本發(fā)明涉及水上載人板技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及水上載人板的方向操控領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)水上載人板的轉(zhuǎn)向靠人肢體控制，費力的同時需具備熟練的技巧，操作載人板的新手很容易落水，風(fēng)險系數(shù)較大。隨著科技的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了裝備手控舵或腳控舵的載人板，但束縛了手腳反而使操作不習(xí)慣。市面上尚未出現(xiàn)帶有陀螺儀實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的水上載人板。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述情況不足，旨在提供一種實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的水上載人板方向操控系統(tǒng)。

一種水上載人板方向操控系統(tǒng)，包括陀螺儀、信號處理模塊、伺服系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向舵、手動角度輸入模塊，所述信號處理模塊的一端分別連接陀螺儀和手動角度輸入模塊，另一端通過伺服系統(tǒng)連接轉(zhuǎn)向舵。通過設(shè)置帶角度感應(yīng)的陀螺儀采集運動中角度變化的信號傳遞給信號處理模塊，信號處理模塊把陀螺儀信號轉(zhuǎn)成伺服系統(tǒng)機械操控指令，從而調(diào)整轉(zhuǎn)向舵的轉(zhuǎn)向舵量，進而控制載人板的方向。當(dāng)載人板在人的作用下相對水平面左傾時，轉(zhuǎn)向舵控制載人板轉(zhuǎn)向左，當(dāng)載人板右傾時，轉(zhuǎn)向舵控制載人板轉(zhuǎn)向右，從而實現(xiàn)角度改變實現(xiàn)方向調(diào)整的目的。

進一步的，所述信號處理模塊設(shè)有角度閥值模塊。

進一步的，所述伺服系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有防傾覆發(fā)動機。當(dāng)陀螺儀所感應(yīng)到的傾斜角度超過角度閥值，防傾覆發(fā)動機應(yīng)急啟動，提供動力支援，使載人板回復(fù)平衡。

進一步的，所述信號處理模塊和所述伺服系統(tǒng)構(gòu)成控制器系統(tǒng)且置入同一殼體中，殼體具有側(cè)壁，側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有冷卻管路，冷卻管路包括冷卻主管路和冷卻支路，冷卻主管路包括固定主管路和活動主管路，活動主管路設(shè)置在主管路活動塊中，主管路活動塊中的活動主管路用于選擇性的將位于主管路活動塊上方和下方的固定主管路連通，固定主管路連通主管路活動塊設(shè)置在殼體的側(cè)壁中，側(cè)壁中還滑動的設(shè)置有冷卻支路活動塊，冷卻支路活動塊中設(shè)置有冷卻支路，冷卻支路活動塊包括吸熱管和支路連接管，吸熱管與支路連接管連通，冷卻支路活動塊用于在側(cè)壁中的槽中滑動以推動主管路活動塊，由支路連接管與固定主管路連接。

通過在側(cè)壁中設(shè)置固定主管路和活動主管路，可以靈活的排布主管路活動塊，對于最需要冷卻的局部進行制冷，在發(fā)熱量較大的元件附近就將空氣進行冷卻，無需等到空氣都上升到殼體內(nèi)的頂部后再進行冷卻，及時的將控制器系統(tǒng)殼體內(nèi)的空氣降溫，從而降低了控制器系統(tǒng)的整體工作溫度，有利于提高其工作能力，改善控制器系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于：主管路活動塊與壓縮彈簧連接，壓縮彈簧的另一端還與側(cè)壁連接。

通過設(shè)置壓縮彈簧，當(dāng)冷卻支路活動塊離開后，可以使得主管路活動塊能夠自動的回位，以保證冷卻主管路的順利連通，從而維持冷卻系統(tǒng)的正常運行。

再進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于：側(cè)壁上還設(shè)置有活動塊限位裝置，活動塊限位裝置用于保證主管路活動塊在壓縮彈簧的作用下恢復(fù)原位時能夠使得活動主管路與固定主管路對齊。

通過設(shè)置活動塊限位裝置，可以防止主管路活動塊在壓縮彈簧的推動下，向遠離壓縮彈簧的方向運動得過遠，從而導(dǎo)致活動主管路不能與固定主管路完全對齊的問題。

再進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，其附加特征在于：側(cè)壁上還設(shè)置有彈性定位銷，冷卻支路活動塊上設(shè)置與彈性定位銷對應(yīng)的定位孔，彈性定位銷用于防止壓縮彈簧通過主管路活動塊傳遞的作用力使得支路連接管與固定主管路脫離。

通過彈性定位銷，可以克服壓縮彈簧通過主管路活動塊對冷卻支路活動塊所施加的彈力，從保證冷卻支路活動塊也能夠在側(cè)壁內(nèi)準(zhǔn)確定位，以保證固定主管路與支路連接管的對齊。

進一步的，所述防傾覆發(fā)動機為兩個，且安裝在載人板寬度方向上的兩側(cè)。

進一步的，所述載人板面向水面的一側(cè)沿船體寬度方向的橫截面呈中間和兩端位置漸低的結(jié)構(gòu)對稱的M型結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述載人板面向水面的一側(cè)沿寬度方向的中心位置低于兩端的位置。該結(jié)構(gòu)加強了船體對水的附著力，可以更平穩(wěn)的在水面行駛，在快速行駛時，M型船體會對水流起導(dǎo)流作用，使水流向兩邊沿M型船體散開，減小阻力。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框架示意圖；

圖2是本發(fā)明的某一優(yōu)選實施例中的控制器系統(tǒng)側(cè)壁的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的某一優(yōu)選實施例中的控制器系統(tǒng)側(cè)壁的一個使用狀態(tài)圖；

圖4是本發(fā)明的某一優(yōu)選實施例中的控制器系統(tǒng)側(cè)壁的剖視的立體圖；

圖5是本發(fā)明的某一優(yōu)選實施例中的控制器系統(tǒng)側(cè)壁的一個結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

請參照圖1，一種水上載人板方向操控系統(tǒng)，包括感應(yīng)人體傾斜角度的陀螺儀1、信號處理模塊3、伺服系統(tǒng)5、轉(zhuǎn)向舵7、手動角度輸入模塊9，所述信號處理模塊3的一端分別連接陀螺儀1和手動角度輸入模塊9，另一端通過伺服系統(tǒng)5連接轉(zhuǎn)向舵7。當(dāng)人站在水上載人板的上方時，在重力方向上存在相互平衡的兩個力，即人的重力、水給載人板的浮力和水的沖擊力(如載人板為沖浪板時有沖擊力)導(dǎo)致載人板給人的支持力。水平方向上存在向前的動力(該動力可由置于載人板內(nèi)部的防傾覆發(fā)動機提供或者連接于載人板的繩索等提供)和水的阻力。載人板需要轉(zhuǎn)向時，載人板上的人調(diào)整重心，載人板相對水平面偏離，當(dāng)陀螺儀1感應(yīng)到載人板體方向的傾斜角度時，將信號傳遞給信號處理模塊3，伺服系統(tǒng)5根據(jù)信號處理模塊3的信號調(diào)整轉(zhuǎn)向舵7的轉(zhuǎn)向舵量，進而控制載人板的方向，從而實現(xiàn)方向調(diào)整的目的。具體的，當(dāng)載人板在人的作用下相對水平面左傾時，轉(zhuǎn)向舵控制載人板轉(zhuǎn)向左，當(dāng)載人板右傾時，轉(zhuǎn)向舵控制載人板轉(zhuǎn)向右。

進一步的，所述信號處理模塊3設(shè)有角度閥值模塊。當(dāng)陀螺儀1所感應(yīng)到的傾斜角度超過角度閥值，迅速調(diào)整轉(zhuǎn)向舵7的轉(zhuǎn)向舵量，載人板回復(fù)平衡，防止傾覆。

進一步的，所述伺服系統(tǒng)5內(nèi)設(shè)有防傾覆發(fā)動機，當(dāng)陀螺儀1所感應(yīng)到的傾斜角度超過角度閥值，防傾覆發(fā)動機應(yīng)急啟動，提供動力支援，使載人板回復(fù)平衡。

進一步的，所述防傾覆發(fā)動機為兩個，且安裝在載人板寬度方向上的兩側(cè)。寬度方向上的兩側(cè)即載人板左右兩側(cè)。當(dāng)載人板左傾超過角度閥值，左邊的防傾覆發(fā)動機啟動，迅速提供輔助動力，回復(fù)平衡更迅速。當(dāng)載人板右傾超過角度閥值，右邊的防傾覆發(fā)動機啟動，迅速提供輔助動力，回復(fù)平衡更迅速。

進一步的，所述載人板面向水面的一側(cè)沿船體寬度方向的橫截面呈中間和兩端位置漸低的結(jié)構(gòu)對稱的M型結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)加強了船體對水的附著力，可以更平穩(wěn)的在水面行駛，在快速行駛時，M型船體會對水流起導(dǎo)流作用，使水流向兩邊沿M型船體散開，減小阻力。進一步的，所述載人板面向水面的一側(cè)沿寬度方向的中心位置低于兩端的位置，更有效的減小阻力。

上述系統(tǒng)的頻繁調(diào)整等動作的實現(xiàn)，一方面依托于高性能的陀螺儀1、信號處理模塊3和伺服系統(tǒng)5，另一方面與他們的可靠運行密切相關(guān)，最容易發(fā)生的故障是過熱故障，一旦某個元件損毀，將導(dǎo)致性能降低甚至無法運行。

本發(fā)明特針對上述情況做出進一步的設(shè)計，將信號處理模塊和伺服系統(tǒng)置入置與同一殼體中，為方便起見，信號處理模塊和伺服系統(tǒng)統(tǒng)稱為控制器系統(tǒng)，所述殼體具有側(cè)壁。請一并參照圖2至圖5。圖中，各個附圖標(biāo)記表示的含義如下：100、側(cè)壁；101、主管路活動塊；102、固定主管路；103、活動主管路；104、冷卻支路活動塊；105、吸熱管；106、支路連接管；107、壓縮彈簧；108、縱向移動導(dǎo)軌；109、橫向驅(qū)動裝置；110、橫向移動導(dǎo)軌；111、氣缸；112、活動塊夾手；113、活動塊限位裝置。

具體的，載人板外的水與冷卻管路相通，冷卻管路包括冷卻主管路和冷卻支路，冷卻主管路包括固定主管路102和活動主管路103，活動主管路103設(shè)置在主管路活動塊101中，主管路活動塊101中的活動主管路103用于選擇性的將位于主管路活動塊101上方和下方的固定主管路102連通，固定主管路102連通主管路活動塊101設(shè)置在殼體的側(cè)壁100中，側(cè)壁100中還滑動的設(shè)置有冷卻支路活動塊104，冷卻支路活動塊104中設(shè)置有冷卻支路，冷卻支路活動塊104包括吸熱管105和支路連接管106，吸熱管105與支路連接管106連通，冷卻支路活動塊104用于在側(cè)壁100中的槽中滑動以推動主管路活動塊101，由支路連接管106與固定主管路102連接。

通過在側(cè)壁100中設(shè)置固定主管路102和活動主管路103，可以靈活的排布主管路活動塊，對于最需要冷卻的局部進行制冷，在發(fā)熱量較大的元件附近就將空氣進行冷卻，及時的將控制器系統(tǒng)殼體內(nèi)的空氣降溫，從而降低了控制器系統(tǒng)的整體工作溫度，有利于提高其工作能力，改善控制器系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

進一步具體的，主管路活動塊101與壓縮彈簧107連接，壓縮彈簧107的另一端還與側(cè)壁100連接。

通過設(shè)置壓縮彈簧107，當(dāng)冷卻支路活動塊104離開后，可以使得主管路活動塊101能夠自動的回位，以保證冷卻主管路的順利連通，從而維持冷卻系統(tǒng)的正常運行。

進一步具體的，在冷卻支路活動塊104滑動的過程中，冷卻支路活動塊104的上、下表面用于在支路連接管106尚未與固定主管路102對接的時候，將固定主管路102密封；在主管路活動塊101滑動的過程中，主管路活動塊101的上、下表面用于在活動主管路103尚未與固定主管路102對接的時候，將固定主管路102密封。

通過將冷卻支路活動塊104和主管路活動塊101的上、下表面都設(shè)置成可以將固定主管路102密封的狀態(tài)，可以保證在滑動的過程中，固定主管路102的端口暫時處于密封狀態(tài)，主管路內(nèi)的冷卻水不會發(fā)生泄露。

具體的，側(cè)壁100上還設(shè)置有活動塊限位裝置113，活動塊限位裝置113用于保證主管路活動塊101在壓縮彈簧107的作用下恢復(fù)原位時能夠使得活動主管路103與固定主管路102對齊。圖中可以看出，使得冷卻支路活動塊104滑動的軌道是要比使得主管路活動塊101滑動的軌道在側(cè)壁100厚度方向上的尺度要小，在冷卻支路活動塊104滑動的軌道兩側(cè)部分即形成了對主管路活動塊101進行限位的活動塊限位裝置113。

通過設(shè)置活動塊限位裝置113，可以防止主管路活動塊101在壓縮彈簧107的推動下，向遠離壓縮彈簧107的方向運動得過遠，從而導(dǎo)致活動主管路103不能與固定主管路102完全對齊的問題。

再進一步具體的，側(cè)壁100上還設(shè)置有彈性定位銷(圖中未示出)，冷卻支路活動塊104上設(shè)置與彈性定位銷對應(yīng)的定位孔(圖中未示出)，彈性定位銷用于防止壓縮彈簧107通過主管路活動塊101傳遞的作用力使得支路連接管106與固定主管路102脫離。當(dāng)然，使得彈性定位銷的定位作用喪失的力量大于壓縮彈簧107被壓緊時的彈力。

通過彈性定位銷，可以克服壓縮彈簧107通過主管路活動塊101對冷卻支路活動塊104所施加的彈力，從保證冷卻支路活動塊104也能夠在側(cè)壁100內(nèi)準(zhǔn)確定位，以保證固定主管路102與支路連接管106的對齊。

動作原理如下：

當(dāng)設(shè)置位置的時候，可以根據(jù)控制器系統(tǒng)中的各個發(fā)熱元件的發(fā)熱功率和散熱狀況，選擇側(cè)壁的各個區(qū)域的冷卻支路活動塊104的數(shù)量和種類，例如圖5中，在控制器系統(tǒng)的中下部散熱元件的散熱較為集中，在控制器系統(tǒng)的頂部也設(shè)置有散熱元件，那么可以在側(cè)壁的中下部連續(xù)地布置2塊冷卻支路活動塊，在圖5中自下而上的第三個槽中不布置冷卻支路活動塊，在圖5中的自下而上的第4個槽中布置冷卻支路活動塊。

當(dāng)需要布置冷卻支路活動塊的時候，將冷卻支路活動塊104推入到槽中，當(dāng)冷卻支路活動塊104與主管路活動塊101接觸之后，克服壓縮彈簧107的壓力繼續(xù)向前移動，直至冷卻支路活動塊104中的支路連接管106與固定主管路102對齊，主管路中的冷卻水即流入吸熱管105中，對側(cè)壁100進行冷卻，進而實現(xiàn)對儲物腔中的冷卻。由于有彈性定位銷的存在，所以當(dāng)冷卻支路活動塊被推動到位的時候，彈性定位銷彈出，可以將冷卻支路活動塊的位置被限定。在圖5中，由于自上而下起第二個槽中不設(shè)置冷卻支路活動塊，所以冷卻水會從固定主管路和活動主管路中直接通過，不通過冷卻支路活動塊對控制器系統(tǒng)內(nèi)進行冷卻。而自上而下起第1、3、4個槽內(nèi)放置冷卻支路活動塊，所以主管路中的冷卻水會流經(jīng)冷卻支路活動塊，對側(cè)壁內(nèi)的空間進行冷卻。當(dāng)需要將冷卻支路活動塊104取出的時候，彈性定位銷可以制作為圓弧狀使得該定位銷在一定外力下可以從定位孔中抽出，也可以使用電磁鐵制作定位銷，通電后可以通過電磁力將定位銷推出定位孔等等，在機械領(lǐng)域還有很多實施方案，在此不一一列舉，同時利用電磁鐵吸住冷卻支路活動塊104，帶動冷卻支路活動塊向回撤，主管路活動塊101被壓縮彈簧107頂出，由于主管路活動塊101和冷卻支路活動塊104的上下表面都能夠?qū)⒐潭ㄖ鞴苈?02密封，所以在主管路活動塊101移動的過程中，該條主管路處于暫時的關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)移動過程完成后，主管路恢復(fù)成通的狀態(tài)。由于設(shè)置活動塊限位裝置113，可以防止主管路活動塊101在壓縮彈簧107的推動下，向遠離壓縮彈簧107的方向運動得過遠，從而導(dǎo)致活動主管路103不能與固定主管路102完全對齊的問題。

在控制器系統(tǒng)工作時，發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量，由于在發(fā)熱元件周圍存在著冷卻管路，冷卻管路利用的冷卻源就來至于水上載人板外的水，載人板運動得越快，作為冷卻源的水也流動越快，使載人板內(nèi)的控制器系統(tǒng)溫度均衡，保障了控制器系統(tǒng)即信號處理模塊和伺服系統(tǒng)的可靠高效運行。

本發(fā)明的載人板不僅包括設(shè)有動力防傾覆發(fā)動機的動力載人板，還包括靠繩索或其他動力拉動的無動力載人板，載人板不限于沖浪板等板體，還包括水上滑板船等船體。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。