Title:
Bewegliche Düse und Wasserverteilungs-Vorrichtung und -Verfahren
Kind Code:
A1
Abstract:

Ein System und ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeits-Verteilers werden bereitgestellt. Das Verfahren und das System umfassen die Bereitstellung eines biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs, wobei dieser biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg i) eine zentrale Achse hat, ii) so biegsam ist, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nicht-parallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt, und iii) ein oberes Ende und ein unteres Ende hat. Flüssigkeit kann aus dem unteren Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs an eine Düse weitergeleitet werden, aus der der Flüssigkeitsstrom in Richtung eines Flüssigkeits-Strömungswegs austreten kann.



Inventors:
Ayer, George (Concord, CA)
Barratt, Dave (Concord, CA)
Application Number:
DE102016113008
Publication Date:
01/19/2017
Filing Date:
07/14/2016
Assignee:
Ayer, George, Ontario (Concord, CA)
Barratt, Dave, Ontario (Concord, CA)
International Classes:
Attorney, Agent or Firm:
Michalski Hüttermann & Partner Patentanwälte mbB, 40221, Düsseldorf, DE
Claims:
1. Ein bewegliches Düsensystem umfassend:
ein biegsames Leitungsrohr zur Bereitstellung eines biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs, wobei der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg i) eine zentrale Achse aufweist, ii) so biegsam ist, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nicht-parallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt, und iii) ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, wobei das obere Ende einen Flüssigkeits-Koppler zur Verbindung des oberen Endes mit einer Flüssigkeitsquelle umfasst, um einen Flüssigkeitsstrom von der Flüssigkeitsquelle her aufzunehmen;
eine Düse zur Aufnahme des Flüssigkeitsstroms von dem biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg und zur Bereitstellung eines Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs mit fließender Verbindung mit dem biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg, wobei die Düse ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, und wobei das erste Ende am unteren Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges befestigt ist, wobei die Düse umfasst
eine Düsen-Achse, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Düse erstreckt, wobei die Düsenachse mit der zentralen Achse am ersten Ende der Düse zusammenfällt,
einen Düsen-Auslass am zweiten Ende der Düse, wobei der Düsen-Auslass eine Düsen-Auslass-Ebene definiert, die lotrecht zur Düsen-Achse steht, und wobei die Düsen-Achse eine Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs an der Düsen-Auslass-Ebene festlegt, wobei der Flüssigkeitsstrom den Düsen-Auslass in Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges verläßt, und
eine Düsenspitze am Kreuzungspunkt der Düsen-Achse mit der Düsen-Auslassebene; und
einen Düsen-Positionsregler zur Bewegung der Düse durch i) Rotation der Düse um eine erste Achse, ii) Schwenken der Düse um einen Beugungswinkel gegenüber der ersten Achse, wobei der Beugungswinkel messbar ist in einer Ebene, die orthogonal zur Rotationsebene der Düse um die erste Achse steht, und iii) Biegung des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges so, dass jede gegebene Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges beschrieben werden können als eine Kombination der Beugung und Rotation der Düse und der Biegung des biegsamen Anteils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges.

2. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend:
eine Vielzahl von Sensoren zur Nachverfolgung der Düse, so konfiguriert, dass sie Sensorsignale an den Düsen-Positionsregler übertragen, wobei der Düsen-Positionsregler dafür konfiguriert ist, i) die Sensorsignale zu empfangen, ii) die Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs auf Grundlage – zumindest teilweise – der Sensorsignale zu bestimmen, und iii) die Düse auf Grundlage der bestimmten Position der Düsenspitze und der bestimmten Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs zu bewegen.

3. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 1, wobei das biegsame Leitungsrohr ein flexibles Leitungsrohr ist, das an jedem Punkt entlang eines biegsamen Abschnitts seiner Länge biegsam ist.

4. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Düsen-Positionsregler umfasst:
mindestens drei Antriebsmechanismen; und
eine Vielzahl von Verbindungselementen;
wobei ein Ende jedes Verbindungselements verbunden ist mit einem der mindestens drei Antriebsmechanismen, und das andere Ende jedes Verbindungselements verbunden ist mit der Düse, und jedes Verbindungselement verbunden ist mit einem anderen der mindestens drei Antriebsmechanismen.

5. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Verbindungselementen Kabel sind.

6. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 4, wobei jedes der Vielzahl von Verbindungselementen Schubstangen sind.

7. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 4, wobei die Verbindungselemente voneinander abgesetzt in umlaufender Richtung um die Düsen-Achse an der Düse angebracht sind.

8. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 7, wobei die Verbindungselemente relativ zueinander so positioniert sind, dass sie entsprechende Kräfte auf die Düse ausüben, die um ungefähr 120 Grad gegeneinander versetzt sind.

9. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 5, wobei jeder der mindestens drei Antriebsmechanismen eine Spule umfasst, und jedes aus der Vielzahl der Kabel einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt besitzt, wobei
der erste Abschnitt eines jeden Kabels um die Spule des Antriebsmechanismus gewickelt ist, an den es gekoppelt ist,
der zweite Abschnitt eines jeden Kabels sich zwischen der Spule und der Düse erstreckt, und
die Antriebsmechanismen so steuerbar sind, dass sie eine Veränderung der Länge, einer Rate der Längenveränderung, und einer Rate der Rate der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden Kabels bewirken.

10. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 9, wobei der Düsen-Positionsregler so konfiguriert ist, dass er die Antriebsmechanismen dahingehend steuert, dass sie die Länge, die Rate an Längenveränderung, und die Rate der Rate der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden Kabels bestimmen, wobei die Länge, die Rate an Längenveränderung, und die Rate der Rate der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden Kabels so bestimmt werden können, dass irgendeine oder mehrere Größen aus Länge, Rate an Längenveränderung, und Rate der Rate der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden aus der Vielzahl der Kabel sich unterscheiden können von der Länge, der Rate an Längenveränderung, und der Rate der Rate der Längenveränderung des zweiten Abschnitts irgendeines anderen aus der Vielzahl der Kabel.

11. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 6, wobei jeder Antriebsmechanismus so gesteuert werden kann, dass er eine Position, eine Geschwindigkeit, und eine Beschleunigung einer jeden Schubstange verändern kann.

12. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 11, wobei der Düsen-Positionsregler so konfiguriert ist, dass er die Antriebsmechanismen dahingehend steuert, dass sie die Position, die Geschwindigkeit, und die Beschleunigung einer jeden der Vielzahl von Schubstangen bestimmen, wobei die Position, die Geschwindigkeit, und die Beschleunigung jeder Schubstange so bestimmt werden können, dass irgendeine oder mehrere Größen aus Position, Geschwindigkeit, und Beschleunigung irgendeiner aus der Vielzahl der Schubstangen sich unterscheiden von der Position, der Geschwindigkeit, und der Beschleunigung irgendeiner anderen aus der Vielzahl der Schubstangen.

13. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 1, wobei das bewegliche Düsensystem so konfiguriert ist, dass ein maximaler Biegungswinkel zwischen der Düse und der ersten Achse ungefähr 50° beträgt.

14. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 2, wobei
die Sensorsignale mindestens einen magnetometrischen Messwert, mindestens einen gyroskopischen Messwert, und mindestens einen Beschleunigungs-Messwert umfassen;
die Vielzahl von Sensoren mindestens ein Magnetometer zur Messung des mindestens einen magnetometrischen Messwertes, mindestens ein Gyroskop zur Messung des mindestens einen gyroskopischen Messwertes, und mindestens ein Beschleunigungsmesser zur Messung des mindestens einen Beschleunigungs-Messwertes umfasst; und
der Düsen-Positionsregler konfiguriert ist zur Bestimmung der Position der Düsenspitze und der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs auf Grundlage des mindestens einen magnetometrischen Messwertes, des mindestens einen gyroskopischen Messwertes, und des mindestens einen Beschleunigungs-Messwertes.

15. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 14, wobei der Düsen-Positionsregler konfiguriert ist zum Vergleich des mindestens einen magnetometrischen Messwertes mit dem mindestens einen gyroskopischen Messwert und dem mindestens einen Beschleunigungs-Messwert zur Kalibrierung der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs.

16. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 1, wobei der Düsen-Positionsregler so steuern kann, dass verschiedene Ausrichtungen des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges definiert werden können für eine gegebene Position der Düsenspitze unter Biegung des biegsamen Abschnitts des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges in verschiedene Konfigurationen.

17. Das bewegliche Düsensystem gemäß Anspruch 9, wobei die Vielzahl von Sensoren an der Düse angebracht sind, und der Düsen-Positionsregler funktionell in der Lage ist, die Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges, für mindestens ein Kabel aus der Vielzahl der Kabel, teilweise auf Grundlage einer Länge des zweiten Abschnitts dieses Kabels zu bestimmen.

18. Ein Flüssigkeits-Verteilungssystem, umfassend:
eine Vielzahl von beweglichen Düsensystemen gemäß Anspruch 2; und
ein Flüssigkeits-Verteilungssystemregler, wobei
der Flüssigkeits-Verteilungssystemregler dafür konfiguriert ist, i) die Sensorsignale von jedem der Vielzahl von beweglichen Düsensystemen zu empfangen, ii) die Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs eines jeden der Vielzahl von beweglichen Düsensystemen auf Grundlage von – zumindest teilweise – den Sensorsignalen dieses beweglichen Düsensystems zu bestimmen, und iii) die Düse eines jeden der Vielzahl von beweglichen Düsensystemen anhand der bestimmten Position dieser Düsenspitze und der bestimmten Position von mindestens einer anderen Düsenspitze, sowie anhand der bestimmten Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs dieses beweglichen Düsensystems und der bestimmten Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs von mindestens einem anderen beweglichen Düsensystem zu bewegen.

19. Ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeits-Verteilers, umfassend:
Bereitstellung eines biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs, welcher i) eine zentrale Achse aufweist, ii) so biegsam ist, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nicht-parallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt, und iii) ein oberes Ende und ein unteres Ende hat;
Bereitstellung eines Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges in leitender Verbindung mit dem unteren Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges steht, wobei der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg
i) eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse umfasst, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges erstreckt, wobei die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse mit der zentralen Achse am ersten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges zusammenfällt,
ii) einen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass am zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges umfasst, wobei der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene definiert, die lotrecht zur Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse steht, wobei die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse eine Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs an der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene festlegt, und
iii) eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze am Kreuzungspunkt der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse mit der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene umfasst;
Verbindung zwischen dem oberen Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs und einer Flüssigkeitsquelle;
Bereitstellung eines Flüssigkeitsstroms von der Flüssigkeitsquelle über den biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg und den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg zum Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass, wobei der Flüssigkeitsstrom den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass in Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs verlässt; und
Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs, wobei die Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs umfasst
i) Rotieren der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse
ii) Schwenken der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um einen Biegungswinkel gegenüber der ersten Achse, wobei der Verbiegungswinkel messbar in einer Ebene liegt, die orthogonal zur Rotationsebene der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse steht, und
iii) Biegung des biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs,
in der Weise, dass jede gegebene Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges beschrieben werden kann als eine Kombination der Biegung und Rotation der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse und der Biegung des biegsamen Anteils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges.

20. Das Verfahren gemäß Anspruch 19, ferner umfassend die folgenden Schritte:
Bestimmung einer Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges; und
Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges auf Grundlage der bestimmten Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der bestimmten Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges.

21. Das Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei ein maximaler Biegungswinkel zwischen der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse und der ersten Achse ungefähr 50° beträgt.

22. Das Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei verschiedene Ausrichtungen des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges definiert werden können für eine gegebene Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze unter Biegung des biegsamen Abschnitts des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges in verschiedene Konfigurationen.

23. Ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeits-Verteilers, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellung einer Vielzahl von biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegen, wobei jeder biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg i) eine zentrale Achse aufweist, ii) so biegsam ist, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nichtparallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt, und iii) ein oberes Ende und ein unteres Ende hat;
Bereitstellung einer Vielzahl von Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegen mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges in leitender Verbindung mit dem unteren Ende eines der biegsamen Flüssigkeits-Strömungswege steht, wobei jeder Flüssigkeits-Strömungsweg
i) eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse aufweist, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges erstreckt, wobei die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse mit der zentralen Achse am ersten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges zusammenfällt,
ii) einen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass am zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges aufweist, wobei der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene definiert, die lotrecht zur Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse steht, wobei die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse eine Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs an der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene festlegt, und
iii) eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze am Kreuzungspunkt der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse mit der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene aufweist;
Verbindung zwischen dem oberen Ende jedes biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs und einer Flüssigkeitsquelle;
Bereitstellung eines Flüssigkeitsstroms von der Flüssigkeitsquelle über den biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg und den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg zu jedem Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass, wobei der Flüssigkeitsstrom jeden Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass in Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs des jeweiligen Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs verlässt;
Bestimmung einer Position jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs-Spitze und jeder Richtung eines Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs; und die
Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges auf Grundlage der bestimmten Position der jeweiligen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der bestimmten Position von mindestens einer anderen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze, sowie auf Grundlage der bestimmten Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges des jeweiligen Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs und der bestimmten Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges von mindestens einem anderen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg, wobei die Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs umfasst
i) die Rotation der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse,
ii) das Schwenken der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um einen Biegungswinkel gegenüber der ersten Achse, wobei der Verbiegungswinkel messbar in einer Ebene liegt, die orthogonal zur Rotationsebene der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse steht, und
iii) die Biegung des biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs,
in der Weise, dass jede gegebene Position jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Ausrichtung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges beschrieben werden können als eine Kombination der Biegung und Rotation jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse und der Biegung des biegsamen Anteils jedes biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges.

24. Das Verfahren gemäß Anspruch 23, ferner umfassend den Schritt der Kalibrierung der Position jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Ausrichtung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges durch Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges in einer Weise, dass jede Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze positioniert wird an einer für die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze vorbestimmten Position, und die Ausrichtung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges orientiert wird in einer für den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg vorbestimmten Orientierung.

Description:
TECHNISCHER BEREICH

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein bewegliches Wasser-Düsensystem.

HINTERGRUND

Systeme und Vorrichtungen zur Bewegung eines Wasserstrahls, der über eine Wasser-Sprühdüse austritt, sind bekannt. Bekannte Systeme und Vorrichtungen stellen ein bestimmtes Maß an Beweglichkeit für den Wasserstrahl bereit, aber ihnen fehlt die Fähigkeit, eine Beweglichkeit in drei Freiheitsgraden zu ermöglichen, wobei eine der Freiheitsgrade eine Funktion eines flexiblen Elementes ist, das die Wasserdüse stützt. Außerdem fehlt bekannten Systemen und Vorrichtungen die Fähigkeit, die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Wasserdüse genau nachzuverfolgen und kontinuierlich zu kalibrieren, und zwar sowohl relativ zu sich selbst als auch relativ zu anderen Wasserdüsen im System.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein bewegliches Düsensystem bereitgestellt. Dieses System kann ein biegsames Leitungsrohr zur Bereitstellung eines biegsamen Strömungswegs der Flüssigkeit umfassen. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann eine zentrale Achse aufweisen. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann auch so biegsam sein, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nicht-parallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann ferner ein oberes Ende und ein unteres Ende haben. Das obere Ende kann einen Flüssigkeits-Koppler zur Verbindung des oberen Endes mit einer Flüssigkeitsquelle umfassen, um einen Flüssigkeitsstrom von der Flüssigkeitsquelle her zu erreichen.

Das System kann ferner eine Düse umfassen zur Aufnahme des Flüssigkeitsstroms von dem biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg. Die Düse kann auch einen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg umfassen, der eine Leitungsverbindung mit dem biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg herstellt. Die Düse kann ein erstes und ein zweites Ende haben. Das erste Ende kann am unteren Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges befestigt sein. Die Düse kann eine Düsen-Achse umfassen, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Düse erstreckt. Die Düsenachse kann mit der zentralen Achse am ersten Ende der Düse zusammenfallen. Die Düse kann weiterhin einen Düsen-Auslass am zweiten Ende der Düse aufweisen. Der Düsen-Auslass kann eine Düsen-Auslass-Ebene definieren, die lotrecht zur Düsen-Achse steht. Die Düsen-Achse kann eine Richtung des Flüssigkeits-Strömungswegs an der Düsen-Auslass-Ebene festlegen. Der Flüssigkeitsstrom kann den Düsen-Auslass in Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges verlassen. Die Düse kann ferner eine Düsenspitze am Kreuzungspunkt der Düsen-Achse mit der Düsen-Auslassebene umfassen.

Das System kann darüber hinaus einen Düsen-Positionsregler zur Bewegung der Düse umfassen. Der Düsen-Positionsregler kann die Düse durch Rotation der Düse um eine erste Achse bewegen, indem er die Düse um einen Beugungswinkel gegenüber der ersten Achse schwenkt und den biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg beugt. Der Verbiegungswinkel kann messbar in einer Ebene liegen, die orthogonal zur Rotationsebene der Düse um ihre erste Achse steht. Jede gegebene Position der Düsenspitze und der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges kann beschrieben werden als eine Kombination der Biegung und Rotation der Düse und der Biegung des biegsamen Anteils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das System weiterhin eine Vielzahl von Sensoren zur Nachverfolgung der Düse aufweisen. Die Vielzahl von Sensoren kann so konfiguriert sein, dass sie Sensorsignale an den Düsen-Positionsregler übertragen. Der Düsen-Positionsregler kann so konfiguriert sein, dass er die Sensorsignale empfängt. Der Düsen-Positionsregler kann ferner dafür konfiguriert sein, die Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs anhand – zumindest teilweise – der Sensorsignale zu bestimmen. Der Düsen-Positionsregler kann ferner dafür konfiguriert sein, die Düse anhand der bestimmten Position der Düsenspitze und der bestimmten Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs zu bewegen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das biegsame Leitungsrohr ein flexibles Leitungsrohr sein, das an jedem Punkt entlang eines biegsamen Anteils seiner Länge biegsam ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Düsen-Positionsregler mindestens drei Antriebsmechanismen und eine Vielzahl von Verbindungselementen umfassen. Ein Ende eines jeden Verbindungselements kann an einen der mindestens drei Antriebsmechanismen gekoppelt sein. Das andere Ende eines jeden Verbindungselements kann an die Düse gekoppelt sein. Jedes Verbindungselement kann an ein anderes der mindestens drei Antriebsmechanismen gekoppelt sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Verbindungselemente voneinander in umlaufender Richtung um die Düsen-Achse an der Düse abgesetzt sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Verbindungselemente relativ zueinander so positioniert sein, dass sie entsprechende Kräfte auf die Düse ausüben, die um ungefähr 120 Grad gegeneinander versetzt sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vielzahl von Verbindungselementen aus Kabeln bestehen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jeder der mindestens drei Antriebsmechanismen eine Spule umfassen. Jedes aus der Vielzahl der Kabel kann einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen. Der erste Abschnitt eines jeden Kabels kann um die Spule des Antriebsmechanismus gewickelt sein, an den es gekoppelt ist. Der zweite Abschnitt eines jeden Kabels kann sich zwischen der Spule und der Düse erstrecken. Die Antriebsmechanismen können eine Veränderung der Länge, ein Maß an Längenveränderung, und eine Rate des Maßes der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden Kabels bewirken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Düsen-Positionsregler so konfiguriert sein, dass er die Antriebsmechanismen dahingehend steuert, dass sie die Länge, das Maß an Längenveränderung, und die Rate des Maßes der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden Kabels bestimmen. Die Länge, das Maß an Längenveränderung, und die Rate des Maßes der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden Kabels können so bestimmt werden, dass irgendeine oder mehrere Größen aus Länge, Maß an Längenveränderung, und Rate des Maßes der Längenveränderung des zweiten Abschnitts eines jeden aus der Vielzahl der Kabel sich unterscheiden können von der Länge, dem Maß an Längenveränderung, und der Rate des Maßes der Längenveränderung des zweiten Abschnitts irgendeines anderen aus der Vielzahl der Kabel.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vielzahl der Verbindungselemente aus Schubstangen bestehen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jeder Antriebsmechanismus die Veränderung einer Position, einer Geschwindigkeit, und einer Beschleunigung einer jeden Schubstange bewirken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Düsen-Positionsregler so konfiguriert sein, dass er die Antriebsmechanismen dahingehend steuert, dass sie die Position, die Geschwindigkeit, und die Beschleunigung einer jeden der Vielzahl von Schubstangen bestimmen. Die Position, die Geschwindigkeit, und die Beschleunigung jeder Schubstange können so bestimmt werden, dass irgendeine oder mehrere Größen aus Position, Geschwindigkeit, und Beschleunigung irgendeiner aus der Vielzahl der Schubstangen sich unterscheiden können von der Position, der Geschwindigkeit, und der Beschleunigung irgendeiner anderen aus der Vielzahl der Schubstangen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das bewegliche Düsensystem so konfiguriert sein, dass ein maximaler Biegungswinkel zwischen der Düse und der ersten Achse ungefähr 50° beträgt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Sensorsignale mindestens einen magnetometrischen Messwert, mindestens einen gyroskopischen Messwert, und mindestens einen Beschleunigungs-Messwert umfassen. Die Vielzahl von Sensoren kann mindestens ein Magnetometer zur Messung mindestens eines magnetometrischen Messwertes, mindestens ein Gyroskop zur Messung mindestens eines gyroskopischen Messwertes, und mindestens ein Beschleunigungsmesser zur Messung mindestens eines Beschleunigungs-Messwertes umfassen. Der Düsen-Positionsregler kann konfiguriert sein zur Bestimmung der Position der Düsenspitze und der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs auf Grund des mindestens einen magnetometrischen Messwertes, des mindestens einen gyroskopischen Messwertes, und des mindestens einen Beschleunigungs-Messwertes.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Düsen-Positionsregler konfiguriert sein zum Vergleich des mindestens einen magnetometrischen Messwertes mit dem mindestens einen gyroskopischen Messwert und dem mindestens einen Beschleunigungs-Messwert zur Kalibrierung der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Düsen-Positionsregler so steuern, dass verschiedene Ausrichtungen des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges definiert werden können für eine gegebene Position der Düsenspitze unter Biegung des biegsamen Abschnitts des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges in verschiedene Konfigurationen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vielzahl von Sensoren an der Düse angebracht sein. Der Düsen-Positionsregler kann funktionell in der Lage sein, die Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges teilweise, für mindestens ein Kabel aus der Vielzahl der Kabel, auf Grundlage einer Länge des zweiten Abschnitts dieses Kabels zu bestimmen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Flüssigkeits-Verteilungssystem bereitgestellt. Das Flüssigkeits-Verteilungssystem kann eine Vielzahl von beweglichen Düsensystemen umfassen. Die beweglichen Düsensysteme können jeweils ein biegsames Leitungsrohr zur Bereitstellung eines biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges umfassen. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann eine zentrale Achse aufweisen. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann auch so biegsam sein, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nichtparallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann ferner ein oberes Ende und ein unteres Ende haben. Das obere Ende kann einen Flüssigkeits-Koppler zur Verbindung des oberen Endes mit einer Flüssigkeitsquelle umfassen, um einen Flüssigkeitsstrom von der Flüssigkeitsquelle her zu erreichen.

Die beweglichen Düsensysteme können jeweils ferner eine Düse umfassen zur Aufnahme des Flüssigkeitsstroms von dem biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg. Die Düse kann auch einen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg umfassen, der eine Leitungsverbindung mit dem biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg herstellt. Die Düse kann ein erstes und ein zweites Ende haben. Das erste Ende kann am unteren Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges befestigt sein. Die Düse kann eine Düsen-Achse umfassen, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Düse erstreckt. Die Düsenachse kann mit der zentralen Achse am ersten Ende der Düse zusammenfallen. Die Düse kann weiterhin einen Düsen-Auslass am zweiten Ende der Düse aufweisen. Der Düsen-Auslass kann eine Düsen-Auslass-Ebene definieren, die lotrecht zur Düsen-Achse steht. Die Düsen-Achse kann eine Richtung des Flüssigkeits-Strömungswegs an der Düsen-Auslass-Ebene festlegen. Der Flüssigkeitsstrom kann den Düsen-Auslass in Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges verlassen. Die Düse kann ferner eine Düsenspitze am Kreuzungspunkt der Düsen-Achse mit der Düsen-Auslassebene umfassen.

Die beweglichen Düsensysteme können jeweils darüber hinaus einen Düsen-Positionsregler zur Bewegung der Düse umfassen. Der Düsen-Positionsregler kann die Düse durch Rotation der Düse um eine erste Achse bewegen, indem er die Düse um einen Beugungswinkel gegenüber der ersten Achse schwenkt und den biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg beugt. Der Verbiegungswinkel kann messbar in einer Ebene liegen, die orthogonal zur Rotationsebene der Düse um ihre erste Achse steht. Jede gegebene Position der Düsenspitze und der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges kann beschrieben werden als eine Kombination der Biegung und Rotation der Düse und der Biegung des biegsamen Anteils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges.

Die beweglichen Düsensysteme können jeweils darüber hinaus eine Vielzahl von Sensoren zur Nachverfolgung der Düse aufweisen. Die Vielzahl von Sensoren kann so konfiguriert sein, dass sie Sensorsignale an den Düsen-Positionsregler übertragen. Der Düsen-Positionsregler kann so konfiguriert sein, dass er die Sensorsignale empfängt. Der Düsen-Positionsregler kann ferner dafür konfiguriert sein, die Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs anhand – zumindest teilweise – der Sensorsignale zu bestimmen. Der Düsen-Positionsregler kann ferner dafür konfiguriert sein, die Düse anhand der bestimmten Position der Düsenspitze und der bestimmten Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs zu bewegen.

Das Flüssigkeits-Verteilungssystem kann ferner einen Flüssigkeits-Verteilungssystemregler umfassen. Der Flüssigkeits-Verteilungssystemregler kann so konfiguriert sein, dass er die Sensorsignale von jedem der Vielzahl von beweglichen Düsensystemen empfängt. Der Flüssigkeits-Verteilungssystemregler kann ferner dafür konfiguriert sein, die Position der Düsenspitze und die Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs eines jeden der Vielzahl von beweglichen Düsensystemen anhand – zumindest teilweise – der Sensorsignale dieses beweglichen Düsensystems zu bestimmen. Der Flüssigkeits-Verteilungssystemregler kann ferner dafür konfiguriert sein, die Düse eines jeden der Vielzahl von beweglichen Düsensystemen anhand der bestimmten Position dieser Düsenspitze und der bestimmten Position von mindestens einer anderen Düsenspitze, sowie anhand der bestimmten Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs dieses beweglichen Düsensystems und der bestimmten Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs von mindestens einem anderen beweglichen Düsensystem zu bewegen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeits-Verteilers bereitgestellt. Das Verfahren kann die Bereitstellung eines biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs umfassen. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann eine zentrale Achse aufweisen. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann auch so biegsam sein, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nicht-parallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt. Der biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann ferner ein oberes Ende und ein unteres Ende haben.

Das Verfahren kann ferner die Bereitstellung eines Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfassen. Das erste Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges kann in leitender Verbindung mit dem unteren Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges stehen. Der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg kann eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse umfassen, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges erstreckt. Die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse kann mit der zentralen Achse am ersten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges zusammenfallen. Der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg kann weiterhin einen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass am zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges aufweisen. Der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass kann eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene definieren, die lotrecht zur Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse steht. Die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse kann eine Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs an der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene festlegen. Der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg kann ferner eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze am Kreuzungspunkt der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse mit der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene umfassen.

Das Verfahren kann ferner eine Verbindung zwischen dem oberen Ende des biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs und einer Flüssigkeitsquelle umfassen. Das Verfahren kann ferner die Bereitstellung eines Flüssigkeitsstroms von der Flüssigkeitsquelle über den biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg und den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg zum Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass umfassen. Der Flüssigkeitsstrom kann den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass in Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs verlassen.

Das Verfahren kann darüber hinaus die Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs umfassen. Die Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs kann darin bestehen, dass die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse rotiert. Die Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs kann ferner das Schwenken der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um einen Biegungswinkel von der ersten Achse weg umfassen. Die Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs kann ferner eine Biegung des biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs umfassen. Der Verbiegungswinkel kann messbar in einer Ebene liegen, die orthogonal zur Rotationsebene der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse steht. Jede gegebene Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Ausrichtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges kann beschrieben werden als eine Kombination der Biegung und Rotation der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse und der Biegung des biegsamen Anteils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ferner die Bestimmung einer Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges umfassen. Das Verfahren kann ferner die Bewegung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges auf Grundlage der bestimmten Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der bestimmten Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges umfassen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt ein maximaler Biegungswinkel zwischen der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse und der ersten Achse ungefähr 50°.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können verschiedene Ausrichtungen des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges definiert werden für eine gegebene Position der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze unter Biegung des biegsamen Abschnitts des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges in verschiedene Konfigurationen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeits-Verteilers bereitgestellt. Das Verfahren kann die Bereitstellung einer Vielzahl von biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegen umfassen. Jeder biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann eine zentrale Achse aufweisen. Jeder biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann auch so biegsam sein, dass die zentrale Achse beim Biegen Kurven in nicht-parallelen Ebenen an verschiedenen Abschnitten entlang eines biegsamen Teils des biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges beschreibt. Jeder biegsame Flüssigkeits-Strömungsweg kann ferner ein oberes Ende und ein unteres Ende haben.

Das Verfahren kann ferner die Bereitstellung einer Vielzahl von Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegen mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfassen. Das erste Ende jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges kann in leitender Verbindung mit dem unteren Ende eines der biegsamen Flüssigkeits-Strömungswege stehen. Jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg kann eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse umfassen, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges erstreckt. Die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse kann mit der zentralen Achse am ersten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges zusammenfallen. Jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg kann weiterhin einen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass am zweiten Ende des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges aufweisen. Der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass kann eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene definieren, die lotrecht zur Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse steht. Die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse kann eine Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs an der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene festlegen. Jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg kann ferner eine Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze am Kreuzungspunkt der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse mit der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass-Ebene umfassen.

Das Verfahren kann ferner eine Verbindung zwischen dem oberen Ende jedes biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs und einer Flüssigkeitsquelle umfassen. Das Verfahren kann ferner die Bereitstellung eines Flüssigkeitsstroms von der Flüssigkeitsquelle über den biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweg und den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg zu jedem Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass umfassen. Der Flüssigkeitsstrom kann jeden Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Auslass in Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs eines jeweiligen Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs verlassen. Das Verfahren kann ferner die Bestimmung einer Position jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Richtung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges umfassen.

Das Verfahren kann außerdem die Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges auf Grundlage der bestimmten Position der jeweiligen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der bestimmten Position von mindestens einer anderen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze sowie auf Grundlage der bestimmten Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges des jeweiligen Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs und der bestimmten Richtung des Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges von mindestens einem anderen Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg umfassen. Die Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs kann darin bestehen, dass die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse rotiert. Die Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs kann ferner das Schwenken der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um einen Biegungswinkel von der ersten Achse weg umfassen. Die Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungswegs kann ferner eine Biegung des biegsamen Flüssigkeits-Strömungswegs umfassen. Der Verbiegungswinkel kann messbar in einer Ebene liegen, die orthogonal zur Rotationsebene der Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse um die erste Achse steht. Jede gegebene Position jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Ausrichtung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges kann beschrieben werden als eine Kombination der Biegung und Rotation jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Achse und der Biegung des biegsamen Anteils jedes biegsamen Flüssigkeits-Strömungsweges.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ferner die Kalibrierung der Position jeder Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze und der Ausrichtung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges umfassen. Die Kalibrierung kann durchgeführt werden durch Bewegung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges in einer Weise, dass jede Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze positioniert wird an einer für die Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg-Spitze vorbestimmten Position, und die Ausrichtung jedes Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweges orientiert wird in einer für den Düsen-Flüssigkeits-Strömungsweg vorbestimmten Orientierung.

ZEICHNUNGEN

Der Fachmann wird verstehen, dass die im Folgenden beschriebenen Zeichnungen nur zum Zwecke der Veranschaulichung dienen. Es ist nicht beabsichtigt, dass die Zeichnungen in irgendeiner Weise den Gegenstand der technischen Lehre der vorliegenden Anmeldung beschränken.

zeigt eine aufrechte, maßstabsgerechte Ansicht eines beweglichen Düsensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

zeigt eine aufrechte, maßstabsgerechte Ansicht eines beweglichen Düsensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

zeigt eine teilweise Innenansicht eines beweglichen Düsensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

zeigt eine teilweise Innenansicht eines beweglichen Düsensystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

zeigt eine teilweise Innenansicht eines beweglichen Düsensystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

zeigt eine maßstabsgerechte Ansicht von schräg unten eines beweglichen Düsensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

zeigt eine Explosionszeichnung eines beweglichen Düsensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

zeigt ein Blockdiagramm, das eine funktionale Anordnung des Düsen-Positionsreglers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentiert.

zeigt ein Blockdiagramm, das eine funktionale Anordnung des Düsen-Positionsreglers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentiert.

zeigt ein Blockdiagramm, das eine funktionale Anordnung des Düsen-Positionsreglers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentiert.

zeigt ein Blockdiagramm, das eine funktionale Anordnung des Sprühreglers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentiert.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den wird ein bewegliches Düsensystem 10 gezeigt, das eine bewegliche Düse 20 für Springbrunnen umfassen kann. Um die gewünschten visuellen Effekte zu erzeugen, kann das bewegliche Düsensystem 10 einen Flüssigkeitsstrom nach oben auswerfen. Die Flüssigkeit kann Wasser sein. Das bewegliche Düsensystem 10 kann die Richtung, Höhe, und Intensität des Flüssigkeitsstroms variieren.

Bei einer Ausführungsform kann die Flüssigkeit dem beweglichen Düsensystem 10 mit einem Druck von ungefähr 11 psi zugeleitet werden. Bei diesem Druck kann ein Flüssigkeitsstrahl aus der Düse 20 ausgestoßen werden bei einer Flussrate von ungefähr 80 gpm, und die Höhe des Flüssigkeitsstrahls kann ungefähr 20 Feet betragen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Flüssigkeit dem beweglichen Düsensystem 10 mit einem Druck von ungefähr 23 psi zugeleitet werden. Bei diesem Druck kann ein Flüssigkeitsstrahl aus der Düse 20 ausgestoßen werden bei einer Flussrate von ungefähr 120 gpm, und die Höhe des Flüssigkeitsstrahls kann ungefähr 30 Feet betragen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Flüssigkeit dem beweglichen Düsensystem 10 mit einem Druck von ungefähr 37 psi zugeleitet werden. Bei diesem Druck kann ein Flüssigkeitsstrahl aus der Düse 20 ausgestoßen werden bei einer Flussrate von ungefähr 150 gpm, und die Höhe des Flüssigkeitsstrahls kann ungefähr 45 Feet betragen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Flüssigkeit dem beweglichen Düsensystem 10 mit einem Druck von ungefähr 48 psi zugeleitet werden. Bei diesem Druck kann ein Flüssigkeitsstrahl aus der Düse 20 ausgestoßen werden bei einer Flussrate von ungefähr 175 gpm, und die Höhe des Flüssigkeitsstrahls kann ungefähr 55 Feet betragen.

Die Richtung des Flüssigkeitsstrahls kann verändert werden durch Veränderung der Neigung und Rotation der Düse 20 und durch Biegung eines biegsamen Leitungsrohrs 30. Bei einer Ausführungsform kann das biegsame Leitungsrohr 30 einen flexiblen Schlauch umfassen. Die Flexibilität des Schlauchs kann dem biegsamen Leitungsrohr 30 eine Verbiegung in einer Weise erlauben, wie sie hier ausführlicher dargestellt wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann das biegsame Leitungsrohr 30 eine Vielzahl von relativ unbeweglichen Abschnitten umfassen. Die Abschnitte können miteinander verbunden sein mittels Kugelgelenken, die eine Schwenkbewegung jedes Abschnitts relativ zu seinen benachbarten Abschnitten erlauben. Die Schwenkbewegung jedes Abschnitts kann dem biegsamen Leitungsrohr 30 ein Biegen auf eine Weise erlauben, wie sie hier ausführlicher dargestellt wird.

Bei einer Ausführungsform kann der biegsame Anteil des biegsamen Leitungsrohrs 30 beschränkt sein durch einen Kragen 40. Bei einer anderen Ausführungsform kann der biegsame Anteil des biegsamen Leitungsrohrs 30 ferner beschränkt sein durch ein Gehäuse 50. Der nicht-beschränkte Anteil des biegsamen Leitungsrohrs 30 kann biegsam sein in der Weise, dass eine zentrale Achse 32 des biegsamen Leitungsrohrs 30 Kurven beschreiben kann in nicht-parallelen Ebenen an verschiedenen Stellen entlang des nicht-beschränkten Abschnitts.

Die Düse 20 kann einen Auslass 21 haben zum Ausstoßen eines Flüssigkeitsstroms und einen Einlass zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvorrats über eine physische konzentrische Verbindung mit dem biegsamen Leitungsrohr 30. Bei einer Ausführungsform umfasst die Verbindung zwischen dem biegsamen Leitungsrohr 30 und der Düse 20 eine Kugel oder ein Kugelgelenk. Bei einer anderen Ausführungsform umfasst die Verbindung zwischen dem biegsamen Leitungsrohr 30 und der Düse 20 ein Kardangelenk. Das biegsame Leitungsrohr 30 kann fließend verbunden sein mit einer Flüssigkeitsquelle 31 über ein Kupplungsstück 60 zur Flüssigkeitsleitung.

Bei einer Ausführungsform kann die Düse 20 einen Innendurchmesser von ungefähr ein Zoll haben.

Das biegsame Leitungsrohr 30 kann befestigt sein im Mittelpunkt einer Grundfläche 70. Der Kragen 40 kann ebenfalls auf der Grundfläche befestigt sein, indem er einen Teil des biegsamen Leitungsrohrs 30 umgibt.

Bei einer Ausführungsform kann die Grundfläche 70 mindestens drei Halterungen aufweisen, die das biegsame Leitungsrohr 30 umgeben. Die mindestens drei Halterungen können stumpfe Winkel, in einer horizontalen Ebene, im Verhältnis zueinander bilden. Der stumpfe Winkel kann 120 Grad betragen. Ein Antriebsmechanismus 80 kann an jeder Halterung befestigt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Grundfläche eine einzige Befestigungsoberfläche aufweisen, wobei mindestens drei Antriebsmechanismen 80 auf der Oberfläche befestigt sind.

Bei einer Ausführungsform können die Antriebsmechanismen 80 selektiv rotierbare Motoren sein, so wie ein Servomotor oder ein Schrittmotor. Bei einer anderen Ausführungsform können die Antriebsmechanismen 80 lineare Aktuatoren sein, so wie ein hydraulischer oder pneumatischer Kolben. Ein Düsen-Positionsregler 82 kann die mindestens drei Antriebsmechanismen 80 steuern.

Bei einer Ausführungsform beträgt die minimale Geschwindigkeit eines Antriebsmechanismus 80, der ein selektiv drehbarer Motor ist, ungefähr 60 Upm.

Der Auslass 21 und der Einlass der Düse 20 können jeweils eine kreisförmige Öffnung darstellen. Die kreisförmigen Öffnungen können konzentrisch sein, und können kommunizierend dergestalt verbunden sein, dass die Flüssigkeit, die durch den Einlass der Düse 20 aufgenommen wird, aus dem Auslass 21 der Düse 20 ausgestoßen wird. Eine Linie, die die Mittelpunkte der kreisförmigen Öffnungen verbindet, kann eine Düsenachse 22 definieren. Flüssigkeit kann ausgestoßen werden aus dem Auslass 21 der Düse 20 in einer Richtung, die durch die Düsenachse 22 am Auslass 21 definiert wird. Die Düsenachse 22 kann zusammenfallen mit der zentralen Achse 32 des biegsamen Leitungsrohrs 30 am Einlass der Düse 20.

Das biegsame Leitungsrohr 30 kann ein oberes Ende und ein unteres Ende haben. Der Einlass der Düse 20 kann so an dem unteren Ende des biegsamen Leitungsrohrs 30 befestigt sein, dass die Flüssigkeit, die durch das biegsame Leitungsrohr 30 vom oberen Ende zum unteren Ende fließt, anschließend weiterfließt durch den Einlass der Düse 20. Das biegsame Leitungsrohr 30 kann einen Flüssigkeitsstrom von einer Flüssigkeitsquelle 31 her aufnehmen über den Flüssigkeitskoppler 60, der das obere Ende des biegsamen Leitungsrohrs 30 mit der Flüssigkeitsquelle 31 verbinden kann. Bei einer Ausführungsform können das biegsame Leitungsrohr 30 und die Düse 20 sich vertikal von der Grundfläche nach oben erstrecken. Diese Position kann als die unbeeinflusste, oder neutrale Position der Düse definiert werden. In dieser Position kann das biegsame Leitungsrohr 30 eine neutrale Achse definieren.

Ein zweiter Kragen 90 kann durch eine Vielzahl von Verbindungselementen 100 mit den mindestens drei Antriebsmechanismen 80 verbunden sein. Jedes Verbindungselement 100 kann den zweiten Kragen 90 mit nur einem der mindestens drei Antriebsmechanismen 80 verbinden. Der zweite Kragen 90 kann eine kreisförmige Öffnung zur Aufnahme des Einlasses der Düse 20 definieren. Der zweite Kragen 90 kann an dem Einlass der Düse 20 befestigt sein, und das obere Ende des biegsamen Leitungsrohrs 30 kann am Einlass der Düse 20 unterhalb des zweiten Kragens 90 befestigt sein. Bei einer Ausführungsform können die Verbindungselemente 100 gegeneinander um den zweiten Kragen 90 herum in einer umlaufenden Anordnung versetzt sein. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Verbindungselemente 100 gegeneinander um einen Versetzungswinkel 25 der Verbindungselemente von ungefähr 120° versetzt sein.

Wie in dargestellt, können bei einer Ausführungsform die Verbindungselemente 100 Kabel umfassen. Bei dieser Ausführungsform können die Antriebsmechanismen 80 jeweils eine Spule 81 umfassen. Die Kabel können so um die Spule 81 herumgewickelt sein, dass ein wirksamer Anteil des Kabels sich zwischen der Spule 81 und dem zweiten Kragen 90 erstreckt, während der Rest des Kabels um die Spule 81 herumgewickelt bleiben kann.

Wie in dargestellt, kann die Spule 81 oben auf der Grundfläche 70 befestigt sein. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Spule 81, wie in den dargestellt, unterhalb der Grundfläche 70 befestigt sein.

Der Düsen-Positionsregler 82 kann selektiv die Antriebsmechanismen 80 so ansteuern, dass die wirksame Länge eines jeden Kabels geändert wird. Die Veränderung der wirksamen Länge des Kabels übt eine Kraft auf die Düse 20 aus, die dafür sorgt, dass sie aus ihrer Position herausgebracht wird. Der Düsen-Positionsregler 82 kann so vor-programmiert werden, dass die Abfolge von Stellbewegungen der Antriebsmechanismen 80 im Voraus festgelegt wird.

Der Düsen-Positionsregler 82 kann die Antriebsmechanismen 80 so ansteuern, dass die wirksame Länge eines jeden Kabels mit einer bestimmten Rate geändert wird. Der Düsen-Positionsregler 82 kann die Antriebsmechanismen 80 ferner so ansteuern, dass die Veränderungsrate der wirksamen Länge eines jeden Kabels mit einer bestimmten Rate geändert wird.

Dementsprechend kann der Düsen-Positionsregler 82 an jedem Punkt die wirksame Länge, die Rate der Veränderung der wirksamen Länge, und die Rate der Veränderungsrate der wirksamen Länge eines jeden Kabels bestimmen. Der Düsen-Positionsregler 82 kann jeden Antriebsmechanismus 80 separat so ansteuern, dass die Veränderung, die Rate der Veränderung, und die Rate der Veränderungsrate der wirksamen Länge eines jeden Kabels unterschiedlich sein können. Die Steuerung der Veränderungsrate und der Rate der Veränderungsrate der wirksamen Länge eines jeden Kabels kann die Düse 20 so bewegen, dass das Wasser aus dem Düsenauslass 21 auf eine interessante und kreative Weise ausgestoßen wird.

Wie in dargestellt, können die Verbindungselemente 100 bei einer anderen Ausführungsform Schubstangen umfassen, die durch Antriebsmechanismen 80, welche lineare Aktuatoren darstellen, angetrieben werden können. Bei einer alternativen Ausführungsform kann jede der Verbindungselemente 100 einen Kurbelwellen- und Kolbenmechanismus umfassen, der durch Antriebsmechanismen 80, die selektiv rotationsfähige Motoren darstellen, angetrieben werden können. Andere Arten von Verbindungselementen, die im Stand der Technik bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden.

Der Düsen-Positionsregler 82 kann selektiv die Antriebsmechanismen 80 so ansteuern, dass die Position von jeder Schubstange oder jedem Kolben verändert werden kann. Die Veränderung der Position der Schubstange oder des Kolbens übt eine Kraft auf die Düse 20 aus, die dafür sorgt, dass sie aus ihrer Position herausgebracht wird. Der Düsen-Positionsregler 82 kann so vor-programmiert werden, dass die Abfolge von Stellbewegungen der Antriebsmechanismen 80 im Voraus festgelegt wird.

Der Düsen-Positionsregler 82 kann die Antriebsmechanismen 80 so ansteuern, dass die Geschwindigkeit und Beschleunigung jeder Schubstange oder jedes Kolbens verändert werden können. Dementsprechend kann der Düsen-Positionsregler 82 an jedem Punkt die Position, Geschwindigkeit, und Beschleunigung jeder Schubstange oder jedes Kolbens bestimmen. Der Düsen-Positionsregler 82 kann jeden Antriebsmechanismus 80 separat so ansteuern, dass die Veränderung der Position, Geschwindigkeit, und Beschleunigung jeder Schubstange oder jedes Kolbens unterschiedlich sein können. Die Steuerung der Geschwindigkeit und Beschleunigung jeder Schubstange oder jedes Kolbens kann die Düse 20 so bewegen, dass das Wasser aus dem Düsenauslass 21 auf eine interessante und kreative Weise ausgestoßen wird.

Der Düsen-Positionsregler 82 kann die Antriebsmechanismen 80 so ansteuern, dass eine Kraft oder mehrere Kräfte auf die Düse 20 ausgeübt werden. Die Kräfte, die auf die Düse 20 ausgeübt werden, können eine Auslenkung der Düse 20 um einen Winkel von der neutralen Achse, eine Rotation der Düse 20 um die neutrale Achse, und eine Biegung des biegsamen Leitungsrohrs 30 bewirken. Die Position und Orientierung der Düse 20 kann dann teilweise beschrieben werden als ein Winkel in einer vertikalen Ebene zwischen der neutralen Achse und der Düsenachse 22 (die Neigung der Düse 20), und ein Drehwinkel der Düsenachse 22 in einer horizontalen Ebene um die neutrale Achse. Die Position und Orientierung der Düse 20 kann vollständig beschrieben werden durch die Einbeziehung der Gestalt der Biegung des biegsamen Leitungsrohrs 30.

Bei einer Ausführungsform kann die maximale Neigung der Düse 20 in irgendeine Richtung ungefähr 50° betragen, und der Rotationswinkel in einer horizontalen Ebene um die zentrale Achse 32 kann zwischen 0° und 360° betragen.

Die Zahl der Freiheitsgrade eines Systems ist gleich der Zahl der unabhängigen Variablen, die erforderlich sind, um den Zustand des Systems an irgendeinem gegebenen Punkt zu einer Zeit zu beschreiben. Die Bewegung der Düse 20 kann in drei Dimensionen erfolgen auf der Grundlage von drei unabhängigen Variablen:

  • 1) Neigungswinkel der Düse 20 gegenüber der neutralen Achse,
  • 2) Rotationswinkel der Düse 20 um die neutrale Achse, und
  • 3) Gestalt der Biegung des biegsamen Leitungsrohrs 30.

Daher können drei Variablen erforderlich sein, um die Position eines Punktes auf der Düse 20 zu bestimmen.

Wie oben beschrieben, können irgendeine gegebene Position und Orientierung der Düse 20 eine einzige Neigung und einen Rotationswinkel der Düse 20, sowie eine einzige Biegungsgestalt des biegsamen Leitungsrohrs 30 definieren. Umgekehrt kann irgendeine gegebene Position und Orientierung der Düse 20 durch die unabhängigen Stellbewegungen der drei Antriebsmechanismen 80 definiert werden.

Daher kann ein gegebener Satz von Stellbewegungen eine einzige Neigung und einen Rotationswinkel der Düse 20 und eine Biegungsgestalt des biegsamen Leitungsrohrs 30 definieren. Mit anderen Worten, die drei Variablen, die erforderlich sind, um eine Neigung und einen Rotationswinkel der Düse 20, sowie die Biegungsgestalt des biegsamen Leitungsrohrs 30 zu beschreiben, können die unabhängigen Stellbewegungen des ersten, zweiten und dritten Antriebsmechanismus 80 sein. Die Richtung des Flüssigkeitsstroms, der den Düsen-Auslass 21 verlässt, kann unterschiedlich sein bei einer gegebenen Position der Düse 20, je nach der Biegungsgestalt des biegsamen Leitungsrohrs 30.

Bei einer Ausführungsform kann der Düsen-Positionsregler 82 die Position und Orientierung der Düse 20 bestimmen auf der Grundlage einer Rückmeldung, die von den Antriebsmechanismen 80 erhalten wird, ohne die Verwendung von Sensoren. Der Düsen-Positionsregler 82 kann die Position der Düse 20 unter Bezug auf die physikalischen Dimensionen der Düse 20 und einen Punkt auf der Düse 20, so wie eine Düsenspitze 23 an der Kreuzung der Düsenachse 22 und einer Ebene, die senkrecht zur Düsenachse 22 am Düsen-Auslass 21 steht, bestimmen.

Wie nun in dargestellt, kann bei einer Ausführungsform das bewegliche Düsensystem 10 eine Vielzahl von Sensoren 83 zur Nachverfolgung der Düse 20 umfassen. Die Sensoren 83 können so konfiguriert sein, dass sie Sensorsignale an den Düsen-Positionsregler 82 übertragen. Der Düsen-Positionsregler 82 kann so konfiguriert sein, dass er die Sensorsignale empfängt und die Position und Orientierung der Düse 20 anhand – zumindest teilweise – der Sensorsignale bestimmt. Der Düsen-Positionsregler 82 kann auch die wirksame Länge von mindestens einem der Kabel verwenden, um die Position und Orientierung der Düse 20 zu bestimmen. Der Düsen-Positionsregler 82 kann die Position der Düse 20 unter Bezug auf die physikalischen Dimensionen der Düse 20 und einen Punkt auf der Düse 20, so wie eine Düsenspitze 23 an der Kreuzung der Düsenachse 22 und einer Düsen-Auslass-Ebene 24, die senkrecht zur Düsenachse 22 am Düsen-Auslass 21 steht, bestimmen.

Die Bestimmung einer Position und Orientierung der Düse 20 kann genauer sein bei der Verwendung von Sensoren 83 als ohne diese, da die Biegung des biegsamen Leitungsrohrs 30 bei anderen Methoden zur Bestimmung der Position und Orientierung der Düse 20 zu Ungenauigkeiten führen kann. Die Verwendung von Sensoren 83 zur Bestimmung der Position und Orientierung der Düse 20 kann sehr nützlich sein bei Ausführungsformen, bei denen die Antriebsmechanismen 80 weniger genaue Rückmeldung über die Position geben.

Bei einer Ausführungsform kann die Vielzahl von Sensoren 83 eine träge Messungs-Einheit (”inertial measurement unit”, IMU) umfassen. Die IMU-Einheit kann drei Kompasse, drei Gyroskope und drei Beschleunigungsmesser umfassen. Jeder Sensor kann einem von drei orthogonalen Achsen (zum Beispiel: x, y, z oder Roll, Nick, Gier) in einem dreidimensionalen Koordinatensystem entsprechen.

Die IMU-Einheit kann an der Düse 20 befestigt werden, an irgendeiner Stelle an der Düse 20. Die Beschleunigungsmesser und die Gyroskope können die Beschleunigungs- bzw. Orientierungswerte messen. Der Düsen-Positionsregler 82 kann dann die Position der Düse 20 auf Grundlage der Daten von den Beschleunigungsmessern berechnen. Die IMU-Einheit kann die Position und Orientierung der Düse 20 wahrnehmen und diese Information an den Düsen-Positionsregler 82 übermitteln.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Düse 20 mindestens ein Target umfassen, das an der Düse 20 befestigt ist, an irgendeiner Stelle an der Düse 20. Das mindestens eine Target kann von den Sensoren 83 nachverfolgt werden, um Daten an den Düsen-Positionsregler 82 bezüglich der Position, Orientierung, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Düse 20 zu liefern. Bei einer Ausführungsform können die Sensoren 83 Kameras oder optische Sensoren sein, die das Target nachverfolgen.

Ist die Position und Orientierung der Düse 20 bestimmt worden, kann der Düsen-Positionsregler 82 die Düse 20 bewegen durch Ansteuern der Antriebsmechanismen 80, wodurch Kräfte an der Düse 20 angreifen, um die Düse 20 zu neigen und zu rotieren, und um das biegsame Leitungsrohr 30 zu biegen.

Um eine gegebene Position und Orientierung der Düse 20 zu bestimmen, muss das bewegliche Düsensystem 10 zunächst kalibriert werden. Die anfängliche Kalibrierung der Düse 20 kann erreicht werden durch manuelle Ausrichtung der Düse 20 während der Installation mit einer vor-bestimmten initialen Position und Orientierung der Düse 20. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die anfängliche Kalibrierung der Düse 20 erreicht werden durch manuelle Ausrichtung der Düse 20 während der Installation und Aufzeichnung der initialen Position und Orientierung der Düse 20 im Düsen-Positionsregler 82. Dieser Vorgang muss möglicherweise während der Lebensdauer des beweglichen Düsensystems 10 wiederholt werden.

Alternativ kann die anfängliche Kalibrierung der Düse 20 erreicht werden durch Bewegung der Düse 20 in eine vorbestimmte Position und Orientierung während der Installation, und Aufzeichnung der Sensorsignale, die vom Düsen-Positionsregler 82 empfangen wurden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die anfängliche Kalibrierung der Düse 20 dadurch erreicht werden, dass der Düsen-Positionsregler 82 während der Installation Sensorsignale von den Sensoren 83 empfängt.

Bei einer Ausführungsform kann der Düsen-Positionsregler 82 dazu konfiguriert werden, die Signale, die von den Magnetometern empfangen werden, mit den Signalen, die von den Gyroskopen empfangen werden, zu vergleichen, um die Orientierung der Düse 20 zu kalibrieren.

Der Düsen-Positionsregler 82 kann die Information von den Sensoren 83 verwenden, um kontinuierlich oder periodisch die Düse 20 in Bezug auf sich selbst zu kalibrieren. Bei einer Ausführungsform kann der Düsen-Positionsregler 82 dazu konfiguriert werden, die Düse 20 durch Vergleich des Sensorsignals des Magnetometers mit dem Sensorsignal des Gyroskops zu kalibrieren.

Der Düsen-Positionsregler 82 kann auch die Zufuhr von Flüssigkeit zur Düse 20 kontrollieren und die Stromzufuhr zu einem Scheinwerfer (”Spotlight”), der an der Düse 20 befestigt sein kann, oder woanders innerhalb des beweglichen Düsensystems 10. Der Düsen-Positionsregler 82 kann einen Prozessor und einen Speicher umfassen, der ein Programm zur Kontrolle und Programmierung aller hier genannten Funktionen beinhalten kann.

Wie nun in dargestellt, kann bei einer anderen Ausführungsform eine Springbrunnen-Installation eine Vielzahl von beweglichen Düsensystemen 10 umfassen. Jedes bewegliche Düsensystem 10 kann gesteuert werden durch einen einzelnen Düsen-Positionsregler 82, und eine Vielzahl von beweglichen Düsensystemen 10 können im Verbund durch einen Springbrunnen-Regler gesteuert werden, um visuell interessante Effekte zu erzielen. Der Springbrunnen-Regler kann auch eine Vielzahl von anderen Springbrunnen-Elementen, zusätzlich zu den beweglichen Düsensystemen 10, steuern. Zum Beispiel kann ein Springbrunnen zusätzliche Lichteffekte, Musik, und stationäre und bewegliche Düsen umfassen.

Der Springbrunnen-Regler kann kontinuierlich oder periodisch die Düse 20 kalibrieren in Bezug auf die anderen Düsen 20 im Springbrunnen auf Grundlage der anfänglich kalibrierten Position und Orientierung jeder Düse 20, und auf Grundlage der kontinuierlich oder periodisch bestimmten Position und Orientierung jeder Düse 20. Der Springbrunnen-Regler kann dazu konfiguriert sein, die Position und Orientierung jeder Düse 20 in der Springbrunnen-Installation entsprechend der Methoden, die hier beschrieben sind in Bezug auf den Düsen-Positionsregler 82, zu kalibrieren und zu bestimmen. Die Kalibrierung mit anderen Düsen 20 im Springbrunnen kann die Überprüfung einschließen, dass alle Düsen 20 in dieselbe Richtung deuten, wenn sie das sollen.

Der Springbrunnen-Regler kann ferner dazu konfiguriert sein, jede Düse 20 in der Weise zu bewegen, wie hier in Bezug auf den Düsen-Positionsregler 82 beschrieben, auf der Grundlage der bestimmten Position und Orientierung dieser Düse 20 und mindestens einer anderen Düse 20 in der Springbrunnen-Installation.

Es ist zu berücksichtigen, dass auch andere Variationen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung denkbar sind. Von allen solchen Modifikationen und Variationen wird angenommen, dass sie innerhalb des Gegenstandes und Schutzbereiches dieser Erfindung liegen, die durch die nachfolgenden Ansprüche definiert wird.