CN102309853B - 具有缆绳悬挂式载运车的游乐园乘坐装置 - Google Patents

Abstract

一种用于移动乘客载运车通过动态限定的工作空间的乘坐系统。该系统包括轨道结构，所述轨道结构在该轨道结构上引导一个或多个自行托架或从动托架。该系统包括在托架上的绞盘，所述绞盘独立地工作以设定载运车支撑缆绳的长度，其中支撑缆绳从绞盘向外延伸到载运车。在运行过程中，绞盘系统提供用于悬挂乘客载运车的上锚接点，使得这些锚接点被有选择地定位。绞盘可以随托架从第一位置向第二位置行进而独立地工作，使得载运车主体俯仰、横滚、或者偏转和相对于轨道横向地移动。绞盘可以同步操作以升降载运车从而限定载运车在竖直方向上的工作空间。乘客输入可以交互地控制载运车的运动。

Description

具有缆绳悬挂式载运车的游乐园乘坐装置

技术领域

本发明总体上涉及具有缆绳悬挂式乘客或顾客载运车的主题公园或游乐园乘坐装置，并且更特别地，涉及有选择地以如下方式在工作空间或者展示空间中改变载运车主体或者载运车的位置和/或定向的系统和方法：使用两个或更多个绞盘或缆绳驱动器，以将载运车悬挂成与每个绞盘/缆绳驱动器相距可选择的距离，并且其中一个或多个绞盘/缆绳驱动器由在一个或多个轨道上移动的托架支撑(例如，一个或多个绞盘具有可移动/可定位锚接点，以允许用于乘坐载运车的可变工作空间。当从上方观察时，载运车的升降、定向(横滚、俯仰、和偏转)及其X-Y坐标可以通过绞盘/缆绳驱动器的操作而沿轨道的长度或路径变化)。

背景技术

游乐园持续在全世界范围内受人喜爱，每年有数十亿的人参观这些游乐园。游乐园经营者一直在寻求新的令人刺激的设计和其它的乘坐装置，因为这些乘坐装置每年吸引了大量的人到他们的游乐园。但是，大部分的游乐园还具有严格的空间限制，使得具有较小占地面积的乘坐装置对于游乐园经营者通常更有吸引力。在主题公园或者其它的游乐园中，乘坐装置除其高速或者刺激的部分之外，许多乘坐装置将较慢的部分或者段整合到乘坐装置中，以允许这些部分提供“表演”，其中当载运车继续通过这样的表演部分时，展示动画、电影、三维(3D)效果和显示、声音和其它效果。乘坐装置的该表演部分通常在感测到载运车的出现时运行或开始，并且典型地被设计成在载运车以特定的速度行进通过该表演部分时最有效。因此，优选的是载运车被有选择地沿着轨道接近表演部件定位，能够被定向成朝向特定的表演部件，并且具有变化/控制载运车行进的速度的能力，例如使载运车在刺激部分行进得较快和在表演部分进行得较慢。

在过去的二十年中，运动模拟器已经成为受欢迎的乘坐装置。然而，在该时间段，乘坐装置的总体构造的变化非常小，并且这些乘坐装置具有若干主要的缺点。首先，乘坐装置试图仿真失重的感觉，但这对于多一个的简短间隔是不可能的，因为除由致动器长度或者行程限定的非常短的间隔之外，持续加速度以相对于顾客/乘客的一定角度被限止到1G。第二，乘坐容量和/或循环时间依赖于装载时间，因为运动基部和表演环境占据了同样的物理空间，这导致了不期望的“吞/吐”装载方案。例如，乘坐装置可以采用缆绳悬挂式飞行员模拟器的形式，其中支撑托架的绞盘被刚性地锚接到载运车上方的支撑结构并且载运车在乘坐期间移动通过固定的容积或者空间。顾客/乘客通常从同一大体部位上下。载运车的固定的部位导致了用于乘坐装置的受限的表演空间，这可以被认为是该乘坐装置的第三局限。第四个局限在于传统的运动模拟器乘坐装置所要求的物理空间与致动器行程成正比例。

因此，仍需要提供大的表演空间并且提供新的且刺激的乘坐体验的游乐园或者主题公园乘坐装置，比如通过包括较长的失重部分，通过提供横向的和/或竖直位置的快速移动、和/或通过允许乘客控制载运车的定位/移动。该系统的其它益处可以包括载运车随程序化的或者顾客控制的路径运动。这允许有许多机会根据乘客/乘坐者的喜好来变化或定制路径(例如，刺激水平、故事分支、探险机会等)。

发明内容

本发明通过提供如下的乘坐装置解决了上面的问题，该乘坐装置提供了能够在可变的工作空间内被移动通过乘坐环境的缆绳悬挂式乘客载运车。简言之，该乘坐装置包括限定了用于乘坐装置的路径的一个或多个轨道，并且每个载运车由两个人或更多个绞盘或者缆绳驱动器悬挂，其中绞盘或者缆绳驱动器能够有选择地调节安装到载运车的主体上的支撑/安装点(例如，在每个载运车主体上的两个、三个或更多个间隔开的缆绳安装位置)处的缆绳的长度。该绞盘可以固定到位或者安装在各个托架上或者安装在单个托架上，其中每个托架在轨道上机动或者另外地被驱动以允许托架和用于悬挂缆绳的锚接点在乘坐期间移动。通过绞盘的有选择的操作和托架的定位，载运车能够定位在设施内的若干个X-Y位置处(例如，向下观察乘坐装置时的若干个位置)及相对于轨道的若干个Z向或者竖直方向的位置处。因此，载运车可以被移动通过大的工作空间或者工作容积，并且通过使用不同的缆绳长度(其可以被动态地设定)还可以在乘坐期间调节载运车主体的定向(例如，提供俯仰、偏转、横滚等)。

更特别地，乘坐系统被提供用于移动乘客载运车通过动态的工作空间(例如，通过移动悬挂点或锚接点和/或改变支撑缆绳的长度沿由轨道限定的且在轨道下方具有变化的工作空间的路径移动有效载荷)。该系统包括限定了用于乘坐系统的固定路径的轨道并且另外包括支撑在轨道上的托架。托架或者悬持装置设计有典型的游乐园乘坐装置器械(驱动装置)以在乘坐系统的运行期间沿着固定路径从第一位置向第二位置移动。该系统还包括支撑在托架上的第一绞盘系统和第二绞盘系统。第一绞盘系统和第二绞盘系统独立地并且同步地被操作以设定第一缆绳的长度和第二缆绳的长度。这些缆绳从第一绞盘系统和第二绞盘系统向外延伸至乘客载运车，所述乘客载运车具有带有用于第一缆绳的第一安装点和用于第二缆绳的第二安装点。在该系统的运行期间，第一绞盘系统和第二绞盘系统提供用于乘客载运车的、沿着轨道设定的固定路径移动的第一悬挂点和第二悬挂点。

典型地，在该乘坐系统中，主体上的第一安装点远离第二安装点(例如，1英尺到5英尺或者更远)，使得主体在第一缆绳的长度与第二缆绳的长度不同时俯仰或者横滚。在一些情况中，第一绞盘系统和第二绞盘系统以相同速率同步地被操作使得第一缆绳的长度和第二缆绳的长度在托架从第一位置向第二位置行进时相等，并且以此，主体在相对于轨道的竖直距离的整个范围上被保持在固定的水平位置(例如，为乘客提供了水平乘坐体验，即使竖直距离和工作空间在改变)。在该乘坐系统中，第一绞盘系统和第二绞盘系统可以在托架从第一位置向第二位置行进时独立地工作，使得主体在第一位置和第二位置之间俯仰、横滚或者偏转。

在一些实施方式中，乘坐系统包括安装在托架上的第三绞盘系统，其控制从托架上第三悬挂点延伸到乘客载运车的主体上的第三安装点的第三缆绳的长度，并且第一绞盘系统、第二绞盘系统和第三绞盘系统可独立地且同步地被操作。在这样的系统中，第二安装点和第三安装点可以间隔开并且设置在主体的第一端部上，而第一安装点设置在主体的第二端部上。在其它的实施方式，乘坐系统可以包括安装在托架上的第三绞盘系统、第四节绞盘系统、第五绞盘系统和第六绞盘系统，所述绞盘系统控制安装到与乘客载运车的主体上的第三安装点、第四安装点、第五安装点和第六安装点相反的端部处的第三缆绳、第四缆绳、第五缆绳和第六缆绳的长度。在该实施方式中，托架上的绞盘系统的位置和主体上的安装点的位置可以选择成使得绞盘系统可作为Stewart平台型索具操作用于使主体相对于轨道移动。

根据另一个方面，提供了具有限定路径的轨道的乘坐组件，并且在该组件中，第一托架和第二托架支撑在轨道上，所述轨道被独立地驱动以将第一托架和第二托架定位在沿着由轨道限定的路径的不同位置处。另外，在该组件中，第一绞盘系统和第二绞盘系统分别被定位在第一托架上和第二托架上，并且被操作以限定第一缆绳和第二缆绳的长度。另外，该组件包括具有主体的乘客载运车，所述主体具有用于第一缆绳的第一安装点和用于第二缆绳的第二安装点。该第一安装点和第二安装点可以接近于彼此并且接近所述主体的重心，并且第一绞盘和第二绞盘可以同步地被操作以将第一缆绳的长度保持成大体上等于第二缆绳的长度。在其它的情况中，尽管，该组件被构造成使得由轨道限定的路径是闭合环。在这样的实施方式中，绞盘系统可以操作以将乘客载运车的主体定位在由该环和在轨道下方延伸的竖直距离所限定工作空间中的多个位置处。另外，绞盘系统可以独立地且同步地被操作以设定第一缆绳、第二缆绳和第三缆绳的长度，使得这些长度均可选择自限定的范围以在托架沿着路径运动期间及在不同的位置处相等或者不同。在该实现中，一个或多个绞盘系统可以固定/硬安装到轨道，因为锚接点中的仅一个点必须移动以变化工作空间。

在其它的实施方式中，该组件还可以包括沿着路径的相应的两个或更多个部分间隔开两个或更多个距离的第二导轨，其中第一托架支撑在第二导轨上。在组件的该实施方式中，第四托架可以支撑在第二导轨上，所述第二导轨被相对于第一托架、第二托架和第三托架驱动。另外，第四节绞盘系统可以定位在第四托架上，所述第四托架可独立地工作以限定安装到乘客载运车的主体的第四安装点处的第四缆绳的长度。接着，第一安装点、第二安装点、第三安装点和第四安装点可以间隔开并布置在主体的表面上的矩形图案中。在相同或者其它的实施方式中，第一缆绳、第二缆绳、第三缆绳和第四缆绳的长度中的至少一个可以在托架的移动期间至少在轨道限定的路径的一部分中与其它三个长度不同，以提供载运车在乘坐期间的不同移动和/或定向。

根据本发明的另一个方面，提供了相对于游乐园乘坐装置中的轨道定位载运车的方法。该方法包括使用从在一个或更多个由轨道支撑的托架上的锚接点延伸的至少两个缆绳悬挂乘客载运车。锚接点均由绞盘的出口限定。沿轨道驱动该一个或更多个托架，由此载运车被移动通过在轨道下方的工作空间。然后，该方法包括，在驱动期间，操作绞盘中的至少一个以相应的至少一个缆绳的长度。以此，该方法包括随载运车沿着轨道移动而动态改变工作空间。在本方法中，驱动和操作步骤响应于来自控制系统的控制信号来进行，控制信号至少部分地从载运车中的乘客中的一个提供的用户输入取得。

在本方法中，在悬挂步骤中可以使用至少三个缆绳。然后，在操作步骤中，与缆绳关联的三个绞盘中的每个绞盘可以独立地工作从而限定至少三个不同的缆绳长度，由此工作空间在驱动期间被动态地改变并且载运车相对于轨道的定向也被改变。在其它的情况中，在本方法中，在悬挂步骤中可以使用至少六个缆绳，并且安装点在主体上被选择成使得可以进行操作步骤以控制主体相对于作为悬挂的Stewart平台的轨道的定位。在本方法的一些情况中，在悬挂步骤中可以使用两个或更多个托架。然后，在驱动步骤中，两个或更多个托架中的每一个以不同的速度被驱动。在本方法的其它情况中，尽管，绞盘中的每一个可以在操作步骤中操作以改变缆绳的长度，并且在该情况中，绞盘可以被操作使得缆绳的长度以不同的速率被改变。

附图说明

图1是游乐园乘坐装置的功能框图，所述游乐园乘坐装置使用缆绳悬挂式载运车，以在载运车沿轨道进行时对载运车提供有效定位和唯一运动(例如，使用被用于利用可变长度的缆绳悬挂载运车的缆绳的可移动或可定位锚接点)；

图2示意性地示出了乘坐系统的一部分，所述乘坐系统利用单个托架支撑多个绞盘/缆绳驱动器，以在托架沿着轨道(图2中未示出)或者固定路径行进时有选择地定位被支撑的载运车，其中“Stewart平台”型悬挂索具被用在该示例中；

图3和图4示出了缆绳悬挂式载运车乘坐系统的实施方式，其示出了一个轨道具有两个可独立地移动/定位的托架和每个载运车两个绞盘(每个托架一个绞盘)的使用；

图5和图6示出了缆绳悬挂式载运车乘坐系统的另一个实施方式，其与图3和图4中所示的类似，但使用组合有三个托架的一个轨道，每个托架提供绞盘以支撑和定位乘客载运车(例如，在托架有选择地绕由轨道限定的路径移动时改变缆绳长度以提供宽的载运车位置范围(或者工作空间))；

图7示出了与图2中的乘坐系统类似的乘坐系统的立体图，该系统利用单个轨道支撑若干载运车，每个载运车由单个托架以每个载运车使用多个绞盘的方式悬挂(在本示例中，示出了三个绞盘)；和

图8至图10示出了缆绳悬挂式载运车乘坐系统的、每个载运车有多个轨道、多个托架和多个绞盘的实施方式，其中示出了使用导轨位置与绞盘操作的组合，以将载运车限定到乘坐装置的受限部分中的安全工作空间，同时(通过较大的轨道间隔和绞盘的操作)允许载运车被移动通过或者探测同一乘坐装置的较小的空间受限部分中的较大工作空间。

具体实施方式

简言之，本发明的实施方式涉及用于具有缆绳悬挂式乘客载运车的游乐园乘坐装置的系统及相关联的方法。在其最简单的形式中，乘坐装置可以认为是将有效载荷移动通过工作环境，所述工作环境是唯一的，因为有效载荷被悬挂以提供可变的(可选择的)和/或动态工作空间，此时悬挂组件/系统可以操作，以控制载运车被定位的X-Y位置(例如，在乘坐装置上向下方观察的位置)、及载运车相对于轨道的Z向或者竖直位置。传统的轨道乘坐装置与轨道具有固定的相对关系(或者相对稳定的工作空间)，而这里说明的系统和方法允许载运车由乘坐装置控制系统和/或用户输入来控制，以探测在支撑轨道或者引导导轨下方的空间。简言之，使用用于每个载运车的可移动的锚接点或者悬挂点实现上述方式，其中采用在一个或多个托架或移动平台上的一个或多个绞盘或缆绳驱动器的形式，所述托架或移动平台由轨道支撑并且典型地可沿轨道独立移动或定位。

图1示出了形成游乐园乘坐装置100的功能框图，所述游乐园乘坐装置100适于允许载运车在相对于沿固定路径(例如，由乘坐装置轨道限定的路径)行进的支撑托架的三维空间(X-Y-Z定位)中移动。乘坐装置100包括载运车悬挂及定位组件110，其用以支撑如利用载运车140示出的乘客载运车，以使载运车140沿着乘坐路径移动，并且另外使载运车沿着X-Y轴(在乘坐装置上向下方观察)和Z轴(相对于支撑托架的竖直定位)移动。为此，组件110包括可以是近似地任意结构的一个或多个轨道112，所述结构限定用于载运车140的通过乘坐装置100的路径，比如一个、两个或更多个导轨等，如游乐园乘坐装置中通常使用的。

组件110也包括一个或多个支撑(例如可滚动)在轨道112上的托架120。每个托架120反过来载运或者支撑一个或多个均提供了用于缆绳的悬挂点或锚接点126的绞盘或缆绳驱动器124，其中图1示出了从每个绞盘124延伸的缆绳128、129、130，比如从相同数目的悬挂点/锚接点126延伸。在乘坐装置100的运行期间，托架120可以在轨道112上以一种或多种速度(V_Carrier)移动，以动态地设定悬挂点/锚接点126的位置(即，锚接点并不固定用于载运车140)。另外，每个绞盘124可以相同或者不同的收起/退卷速度(如所示的，L_Cable和V_Cable)操作，以改变缆绳128、129、130的长度，其根据缆绳128、129、130的数目和位置使载运车140在X-Y-Z位置中移动，如图1中141所示。换句话说，载运车140有选择地可相对于轨道112(或者乘坐装置路径)定位，以限定用于乘坐装置100的可变工作空间。

乘客载运车140包括与缆绳128、129、130的数目相同数目的支撑点或缆绳安装点142，并且典型地，缆绳128、129、130比如利用固定的、可枢转的、或者可摆动的连接件被固定到载运车140的主体的结构性表面。载运车140还可以包括一个或多个用户输入装置144，其可由载运车140的乘客或者乘坐者(未示出)操作，以提供用于操作载运车悬挂及定位组件110的输入，从而经由缆绳128、129、130和/或托架120改变载运车140的位置。例如，乘客144可以操作装置144以提供载运车控制信号148(传输到控制系统150的有线或者无线数据通讯信号)，以使载运车140沿着轨道112以特定的速度经由托架120的操作移动，或者使载运车140沿X-Y-Z轴线141中的一个或多个轴线经由一个或多个绞盘124的操作移动(例如，提供横向或者竖直移动，以避免碰撞或者以随动另一个载运车，以俯仰、横滚和/或偏转的方式设置或移动载运车140、或者另外地在工作空间中操作/定位载运车140)。

乘坐装置100还可以包括控制系统150，所述控制系统150操作以处理载运车控制信号148和传输控制信号163，以操作托架120和/或绞盘124，使载运车140沿着轨道112以特定的主体定向并且在特定的(动态选择的)工作空间内移动。控制系统150可以包括一个或多个硬件处理器152，其处理载运车控制信号148，并且处理经由一个或多个输入/输出(I/O)装置154(例如，键盘、鼠标、触摸屏、触式板、声音致动装置/软件等)提供的操作者输入。处理器152还可以管理系统控制系统150的存储器160，所述存储器160存储一个或多个乘坐装置程序162(例如，如下的软件或代码器件，该软件或代码器件使系统150进行特定功能，比如传输控制信号163，以有选择地操作托架120和绞盘124，以使载运车140沿着由轨道112限定的路径移动和定位)。

乘坐装置程序162可用以限定用户输入装置144的操作，比如限定乘客何时可以提供输入信号148，以改变组件110的定位/操作而定位/移动载运车140。基于来自用户输入装置144的输入信号148作出修改或未作修改的乘坐装置程序162(或者由操作者经由I/O 154的手动操作)可以限定若干参数，该若干参数设定载运车140相对于轨道的位置、和/或影响由乘坐装置100激发的运动。例如，乘坐装置参数170可以包括用于每个缆绳128、129、130的缆绳长度172，所述长度172通过操作绞盘/缆绳驱动器124例如以放出更多的缆绳或者卷入缆绳缆绳128、129、130的一些长度来获得，并且所述长度L_Cable典型地独立地由控制系统150设定，而在一些应用或者操作模式中，缆绳128-130中的两根或者更多根可以保持相同的长度(或者保持为一些相关/成比例的长度，以实现载运车140的主体的期望的定向，比如用于装载/卸载的水平定向，用以激发载运车的驱动或其它移动的特别的前后倾斜定向等)。

另外参数170是托架位置120，其用以调节载运车140沿着路径的位置和/或限定用于载运车140的工作空间。另外，这可以包括每个托架120的同步或者独立的移动，以设定用于悬挂载运车140的悬挂点/锚接点126的位置。用于每个绞盘124的绞盘速度可以由参数176设定，其变化缆绳速度V_Cable以影响载运车140的运动(例如，快速下落和接近失重的下落，快速或缓慢横滚等)。每个托架120的速度V_Carrier与在轨道112上的行进方向一起可以由参数178设定，其可以由控制系统150经由控制信号163传输到组件110。另外，沿着轨道112的载运车位置179可以由每个乘坐装置程序162的参数170设定，并且这可以由处理器152用以发送信号163以操作载运车悬挂及定位组件110(例如，使跟踪的或者感测的位置与用于乘坐装置程序的特定表演方面的所期望位置179匹配，并且如果需要调节其它参数(比如托架速度178)以使感测的和设定的载运车位置匹配)。

考虑系统/乘坐装置100，能够理解可以采用若干方式来布置公用的或者基础组的器材，以传送不同的乘坐体验(或者不同的乘坐实施方式)。该器材可以包括提供托架沿着行进的固定路径的轨道。每个乘坐装置可以一个或多个托架，每个托架提供在轨道上行进或者支撑在轨道上的移动平台。每个托架可以包括沿着轨道移动托架的机构(包括电力或者到电源的连接件)。每个托架支撑绞盘系统或者组件(包括其电源和控制方面)，并且这些绞盘提供能够改变延伸到载运车上的支撑或缆绳安装点/装置的缆绳的长度的缆绳管理系统/组件。每个载运车是由一个或多个从托架上的绞盘延伸的缆绳支撑的乘客载运结构。

考虑到系统构造，一个或多个轨道结构沿着固定路径(例如，轨道本身被典型地固定到位)引导每个载运车的一个或多个托架。托架每个支撑一个或多个绞盘系统，所述系统均能够通过改变安装的缆绳的长度而动态地移动载运车通过可以动态方式地(基于乘坐装置程序参数和/或乘客/乘坐者输入)选择的工作空间。可用工作空间(例如，载运车在乘坐装置的运行期间可以移动通过的空间)可以如下地改变：通过使托架沿着轨道移动、通过使托架相对于载运车移动的同时保持缆绳长度恒定、和通过操作绞盘以改变缆绳的长度(并且这些步骤可以组合/同步地完成)。例如，托架可以沿着轨道独立地(或者结合地)移动，并且绞盘可以独立地(或者组合/同步地)操作以修改缆绳长度(或者至少在特定的操作时间段或者乘坐装置的部分，将一根或多个缆绳保持在固定的长度)

乘坐装置100的独有的方面(和这里所示/说明的其它实施方式)在于该乘坐装置可以操作以(或者提供能力以)改变工作空间或者空间的容积，其中载运车能够随载运车相对于轨道移动而移动通过该工作空间。在任意瞬时的时间，存在如下的空间容积，该空间容积限定了通过改变将载运车连接到托架和绞盘的各种缆绳的长度而使载运车能够移动到的各种位置。该容积(“工作空间”)能够通过独立地改变托架相对于载运车的位置和/或通过操作绞盘而动态地改变。这可以出于“体验”的原因来完成，以产生所期望的体验，和/或为了逻辑、操作和/或安全的原因从而确保载运车不会进入特定的区域。载运车的工作空间由轨道、托架沿着轨道的位置、绞盘在托架上的位置(悬挂点/锚接点)、和用以悬挂载运车的全部缆绳的长度(及载运车主体上的支撑点/缆绳安装点)。

载运车悬挂和定位组件乘坐装置100的构造可以广泛地变化，以实施乘坐装置100，并且特别地，托架120和绞盘124的数目可以变化(及载运车140上的支撑点142)以实现各种缆绳索具。例如，在使用三个或更多个缆绳128-130以悬挂载运车140的情况中，可以利用“标准”多点悬挂缆绳索具、“平行四边形”缆绳索具、或者“Stewart平台”缆绳索具。

在标准的缆绳索具中，乘坐装置载运车可以由来自托架的三个或更多个点悬挂，并且使用这些悬挂点绕托架下方的3D空间移动(由于托架在轨道上保持静止并且其本身沿轨道限定的路径移动)。本申请中的标准索具的一个问题在于：其随载运车移动离开索具的几何中心而趋于使有效载荷/载运车横滚或俯仰。其中仅有的载运车将具有平齐底面(处于比如可以用于装载/卸载的水平位置)的位置正好在中心位置，且随其移动离开中心会出现越来越大的横滚角度或俯仰角度。这样的载运车的非平齐定向对于其中自然的横滚将带来更为真实的体验的飞行器或者其它类似的运动模拟器乘坐装置可以是期望的。但是，还存在期望独立于载运车在工作空间内的位置来控制横滚和俯仰的其它应用(其中，对于标准索具，可以要求载运车140中的万向节或者其它机构以校正横滚或者俯仰远离载运车的中心位置)。

平行四边形索具的形式与标准缆绳索具相似的地方在于其可以使用相同数目的绞盘。但是，每个这些绞盘可以采用(或者配备)以平行四边形的几何形状安装到载运车的两个缆绳。以此，载运车可以在其运动范围的大部分上保持平齐的水平定向。对于乘坐装置100的一些如下实现，其中载运车140沿着轨道112移动而载运车主体保持平齐(或者没有横滚)，且通过改变缆绳128-130的长度而使载运车140移动通过变化的工作空间，这样的索具可以是期望的。

Stewart平台索具采用每载运车六个绞盘。Stewart平台被用以利用从下方支撑平台的活塞提供飞行模拟，并且类似的(几何地类似的)配置可通过使用缆绳从上方悬挂载运车、而非从下方利用致动器支撑载运车来使用。该选择提供了载运车相对于托架和轨道的运动的高度灵活性，因为它提供了真实的六自由度设置，即提供了在X、Y和Z平台中的运动及俯仰、偏转和横滚运动。该水平(或者通过载运车主体的基部平面)可以被控制在位于飞行空间或者工作空间中的任意位置(例如，用于上下和一些表演部分的水平，或者相对于其中心/转动点的近似任意角度)。

通过对上述讨论的理解，将能认识到本教导并不局限于该具体的索具实现。例如，存在另外的索具选择，例如使用比实现所期望的载运车运动所必需的绞盘的最小数目多的数目的绞盘，且该另外的索具选择能够用以扩展载运车能够定位通过的的容积，超过利用最少索具(minimum rigging)能够实现的容积。本说明替代地意图提供若干代表性的和有用的索具配置，所述配置能够“原样”使用或者进行一些修改以提供宽范围的各种索具配置。另外，本说明具体地教示了如下的索具配置：在单个轨道上具有单绞盘的多个托架；在单个轨道上具有多个绞盘的多个托架；在多个轨道上具有单个绞盘的多个托架；和在多个轨道上具有多个绞盘的多个托架。在许多实现中，所有缆绳均端接在载运车的重心(CG)上方且端接于绞盘系统。

图2示出了游乐园乘坐工具200的在其载运车悬挂及定位组件中使用Stewart平台型索具的一部分。如所示的，支撑在轨道(未示出)的托架210沿着由轨道限定的路径以速度V_Carrier移动。在托架210上，支撑有六个绞盘，并且该六个绞盘控制用于将载运车230悬挂在托架210下方的缆绳的长度。如所示的，接近托架210的前向部分设置的一对绞盘212被用以提供用于缆绳216的悬挂点，该缆绳被连接到在载运车主体232的顶面或安装面234上的安装点或支撑点236。

绞盘212可独立地工作以限定缆绳216的长度。另一对绞盘213被定位朝向托架210的中心，且输出和卷入另一对连接到与主体232的安装面234上的支撑点236相反的端部处的缆绳217。如所示的，安装点或支撑点236以三角形配置布置，其中两个缆绳216、217从不同对绞盘212、213延伸到每个点236(例如，与设置在典型的Stewart平台上的每个支撑点处的致动器/活塞臂的两端类似)。在一个实施方式中，假设六个绞盘212、213被用在每个托架210上以支撑/悬挂每个乘客载运车230。基于12000磅的模拟载运车负载，每个绞盘212、213的尺寸将形成为随着缆绳216、217的长度增大或者减小而向缆绳施加在大约0-7000lbf之间的张力。

在概念上，该类型的索具与标准运动基部乘坐装置类似，不同之处在于其明显地更为刺激并且提供了一些令人惊讶的结果。如上所述讨论的，托架沿着轨道移动，使得锚接点或者悬挂点被动态地选择成显著地提高用于悬挂点的载运车的工作空间的容积。在悬挂的构造与致动器支撑的平台的对比中，载运车相对于轨道的竖直偏移距离仅受设施的高度(或深度)的限制，这与致动器的长度相反。这允许较长的、更为持久的加速和减速时间段，这反过来带来了更为有趣的乘坐体验。在典型的乘坐装置设置中，没有在载运车的下侧上设置一个或多个绞盘(如图2中所示)，在向下方向上的加速度不能超过1G，并且在实践中，可以限制为不超过0.6G以保持足够的缆绳张力。但是，如果期望向下的加速度，可以添加一个或多个绞盘到乘坐装置以提供来自载运车下方的连接(例如，在托架上的绞盘或绞盘被用以控制向下的加速度，该托架骑乘在图2中的乘坐装置200中的载运车230下方的单独轨道上)。

关于乘坐装置空间，该类型乘坐装置的空间限制与标准运行3D索具沿乘坐装置的轨道的长度(例如，在轨道下方的空间)类似。该空间可以保持恒定，或者可以沿着轨道长度变化，以允许在乘坐装置的不同部分中的不同的运动体验。该乘坐装置仅实际的局限性的限制，比如乘坐装置的经营者能够或者想让建筑及关联的机械装置有多大。关于乘坐装置的乘客的一个更为注目的方面可以是竖直(或者Z)轴线上的行程，并且因此，可以期望利用较长的悬挂缆绳的长度并且提供轨道下方的大量的空间，以允许跌落或者突然落下的感受。具体地，载运车沿着轨道工作的可用的高度越高，则用于向下加速度事件的距离和时间就越多。例如，12000磅的载运车可以能够体验到高达3m/s的速度及高达1G的加速度。

图3和图4示出了使用上述的缆绳悬挂式载运车构思的乘坐装置300的一个实施方式。乘坐装置300包括平台或者基部302，结构元件304、306，比如杆或者柱，从所述平台或基部向上延伸以支撑单个轨道310(但轨道310也可以悬挂在乘坐装置300中)。乘坐装置300包括载运车悬挂及定位组件320，悬挂定位组件320包括第一托架326和第二托架332，第一托架包括用于卷入和卷出第一缆绳327的绞盘/缆绳驱动器，第二托架包括用于用于卷入和卷出第二缆绳323的绞盘/缆绳驱动器。缆绳327、323被固定在缆绳安装元件330上的相对端部，且固定在支撑点或缆绳安装点332、334处(间隔开，可枢转地安装在元件330上，元件330位于载运车340的重心上方)。安装元件330被安装到载运车340的适于载运一个或多个乘客341(其能够提供输入，该输入由控制系统使用，以调节绞盘和/或托架326、332的操作以改变载运车340的位置或定向)的上部。

乘坐装置300适于提供在直线轨道或者弯曲轨道上的两点之间的二维运动。换句话说，载运车340的竖直运动在托架326、332沿着轨道310的移动期间可以变化，而没有横向移动。通过选择支撑点332、334之间的间隔，载运车340的前端可以比载运车的后端低或者高(例如，通过使缆绳323、327的长度不相等)。能够通过如下地升降载运车，即在保持缆绳323、327的长度相同的同时，移动托架326、332中的一个。另外，可以通过分别地缩短或伸长缆绳323、327的长度来操作托架326、332上的绞盘中的一个或两者，使载运车340升降。

总体上，图3示出了工作空间350，该工作空间可提供在载运车340的上下乘客341处。该较小的工作空间可以优选地用于载运车加载或卸载。工作空间350在轨道或乘坐装置路径的方向上较小，但可以如由基部302和轨道310之间的距离提供的高度或深度所允许得高(例如，工作空间350的竖直高度或Z轴尺寸总体上地受悬挂组件320的空间和局限性限制)。图3示出了工作空间350，该工作空间被限制，以控制载运车运动用于安全上下乘客。图4示出了工作空间351的尺寸如何可以被动态地改变(这里，放大示出)，其中通过绞盘和/或托架326、332的操作以改变缆绳323、327的位置/长度，使载运车340被定位在工作空间351各处。例如，托架326、332可以以不同的速度移动，这会改变载运车340的竖直位置，和/或托架326、332上的绞盘可以操作以改变竖直距离或者改变载运车340的定向。

图5和图6示出了乘坐装置500的另一个实施方式，该实施方式可用以移动乘客载运车540通过动态设定的工作空间。在本实施方式中，使用单个轨道510，在本情况中，轨道510由竖直支撑/柱504支撑在基部502上方一定的竖直距离或高度处。乘坐装置500包括经由缆绳523、525、527支撑每个载运车540的三个托架或悬持装置522、524、526。缆绳523、525、527分别地安装(可枢转地固定)到载运车540的主体的顶面上的安装点或支撑点543、544和542。每个托架522、524、526包括可被操作以调节缆绳523、525、527的长度的绞盘或缆绳驱动器。托架522、524、526在轨道510上的独立(或同步)移动、以及在这样的托架上的三个绞盘操作以缩短或拉伸缆绳523、525、527的独立(或同步)两者的组合允许改变工作空间，比如将载运车从加载/卸载位置向其它的位置移动，如图5和图6所示。在这两个图中的工作空间随载运车540移动通过空间而已经被改变，并且缆绳悬挂系统允许优化可用空间。例如，通过托架的移动和/或绞盘的操作，载运车540可以简单地悬挂在轨道510下方并且随动圆形(在本示例中)路径，和/或轨道510下方的整个容积可用作用于乘坐装置乘坐装置500的工作空间。在现有的乘坐装置中，载运车仅由托架支撑和随动由轨道限定的路径，而不是移动通过轨道510下方的可动态选择的工作空间。

图7示出了缆绳悬挂式载运车乘坐装置700的另一个实施方式。如所示出的，乘坐装置700包括由导轨704、708限定的单个轨道，并且每个载运车730设置单个托架710。每个托架710经由接触轨道的导轨704、708的辊/转向架轮组件712可转动地联接下部主体或者结构构架714，所述构架714在下方延伸以朝向载运车730。在托架710上，绞盘720、724、726以三角形形式定位。悬挂缆绳721、725、727以可变长度延伸到载运车730的主体732的支撑面734上的安装点/支撑点736、738、739。在本示例中，安装点736、738、739也以三角形图案布置，其中两个安装到后面的部分或者后部(例如，每个在主体732的侧或者翼上)，而一个安装到前向部分(例如，主体732的鼻部)。

在该乘坐装置的运行期间，托架710可以沿着由轨道704、708限定的路径定位，如用移动箭头716所示，并且该移动可以采用可变或可调节的速度以提供所期望的乘坐效果(例如，在表演部分或者爬升部分较慢，而在驱动或下降部分较快)。绞盘720、724、726可以单独或一起，以实现其它的乘坐效果。例如，可以通过同步地被操作三个绞盘以通过快速地卷出缆绳721、725、727来使载运车730下降，从而模拟飞机/宇宙飞船的发动机失效(或者另外提供自由或快速落体)。通过用绞盘726伸长缆绳727和/或用绞盘720、724缩短缆绳721、725模拟下冲(或者向下俯仰)。通过缩短缆绳727和/或伸长缆绳721设置爬升(或者向上俯仰)，并且通过以不同速率和/或不同方向缩短或者伸长缆绳721、725提供爬升(或向上俯仰)。乘坐装置700中的每个载运车可以类似地通过在乘坐装置的类似部分处的控制器来操作，和/或每个载运车类似可以响应于用户输入(或由于其它原因)而不同地操作，例如，一个乘客可以相互不同地操作他们的载运车，以探测相对于轨道704、708可变的工作空间。

图8至图10示出了乘坐装置800，其中载运车850从第一轨道810和第二轨道812悬挂，其中所述轨道由结构元件804、806支撑在底部或基部802上方。乘坐装置800使用带有每载运车850八个绞盘820、822、824、826、828、830、832、834、836(即，八个绞盘)、多个托架(即，四个托架)。绞盘820、822设置在一个托架上，该一个托架可独立定位在轨道810上，绞盘834、836类似设置。绞盘820、822可被操作以设定缆绳821、823(其在点855处连接到主体852的顶面/表面854)的长度，绞盘834、836可被操作以设定缆绳835、837(其在点858处连接到主体852的顶面/表面854)的长度。在载运车850的另一侧/边缘，绞盘826、828设置在一个托架上，该一个托架可独立定位在轨道812上，绞盘830、832也如此。绞盘826、828可被操作以设定缆绳827、829(其在点856处连接到主体852的顶面/表面854)的长度，同时绞盘830、832可单独操作以设定缆绳831、833(其在点857处连接到主体852的顶面/表面854)的长度。在本示例中，支撑点855、856、857、858定位在顶面/表面854的四个角部。

乘坐装置800示出每个载运车使用多个轨道，所述轨道具有多个托架，每个托架具有多个绞盘。该悬挂定位组件对于将载运车850动态移动通过多自由度的空间或环境是有用的。在图8和图10中，轨道810、812被(以第一间隙)隔离开，并且被间隔开在底部/基部802上方的较大的竖直距离。因此，通过托架和/或绞盘820、822、826、828、830、832、834、836的操作可得到用于载运车移动的大的工作空间。例如，图8示出了对中定位在轨道810、812之间的载运车850，而图10示出了相对于行进或轨道810、812限定的乘坐装置路径的横向上的横向移动，其中载运车850比导轨810更接近导轨812(例如，绞盘操作以使缆绳827、829、831、833相对于缆绳821、823、835、837缩短)。在图8和图10中，缆绳中的全部或者一些还能够被伸长以接近或者甚至接触底部或者基部802。

尽管，图9示出了轨道间隔如何可以被用以将载运车限定到安全的工作空间或者安全的操作区。图9示出轨道810、812更窄地(以第二间隙)被间隔开，比如在支撑结构元件804、806的内表面上，并且当悬挂载运车850的缆绳被保持为与在图8中所示的轨道810、812的较宽间隔部处相同长度时，载运车850下降到更接近底部802(或进一步远离轨道810、812)的垂直位置。换句话说，轨道810、812的间隙可用以设定载运车850沿着由轨道810、812限定的路径的竖直位置(或者修改工作空间)。还可以期望随着载运车850在结构804、806之间行进、或者行进通过顾客上下载运车的站台区时，保持或甚至减小距离轨道810、812的竖直距离。在该情况中，绞盘820、822、824、826、828、830、832、834、836可被操作以卷入缆绳，从而减小载运车850与轨道810、812之间的距离(例如，相等地缩短缆绳的长度，以使载运车水平地或者缩短两个或更多个量，以使载运车850俯仰、倾斜、偏转和/或起伏)。

上面的说明教示了如下的乘坐装置，其中缆绳悬挂式乘客载运车可以由两个或更多个缆绳悬挂，其中每个缆绳是单个缆绳、或并行地或结合地操作的多个缆绳。缆绳安装到载运车主体的安装点或者支撑点典型地是固定的，但锚接点或悬挂点在乘坐装置的运行期间可移动，以允许为每个载运车限定更大的工作空间和/或实现一定范围的载运车移动。为此，每个缆绳的长度由绞盘系统设定，并且被独立地驱动的托架或者载运车悬持装置支撑一个或多个绞盘系统，使得随着托架沿乘坐装置轨道移动，用于缆绳的锚接点也移动或者改变。另外，每个绞盘系统可以独立地或者与其它绞盘系统同步地被操作，以改变用于悬挂载运车的缆绳的长度。

因此，载运车相对于乘坐装置路径的X-Y位置(横向运动)可以被改变，如相对于轨道(或相对于乘坐装置的底部/基部)的Z或垂直位置那样。例如，当每个载运车沿着乘坐装置轨道行进时，每个载运车的3D运动或工作空间容积能够被动态地改变(例如，利用缆绳和绞盘系统易于实现2英尺至100英尺的竖直下降、及仅受轨道的各部分之间的跨度限制的横向运动(见图5、图6和图8至图10)、且仅受托架之间可实现的间隙限制的沿轨道路径(Y方向，例如，可以沿着轨道或者乘坐装置路径)的移动)。

在一些应用中，安全冗余度可能要求乘坐装置作为单个系统作用而将单个缆绳分离成为2、3或更多个单独的缆绳和/或绞盘组件(例如，与图8中示出的系统类似)。因此，将明白，这里教示的每个实施方式可以修改以提供这样的冗余度(例如，替代单个缆绳，用2个或3个缆绳/比如通过代替托架w提供了类似的功能性的绞盘组件/绞盘522和缆绳523，托架522上的两个绞盘将一对缆绳提供到载运车540)。这样的修改认为被涵盖在权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种用于移动乘客载运车通过可变工作空间的乘坐系统，包括：

轨道，其限定乘坐系统的固定路径；

托架，其被支撑在轨道上，且在乘坐系统的运行期间被驱动以沿固定路径从第一位置向第二位置移动；

安装在托架上的第一绞盘系统和第二绞盘系统，第一绞盘系统和第二绞盘系统被操作，以分别设定从第一绞盘系统和第二绞盘系统向外延伸的第一缆绳的长度和第二缆绳的长度；和

具有主体的乘客载运车，主体具有分别用于第一缆绳和第二缆绳的第一安装点和第二安装点，其中第一绞盘系统和第二绞盘系统提供了悬挂乘客载运车的第一悬挂点和第二悬挂点，所述悬挂点在乘坐系统的运行期间沿着固定路径移动。

2.根据权利要求1的乘坐系统，其中，在主体上，第一安装点远离第二安装点，由此在第一缆绳的长度与第二缆绳的长度不同时，主体俯仰或者横滚，并且第一绞盘系统和第二绞盘系统独立地被操作，以设定第一缆绳和第二缆绳的长度。

3.根据权利要求1的乘坐系统，其中，第一绞盘系统和第二绞盘系统同步地以相同的速率被操作，使得第一缆绳和第二缆绳的长度在托架从第一位置向第二位置行进时相等，由此主体在自轨道的竖直距离的范围上保持在水平位置。

4.根据权利要求1的乘坐系统，其中，第一绞盘系统和第二绞盘系统在托架从第一位置向第二位置行进时独立地被操作，由此主体在第一位置和第二位置之间俯仰、横滚或者偏转。

5.根据权利要求1的乘坐系统，还包括第三绞盘系统，第三绞盘系统安装在托架上，以控制从托架上的第三悬挂点向乘客载运车的主体上的第三安装点延伸的第三缆绳的长度，其中第一绞盘系统、第二绞盘系统和第三绞盘系统可独立地并且同步地被操作。

6.根据权利要求5的乘坐系统，其中，第二安装点和第三安装点间隔开并且设置在主体的第一端部，并且第一安装点设置在主体的第二端部。

7.根据权利要求1的乘坐系统，还包括安装在托架上的第三绞盘系统、第四节绞盘系统、第五绞盘系统和第六绞盘系统，用于控制安装在乘客载运车的主体上的与第三安装点、第四节安装点、第五安装点和第六条安装点相反的端部处的第三缆绳、第四缆绳、第五缆绳和第六缆绳的长度，其中绞盘系统在托架上的位置和安装点在主体上的位置被选择，使得绞盘系统可被作为用于使主体相对于轨道移动的Stewart平台型索具操作。

8.一种乘坐组件，其包括：

轨道，轨道限定了路径；

第一托架和第二托架，第一托架和第二托架支撑在轨道上且被独立地驱动，以将第一托架和第二托架定位在沿着由轨道限定的路径的不同位置处；

第一绞盘系统和第二绞盘系统，第一绞盘系统定位在第一托架上且被操作以限定第一缆绳的长度，第二绞盘系统定位在第二托架上且被操作以限定第二缆绳的长度；和

具有主体的乘客载运车，主体具有用于第一缆绳的第一安装点和用于第二缆绳的第二安装点。

9.根据权利要求8的组件，其中，第一安装点和第二安装点相互接近并且接近主体的重心，并且其中第一绞盘和第二绞盘同步地被操作，以将第一缆绳的长度保持成大体上等于第二缆绳的长度。

10.根据权利要求8的组件，其中，由轨道限定的路径是闭合的环，并且绞盘系统可被操作，以将乘客载运车的主体定位在由环和在轨道下方延伸的竖直距离限定的工作空间中的多个位置中。

11.根据权利要求10的组件，其中，乘坐组件还包括第三托架和第三绞盘系统，第三托架相对于第一和第二托架被独立地驱动，第三绞盘系统定位在第三托架上且被操作以限定安装到乘客载运车的主体的第三安装点处的第三缆绳的长度，并且，其中绞盘系统可独立地且同步地被操作，以设定第一缆绳、第二缆绳和第三缆绳的长度，并且长度均选择自预定的范围，以在托架沿着路径移动期间和在不同位置处时相等或者不同。

12.根据权利要求11的组件，还包括第二轨道，第二轨道沿着路径的相应的两个或更多个部分间隔开两个或更多个距离，并且第三托架支撑在第二轨道上。

13.根据权利要求12的组件，还包括第四托架，第四托架支撑在第二轨道上并且相对于第一托架、第二托架和第三托架被独立地驱动，并且第四绞盘系统定位在第四托架上，且独立地被操作以限定安装到乘客载运车的主体的第四安装点处的第四缆绳的长度。

14.根据权利要求13的组件，其中，第一安装点、第二安装点、第三安装点和第四安装点间隔开并且以矩形图案布置在主体的表面上。

15.根据权利要求13的组件，其中，至少在由轨道限定的路径的一部分中，第一缆绳、第二缆绳、第三缆绳和第四缆绳的长度中的至少一个的长度与其它三个长度不同。

16.一种相对于游乐园乘坐装置中的轨道定位载运车的方法，包括：

使用从在由轨道支撑的一个或更多个托架上的锚接点延伸的至少三个缆绳悬挂乘客载运车，锚接点均由绞盘的出口限定；

沿轨道驱动一个或更多个托架，由此载运车被移动通过在轨道下方的工作空间；和

在驱动期间，操作绞盘中的至少一个，以改变相应的至少一个缆绳的长度，由此工作空间随载运车沿着轨道移动而动态改变。

17.根据权利要求16的方法，其中，驱动和操作步骤响应于来自控制系统的控制信号来进行，控制信号至少部分地从载运车内的乘客中的一个提供的用户输入取得。

18.根据权利要求16的方法，其中，在操作步骤中，与缆绳关联的至少三个绞盘中的每个绞盘独立地被操作，从而限定至少三个不同的缆绳长度，由此工作空间在驱动期间被动态地改变并且载运车相对于轨道的定向也被改变。

19.根据权利要求16的方法，其中，在悬挂步骤中使用至少六个缆绳，并且安装点在主体上被选择，使得可进行操作步骤以控制主体相对于作为悬挂的Stewart平台的轨道的定位。

20.根据权利要求16的方法，其中，在悬挂步骤中使用两个或更多个托架，并且在驱动步骤中，两个或更多个托架中的每一个以不同的速度被驱动。

21.根据权利要求16的方法，其中，绞盘中的每一个在操作步骤中被操作以改变缆绳的长度，并且绞盘被操作，使得缆绳的长度以不同的速率被改变。

22.根据权利要求16的方法，其中，提供两个或者更多个托架用于悬挂载运车，其中缆绳端接于载运车、在载运车的重心上方并在绞盘的出口处，并且两个或更多个托架由轨道和至少一个另外的轨道支撑。

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