CN101766909A - 一种自旋滑车自旋装置 - Google Patents

Abstract

一种自旋滑车自旋装置，它主要包括车桥(2)、中心轴(5)、中心轴套(7)、旋转盘(1)、自旋弹簧(6)、自旋开关(9)、开关保持架(11)、自旋开(15)、自旋关(16)，中心轴(5)安装在车桥(2)上，中心轴套(7)安装在旋转盘(1)上，中心轴套(7)和中心轴(5)之间有轴承(8)，自旋开关(9)通过销轴(10)固定在车桥(2)上；开关保持架(11)通过销轴(12)固定在车桥(2)上，自旋开关(9)的下端(9c)和开关保持架(11)的下端(11c)分别位于车桥(2)两侧，旋转盘(1)及安装在其上的座椅(1b)和游客的重心偏向前进的一端，自旋弹簧(6)的一端(6b)安装在中心轴套(7)上，当自旋开关(9)绕销轴(10)旋转到“旋转关”位置时，自旋弹簧(6)的另一端(6a)可以插入自旋开关(9)上的槽(9a)内，当自旋开关(9)绕销轴(10)旋转到“旋转开”位置时，自旋弹簧(6)的另一端(6a)可以滑出自旋开关(9)上的槽(9a)外，所述的自旋开(15)和自旋关(16)分别是“旋转开”和“旋转关”的碰撞块，利用滑车在弯道的离心力做功转化为自旋弹簧(6)的弹性势能，碰到“旋转开”后，弹性势能转化为旋转盘(1)的转动动能，旋转盘(1)高速旋转。

Description

一种自旋滑车自旋装置

技术领域：

本发明涉及一种游乐设备中的自动旋转装置，具体地说，是不需要外界动力，利用滑车进入弯道时的离心力而使之自动旋转的一种装置。

技术背景：

自旋滑车是一种游乐设备，主要由滑车、轨道和提升装置组成。轨道有高有低、有弯有直，且封闭。滑车无动力。游客上车后，滑车由提升装置从低处提升到最高处，然后在重力的作用下自由下滑，速度由慢到快，同时滑车自动旋转(简称自旋，下同)，使游客感到兴奋、刺激。最后滑车速度减慢、停止，游客下车后，滑车准备下一循环。

目前的滑车主要由车桥、中心轴和旋转盘组成，游客坐在旋转盘上，中心轴位于车桥和旋转盘的中间，旋转盘可以绕中心轴自由旋转，如北京欢乐谷的自旋滑车。这种滑车在下滑过程中的旋转是随机的，即时而左旋(顺时针方向转动)，时而右旋，旋转速度很小，根本不叫自旋，叫摆动，游客不够刺激。

本发明与上述滑车的结构基本相同，主要不同的是，旋转盘不可以绕中心轴自由旋转，而是旋转盘通过自旋弹簧、旋转开关与车桥连接在一起，本发明的优点是：(1)是一种真正的自旋装置，即不需要外界动力，利用滑车进入弯道时的离心力而使之自动高速旋转的自旋装置，使游客更加兴奋、刺激。(2)可以控制自旋和不自旋，增加变化种类，游客有不同的下滑体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真正的自旋装置，即不需要外界动力，利用滑车进入弯道时的离心力而使之自动高速旋转的自旋装置，游客不仅更加兴奋、刺激，还可以体验自旋和不自旋的多种感受。

本发明主要由车桥2、中心轴5、中心轴套7、旋转盘1、自旋弹簧6、自旋开关9、开关保持架11、弹簧13和14、自旋开15、自旋关16组成，车桥2和中心轴5固定连接(简称固连，下同)，中心轴套7利旋转盘1固连，自旋弹簧6的一端6b与中心轴套7固连，中心轴套7和中心轴5之间有轴承8，自旋开关9可绕销轴10转动，开关保持架11可绕销轴12转动，销轴10和12的一端都固定在车桥2上，自旋开关9的下端9c和开关保持架11的下端11c分别位于车桥2的两侧，座椅1b安装在旋转盘1前进方向的一侧上，即旋转盘1、座椅1b和游客的重心K位于前进方向的一端。

自旋开关9的目的是：当不需要自旋时，自旋开关9处于“旋转关”位置；当需要自旋时，自旋开关9处于“旋转开”位置。

自旋开关9是这样工作的：滑车20开始下滑时，自旋开关9处于“旋转关”位置，即自旋开关9处于垂直位置，自旋弹簧6的另一端6a插在自旋开关9上的槽9a内，因为自旋开关9通过销轴10固定在车桥2上，自旋弹簧6的一端6b通过中心轴套7与旋转盘1相连，所以，如果有一个外力使旋转盘1转动，自旋弹簧6就会发生弹簧变形，外力与弹簧力平衡，车桥2和旋转盘1之间不能转动。此时，自旋开关9的支块9b顶住开关保持架11的端面11a，弹簧14又把自旋开关9和开关保持架11拉紧，使自旋开关9保持在“旋转关”位置。

当自旋开15碰撞自旋开关9的下端9c，自旋开关9顺时钟旋转一角度，自旋弹簧6的一端6a滑出自旋开关9的槽9a，因此，旋转盘1连同自旋开关6一起就可以绕中心轴5旋转了，这就是“旋转开”位置。此时，自旋开关9的支块9b顶住开关保持架11的端面11b，弹簧14又把自旋开关9和开关保持架11拉紧，使自旋开关9保持在“旋转开”位置。

当自旋关16碰撞滑车上的开关保持架11的下端11c，开关保持架11绕销轴12顺时钟旋转一角度，自旋开关9上的支块9b从开关保持架11b处滑出，自旋开关9在弹簧13的拉力下逆时钟方向转动到垂直位置，旋转着的自旋弹簧6的一端6a滑入自旋开关9的槽9a内，即“旋转关”位置。

本发明旋转盘1快速旋转是这样实现的：滑车20开始下滑时不旋转，即自旋开关9处于“旋转关”位置。当自旋滑车进入弯道，由于旋转盘1、座椅1b和游客的重心K不在旋转中心O，产生离心力Fe，产生离心力矩T＝FeRcosβ，其中R为重心K偏离中心O点的距离，β为自旋弹簧6在离心力矩T作用下产生地变形(转角)，此时重心由K点转到P点，自旋弹簧6产生弹性势能。在滑车20即将驶出弯道处安装有自旋开15，当滑车经过此处时，自旋开15碰撞自旋开关9的下端9c，自旋开关9处于“旋转开”位置。弹性势能转化为转动动能，旋转盘1高速旋转。这种旋转是弹性势能转化来的，没有动力，是利用滑车进入弯道的离心力产生的，故叫自动旋转，简称自旋。这种自旋速度高，方向一定，而不是忽左忽右地随机慢速摆动。由于轴承8的摩擦阻力、空气阻力，旋转速度由高到低，在自旋停止前，自旋关16碰撞滑车20上的开关保持架11的下端11c，自旋开关9回复到“旋转关”位置，自旋停止。

本发明利用了车桥2与旋转盘1之间的弹簧和滑车离心力储存弹性势能，通过自旋开关9，使滑车20能真正高速自旋，与现有滑车相比，本发明能让滑车真正自旋，即旋转速度高，使游客感到兴奋和刺激，且有自旋和不自旋下滑体验。

附图说明：

图1为滑车和轨道的俯视图。

图2为图1中A向视图，即滑车的主视图(自旋关位置)。

图3为图2中B的局部放大图(自旋关位置)。

图4为图3中的C-C剖视图。

图5为图3中的F-F剖视图。

图6为图1中A向视图，即滑车的主视图(自旋开位置)。

图7为自旋开关9的轴测图。

图8为自旋保持架11的轴测图。

具体实施方式：

下面结合附图，进一步说明本发明的具体实施方式。

参见图1、2，自旋滑车由轨道4和滑车20组成。轨道4为两根平行钢轨，首尾相连、封闭，轨道在垂直地面方向有高有低。游客坐上滑车座椅1b后，滑车20由提升装置从最低处提升到最高处，然后下滑，依次经过E、F、G、H、J等若干点，其中有直道(如EF)、和弯道(如圆弧FG)。设定在EFG段滑车不自旋，GH段自旋，HJE不自旋，开始自旋点G位于滑车20即将驶出弯道处，终止自旋点H可以在G点后、滑车20自旋停止前之间的任意位置。自旋开15位于G点、与自旋开关9的下端9c同侧(图1、5中，前进方向的右侧)；自旋关16位于H点、与开关保持架11的下端11c同侧(图1、5中，前进方向的左侧)。自旋开15和自旋关16在高度方向的位置是，当滑车20经过它们时，能分别碰撞自旋开关9的下端9c和开关保持架11的下端11c即可。

参见图2～6，滑车20主要由车桥2、中心轴5、中心轴套7、旋转盘1、座椅1b、自旋弹簧6、自旋开关9、开关保持架11、弹簧13和14、自旋开15、自旋关16等组成，车桥2和中心轴5固连，自旋弹簧6的一端6b与中心轴套7固连，中心轴套7和旋转盘1固连，中心轴套7和中心轴之间有轴承8，座椅1b安装在旋转盘1前进方向的后侧上，即游客脸朝前进方向，旋转盘1、座椅1b和游客的重心K位于前进方向的后侧，此时产生的离心力矩T最大，自旋速度最高。4个车轮3安装在车桥2上，滑车20可以在轨道4上滑行。

为更好地理解自旋开关9的工作原理，参见图7、8，它们分别为自旋开关9、开关保持架11的轴测图。销轴10穿过自旋开关9的孔9d固定在车桥2上，自旋开关9可绕销轴10转动，拉簧13的一端固定在车桥2上，另一端固定在自旋开关9上。销轴12穿过开关保持架11的孔11d固定在车桥2上，开关保持架11可绕销轴12转动，拉簧14的一端固定在车桥2上，另一端固定在开关保持架11上，开关保持架11可绕销轴12转动，自旋开关9的下端9c位于车桥2前进方向的右侧，开关保持架11的下端11c位于车桥2前进方向的左侧。

参见图1，滑车20由提升装置提升到最高处，在重力作用下下滑，速度越来越快。当滑到F点处开始进入弯道，重心K处产生在离心力Fe，产生离心力矩T，自旋弹簧6产生弹簧变形，偏转角度β。此过程自旋开关9一直处于“旋转关”位置，即自旋弹簧6的一端6a插在自旋开关9上的槽9a内，旋转盘1不能旋转。

当滑车20滑行到G点时，G点右侧的自旋开15碰撞滑车上的自旋开关9的下端9c，自旋开关9绕销轴10顺时钟旋转一角度，自旋弹簧6的一端6a滑出自旋开关9的槽9a，即“旋转开”位置，旋转盘1连同自旋开关6能绕中心轴5自由转动。此时，弹簧13被拉伸，自旋开关9的支块9b顶住开关保持架11的端面11b，弹簧14又把自旋开关9和开关保持架11拉紧，使自旋开关9保持在“旋转开”位置，参见图6。

由于自旋弹簧6的一端6a滑出自旋开关9的槽9a，打破了弹簧力矩与离心力矩T的平衡，旋转盘1及其上的座椅1b、游客在离心力矩T的作用下高速旋转。此时滑车的运动有：沿轨道的平动、滑车自身的旋转运动，由于轨道有直线、弯道和高低起伏，所以游客感觉兴奋、刺激。

在滑车20自旋停止前，滑车20滑到H点，H点左侧(前进方向)的自旋关16碰撞滑车20上的开关保持架11的下端11c，开关保持架11绕销轴12顺时钟旋转一角度，自旋开关9上的支块9b从开关保持架11b处滑出，自旋开关9在弹簧13的拉力下逆时钟方向转动，旋转着的自旋弹簧6的一端6a滑入自旋开关9的槽9a内，即“旋转关”位置，旋转盘1不能绕中心轴5自由转动，参见图6和图3。此时，自旋开关9的支块9b顶住开关保持架11的端面11a，弹簧14又把自旋开关9和开关保持架11拉紧，使自旋开关9保持在“旋转关”位置。

滑车20不自旋继续下滑，由于摩擦损耗，滑动速度也越来越慢，直到停止，游客从滑车20上下来，再上新的游客，由提升装置把滑车20提升到最高处，进行下一循环。

Claims (6)

1.一种自旋滑车自旋装置，它主要包括车桥(2)、中心轴(5)、中心轴套(7)、轴承(8)、旋转盘(1)、安装在旋转盘(1)上的座椅(1b)、自旋弹簧(6)、自旋开关(9)、开关保持架(11)、弹簧(13)和(14)、自旋开(15)、自旋关(16)，中心轴(5)安装在车桥(2)上，中心轴套(7)安装在旋转盘(1)上，中心轴套(7)和中心轴(5)之间有轴承(8)，其特征是，所述的自旋开关(9)通过销轴(10)固定在车桥(2)上，并可绕销轴(10)转动，所述的开关保持架(11)通过销轴(12)固定在车桥(2)上，并可绕销轴(12)转动，自旋开关(9)的下端(9c)和开关保持架(11)的下端(11c)分别位于车桥(2)两侧，自旋开关(9)上开有槽(9a)，所述的自旋弹簧(6)的一端(6b)安装在中心轴套(7)上，当自旋开关(9)绕销轴(10)旋转到“旋转关”位置时，自旋弹簧(6)的另一端(6a)可以插入自旋开关(9)上的槽(9a)内，当自旋开关(9)绕销轴(10)旋转到“旋转开”位置时，自旋弹簧(6)的另一端(6a)可以滑出自旋开关(9)上的槽(9a)外。

2.如权利要求1所述的自旋滑车自旋装置，其特征是，所述的“旋转关”位置是指，自旋弹簧(6)的另一端(6a)插在自旋开关(9)上的槽(9a)内，所述的自旋开关(9)的支块(9b)顶住开关保持架(11)的端面(11a)，弹簧(14)又把自旋开关(9)和开关保持架(11)拉紧，使自旋开关(9)保持在“旋转关”位置。

3.如权利要求1所述的自旋滑车自旋装置，其特征是，所述的“旋转关”位置是指，当自旋开(15)碰撞自旋开关(9)的下端(9c)，自旋开关(9)顺时钟旋转一角度，自旋弹簧(6)的一端(6a)滑出自旋开关(9)的槽(9a)，所述的自旋开关(9)的支块(9b)顶住开关保持架(11)的端面(11b)，弹簧(14)又把自旋开关(9)和开关保持架(11)拉紧，使自旋开关(9)保持在“旋转开”位置。

4.如权利要求1所述的自旋滑车自旋装置，其特征是，所述的座椅(1b)安装在旋转盘(1)上的前进方向的一端，旋转盘(1)、座椅(1b)及坐在座椅(1b)上的游客三者的重心也位于滑车(20)前进方向的一端。

5.如权利要求1所述的自旋滑车自旋装置，其特征是，所述的自旋开(15)位于滑车即将滑出弯道处，并与自旋开关(9)的下端(9c)同侧，在高度方向的位置是，当滑车(20)通过自旋开(15)上方时，自旋开(15)能碰撞自旋开关(9)的下端(9c)，且滑车(20)能顺利通过。

6.如权利要求1所述的自旋滑车自旋装置，其特征是，所述的自旋关(16)位于自旋开(15)后、滑车自旋停止前之间，并与开关保持架(11)的下端(11c)同侧，在高度方向的位置是，当滑车(20)通过自旋关(16)上方时，自旋关(16)能碰撞开关保持架(11)的下端(11c)，且滑车(20)能顺利通过。

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