CN107362542A - 一种球幕翻板飞翔系统及其多自由度机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度机械臂，包括：座椅装置；用于驱动座椅装置空间运动的驱动装置，驱动装置与座椅装置连接；用于带动驱动装置沿立柱进行移动的滑台系统，滑台系统包括滑轨和与滑轨配合的滑块，滑轨和滑块中的一者连接于驱动装置，另一者连接于立柱；用于驱动立柱进行转动的立柱驱动系统，立柱驱动系统设于底座上。本发明所提供的多自由度机械臂中，通过立柱驱动系统提供转动方向的自由度，滑台系统提供沿立柱的移动方向的自由度，驱动装置提供转动方向的自由度，由此，该机械臂能够为座椅装置提供多自由度的运动，为乘客提供较为丰富的乘坐体验。本发明还公开了一种包括上述多自由度机械臂的球幕翻板飞翔系统。

Description

一种球幕翻板飞翔系统及其多自由度机械臂

技术领域

本发明涉及游乐设备技术领域，更具体地说，涉及一种多自由度机械臂。此外，本发明还涉及一种包括上述多自由度机械臂的球幕翻板飞翔系统。

背景技术

随着室内游乐设备的快速发展，对设备的功能性越来越多样化。现在游乐飞翔类设备自由度较少，客户体验不足。

现如今游乐设备飞翔类设计比较单一化，带给游客的体验比较单一，已经无法满足人们日益增长娱乐话的需求。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的自由度较多的飞翔类设备，以便克服现有飞翔类设备存在的上述缺陷。

综上所述，如何使游乐设备的旋转或飞翔类设备具有较丰富的游戏体验，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种多自由度机械臂，该机械臂能够为游乐设施提供较为丰富的游戏体验。

本发明的另一目的是提供一种包括上述多自由度机械臂的球幕翻板飞翔系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多自由度机械臂，包括：

座椅装置；

用于驱动所述座椅装置空间运动的驱动装置，所述驱动装置与所述座椅装置连接；

用于带动所述驱动装置沿立柱进行移动的滑台系统，所述滑台系统包括滑轨和与所述滑轨配合的滑块，所述滑轨和所述滑块中的一者连接于所述驱动装置，另一者连接于所述立柱；

用于驱动立柱进行转动的立柱驱动系统，所述立柱驱动系统设于底座上。

优选的，所述驱动装置包括：

用于驱动所述座椅装置进行旋转运动的转换系统，所述转换系统的回转支撑装置与所述座椅装置驱动连接；

用于驱动所述转换系统进行俯仰翻转运动的悬梁系统，所述悬梁系统的回转支撑装置与所述转换系统驱动连接，所述悬梁系统还与所述滑台系统连接。

优选的，所述转换系统的回转支撑装置包括用于与所述座椅装置上的齿轮装置啮合连接的第一齿轮和用于驱动所述第一齿轮的第一电机系统；

所述悬梁系统的回转支撑装置包括：

用于与所述转换系统上设置的固定齿轮啮合连接的第二齿轮和用驱动所述第二齿轮转动的第二电机系统。

优选的，所述立柱驱动系统带动所述立柱的转动轴线位于所述立柱的端部，且所述转动轴线与所述立柱的轴线具有夹角，所述夹角范围大于0度，且小于或等于90度。

优选的，所述立柱驱动系统包括：

大齿圈，所述大齿圈的中间转动轴与所述立柱的端部垂直连接；

与所述大齿圈啮合连接的小齿轮，所述小齿轮通过减速机连接电机。

优选的，所述大齿轮的中间转动轴的轴线平行于所述底座的水平面。

优选的，所述小齿轮的中轴固定于支架，所述减速机、电机均固定于所述支架，所述支架安装与底座。

优选的，所述座椅装置上设有棘轮棘齿式的压杠系统，以及用于提供乘客安全的安全带系统。

一种球幕翻板飞翔系统，包括机械臂，所述机械臂为上述任一项所述的多自由度机械臂。

本发明所提供的多自由度机械臂中，通过立柱驱动系统提供转动方向的自由度，滑台系统提供沿立柱的移动方向的自由度，驱动装置提供转动方向的自由度，由此，该机械臂能够为座椅装置提供多自由度的运动，为乘客提供较为丰富的乘坐体验。

本发明还提供了一种包括上述多自由度机械臂的球幕翻板飞翔系统，该系统能够为乘客提供丰富的乘坐体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种多自由度机械臂的结构示意图。

图1中：

座椅装置1、转换系统2、悬梁系统3、滑台系统4、立柱5、支架6、底座7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种多自由度机械臂，该机械臂能够为游乐设施提供较为丰富的游戏体验。

本发明的另一核心是提供一种包括上述多自由度机械臂的球幕翻板飞翔系统。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种多自由度机械臂的结构示意图。

本发明所提供的一种多自由度机械臂，包括：座椅装置1、驱动装置、滑台系统4和立柱驱动系统。

具体地，驱动装置用于驱动座椅装置1的空间运动，驱动装置与座椅装置1连接。滑台系统4用于带动驱动装置沿立柱5进行移动，滑台系统4可以具体包括滑轨和与滑轨配合的滑块，滑轨和滑块中的一者连接于驱动装置，另一者连接于立柱5。立柱驱动系统用于驱动立柱5进行转动，立柱驱动系统设于底座7上。

需要说明的是，上述多自由度机械臂中设于底座7上的立柱驱动系统能够带动立柱进行转动，转动方式包括多种，可以是绕立柱5轴线的转动、绕垂直于立柱5轴线的转动、转动中心位于立柱5端部的转动、转动中心位于立柱5中部的转动中的一种或多种，从而能够获得较为多样的立柱5的转动方式，当然，也可以仅包括其中一种。

滑台系统4中的滑轨和滑块之间能够形成位置可控的相对移动，二者分别连接立柱5和驱动装置，以便实现立柱5和驱动装置的相对移动。

设置于滑台系统4上的驱动装置能够控制座椅装置1的空间移动，其中，包括转动或移动，能够为座椅装置1提供至少一个自由度的运动。

本发明所提供的多自由度机械臂中，通过立柱驱动系统提供转动方向的自由度，滑台系统4提供沿立柱5的移动方向的自由度，驱动装置提供转动方向的自由度，由此，该机械臂能够为座椅装置提供多自由度的运动，为乘客提供较为丰富的乘坐体验。

在上述实施例的基础之上，驱动装置包括：转换系统2和悬梁系统3。

其中，转换系统2用于驱动座椅装置1进行旋转运动，转换系统2的回转支撑装置与座椅装置驱动连接，悬梁系统3用于驱动转换系统2进行俯仰翻转运动，悬梁系统3的回转支撑装置与转换系统驱动连接，悬梁系统3还与滑台系统4连接。

需要说明的是，上述驱动装置包括的转换系统2用于实现座椅的旋转，而悬梁系统3用于实现座椅俯仰方向的运动。可选的，悬梁系统3和转换系统2的连接关系可以对换，即悬梁系统3连接座椅装置1，带动座椅装置1进行俯仰方向的运动，转换系统2连接悬梁系统3和滑台系统4，实现悬梁系统3相对于滑台系统4的旋转运动。

本实施例中通过将驱动装置划分为分别进行旋转运动和俯仰运动的两个装置，将驱动装置带动座椅装置1进行空间运动的作用分别通过两个装置完成，一方面可以简化驱动装置的结构，另一方面可以使得座椅装置1的控制更加简便和清晰。

可选的，上述驱动装置还可以通过其他类型的控制系统实现座椅装置1的多角度运动。

在上述任意一个实施例的基础之上，转换系统2的回转支撑装置包括用于与座椅装置1上的齿轮装置啮合连接的第一齿轮和用于驱动第一齿轮的第一电机系统。具体地，座椅装置1上固定设置齿轮装置，转化系统2的主体上固定设置第一电机系统，第一电机系统与第一齿轮的主轴传动连接，且第一齿轮与齿轮装置啮合连接。

相类似地，悬梁系统3的回转支撑装置包括用于与转换系统2上设置的固定齿轮啮合连接的第二齿轮和用驱动第二齿轮转动的第二电机系统。

需要说明的是，上述转换系统2和悬梁系统3均通过齿轮啮合传动的方式进行驱动控制，当然，还可以选择其他方式的驱动控制。

在上述任意一个实施例的基础之上，立柱驱动系统带动立柱5的转动轴线位于立柱5的端部，且转动轴线与立柱5的轴线具有夹角，夹角范围大于0度，且小于或等于90度。

需要说明的是，上述立柱驱动系统带动立柱5的转动具有多种实施方式，可以为一个自由度的转动或具有多个自由度的转动。

其中一种较为可靠的方式中，立柱驱动系统包括大齿圈、小齿轮、减速机和电机。

大齿圈的中间转动轴与立柱5的端部垂直连接。其中，中间转动轴通过轴承或润滑装置设置于固定位置，以便提供较为平稳的转动操作。

小齿轮与大齿圈啮合连接，小齿轮通过减速机连接电机。电机驱动减速机转动，减速机带动小齿轮转动，小齿轮将转动传递给大齿轮，从而带动大齿圈转动，大齿圈的中间转动轴带动立柱5进行转动。

需要说明的上，上述中间转动轴的设置方式多样，可以竖直设置、水平设置或与水平面具有一定的夹角设置。

可选的，大齿轮的中间转动轴的轴线平行于底座的水平面。

在上述任意一个实施例的基础之上，小齿轮的中轴固定于支架，减速机、电机均固定于支架6，支架6安装与底座7。

在上述任意一个实施例的基础之上，座椅装置1上设有棘轮棘齿式的压杠系统，以及用于提供乘客安全的安全带系统。

本发明所提供的一个具体实施例中，多自由度机械臂由座椅装置1、转换系统2、悬梁系统3、滑台系统4、立柱5、支架6和底座7组成，共有转换系统2、悬梁系统3、滑台系统4、立柱5这4个驱动机构，能够实现座椅装置五个自由度的运动。

底座7上安装一套由电机驱动减速机带动小齿轮的驱动机构，驱动与立柱系统相连接的大齿圈，实现座椅装置1的翻转运动。固定在立柱系统5上的电动缸用于驱动滑台系统4沿着轨道运动，实现座椅装置1的上下运动。安装在悬梁系统3上的一套驱动机构，用于使电机驱动减速机带动小齿轮，驱动安装在转换系统2上的回转支撑，实现座椅装置1的俯仰运动。转换系统2上的一套电机驱动减速机带动小齿轮的驱动机构，驱动安装在座椅装置1上的回转支撑，实现座椅装置1的旋转运动。座椅装置上有一套棘轮棘齿式的压杠系统和安全带系统，确保用户体验过程中的安全。

除了上述各个实施例所提供的多自由度机械臂，本发明还提供一种包括上述实施例公开的多自由度机械臂的球幕翻板飞翔系统，该球幕翻板飞翔系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的球幕翻板飞翔系统及其多自由度机械臂进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多自由度机械臂，其特征在于，包括：

座椅装置(1)；

用于驱动所述座椅装置(1)空间运动的驱动装置，所述驱动装置与所述座椅装置(1)连接；

用于带动所述驱动装置沿立柱(5)进行移动的滑台系统(4)，所述滑台系统(4)包括滑轨和与所述滑轨配合的滑块，所述滑轨和所述滑块中的一者连接于所述驱动装置，另一者连接于所述立柱(5)；

用于驱动立柱(5)进行转动的立柱驱动系统，所述立柱驱动系统设于底座(7)上。

2.根据权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述驱动装置包括：

用于驱动所述座椅装置(1)进行旋转运动的转换系统(2)，所述转换系统(2)的回转支撑装置与所述座椅装置驱动连接；

用于驱动所述转换系统(2)进行俯仰翻转运动的悬梁系统(3)，所述悬梁系统(3)的回转支撑装置与所述转换系统驱动连接，所述悬梁系统(3)还与所述滑台系统(4)连接。

3.根据权利要求2所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述转换系统(2)的回转支撑装置包括用于与所述座椅装置(1)上的齿轮装置啮合连接的第一齿轮和用于驱动所述第一齿轮的第一电机系统；

所述悬梁系统(3)的回转支撑装置包括：

用于与所述转换系统(2)上设置的固定齿轮啮合连接的第二齿轮和用驱动所述第二齿轮转动的第二电机系统。

4.根据权利要求1所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述立柱驱动系统带动所述立柱(5)的转动轴线位于所述立柱(5)的端部，且所述转动轴线与所述立柱(5)的轴线具有夹角，所述夹角范围大于0度，且小于或等于90度。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述立柱驱动系统包括：

大齿圈，所述大齿圈的中间转动轴与所述立柱(5)的端部垂直连接；

与所述大齿圈啮合连接的小齿轮，所述小齿轮通过减速机连接电机。

6.根据权利要求5所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述大齿轮的中间转动轴的轴线平行于所述底座的水平面。

7.根据权利要求6所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述小齿轮的中轴固定于支架，所述减速机、电机均固定于所述支架(6)，所述支架(6)安装与底座(7)。

8.根据权利要求5所述的多自由度机械臂，其特征在于，所述座椅装置(1)上设有棘轮棘齿式的压杠系统，以及用于提供乘客安全的安全带系统。

9.一种球幕翻板飞翔系统，包括机械臂，其特征在于，所述机械臂为权利要求1至8任一项所述的多自由度机械臂。