CN107137861A - 一种内置气包充气式弹跳膜 - Google Patents

Abstract

一种内置气包充气式弹跳膜，包括外膜层、内膜体、供风管路、泄压管道、配重装置和风压调控系统，内膜体采用独立设置的密闭气囊单元，且其在充气状态下形成弧形穹顶结构，外膜层罩设于内膜体上方且其内表面顶端与充气状态下的内膜体外表面顶端相切，使得内膜体对外膜层具备弹性支撑作用，配重装置埋设于外膜层和内膜体的下方且将外膜层和内膜体的底部牵拉固定于地面，外膜层外部设置风压调控系统，供风管路和泄压管道的一端与风压调控系统连接，另一端与内膜体气囊腔室连通。本发明制备的内置气包充气式弹跳膜，弹性作用好，弹力作用互不干扰，游玩安全，造型多样，可实现大跨度搭建且适用于户外恶劣环境。

Description

一种内置气包充气式弹跳膜

技术领域

本发明涉及充气游乐设施结构领域，具体地说是一种内置气包充气式弹跳膜。

背景技术

充气游乐设施制造技术日趋成熟，蕴含百变造型的充气类产品充斥售卖市场，且衍生出诸如充气滑梯、充气攀岩、充气蹦床等一系列的附属产品。其中，充气蹦床类产品因其弹跳的趣味性且适用于多人同时游玩的特点受到广大青少年尤其是低年龄段儿童的喜爱。

目前，充气蹦床类的产品主要采用在充气框架上搭设弹性网并依靠网绳自身弹性实现游客弹跳的结构，该种弹性网结构在弹射过程中的作用机理为：游客首先依靠自身重力对弹性网施加一个竖直向下的初始力矩，弹性网受力后向下发生形变，并将所受力矩沿着绳索向周围传递且最终传递到弹性网绳的固定框架上，由于力之间存在的相互作用，固定框架对弹性网绳产生一个大小相等、方向相反的竖直向上的反弹力，当游客向下的重力势能完全转化为网绳的弹性势能时，在该反弹力的作用下，弹性网向上弹射并将储存的弹性势能转化为游客向上的动能，实现游客的弹跳；在该过程中，力矩由受力点经绳索传递到框架支撑点，在框架支撑点产生反向作用力后，再通过绳索将反向作用力传递给受力点处的游客并产生反弹作用。

以此可以发现，整个传递过程中力矩的传导路径较长，同时力矩在沿网绳传导的过程中又存在着衰减，因此当弹性网绳布置的跨度较大或受力点距离框架支撑点较远时，游客向下施加一初始力后，一方面初始力经传导过程传递回的反弹力已衰减许多，导致网绳的反弹力不强、游客弹跳高度不高，另一方面，反弹力的产生还会因传导路径过长出现延迟，使游客产生网绳弹性不好的感觉。因此，在采用该种弹性网结构蹦床时，为保证游客充分的弹跳体验，弹性网绳的跨度无法设置很大，对网绳的材质要求也极高以尽量加快力的传导速度和削弱力的衰减作用。

此外，采用该种弹性网结构蹦床时，由于力的传导依靠网绳绳索完成，框架支撑点在对受力点产生反弹力时，势必对连接受力点与支撑点间的整条绳索产生向上的反弹作用，从而导致当有多名游客同时处于蹦床玩耍时，其中一名游客施加的初始力所产生的反弹作用会对所有处于力矩传导路径上方的其他游客产生弹力干扰，这种干扰一方面影响其他游客的正常玩耍，另一方面多名游客间不同频次起跳产生的相互干扰还可能进一步削弱网绳的弹性势能，降低反弹作用。

同时，采用该种弹性网结构蹦床时，为充分保证绳索弹性，网绳需在固定框架的牵引作用下时刻处于张紧状态，从而导致蹦床的弹跳面始终为一平面结构，无法做到造型的多样性；且该平面结构的蹦床在安装时为预留网绳弹性形变的空间，通常需搭设在一定高度的固定框架上，并在下方辅助搭配缓冲垫以保证游玩安全，导致该类蹦床只宜选择室内经营，而不适用于户外大风或雨天等恶劣环境。

因此，设计开发一种弹性作用好，弹力作用互不干扰，游玩安全，造型多样，可实现大跨度搭建且适用于户外恶劣环境的新型蹦床结构，将具备积极的意义和及其广阔的市场前景。

发明内容

基于现有蹦床类结构存在的以上种种问题和为突破设计瓶颈，本发明提供了一种内置气包充气式弹跳膜，通过以气囊单元支撑替代传统的框架式支撑，以膜层替代弹性网绳作为弹跳面，从而避免了绳索类结构对弹力传导的衰减和延迟作用，极大改善了弹跳面的弹性响应和弹性效果，且消除了邻近多个弹跳区域产生的弹力干扰作用，保证各游客独立弹跳互不影响，同时在既不影响膜体表面弹跳效果的情况下可实现大跨度搭建，呈弧形穹顶设计的弹跳面摆脱了传统网绳平面结构限制，在设备占地面积相同的情况下实现了弹跳面的最大化，同时分散了外力矩对膜体的挤压作用方向，使膜体具备更大的承压强度，可满足各年龄段的多名游客同时玩耍，此外，膜体通过配重装置和风压调控系统的配合布置，可安全应对户外大风等恶劣天气。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种内置气包充气式弹跳膜，包括外膜层、内膜体、供风管路、泄压管道、配重装置和风压调控系统，所述内膜体为独立设置的密闭气囊单元，且其在充气状态下形成弧形穹顶结构，外膜层罩设于内膜体上方且其内表面顶端与充气状态下的内膜体外表面顶端相切，使得内膜体对外膜层具备弹性支撑作用，配重装置埋设于外膜层和内膜体的下方且其通过连接装置分别与外膜层和内膜体的底部外缘固定相连，外膜层的外部设置有风压调控系统，所述供风管路和泄压管道的一端与风压调控系统连接，另一端与内膜体的气囊腔室连通。

作为一种优选方案，所述外膜层与内膜体的底部外缘均周圈间隔开设有固定孔，配重装置表面对应设置有拉线孔，外膜层和内膜体分别通过穿设于固定孔和拉线孔间的柔性绳索实现与配重装置的固定连接；柔性绳索可调节配重装置拉线孔与膜材最外侧边缘固定孔位之间的配合公差，降低安装难度。

作为一种优选方案，所述配重装置采用钢架结构且通过锚固装置分别埋设于外膜层和内膜体的下方地面一定深度；配重装置埋设于地下可以既不影响外部设备美观，又可在保证足够牵拉强度的前提下减轻配重质量。

作为一种优选方案，所述内膜体底部设置有供风管路和泄压管道的安装孔，供风管路和泄压管道埋设于地面下方且通过安装孔实现与内膜体气囊腔室的密封连接；风压管路布置于膜体下方，在增进美观的同时可不破坏外部膜材结构，避免游客体验弹跳时与硬质管道发生磕碰，提升弹跳面的利用效率。

作为一种优选方案，所述供风管路的起始端设置有风机装置，末端与内膜体连通；所述泄压管道的起始端与内膜体连通，末端通过一调压装置与大气相通；风压调控系统中还装设有压强监测与控制电路，当电路监测装置检测到膜内压强低于设定值时，会驱动变频器并控制风机装置对内膜体气囊腔室进行补风增压，当电路监测装置检测到膜内压强超出设定值时，会控制调压装置开启，释放部分气体以进行减压，以此保证内膜体内压强始终处于设定的最优压强值。

作为一种优选方案，所述外膜层的底部外缘内侧与水平地面间夹设有软质缓冲垫层；受内外膜层弧度不同影响，外膜层内侧与内膜体外侧间存在着悬空部分，通过在该部分下方地面铺设软质缓冲垫层可有效防止上方外膜层破裂时游客由悬空处摔落发生危险，同时，该位置作为游客向上攀登外膜层穹顶的起点，时常被人群踩踏，铺设软质缓冲垫层也可避免外膜层边缘与地面间直接接触导致磨损过快。

作为一种优选方案，所述外膜层的底部外缘外侧设置有缓冲沙坑，外膜层的外缘膜体延伸入沙坑内一定深度；沙坑既可以压盖外膜层外缘边沿，保证膜体与地面间的无缝连接，防止雨水等倒灌而入，同时可遮盖外膜层边缘的固定孔以增进设备美观，还可作为缓冲设施防止游客不小心由膜顶滚落时与刚性地面发生磕碰。

作为一种优选方案，所述内膜体的数量可设置为单个或多个；采用多个内膜体单元时，每个内膜体的体积、尺寸和摆放位置等均可自由设定，但每个内膜体单元上方的外膜层轮廓也需相应变化，需始终保持外膜层内表面顶端与充气状态下的内膜体外表面顶端相切，不可悬空布置。

有益效果：

1、本发明制备的充气式弹跳膜结构采用优质膜材，膜材柔韧性好且强度高，膜体内通过风压调控系统进行连续式供风和恒压调控，使膜体始终处于最佳的压强状态，充分保证了膜体优异的弹跳效果。

2、本发明制备的充气式弹跳膜结构区别于传统的网绳结构蹦床，其弹性效果只与膜内压强相关而不受网绳长度限制，因此在保证膜内压强可控的条件下，可实现弹跳膜膜材的大跨度搭设，同时满足更多游客集体参与玩耍体验。

3、本发明制备的充气式弹跳膜结构，以气囊单元支撑替代传统的框架式支撑，以气体作为支撑载体，进而提升了受力的均匀性和弹跳的舒适性；弹跳面上某一点受力时，该点处膜材下凹，凹点处下方气流受压后向周边涌动并形成小片域的高压区，该高压区类似于传统网绳结构蹦床中的框架支撑点且具备优异的弹性反作用力，当多名邻近游客同时弹跳时，在弹跳面上便形成多个受力点，每个受力点均以其凹点四周的高压区为支撑点形成一个个独立的小框架，相互之间不受影响，从而可以保证单名游客的弹跳不会干扰到邻近其他游客的弹跳过程。

4、本发明制备的充气式弹跳膜结构，外膜层采用弧形设计，降低了风阻系数，同时使弹跳面具备一定的缓冲坡度，增加了游玩的安全性；配重装置埋设于地下以不影响设备美观，并通过牵拉绳索实现膜材与水平地面间的无缝密封连接，使外部膜材可以抵抗大风雨水等户外恶劣天气。

5、本发明制备的充气式弹跳膜结构，整体搭建尺寸可调，安装便捷，既可作为一种永久性游乐设备固定于地面之上长久使用，也可根据需求移动安装，且所有组件均可回收重复利用，安装过程不产生任何建筑垃圾。

附图说明

图1为本实施例中充气式弹跳膜布置安装示意图；

图2为弹跳膜膜材边缘与配重装置的连接结构示意图；

图3为充气式弹跳膜的俯视结构示意图；

图4为充气式弹跳膜的立体结构示意图；

图5为尺寸不同的两组弹跳膜联合搭建示意图；

附图说明：1、沙坑，2、软质缓冲垫层，3、外膜层，4、内膜体，5、内膜体气囊腔室，6、泄压管道，7、供风管路，8、内膜体固定孔，9、外膜层固定孔，10、集成房通风孔，11、调压装置，12、风机装置，13、风压集成房，14、水平地面，15、配重装置，16、柔性绳索，17、第一弹跳膜，18、第二弹跳膜。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行进一步的详述。

实施例：

本发明提供的一种内置气包充气式弹跳膜整体安装结构如图1所示，在平整的水平地面14上由内而外依次铺设有内层内膜体4和外层外膜层3，其中，内膜体4为独立设置的密闭气囊单元，其膜材选用柔性耐压高分子材料且充气后可形成弧形穹顶结构，从而发挥充气支撑作用，外膜层3罩设于内膜体上方以作为弹跳面，作为与游客直接接触的表层膜，外膜层3特别选用耐磨、抗紫外线、具备自洁功能的高强度膜材，安装时，外膜层3应紧贴内膜体4外表面张紧布置并使其内表面顶端与充气状态下的内膜体4外表面顶端相切，以尽量减小内层内膜体4和外层外膜层3之间缝隙，使得内膜体4的弹性支撑作用能通过外膜层3充分传递给上方游客。

为将内膜体4和外膜层3牢固固定于水平地面14上，在内膜体4和外膜层3的下方地面下一定深度埋设有配重装置15，配重装置15采用钢架圈梁结构，其通过锚固钢钎水平固定于地下约50cm深位置；为方便上方膜材与下方配重装置15间的连接固定，在配重装置15上表面周圈间隔设置有拉线孔，相对应的，在外膜层3底部外缘周圈间隔开设有外膜层固定孔9，内膜体4的底部外缘周圈延伸出10cm宽的飞边，飞边上周圈间隔开设有内膜体固定孔8，外膜层3和内膜体4分别通过穿设于固定孔和拉线孔间的柔性绳索16实现与配重装置15的固定连接，如图2所示。

为实现对内膜体气囊腔室5内的压强进行精准控制以维持弹跳膜层始终处于最优弹性状态，外膜层3的外部间隔一段距离设置有风压集成房13，风压集成房13中安装有由风机装置12、调压装置11和压强监测与控制电路组成的风压调控系统，供风管路7和泄压管道6的一端与风压调控系统连接，另一端与内膜体气囊腔室5连通；其中，供风管路7与泄压管道6均埋设于地面下方且选用耐磨损腐蚀的工程塑料制成，在内膜体4的底部设置有供风管路7和泄压管道6的安装孔，供风管路7的起始端连接风机装置12，末端通过安装孔与内膜体气囊腔室5密封连接，而泄压管道6的起始端通过安装孔与内膜体4连通，其末端通过调压装置11与集成房通风孔10相通；供风管路7和泄压管道6安装到位后，开启压强监测与控制电路以对内膜体气囊腔室5内的压强进行自动监测与调控：首先经反复试验得出膜材处于最佳弹性状态时的压强值并设定为标准值，当电路监测装置检测到膜内压强低于设定值时，继而会驱动变频器并控制风机装置12对内膜体气囊腔室5进行补风增压，当电路监测装置检测到膜内压强超出设定值时，会控制调压装置11开启，使膜内气体经由泄压管道6释放出部分以进行减压，以此保证内膜体4内压强始终处于设定的最优压强值。

进行弹跳膜的整体搭建时，首先根据安装场地大小规划出内外膜材的底面尺寸，进而计算测量得出相应的配重装置15的圈梁尺寸，风压集成房13的坐落位置以及供风管路7和泄压管道6的布置长度，之后依次将配重装置15埋设到位，建造好风压集成房13并配置好相应的风压调控系统，铺设好供风管路7和泄压管道6并将管路一端与风压调控系统连接好，然后将内膜体4放置于配重装置15的圈梁位置上方，通过底部的安装孔和连接组件固定好供风管路7和泄压管道6的另一端，再通过柔性绳索16将上方的内膜体4与配重装置15连接，开启风压调控系统将内膜体气囊腔室5吹起，最后将外膜层3罩设于内膜体4上方，并通过柔性绳索16将膜材外缘固定于下方的配重装置15上，从而完成弹跳膜的安装，如图3和图4所示。其中，外膜层3作为游客攀登弹跳膜穹顶的脚掌接触面磨损较快，尤其是外膜层3边缘与地面间直接接触的位置，极易因游客的频繁踩踏发生破损，因此选择在外膜层3的底边内侧与水平地面14间铺设一层软质缓冲垫层2以减轻磨损和发挥缓冲作用，同时，在外膜层3的底边外侧周圈设置一缓冲沙坑1，外膜层3的外缘膜体延伸入沙坑1内一定深度，该沙坑1既可以压盖外膜层3外缘边沿，保证膜体与地面间的无缝连接，防止雨水等倒灌而入，同时可遮盖外膜层固定孔9以增进设备美观，还可作为缓冲设施防止游客不小心由膜顶滚落时与刚性水平地面14发生磕碰。

作为一种本实施例的拓展方案，弹跳膜周圈设置的沙坑1可替换为缓冲网、缓冲球池等物体，内膜体4的数量可设置为单个或多个，采用多个内膜体单元时，每个内膜体的体积、尺寸和摆放位置等均可自由设定，但每个内膜体单元上方的外膜层轮廓也需相应变化，需始终保持外膜层内表面顶端与充气状态下的内膜体外表面顶端相切，不可悬空布置，如图5所示，第一弹跳膜17和第二弹跳膜18联合搭建组成组合式弹跳膜，其中，第一弹跳膜17和第二弹跳膜18的外膜层相互连通而内膜体独立设置，根据安装场地情况和使用需求，亦可采用三组或更多组弹跳膜联合搭建使用，造型也可实现多样化。

本实施例所述弹跳膜，可满足各年龄段多名游客同时玩耍，空间大、弹力足，且能保证相邻两名游客间的弹跳过程互不干扰，十分适合布置于户外公园等公共场所以供大众娱乐。

当然，上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种内置气包充气式弹跳膜，包括外膜层、内膜体、供风管路、泄压管道、配重装置和风压调控系统，其特征在于：所述内膜体为独立设置的密闭气囊单元，且其在充气状态下形成弧形穹顶结构，外膜层罩设于内膜体上方且其内表面顶端与充气状态下的内膜体外表面顶端相切，使得内膜体对外膜层具备弹性支撑作用，配重装置埋设于外膜层和内膜体的下方且其通过连接装置分别与外膜层和内膜体的底部外缘固定相连，并将外膜层与内膜体牵拉固定于水平地面，外膜层的外部设置有风压调控系统，所述供风管路和泄压管道的一端与风压调控系统相连，另一端与内膜体的气囊腔室连通。

2.根据权利要求1所述的一种内置气包充气式弹跳膜，其特征在于：所述外膜层与内膜体的底部外缘均周圈间隔开设有固定孔，配重装置表面对应设置有拉线孔，外膜层和内膜体分别通过穿设于固定孔和拉线孔间的柔性绳索实现与配重装置的固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种内置气包充气式弹跳膜，其特征在于：所述配重装置采用钢架结构且通过锚固装置分别埋设于外膜层和内膜体的下方地面一定深度。

4.根据权利要求1所述的一种内置气包充气式弹跳膜，其特征在于：所述内膜体底部设置有供风管路和泄压管道的安装孔，供风管路和泄压管道埋设于地面下方且通过安装孔实现与内膜体气囊腔室的密封连接。

5.根据权利要求1所述的一种内置气包充气式弹跳膜，其特征在于：所述供风管路的起始端设置有风机装置，末端与内膜体连通；所述泄压管道的起始端与内膜体连通，末端通过一调压装置与大气相通。

6.根据权利要求1所述的一种内置气包充气式弹跳膜，其特征在于：所述外膜层的底部外缘内侧与水平地面间夹设有软质缓冲垫层。

7.根据权利要求1所述的一种内置气包充气式弹跳膜，其特征在于：所述外膜层的底部外缘外侧设置有缓冲沙坑，外膜层的外缘膜体延伸入沙坑内一定深度。

8.根据权利要求1所述的一种内置气包充气式弹跳膜，其特征在于：所述内膜体的数量可设置为单个或多个。