CN107376346B - 一种具有完整球形舱体的游戏模拟机 - Google Patents

Abstract

一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，包括底架及球形的舱体，舱体、舱体前端开口处的球缺形舱门、舱体左右两端开口处的两个球缺形侧面装饰板构成一个完整球形，底架于舱体后方设置有尾座，尾座设置有用于驱动舱体沿水平轴线A翻转的第一动力机构，第一动力机构的动力输出端与一连接手臂连接，舱体的左右两端中部于两个侧面装饰板的内侧设置有轮毂，连接手臂的右臂的前端部通过右臂转接轴与舱体右端轮毂连接，连接手臂的左臂的前端部与舱体左端轮毂之间设置有用于驱动舱体沿垂直于轴线A的水平轴线B翻转的第二动力机构，左臂的前端部、右臂的前端部均隐藏于左右两个侧面装饰板内。本发明外形美观、舒适性好、安全性高、能够带来更好游戏体验。

Description

一种具有完整球形舱体的游戏模拟机

技术领域

本发明涉及机动游戏机技术领域，具体涉及一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，用于过山车、战斗机或其它飞行器、飞机空战或星战、越野摩托、越野车、赛车、滑雪、冲浪及滑板车等翻滚类游戏的体验。

背景技术

在现有技术中，游戏模拟机通常包括底座、设置于底座上的框架式模拟舱、驱动机构及设置于框架式模拟舱与驱动机构的链式传动机构。

其中，框架式模拟舱外轮廓大多为长方体，基本骨架由圆管焊接成形，外铆上蒙皮或者直接裸露。而此类游戏模拟机外形设计机械感强烈，在视觉上会给人头重脚轻的感觉，笨重但不结实，视觉效果不好，不够美观。

在结构上，现有游戏模拟机的系统刚性不足，体验过程中座舱会伴有非自主晃动。同时链传动属于刚性传动，换向及加速过程中，会程伴有不同程度的非正常颠簸感，易造成体验者出现头晕等异常状况。链条的张紧程度及拉长等问题，容易留下回程间隙，导致换向时整机机械延时较长，体验效果及安全性不佳。

现有游戏模拟机的舱体采用开放或半开放式，如在露天环境使用，由于灰尘、水渍、人为损坏等因素，影响设备的使用寿命，也容易弄脏体验者的衣服。如果体验者将肢体伸出超过舱体的框架结构边缘，容易碰到机身固定部分甚至地面，造成人身伤害。

现有的游戏模拟机的外形和功能同质化现象严重，设备质量良莠不齐，体验过程缺乏新鲜感。

因此，现有技术中亟需一种外形美观、舒适性好、安全性高、能够带来更好游戏体验的新型结构的游戏模拟机。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种外形美观、舒适性好、安全性高、能够带来更好游戏体验的具有完整球形舱体的游戏模拟机。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，包括底架及设置于底架上的舱体，所述舱体为球形舱体，所述舱体的前端开口处设置有球缺形的舱门，所述舱体的左右两端开口处设置有球缺形的侧面装饰板，所述舱体与所述舱门及两个所述侧面装饰板构成一个完整的球形，所述舱体底部设置有空气交换系统，所述底架于所述舱体的后方设置有尾座，该尾座设置有用于驱动所述舱体沿水平轴线A翻转的第一动力机构，所述第一动力机构的动力输出端与一连接手臂连接，所述舱体的左右两端中部于两个所述侧面装饰板的内侧均设置有轮毂，所述连接手臂的右臂的前端部通过右臂转接轴与所述舱体右端的轮毂连接，所述连接手臂的左臂的前端部与所述舱体左端的轮毂之间设置有用于驱动所述舱体沿垂直于轴线A的水平轴线B翻转的第二动力机构，所述左臂的前端部、所述右臂的前端部均隐藏于左右两个所述侧面装饰板内。

所述舱体左端的轮毂中心设置有转盘轴承，该转盘轴承包括内齿圈及套设于该内齿圈的外圆周上的外圈，所述外圈与所述舱体左端的轮毂固定连接，所述连接手臂通过左臂及转接板与内齿圈连接，所述第二动力机构包括动力转接板、安装于动力转接板的后端面上的蜗轮减速箱、通过电机转接板连接于蜗轮减速箱一侧的电机及位于动力转接板的前侧的小齿轮，所述电机的动力输出端与所述蜗轮减速箱的动力输入端连接，所述动力转接板设置有通孔，所述蜗轮减速箱的动力输出轴穿过该通孔与所述小齿轮连接，所述动力转接板的外缘通过螺栓与所述转盘轴承的外圈固定连接，所述小齿轮与所述内齿圈啮合。

所述动力转接板于所述小齿轮的外侧通过法兰连接有圆筒状的限位壳体，该限位壳体邻近所述内齿圈的一侧设置有开口，所述小齿轮从该开口伸出与所述内齿圈啮合，所述蜗轮减速箱的输出法兰伸入所述限位壳体内，输出法兰的外圆周面与所述限位壳体的内部触接，所述限位壳体的前端中部设置有安装通孔，蜗轮减速箱的动力输出轴前端通过轴承安装于该安装通孔内。

所述舱体的左侧设置有左臂第一转接板和左臂第二转接板，所述左臂的前端部位于所述左臂第一转接板与所述左臂第二转接板之间，所述左臂第一转接板的中部正对所述左臂的前端部设置有用于容纳该左臂前端部的凹槽，左臂的前端部位于该凹槽内，左臂的两个侧面与凹槽之间均设置有弹性缓冲垫，左臂的前端部中间正对所述左臂第二转接板设置有承压环槽，承压环槽内设置有承压环，所述左臂第一转接板于所述凹槽的左右两侧设置有螺孔，所述左臂第二转接板对应于左臂第一转接板的连接通孔设置有螺孔，所述左臂第一转接板、所述左臂、左臂第二转接板通过螺栓与螺孔的配合依次连接至一起，所述左臂第二转接板的外缘设置有一圈通孔，左臂第二转接板通过这些通孔及螺栓与所述内齿圈连接。

所述左臂第一转接板于所述承压环槽的左右两侧均成型有长条状的安装槽，安装槽内设置有长条状的标准转接板销。

所述第一动力机构包括设置于尾座内的尾座减速器、通过尾座电机转接板安装于尾座一侧的尾座电机、安装于尾座上的传动轴、连接于传动轴上的尾座大齿轮及传动轴的前端于所述尾座前侧连接的手臂连接件，所述尾座电机的动力输出端与所述尾座减速器的动力输入端连接，所述尾座减速器的动力输出轴上连接有尾座小齿轮，该尾座小齿轮与所述尾座大齿轮啮合，所述连接手臂位于所述手臂连接件的前侧，所述手臂连接件与所述连接手臂连接。

所述连接手臂的中部的前侧设置有手臂连接板，该手臂连接板、所述连接手臂的中部及所述手臂连接件均相互对应的设置有连接通孔，所述手臂连接件、所述连接手臂、所述手臂连接板通过连接通孔与螺栓的配合连接至一起。

本发明的有益效果是：本发明采用封闭式球形舱体，其外形美观，结构刚度好，采用齿轮传动方式，传动瞬时响应好，承载能力大，有效避免机械延时及非自主晃动。封闭式球形舱体可避免外部环境干扰，提高安全性，也使体验者能全身心沉浸在游戏体验中。本发明具有外形美观、舒适性好、安全性高、游戏体验更好的优点。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明的侧面结构示意图；

图4是本发明的立体结构示意图；

图5是本发明的分解结构示意图；

图6是舱体的结构示意图；

图7是舱体的分解结构示意图；

图8是尾座及连接臂的分解结构示意图；

图9是左臂与左臂第一转接板、左臂第二转接板配合方式的结构示意图。

在图中：1-底架；2-尾座；3-第一动力机构；4-左臂；5-右臂；6-左臂第一转接板；7-右臂转接轴；8-舱体；9-舱门；10-轮毂；11-第二动力机构；12-侧面装饰板；13-转盘轴承；14-内齿圈；15-动力转接板；16-电机转接板；17-电机；18-蜗轮减速箱；19-小齿轮；20-尾座电机；21-尾座减速器；22-尾座大齿轮；23-尾座电机转接板；24-手臂连接件；25-手臂连接板；26-左臂第二转接板；27-承压环；28-弹性缓冲垫；29-标准转接板销；30-螺栓；31-连接手臂；32-轴线a；33-轴线b。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作详细描述。

如图1-图5所示，一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，包括底架1及设置于底架1上的舱体8，舱体8为球形舱体8，舱体8的前端开口处设置有球缺形的舱门9，舱体8的左右两端开口处设置有球缺形的侧面装饰板12，舱体8与舱门9及两个侧面装饰板12构成一个完整的球形，舱体2底部设置有空气交换系统，底架1于舱体8的后方设置有尾座2，该尾座2设置有用于驱动舱体8沿水平轴线a32翻转的第一动力机构3，第一动力机构3的动力输出端与一连接手臂31连接，舱体8的左右两端中部于两个侧面装饰板12的内侧均设置有轮毂10，连接手臂31的右臂5的前端部通过右臂转接轴7与舱体8右端的轮毂10连接，连接手臂31的左臂4的前端部与舱体8左端的轮毂10之间设置有用于驱动舱体8沿垂直于轴线a32的水平轴线b33翻转的第二动力机构11，左臂4的前端部、右臂5的前端部均隐藏于左右两个侧面装饰板12内。

在本发明中，舱体8采用球形水箱或其它球形装置为本体，其直径1-2.5M之间，厚度0.6-2.5mm，材质为不锈钢，左右两侧对称位置焊接轮毂10，轮毂10厚度6-20mm，直径500-1600mm，轮毂10外表面焊接加强筋，控制其轴向变形，有严格的同心度和平行度要求。然后沿轮毂10平面5-30mm位置切下两块大小一致的侧面装饰板12。左右两侧的侧面装饰板12分别将左右臂5的前端部与转接板隐藏于侧面装饰板12内，调整侧面装饰板12边缘与球体切割边缘同心，外表面相切，贴上尘封圈，既保证球体完整性，又起到防尘的作用。舱门9沿平行于两轮毂10中心线方向任意位置切割，直径1-1.2M，保证球体完整性，能够增加球体刚性，舱门9与球体的切割边缘均使用加强筋作为贴合面，粘上隔音条，用合页连接在球体上，门锁采用现有的汽车门锁，保证安全性。球体内壁焊接加强筋，为主要承力部件，所受扭矩由轮毂10、球壁及内部加强筋相互传递，工作状态下形变忽略不计。将舱体8设计为一体式的球体，球体为全封闭式设计，球体壁为承力载体，质量相等的情况下，刚度优于框架式结构，体验过程中能够有效保护乘客人身安全，消除外部环境对体验过程的干扰，使体验者保持良好的沉浸感。

底架1由现有的框架式变为用钢板及型材焊接而成，有效高度为500-1200mm，在增强刚性刚度的同时，节省用料。底架1设置有控制系统及主机，它为设备稳定运行提供充足的刚度条件，并设有叉装、吊装位置，便于设备移动至其他位置。尾座2采用钢板焊接，尾座2精加工后与底架1连接为一体，保证连接刚度。将尾座2支架与尾座2分开设计，保证设计精度及强度的同时，降低投入成本。

连接手臂31的主体由传统的圆管改为力学性能更优的工字钢，连接手臂31采用圆弧状主体与左右两个长条状的左臂4及右臂5连接构成，主体与左臂4、右臂5的连接处设置有厚度10-30mm的钢板，避免了拐角处应力集中现象，相同重量的情况下，提升手臂强度和刚度。尾座2及连接手臂31为舱内电源输入通道。

在一定视野范围内，整个设备任何状态下都呈现完整的球形。通过调整喷涂色彩的色调及对比度，让体验者从视觉上弱化尾座2的存在感，完整的球形外观给观众带来一种前所未有的梦幻般视觉效果。

体验过程中，本发明在游戏数据驱动下，两组动力系统驱动舱体8绕轴线a32、轴线b33两个自由度任意角度旋转，达到与游戏运动过程完美同步。

如果设备运行中突然停止，乘客不在初始乘坐位置的情况下，只需外部操作人员在按一下电气复位即可迅速完成复位。如果遇到断电这种极端情况，由于突然冲击可能导致体验者安全带拉断，所以设计了专门为伺服电机17抱闸供电的UPS，断电后延时合闸，保证乘客生命安全。然后转动手动机械式复位，设备即可回复原位，将体验者的心里负担及设备安全风险降到最低。右臂5设计有长度及同心度误差补偿措施，径向由调心轴承提供两轮毂10间同心度误差补偿；轴向由限位套筒提供轮毂10距离长短误差补偿。目的是降低或消除模拟器在工作状态下，由于加工误差等问题导致的系统内应力，从而提升设备使用寿命。整机重心高度为600-1600mm(乘坐条件下，乘客重量73.4KG)，运行状态下重心位置与尾座2支架边界形成一个钝角三角形，能有效的维持系统运行的稳定性，避免非自主性晃动的产生。

如图5-图7所示，舱体8左端的轮毂10中心连接有转盘轴承13，该转盘轴承13包括内齿圈14及套设于该内齿圈14的外圆周上的外圈，外圈与舱体8左端的轮毂10固定连接，连接手臂31通过左臂4及转接板与内齿圈14连接，第二动力机构11包括动力转接板15、安装于动力转接板15的后端面上的蜗轮减速箱18、通过电机转接板16连接于蜗轮减速箱18一侧的电机17及位于动力转接板15的前侧的小齿轮19，电机17的动力输出端与蜗轮减速箱18的动力输入端连接，动力转接板15设置有通孔，蜗轮减速箱18的动力输出轴穿过该通孔与小齿轮19连接，动力转接板15的外缘通过螺栓30与转盘轴承13的外圈固定连接，小齿轮19与内齿圈14啮合。

动力转接板15于小齿轮19的外侧通过法兰连接有圆筒状的限位壳体，该限位壳体邻近内齿圈14的一侧设置有开口，小齿轮19从该开口伸出与内齿圈14啮合，蜗轮减速箱18的输出法兰伸入限位壳体内，输出法兰的外圆周面与限位壳体的内部触接，限位壳体的前端中部设置有安装通孔，蜗轮减速箱18的动力输出轴前端通过轴承安装于该安装通孔内。该结构限制小齿轮19及蜗轮减速箱18在工作过程中的左右横向移动，有效避免了因小齿轮19及蜗轮减速箱18的左右移动给舱体8带来的晃动。

驱动舱体8绕轴线a32旋转的第一动力机构3设计在尾座2上，动力经尾座减速器21到齿轮变速后输出，通过连接手臂31传递到舱体8，带动舱体8可围绕轴线a32自由旋转，采用齿轮优势在于保证传动同步。驱动舱体8绕轴线b33旋转的第二动力机构11设计在球体内部，固定在左臂4轮毂10上，动力经减速器到齿轮变速后输出，通过转盘轴承13分解后，带动舱体8围绕轴线b33自由旋转。通过提高系统刚度及使用齿轮传动方式，充分发挥齿轮传动瞬时响应好，承载能力大的优势，可以解决机械延时及体验晃动问题。

如图9所示，舱体8的左侧设置有左臂第一转接板6和左臂第二转接板26，左臂4的前端部位于左臂第一转接板6与左臂第二转接板26之间，左臂第一转接板6的中部正对左臂4的前端部设置有用于容纳该左臂4前端部的凹槽，左臂4的前端部位于该凹槽内，左臂4的两个侧面与凹槽之间均设置有弹性缓冲垫28，左臂4的前端部中间正对左臂第二转接板26设置有承压环槽，承压环槽内设置有承压环27，左臂第一转接板6于凹槽的左右两侧设置有螺孔，左臂第二转接板26对应于左臂第一转接板6的连接通孔设置有螺孔，左臂第一转接板6、左臂4、左臂第二转接板26通过螺栓与螺孔的配合依次连接至一起，左臂第二转接板26的外缘设置有一圈通孔，左臂第二转接板26通过这些通孔及螺栓与内齿圈14连接。

整体刚性和机械实时性满足后，须考虑在模拟冲击和剧烈换向等苛刻的体验条件下，缓解机械传动固有的顿挫感，提升乘坐的舒适性。所以在结构上设计了非线性的弹性缓冲垫28，该弹性缓冲垫28材质为高弹态聚氨酯，厚度为2-10mm，安装在左臂4上，在测试中，能有效降低以上条件导致的顿挫感。

左臂第一转接板6于承压环槽的左右两侧均成型有长条状的安装槽，安装槽内设置有长条状的标准转接板销29，增加左臂第一转接板6的左半部分和右半部分的强度，避免在工作过程中被左臂4的撑开。

参见图图5，舱体8于左臂第一转接板6的外侧设置有侧面装饰板12。舱体8于右臂5及右臂转接轴的外侧设置有侧面装饰板12。两侧的侧面装饰板12从球体本身切割下来再利用。

如图5、图8所示，第一动力机构3包括设置于尾座2内的尾座减速器21、通过尾座电机转接板23安装于尾座2一侧的尾座电机20、安装于尾座2上的传动轴、连接于传动轴上的尾座大齿轮22及传动轴的前端于尾座2前侧连接的手臂连接件24，尾座电机20的动力输出端与尾座减速器21的动力输入端连接，尾座减速器21的动力输出轴上连接有尾座2小齿轮19，该尾座2小齿轮19与尾座大齿轮22啮合，连接手臂31位于手臂连接件24的前侧，手臂连接件24与连接手臂31连接。

连接手臂31的中部的前侧设置有手臂连接板25，该手臂连接板25、连接手臂31的中部及手臂连接件24均相互对应的设置有连接通孔，手臂连接件24、连接手臂31、手臂连接板25通过连接通孔与螺栓30的配合连接至一起。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行结构上的简单修改或者应用功能的等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，包括底架及设置于底架上的舱体，其特征在于：所述舱体为球形舱体，所述舱体的前端开口处设置有球缺形的舱门，所述舱体的左右两端开口处设置有球缺形的侧面装饰板，所述舱体与所述舱门及两个所述侧面装饰板构成一个完整的球形，所述舱体底部设置有空气交换系统，所述底架于所述舱体的后方设置有尾座，该尾座设置有用于驱动所述舱体沿水平轴线A翻转的第一动力机构，所述第一动力机构的动力输出端与一连接手臂连接，所述舱体的左右两端中部于两个所述侧面装饰板的内侧均设置有轮毂，所述连接手臂的右臂的前端部通过右臂转接轴与所述舱体右端的轮毂连接，所述连接手臂的左臂的前端部与所述舱体左端的轮毂之间设置有用于驱动所述舱体沿垂直于轴线A的水平轴线B翻转的第二动力机构，所述左臂的前端部、所述右臂的前端部均隐藏于左右两个所述侧面装饰板内；所述舱体左端的轮毂中心设置有转盘轴承，该转盘轴承包括内齿圈及套设于该内齿圈的外圆周上的外圈，所述外圈与所述舱体左端的轮毂固定连接，所述连接手臂通过左臂及转接板与内齿圈连接，所述第二动力机构包括动力转接板、安装于动力转接板的后端面上的蜗轮减速箱、通过电机转接板连接于蜗轮减速箱一侧的电机及位于动力转接板的前侧的小齿轮，所述电机的动力输出端与所述蜗轮减速箱的动力输入端连接，所述动力转接板设置有通孔，所述蜗轮减速箱的动力输出轴穿过该通孔与所述小齿轮连接，所述动力转接板的外缘通过螺栓与所述转盘轴承的外圈固定连接，所述小齿轮与所述内齿圈啮合。

2.根据权利要求1所述的一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，其特征在于：所述动力转接板于所述小齿轮的外侧通过法兰连接有圆筒状的限位壳体，该限位壳体邻近所述内齿圈的一侧设置有开口，所述小齿轮从该开口伸出与所述内齿圈啮合，所述蜗轮减速箱的输出法兰伸入所述限位壳体内，输出法兰的外圆周面与所述限位壳体的内部触接，所述限位壳体的前端中部设置有安装通孔，蜗轮减速箱的动力输出轴前端通过轴承安装于该安装通孔内。

3.根据权利要求1所述的一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，其特征在于：所述舱体的左侧设置有左臂第一转接板和左臂第二转接板，所述左臂的前端部位于所述左臂第一转接板与所述左臂第二转接板之间，所述左臂第一转接板的中部正对所述左臂的前端部设置有用于容纳该左臂前端部的凹槽，左臂的前端部位于该凹槽内，左臂的两个侧面与凹槽之间均设置有弹性缓冲垫，左臂的前端部中间正对所述左臂第二转接板设置有承压环槽，承压环槽内设置有承压环，所述左臂第一转接板于所述凹槽的左右两侧设置有螺孔，所述左臂第二转接板对应于左臂第一转接板的连接通孔设置有螺孔，所述左臂第一转接板、所述左臂、左臂第二转接板通过螺栓与螺孔的配合依次连接至一起，所述左臂第二转接板的外缘设置有一圈通孔，左臂第二转接板通过这些通孔及螺栓与所述内齿圈连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，其特征在于：所述左臂第一转接板于所述承压环槽的左右两侧均成型有长条状的安装槽，安装槽内设置有长条状的标准转接板销。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，其特征在于：所述第一动力机构包括设置于尾座内的尾座减速器、通过尾座电机转接板安装于尾座一侧的尾座电机、安装于尾座上的传动轴、连接于传动轴上的尾座大齿轮及传动轴的前端于所述尾座前侧连接的手臂连接件，所述尾座电机的动力输出端与所述尾座减速器的动力输入端连接，所述尾座减速器的动力输出轴上连接有尾座小齿轮，该尾座小齿轮与所述尾座大齿轮啮合，所述连接手臂位于所述手臂连接件的前侧，所述手臂连接件与所述连接手臂连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有完整球形舱体的游戏模拟机，其特征在于：所述连接手臂的中部的前侧设置有手臂连接板，该手臂连接板、所述连接手臂的中部及所述手臂连接件均相互对应的设置有连接通孔，所述手臂连接件、所述连接手臂、所述手臂连接板通过连接通孔与螺栓的配合连接至一起。

Images