专利名称：具有换向旋转装置和角度控制记忆功能的升降式喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及园林地埋升降式喷头，特别涉及一种具有换向旋转装置和角度控制记忆功 能的升降式喷头。
背景技术：
目前，为了满足景观的观赏要求，园林灌溉通常采用喷灌，使用最多的是升降式喷头。 为了使喷头的喷洒范围与园林景观的形状一致，常需要对喷头的旋转角度进行调整，因此 现有的升降式喷头在升降柱内设有一体式的旋转角度控制和换向装置，包括随喷头旋转的 换向臂和换向套环。使用时通过专用工具调节换向套环上一对限制换向臂转动范围的限位 臂来设定旋转角度。喷头旋转至设定角度后，通过换向臂拨动换向套环使之产生位置偏移， 从而改变换向套环中齿轮组与喷头连接件上套接的环形齿轮的啮合位置，实现喷头反向旋 转。换向臂和限位臂是转向过程中的主要受力部件，这些部件通常是由压注的塑料零件组 成，使用过程中磨损严重。由于换向臂始终随喷头旋转，当有意外外力转动升降柱时，喷 头的旋转角度就会改变，导致喷洒范围与景观形状偏离，而且下次喷灌时旋转角度也不能 自动复位。如果反向转动升降柱的扭矩过大就会引起换向套环上的弹片错位，使换向装置 无法工作，还可能损坏换向臂和限位臂，甚至损坏传动轮及环形齿轮的齿或其它驱动部件。 因此，现有旋转角度控制和换向装置缺少抗干扰的角度记忆功能和自我保护的离合器功 能，需要专人看护并及时调整旋转角度，否则不当操作或意外干扰会影响景观并造成水的 浪费，还将影响喷头的工作状态和寿命。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种升降式喷头，喷头内设有可 分离的换向旋转装置和旋转角度控制装置，使得在有外力扭动喷头升降柱时，喷头做自 由旋转，不受换向装置中限位部件的阻挡，使相应的喷头部件免受损坏，并且在下次启 动喷头时，不需要重新调整，喷头自动回复到原来设定的旋转角度，可以确保喷头的喷 洒范围满足要求，具有抗干扰和自我保护功能强，有效地节省人力，合理利用水资源的 优点。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是 一种具有换向旋转装置和角度控制记 忆功能的升降式喷头，包括内桶，所述内桶内部设有的可分离的旋转角度控制装置和换向 旋转装置，旋转角度控制装置用于角度记忆控制，再次启动喷头，不需要重新调整，喷头自动回复到原设定角度；换向旋转装置在旋转到喷头设定角度后自动反向旋转；换向旋转 装置及旋转角度控制装置之间增设具有离合作用的弹片导轨部件，在升降式喷头做自由旋 转时，不受换向旋转装置中限位部件的阻挡。
所述旋转角度控制装置包括分体插接的喷头连接件和角度分度连接件，角度分度连接 件外部套接弹片导轨部件，其中喷头连接件内壁与角度分度连接件外壁在插接处分别设有 使弹片复位的限位凸台；所述弹片导轨部件包括U形弹片及容纳其的弹片导轨，其中弹片 导轨为阶梯状圆环，其上设有容纳弹片运动的环槽轨道，弹片导轨的中环和外环分别设有 限位槽口； U形弹片的一端回弯并且向侧部延伸形成突起，U形弹片的突起与喷头连接件 及角度分度连接件的限位凸台相配合，使弹片复位至限位槽口、喷头回到设定角度位置。
所述换向旋转装置套接在角度分度连接件外部弹片导轨的下方，包括齿轮定位圈、换 向器和偏移弹片；其中，齿轮定位圈为上下两层中空的环状结构，两层之间设有四个齿轮 轴，沿顺时针方向的第二个轴上套接主动齿轮、其余的三个轴上套接传动齿轮，齿轮定位 圈的下层上还设有齿轮定位圈限位槽口，齿轮定位圈限位槽口的中段向下延伸形成凸柱； 换向器为弧形，置于齿轮定位圈的上下层之间，弧顶部分别向上、下延伸形成上、下凸缘 上凸缘置于弹片导轨外环限位槽口内，下凸缘置于齿轮定位圈限位槽口内；偏移弹片效量 为三个，每个偏移弹片的中部呈U形突起、两端平直，三个偏移弹片的两端分别置于换向 器的弧底两侧和齿轮定位圈下凸柱上及其对应喷头内桶壁上。
所述齿轮定位圈内装有连续啮合的四个齿轮，其中两个末端齿轮均为传动齿轮；所述 的齿轮定位圈有两个稳态位置，位于位置一时，齿轮定位圈一端的传动齿轮和喷头连接件 上套接的环形齿轮啮合，带动喷头顺时针旋转；位于位置二时，另一端的传动齿轮和环形 齿轮啮合，带动喷头逆时针旋转。 ".
本发明的有益效果是相比现有技术，本发明采用了分离的换向旋转装置和角度控 制装置，并且在两者之间增设了含有U形弹片的弹片导轨结构。含有U形弹片的弹片 导轨机构是一个控制换向旋转装置工作的离合器，当有外力转动升降柱时，U形弹片 从弹片导轨中环的限位槽口内脱出，喷头失去旋转角度控制功能，弹片导轨及换向旋转 装置不随外力转动，喷头可自由旋转，不受换向装置中限位部件的阻挡，既使外力扭矩 过大也不会损坏相应的喷头部件。喷头再次运行时，不需要重新调整喷头旋转角度，U 形弹片在限位凸台作用下复位进入导轨中环的限位槽口，喷头自动回复到原来设定③角 度，换向旋转装置也重新丌始工作。故本发明提供的具有换向旋转装置和角度控制ii.Vi'乙 功能的升降式喷头，可以确保喷头的喷洒范围满足要求，抗干扰和自我保护功能强，有效地节省人力，合理利用水资源。
图l是本发明所述旋转角度控制装置、弹片导轨和换向旋转装置的整体结构剖视图2a是本发明所述喷头连接件的主剖视图2b是图2a仰视图3a是本发明所述U形弹片的主视图3b是图3a俯视图4a是本发明所述弹片导轨的主视图4b是图4a仰视图5a是本发明所述角度分度连接件的主剖视图； 图5b是图5a俯视图6是本发明所述U形弹片脱出导轨中环限位槽口的立体示意图7是本发明所述U形弹片复位进入导轨中环限位槽口的立体示意图8a为本发明所述齿轮定位圈的仰视图8b为本发明所述齿轮定位圈的立体示意图9a为本发明所述换向器的俯视图9b为本发明所述换向器的立体示意图；■ 图10为本发明所述偏移弹片的俯视图lla为图1中本发明所述喷头沿顺时针方向旋转时齿轮定位圈稳态位置的结构剖视
图lib为喷头沿逆时针方向旋转时齿轮定位圈稳态位置的结构剖视图。
图中l喷头连接件、1.1柱体、1.2阶梯状圆台、L3上空腔、1.4下空腔、1.5限 位凸台、1.6限位平面， 2 U形弹片、2.1突起，
3弹片导轨、3. l内环、3.2外环、3.3中环、3.4环槽轨道、3.5导轨中环限位槽口、 3.6导轨外环限位槽口，
4角度分度连接件、4. l上腔体、4.2导套、4.3下腔体、4.4凸缘，
8齿轮定位圈、8. l上层定位圈、8.2下层定位圈、8.3齿轮轴、8.4定位圈限位槽口、 8.5凸柱、8.6弹片触点、8.7导套，
9换向器、9. l上凸缘、9.2下凸缘、9.3换向器弹片触点，IO偏移弹片，
11. l主动轮、11.2和11.3末端传动齿轮、11.4环形齿轮、11.5内桶。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一歩说明，但不作为对本发明的限定。
如图l所示的本发明含有旋转角度控制装置、弹片导轨和换向旋转装置的升降式喷头 整体结构。其中，所述旋转角度控制装置包括喷头连接件1和角度分度连接件4。喷头连 接件1和角度分度连接件4为分体式插接结构。所述弹片导轨机构包括U形弹片2和弹片 导轨3，弹片导轨3套接在角度分度连接件4的外部。所述换向旋转装置包括齿轮定位圈 8、换向器9和偏移弹片10,套接在角度分度连接件4的外部、弹片导轨3的下方；喷头 连接件1上套接带动喷头旋转的环形齿轮11. 4。以上装置都置于喷头的内桶11. 5内。
如图2a和图2b所示，所述喷头连接件1为内部中空的柱体1. 1，柱体1. 1中下部设 有阶梯状圆台1.2，阶梯状圆台1.2的上下表面分别设有上空腔1.3、下空腔1.4，下空腔 1.4的内壁上设有内突的限位凸台1.5及限位平面1.6 (参见图2b)。
如图3a和图3b所示，U形弹片的一端回弯并且向侧部延伸形成突起2. 1。突起2. 1 与所述喷头连接件1的限位凸台1. 5及限位平面1. 6相配合使用。
如图4a和图4b所示，弹片导轨3为阶梯状圆环结构，由上至下包括顺次设置并且按 外径大小依次递减的内环3. 1、中环3. 3及外环3. 2，内环3. 1与中环3. 3之间形成吝纳 弹片2运动的环槽轨道3. 4，环槽轨道3. 4与喷头连接件1的下空腔1. 4相对应，中环3. 3 上设有导轨中环限位槽口 3. 5并延伸至外环3. 2端面，外环3. 2上设有导轨外环限位槽口 3.6。
如图5a和图5b所示，所述角度分度连接件4为内部设有上腔体4. 1、下腔体4.3的 导套4.2，导套4.2的上端面向外延伸形成凸缘4.4，导套4. 2插接在喷头连接件1的下 空腔1.4内。 .，
如图8a、图8b所示，所述齿轮定位圈8为上下两层中空的环状结构，内环套接免度 分度连接件4的导套4.2，两层之间设有四个齿轮轴8.3,沿顺时针方向的第二个轴套接 主动轮11. 1，其余三个轴套接传动齿轮。下层定位圈8. 2的一端设有定位圈限位槽口 8. 4， 槽口中段向下延伸形成凸柱8. 5，凸柱上的径向切口为放置偏移弹片10的弹片触点8. 6。 下层定位圈8.2的另一端为中空的圆柱体状的导套8.7，置于喷头机座的固定槽口内，导 套8.7的空腔内套接主动轮11. 1。
如图9a、图9b所示，所述换向器9为弧形结构，弧顶部分别向上下延伸形成凸缘，
6上凸缘9. 1置于所述弹片导轨3的导轨外环限位槽口 3. 6内，下凸缘9. 2置于定位圈限位 槽口8.4内，两侧弧底都设有换向器弹片触点9.3。换向器9置于齿轮定位圈8的上下层 定位圈8. 1和8. 2之间，套接在角度分度连接件4的导套4. 2外部。
如图10所示，所述偏移弹片10中部呈U形突起，两端平直，三个偏移弹片的两端分 别置于换向器9两侧弧底和齿轮定位圈8下凸柱上的弹片触点及其对应的内桶壁上的三个 弹片触点内(参见图lla、 llb)。
本发明的工作原理是升降式喷头开始运行前，利用专用工具，通过角度分度连接件 4，按要求设定升降式喷头旋转角度，U形弹片2进入导轨中环限位槽口 3. 5内(参见图7)。 在水流冲击作用下，驱动装置带动套接在喷头连接件1上的环形齿轮11.4旋转(参见图 11a)。当喷头旋转至设定角度时，U形弹片的突起2. 1触及喷头连接件1上的限位凸台1.5， 此时弹片导轨3开始随环形齿轮11. 4 一起转动。由于换向器9的上下凸缘9. 1和9. 2分 别置于导轨外环限位槽口 3. 6和定位圈限位槽口 8. 4内，因此弹片导轨3通过带动换向器 9引起齿轮定位圈8的位置偏移。在三个偏移弹片10的共同作用下，齿轮定位圈8瞬间稳 定在一个新的位置，此时齿轮定位圈8—端的传动轮11.2脱离环形齿轮11.4，另一端的 传动轮11.3和环形齿轮11.4啮合，喷头开始反向旋转(参见图llb)。喷灌停止后，若遇 外力转动升降柱，U形弹片2从导轨中环限位槽口 3. 5内脱出并沿环槽轨道3. 4运动(参 见图6)，喷头失去旋转角度控制功能，弹片导轨3及换向旋转装置不随外力转动，喷头做 自由旋转，不受换向装置中限位部件8.4的阻挡，既使外力扭矩过大也不会损坏相应的喷 头部件。喷头再次开始运行时，U形弹片2在喷头连接件1的限位凸台1. 5或角度分度连 接件4的凸缘4.4的作用下复位进入导轨中环限位槽口 3.5，旋转角度恢复为原设计'監,. 换向旋转装置重新开始正常工作。
本发明所述升降式喷头的旋转角度控制装置具有角度记忆功能，在人为触碰喷头升降 柱后，不需专人看护及时调整喷头旋转角度，能够在下次启动时自动回复到原来设定的角 度；其中的换向旋转装置可使喷头旋转到设定的喷洒角度后，自动实现反向旋转，同时具 有离合器功能，在有外力扭动喷头升降柱时，喷头可做自由旋转，使相应的喷头部件免受 损坏。故本发明可以确保喷头的喷洒范围满足要求，抗干扰和自我保护功能强，省效t也 节省人力，合理利用水资源。 ，
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在 本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1. 一种具有换向旋转装置和角度控制记忆功能的升降式喷头，其特征在于所述喷头内设有可分离的旋转角度控制装置和换向旋转装置，旋转角度控制装置用于角度记忆控制，再次启动喷头，不需要重新调整，喷头自动回复到原设定角度；换向旋转装置在旋转到喷头设定角度后自动反向旋转；换向旋转装置及旋转角度控制装置之间增设具有离合作用的弹片导轨部件，在升降式喷头做自由旋转时，不受换向旋转装置中限位部件的阻挡。
2. 根据权利要求1所述的升降式喷头，其特征在于所述旋转角度控制装置包括分 体插接的喷头连接件和角度分度连接件，角度分度连接件外部套接弹片导轨部件，其中喷 头连接件内壁与角度分度连接件外壁在插接处分别设有使弹片复位的限位凸台；所述弹片导轨部件包括U形弹片及容纳其的弹片导轨，其中弹片导轨为阶梯状圆环， 其上设有容纳弹片运动的环槽轨道，弹片导轨的中环和外环分别设有限位槽口； U形弹片 的一端回弯并且向侧部延伸形成突起，U形弹片的突起与喷头连接件及角度分度连接件的 限位凸台相配合，使弹片复位至限位槽口、喷头回到设定角度位置。
3. 根据权利要求2所述的升降式喷头，其特征在于所述换向旋转装置套接在角度 分度连接件外部弹片导轨的下方，包括齿轮定位圈、换向器和偏移弹片；.其中，齿轮定位圈为上下两层中空的环状结构，两层之间设有四个齿轮轴，沿顺时针 方向的第二个轴上套接主动齿轮、其余的三个轴上套接传动齿轮，齿轮定位圈的下层上还 设有齿轮定位圈限位槽口 ，齿轮定位圈限位槽口的中段向下延伸形成凸柱；换向器为弧形，置于齿轮定位圈的上下层之间，弧顶部分别向上、下延伸形成上、下 凸缘，上凸缘置于弹片导轨外环的限位槽口内，下凸缘置于齿轮定位圈限位槽口内；偏移弹片数量为三个，每个偏移弹片的中部呈U形突起、两端平直，三个偏移弹片的 两端分别置于换向器的弧底两侧和齿轮定位圈下凸柱上及其对应的喷头内桶壁上。
4. 根据权利要求3所述的升降式喷头，其特征在于所述齿轮定位圈内装有连续啮 合的四个齿轮，其中两个末端齿轮均为传动齿轮；所述的齿轮定位圈有两个稳态位置，位 于位置一时，齿轮定位圈一端的传动齿轮和喷头连接件上套接的环形齿轮啮合，带动喷头 顺时针旋转；位于位置二对，另一端的传动齿轮和环形齿轮啮合，带动喷头逆时针旋转。-
全文摘要
本发明公开了一种具有换向旋转装置和角度控制记忆功能的升降式喷头，喷头内设有可分离的旋转角度控制装置和换向旋转装置，旋转角度控制装置用于角度记忆控制，换向旋转装置在旋转到喷头设定角度后自动反向旋转，换向旋转装置及旋转角度控制装置之间增设具有离合作用的弹片导轨部件，在有外力扭动喷头升降柱时，喷头可做自由旋转，不受换向旋转装置中限位部件的阻挡，使相应的喷头部件免受损坏，并能在下次启动时，不需要重新调整，喷头自动回复到原来设定的旋转角度，实现角度记忆控制。故本发明可以确保喷头的喷洒范围满足要求，具有抗干扰和自我保护功能强，有效地节省人力，合理利用水资源的优点。
文档编号B05B15/08GK101507953SQ20091008029
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者蓓 李, 李久生, 栗岩峰, 谢时友 申请人:中国水利水电科学研究院