CN103402872A

CN103402872A - 直升机娱乐设备

Info

Publication number: CN103402872A
Application number: CN2011800583245A
Authority: CN
Inventors: 加尔·戈德纳; 伊夫塔·盖瓦
Original assignee: ABA SCIENCE PLAY Ltd
Current assignee: ABA SCIENCE PLAY Ltd
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2011-10-09
Publication date: 2013-11-20
Also published as: WO2012056444A3; KR20140024250A; RU2013123507A; EP2632794A2; US20130225303A1; WO2012056444A2; EP2632794A4; US8979660B2

Abstract

本发明涉及一种直升机娱乐设备，其具有完美的操纵性能、在游戏直升机中通过肌肉力量能够悬停、攀升和下降以及来回飞行。所述直升机娱乐设备装配有液压系统，所述液压系统能够根据使用飞行员的重量使重量平衡件定位在合适位置，以便获得平衡，从而能够借助转子产生的微小的力量提升和驱动驾驶舱，该转子由飞行员脚部的动力源启动。

Description

直升机娱乐设备

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年10月26日提交的，美国临时专利申请No.61/406,602的优先权，其整体内容通过引用方式并入此处。

技术领域

本发明涉及娱乐设备，尤其涉及一种直升机娱乐设备。

背景技术

许多游乐场都配备有大量的设备，诸如悬摆、旋转木马以及滑梯。长期以来游乐场设计人员已经认识到使用类似于车辆形状或其它特征的设备的优点。这样的一台设备是直升机游戏设备，它能够提供很多娱乐，还有助于以它为游戏的儿童发展运动技能。

对于发展技能来说，具有这种直升机游戏设备可能是有利的，其中使用者能够在对悬停、上升和下降的控制中以及甚至通过他们的手臂和腿对所述直升机的操纵中有效地感受到就像飞行员一样，同时所述直升机的升力通过所述直升机转子的旋转至少部分地实现，该转子由飞行员肌肉的力量来移动。

在1946年，West William提交了题为“Helicopter Roundabout（直升机环形航道）”的专利申请。

在West William的美国专利No.2,451,006中描述了一种直升机环形航道，该专利通过引用并入此处，且如本发明所完全阐述的一样用于所有目的。

图1示出了现有技术的直升机环形航道。West William的目的是提供一种具有玩具直升机并具有驱动电机的环形航道，其中玩具直升机安装在支撑架的一端，驱动电机安装在另一端。

后来的专利申请由Choe Young-Min在2001年提交，题为“Helicopter-Like Exercising Device（类似直升机的练习装置）”。

在Choe Young-Min的PCT申请No.KR2001/000516中描述了类似直升机的练习装置，该申请通过引用并入此处，且如本发明所完全阐述的一样用于所有目的。

图2示出了现有技术的类似直升机的练习设备。

所述类似直升机的练习设备包括旋转部件，该旋转部件由从外部输入的控制信号所旋转。连接到绳索一端的提升部件由旋转力提升。所述直升机根据乘坐者的动作而提升和降低，从而同时提供了兴趣、快乐和练习效果。

尽管提出了所有这些发明，但游乐场仍然缺乏一种具有完美的操纵性能、在游戏直升机中通过肌肉力量能够悬停、上升和下降以及来回飞行的类似于直升机的设备。

没有现有技术的设备包括全部上述特性和功能。

发明内容

背景技术没有教导或建议一种直升机娱乐设备，其具有完美的操纵性能、在游戏直升机中通过肌肉力量能够悬停、上升和下降以及来回飞行。

本发明通过提供一种直升机娱乐设备克服了背景技术的这些不足之处，该直升机娱乐设备具有完美的操纵性能、在游戏直升机中通过肌肉力量能够悬停、上升和下降以及来回飞行，它是基于在杆臂上的特定位置移动和布置的重量平衡件，其根据个人单独的重量为飞行员乘坐的驾驶舱提供了平衡，从而相对于飞行员的重量仅需要微小的升力，飞行员能够由腿部力量产生的力就能够启动直升机转子。

根据本发明的实施例，为飞行员提供了一种直升机娱乐设备，所述直升机娱乐设备包口：（a）主杆件，其中所述主杆件竖直地定位，其中所述主杆件的至少一部分具有水平旋转运动的能力；（b）主横梁，机械地连接至所述主杆件，其中所述主横梁具有受限的竖直旋转运动的能力；（c）驾驶舱，其中所述驾驶舱机械地连接至主横梁（20），并且其中所述驾驶舱悬挂在所述主横梁下面；（d）转子，用于产生升力和推力并机械地连接至所述驾驶舱；以及（e）重量平衡件，沿着所述主横梁具有受限的线性运动的能力，其中所述转子的旋转借助由飞行员的腿产生并通过机械传动系统传递至所述转子的机械动力，并且其中所述重量平衡件的线性运动由液压系统产生，其中所述液压系统传递由飞行员的手产生的动力。

根据在所描述的实施例中的进一步特征，所述直升机娱乐设备进一步包括：（f）主横梁轴，机械地连接在所述主横梁上，使所述主横梁能够进行竖直旋转运动；（g）驾驶舱承载横梁，用于承载驾驶舱，所述驾驶舱承载横梁通过一轴机械地连接至所述主横梁；（h）平行四边形横梁，用于使所述驾驶舱承载横梁保持竖直，所述平行四边形横梁通过一轴机械地连接至所述驾驶舱承载横梁；以及（i）主杆件环，机械地连接至所述主杆件，所述主杆件环具有轴承载器，其中所述主横梁轴安装在所述轴承载器上，并且其中所述平行四边形横梁通过一轴机械地连接至所述主杆件环。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述重量平衡件具有重量平衡重心，其中所述主横梁轴具有主横梁轴截面中心，并且其中当所述主横梁处在水平位置时，所述主横梁轴截面中心比重量平衡重心高出一重量平衡重心高度。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述重量平衡重心高度是至少一厘米。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述直升机娱乐设备进一步包括：（j）活塞汽缸，机械地连接至所述主横梁；（k）重量平衡活塞，具有位于所述活塞汽缸内部的前端和后端；以及（l）活塞连接杆，机械地连接至所述重量平衡活塞并机械地连接至所述重量平衡件。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述驾驶舱包括：（i）驾驶舱地板；（ii）飞行员座椅，机械地连接至所述驾驶舱地板；（iii）操纵杆，通过一轴机械地连接至所述地板，其中所述操纵杆相对于所述地板具有旋转运动的能力；（iv）攀升手柄，机械地连接至所述地板，其中所述攀升手柄相对于所述地板具有旋转运动的能力；（v）踏板轴，机械地连接至所述地板，其中所述踏板轴相对于所述地板具有旋转运动的能力；（v）踏板，机械地连接至所述踏板轴；以及（vi）止动器手柄，通过一轴机械地连接至所述操纵杆。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述直升机娱乐设备进一步包括：（m）倾斜杆组件，机械地连接至所述驾驶舱承载横梁和所述驾驶舱并在它们之间，使得改变所述操纵杆的操纵杆角度将引起所述驾驶舱的倾斜角度的改变。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述倾斜杆组件包括：（i）第一杆，机械地连接至所述驾驶舱承载横梁和所述驾驶舱并在它们之间，且所述第一杆相对于所述驾驶舱承载横梁具有旋转运动的能力；（ii）第二杆，机械地连接至所述第一杆；（iii）第三杆，机械地连接至所述第二杆并相对于所述第二杆具有旋转运动的能力；以及（iv）第四杆，机械地连接至所述第三杆和所述操纵杆并在它们之间，且相对于所述第三杆和所述操纵杆具有旋转运动的能力。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述驾驶舱进一步包括：（vii）发电机，机械地连接至所述驾驶舱地板，使得所述踏板的旋转将引起所述发电机产生并提供电力。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述机械传动系统包括：（i）第一嵌齿轮，机械地连接至所述踏板轴；（ii）第二嵌齿轮；（iii）第一链条，卷绕在所述第一嵌齿轮和所述第二嵌齿轮上；（iv）第三嵌齿轮，机械地连接至所述第二嵌齿轮；（v）第四嵌齿轮；（vi）第二链条，卷绕在所述第三嵌齿轮和所述第四嵌齿轮上；（v）齿轮箱，机械地连接至所述驾驶舱和所述第四嵌齿轮；以及（vi）转子杆，机械地连接至所述齿轮箱。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述转子机械地连接至所述转子杆，并且其中所述转子包括：（i）至少两个旋翼，其中每个所述旋翼具有旋翼空气动力学轮廓。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述液压系统包括：（i）累加器（accumulator），气动地连接至所述平衡活塞汽缸；（iii）油箱，液力地连接至所述平衡活塞汽缸；以及（iv）油泵，液力地连接至所述平衡活塞汽缸和所述油箱并在它们之间，且机械地连接至所述攀升手柄。

根据所描述的实施例中的再进一步的特征，所述液压系统进一步包括：（v）止动器，液力地连接至所述油泵和所述平衡活塞汽缸并在它们之间，并且液力地连接至所述油箱以及机械地连接至所述止动器手柄；以及（vi）高度限制器阀门，液力地连接至所述止动器和平衡活塞汽缸并在它们之间。

根据本发明的实施例，提供了一种用于操作直升机娱乐设备的液压系统的方法，所述方法包括以下步骤：（a）检查是否按压了所述娱乐设备的止动器手柄；（b）如果没有按压所述止动器手柄，那么使所述娱乐设备的重量平衡件返回到初始状态；（c）如果没有按压所述止动器手柄，那么使所述娱乐设备的驾驶舱返回到初始状态；（d）检查所述驾驶舱是否在限制器高度以上；（e）如果所述驾驶舱在所述限制器高度以上，那么停用油泵；（f）如果所述驾驶舱（30）在所述限制器高度以上，那么启用升力的产生；（g）如果所述驾驶舱不在所述限制器高度以上，那么操作所述油泵；（h）如果所述驾驶舱不在所述限制器高度以上，那么向外移动所述重量平衡件。

根据本发明的实施例，提供了一种用于启动直升机娱乐设备的方法，所述方法包括以下步骤：（a）使用者在所述直升机娱乐设备的飞行员座椅中就坐，并将其脚放置在所述直升机娱乐设备的踏板上；（b）使用者在所述直升机娱乐设备的止动器手柄上按压，并用所述直升机娱乐设备的攀升手柄执行泵送动作，其中所述泵送动作启动所述直升机娱乐设备的油泵，从而形成液压并引起所述直升机娱乐设备的油流到所述直升机娱乐设备的重量平衡活塞的后侧；（c）推动所述直升机娱乐设备的重量平衡件，直到所述直升机娱乐设备的驾驶舱开始上升，其中上升的开始取决于重量平衡件的准确位置，该准确位置取决于使用者的重量；（d）如果所述驾驶舱在某个给定高度以上，那么按压高度限制器阀门，并且防止液压的任何增加；（e）用使用者的腿使所述踏板旋转，从而引起所述直升机娱乐设备的转子转动并且产生升力，进而引起所述驾驶舱上升得更高；（f）使用者使所述直升机娱乐设备的操纵杆向前倾斜，从而引起转子向前倾斜，并通过围绕所述直升机娱乐设备的主杆件的旋转运动而提供推力，进而引起所述驾驶舱移动；以及（g）从所述止动器手柄解除所述按压，从而引起所述液压停止作用在所述重量平衡活塞上，并且来自止动器的气压作用在所述重量平衡活塞上并使所述重量平衡件返回到初始状态。

本发明的额外目的和优点将在以下描述中部分地阐述，且部分地将从所述描述中变得清楚，或者可以通过本发明的实践而理解。

附图说明

这里参考附图仅以实例的方式来描述本发明，附图中：

图1是现有技术的直升机环形航道的侧视示意图。

图2是现有技术的类似直升机的练习设备的立体图。

图3是根据本发明的直升机娱乐设备的实施例的正视示意图。

图4是根据本发明的直升机娱乐设备的实施例的右侧视示意图。

图5是根据本发明的直升机娱乐设备的实施例的左侧视立体示意图。

图6是根据本发明的飞行员手持攀升手柄和操纵杆且脚踏踏板的立体示意图。

图7是根据本发明的主横梁、内部的重量平衡件以及额外组件的右侧立体示意图。

图8是根据本发明的主杆件的右侧视立体示意图。

图9是根据本发明的主横梁和一段主杆件的右侧视立体示意图。

图10是根据本发明的一段主横梁和一段主杆件以及重量平衡件的正视示意图。

图11a是根据本发明的驾驶舱的左侧视示意图。

图11b是根据本发明的机械传动系统的左侧视立体示意图。

图12是根据本发明的处在两种倾斜状态的驾驶舱的左侧视示意图。

图13a是根据本发明的处在稳定状态的直升机娱乐设备的实施例的后视示意图。

图13b是根据本发明的处在平衡状态的直升机娱乐设备的实施例的后视示意图。

图13c是根据本发明的处在非稳定状态的直升机娱乐设备的实施例的后视示意图，在上面标有截面a-a。

图13d是根据本发明的一些实施例的旋翼的横截面图a-a。

图14是示意性地示出根据本发明的一些实施例的直升机娱乐设备的液压系统的框图。

图15是根据本发明的一些实施例的直升机娱乐设备的液压系统的操作方法的流程图。

为了消除任何疑问，本专利申请的附图中所示的元件以能够清楚地了解它们的方式示出，并且比例、尺寸关系以及形状不以任何方式对其加以限定。同样地，应当注意的是，标识号可能在附图中重复出现，以便指示相应或类似的元件。

具体实施方式

为了消除任何疑问，应当注意的是，本发明的元件在附图中所描述的方式可能是高度详细的，然而，该方法不以任何方式限制当前的附图，不过是为了澄清和进一步理解的目的。本发明能够在与相对于附图给出的说明书不同的实施例中实施。

本发明是一种直升机娱乐设备。参考附图和所附的描述可更好地理解根据本发明的直升机娱乐设备的原理和操作。

在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应理解的是，本发明并不限于结构细节的应用和在以下说明中详尽解释或在附图中示出的组件的布置。

除非另有限定，本发明所使用的全部技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。本发明所提供的材料、尺寸、方法以及实例仅是示例性的且并不旨在限制。

以下列表是本申请附图的标号图例：

1 直升机娱乐设备

2 飞行员

2h 手

2l 腿

10 主杆件

12 主杆件环

13 轴承载器

15 轴

20 主横梁

21 平行四边形横梁

22 驾驶舱承载横梁

23 竖直角运动

24 水平角运动

25 主横梁轴

25a 主横梁轴截面中心

27 限制装置

30 驾驶舱

31 飞行员座椅

32 操纵杆

32a 操纵杆角度

32b 倾斜角度

33 踏板

33a 踏板轴

35 止动器手柄

34 攀升手柄

36 发电机

37 倾斜杆组件

37a 第一杆

37b 第二杆

37c 第三杆

37d 第四杆

38 驾驶舱地板

39 尾部

40 机械传动系统

41 转子杆

42a 第一链条

42b 第二链条

43a 第一嵌齿轮

43b 第二嵌齿轮

43c 第三嵌齿轮

43d 第四嵌齿轮

44 齿轮箱

50 转子

51 旋翼

52 旋翼空气动力学轮廓

53 旋翼迎角

70 液压系统

71 油箱

72 油

73 油泵

75 油管

76 止动器

77 重量平衡活塞

77a 活塞连接杆

77b 活塞汽缸

77f （重量平衡活塞的）前端

77r （重量平衡活塞的）后端

78 高度限制器阀门

79 累加器

80 重量平衡件

81 重量平衡件重心

82 线性运动

100 摆动重心

H.L. 水平线

L 升力

T 推力

d₁ 初始距离

d₂ 平衡距离

h₁ 重量平衡件重心高度

h₂ 最小驾驶舱高度

h₃ 驾驶舱限制器高度

teta 对齐角度

下面，参考附图详细解释本发明的实施例。

图3是根据本发明的直升机娱乐设备1的实施例的正视示意图。

直升机娱乐设备1包括五个主要组件：主杆件10、主横梁20、驾驶舱30、转子50、转子杆41和重量平衡件80。

主杆件10垂直于水平方向，且承载所述设备的轴向和径向负载。

主横梁20连接到主杆件10，并具有受限的运动能力，它作为杠杆，类似于具有竖直角运动23的跷跷板。

在它的一端下方，悬挂着驾驶舱30，且驾驶舱借助转子杆41连接到转子50。

重量平衡件80安装在主横梁20上且沿着主横梁20的长度具有受限的线性运动82（在图10中标出）的能力。

在初始状态，在开始使用直升机娱乐设备1时，转子杆41也垂直于水平方向。

图4是根据本发明的直升机娱乐设备1的实施例的右侧视示意图。

为了使直升机娱乐设备1的乐趣和吸引力最大化，它能够审美地设计成赏心悦目式的；例如，它添加有尾部39，因而主横梁20可呈椎形且构造有几个杆和其他部件。

图5是根据本发明的直升机娱乐设备1的实施例的左侧视立体示意图。

主横梁20具有水平角运动24，这能够由主杆件10的一部分或整个主杆件实现。

图6是根据本发明的飞行员2手持攀升手柄34和操纵杆32且脚踏踏板33的立体示意图。

图7是根据本发明的主横梁20、内部的重量平衡件80以及额外组件的右侧立体示意图。

该图以圆圈标出了细节B，该细节在该图上侧的圆圈中放大了，还示出了主横梁轴25，该主横梁轴充当连接件，从而能够在竖直面内进行角运动，诸如跷跷板式运动。

驾驶舱承载横梁22保持垂直于水平方向，并因此借助平行四边形模梁21在任何时候都平行于主杆件。

驾驶舱承载横梁22和主横梁20两者借助公共轴15而连接。

注意：直升机娱乐设备1包含若干轴，它们在附图中全部标记为15，然而，这绝不意味着确立了全部轴都是相同的，而是这些轴可具有不同的尺寸及其他不同的特征。

驾驶舱承载横梁22能够由单独的横梁或者二个或更多个横梁制成，它承载悬挂在下面的驾驶舱30（在当前附图中未示出，在图3、4及更多附图中示出）。

为了限制竖直角运动23的目的，它连接到限制装置27，该限制装置也可以是制动活塞。同样，当前的附图还示出了平衡活塞汽缸77b，其机械地连接至充当支撑点的主横梁20。它们之间的连接位置可根据生产、装配和操作的方便来选择。活塞连接杆77a机械地连接至重量平衡件80，以便使它沿着主横梁20在有限长度的线性运动范围内移动。

图8是根据本发明的主杆件10的右侧视立体示意图。

主杆件10的顶端连接至主杆件环12，该主杆件环的目的在于承载主横梁20，并且它还连接至平行四边形横梁21（在当前附图中这两者都未示出，而在图7中示出了）。

主杆件环12的形状在这里示出为几乎圆形的环，然而其他形状也是可能的，诸如椭圆形、长方形等。

图9是根据本发明的一段主横梁20和一段主杆件10的右侧立体示意图。

该图示出了主横梁20连接至主杆件10的连接区域。为了示出所述连接区域中的细节，在当前附图中缺少了一段主杆件环12。

主杆件环12包括轴承载器13，该轴承载器借助主横梁轴25连接至主横梁20。

图10是根据本发明的一段主横梁20和一段主杆件10以及重量平衡件80的正视示意图。

该图示出了主横梁20连接至主杆件10之间的连接区域。

该图还示出了当主横梁20水平布置时在重量平衡件重心81的高度处的水平线H.L.。

该图以圆圈标出了细节C，细节C在该图上侧的圆圈中放大了。当前的附图示出了处在水平位置的主横梁20。该图示出了重量平衡件重心高度h₁，它是重量平衡件重心81a和主横梁轴截面中心25a之间的竖直间隙，并且它在本发明中对于平衡状态是非常重要的，这将在以下具体说明。该间隙相对于直升机娱乐设备1的尺寸可能是相当小的，即使一厘米可能就足够了。该图示出了平行四边形横梁21通过轴15连接至主杆件环12的连接点。

重量平衡件80沿着主横梁20的长度具有受限的线性运动82的能力。

图11a是根据本发明的驾驶舱30的左侧视示意图。

该图以圆圈标出了细节A，细节A在该图左上侧的圆圈中放大了。

驾驶舱30还包括机械地连接至驾驶舱地板38的飞行员座椅31和操纵杆32，在操纵杆的头部是通过轴15机械地连接至所述操纵杆32的止动器手柄35。

驾驶舱地板38连接至由踏板轴33a驱动的发电机36，该踏板轴通过使踏板旋转而从两个踏板33接收驱动力。

发电机36产生电力并将电力提供至电力组件，如果在直升机娱乐设备1中有任一这样的电力组件，诸如灯泡或LED，它们可安装在旋翼51的翼尖处（在当前附图中未示出，在图3、4及更多图中示出了）。

如果对电力没有需要，那么发电机36可由轴承代替。同样，驾驶舱30也包括攀升手柄34。

如在当前附图中所示，在一些具有旋转运动的组件之间存在着轴15的使用。

图11b是根据本发明的机械传动系统40的左侧视立体示意图。

机械传动系统40将旋转运动从踏板轴33a传递至转子杆41。

在当前附图中示出的机械传动系统40是用于传递旋转运动的若干可能选项之一，并且绝不用来限制本发明。它包括第一嵌齿轮43a，第一嵌齿轮连接至踏板轴33a，该踏板轴卷绕有第一链条42a，第一链条还卷绕在第二嵌齿轮43b上。第二嵌齿轮43b借助一公共轴连接至第三嵌齿轮43c，第三嵌齿轮卷绕有第二链条42b，第二链条还卷绕在第四嵌齿轮43d上。第四嵌齿轮43d与齿轮箱44具有公共轴。齿轮箱44将旋转运动传递至转子杆41。

图12是根据本发明的处在两种倾斜状态的驾驶舱30的左侧视示意图。

在左侧附图示出的倾斜状态中，转子杆41是竖直的，并且由旋翼51产生的全部力是升力L。

右侧附图示出的倾斜状态通过使操纵杆32向前移动操纵杆角度32a而实现。

操纵杆角度32a的每种变化都导致倾斜角度32b的变化。

借助倾斜杆组件37，驾驶舱30与转子杆41一起翘起。在这种状态，由旋翼51产生的力包含两个分量；升力L和推力T。

倾斜杆组件37可包括例如在相对于驾驶舱30的轴线上在竖直面上具有旋转运动能力的第一杆37a、刚性地连接至第一杆37a的第二杆37b、第三杆37c以及第四杆37d，所有这些杆借助轴以如图所示的方式连接，并且第四杆37d借助一轴连接至操纵杆32。

图13a是根据本发明的处在稳定状态的直升机娱乐设备1的实施例的后视示意图。

在这种初始状态，驾驶舱30处在地面以上的最小驾驶舱高度h₂处，这种高度足够低，以致能够方便地接近驾驶舱30，同时也足够高，以致能够启动踏板33。

重量平衡件80沿着主横梁20布置，在主横梁轴截面中心25a到重量平衡件重心81之间具有初始距离d1，以致摆动重心100位于主杆件10和转子杆40之间。直到在驾驶舱30区域内增加重量不会引起它下降的程度，这种状态都是稳定的，而引起它上升将需要飞行员重量的量级的显著的升力。

摆动重心100是主横梁20对于它的部件和它承载的任何负载的总和的重心，即它是直升机娱乐设备1的重心，而不包含主杆件10的重量。

图13b是根据本发明的处在平衡状态的直升机娱乐设备1的实施例的后视示意图。

在这种状态，重量平衡件80沿着主横梁20的长度距主横梁轴截面中心25a一定距离，直到在主横梁轴截面中心25a与重量平衡件重心81之间具有平衡距离d₂，以致摆动重心100位于主杆件10上。这是一种平衡状态，其类似于在所述附图右侧示出的跷跷板。在任一侧上的任何震动都将使重量平衡件重心81在主横梁轴截面中心25a上从悬挂点以下的竖直线移动，并且作用在它上面的重力驱动它返回到其原始状态。平衡距离d₂的值取决于飞行员的重量并且因飞行员的不同重量而异。驾驶舱30的上升借助液压系统70实现（在当前附图中未示出，而在图14中示出了）。

液压系统70不能使驾驶舱30提升得比特别给定的高度更高。

图13c是根据本发明的处在非稳定状态的直升机娱乐设备1的实施例的后视示意图，在上面标有截面a-a。

当旋翼51产生升力L时，主横梁20在悬挂有驾驶舱30的一侧上升，因此引起摆动重心100朝向主横梁轴截面中心25a与重量平衡件重心81之间的区域稍微移动。这种运动的大小取决于升力L的力量。如果升力L中止，那么稳定的平衡状态将恢复。对于从平衡状态变动和向上提升驾驶舱30所必要的升力L的力量现在相对较小，且例如为了示范的目的，等于2公斤的力将是足够的。

图13d是根据本发明的一些实施例的旋翼51的横截面图a-a。旋翼51的剖面具有旋翼空气动力学轮廓52，并且当它旋转时相对于它上面的气流方向以迎角alfa布置。

旋翼空气动力学轮廓52的形状能够从航空学工程师已知的不同形状中选择，且能够固定或者可以沿着旋翼51的长度改变，并且同样地相对于转子杆41具有对齐角度teta，全部这些都是为了来自旋翼51的高空气动力学效率的目的。

图14是示意性地示出根据本发明的一些实施例的直升机娱乐设备1的液压系统70的框图。

液压系统70控制重量平衡活塞77的状态。

重量平衡活塞77在活塞汽缸77b内，并且能够沿着其长度移动，这种移动取决于从两边施加到它的压力。

重量平衡活塞77在其前端77f上接收源自累加器79的气压，并且在其后端77r上接收液压。首先，在所述系统中的液压是零或比气压更低，因此重量平衡活塞77处在初始状态，便于在当前附图中示出的向左侧的整个运动，这与图13a所示的状态一致。

当借助攀升手柄34执行泵送时，油泵73从油箱71泵送油72。如果按压止动器手柄35，那么油72就在压力下流过油管75并流过止动器76。

当驾驶舱30（在当前附图中未示出，而在图13a-13c及更多图中示出了）达到驾驶舱限制器高度h₃（在当前附图中未示出，而在图13b中示出了）或比其更高的任一高度时，高度限制器阀门78阻止液压的任何增加。驾驶舱限制器高度h₃处在比最小驾驶舱高度h₂稍以上的高度（在当前附图中未示出，而在图13a中示出了）。

图15是根据本发明的一些实施例的直升机娱乐设备1的液压系统70的操作方法的流程图。

所述方法包括如下步骤：

检查是否按压了止动器手柄（步骤91），

如果否：

使重量平衡件返回到初始状态（步骤92）；以及

使驾驶舱返回到初始状态（步骤93），

如果是：

检查驾驶舱是否在限制器高度以上（步骤94），

如果是：

停用油泵（步骤95），以及

启动升力的产生（步骤96），

如果否：

操作油泵（步骤97），以及

向外移动重量平衡件（步骤98）。

根据图3-15及它们相伴随的描述，现在能够理解直升机娱乐设备1的启动方法。

在启动的开始，被认为是飞行员2的使用者在飞行员座椅31上就座，并把他或她的脚放在踏板33上。飞行员2可以是儿童或成年人，然而，可能存在着为飞行员2设定的重量上限（步骤61）。

飞行员2用一只手（例如附图中示出的右手）按压操纵杆32头部附近的止动器手柄35，同时使用另一只手与攀升手柄34一起执行泵送动作，这样就启动了油泵73。在这种状态下，形成了液压，并且油72流到重量平衡活塞77的后侧77r（步骤62），从而引起它推动重量平衡件80，直到驾驶舱30开始上升时为止。上升的开始取决于重量平衡件80的准确位置，该准确位置取决于飞行员2的重量（步骤63）。

在驾驶舱30的某个给定高度以上，按压高度限制器阀门78，并且液压就不能再进一步增加（步骤64）。

在这一点上，如果飞行员2以他或她的腿使踏板33旋转，那么转子50也将转动并产生升力L。

如果踏板33的旋转足够快，那么升力L将引起驾驶舱30上升得更高（步骤65）。这种旋转越快，上升得将越高。

根据本发明可以看出，重量平衡件80已经放置在适当的位置，开始上升必需的升力L相对于飞行员2的重量较小，并且能够借助相当小的力（诸如两公斤）来实现，例如以致适合由儿童启动，而不需要过度的力。

在这一点上，如果飞行员2推动操纵杆32并使其向前倾斜，那么转子杆40和转子50也将向前倾斜并且提供推力T，以便使驾驶舱30向前移动，通过切向运动而形成围绕主杆件10的旋转运动（步骤66）。

飞行员2在任何时刻选择从止动器手柄35解除压力，或换句话说解除按压，液压将停止作用在重量平衡活塞77上，并且来自累加器79的气压将使其连同重量平衡件80一起返回到初始状态（步骤67）。

为了防止过快的波动并限制从主横梁20的顶部到底部的可能的波动程度，直升机娱乐设备1装配有限制装置27，该限制装置以类似于粘滞摩擦的原理工作，即波动越快，对于波动的阻力越大。

虽然已经相对于有限数量的实施例对本发明做出了描述，但是应当明白的是，可以对本发明做出许多变更、修改和其他应用。

Claims

1.一种用于飞行员（2）的直升机娱乐设备（1），所述直升机娱乐设备（1）包括：

（a）主杆件（10），其中所述主杆件（10）竖直地定位，其中所述主杆件（10）的至少一部分具有水平旋转运动（24）的能力；

（b）主横梁（20），机械地连接至所述主杆件（10），其中所述主横梁（20）具有受限的竖直旋转运动（23）的能力；

（c）驾驶舱（30），其中所述驾驶舱（30）机械地连接至所述主横梁（20），并且其中所述驾驶舱（30）悬挂在所述主横梁（20）下面；

（d）转子（50），用于产生升力和推力，并机械地连接至所述驾驶舱（30）；以及

（e）重量平衡件（80），沿着所述主横梁（20）具有受限的线性运动（82）的能力，其中所述转子（50）的旋转借助由所述飞行员（2）的腿（21）产生并通过机械传动系统（40）传递至所述转子（50）的机械动力，并且其中所述重量平衡件（80）的线性运动（82）由液压系统（70）产生，其中所述液压系统（70）传递由所述飞行员（2）的手（2h）产生的动力。

2.根据权利要求1所述的直升机娱乐设备（1），进一步包括：

（f）主横梁轴（25），机械地连接在所述主横梁（20）上，使所述主横梁（20）能够进行所述竖直旋转运动（23）；

（g）驾驶舱承载横梁（22），用于承载所述驾驶舱（30），所述驾驶舱承载横梁（22）通过一轴（15）机械地连接至所述主横梁（20）；

（h）平行四边形横梁（21），用于使所述驾驶舱承载横梁（22）保持竖直，所述平行四边形横梁（21）通过一轴（15）机械地连接至所述驾驶舱承载横梁（22）；

（i）主杆件环（12），机械地连接至所述主杆件（10），所述主杆件环（12）具有轴承载器（13），其中所述主横梁轴（25）安装在所述轴承载器（13）上，并且其中所述平行四边形横梁（21）通过一轴（15）机械地连接至所述主杆件环（12）。

3.根据权利要求2所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述重量平衡件（80）具有重量平衡重心（81），其中所述主横梁轴（25）具有主横梁轴截面中心（25a），并且其中当所述主横梁（20）处在水平位置时，所述主横梁轴截面中心（25a）比所述重量平衡重心（81）高出一重量平衡重心高度（h₁）。

4.根据权利要求3所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述重量平衡重心高度（h₁）是至少一厘米。

5.根据权利要求3所述的直升机娱乐设备（1），进一步包括：

（j）活塞汽缸（77b），机械地连接至所述主横梁（20）；

（k）重量平衡活塞（77），具有位于所述活塞汽缸（77b）内部的前端（77f）和后端（77r）；以及

（l）活塞连接杆（77a），机械地连接至所述重量平衡活塞（77）并机械地连接至所述重量平衡件（80）。

6.根据权利要求5所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述驾驶舱（30）包括：

（i）驾驶舱地板（38）；

（ii）飞行员座椅（31），机械地连接至所述驾驶舱地板（38）；

（iii）操纵杆（32），通过一轴（15）机械地连接至所述地板（38），其中所述操纵杆（32）相对于所述地板（38）具有旋转运动的能力；

（iv）攀升手柄（34），机械地连接至所述地板（38），其中所述攀升手柄（34）相对于所述地板（38）具有旋转运动的能力；

（v）踏板轴（33a），机械地连接至所述地板（38），其中所述踏板轴（33a）相对于所述地板（38）具有旋转运动的能力；

（v）踏板（33），机械地连接至所述踏板轴（33a）；以及

（vi）止动器手柄（35），通过一轴（15）机械地连接至所述操纵杆（32）。

7.根据权利要求6所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述直升机娱乐设备（1）进一步包括：

（m）倾斜杆组件（37），机械地连接至所述驾驶舱承载横梁（22）和所述驾驶舱（30）并在它们之间，使得改变所述操纵杆（32）的操纵杆角度（32a）将引起所述驾驶舱（30）的倾斜角度（32b）的改变。

8.根据权利要求7所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述倾斜杆组件（37）包括：

（i）第一杆（37a），机械地连接至所述驾驶舱承载横梁（22）和所述驾驶舱（30）并在它们之间，且相对于所述驾驶舱承载横梁（22）具有旋转运动的能力；

（ii）第二杆（37b），机械地连接至所述第一杆（37a）；

（iii）第三杆（37c），机械地连接至所述第二杆（37b）并相对于所述第二杆（37b）具有旋转运动的能力；以及

（iv）第四杆（37d），机械地连接至所述第三杆（37c）和所述操纵杆（32）并在它们之间，且相对于所述第三杆（37c）和所述操纵杆（32）具有旋转运动的能力。

9.根据权利要求6所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述驾驶舱（30）进一步包括：

（vii）发电机（36），机械地连接至所述驾驶舱地板，使得所述踏板（33）的旋转将引起所述发电机（36）产生并提供电力。

10.根据权利要求6所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述机械传动系统（40）包括：

（i）第一嵌齿轮（43a），机械地连接至所述踏板轴（33a）；

（ii）第二嵌齿轮（43b）；

（iii）第一链条（42a），卷绕在所述第一嵌齿轮（43a）和所述第二嵌齿轮（43b）上；

（iv）第三嵌齿轮（43c），机械地连接至所述第二嵌齿轮（43b）；

（v）第四嵌齿轮（43d）；

（vi）第二链条（42b），卷绕在所述第三嵌齿轮（43c）和所述第四嵌齿轮（43d）上；

（v）齿轮箱（44），机械地连接至所述驾驶舱（30）和所述第四嵌齿轮（43d）；以及

（vi）转子杆（41），机械地连接至所述齿轮箱（44）。

11.根据权利要求10所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述转子（50）机械地连接至所述转子杆（41），并且其中所述转子（50）包括：

（i）至少两个旋翼（51），其中每个所述旋翼（51）具有旋翼空气动力学轮廓（52）。

12.根据权利要求6所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述液压系统（70）包括：

（i）累加器（79），气动地连接至所述平衡活塞汽缸（77b）；

（iii）油箱（71），液力地连接至所述平衡活塞汽缸（77b）；以及

（iv）油泵（73），液力地连接至所述平衡活塞汽缸（77b）和所述油箱（71）并在它们之间，且机械地连接至所述攀升手柄（34）。

13.根据权利要求12所述的直升机娱乐设备（1），其中，所述液压系统（70）进一步包括：

（v）止动器（76），液力地连接至所述油泵（73）和所述平衡活塞汽缸（77b）并在它们之间，并且液力地连接至所述油箱（71）以及机械地连接至所述止动器手柄（35）；以及

（vi）高度限制器阀门（78），液力地连接至所述止动器（76）和平衡活塞汽缸（77b）并在它们之间。

14.一种用于操作直升机娱乐设备（1）的液压系统（70）的方法，所述方法包括以下步骤：

（a）检查是否按压了所述娱乐设备（1）的止动器手柄（35）（步骤91）；

（b）如果没有按压所述止动器手柄（35），那么使所述娱乐设备（1）的重量平衡件（80）返回到初始状态（步骤92）；

（c）如果没有按压所述止动器手柄（35），那么使所述娱乐设备（1）的驾驶舱（30）返回到初始状态（步骤93）；

（d）检查所述驾驶舱（30）是否在限制器高度以上（步骤94）；

（e）如果所述驾驶舱（30）在所述限制器高度以上，那么停用油泵（71）（步骤95）；

（f）如果所述驾驶舱（30）在所述限制器高度以上，那么启用升力（L）的产生（步骤96）；

（g）如果所述驾驶舱（30）不在所述限制器高度以上，那么操作所述油泵（71）（步骤97）；以及

（h）如果所述驾驶舱（30）不在所述限制器高度以上，那么向外移动所述重量平衡件（80）（步骤98）。

15.一种用于启动直升机娱乐设备（1）的方法，所述方法包括以下步骤：

（a）使用者在所述直升机娱乐设备（1）的飞行员座椅（31）中就坐，并将所述使用者的脚放置在所述直升机娱乐设备（1）的踏板（33）上（步骤61）；

（b）使用者在所述直升机娱乐设备（1）的止动器手柄（35）上按压，并以所述直升机娱乐设备（1）的攀升手柄（34）执行泵送动作，其中所述泵送动作启动所述直升机娱乐设备（1）的油泵（73），从而形成液压并引起所述直升机娱乐设备（1）的油（72）流到所述直升机娱乐设备（1）的重量平衡活塞（77）的后侧（77r）（步骤62）；

（c）推动所述直升机娱乐设备（1）的重量平衡件（80），直到所述直升机娱乐设备（1）的驾驶舱（30）开始上升，其中上升的开始取决于所述重量平衡件（80）的准确位置，该准确位置取决于所述使用者的重量（步骤63）；

（d）如果所述驾驶舱（30）在某个给定高度以上，那么按压高度限制器阀门（78），并且防止液压的任何增加（步骤64）；

（e）用所述使用者的腿使所述踏板（33）旋转，从而引起所述直升机娱乐设备（1）的转子（50）转动并且产生升力（L），进而引起所述驾驶舱（30）上升得更高（步骤65）；

（f）所述使用者使所述直升机娱乐设备（1）的操纵杆（32）向前倾斜，从而引起所述转子（50）向前倾斜，并通过围绕所述直升机娱乐设备（1）的主杆件（10）的旋转运动而提供推力（T），进而引起所述驾驶舱（30）移动（步骤66）；以及

（g）从所述止动器手柄（35）解除所述按压，从而引起所述液压停止作用在所述重量平衡活塞（77）上，并且来自止动器（79）的气压作用在所述重量平衡活塞（77）上并使所述重量平衡件返回到初始状态（步骤67）。