CN107250756A - 用于提高过山车和/或转盘安全性的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于提高过山车安全性的装置(1)，其具有至少一个安全装置(5)，并且该安全装置(5)具有第一装置(10)用于在游乐设施(60)运行期间长期测量至少一个部件(40)中的至少一个负载(30)，并具有第二装置(20)用于检测长期测量期间所测得的至少一个负载(30)的变化情况，以及用于启动对过山车和/或转盘的至少一个安全响应(70)。此外，本发明还涉及一种通过至少一个安全装置(5)提高游乐设施(60)的安全性的方法，其中该安全装置(5)的第一装置(10)用于在游乐设施整个运行期间长期测量至少一个部件(40)中的至少一个负载(30)，而第二装置(20)用于检测长期测量期间所测得的至少一个负载(30)的变化情况，并且第二装置(20)还将根据变化情况，启动对过山车和/或转盘的自动安全响应(70)。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1和14前序部分特征的用于提高过山车和/或转盘安全性的装置和方法。
背景技术
我们知道监控系统用于监控游乐设施组件的磨损情况。例如，在EP 1 464 919Bl中公开了一种用于监控电梯等交通系统中的链条驱动单元链条磨损情况的方法和设施。
如果符合现有技术水平的监控系统检测到某种变化，例如易损件支撑特性恶化，则该监控系统通常以警告消息的响应形式提示操作人员。
但其缺点是，现有的系统是基于磨损，即材料缺失。但是内部应力的变化，例如张力，可能会达到不可接受的参数值，但是却不会发生材料磨损。上述监控系统无法检测到应力的这些变化。
此外，游乐设施应力测量还用于验证理论设计载荷。根据现有技术，这类测量只能通过快照，即通过指定时间点的单次测量或者通过指定时间段的系列测量来检查，通常在调试启用之前或者在发生损坏或事故之后。
其缺点在于，现有的应力测量方法只能暂时性检测到安全损害，因此无法保证游乐设施整个运行期间的安全性。此外，在单次测量时可能已经发生重大损坏，其恢复将导致更高的成本和运营问题。
此外，根据现有技术水平，应力的测量及其分析通过数据采集系统进行，后者没有连接到游乐设施的控制系统，其结果需要人工决定。
其缺点是，现有的方法所需的措施需要操作人员人工延时执行。在现有应力测量中，在数据采集系统和游乐设施控制系统之间没有自动接口。
发明内容
本发明的目的在于为过山车和/或转盘提供一种安全系统，该系统能够通过安全控制系统直接在游乐设施上进行的长期测量来监控应力变化，并能持续工作，因此可以及早检测到游乐设施的安全隐患。通常来说，在检测到过载情况和开始出现材料损坏之间会有几周的时间，因此本发明还可视作一个早期预警系统，它为风险防御提供了更多的回旋余地。
通过符合权利要求1所述的用于提升过山车和/或转盘安全性的装置以及符合权利要求14特征的用于提升过山车和/或转盘安全性的方法实现了本发明的这一任务。
本发明的优选实施方案和改良形式属于从属权利要求范畴。
本发明的装置用于提升过山车和/或转盘安全性，其中具有至少一个安全装置，并且该安全装置具有第一装置用于在过山车和/或转盘运行期间长期测量至少一个部件中的至少一个负载，和第二装置用于检测负载的变化情况，以及用于在过山车和/或转盘上启动至少一个安全响应。
特别有利的是，所述安全装置具有第二装置用于启动至少一个自动安全响应。通过这种自动化装置，可以在导入安全响应时减少潜在错误源，例如人为错误，从而提高安全响应的效力。
本发明所述的“游乐设施”这个术语是指过山车和/或转盘。
本文中的“长期测量”这个术语是指在较长时间的系列测量期间所进行的系列测量，这里的测量时间可能是变量，并且测量也可以在测量时间内以个别测量的形式随机或周期性地进行。对于游乐设施，测量时间可能包括该游乐设施整个寿命周期内的运行时间，并且个别测量应在一个运行期限或者运行路线的指定区域中进行。
“负载”这个术语是指外部负载以拉伸应力或压缩应力或剪切应力的形式作用于某个对象或材料内部的效果。借助这种安全装置，可以永久检测游乐设施整个寿命周期内的安全损坏，并自动控制地引入应对措施。特别有利的是，通过这类安全装置，可以将部件故障的几率从罕见或可能降低到不太可能或完全不可能。
特别有利的是，第二装置至少具有一个安全控制器，用于监视和检测负载的变化。安全控制器可以是过山车和/或转盘系统控制器的一部分，或者是单独的控制器，其在第二种情况下与系统控制器永久连通。通过这种安全控制器，系统控制器可以通过不同的安全措施对负载的变化做出响应。如果安全控制器检测到负载变化，则系统控制器可能触发信息或警告，同时如果未能遵守一个或多个警告，过山车和/或转盘可以受控停止或者触发紧急停车。具体的响应可能涉及到整个系统，或者仅仅涉及检测到负载变化的系统部分，例如车辆。
特别有利的是，安全响应装置是过山车和/或转盘系统控制器的一部分，或者与系统控制器永久连通。
在本发明的另一个实施例中，安全响应可根据长期测量期间测得的至少一个负载及其时间曲线启动至少一个安全措施。因此，可以为每个变化触发特定的安全响应，从而提高游乐设施的整体安全性。
根据本发明的优选实施例，第一装置具有一个或多个长期测量数据采集系统。数据采集系统的优点在于，可以继续对测量变量进行数字处理。
优选地，第一装置具有至少一个用于膨胀、变形、张力、载荷、加速度长期测量的数据采集系统或者上述测量的组合系统。这类负载是游乐设施上最常见的负载。
优选地，所述至少一个部件通常包括至少一个焊接或非焊接金属结构，至少一个机械元件、塑料元件、复合部件或上述元件的组合元件。复合部件是指由复合材料组成的部件，即材料中包含两种或两种以上的复合原料，其具有不同于各个组分的性质，例如碳纤维增强的塑料。因此，基本上，可以检测游乐设施所有类型的部件，因此可以针对游乐设施的所有部分的负载变化采取相应的安全响应。
优选地，至少一个机械元件通常包括至少一个机械加工部件、车轴、机轴、轴承、车轮、齿轮、变速器、离合器、弹簧、连接装置或上述部件的组合。因此，该组合几乎可以检测游乐设施的所有机械元件。
特别有利的是，所述安全装置具有用于测量部件负载曲线的第一装置。本文中的“负载曲线”这个术语是指负载的时间曲线。通过这类曲线可提前检测到与负载目标值范围的偏差。
在本发明的另一实施例中，安全装置的第一装置具有至少一个应变仪、加速计、载荷接收传感器、光学传感器或上述设备的组合。因此，可以感应检测负载。
特别有利的是，在新的游乐设施上安装安全装置。
该安全装置也可安装在现有系统上。
在本发明的一个优选实施例中，过山车和/或转盘作为固定游乐设施或临时飞行设施运行。因此，安全装置的应用领域涵盖游乐园或民间节日庆祝活动。
本发明的方法用于提升过山车和/或转盘的安全性，它基于至少一个上述安全装置，并且该安全装置的第一装置在游乐设施的整个运行期间执行至少一个部件的至少一个负载的长期测量，而第二装置检测在长期测量期间测得的至少一个负载的变化，同时第二装置导入取决于变化的响应。
优选地，可在长期测量期间随机或周期性地进行个别测量(individualmeasurements)，并且周期性测量在游乐设施一个或多个运行时间周期的至少一个可预定时刻或者可自由选择的重复性时刻进行，例如以日或周为周期进行。
附图说明
下面将结合附图来详细说明本发明。其中：
图1所示是本发明所述安全装置的一个实施例，
图2所示是用于提升游乐设施安全性的方法的实施例的流程图。
附图标记如下：
1、装置；5、安全装置；10、第一装置；20、第二装置；30、负载；40、部件；50、焊缝；60、游乐设施；70、安全响应。
具体实施方式
图1所示是游乐设施60例如过山车的车辆的底盘。底盘包括本发明的装置1。装置1包括安装在游乐设施60部件40上的安全装置5。图1所示是对负载30进行长期测量的部件，该部件是具有焊缝50的焊接矩形车轴。
安全装置5的第一装置10作为应变仪定位在焊缝50上。例如，图1示出了分布在车轴周围的四个应变仪。应变仪检测施加在焊缝50上负载30形式的膨胀。应变仪可以在整个运行期间或仅在运行路线的指定区域中工作。
根据游乐设施60调试运行期间的计算和/或测量结果，焊缝50或其他部件40的典型膨胀或其他负载30以数值形式表示。根据这些值，可以通过预定的上限或下限定义目标值范围。
在游乐设施60一个行程期间测得或在游乐设施60运行路线的指定区域中测得的负载30，例如膨胀，可以由第二装置20借助安全控制器与预定的目标值范围进行比较。如果负载30在目标值范围内，则焊缝50或者相应的其他部件40将按计划加载负荷。在这种情况下，第二装置20不启动任何安全响应70。如果测得的负载30超过或低于目标值范围，则部件40具有过高或过低应力。在过高应力情况下，可能在部件40上发生初步损伤，例如裂缝。在这种情况下，第二装置20的安全控制器可能通过系统控制器和适当的措施启动安全响应70。例如，安全响应70可以包括一个报警信号，并且当忽视多个报警信号时，游乐设施60或游乐设施的一部分，例如相应的车辆，可以受控停止。
系统控制器的其他安全响应70，还可包括，例如提供安全信息和系统急停。
借助应变仪，可以提前检测到那些尚未导致裂纹的部件40的危险膨胀。
图2所示是用于提升游乐设施安全性的方法的流程示意图。该方法基于用于游乐设施60的部件40长期监控的安全装置5，如图1所示。
安全装置5具有第一装置10，用于部件过高负载或过低负载或部件故障早期感应检测。第一装置10作为数据采集系统，可以具有应变仪、加速度传感器、负载传感器、光学传感器或者上述传感器的组合。光学传感器可以是光传感器，特别是激光传感器。通过这种早期感应检测，可以检测到多个负载30。例如，可以通过加速度传感器测量加速度力。第一装置10可以检测游乐设施60中的负载30，如图1所示。特别是，第一装置10可用于固定游乐设施60中，例如游乐园，或者飞行结构上，例如在公众节日中使用的那种。此外，第一装置10不仅可以用于新的游乐设施60中，还可用于现有设施中。特别是，第一装置10可用于游乐设施60的部件40中，例如金属结构、机械元件、机械加工部件、车轴、机轴、轴承、车轮、齿轮、变速器、离合器、弹簧、连接装置、塑料元件或复合部件。
在游乐设施60或其部件40中，第一装置10测量游乐设施60运行期间发生的负载30。在游乐设施运行期间，负载30的表现形式具体为膨胀、变形、张力、载荷或加速度。这些负载30可以由第一装置10在任意长的时间内连续测量。因此也可创建负载曲线。
安全装置5还具有第二装置20。第二装置20记录测得负载30的变化。第二装置20具有一个或多个安全控制器。安全控制器是系统控制器的一部分或者与其连通。系统控制器针对安全控制器检测到的负载30的变化启动一个或多个安全响应70。
Claims (15)
1.一种用于提高过山车和/或转盘安全性的装置(1)，其具有至少一个安全装置(5)，其特征在于，该安全装置(5)具有第一装置(10)用于在游乐设施(60)运行期间长期测量至少一个部件(40)中的至少一个负载(30)，并具有第二装置(20)用于检测长期测量期间所测得的至少一个负载(30)中的变化，以及用于在所述过山车和/或转盘上启动至少一个安全响应(70)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安全装置(5)具有第二装置(20)，用于启动至少一个自动安全响应(70)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述第二装置(20)具有至少一个安全控制器，用于监测和检测负载(30)的变化。
4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个安全控制器是所述过山车和/或转盘的系统控制器的一部分，或者与所述系统控制器永久连通。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个安全响应(70)能根据所述长期测量期间测得的所述至少一个负载(30)的变化以及时间曲线，在过山车和/或游乐设施上自动启动至少一个安全措施。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述第一装置(10)具有至少一个用于长期测量的数据采集系统。
7.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述第一装置(10)具有至少一个用于膨胀、变形、张力、载荷、加速度的长期测量或者上述测量的组合的数据采集系统。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个部件(40)基本包括至少一个焊接或非焊接金属结构、至少一个机械元件、塑料元件、复合部件或上述元件的组合元件。
9.根据权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个机械元件基本包括至少一个机械加工部件、一个车轴、一个机轴、一个轴承、一个车轮、一个齿轮、一个变速器、一个离合器、一个弹簧、一个连接装置或上述部件的组合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述第一装置(10)能测量所述部件(40)的负载分布。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述安全装置(5)的第一装置(10)具有至少一个应变仪、一个加速计、一个载荷接收传感器、一个光学传感器或上述设备的组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述安全装置(5)可进行改装。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述过山车和/或转盘作为固定游乐设施或临时飞行设施运行。
14.一种利用至少一个前述权利要求中任一项所述的安全装置(5)提高游乐设施(60)的安全性的方法，其特征在于，所述安全装置(5)的第一装置(10)用于在所述游乐设施(60)整个运行期间长期测量至少一个部件(40)的至少一个负载(30)，以及第二装置(20)用于检测所述长期测量期间所测得的所述至少一个负载(30)的变化情况，其中所述第二装置(20)根据所述变化，启动用于所述过山车和/或转盘的自动安全响应(70)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述长期测量期间随机或周期性地进行个别的测量，其中周期性测量在游乐设施(60)一个或多个运行时间周期的至少一个可预定时刻或者在一个可自由选择的重复性时刻进行。
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