CN110678240A - 秋千型体验装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种秋千型体验装置，包括：两个垂直柱(110)，垂直安装在地面，驱动装置(120)，位于两个垂直柱中任意一个垂直柱的上端，旋转轴(130)，沿着横向位于两个垂直柱上端，通过驱动装置旋转，两个垂直杆(150)，各垂直杆的一端固定在旋转轴，另一端与水平杆(140)互相连接；驱动装置包括：马达(121)，离合器(125)，间歇性地将马达的旋转力传递到旋转轴(130)，离合器是使用磁性铁粉的粉末离合器，旋转轴具备用于检测出旋转轴的旋转方向的编码器。本发明的秋千型体验装置中，驱动体验者搭乘秋千型体验装置后通过并用自身的力量旋转和通过马达动力旋转，给予实际荡秋千的感觉，且自然提供360°旋转体验，赋予逼真的体验效果。

Description

秋千型体验装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种可360°旋转的秋千型旋转体验装置及其控制方法，具体而言，涉及一种并用通过马达动力将旋转力传递给秋千的模式和不传递马达动力的模式，使体验者可以实际荡秋千的感觉进行体验的秋千体验装置技术。

背景技术

一般来说，秋千包括：秋千框架，具有距离底部朝向上侧隔开间隔的横向构件；多个连接部，上端连接在横向构件；以及座位(seat)，分别结合在连接部的下端，体验者可搭乘。

如此，秋千通过由体验者引发的活动，悬挂在横向构件的座位进行钟摆运动，从而向前后方向移动体验者，让体验者感受到仿佛在天上飞翔的感觉。

但是，所述现有的秋千是座位由绳索或者链条形成的连接部悬挂在框架上的，体验者通过钟摆运动，只能体验向前后方向移动，体验简单，存在体验者容易失去兴趣的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是，让体验者搭乘秋千型体验装置后体验荡秋千，并用通过自身的力量旋转和通过马达动力旋转，从而给予实际荡秋千的感觉，并且为体验者提供360°旋转体验。

本发明提供一种秋千型体验装置包括：两个垂直柱110，垂直安装在地面，驱动装置120，位于所述两个垂直柱中任意一个垂直柱的上端，旋转轴130，沿着横向位于所述两个垂直柱上端，通过所述驱动装置旋转，两个垂直杆150，各垂直杆的一端固定在所述旋转轴，另一端通过水平杆140互相连接；所述驱动装置包括：马达121，离合器125，间歇性地将所述马达的旋转力传递至所述旋转轴130。

除了利用离合器间歇性地传递旋转力的方法之外，也可具备多种方式的动力传递及阻断或减速单元。例如，可以不具备离合器，可以采用通过开启/关闭马达本身的电源来传递动力的方法，也可以利用汽车加速/减速的机构传递动力。上述离合器传递方式是其中一个例示性的实施方式。

所述离合器是使用磁性铁粉的粉末离合器，所述旋转轴具备用于检测出旋转轴的旋转方向的编码器。

另外，本发明是一种秋千型体验装置的控制方法，其用于控制秋千型体验装置，由如下模式构成：帮助(HELP)模式，所述驱动装置的旋转力通过所述离合器向所述旋转轴间歇性地传递；及非帮助模式，不向所述旋转轴传递所述驱动装置的旋转力，而是通过自身重量和惯性来旋转所述旋转轴。

所述帮助模式由如下步骤构成：离合器开启步骤，当所述编码器检测出的旋转轴的旋转方向为正方向时，开启所述离合器并且使所述马达的旋转力传递至所述旋转轴；及离合器关闭步骤，当所述编码器检测出的旋转轴的旋转方向为反方向时，关闭所述离合器，从而不向所述旋转轴传递所述马达的旋转力。

设所述垂直杆150与垂直于地面的方向所形成的角度为θ，所述垂直杆在停止的初始状态下θ＝0°，所述垂直杆从初始状态朝向前方移动的情况下，θ为正值，所述垂直杆从初始状态朝向后方移动的情况下，θ为负值，则所述帮助模式的离合器开启步骤可以在所述θ值达到第一特定值的时刻被解除并且转换为离合器关闭步骤，所述帮助模式可以在所述θ值达到第二特定值的时刻被解除并且转换为非帮助模式，

作为一示例值，所述帮助模式的离合器开启步骤可以在所述θ值达到90°的时刻被解除并且转换为离合器关闭步骤，所述帮助模式可以在所述θ值达到180°的时刻被解除并且转换为非帮助模式。

本发明的秋千型体验装置，驱动体验者搭乘秋千型体验装置后通过并用自身的力量旋转和通过马达动力旋转，使其产生实际荡秋千的感觉，且自然提供360°旋转体验，赋予逼真的体验效果。

本发明通过马达动力给难以用体验者自身的力量旋转360°的老弱者或者体验者一定程度的帮助，使其经历进行360°旋转的体验并给予其成就感。

附图说明

图1是本发明的一实施例的秋千型体验装置的概略状态，

图2是本发明的一实施例的利用秋千型体验装置360°旋转的状态，

图3是本发明的一实施例的秋千型体验装置的驱动装置，

图4是本发明的一实施例的秋千型旋转轴固定装置，

图5至图7是用于说明本发明的一实施例的秋千型体验装置的控制方法的图，

图8是本发明的一实施例的秋千型体验装置的控制系统的结构图。

具体实施方式

通过与附图相关的以下详细说明和优选实施例，本发明的目的、特定的优点及新特征会更加明确。另外，所使用的术语是考虑本发明中的功能而定义的术语，其可以根据使用者的意图或惯例而变化。因此，这些术语的定义应基于整个说明书的内容来确定。

图1是本发明的一实施例的秋千型体验装置的概略状态，图2是本发明的一实施例的利用秋千型体验装置360°旋转的状态，图3是本发明的一实施例的秋千型体验装置的驱动装置，图4是本发明的一实施例的秋千型旋转轴固定装置。

首先，本发明的秋千型体验装置包括：两个垂直柱110，垂直安装在地面；驱动装置120，位于所述两个垂直柱中任意一个垂直柱的上端；旋转轴130，横向位于所述两个垂直柱上端，通过所述驱动装置旋转。所述旋转轴通过接收所述驱动装置的旋转动力来旋转，其特征为旋转轴可360°旋转。

并且，本发明包括垂直杆150，各垂直杆150的一端固定在所述旋转轴，与旋转轴一起旋转，垂直杆的另一端通过水平杆140彼此连接。体验者的手抓住所述垂直杆，体验者的脚固定在水平杆。所述驱动装置由如下构成：马达121，利用电力产生旋转力；离合器125，间歇性地将所述马达的旋转力传递给所述旋转轴130。附图标记180是将体验者的脚固定在水平杆的固定单元，在此省略说明。

体验者用脚踩在所述水平杆140上并且用手抓住所述垂直杆150进行搭乘，以下，为了便于说明，将定义一些术语。在本发明的权利要求及详细说明中，“前方”意味着在体验者搭乘秋千体验装置的状态下观察的体验者的前方方向，“后方”意味着在体验者搭乘秋千体验装置的状态下的体验者的后方方向。并且，所述旋转轴可以向正方向及反方向旋转，其中“正方向”意味着所述垂直杆朝向体验者的前面即前方旋转，“反方向”意味着所述垂直杆朝向体验者的后面即后方旋转。

本发明通过与所述马达的轴连接的离合器，使正方向旋转的马达的动力间歇性地传递到所述旋转轴，从而加速。本发明的离合器控制马达的旋转力传递扭矩，采用了粉末离合器(powder clutch)方法，该粉末离合器方法使用用于产生稳定的扭矩的粉末(磁性铁粉)。

并且，所述旋转轴具备用于检测出旋转轴的旋转方向的编码器。即，通过利用附着在旋转轴末端的编码器来测定旋转轴的旋转方向，实施控制算法来控制旋转轴的旋转速度和加速时间。根据旋转轴的旋转方向确定用于加速的离合器开启/关闭时间。

图5至图7是用于说明本发明的一实施例的秋千型体验装置的控制方法的图，图8是本发明的一实施例的秋千型体验装置的控制系统的结构图。以下，参照图5至图7，对本发明的控制方法进行说明。

首先，本发明的秋千型体验装置控制方法包括：帮助模式(HELP MODE)，马达的动力间歇性地传递到旋转轴，因此体验者能够感觉到从外部传递动力；非帮助模式，完全不从外部传递动力，体验者根据包括自身和旋转轴的旋转体的自身重量及惯性进行旋转。即，帮助模式是通过马达动力借助旋转力的过程，非帮助模式是不能借助马达动力的旋转力的过程。

即，帮助模式是所述驱动装置120的旋转力通过所述离合器间歇性地传递到所述旋转轴130，从而旋转轴的旋转角度渐渐增加，体验者体验的角度变大的过程的模式。并且，非帮助模式是不向所述旋转轴传递所述驱动装置的旋转力，而是所述旋转轴根据自身重量和惯性旋转的过程，此时，体验者完全不借助外力(马达)的帮助。

其中，参照图5，将所述垂直杆150与垂直于地面的方向所形成的角度定义为θ。在体验者搭乘前，将所述垂直杆150悬挂在所述旋转轴130静置的状态为初始状态，则在所述初始状态下具有θ＝0°的值。在这种状态下，体验者搭乘后所述垂直杆在初始状态下朝向前方(体验者前面)移动时，θ为正值，所述垂直杆在初始状态下朝向后方移动时，θ为负值。

所述帮助模式重新反复离合器开启步骤和离合器关闭步骤，从而将马达动力传递给旋转轴。即，本发明的所述旋转轴具备检测出旋转轴的正反方向的编码器(未图示)，在所述编码器检测出的旋转轴的旋转方向是正方向时，执行所述帮助模式中离合器开启步骤，在所述编码器检测出的旋转轴的旋转方向是反方向时，执行离合器关闭步骤。在离合器开启步骤是开启所述离合器，从而所述马达的旋转力传递至所述旋转轴以使旋转轴加速的区间，离合器关闭步骤是关闭所述离合器，从而不向所述旋转轴传递所述马达的旋转力的区间。

在秋千型体验装置中，旋转轴向正方向旋转时，执行离合器开启步骤，从而将马达旋转力传递给旋转轴，需要设置一个极限，以防止旋转轴继续加速。在本发明中，将所述垂直杆与地面平行的时刻，即，所述θ值达到90°的时刻设定为极限。换言之，垂直杆朝向正方向旋转，所述θ值达到90°的时刻，所述帮助模式的离合器开启步骤被解除并转换为离合器关闭步骤，从而使马达动力不再传递。

考虑体验者及体验机构的情况，可以对所述离合器开启步骤解除并进入离合器关闭步骤的时刻进行多种改变。即，所述帮助模式的离合器开启步骤在所述θ值达到第一特定值的时刻被解除并转换为离合器关闭步骤，所述帮助模式在所述θ值达到第二特定值的时刻可以被解除并转换为非帮助模式，所述第一特定值和第二特定值根据情况可以变更，所述第一特定值可以设定为属于45°到90°的区间的任意值。

并且，本发明的秋千型体验装置也能够让体验者体验360°旋转，当秋千型体验装置旋转一圈时，则解除帮助模式本身转换为非帮助模式，由此设定为1次体验的结束时刻。即，所述帮助模式在所述θ值达到180°的时刻被解除并转换为非帮助模式，此后，通过体验者和机构自身的惯性和自身重量进行秋千的反复动作后停止。在该停止过程中，可以在马达停止状态下打开离合器并且执行减速过程。

经过上述过程的1次体验结束后，在体验者希望再次体验的情况下，运营者通过启动，再次运行上述体验过程(帮助模式)，从而反复进行体验过程。

尽管已经在上面详细描述了本发明的优选实施例，但是本发明的权利范围不限于此，利用在权利要求书定义的本发明的基本概念的本领域技术人员实施的各种变形及改进也属于本发明的权利范围。

Claims (7)

1.一种秋千型体验装置，其特征在于，包括：

两个垂直柱(110)，垂直安装在地面，

驱动装置(120)，位于所述两个垂直柱中任意一个垂直柱的上端，

旋转轴(130)，沿着横向而位于所述两个垂直柱上端，通过所述驱动装置旋转，

两个垂直杆(150)，各垂直杆的一端固定在所述旋转轴，另一端通过水平杆(140)相互连接；

所述驱动装置包括：

马达(121)，

离合器(125)，间歇性地将所述马达的旋转力传递至所述旋转轴(130)。

2.根据权利要求1所述的秋千型体验装置，其特征在于，

所述离合器是使用磁性铁粉的粉末离合器，

所述旋转轴具备用于检测出旋转轴的旋转方向的编码器。

3.一种秋千型体验装置的控制方法，其用于控制权利要求2所述的秋千型体验装置，特征在于，

由如下模式构成：

帮助模式，所述驱动装置的旋转力通过所述离合器向所述旋转轴间歇性地传递；及

非帮助模式，不向所述旋转轴传递所述驱动装置的旋转力，而是通过自身重量和惯性来旋转所述旋转轴。

4.根据权利要求3所述的秋千型体验装置的控制方法，其特征在于，

所述帮助模式由如下步骤构成：

离合器开启步骤，当所述编码器检测出的旋转轴的旋转方向为正方向时，开启所述离合器并且使所述马达的旋转力传递到所述旋转轴；及

离合器关闭步骤，当所述编码器检测出的旋转轴的旋转方向为反方向时，关闭所述离合器从而不向所述旋转轴传递所述马达的旋转力。

5.根据权利要求4所述的秋千型体验装置的控制方法，其特征在于，

设所述垂直杆(150)与垂直于地面的方向所形成的角度为θ，所述垂直杆在停止的初始状态下θ＝0°，所述垂直杆从初始状态朝向前方移动的情况下，θ为正值，所述垂直杆从初始状态朝向后方移动的情况下，θ为负值，

则所述帮助模式的离合器开启步骤在所述θ值达到第一特定值的时刻被解除并且转换为离合器关闭步骤，所述帮助模式在所述θ值达到第二特定值的时刻被解除并且转换为非帮助模式。

6.根据权利要求4所述的秋千型体验装置的控制方法，其特征在于，

设所述垂直杆(150)与垂直于地面的方向所形成的角度为θ，所述垂直杆在停止的初始状态下θ＝0°，所述垂直杆从初始状态朝向前方移动的情况下，θ为正值，所述垂直杆从初始状态朝向后方移动的情况下，θ为负值，

则所述帮助模式的离合器开启步骤在所述θ值达到90°的时刻被解除并且转换为离合器关闭步骤。

7.根据权利要求6所述的秋千型体验装置的控制方法，其特征在于，

所述帮助模式在所述θ值达到180°的时刻被解除并且转换为非帮助模式。

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