本發(fā)明涉及模型展示領(lǐng)域，特別是一種室內(nèi)音樂水流懸停的裝置，室外夜間噴泉裝置。

背景技術(shù)：

目前，市面上的展示模型大多都是靜態(tài)展示，沒有吸引力；而動(dòng)態(tài)的展示模型中，室外水流模型只是水的不間斷地循環(huán)，配有簡單的燈光，欣賞性不高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的審美水平發(fā)生很大變化，以前的設(shè)計(jì)漸漸滿足不了人們的審美需求，從商業(yè)展示以及美學(xué)上考慮，人們都希望有一種具有觀賞性的動(dòng)態(tài)水流展示模型。以燈光噴泉為例，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)普遍只是將燈光作為變化顏色的手段或者利用燈光折反射體現(xiàn)水流的外觀輪廓使水流變得更加晶瑩剔透，達(dá)不到使水流具有動(dòng)態(tài)觀感的效果。然而，通過一些技術(shù)手段，燈光作為一種重要的觀賞元素還能夠配合水流營造出更多樣的視覺效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水流懸浮裝置，能夠根據(jù)水的振動(dòng)頻率和燈光頻率變化改變水流形狀、速度和強(qiáng)度，并同時(shí)能夠根據(jù)聲音和燈光改變使水流在視覺上具有下流、懸停、回流三種不同的動(dòng)態(tài)展現(xiàn)，增加模型展示的觀賞性。

本發(fā)明的目的通過如下途徑實(shí)現(xiàn)：

一種水流懸浮裝置，包括水箱、水泵、水管、揚(yáng)聲器、電路模塊、至少一個(gè)噴頭和至少一個(gè)led燈光板；水箱、水泵、水管順次連接；噴頭與水管末端連通；其特征在于：各噴頭緊鄰的水管末段與揚(yáng)聲器固定在一起；水泵、揚(yáng)聲器、led燈光板分別與電路模塊連接；所述電路模塊包括單片機(jī)模塊、電源模塊、功率放大模塊、驅(qū)動(dòng)橋模塊、led驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、按鍵模塊、音頻輸入模塊、液晶顯示模塊；其中，單片機(jī)模塊分別與功率放大模塊、驅(qū)動(dòng)橋模塊、led驅(qū)動(dòng)模塊、藍(lán)牙模塊、按鍵模塊、音頻輸入模塊，液晶顯示模塊連接；功率放大模塊與揚(yáng)聲器連接，驅(qū)動(dòng)橋模塊與水泵連接，led驅(qū)動(dòng)模塊與led燈光板連接；電源模塊分別與單片機(jī)模塊、功率放大模塊、驅(qū)動(dòng)橋模塊、led驅(qū)動(dòng)模塊連接；使得噴水能夠根據(jù)揚(yáng)聲器和燈光頻率變化改變形狀、流速和懸停切換。

上述技術(shù)方案中，單片機(jī)模塊使用stm35f103vc單片機(jī)，所述的單片機(jī)模塊的輸出端pwm1與功率放大模塊的輸入端pwm1連接，單片機(jī)模塊的輸出端pwm2與驅(qū)動(dòng)橋模塊的輸入端pwm2連接，單片機(jī)模塊的輸出端pwm3、red、green、blue與led驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端pwm3、red、green、blue對應(yīng)連接，單片機(jī)模塊的雙向輸入/輸出端usart_rx、usart_tx與藍(lán)牙模塊的雙向輸入/輸出端usart_tx、usart_rx對應(yīng)連接，單片機(jī)模塊的輸入端key0、key1、key2、key3、key4、key5與按鍵模塊的輸出端key0、key1、key2、key3、key4、key5對應(yīng)連接，單片機(jī)模塊的輸入端ad1與音頻輸入模塊的輸出端ad1連接，單片機(jī)模塊的雙向輸入/輸出端rs、en、d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7與液晶顯示模塊的雙向輸入/輸出端rs、en、d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7對應(yīng)連接。

上述技術(shù)方案中，功率放大模塊包含一個(gè)運(yùn)放芯片lm158，所述運(yùn)放芯片lm158的腳1與電容c7的一端連接，電容c7的另一端與電阻r6的一端連接，電阻r6的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳1同時(shí)與電阻r4的一端連接，電阻r4的另一端與電容c4一端連接，電容c4的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳1與電阻r4的一端連接，電阻r4的另一端與電阻r3的一端連接，電阻r3的的一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳1與電阻r4的一端連接，電阻r4的另一端與電阻r5的一端連接，電阻r5的另一端與24v電源連接；運(yùn)放芯片lm158的腳2與電阻r7的一端連接，電阻r7的另一端與電容c8的一端連接，電容c8的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳2與電阻r8的一端連接，電阻r8的另一端與電容c10的一端連接，電容c10的另一端與揚(yáng)聲器的一端連接；運(yùn)放芯片lm158的腳3與24v電源連接，運(yùn)放芯片lm158的腳3與電容c5的一端，電容c5的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳3與電容c6的一端連接，電容c6的另一端與電源數(shù)字地連接；運(yùn)放芯片lm158的腳4與電源數(shù)字地連接；運(yùn)放芯片lm158的腳5與電阻r9的一端連接，電阻r9的另一端與電容c9的一端，電容c9的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳5與電容c10的一端連接，電容c10的另一端與揚(yáng)聲器的一端連接；揚(yáng)聲器的另一端與數(shù)字地連接。

上述技術(shù)方案中，所述的揚(yáng)聲器為低音揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器的防塵網(wǎng)與水管固定連接，揚(yáng)聲器能夠根據(jù)功率大小改變振幅，使得水流能夠根據(jù)揚(yáng)聲器振幅改變而產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振動(dòng)。

上述技術(shù)方案，所述的led燈光板為rgb三色板，通過單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)不同的顏色；led燈光板與水箱水平面成一定角度使得噴出水流在光線射程內(nèi)。

上述技術(shù)方案中，所述的噴頭配合揚(yáng)聲器振動(dòng)能夠變換水流的形狀。

上述技術(shù)方案中，所述的水箱中間含有隔離板，將水箱分為大小兩個(gè)部分；較大部分能夠根據(jù)用戶的需要放置各種裝飾品，較小部分放置吸水管；水漫過或略低于隔離板均可。

上述技術(shù)方案中，所述的水流懸浮裝置設(shè)置在室內(nèi)時(shí)，室內(nèi)水管為軟管，與噴頭緊鄰的軟管與揚(yáng)聲器的防塵罩固定；所述的水流懸浮裝置作為室外噴泉設(shè)置時(shí)，室外噴泉水管為圓形鋼管。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，設(shè)置揚(yáng)聲器的頻率為αhz，設(shè)置led燈光頻率為βhz，兩頻率均可變；當(dāng)α＝β時(shí)，水流在視覺上懸停；當(dāng)α<β時(shí)，水流在視覺上回流；當(dāng)α>β時(shí)，水流在視覺上往下流；揚(yáng)聲器的振幅不同，水流形狀不同；音頻輸入模塊輸入音樂或通過藍(lán)牙模塊輸入音樂，隨不同音樂信號(hào)，水流懸停切換不同的模式。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，在高壓噴泉中噴頭的振源由壓電陶瓷代替揚(yáng)聲器，壓電陶瓷與電路模塊連接，受到電子線路的控制產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng)。

由此，本裝置通過發(fā)光板實(shí)現(xiàn)閃屏與通過音響振動(dòng)軟管或壓電陶瓷振動(dòng)實(shí)現(xiàn)水源振動(dòng)，通過閃屏光源對視覺進(jìn)行“采樣”，同時(shí)在采樣點(diǎn)配合水流振動(dòng)波峰進(jìn)行視覺的欺騙；形成水珠停留的效果；調(diào)節(jié)閃動(dòng)頻率，使其與水流速度接近(或同步)時(shí)，水流雖然在高速運(yùn)動(dòng)，但看上去卻是緩慢運(yùn)動(dòng)或相對靜止的，利用這種視覺暫留現(xiàn)象，產(chǎn)生懸停效果；同時(shí)，通過改變播放音樂，揚(yáng)聲器能夠根據(jù)功率大小改變振幅，使得水流能夠根據(jù)揚(yáng)聲器振幅改變而產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振動(dòng)。相對于現(xiàn)有單一的控制水流類展示模型或噴泉，本發(fā)明具有視覺上水流懸停，水流上升，水流下降等功能，并且能夠隨著音樂節(jié)奏的變化而進(jìn)行變化，可以運(yùn)用到室內(nèi)模型，室外噴泉等領(lǐng)域中。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明水流懸浮裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明水流懸浮裝置包含多個(gè)噴頭構(gòu)成噴泉的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明水流懸浮裝置的一種實(shí)施方式的噴頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明水流懸浮裝置的電路模塊原理示意圖；

圖5為本發(fā)明水流懸浮裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明中單片機(jī)模塊的電路圖；

圖7是本發(fā)明中功率放大模塊電路圖；

圖8是本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)橋模塊的電路圖；

圖9是本發(fā)明中l(wèi)ed驅(qū)動(dòng)模塊的電路圖；

圖10是本發(fā)明中藍(lán)牙模塊的電路圖；

圖11是本發(fā)明中按鍵模塊的電路圖；

圖12是本發(fā)明中音頻輸入模塊的電路圖。

圖中，水箱1、過濾器2、水泵3、水管4、揚(yáng)聲器或壓電陶瓷5、噴頭6、led燈光板7、單片機(jī)模塊8、功率放大模塊9、驅(qū)動(dòng)橋模塊10、led驅(qū)動(dòng)模塊11、藍(lán)牙模塊12、按鍵模塊13、音頻輸入模塊14，液晶顯示模塊15、電源模塊16。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明是一種水流懸浮裝置，包括水箱1，過濾器2，水泵3，水管4，揚(yáng)聲器5，噴頭6，led燈光板7和電路模塊，電路模塊所在電路板置于水箱前側(cè)外壁。如圖2所示為led燈光板7和噴頭6分離設(shè)置在高壓噴泉中的一個(gè)具體實(shí)施例，也可以按照需要靈活分布led燈光板7和噴頭6。

如圖2所示為噴頭6的一個(gè)具體實(shí)施例，在該實(shí)施例中揚(yáng)聲器5換成壓電陶瓷設(shè)置在噴頭的外圍與噴頭6成為一體，所述的噴頭在高壓噴泉中，噴頭6包括噴頭體601、噴頭體601上設(shè)置的螺紋帶602、在螺紋帶602處的套筒603、以及套筒603上固定的支撐架604，支撐架604截面為l型，壓電陶瓷5固定在支撐架604l型的豎直端與噴頭體601之間，支撐架604l型的水平端固定在套筒603上。具有噴頭，由噴嘴、軟管、水管、支架、壓電陶瓷組成。壓電陶瓷在電子線路的控制下，可產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng)。所述的水管4為軟管(室內(nèi)水流)或鋼管(室外噴泉)，水管一端與水泵3相連，水管的另一端與噴頭6相連接。所述的(室內(nèi)水流)噴頭6，與噴頭6緊鄰的水管4與揚(yáng)聲器固定；在高壓噴泉中噴頭用壓電陶瓷代替揚(yáng)聲器，壓電陶瓷在電子線路的控制下產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng)。

圖3為本發(fā)明水流懸浮裝置的電路模塊原理示意圖。電路模塊包括單片機(jī)模塊8、電源模塊16、功率放大模塊9、驅(qū)動(dòng)橋模塊10、led驅(qū)動(dòng)模塊11、藍(lán)牙模塊12、按鍵模塊13、音頻輸入模塊14，液晶顯示模塊15；，其中單片機(jī)模塊8分別與功率放大模塊9、驅(qū)動(dòng)橋模塊10、led驅(qū)動(dòng)模塊11、藍(lán)牙模塊12、按鍵模塊13、音頻輸入模塊14，液晶顯示模塊15連接；功率放大模塊9與揚(yáng)聲器5連接，驅(qū)動(dòng)橋模塊10與水泵3連接，led驅(qū)動(dòng)模塊11與led燈光板7連接；電源模塊分別與單片機(jī)模塊8、功率放大模塊9、驅(qū)動(dòng)橋模塊10、led驅(qū)動(dòng)模塊11連接。電源模塊16分別與單片機(jī)模塊8、功放模塊9、驅(qū)動(dòng)橋模塊10、led驅(qū)動(dòng)模塊11連接。

圖4為本發(fā)明水流懸浮裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。所述的單片機(jī)模塊8的輸出端pwm1與功率放大模塊9的輸入端pwm1連接，單片機(jī)模塊8的輸出端pwm2與驅(qū)動(dòng)橋模塊10的輸入端pwm2連接，單片機(jī)模塊8的輸出端pwm3、red、green、bule與led驅(qū)動(dòng)模塊11的輸入端pwm3、red、green、bule對應(yīng)連接，單片機(jī)模塊8的雙向輸入/輸出端usart_rx、usart_tx與藍(lán)牙模塊12的雙向輸入/輸出端usart_tx、usart_rx對應(yīng)連接，單片機(jī)模塊8的輸入端key0、key1、key2、key3、key4、key5與按鍵模塊13的輸出端key0、key1、key2、key3、key4、key5對應(yīng)連接，單片機(jī)模塊8的輸入端ad1與音頻輸入模塊14的輸出端ad1連接，單片機(jī)模塊8的雙向輸入/輸出端rs、en、d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7與液晶顯示模塊15的雙向輸入/輸出端rs、en、d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7對應(yīng)連接。

圖5是本發(fā)明中單片機(jī)模塊的電路圖。所述的單片機(jī)模塊8包括芯片u1，u1為stm32f103vc單片機(jī)；芯片u1的腳24、腳36、腳48和腳9均與穩(wěn)壓電源端vcc連接，芯片u1的腳44與電阻r1的一端連接，電阻r1的另一端電源數(shù)字地gnd連接，芯片u1的腳5和腳6與晶振y的腳1和腳2對應(yīng)連接，芯片u1的腳8、腳23、腳35和腳47均與電源數(shù)字地gnd連接，電阻r2的一端與開關(guān)s1的一端連接，電阻r2的另一端與穩(wěn)壓電源端vcc連接，電容c1的另一端和開關(guān)s1的另一端均與電源數(shù)字地gnd連接，電容c2的一端和電容c3的一端與晶振y的腳1和腳2對應(yīng)連接，電容c2的另一端和電容c3的另一端均與電源數(shù)字地gnd連接。

圖6是本發(fā)明中功率放大模塊電路圖。所述的單片機(jī)模塊8的輸出端pwm1與功率放大模塊9的輸入端pwm1連接，功率放大模塊9中包含一個(gè)運(yùn)放芯片lm158(圖7中右側(cè)方框中的矩形框所示)，運(yùn)放芯片lm158的腳1與電容c7的一端連接，電容c7的另一端與電阻r6的一端連接，電阻r6的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳1與電阻r4的一端連接，電阻r4的另一端與電容c4一端連接，電容c4的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳1與電阻r4的一端連接，電阻r4的另一端與電阻r3的一端連接，電阻r3的一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳1與電阻r4的一端連接，電阻r4的另一端與電阻r5的一端連接，電阻r5的另一端與24v電源連接；運(yùn)放芯片lm158的腳2與電阻r7的一端連接，電阻r7的另一端與電容c8的一端連接，電容c8的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳2與電阻r8的一端連接，電阻r8的另一端與電容c10的一端連接，電容c10的另一端與揚(yáng)聲器的一端連接；運(yùn)放芯片lm158的腳3與24v電源連接，運(yùn)放芯片lm158的腳3與電容c5的一端，電容c5的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳3與電容c6的一端連接，電容c6的另一端與電源數(shù)字地連接；運(yùn)放芯片lm158的腳4與電源數(shù)字地連接；運(yùn)放芯片lm158的腳5與電阻r9的一端連接，電阻r9的另一端與電容c9的一端，電容c9的另一端與電源數(shù)字地連接，運(yùn)放芯片lm158的腳5與電容c10的一端連接，電容c10的另一端與揚(yáng)聲器5的一端連接；揚(yáng)聲器5的另一端與數(shù)字地連接。

圖7為本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)橋模塊的電路圖。單片機(jī)模塊8的輸出端pwm2與驅(qū)動(dòng)橋模塊10的輸入端pwm2連接；驅(qū)動(dòng)橋模塊包含一塊驅(qū)動(dòng)芯片l298n，驅(qū)動(dòng)芯片l298n的腳5、腳9與5v電源端連接，驅(qū)動(dòng)芯片l298n的腳4與24v電源連接，驅(qū)動(dòng)芯片l298n的腳7、腳8、腳1和腳15與數(shù)字地連接；電機(jī)m的一端與驅(qū)動(dòng)芯片l298n的腳2連接，另一端與驅(qū)動(dòng)芯片l298n的腳3連接。

圖8是本發(fā)明中l(wèi)ed驅(qū)動(dòng)模塊11的電路圖。單片機(jī)模塊8的輸出端pwm3、red、green、bule與led驅(qū)動(dòng)模塊11的輸入端pwm3、red、green、bule連接，led驅(qū)動(dòng)模塊11包括芯片u3，u3為lm158運(yùn)放芯片，芯片u3的腳4與數(shù)字地連接，芯片u3的腳5與三極管e端連接，三極管b端與另一個(gè)電阻r5(1k歐姆)的一端連接，三極管c端與24v電源連接。

圖9是本發(fā)明中藍(lán)牙模塊12的電路圖；單片機(jī)模塊8的雙向輸入/輸出端usart_rx、usart_tx與藍(lán)牙模塊12的雙向輸入/輸出端usart_tx、usart_rx對應(yīng)連接，藍(lán)牙模塊12包含一個(gè)串口模塊u4，所述的串口模塊u4的腳2與穩(wěn)壓電源端vcc連接，腳3與數(shù)字地連接。

圖10是本發(fā)明中按鍵模塊13的電路圖。單片機(jī)模塊8的輸入端key0、key1、key2、key3、key4、key5與按鍵模塊13的輸出端key0、key1、key2、key3、key4、key5對應(yīng)連接；按鍵模塊13的輸出端key0對應(yīng)按鍵s7的一端、key1對應(yīng)按鍵s6的一端、key2對應(yīng)按鍵s5的一端、key3對應(yīng)按鍵s4的一端、key4對應(yīng)按鍵s3的一端、key5對應(yīng)按鍵s2的一端，按鍵s2、s3、s4、s5、s6、s7的另一端與數(shù)字地連接。

圖11是本發(fā)明中音頻輸入模塊14的電路圖。單片機(jī)模塊8的輸入端ad1與音頻輸入模塊14的輸出端ad1連接，音頻輸入模塊包括一個(gè)音頻輸入串口u5，音頻輸入串口u5的腳1與穩(wěn)壓電源端vcc連接，音頻輸入串口u5的腳2與電容c1一端連接，電容c1另一端與數(shù)字地連接，音頻輸入串口u5的腳3與穩(wěn)壓數(shù)字地連接。

圖12是本發(fā)明中液晶屏模塊15的電路圖。單片機(jī)模塊8的雙向輸入/輸出端rs、en、d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7與液晶顯示模塊15的雙向輸入/輸出端rs、en、d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7對應(yīng)連接。所述的液晶顯示模塊包括顯示屏；顯示屏(12864芯片所示)的腳1、腳20與數(shù)字地連接，腳2、腳17、腳19與穩(wěn)壓電源端vcc連接，滑動(dòng)變阻器w1一段與穩(wěn)壓電源端vcc連接，滑動(dòng)變阻器w1的另一段與數(shù)字地連接，滑動(dòng)變阻器w1的中間段與腳3連接。

通過水泵3使水由水箱1經(jīng)過過濾器2，經(jīng)過噴頭6循環(huán)流動(dòng)；通過改變水泵3的轉(zhuǎn)速來改變水流速度和壓力強(qiáng)度；水管4末段與揚(yáng)聲器5的防塵罩粘連在一起，水管4末段內(nèi)即將要噴出的水隨著揚(yáng)聲器5振動(dòng)而振動(dòng)，調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器5的頻率改變水的振動(dòng)頻率；led燈光板7為三色板，通過電路控制可以發(fā)出不同顏色的燈光，并且控制燈光的頻率。

揚(yáng)聲器5選用低音揚(yáng)聲器，設(shè)置揚(yáng)聲器5的頻率為αhz，設(shè)置led燈光7頻率為βhz。當(dāng)α＝β時(shí)，水流在視覺上懸停；當(dāng)α<β時(shí)，水流在視覺上回流；當(dāng)α>β時(shí)，水流在視覺上往下流。揚(yáng)聲器的振幅不同，水流形狀不同。音頻輸入模塊輸入音樂或通過藍(lán)牙模塊輸入音樂，隨不同音樂信號(hào)，水流懸停切換不同的模式，隨音樂播放，體現(xiàn)節(jié)奏感。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。