CN105422620A - 一种摩天轮主轴支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摩天轮主轴支撑结构，包括设置在摩天轮支架左右两侧的安装座和设置在摩天轮圆形转盘圆心处的主轴，所述主轴的两端可转动地装在安装座上，在所述主轴与安装座之间设有竖向设置的磁悬浮回转支撑装置，所述磁悬浮回转支撑装置包括竖向环形外圈和竖向环形内圈，所述竖向环形内圈置于竖向环形外圈内并与其分离，在所述竖向环形内圈与竖向环形外圈之间设有使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置，所述在竖向环形内圈与竖向环形外圈之间还设有防止竖向环形内圈轴向偏移的轴向定位装置，本发明结构简单、维护方便、永磁悬浮、功耗小。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种摩天轮，尤其涉及一种摩天轮主轴支撑结构。
[背景技术]
摩天轮是游艺行业最吸引游客的游乐设施之一，其发展迅猛，正朝着超大轮径(120米轮径以上)、超大客流量、全景观览、乘坐舒适的方向发展。
摩天轮轮盘的旋转涉及到回转运动，目前摩天轮轮盘回转机构中广泛使用的是普通的回转支承或轴承。普通的回转支承或轴承普遍存在：户外使用，雨淋日晒，粉尘多，自然环境比较恶劣、刚性连接冲击大，保养困难(高空作业)等问题，而且摩擦阻力大。无机械接触的磁力轴承具有非接触、无须润滑剂、功耗小、轴承阻尼和刚性可调等优点，可以满足游艺设备的特殊使用场合。但是磁力轴承技术复杂，有源型磁力轴承还涉及到反馈控制系统，成本高昂，目前在游艺机设备并无应用。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种结构简单、维护方便、永磁悬浮、功耗小的摩天轮主轴结构。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种摩天轮主轴支撑结构，包括设置在摩天轮支架1左右两侧的安装座4和设置在摩天轮圆形转盘2圆心处的主轴5，所述主轴的两端可转动地装在安装座4上，在所述主轴5与安装座4之间设有竖向设置的磁悬浮回转支撑装置6，所述磁悬浮回转支撑装置6包括与所述安装座4固定连接的竖向环形外圈61和与主轴5固定连接的竖向环形内圈62，所述竖向环形内圈62置于竖向环形外圈61内并与其分离，在所述竖向环形内圈62与竖向环形外圈61之间设有使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置7，所述在竖向环形内圈62与竖向环形外圈61之间还设有防止竖向环形内圈62轴向偏移的轴向定位装置8，所述轴向定位装置8包括设置在竖向环形内圈62和/或竖向环形外圈61上的竖向环形导向轨道9，在竖向环形导向轨道9内设置有若干限位滚珠10，所述竖向环形导向轨道9的轴向宽度与限位滚珠10的截面宽度相同。
所述磁悬浮装置7包括安装在所述竖向环形外圈61上的外圈环形磁体71和安装在竖向环形内圈62上的内圈环形磁体72，所述内圈环形磁体72的外环边缘与外圈环形磁体71的内环边缘之间分离且形成磁悬浮作用力。
所述外圈环形磁体71的截面为凹型，所述内圈环形磁体72的截面为T型，所述外圈环形磁体71上设有供T型内圈环形磁体的外环边缘无接触地落入的环形凹槽。
所述竖向环形导向轨道9包括设置在竖向环形内圈62外壁上的内竖向环形导向轨道槽91和设置在竖向环形外圈61上的外竖向环形导向轨道槽92，所述内竖向环形导向轨道槽91与外竖向环形导向轨道槽92分离且相对设置，所述竖向环形导向轨道9的径向方向设有允许限位滚珠10径向滑动的悬浮间隙。
所述内竖向环形导向轨道槽91的截面为半圆形，所述外竖向环形导向轨道槽92的截面为半椭圆形。
所述轴向定位装置8包括设置在所述竖向环形内圈62上的两侧的左、右环形定位板，所述左、右环形定位板以竖向环形内圈62外圆周围成供所述竖向环形外圈61的内环形边缘无接触插入的第一环形槽100，所述左、右环形定位板分别与竖向环形外圈61的两外侧壁之间形成间隙101，所述竖向环形导向轨道9包括设置在所述左环形定位板81内壁上的左竖向环形导向轨道槽93和设置在所述右环形定位板82内壁上的右竖向环形导向轨道槽94，所述左竖向环形导向轨道槽93和右竖向环形导向轨道槽94均装有所述限位滚珠10，所述左竖向环形导向轨道槽93和右竖向环形导向轨道槽94分别与限位滚珠10的外端紧密配合，所述限位滚珠10与竖向环形外圈61的两外侧壁紧密配合。
所述左竖向环形导向轨道槽93截面和右竖向环形导向轨道槽94截面均为圆形的一部分。
所述的外圈环形磁体71包括有外圈磁体安装环711，所述外圈磁体安装环711上设有环形安装槽，环形安装槽内固定有隔开设置的左、右磁体组；所述左、右磁体组之间形成供所述T型磁悬浮轨道72的竖边插入的第二环形槽200；所述磁体组包括有外圈内磁环7121、外圈隔磁环7122和外圈外磁环7123，它们的半径由大到小排列后固定安装到磁体安装环711上；所述外圈内磁环7121、外圈外磁环7123都是永磁体，它们的磁性在轴向上相反；两个外圈外磁环7123的磁性在轴向上相同，两个外圈内磁环7121的磁性在轴向上也相同。
所述内圈环形磁体72包括有半径由小到大排列后依次固定连接在一起的内圈磁体安装环721、内圈内磁环722、内圈隔磁环723和内圈外磁环724；所述内圈磁体安装环721作为内圈环形磁体72的横边，其固定在所述竖向环形内圈62上，所述内圈磁体安装环721和内圈隔磁环723是非导磁体；所述内圈内磁环722和内圈外磁环724是永磁体，它们的磁性在轴向上相反；所述内圈内磁环722、内圈隔磁环723和内圈外磁环724构成了内圈环形磁体72的竖边，所述内圈环形磁体72的内圈内磁环722与所述外圈环形磁体71的外圈外磁环7123的磁性在轴向上相反；所述内圈环形磁体72的内圈外磁环724与所述外圈环形磁体71的外圈外磁环7123的磁性在轴向上相同。
所述磁悬浮装置7为多个，并列布置在所述竖向环形内圈62与竖向环形外圈61之间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、由于在摩天轮转盘的主轴与支架之间的回转上设有磁悬浮装置，所述磁悬浮装置的固定在竖向环形外圈上的外圈环形磁体和固定在竖向环形内圈上的内圈环形磁体分离且形成磁悬浮作用力，从而使到磁悬浮回转装置在摩天轮360度的旋转过程中，外圈环形磁体和内圈环形磁体不会产生摩擦力，这样就减少了阻力和功耗，并降低了噪音。
2、相比有源型的悬浮装置，本发明减少了反馈控制系统，减少了整体安装和维护环节，因此本发明的结构更简单和合理、生产和使用成本更低、维护方便。
3、在竖向环形内圈与竖向环形外圈之间还设有防止竖向环形内圈轴向偏移的竖向环形导向轨道和限位滚珠，限制了竖向环形内圈与竖向环形外圈的轴向相对窜动，实现轴向导向，并保证其旋转顺畅。
[附图说明]
图1是本发明的摩天轮正视图；
图2是本发明的摩天轮侧视图；
图3是本发明实施例一的结构示意图之一(图2的局部I放大图)；
图4是图3的局部K的放大图；
图5是本发明实施例一的结构示意图之二；
图6是图5的竖向环形导向轨道处的局部放大图。
图7是图5的A-A向剖视图；
图8是图5的局部F的放大图；
图9是图8中的内圈环形磁体正面结构图；
图10是本发明实施例二的结构示意图之一(图2的局部I放大图)；
图11是图10的局部J的放大图；
图12本发明实施例一的结构示意图之二；
图13是图12的局部H的放大图；
图14是图13中的内圈环形磁体的正面结构图；
图15是图13中的外圈环形磁体的正面结构图；
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
如图1-15，本发明公开一种摩天轮主轴结构，其用于摩天轮上，摩天轮包括支架1，在支架1上装有能相对支架1旋转的摩天轮圆形转盘2，在摩天轮圆形转盘2边缘上沿着圆周方向安装有多个吊舱3。本摩天轮主轴结构包括设置在所述支架1左右两侧的安装座4和设置在摩天轮圆形转盘2圆心处的主轴5，所述主轴的两端可转动地装在安装座4上，在所述主轴5与安装座4之间设有竖向设置的磁悬浮回转装置6，所述磁悬浮回转装置6包括与所述安装座4固定连接的竖向环形外圈61和与主轴5固定连接的竖向环形内圈62，在所述竖向环形内圈62与竖向环形外圈61之间设有使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置7，该作用力使得内外圈不摩擦而进行分离旋转支承。所述在竖向环形内圈62与竖向环形外圈61之间还设有防止竖向环形内圈62轴向偏移的轴向定位装置8，所述轴向定位装置8包括设置在竖向环形内圈62和/或竖向环形外圈61上的竖向环形导向轨道9，在竖向环形导向轨道9内设置有若干限位滚珠10，所述竖向环形导向轨道9的轴向宽度与限位滚珠10的截面宽度相同。竖向环形导向轨道9和限位滚珠10的配合限制了竖向环形内圈与竖向环形外圈的轴向相对窜动，实现轴向导向并保证其旋转顺畅。
所述磁悬浮装置7包括安装在所述竖向环形外圈61上的外圈环形磁体71和安装在竖向环形内圈62上的内圈环形磁体72，所述内圈环形磁体72的外环边缘与外圈环形磁体71的内环边缘之间分离且形成磁悬浮作用力，该作用力使这内外两个磁体不接触磨擦，于是竖向环形内圈62与竖向环形外圈61之间也不会接触产生磨擦。
如图4，5，7，10-12所示，所述外圈环形磁体71的截面为凹型，所述内圈环形磁体72的截面为T型，所述外圈环形磁体71上设有供内圈环形磁体的外环边缘无接触地落入的环形凹槽。
所述轴向定位装置8可以采用多种实施方式，本发明为了说明仅仅列举两种实施例，在此不进行穷举。
如图3-6，实施例一：
所述竖向环形导向轨道9包括设置在竖向环形内圈62外壁上的内竖向环形导向轨道槽91和设置在竖向环形外圈61上的外竖向环形导向轨道槽92，所述内竖向环形导向轨道槽91与外竖向环形导向轨道槽92分离且相对设置，所述竖向环形导向轨道9的径向方向设有允许限位滚珠10径向滑动的悬浮间隙。
为了使得限位滚珠工作时更加稳定，所述内竖向环形导向轨道槽91的截面为半圆形，所述外竖向环形导向轨道槽92的截面为半椭圆形。
如图9-12，实施例二：
所述轴向定位装置8包括设置在所述竖向环形内圈62上的两侧的左、右环形定位板81、82，所述左、右环形定位板81、82以竖向环形内圈62外圆周围成供所述竖向环形外圈61的内环形边缘无接触插入的第一环形槽100，所述左、右环形定位板81、82分别与竖向环形外圈61的两外侧壁之间形成间隙101，所述竖向环形导向轨道9包括设置在所述左环形定位板81内壁上的左竖向环形导向轨道槽93和设置在所述右环形定位板82内壁上的右竖向环形导向轨道槽94，所述左竖向环形导向轨道槽93和右竖向环形导向轨道槽94均装有所述限位滚珠10，所述左竖向环形导向轨道槽93和右竖向环形导向轨道槽94分别与限位滚珠10的外端紧密配合，所述限位滚珠10与竖向环形外圈61的两外侧壁紧密配合。
所述左竖向环形导向轨道槽93截面和右竖向环形导向轨道槽94截面均为圆形的一部分。
如图3-5，7-14，所述的外圈环形磁体71包括有外圈磁体安装环711，所述外圈磁体安装环711上设有环形安装槽，环形安装槽内固定有隔开设置的左、右磁体组712、713；所述左、右磁体组712、713之间形成供所述内圈环形磁体72的竖边插入的第二环形槽200；所述磁体组包括有外圈内磁环7121、外圈隔磁环7122和外圈外磁环7123，它们的半径由大到小排列后固定安装到磁体安装环711上；所述外圈内磁环7121、外圈外磁环7123都是永磁体，它们的磁性在轴向上相反；两个外圈外磁环7123的磁性在轴向上相同，两个外圈内磁环7121的磁性在轴向上也相同。
所述内圈环形磁体72包括有半径由小到大排列后依次固定连接在一起的内圈磁体安装环721、内圈内磁环722、内圈隔磁环723和内圈外磁环724；所述内圈磁体安装环721作为内圈环形磁体72的横边，其固定在所述竖向环形内圈62上，所述内圈磁体安装环721和内圈隔磁环723是非导磁体；所述内圈内磁环722和内圈外磁环724是永磁体，它们的磁性在轴向上相反；所述内圈内磁环722、内圈隔磁环723和内圈外磁环724构成了内圈环形磁体72的竖边，所述内圈环形磁体72的内圈内磁环722与所述外圈环形磁体71的外圈外磁环7123的磁性在轴向上相反；所述内圈环形磁体72的内圈外磁环724与所述外圈环形磁体71的外圈外磁环7123的磁性在轴向上相同。
所述磁悬浮装置7为多个，并列布置在所述竖向环形内圈62与竖向环形外圈61之间。
尽管参照上面实施例详细说明了本发明，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所述的权利要求限定的本发明的原理的情况下，可对本发明做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本发明。
Claims (10)
1.一种摩天轮主轴支撑结构，包括设置在摩天轮支架(1)左右两侧的安装座(4)和设置在摩天轮圆形转盘(2)圆心处的主轴(5)，所述主轴的两端可转动地装在安装座(4)上，其特征在于在所述主轴(5)与安装座(4)之间设有竖向设置的磁悬浮回转支撑装置(6)，所述磁悬浮回转支撑装置(6)包括与所述安装座(4)固定连接的竖向环形外圈(61)和与主轴(5)固定连接的竖向环形内圈(62)，所述竖向环形内圈(62)置于竖向环形外圈(61)内并与其分离，在所述竖向环形内圈(62)与竖向环形外圈(61)之间设有使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置(7)，所述在竖向环形内圈(62)与竖向环形外圈(61)之间还设有防止竖向环形内圈(62)轴向偏移的轴向定位装置(8)，所述轴向定位装置(8)包括设置在竖向环形内圈(62)和/或竖向环形外圈(61)上的竖向环形导向轨道(9)，在竖向环形导向轨道(9)内设置有若干限位滚珠(10)，所述竖向环形导向轨道(9)的轴向宽度与限位滚珠(10)的截面宽度相同。
2.根据权利要求1所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述磁悬浮装置(7)包括安装在所述竖向环形外圈(61)上的外圈环形磁体(71)和安装在竖向环形内圈(62)上的内圈环形磁体(72)，所述内圈环形磁体(72)的外环边缘与外圈环形磁体(71)的内环边缘之间分离且形成磁悬浮作用力。
3.根据权利要求2所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述外圈环形磁体(71)的截面为凹型，所述内圈环形磁体(72)的截面为T型，所述外圈环形磁体(71)上设有供T型内圈环形磁体的外环边缘无接触地落入的环形凹槽。
4.根据权利要求1或2所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述竖向环形导向轨道(9)包括设置在竖向环形内圈(62)外壁上的内竖向环形导向轨道槽(91)和设置在竖向环形外圈(61)上的外竖向环形导向轨道槽(92)，所述内竖向环形导向轨道槽(91)与外竖向环形导向轨道槽(92)分离且相对设置，所述竖向环形导向轨道(9)的径向方向设有允许限位滚珠(10)径向滑动的悬浮间隙。
5.根据权利要求4所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述内竖向环形导向轨道槽(91)的截面为半圆形，所述外竖向环形导向轨道槽(92)的截面为半椭圆形。
6.根据权利要求1或2所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述轴向定位装置(8)包括设置在所述竖向环形内圈(62)上的两侧的左、右环形定位板(81、82)，所述左、右环形定位板(81、82)以竖向环形内圈(62)外圆周围成供所述竖向环形外圈(61)的内环形边缘无接触插入的第一环形槽(100)，所述左、右环形定位板(81、82)分别与竖向环形外圈(61)的两外侧壁之间形成间隙(101)，所述竖向环形导向轨道(9)包括设置在所述左环形定位板(81)内壁上的左竖向环形导向轨道槽(93)和设置在所述右环形定位板(82)内壁上的右竖向环形导向轨道槽(94)，所述左竖向环形导向轨道槽(93)和右竖向环形导向轨道槽(94)均装有所述限位滚珠(10)，所述左竖向环形导向轨道槽(93)和右竖向环形导向轨道槽(94)分别与限位滚珠(10)的外端紧密配合，所述限位滚珠(10)与竖向环形外圈(61)的两外侧壁紧密配合。
7.根据权利要求6所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述左竖向环形导向轨道槽(93)截面和右竖向环形导向轨道槽(94)截面均为圆形的一部分。
8.根据权利要求3所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述的外圈环形磁体(71)包括有外圈磁体安装环(711)，所述外圈磁体安装环(711)上设有环形安装槽，环形安装槽内固定有隔开设置的左、右磁体组(712、713)；所述左、右磁体组(712、713)之间形成供所述T型磁悬浮轨道(72)的竖边插入的第二环形槽(200)；所述磁体组包括有外圈内磁环(7121)、外圈隔磁环(7122)和外圈外磁环(7123)，它们的半径由大到小排列后固定安装到磁体安装环(711)上；所述外圈内磁环(7121)、外圈外磁环(7123)都是永磁体，它们的磁性在轴向上相反；两个外圈外磁环(7123)的磁性在轴向上相同，两个外圈内磁环(7121)的磁性在轴向上也相同。
9.根据权利要求8所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述内圈环形磁体(72)包括有半径由小到大排列后依次固定连接在一起的内圈磁体安装环(721)、内圈内磁环(722)、内圈隔磁环(723)和内圈外磁环(724)；所述内圈磁体安装环(721)作为内圈环形磁体(72)的横边，其固定在所述竖向环形内圈(62)上，所述内圈磁体安装环(721)和内圈隔磁环(723)是非导磁体；所述内圈内磁环(722)和内圈外磁环(724)是永磁体，它们的磁性在轴向上相反；所述内圈内磁环(722)、内圈隔磁环(723)和内圈外磁环(724)构成了内圈环形磁体(72)的竖边，所述内圈环形磁体(72)的内圈内磁环(722)与所述外圈环形磁体(71)的外圈外磁环(7123)的磁性在轴向上相反；所述内圈环形磁体(72)的内圈外磁环(724)与所述外圈环形磁体(71)的外圈外磁环(7123)的磁性在轴向上相同。
10.根据权利要求4所述的一种摩天轮主轴支撑结构，其特征在于所述磁悬浮装置(7)为多个，并列布置在所述竖向环形内圈(62)与竖向环形外圈(61)之间。
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