄电池701为控制系统2、旋转电机306、摆动电机307、彩灯401、继电器9、扩音喇叭601、电磁阀8和水深计504供电；所述柴油发电机703给水泵501供电并通过充电器702给蓄电池701充电。

本实施例中，所述柴油发电机703和水泵501均设置有配套的消声器，降低噪音对音响系统6的影响。

本系统无人游船实现可移动水舞灯光秀的步骤如下。

步骤一：无人游船根据监控中心指令，驱动无人游船按照规划航线自主航行。

步骤二：控制系统2选择乐曲，下发给音响系统6的处理器，同时解析乐曲信息生产“喷水信息表”和“灯光信息表”。

步骤三：控制系统2打开引水管502进水口中的电磁阀8，启动柴油发电机703给水泵501供电，启动水泵501待机运行，并启动彩灯401。

步骤四：控制系统2启动音响系统6播放乐曲，同时根据“喷水信息表”控制水泵501功率和喷头304工况，水泵501吸水并从指定喷头304中喷出，形成高压水柱并实现旋转或摇摆，根据“灯光信息表”控制彩灯401及继电器9工况，实现水柱大光。

步骤五：无人游船适速前进，形成可移动的水舞灯光秀。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。