CN108854085A - 一种锥齿轮传动移动拉伸秋千 - Google Patents

Abstract

本发明属于秋千领域，尤其涉及一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，它包括移动杆、第一驱动机构、第二驱动机构、第一拉伸机构、第二拉伸机构等，其中第一拉伸机构和第二拉伸机构对称地安装在支架之间；当向前荡时，与第一气孔相通的空腔里的空气被压缩；气压柱对移动杆滑块产生推力；由于限位块与复位弹簧相啮合，所以移动杆滑块不发生位移；当秋千向前荡到最高处时，扇形锥齿块作用于锥齿轮，锥齿轮通过旋转杆带动摆杆摆动，驱动弹簧通过接触块拉动限位板解除对复位弹簧的限制；气压缸中持续增压的气体通过活塞和气压柱推动移动杆滑块向后滑动；秋千绳瞬间被拉直，避免人在最高处的自由落体现象发生，最大限度地确保人在荡秋千时的安全和舒适性。

Description

一种锥齿轮传动移动拉伸秋千

技术领域

本发明属于秋千领域，尤其涉及一种锥齿轮传动移动拉伸秋千。

背景技术

目前传统的秋千是将秋千绳直接与横杆连接，人在座板上或坐或蹬，秋千上不存在任何保护措施，人的安全得不到保障；当一个秋千做好后，秋千的尺寸就被固定，秋千绳不能调整；当人在秋千上荡到最高处时，由于秋千绳由绷直状态转为松弛状态，人在最高处会出现短暂的自由落体现象；使得人在最高处的危险性增大，有可能发生意外，从而威胁人的人身安全；进一步削弱了秋千游戏的安全性，增加了秋千游戏的危险性；那么解决如何消除人在高处的短暂自由落体现象这个问题是非常具有意义的。

本发明设计一种锥齿轮传动移动拉伸秋千解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，它是采用以下技术方案来实现的。

一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：它包括支架、移动杆、第一驱动机构、第二驱动机构、第一拉伸机构、第二拉伸机构、秋千绳、座板，其中支架固定安装在地面上；第一拉伸机构和第二拉伸机构对称地安装在支架之间；第一驱动机构和第二驱动机构对称地安装在移动杆的两端；移动杆为四棱柱形；移动杆的两端分别与第一拉伸机构和第二拉伸机构连接；两根秋千绳分别对称地安装在第一驱动机构和第二驱动机构上；座板的两端分别与两根秋千绳的下端连接。

上述第一驱动机构和第二驱动机构结构及其安装结构完全相同，对于第一驱动机构它包括杆套、方形杆孔、环形切口、挡块、旋转壳、第一气孔、第二气孔、单向进气孔、第一气压腔、旋转孔、压迫块、连接块、扇形锥齿块，其中旋转壳上具有圆柱形的第一气压腔；旋转壳端面上开有贯通的旋转孔；旋转壳外圆面上开有第一气孔、第二气孔和单向进气孔；第一气孔为单向出气孔；压迫块一端安装在第一气压腔的内圆面上，且压迫块上两个相对的侧面分别与第一气压腔的两个端面固定连接；压迫块位于第一气孔和第二气孔之间；杆套的端面上开有贯通的方形杆孔；杆套的外圆面的两端对称地开有两个环形切口；挡块的一端固定安装在杆套的外圆面上；杆套安装在旋转壳的第一气压腔中，且旋转壳上的旋转孔的内圆面与杆套上的两个环形切口的外圆面旋转配合；压迫块未与旋转壳的第一气压腔内圆面连接的一端与杆套的外圆面接触配合；挡块未与杆套外圆面连接的一端与旋转壳第一气压腔的内圆面接触配合，且挡块的两个相对的侧面分别与旋转壳的第一气压腔的两个端面接触配合；压迫块和挡块共同把第一气压腔分隔成两个相对独立的密闭腔室；连接块安装在旋转壳的外圆面上；扇形锥齿块安装在旋转壳的外圆面上；杆套通过方形杆孔安装在移动杆的一端；连接块未与旋转壳连接的一端与秋千绳连接。

上述第一拉伸机构和第二拉伸机构结构及其安装结构完全相同，对于第一拉伸机构它包括顶板、第三气孔、U型板、轴孔、底板、梯形滑条、第二梯形滑槽、固定柱、旋转杆、摆杆、接触块、限位板、限位块、第一梯形滑槽、复位弹簧、伸缩杆、移动杆滑块、梯形滑块、驱动弹簧、气压缸、第四气孔、第二气压腔、柱孔、气压柱、活塞，其中U型板的侧板上开有轴孔；U型板的侧面上固定安装有固定柱，U型板通过固定柱固定安装在支架上；底板安装在U型板的下端面上；底板的上端面上固定安装有两个梯形滑条，且两个梯形滑条均与U型板侧板平行；底板的上端面上开有第二梯形滑槽，且第二梯形滑槽位于梯形滑条的一端；第二梯形滑槽垂直于两个梯形滑条；限位板的下端面上对称地开有两个第一梯形滑槽；限位板通过两个第一梯形滑槽与梯形滑条的滑动配合安装在底板上；若干个限位块均匀地安装在限位板端面上，且全部的限位块沿限位板呈线性分布；限位板上未安装限位块的端面上安装有接触块；驱动弹簧一端与U型板的内壁连接，另一端与限位板连接；转轴通过轴孔安装在U型板侧板上；锥齿轮安装在转轴的一端，且锥齿轮位于U型板的外侧；转轴未与锥齿轮连接的一端安装有旋转杆；旋转杆未与转轴连接的一端安装有摆杆，且摆杆与接触块相配合；移动杆滑块上安装有梯形滑块；移动杆滑块通过梯形滑块与第二梯形滑槽的滑动配合安装在底板上；伸缩杆一端与移动杆滑块连接，另一端与U型板内壁侧面连接；复位弹簧嵌套在伸缩杆外侧，且复位弹簧一端与移动杆滑块连接，复位弹簧另一端与U型板内壁侧面连接；复位弹簧的间隙与若干个限位块配合；U型板上与轴孔相对的侧板内壁上安装有气压缸；气压缸上具有第二气压腔；气压缸未连接U型板的端面中心处开有柱孔，且柱孔与第二气压腔相通；第二气压腔中安装有活塞，且活塞的外圆面上开有滑动切口；气压柱一端与活塞连接，另一端穿过柱孔与移动杆滑块连接；气压缸的外圆面下端开有与第二气压腔相通的第四气孔和放气孔，且第四气孔和放气孔位于活塞和气压缸底部之间；卡块安装在滑杆的一端的侧面，且卡块与活塞相配合；滑杆通过滑动配合安装在活塞的滑动切口中；滑杆上未安装卡块的一端的端面上安装有堵块，且堵块位于活塞下端；堵块与放气孔和活塞相配合；阻尼杆的一端安装在气压缸底部，且阻尼杆另一端与堵块固定连接；回位弹簧缠绕在阻尼杆外侧；回位弹簧一端与堵块连接，另一端与气压缸底部连接；顶板安装在U型板的上端面上；移动杆一端穿过方形杆孔后与移动杆滑块连接；第四气孔与第一气孔之间通过气管连接；气管一端与第一气孔连接，另一端穿过顶板上所开的第三气孔与第四气孔连接；锥齿轮与第一驱动机构上的扇形锥齿块相配合。

作为本技术的进一步改进，上述驱动弹簧和回位弹簧均为拉伸弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述杆套与移动杆之间为焊接连接。

作为本技术的进一步改进，上述复位弹簧为压缩弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述固定柱与支架之间为焊接连接。

作为本技术的进一步改进，上述转轴通过轴承安装在轴孔中。

作为本技术的进一步改进，上述第四气孔为单向进气孔。

本发明中压迫块一端安装在第一气压腔的内圆面上，且压迫块上两个相对的侧面分别与第一气压腔的两个端面连接；压迫块未与旋转壳的第一气压腔内圆面连接的一端与杆套的外圆面接触配合；挡块未与杆套外圆面连接的一端与旋转壳第一气压腔的内圆面接触配合，且挡块的两个侧面分别与旋转壳的第一气压腔的两个端面接触配合的作用是，当人坐在秋千上向前荡时，压迫块与挡块能更好地压缩空气，被压缩的空气通过第一气孔和第四气孔进入到第二气压腔中，使得第二气压腔中被挤压的空气对活塞的作用力持续增大；活塞通过气压柱对移动杆滑块的作用力持续增大，当秋千在小角度摆动的过程中，可以对第二气压腔持续不断地充气，从而达到储能的目的。

本发明中第二气孔与大气相通，的作用是，当人在秋千上向前荡时，避免压迫块与挡块由于相对运动而空间增大的空腔里形成真空，从而阻碍旋转壳的旋转；当人在秋千上向后荡时，避免压迫块与挡块，由于相对运动而空间减小的空腔里的空气被压缩，从而阻碍旋转壳的旋转。

本发明中的单向进气孔的作用是：当人在秋千上从前往回小角度荡时，旋转壳上与第一气孔相通的腔室体积逐渐增大，使得更多的空气通过单向进气孔进入旋转壳上与第一气孔相通的腔室内；当人在秋千上往前小角度荡时，旋转壳上与第一气孔相通的腔室体积逐渐被压缩，腔室里的高压空气通过第一气孔被压入气压缸内；由于第一气孔为单向出气孔，所以从旋转壳上与第一气孔相通的腔室压入气压缸内的高压气体反复累积并被储存起来，气压缸内的压力急剧增大；当人在秋千上经过反复几次小角度的摆动后继续向前摆动，摆动角度逐渐增大到秋千绳产生松弛状态的角度时，扇形锥齿块与锥齿轮相遇，锥齿轮在扇形锥齿块的作用下发生旋转，锥齿轮通过转轴和旋转杆带动摆杆摆动；摆杆摆动一定角度，摆杆解除对接触块的限制；驱动弹簧在恢复力作用下通过限位板拉动限位块解除对复位弹簧的限制；移动杆滑块在气压缸高压气体的作用下瞬间快速滑动，复位弹簧被压缩；移动杆滑块带动移动杆瞬间快速向后滑动，秋千绳瞬间被拉直；当复位弹簧变形量即将达到最大时，活塞刚好作用于卡块；活塞通过卡块、滑杆带动堵块向上滑动；堵块解除对放气孔的限制；气压缸中的高压气体经过放气孔被释放；复位弹簧在恢复力的作用下推动移动杆滑块迅速复位；当人在秋千上从前面最高处开始回落时，扇形锥齿块与锥齿轮发生反向作用，摆杆回摆并通过接触块和限位板带动限位块重新对复位弹簧进行限位；这时，活塞作用于堵块刚好恢复对放气孔的限制；气压缸恢复封闭状态；如此往复，秋千小角度摆动过程中存储能量，大角度摆动过程中瞬间释放能量，使得秋千绳被拉直，保证坐秋千的人的安全和舒适度。

本发明中的第一气孔为单向出气孔，第四气孔为单向进气孔的作用是：使得旋转壳与第一气孔相通的腔室的高压气体可以进入气压缸内，而气压缸内的气体不会返回第一气压腔内。

本发明中旋转壳上开有旋转孔，且旋转孔贯通旋转壳的两个端面；旋转孔与第一气压腔相通；杆套上的两个端面上沿外圆面开有两个环形切口；杆套安装在旋转壳的第一气压腔中，且旋转壳上的旋转孔的内圆面与杆套上的两个环形切口的外圆面相配合；旋转壳通过旋转孔绕杆套的环形切口外圆面旋转的作用是，使得旋转壳与杆套之间形成一个密闭的空间，且环形切口限制了旋转壳杆套上环形切口的外圆面轴向滑动。

本发明中堵块的作用是，当气压缸内需要储存高压气体时，气压缸处于封闭状态；当气压缸内的高压气体推动移动杆滑块滑动后，复位弹簧带动移动杆滑块、气压柱和活塞迅速复位；堵块解除对放气孔限制，释放高压气体；使得活塞在复位弹簧的恢复力作用下顺利复位。

本发明中伸缩杆的作用是，使得复位弹簧只沿伸缩杆轴向发生伸缩变形，防止复位弹簧失效。

本发明中摆杆的作用是，当人在秋千上向前荡到最高处时，由于秋千绳对人的牵引力最小，在下落过程中，秋千绳由绷直状态变为松弛状态，人在最高处会出现短暂的自由落体状态；这时，安装在第一驱动机构和第二驱动机构上的两个旋转壳外圆面上的两个扇形锥齿块分别与第一拉伸机构和第二拉伸机构上的锥齿轮相啮合；第一驱动机构和第二驱动机构上的两个扇形锥齿块分别带动第一拉伸机构和第二拉伸机构上的锥齿轮旋转；第一拉伸机构和第二拉伸机构上的锥齿轮通过各自的转轴和旋转杆带动各自的摆杆摆动；摆杆解除对接触块的限制，处于拉伸状态的驱动弹簧在恢复力作用下通过限位板带动限位块解除对复位弹簧的限制；移动杆滑块在气压柱的推动力作用下沿第二梯形滑槽向后滑动，移动杆移动使得秋千绳重新绷直，避免了人在最高处时短暂自由落体现象的发生；阻尼杆的设计目的是，当活塞带动卡块滑动的过程中非常容易，使得阻尼杆不会对堵块造成较大的阻力作用；当活塞复位过程中，堵块不会因为回位弹簧的恢复力作用快速回位，使得第二气压腔内的高压气体可以全部释放。

当人坐在秋千上往前荡时，在初始状态下，驱动弹簧处于拉伸状态；第一驱动机构和第二驱动机构中的旋转壳同步带动各自的压迫块向挡块运动，旋转壳上与第一气孔相通的密闭空腔里的空气被压缩；被压缩的空气通过第一气孔、第四气孔被压入气压缸中；被挤压的气体使得气压柱对移动杆滑块产生推力作用；由于限位板上的限位块对复位弹簧有限制作用，所以气压缸中的气体作用于移动杆滑块，移动杆滑块不发生位移；当人坐在秋千上荡到最高处时，由于秋千绳对人的牵引力减小，在人从最高处回落的过程中秋千绳由绷直变为松弛，使得人在最高处会出现短暂的自由落体现象；这时扇形锥齿块作用于锥齿轮，使得摆杆摆动并解除对接触块的限制；处于拉伸状态的驱动弹簧通过限位板带动限位块解除对复位弹簧的限制；由于气压缸的气体持续增多，进而压力持续增大，所以当限位块解除对复位弹簧的限制时，高压气体通过活塞和气压柱推动移动杆滑块迅速向后滑动，同时伸缩杆缩短；移动杆滑块通过移动杆带动第一驱动机构和第二驱动机构迅速向后运动，秋千绳瞬间被拉直，避免人在最高处的自由落体现象发生，最大限度地确保人在荡秋千时的安全和舒适性；与此同时，当复位弹簧形变量即将达到最大时，活塞作用于卡块，卡块通过滑杆带动堵块解除对放气孔限制，气压缸内的高压气体被释放。

当人在秋千上从最高处向回摆时，扇形锥齿块与锥齿轮反向作用，锥齿轮反向旋转，锥齿轮通过转轴和旋转杆带动摆杆向初始位置摆动；摆杆通过接触块带动限位板和限位块向初始位置运动；旋转壳上与第一气孔相通的空腔空间逐渐增大恢复原状，气压缸中的气体压力逐渐恢复初始状态，气压缸中的气体对活塞的推力逐渐减小直至消失，移动杆滑块在复位弹簧的作用下逐渐回到初始位置，移动杆滑块带动气压柱和活塞向初始位置运动；活塞作用于堵块，使得堵块恢复对放气孔的限制；在人回落的过程中，复位弹簧恢复原状，限位块瞬间嵌入复位弹簧并与之相啮合；限位块再次对复位弹簧的轴向移动进行限位。

相对于传统的秋千，本发明中当人坐在秋千上荡到最高处时，扇形锥齿块作用于锥齿轮，使得锥齿轮通过转轴和旋转杆带动摆杆摆动；摆杆解除对接触块的限制；驱动弹簧拉动限位板和限位块；限位块解除对复位弹簧的限制；由于气压缸的气体持续增多，进而压力持续增大，所以当限位块解除对复位弹簧的限制时，高压气体通过活塞和气压柱推动移动杆滑块迅速向后滑动，同时伸缩杆缩短；移动杆滑块通过移动杆带动第一驱动机构和第二驱动机构迅速向后运动，秋千绳瞬间被拉直，避免人在最高处的自由落体现象发生，最大限度地确保人在荡秋千时的安全和舒适性，减少意外发生；本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是一种锥齿轮传动移动拉伸秋千示意图。

图2是第一拉伸机构、第二拉伸机构、第一驱动机构、第二驱动机构及移动杆配合示意图。

图3是第一驱动机构示意图。

图4是第一驱动机构及移动杆配合示意图。

图5是杆套及挡块配合示意图。

图6是旋转壳示意图。

图7是旋转壳剖面示意图。

图8是第一拉伸机构透视示意图。

图9是第一拉伸机构示意图。

图10是底板示意图。

图11是第一拉伸机构内部结构示意图。

图12是U型板示意图。

图13是气压杆、活塞及气压缸配合示意图。

图14是气压缸剖面示意图。

图15是移动杆滑块示意图。

图16是伸缩杆示意图。

图17是限位板及限位块配合示意图。

图18是限位板及底板配合示意图。

图19是活塞示意图。

图中标号名称：1、支架；2、秋千绳；3、座板；4、第一驱动机构；5、移动杆；6、第一拉伸机构；7、第二驱动机构；8、第二拉伸机构；9、扇形锥齿块；10、旋转壳；11、压迫块；12、旋转孔；13、第一气孔；14、第二气孔；15、第一气压腔；16、杆套；17、方形杆孔；18、环形切口；19、挡块；20、连接块；21、顶板；22、第三气孔；23、U型板；24、轴孔；25、底板；26、梯形滑条；27、第二梯形滑槽；28、固定柱；29、锥齿轮；30、转轴；31、旋转杆；32、摆杆；33、接触块；34、限位板；35、限位块；36、复位弹簧；37、伸缩杆；38、驱动弹簧；39、移动杆滑块；40、梯形滑块；41、气压缸；42、第四气孔；43、第二气压腔；44、柱孔；45、气压柱；46、活塞；47、单向进气孔；48、放气孔；49、卡块；50、滑杆；51、堵块；52、阻尼杆；53、回位弹簧；54、滑动切口。

具体实施方式

如图1所示，它包括支架1、移动杆5、第一驱动机构4、第二驱动机构7、第一拉伸机构6、第二拉伸机构8、秋千绳2、座板3，其中支架1固定安装在地面上；第一拉伸机构6和第二拉伸机构8对称地安装在支架1之间；第一驱动机构4和第二驱动机构7对称地安装在移动杆5的两端；移动杆5为四棱柱形；移动杆5的两端分别与第一拉伸机构6和第二拉伸机构8连接；两根秋千绳2分别对称地安装在第一驱动机构4和第二驱动机构7上；座板3的两端分别与两根秋千绳2的下端连接。

如图2所示，上述第一驱动机构4和第二驱动机构7结构及其安装结构完全相同，如图3、5、7所示，对于第一驱动机构4它包括杆套16、方形杆孔17、环形切口18、挡块19、旋转壳10、第一气孔13、第二气孔14、单向进气孔47、第一气压腔15、旋转孔12、压迫块11、连接块20、扇形锥齿块9，其中如图7所示，旋转壳10上具有圆柱形的第一气压腔15；如图6所示，旋转壳10端面上开有贯通的旋转孔12；如图7所示，旋转壳10外圆面上开有第一气孔13、第二气孔14和单向进气孔47；第一气孔13为单向出气孔；压迫块11一端安装在第一气压腔15的内圆面上，且压迫块11上两个相对的侧面分别与第一气压腔15的两个端面固定连接；压迫块11位于第一气孔13和第二气孔14之间；如图5所示，杆套16的端面上开有贯通的方形杆孔17；杆套16的外圆面的两端对称地开有两个环形切口18；挡块19的一端固定安装在杆套16的外圆面上；如图3所示，杆套16安装在旋转壳10的第一气压腔15中，且旋转壳10上的旋转孔12的内圆面与杆套16上的两个环形切口18的外圆面旋转配合；压迫块11未与旋转壳10的第一气压腔15内圆面连接的一端与杆套16的外圆面接触配合；挡块19未与杆套16外圆面连接的一端与旋转壳10第一气压腔15的内圆面接触配合，且挡块19的两个相对的侧面分别与旋转壳10的第一气压腔15的两个端面接触配合；压迫块11和挡块19共同把第一气压腔15分隔成两个相对独立的密闭腔室；连接块20安装在旋转壳10的外圆面上；扇形锥齿块9安装在旋转壳10的外圆面上；如图4所示，杆套16通过方形杆孔17安装在移动杆5的一端；如图1所示，连接块20未与旋转壳10连接的一端与秋千绳2连接。

如图2所示，上述第一拉伸机构6和第二拉伸机构8结构及其安装结构完全相同，如图8、10所示，对于第一拉伸机构6它包括顶板21、第三气孔22、U型板23、轴孔24、底板25、梯形滑条26、第二梯形滑槽27、固定柱28、旋转杆31、摆杆32、接触块33、限位板34、限位块35、第一梯形滑槽、复位弹簧36、伸缩杆37、移动杆滑块39、梯形滑块40、驱动弹簧38、气压缸41、第四气孔42、第二气压腔43、柱孔44、气压柱45、活塞46，其中如图12所示，U型板23的侧板上开有轴孔24；如图1、9所示，U型板23的侧面上固定安装有固定柱28，U型板23通过固定柱28固定安装在支架1上；如图11所示，底板25安装在U型板23的下端面上；如图10所示，底板25的上端面上固定安装有两个梯形滑条26，且两个梯形滑条26均与U型板23侧板平行；底板25的上端面上开有第二梯形滑槽27，且第二梯形滑槽27位于梯形滑条26的一端；第二梯形滑槽27垂直于两个梯形滑条26；如图17所示，限位板34的下端面上对称地开有两个第一梯形滑槽；如图18所示，限位板34通过两个第一梯形滑槽与梯形滑条26的滑动配合安装在底板25上；若干个限位块35均匀地安装在限位板34端面上，且全部的限位块35沿限位板34呈线性分布；如图11所示，限位板34上未安装限位块35的端面上安装有接触块33；驱动弹簧38一端与U型板23的内壁连接，另一端与限位板34连接；转轴30通过轴孔24安装在U型板23侧板上；锥齿轮29安装在转轴30的一端，且锥齿轮29位于U型板23的外侧；转轴30未与锥齿轮29连接的一端安装有旋转杆31；旋转杆31未与转轴30连接的一端安装有摆杆32，且摆杆32与接触块33相配合；如图15所示，移动杆滑块39上安装有梯形滑块40；如图11、16所示，移动杆滑块39通过梯形滑块40与第二梯形滑槽27的滑动配合安装在底板25上；伸缩杆37一端与移动杆滑块39连接，另一端与U型板23内壁侧面连接；复位弹簧36嵌套在伸缩杆37外侧，且复位弹簧36一端与移动杆滑块39连接，复位弹簧36另一端与U型板23内壁侧面连接；复位弹簧36的间隙与若干个限位块35配合；U型板23上与轴孔24相对的侧板内壁上安装有气压缸41；如图14所示，气压缸41上具有第二气压腔43；气压缸41未连接U型板23的端面中心处开有柱孔44，且柱孔44与第二气压腔43相通；如图13、19所示，第二气压腔43中安装有活塞46，且活塞46的外圆面上开有滑动切口54；如图8所示，气压柱45一端与活塞46连接，另一端穿过柱孔44与移动杆滑块39连接；如图13所示，气压缸41的外圆面下端开有与第二气压腔43相通的第四气孔42和放气孔48，且第四气孔42和放气孔48位于活塞46和气压缸41底部之间；卡块49安装在滑杆50的一端的侧面，且卡块49与活塞46相配合；滑杆50通过滑动配合安装在活塞46的滑动切口54中；滑杆50上未安装卡块49的一端的端面上安装有堵块51，且堵块51位于活塞46下端；堵块51与放气孔48和活塞46相配合；阻尼杆52的一端安装在气压缸41底部，且阻尼杆52另一端与堵块51固定连接；回位弹簧53缠绕在阻尼杆52外侧；回位弹簧53一端与堵块51连接，另一端与气压缸41底部连接；如图9所示，顶板21安装在U型板23的上端面上；如图2所示，移动杆5一端穿过方形杆孔17后与移动杆滑块39连接；第四气孔42与第一气孔13之间通过气管连接；气管一端与第一气孔13连接，另一端穿过顶板21上所开的第三气孔22与第四气孔42连接；如图1所示，锥齿轮29与第一驱动机构4上的扇形锥齿块9相配合。

如图11、13所示，上述驱动弹簧38和回位弹簧53均为拉伸弹簧。

如图4所示，上述杆套16与移动杆5之间为焊接连接。

如图11所示，上述复位弹簧36为压缩弹簧。

如图1所示，上述固定柱28与支架1之间为焊接连接。

如图11所示，上述转轴30通过轴承安装在轴孔24中。

如图7所示，上述第四气孔42为单向进气孔47。

本发明中压迫块11一端安装在第一气压腔15的内圆面上，且压迫块11上两个相对的侧面分别与第一气压腔15的两个端面连接；压迫块11未与旋转壳10的第一气压腔15内圆面连接的一端与杆套16的外圆面接触配合；挡块19未与杆套16外圆面连接的一端与旋转壳10第一气压腔15的内圆面接触配合，且挡块19的两个侧面分别与旋转壳10的第一气压腔15的两个端面接触配合的作用是，当人坐在秋千上向前荡时，压迫块11与挡块19能更好地压缩空气，被压缩的空气通过第一气孔13和第四气孔42进入到第二气压腔43中，使得第二气压腔43中被挤压的空气对活塞46的作用力持续增大；活塞46通过气压柱45对移动杆滑块39的作用力持续增大，当秋千在小角度摆动的过程中，可以对第二气压腔43持续不断地充气，从而达到储能的目的。

本发明中第二气孔14的作用是，当人在秋千上向前荡时，避免压迫块11与挡块19由于相对运动而空间增大的空腔里形成真空，从而阻碍旋转壳10的旋转；当人在秋千上向后荡时，避免压迫块11与挡块19，由于相对运动而空间减小的空腔里的空气被压缩，从而阻碍旋转壳10的旋转。

本发明中的单向进气孔47的作用是：当人在秋千上从前往回小角度荡时，旋转壳10上与第一气孔13相通的腔室体积逐渐增大，使得更多的空气通过单向进气孔47进入旋转壳10上与第一气孔13相通的腔室内；当人在秋千上往前小角度荡时，旋转壳10上与第一气孔13相通的腔室体积逐渐被压缩，腔室里的高压空气通过第一气孔13被压入气压缸41内；由于第一气孔13为单向出气孔，所以从旋转壳10上与第一气孔13相通的腔室压入气压缸41内的高压气体反复累积并被储存起来，气压缸41内的压力急剧增大；当人在秋千上经过反复几次小角度的摆动后继续向前摆动，摆动角度逐渐增大到秋千绳2产生松弛状态的角度时，扇形锥齿块9与锥齿轮29相遇，锥齿轮29在扇形锥齿块9的作用下发生旋转，锥齿轮29通过转轴30和旋转杆31带动摆杆32摆动；摆杆32摆动一定角度，摆杆32解除对接触块33的限制；驱动弹簧38在恢复力作用下通过限位板34拉动限位块35解除对复位弹簧36的限制；移动杆滑块39在气压缸41高压气体的作用下瞬间快速滑动，复位弹簧36被压缩；移动杆滑块39带动移动杆5瞬间快速向后滑动，秋千绳2瞬间被拉直；当复位弹簧36变形量即将达到最大时，活塞46刚好作用于卡块49；活塞46通过卡块49、滑杆50带动堵块51向上滑动；堵块51解除对放气孔48的限制；气压缸41中的高压气体经过放气孔48被释放；复位弹簧36在恢复力的作用下推动移动杆滑块39迅速复位；当人在秋千上从前面最高处开始回落时，扇形锥齿块9与锥齿轮29发生反向作用，摆杆32回摆并通过接触块33和限位板34带动限位块35重新对复位弹簧36进行限位；这时，活塞46作用于堵块51刚好恢复对放气孔48的限制；气压缸41恢复封闭状态；如此往复，秋千小角度摆动过程中存储能量，大角度摆动过程中瞬间释放能量，使得秋千绳2被拉直，保证坐秋千的人的安全和舒适度。

本发明中的第一气孔13为单向出气孔，第四气孔42为单向进气孔47的作用是：使得旋转壳10与第一气孔13相通的腔室的高压气体可以进入气压缸41内，而气压缸41内的气体不会返回第一气压腔15内。

本发明中旋转壳10上开有旋转孔12，且旋转孔12贯通旋转壳10的两个端面；旋转孔12与第一气压腔15相通；杆套16上的两个端面上沿外圆面开有两个环形切口18；杆套16安装在旋转壳10的第一气压腔15中，且旋转壳10上的旋转孔12的内圆面与杆套16上的两个环形切口18的外圆面相配合；旋转壳10通过旋转孔12绕杆套16的环形切口18外圆面旋转的作用是，使得旋转壳10与杆套16之间形成一个密闭的空间，且环形切口18限制了旋转壳10杆套16上环形切口18的外圆面轴向滑动。

本发明中堵块51的作用是，当气压缸41内需要储存高压气体时，气压缸41处于封闭状态；当气压缸41内的高压气体推动移动杆滑块39滑动后，复位弹簧36带动移动杆滑块39、气压柱45和活塞46迅速复位；堵块51解除对放气孔48限制，释放高压气体；使得活塞46在复位弹簧36的恢复力作用下顺利复位。

本发明中伸缩杆37的作用是，使得复位弹簧36只沿伸缩杆37轴向发生伸缩变形，防止复位弹簧36失效。

本发明中摆杆32的作用是，当人在秋千上向前荡到最高处时，由于秋千绳2对人的牵引力最小，在下落过程中，秋千绳2由绷直状态变为松弛状态，人在最高处会出现短暂的自由落体状态；这时，安装在第一驱动机构4和第二驱动机构7上的两个旋转壳10外圆面上的两个扇形锥齿块9分别与第一拉伸机构6和第二拉伸机构8上的锥齿轮29相啮合；第一驱动机构4和第二驱动机构7上的两个扇形锥齿块9分别带动第一拉伸机构6和第二拉伸机构8上的锥齿轮29旋转；第一拉伸机构6和第二拉伸机构8上的锥齿轮29通过各自的转轴30和旋转杆31带动各自的摆杆32摆动；摆杆32解除对接触块33的限制，处于拉伸状态的驱动弹簧38在恢复力作用下通过限位板34带动限位块35解除对复位弹簧36的限制；移动杆滑块39在气压柱45的推动力作用下沿第二梯形滑槽27向后滑动，移动杆5移动使得秋千绳2重新绷直，避免了人在最高处时短暂自由落体现象的发生；阻尼杆52的设计目的是，当活塞46带动卡块49滑动的过程中非常容易，使得阻尼杆52不会对堵块51造成较大的阻力作用；当活塞46复位过程中，堵块51不会因为回位弹簧53的恢复力作用快速回位，使得第二气压腔43内的高压气体可以全部释放。

具体实施方式：当人坐在秋千上往前荡时，在初始状态下，驱动弹簧38处于拉伸状态；第一驱动机构4和第二驱动机构7中的旋转壳10同步带动各自的压迫块11向挡块19运动，旋转壳10上与第一气孔13相通的密闭空腔里的空气被压缩；被压缩的空气通过第一气孔13、第四气孔42被压入气压缸41中；被挤压的气体使得气压柱45对移动杆滑块39产生推力作用；由于限位板34上的限位块35对复位弹簧36有限制作用，所以气压缸41中的气体作用于移动杆滑块39，移动杆滑块39不发生位移；当人坐在秋千上荡到最高处时，由于秋千绳2对人的牵引力减小，在人从最高处回落的过程中秋千绳2由绷直变为松弛，使得人在最高处会出现短暂的自由落体现象，这个状态较为危险；为了克服危险，这时扇形锥齿块9作用于锥齿轮29，使得摆杆32摆动并解除对接触块33的限制；处于拉伸状态的驱动弹簧38通过限位板34带动限位块35解除对复位弹簧36的限制；由于之前人并没有达到更好的高度，气压缸41的气体积累中持续增多，进而压力持续增大，所以当限位块35解除对复位弹簧36的限制时，高压气体通过活塞46和气压柱45推动移动杆滑块39迅速向后滑动，同时伸缩杆37缩短；移动杆滑块39通过移动杆5带动第一驱动机构4和第二驱动机构7迅速向后运动，秋千绳2瞬间被拉直，避免人在最高处的自由落体现象发生，最大限度地确保人在荡秋千时的安全和舒适性；与此同时，当复位弹簧36形变量即将达到最大时，活塞46作用于卡块49，卡块49通过滑杆50带动堵块51解除对放气孔48限制，气压缸41内的高压气体被释放。

当人在秋千上从最高处向回摆时，扇形锥齿块9与锥齿轮29反向作用，锥齿轮29反向旋转，锥齿轮29通过转轴30和旋转杆31带动摆杆32向初始位置摆动；摆杆32通过接触块33带动限位板34和限位块35向初始位置运动；旋转壳10上与第一气孔13相通的空腔空间逐渐增大恢复原状，气压缸41中的气体压力逐渐恢复初始状态，气压缸41中的气体对活塞46的推力逐渐减小直至消失，移动杆滑块39在复位弹簧36的作用下逐渐回到初始位置，移动杆滑块39带动气压柱45和活塞46向初始位置运动；活塞46作用于堵块51，使得堵块51恢复对放气孔48的限制；在人回落的过程中，复位弹簧36恢复原状，限位块35瞬间嵌入复位弹簧36并与之相啮合；限位块35再次对复位弹簧36的轴向移动进行限位。

综上所述，本发明的有益效果：当人坐在秋千上荡到最高处时，扇形锥齿块9作用于锥齿轮29，使得锥齿轮29通过转轴30和旋转杆31带动摆杆32摆动；摆杆32解除对接触块33的限制；驱动弹簧38拉动限位板34和限位块35；限位块35解除对复位弹簧36的限制；由于气压缸41的气体持续增多，进而压力持续增大，所以当限位块35解除对复位弹簧36的限制时，高压气体通过活塞46和气压柱45推动移动杆滑块39迅速向后滑动，同时伸缩杆37缩短；移动杆滑块39通过移动杆5带动第一驱动机构4和第二驱动机构7迅速向后运动，秋千绳2瞬间被拉直，避免人在最高处的自由落体现象发生，最大限度地确保人在荡秋千时的安全和舒适性，减少意外发生。本发明的装置在于气压缸的气体持续累积后进行一次释放，所以本发明的保护措施为多次摆动积累能量然后释放一次，对人仅具有一定的保护作用，但并不是每次摆动较高的位置均起到保护作用，所以在某种意义上讲本发明起到的是警告和一定保护的作用。

Claims (7)

1.一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：它包括支架、移动杆、第一驱动机构、第二驱动机构、第一拉伸机构、第二拉伸机构、秋千绳、座板，其中支架固定安装在地面上；第一拉伸机构和第二拉伸机构对称地安装在支架之间；第一驱动机构和第二驱动机构对称地安装在移动杆的两端；移动杆为四棱柱形；移动杆的两端分别与第一拉伸机构和第二拉伸机构连接；两根秋千绳分别对称地安装在第一驱动机构和第二驱动机构上；座板的两端分别与两根秋千绳的下端连接；

上述第一驱动机构和第二驱动机构结构及其安装结构完全相同，对于第一驱动机构它包括杆套、方形杆孔、环形切口、挡块、旋转壳、第一气孔、第二气孔、单向进气孔、第一气压腔、旋转孔、压迫块、连接块、扇形锥齿块，其中旋转壳上具有圆柱形的第一气压腔；旋转壳端面上开有贯通的旋转孔；旋转壳外圆面上开有第一气孔、第二气孔和单向进气孔；第一气孔为单向出气孔；压迫块一端安装在第一气压腔的内圆面上，且压迫块上两个相对的侧面分别与第一气压腔的两个端面固定连接；压迫块位于第一气孔和第二气孔之间；杆套的端面上开有贯通的方形杆孔；杆套的外圆面的两端对称地开有两个环形切口；挡块的一端固定安装在杆套的外圆面上；杆套安装在旋转壳的第一气压腔中，且旋转壳上的旋转孔的内圆面与杆套上的两个环形切口的外圆面旋转配合；压迫块未与旋转壳的第一气压腔内圆面连接的一端与杆套的外圆面接触配合；挡块未与杆套外圆面连接的一端与旋转壳第一气压腔的内圆面接触配合，且挡块的两个相对的侧面分别与旋转壳的第一气压腔的两个端面接触配合；压迫块和挡块共同把第一气压腔分隔成两个相对独立的密闭腔室；连接块安装在旋转壳的外圆面上；扇形锥齿块安装在旋转壳的外圆面上；杆套通过方形杆孔安装在移动杆的一端；连接块未与旋转壳连接的一端与秋千绳连接；

上述第一拉伸机构和第二拉伸机构结构及其安装结构完全相同，对于第一拉伸机构它包括顶板、第三气孔、U型板、轴孔、底板、梯形滑条、第二梯形滑槽、固定柱、旋转杆、摆杆、接触块、限位板、限位块、第一梯形滑槽、复位弹簧、伸缩杆、移动杆滑块、梯形滑块、驱动弹簧、气压缸、第四气孔、第二气压腔、柱孔、气压柱、活塞，其中U型板的侧板上开有轴孔；U型板的侧面上固定安装有固定柱，U型板通过固定柱固定安装在支架上；底板安装在U型板的下端面上；底板的上端面上固定安装有两个梯形滑条，且两个梯形滑条均与U型板侧板平行；底板的上端面上开有第二梯形滑槽，且第二梯形滑槽位于梯形滑条的一端；第二梯形滑槽垂直于两个梯形滑条；限位板的下端面上对称地开有两个第一梯形滑槽；限位板通过两个第一梯形滑槽与梯形滑条的滑动配合安装在底板上；若干个限位块均匀地安装在限位板端面上，且全部的限位块沿限位板呈线性分布；限位板上未安装限位块的端面上安装有接触块；驱动弹簧一端与U型板的内壁连接，另一端与限位板连接；转轴通过轴孔安装在U型板侧板上；锥齿轮安装在转轴的一端，且锥齿轮位于U型板的外侧；转轴未与锥齿轮连接的一端安装有旋转杆；旋转杆未与转轴连接的一端安装有摆杆，且摆杆与接触块相配合；移动杆滑块上安装有梯形滑块；移动杆滑块通过梯形滑块与第二梯形滑槽的滑动配合安装在底板上；伸缩杆一端与移动杆滑块连接，另一端与U型板内壁侧面连接；复位弹簧嵌套在伸缩杆外侧，且复位弹簧一端与移动杆滑块连接，复位弹簧另一端与U型板内壁侧面连接；复位弹簧的间隙与若干个限位块配合；U型板上与轴孔相对的侧板内壁上安装有气压缸；气压缸上具有第二气压腔；气压缸未连接U型板的端面中心处开有柱孔，且柱孔与第二气压腔相通；第二气压腔中安装有活塞，且活塞的外圆面上开有滑动切口；气压柱一端与活塞连接，另一端穿过柱孔与移动杆滑块连接；气压缸的外圆面下端开有与第二气压腔相通的第四气孔和放气孔，且第四气孔和放气孔位于活塞和气压缸底部之间；卡块安装在滑杆的一端的侧面，且卡块与活塞相配合；滑杆通过滑动配合安装在活塞的滑动切口中；滑杆上未安装卡块的一端的端面上安装有堵块，且堵块位于活塞下端；堵块与放气孔和活塞相配合；阻尼杆的一端安装在气压缸底部，且阻尼杆另一端与堵块固定连接；回位弹簧缠绕在阻尼杆外侧；回位弹簧一端与堵块连接，另一端与气压缸底部连接；顶板安装在U型板的上端面上；移动杆一端穿过方形杆孔后与移动杆滑块连接；第四气孔与第一气孔之间通过气管连接；气管一端与第一气孔连接，另一端穿过顶板上所开的第三气孔与第四气孔连接；锥齿轮与第一驱动机构上的扇形锥齿块相配合。

2.根据权利要求1所述的一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：上述驱动弹簧和回位弹簧均为拉伸弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：上述杆套与移动杆之间为焊接连接。

4.根据权利要求1所述的一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：上述复位弹簧为压缩弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：上述固定柱与支架之间为焊接连接。

6.根据权利要求1所述的一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：上述转轴通过轴承安装在轴孔中。

7.根据权利要求1所述的一种锥齿轮传动移动拉伸秋千，其特征在于：上述第四气孔为单向进气孔。