具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，本申请实施例提供的三维结构示意图和三视图均为结构透视图，相关部件在不同附图中均有体现，本领域技术人员可以从结构透视图中很明确地获知结构。

下面首先结合图1对本申请实施例的应用场景进行介绍。

本申请实施例可以应用于城市环卫绿化灌溉、地面绿植清洁、高度较高的目标对象的清洁等场景。请参考图1，其示例性示出了本申请实施例适用的场景示意图。如图1所示，对于道路两侧的待浇灌的对象A(高度较低的绿化带)或待清洁的对象B(高度较高的目标物)，均可以采用本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统。本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统包括用于供电以及提供待分配流体的本地装置1，待分配流体为具有一定压力及流量的流体，本地装置1应包括水泵、气泵或高压气瓶等结构，示例性地，本地装置1可以为图1所示的洒水车，也可以根据应用场景的不同确定为其他形式，具体不作限定。

需要说明的是，本申请实施例中提到的流体，可以为液体、气体或者气液混合物，比如水和空气的混合物，对于液体和气体的具体种类均不作具体限定。

下面结合附图对本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统进行具体介绍。

图2示例性示出了本申请实施例提供的一种软管系留的流体喷射推进系统的整体结构示意图，如图2所示，本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统还包括流体喷射推进器2、系留软管3和控制器4。

流体喷射推进器2包括至少一个流体喷射单元21，以及用于支撑流体喷射单元21的支撑装置22，流体喷射单元21包括依次连接的连接管211和喷嘴212，用于将喷射流体喷出，以使得流体喷射推进器2在所有喷射流体所提供的推力的共同作用下进行飞行，其中，喷射流体为待分配流体中分配给流体喷射单元21的流体。

系留软管3分别与本地装置1和连接管211连接，包括至少一个内管31以及用于束缚内管31的软管外皮32，用于将喷射流体传递给流体喷射单元21。

控制器4分别与本地装置1和系留软管3连接，用于根据流体喷射推进器2的实时飞行姿态，调整流体喷射单元21的喷射流体的喷射量，以控制流体喷射推进器2的飞行轨迹。

如此，本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统，利用本地装置为流体喷射推进器提供待分配流体，利用系留软管进行待分配流体的传递，流体喷射推进器包括至少一个流体喷射单元以及支撑装置，流体喷射单元包括依次连接的连接管和喷嘴，用于将喷射流体喷出，以使得流体喷射推进器在所有喷射流体所提供的推力的共同作用下进行飞行，控制器根据流体喷射推进器的实时飞行姿态，调整流体喷射单元的喷射流体的喷射量，进而控制流体喷射推进器的飞行轨迹。流体喷射推进器可以在本地装置、控制器和系留软管的共同作用下自动飞行并喷射流体，从而在对绿化带进行灌溉时无需环卫人员付出较多的体力劳动，进而可以减少环卫人员的工作量，减轻劳动强度。

需要说明的是，流体喷射单元21为本申请实施例中提供推力的基本单元，流体喷射单元21应具有较高的硬度，不能够改变形状，可以采用塑料或金属材料。

还需要说明的是，流体喷射单元21的数量可以为一个或一个以上，本申请实施例对流体喷射单元21的具体数量不作限定。流体喷射单元21的排布方式可以根据流体喷射单元21具体数量确定，比如可以对称也可以不对称，本申请实施例对流体喷射单元21的排布方式不作具体限定。支撑装置22的形状和结构可以根据流体喷射单元21具体数量和排布方式确定，比如采用长条形、十字形或盘形等，本申请实施例对支撑装置22的形状和结构不作具体限定。

还需要说明的是，控制器4可选择安装在靠近本地装置1一端或靠近流体喷射推进器2一端，或者两者都安装，具体不作限定。控制器4的作用是通过控制内管31的流体流量/压力，进而控制流体喷射推进器2的推进方向，改变流体喷射推进器2的运动方式。

此外，本申请实施例提供的流体喷射推进系统还可以包括姿态传感器5，姿态传感器5安装在支撑装置22上，用于测量流体喷射推进器2的实时飞行姿态。

具体地，姿态传感器5可以包括加速度计、陀螺仪和倾角传感器，还可以安装磁传感器、气压计、GPS、摄像头及其他特殊应用传感器。

进一步地，系留软管3还包括电缆管34，电缆管34与内管31共同被束缚在软管外皮32中，电缆管34与姿态传感器5连接，用于向姿态传感器5供电。

需要说明的是，本申请实施例对姿态传感器5的数量以及安装位置不作具体限定，对电缆管34的数量不作具体限定。

采用上述姿态传感器，可以对流体喷射推进器的姿态数据进行实时测量和快速反馈，极大地提高了本申请实施例提供的流体喷射推进系统的自动程度，具有较高的实用性。

本申请实施例提供的支撑装置22的形状和结构有多种。一个示例中，本申请实施例提供的支撑装置22可以采用固定翼结构，固定翼结构用于在喷射流体的作用下提供飞行升力，以使得流体喷射推进器2在喷射流体和飞行升力的共同作用下进行飞行。

在支撑装置22采用固定翼结构的情况下，喷嘴212可以贯穿在固定翼结构的机身中，且平行于固定翼结构所在平面，喷嘴212的喷射方向为朝向固定翼结构的尾端。

进一步地，流体喷射推进器2还可以包括安装在固定翼结构上的活动机构，活动机构用于在对应的喷射液体的作用下，调节固定翼结构的偏转角度，进而调节流体喷射推进器2的飞行状态，其中，喷射液体是由本地装置1提供的。活动机构可以为液压的或电动的，具体不作限定。

系留软管3还包括液压管33，液压管33与内管31共同被束缚在软管外皮32中，液压管33用于将喷射液体传递给活动机构。

具体地，喷射液体可以为具有一定压力及流量的液体，比如液压油，具体不作限定。

软管外皮32只要可以束缚内管31、液压管33和电缆管34即可，可以为完全包裹的外皮，也可以为局部包裹的外皮或者绳状物，具体不作限定。

需要说明的是，本申请实施例中系留软管3中内管31的数量可以与流体喷射单元21的数量相同，也可以不相同，具体不作限定，当内管31的数量与流体喷射单元21的数量不相同时，应在内管31安装多分阀门，比如三分阀门，以便于与多个对应的流体喷射单元21相连接。液压管33的数量可以与活动机构的数量相同，也可以不相同，具体不作限定。

还需要说明的是，本申请实施例对系留软管3中内管31、液压管33和电缆管34之间的排布位置不作具体限定。

示例一：

以流体喷射推进器2包括一个流体喷射单元21为例，来对本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统进行说明。

图3a示例性示出了本申请实施例提供的一种流体喷射推进器的三维结构示意图，如图3a所示，本申请实施例提供的一种流体喷射推进器2包括一个流体喷射单元21(图3a中未标示)以及固定翼结构的支撑装置22，流体喷射单元21包括连接管211和喷嘴212，系留软管3位于流体喷射单元21的下方。该流体喷射推进器2通过固定翼结构提供稳定的升力及飞行方向，通过系留软管3牵引流体喷射推进器2按照围绕本地装置1的弧线飞行。

图3b示例性示出了本申请实施例提供的一种流体喷射推进器的俯视图、侧视图和后视图，如图3b所示，A为图3a中所示的流体喷射推进器2的俯视图，B为图3a中所示的流体喷射推进器2的侧视图，C为图3a中所示的流体喷射推进器2的后视图。如图3b中的B图所示，连接管211包括依次连接的第一弯管2111、第二连接管2112、第三弯管2113和第四连接管2114，第四连接管2114和喷嘴212共同贯穿在固定翼结构的机身中，且平行于固定翼结构所在平面，喷嘴212的喷射方向为朝向固定翼结构的尾端，第三弯管2113的弯折角度为180°，第一弯管2111倾斜向下且弯折角度为钝角，第一弯管2111与系留软管3连接。

活动机构可以分别安装在图3a所示的流体喷射推进器2的尾翼和两个机翼上，用于在对应的喷射液体的作用下，分别调节尾翼和两个机翼的偏转角度，进而调节固定翼结构的偏转角度。在此基础上，以系留软管3包括一个内管31和三个液压管33为例，图4示例性示出了本申请实施例提供的一种系留软管的剖面结构示意图，如图4所示，内管31位于系留软管3的中心，三个液压管33均匀排布，外面包裹软管外皮32。

采用上述流体喷射推进器，飞行平稳，体积小巧，可通过狭窄通道，结构简单，对极端条件适应性较好。

在其他可能的示例中，本领域技术人员可以根据经验和实际情况确定支撑装置22的形状和结构，具体不作限定。

本申请实施例提供的流体喷射单元21的排布方式有多种，比如对称排布或非对称排布，具体不作限定。

对于对称排布，本申请实施例提供的流体喷射单元21的数量大于或等于两个，且流体喷射单元21按照预设对称规则分布在支撑装置22上。

其中，预设对称规则可以为轴对称、中心对称、圆对称等规则，具体不作限定。

一个对称排布的示例中，流体喷射单元21的数量为偶数个，且流体喷射单元21呈镜像对称，对称轴为支撑装置22的中轴线。

示例二：

以流体喷射推进器2包括两个流体喷射单元21为例，来对本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统进行说明。

图5a示例性示出了本申请实施例提供的另一种流体喷射推进器的三维结构示意图，如图5a所示本申请实施例提供的另一种流体喷射推进器2包括两个流体喷射单元21，流体喷射单元21包括连接管211和喷嘴212，连接管211包括依次连接的第一直管2111、第二弯管2112、第三直管2113和第四弯管2114，第二弯管2112与第四弯管2114的弯折角度均为直角，第一直管2111的一端通过第二弯管2112与第三直管2113连接，第一直管2111的另一端开口朝下，第三直管2113通过第四弯管2114与喷嘴212连接，喷嘴212的开口朝下，喷嘴212与第一直管2111不平行，两个流体喷射单元21的第一直管2111的侧面相连接，且两个流体喷射单元21呈镜像对称。该流体喷射推进器2由两个喷嘴212的总推力提供垂直升力，由两个喷嘴212各自推力的调整提供水平姿态调整，另一个维度的平衡通过系留软管3的重力和拉力以及喷嘴212的推力实现。

需要说明的是，在图5a所示的另一种流体喷射推进器2中，支撑装置22(图5a中未示出)可以为支撑两个流体喷射单元21的装置，比如两个流体喷射单元21连接处的焊点，或者其他可以固定两个流体喷射单元21的方式。

系留软管3包括两个内管31以及用于束缚内管31的软管外皮32(图5a中未示出)，两个内管31与两个流体喷射单元21一一对应，内管31与对应的第一直管2111之间的夹角为直角，用于将喷射流体传递给对应的流体喷射单元21。

姿态传感器5安装在系留软管3与流体喷射单元21的连接处，并且位于流体喷射单元21的下方，用于对图5a所示的另一种流体喷射推进器2进行配重，以及测量该流体喷射推进器2的实时姿态数据。

图5b示例性示出了本申请实施例提供的另一种流体喷射推进器的主视图和侧视图，如图5b所示，A为图5a中所示的流体喷射推进器2的主视图，B为图5a中所示的流体喷射推进器2的侧视图。

采用上述流体喷射推进器，结构简单，体积小巧，减小喷嘴压力后，可以实现水面下运行，具有较好的空气/水中两栖飞行功能。

示例三：

本申请实施例还提供了包括两个流体喷射单元21的流体喷射推进器2的另一种结构。

图6a示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的三维结构示意图，如图6a所示本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器2包括两个流体喷射单元21以及支撑两个流体喷射单元21的支撑装置22，支撑装置22的头端为圆弧形，支撑装置22的内部设有支架221，支架221固定在支撑装置22的顶面和底面之间，用于支撑流体喷射单元21，支撑装置22的顶面和底面均为曲面，且两个曲面的凹面相对设置，其中底面的弧度较小，顶面的弧度较大。

流体喷射单元21位于支撑装置22内且固定在支架221上，包括连接管211和喷嘴212，连接管211的弯折角度为锐角，喷嘴212的开口朝向支撑装置22的尾端且倾斜向下，两个流体喷射单元21的连接管211的侧面相连接，且两个流体喷射单元21呈镜像对称。

系留软管3可以包括两个内管31以及用于束缚内管31的软管外皮32，两个内管31与两个流体喷射单元21一一对应，内管31与对应的连接管211连接。

内管31排列方式还可以是平行排列方式，可以提供更多方向的控制推力。系留软管3中的内管31可以沿Y方向排列，外面包裹软管外皮32。此种排列的系留软管3在与Y方向垂直的X方向具有更好的弯曲能力，并且在Z方向旋转扭曲后，在Y方向也具有很好的弯曲能力。

图6b示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的俯视图、侧视图和后视图，如图6b所示，A为图6a中所示的流体喷射推进器2的俯视图，B为图6a中所示的流体喷射推进器2的侧视图，C为图6a中所示的流体喷射推进器2的后视图。

采用上述流体喷射推进器，结构简单，体积小巧，还可以实现匍匐地面工作，应用范围更广。

此外，图5a和图6a所示的流体喷射推进器可以由安装在本地的控制器4进行控制，控制器4根据姿态传感器5测得的实时姿态数据，调整每个内管31中喷射流体的喷射量。控制器4的结构有多种，一个示例中，可以采用手动控制器的结构，比如，控制者可以在行进的船上通过手动控制器来控制图5a所示的另一种流体喷射推进器的喷射，在使用时，系留软管3倾斜向上，喷嘴212斜向下方，将流体喷射推进器2向斜上方推动，在系留软管3的拉力、重力及姿态传感器5的配重重力的作用下，流体喷射推进器2围绕本地装置1以系留软管3为半径沿圆弧线运动，通过手柄的推动，改变两个喷嘴212的总压力及总推力，升高或降低流体喷射推进器2；通过手柄的旋转，改变总压力在两个喷嘴212上的分配，使得喷嘴212推力不平衡，流体喷射推进器2向推力较小的一侧倾斜，同时流体喷射推进器2向此侧运动。

图7a示例性示出了本申请实施例提供的一种控制器的三维结构示意图，如图7a所示，本申请实施例提供的一种控制器4包括手柄41、阀门42、进管43和出管44，其中进管43与本地装置1连接，出管44与系留软管3中的内管31连接，该控制器4由手柄41的垂直旋转控制总流量，由手柄41的水平旋转控制两根出管44各自的流量，两根出管44与系留软管3相连。该控制器4可以由单人双手操控，控制者面对手柄41，通过推动与旋转手柄41，控制流体喷射推进器2的升降和水平移动。

图7b示例性示出了本申请实施例提供的一种控制器的俯视图、侧视图和后视图，如图7b所示，A为图7a中所示的控制器4的俯视图，B为图7a中所示的控制器4的侧视图，C为图7a中所示的控制器4的后视图。

采用上述手动控制器，可以使操作员便捷地手动操控流体喷射推进器，具有较高的实用性。

在其他可能的示例中，本领域技术人员可以根据经验和实际情况确定控制器4的结构，比如采用自动控制器，具体不作限定。

另一个对称排布的示例中，流体喷射单元21的数量为大于两个，多个流体喷射单元21呈环形排布在支撑装置22上，且任意两个相邻的流体喷射单元21之间的夹角相同。

进一步地，支撑装置22上开设有多个支撑孔221，且任意两个相邻的支撑孔221之间的间隔相同，支撑孔221的数量与流体喷射单元21的数量相同，每个支撑孔221紧固支撑对应的喷嘴212。

示例四：

以流体喷射推进器2包括三个流体喷射单元21为例，来对本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统进行说明。

图8a示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的三维结构示意图，如图8a所示，本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器2包括三个流体喷射单元21以及支撑装置22，支撑装置22为固定盘结构，固定盘结构的形状为等边三角形，在固定盘结构的顶面设有多个支杆222，固定盘结构的顶面上还开设有一个中心孔223和三个支撑孔224(支撑孔24在图8a中未示出)，三个支撑孔224分别位于靠近固定盘结构的三个顶点的位置，且任意两个支撑孔224之间的间隔相同，三个支撑孔224与三个流体喷射单元21一一对应。各个流体喷射单元21之间的夹角为120度。

姿态传感器5设置在传感器盒51内，传感器盒51固定在支杆222上。

流体喷射单元21包括连接管211和与连接管211的一端连接的喷嘴212，连接管211的弯折角度为锐角，优选地，可以为30度。喷嘴212从对应的支撑孔224中穿过，且开口朝下，每个支撑孔224紧固支撑对应的喷嘴212。

系留软管3位于流体喷射推进器2的下方，包括至少一个内管31、电缆管34，以及用于束缚内管31和电缆管34的软管外皮32，电缆管34从固定盘结构的中心孔223穿过，且与传感器盒51连接，用于向传感器盒51中的姿态传感器5供电，内管31从中心孔223穿过，且与流体喷射单元21连接。

优选地，内管31可以仅有一根，通过一分三阀门连接三个流体喷射单元21，也可以有三根，每根内管31分别连接一个流体喷射单元21。

图8b示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的俯视图和侧视图，如图8b所示，A为图8a中所示的流体喷射推进器2的俯视图，B为图8a中所示的流体喷射推进器2的侧视图。

在实际使用时，本地装置1可以安装在轮船上，包括压力为50MPa的水泵和控制器4。系留软管3由三根内径为6mm，外径为10mm的高压胶管组成，外面包裹2mm软管外皮32，总直径24mm，总长度1km。系留软管3连接图8a所示的流体喷射推进器2，流体喷射推进器2可以以轮船为圆心，在水面上和水面下运动，同时在近海陆地的地面上，可采用流体喷射推进器2拖动系留软管3的方式运动。

在图8a所示的流体喷射推进器2的基础上，还可以通过增加密封罩6、相机7及功能管8，来实现采集样本等特殊功能。图9a示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的三维结构示意图，如图9a所示，系留软管3的软管外皮32和三根内管31之间的空间形成流体通道，用以传递从流体喷射推进器2采集的样本，密封罩6与系留软管3相连，密封罩6内部与流体通道连通，并具有一个开口，开口可装配功能管8，密封,6前端装配一个密封的相机7，可进行两个维度的旋转。在本地装置1上具有负压装置，例如真空泵等，用于抽取流体通道中的流体，功能管8前端可安装吸盘81。示例性地，在实际应用时，该流体喷射推进器2安装在一艘具备液体成分分析能力的科学考察船上，将流体喷射推进器2推进至水底200m深的海底，通过相机7上装备的照明装置进行照明，通过相机7回传的图像进行目标探查。本地装置1上的真空泵抽取流体通道中的液体，在无抽取负压力时，系留软管3中的液体压力与外部液体压力平衡；在具有抽取负压力P时，该负压力通过流体通道传递到功能管8，功能管8处的抽取压力为P，该抽取压力的最大值为一个大气压(P＝-0.1MPa)。通过抽取功能管8处的液体样本并传递到本地装置1处进行实时分析，功能管8前端装配一个直径3cm的吸盘81，该吸盘81能提供的最大吸力为7.2kg，可抓取水底样本带回本地装置1处进行分析。

在图8a所示的流体喷射推进器2的基础上，还可以与激光清洗、焊接等技术相结合，得到液体推动清洗与激光清洗共同作用的管道清洗和维修装置。具体地，系留软管3中还可以包含光纤，流体喷射推进器2上包含激光整形发射装置，将高功率激光(例如100-10000瓦)通过光纤传输到流体喷射推进器2，通过激光整形发射装置照射管道内壁，将管道内壁的锈迹、污物等进行清洗，并且通过水流冲刷带出管道，激光聚焦后，对管道裂缝处进行高功率激光焊接或熔覆，对管道进行修复。

图9b示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的侧视图和后视图，如图9b所示，A为图9a中所示的流体喷射推进器2的侧视图，B为图9a中所示的流体喷射推进器2的后视图。

采用上述具有三个流体喷射单元的流体喷射推进器，还可以进一步用于喷泉、水面表演、水幕电影、洞穴探测、管道清理、水面渔政、水底测量、侦察等场景，具有较高的普适性。

此外，图8a或图9a所示的流体喷射推进器2可以由安装在本地的控制器4进行控制，控制器4的结构有多种，一个示例中，可以采用手动控制器的结构，图10a示例性示出了本申请实施例提供的另一种控制器的三维结构示意图，如图10a所示，本申请实施例提供的另一种控制器4包括手柄41、阀门42、进管43、出管44和阀体45，其中进管43为一个，出管44为三个，手柄41为操作盘结构，通过手柄41的旋转和倾斜调整阀门42，实现三根出管44的流量控制。阀门42的转轴421通过旋转升高或降低，调整总流量，三个阀门42配合阀体45，通过升高或降低控制各自对应的出管44流量，手柄41通过连杆与转轴421相连，手柄41的旋转控制总流量，手柄41的倾斜控制三个出管44各自流量。

图10b示例性示出了本申请实施例提供的另一种控制器的俯视图和侧视图，如图10b所示，A为图10a中所示的控制器4的俯视图，B为图10a中所示的控制器4的侧视图。

在其他可能的示例中，本领域技术人员可以根据经验和实际情况确定控制器4的结构，比如采用自动控制器，具体不作限定。

示例五：

以流体喷射推进器2包括四个或四个以上流体喷射单元21为例，来对本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统进行说明。

本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器2包括多个流体喷射单元21以及支撑装置22，支撑装置22包括多个在平面内张开且呈环形排列的机臂225，以及安装在每个机臂225末端的机架脚226，机臂225的数量与流体喷射单元21的数量相同，每个机架脚226紧固支撑对应的流体喷射单元21，支撑装置22的中心开设有中心孔223。

优选地，支撑装置22的材料为碳纤维、铝镁合金、塑料、多孔材料或上述材料的复合材料。

系留软管3包括至少一个内管31、至少一个电缆管34，以及用于束缚内管31和电缆管34的软管外皮32，姿态传感器5安装在支撑装置22上，且与电缆管34连接。

示例性地，以流体喷射推进器2包括六个流体喷射单元21为例，来对本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器2进行说明。

图11a示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的三维结构示意图，如图11a所示，本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器2包括六个流体喷射单元21，流体喷射单元21包括连接管211和与连接管211的一端连接的喷嘴212，连接管211包括第一直管2111和第二弯管2112，第一直管2111位于支撑装置22的上方且平行于流体喷射单元21对应的机臂225，第二弯管2112的弯折角度为直角，与喷嘴212连接，喷嘴212的喷射方向为向下且垂直于支撑装置22所在平面，流体喷射单元21对应的机架脚226紧固支撑对应的喷嘴212，任意两个相邻的机臂225之间的夹角为60度。

系留软管3位于支撑装置22的下方，包括六个内管31、电缆管34以及软管外皮32，流体喷射单元21对应的内管31从支撑装置22的中心孔223穿过，且经直角弯折后与第一直管2111连接。电缆管34从中心孔223穿过，与姿态传感器5连接。

图11b示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的俯视图和侧视图，如图11b所示，A为图11a中所示的流体喷射推进器2的俯视图，B为图11a中所示的流体喷射推进器2的侧视图。

又示例性地，本申请实施例还提供了包括六个流体喷射单元21的流体喷射推进器2的另一种结构。

图12a示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的三维结构示意图，如图12a所示，本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器2包括六个流体喷射单元21，流体喷射单元21的结构、支撑装置22的结构以及系留软管3的结构均与图11a所示的结构相同，区别在于，系留软管3位于支撑装置22的上方，流体喷射单元21对应的内管31直接经直角弯折后与第一直管2111连接，电缆管34直接与姿态传感器5连接。

图12b示例性示出了本申请实施例提供的又一种流体喷射推进器的俯视图，从俯视的角度展示了图12a所示的流体喷射推进器2。

此外，图11a和图12a所示的流体喷射推进器可以采用的系留软管3如图13所示，图13示例性示出了本申请实施例提供的另一种系留软管的剖面结构示意图，如图13所示，电缆管34位于系留软管3的中心，六个内管31均匀围绕在电缆管34周围，外面包裹软管外皮32。

图11a和图12a所示的流体喷射推进器可以由安装在本地的控制器4进行控制，控制器4根据姿态传感器5测得的实时姿态数据，调整每个内管31中喷射流体的喷射量。控制器4的结构有多种，一个示例中，可以采用自动控制器的结构。图14a示例性示出了本申请实施例提供的又一种控制器的三维结构示意图，如图14a所示，本申请实施例提供的又一种控制器4包括进管41、进管连接器42、阀门组43、出管连接器44和出管45，其中，进管连接器42和出管连接器44分别与进管41和出管45进行可拆卸连接，出管45与系留软管3连接。阀门组43包括6个伺服电机431、6个阀门432以及内部空腔433，每个伺服电机431控制一个阀门432，进行出水量(压力)控制。系留软管3中的6根内管31分别和6个阀门432连接，阀门组43的水道通过进管连接器42与一根进管41连接。控制器4中包括飞控模块，电缆管34穿过控制器4轴心与飞控模块连接，飞控模块接收姿态传感器5的数据，并根据姿态调整伺服电机431的转动角度，通过伺服电机431控制阀门组43，进而对进管41的总进水量进行分配，通过反馈算法(PID)控制流体喷射推进器2的姿态，例如垂直起飞、转弯、侧倾飞行等。进管41与高压水泵出水管连接，高压水泵同时接受控制器4控制其水压。

图14b示例性示出了本申请实施例提供的又一种控制器的俯视图和剖面图，如图14b所示，A为图14a中所示的控制器4的俯视图，B为图14a中所示的控制器4的剖面图。

另外一种控制器4的构成方式为控制器4与高压水泵形成一体化设计，N个高压水泵具有N个独立的电源，电源的电压或电流受姿态传感器5反馈控制，通过高压水泵的输出压力调整，实现流体喷射推进器2的推力控制，此处不再赘述。

在其他可能的示例中，本领域技术人员可以根据经验和实际情况确定控制器4的结构，比如采用手动控制器，具体不作限定。

采用以上对称规则排布流体喷射单元，可以提高流体喷射推进器的飞行平稳性，同时飞行方向更易操控，具有更高的实用性和普适性。

在其他可能的示例中，本领域技术人员可以根据经验和实际情况确定流体喷射单元21排布的预设对称规则，比如十字型排布或条形排布，具体不作限定。

如此，本申请实施例提供的流体喷射推进器，体积小巧，结构简单，可通过狭窄通道，对极端条件适应性较好，而且飞行平稳易于操控。此外，由于具有喷射流体功能，还能够实现例如灭火、清洁等特殊应用，应用范围非常广泛，在应用于对绿化带进行灌溉时，极大减轻了环卫人员的劳动强度。

本申请实施例提供的各种系留软管3中，内管31可以采用渐变耐压胶管，比如高压钢丝编织胶管或高压钢丝缠绕胶管。此种胶管内壁采用超疏水材料或涂敷有疏水涂层，以减小内壁摩擦力。本申请实施例提供的内管31具有逐渐变小的耐压强度，使系留软管3靠近流体喷射推进器2的一端的重量逐渐减轻，内管31最大承受压力为本地装置1的初始压力，沿系留软管3的长度具有可变的工作压力。具体可以通过内管31沿长度改变钢丝编织或缠绕密度，以改变材料层数和厚度、改变材料种类等方式，实现渐变或者分段降低的耐压强度，同时减轻内管31的重量。也可以采用其他的内管31类型，具体不作限定。

本申请实施例提供的各种流体喷射推进器2中，喷嘴212可以采用扇形喷嘴。扇形喷嘴由外侧和内层两层曲面结构组成，喷嘴处收缩形成文丘里喷嘴。扇形喷嘴被分隔结构分隔成为多个独立的喷嘴，可以分别和系留软管3内的每个内管31相通。也可以采用其他的喷嘴212类型，具体不作限定。

本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统，主要可以基于以下思路进行硬件设计：

本申请实施例的基本单元是流体喷射单元，在流体喷射单元的结构的基础上，本申请实施例的基本设计原理是通过本地装置提供具有一定压力P₀的流体(液体或气体)，通过内径为D_h的软管传递到处于远端的内径为D_n的喷嘴，在喷嘴前软管内的压力为P₁，由于喷嘴内径小于软管内径，在喷嘴处流体流速V_n大于软管内的流速V₀，喷射的流体动量迅速增加，产生反冲力推动喷嘴。本地装置的水平高度为Z₀，远端装置的水平高度为Z₁。以工作物质为水为例，伯努利方程用以下公式(1)表示：

公式(1)中，Z₁为远端装置的水平高度，P_1(m.w.c)为远端装置的流体压强，V₁为远端装置的流体速度，g为重力加速度，Z₂为本地装置的水平高度，P_2(m.w.c)为本地装置的流体压强，V₂为本地装置的流体速度，h_f为管道压力损失，Sumh_laccessories为其他附属零件造成的压力损失，例如阀门、弯管等。

首先忽略管道压力损失h_f、附属压力损失Sumh_laccessories和高度差，由于管道的内径均一，因此有P₁＝P₂。则喷嘴推力F_n通过公式(2)表示：

公式(2)中，F_n为喷嘴推力，D_n为喷嘴内径，P为喷嘴内流体的压强。

在前述本申请实施例的基本设计原理的基础上，图15示例性示出了本申请实施例提供的硬件设计方法所对应的整体流程示意图，如图15所示，本申请实施例提供的硬件设计方法为将初始计算参数作为计算参数后，再结合硬件设计参数计算出管道压力损失h_f，再根据管道压力损失h_f更新计算参数，如此完成内层迭代后，再调整硬件设计参数，完成外层迭代后，得到最终的硬件设计参数。具体通过以下方法进行硬件设计：

第一步，预设初始硬件参数，初始硬件参数包括水泵压力、流体流量、内管内径D_h、管道长度L以及喷嘴内径D_n等。

第二步，预设初始计算参数，例如管道压力损失h_f＝0，或者不为零的管道内流速V。

第三步，根据初始硬件参数和初始计算参数，开始内层迭代，具体如下：

情况一：预设的初始计算参数为管道压力损失h_f＝0。

①通过以下公式(3)确定喷嘴内部压力P_n：

P_n＝P₀-h_f-(Z₂-Z₁) 公式(3)

公式(3)中，P_n为喷嘴内部压力，P₀为管道的输入压力，h_f为管道压力损失，(Z₂-Z₁)为喷嘴的高度差。

②通过以下公式(4)确定喷嘴的流量Q：

公式(4)中，Q为喷嘴的流量，C_d为流出系数(文丘里喷嘴的流出系数约为0.995)，A_n为喷嘴的截面积，A_n＝π(D_n/2)²，D_n为喷嘴内径，Y为压缩系数，对不可压缩流体如水，Y＝1。ΔP为喷嘴内外压力差，ΔP＝P_n-P₃，P_n为喷嘴内部压力，空气中P₃为一个大气压，ρ为流体密度，β为喷嘴内径D_n与内管内径D_h的比值。

③将喷嘴的流量Q与内管的截面积A_h的比值，确定为管道内流速V。

④通过以下公式(5)确定管道压力损失h_f：

公式(5)中，h_f为管道压力损失，L为管道长度，V为管道内流速，D_h为内管内径，g为重力加速度，f为达西-魏斯巴赫摩擦因子。其中，f可以通过以下公式(6)确定：

公式(6)中，f为达西-魏斯巴赫摩擦因子，ε为内管内壁粗糙度，D_h为内管内径，Re为雷诺数，Re＝ρVD_h/μ，ρ为流体密度，V为管道内流速，μ为流体的动态粘度系数。

⑤根据④中得到的管道压力损失h_f，返回①，重新执行①至④，直至管道压力损失h_f收敛为稳定值(或者相邻两次计算得到的的管道压力损失h_f的差值小于预设的计算误差)，得到此时的管道压力损失h_f。

情况二：预设的初始计算参数为不为零的管道内流速V。

根据上述公式(3)至公式(6)，计算出喷嘴的流量Q、喷嘴内部压力P_n和管道压力损失h_f，最终计算出水泵压力。如果初始硬件参数中给出的水泵压力不等于计算出的水泵压力，则改变管道内流速V，重新进行计算，直到计算出的水泵压力收敛于初始硬件参数中给出的水泵压力。由于计算公式都相同，为了简洁，此处不再对情况二进行进一步说明。

第四步，开始外层迭代，具体如下：

根据第三步内层迭代获得的喷嘴推力F_n、管道压力损失h_f、机头重力、软管重量等参数，计算飞行高度。如果出现硬件设计不合理情况，则修改硬件设计参数，并重复第四步外层迭代，直到硬件设计参数满足设计需求。

即，首先，根据水泵压力、管道压力损失h_f，计算喷嘴推力F_n。在垂直向上起飞情况下，飞行高度等于管道长度L，管道压力损失h_f由管壁对流体向下的摩擦力导致，流体对软管的软管推力F_h向上，F_h＝h_f×A_h，h_f为管道压力损失，A_h为内管的截面积。计算总推力F_total＝F_n+F_h。

然后，根据总推力F_total和机头重量、软管重量(软管长度单位长度重量)，更新第一步中的初始硬件参数，重新设定飞行高度和管道长度L，如此迭代计算，直到飞行高度收敛于稳定值。

为了更加清楚地说明本申请实施例提供的硬件设计参数，下面通过具体实例进行说明。

第一步，初始硬件设计参数为：选用水作为工作介质，水泵压力50MPa，水管内径6mm，内壁粗糙度2μm，软管共包含6根水管，6个喷嘴，每个喷嘴喷口内径1mm，软管密度0.7kg/m，机头重量0.6kg。在垂直起飞的情况下，设定飞行高度10m。

第二步，预设的初始计算参数为管道压力损失h_f＝0。

第三步，计算出h_f收敛于2700m(此处的2700m表示2700米水柱高，表示的是压力，也就是扬程)。

第四步，计算出机头推力为11.3kg，软管推力为76.2kg，总推力为87.5kg。机头及10m长软管重量为7.6kg，推力大于重量。增加飞行高度后迭代计算，直到飞行高度收敛到191.2m，此时机头推力为0.94kg，软管推力为133.5kg，总推力为134.4kg。机头加软管总重量为134.4kg，与总推力平衡。

此外，对于系留软管内部的软管而言，在流体的驱动下，软管还受到由于内部压力导致的张力F_t1，及由于软管内流体动量变化带来的惯性张力F_t2。在软管弯曲的情况下，软管的张力对软管及机头起到支撑作用。

当忽略软管内流体的流动速度，只考虑流体压力P时，软管弯曲导致曲率半径较大的一侧(外侧)的面积S1大于曲率半径较小的一侧(内侧)的面积S2，因此外侧的所受压力F1大于内侧所受压力F2，导致弯曲的软管受到张力F_t1＝F1-F2。

单位长度上，向外侧的张力的微分为通过以下公式(7)表示：

公式(7)中，d_F为向外侧的张力的微分，P为流体压力，D为软管内径，R为曲率半径。

弯曲软管在角度为θ处受到的向外的张力F(θ)的大小通过以下公式(8)表示：

公式(8)中，F(θ)为弯曲软管在角度为θ处受到的向外的张力，θ为角度，P为流体压力，D为软管内径，Φ为积分变量，表示θ从零变到θ，在积分公式中用于区分θ。

具体地，软管内径D＝6mm，压力P＝50MPa，当θ＝90度时，F_z＝144kg，F_z为竖直方向的压力分量。

实际上，由于软管弯曲并不是标准的圆弧形，有可能是不规则弧形，甚至有可能是局部的弯折角尺寸很小的形状，由于杠杆效应，使其弯曲所需施加的力远远小于理论计算结果。例如参数如上述示例所述，通过数值模拟计算，在顶端支撑力为F＝80kg。该支撑力也构成了本发明的支撑软管自身及机头的推力之一。

通过以上方法设计本申请实施例提供的硬件参数，可以提供更为科学的硬件参数，使得本申请实施例提供的流体喷射推进系统可以实现平稳的飞行，还能实现更大、更合理的范围的飞行，能够针对不同的应用场景进行参数改进，具有较高的实用性和更好的匹配性。

如此，本申请实施例提供的软管系留的流体喷射推进系统，利用本地装置为流体喷射推进器提供待分配流体，利用系留软管进行待分配流体的传递，流体喷射推进器包括至少一个流体喷射单元以及支撑装置，流体喷射单元包括依次连接的连接管和喷嘴，用于将喷射流体喷出，以使得流体喷射推进器在所有喷射流体所提供的推力的共同作用下进行飞行，控制器根据流体喷射推进器的实时飞行姿态，调整流体喷射单元的喷射流体的喷射量，进而控制流体喷射推进器的飞行轨迹。流体喷射推进器可以在本地装置、控制器和系留软管的共同作用下自动飞行并喷射流体，从而在对绿化带进行灌溉时无需环卫人员付出较多的体力劳动，进而可以减少环卫人员的工作量，减轻劳动强度。此外，流体喷射推进系统结构简单，体积小巧，可以适应多种场景，易于推广，还能实现多种特殊应用，易于操作，具有较高的实用价值。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施例后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。