CN112169344A - 一种过山车车载驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及大型游乐设备技术领域，尤其涉及一种过山车车载驱动系统，包括供电模块、转向行走机构、牵引杆和驱动轮模块，所述供电模块包括在列车转向行走机构上安装的集电器和沿运行轨道背面表面设置的滑触线，当集电器滑动接触滑触线获得电能并传输至伺服电机，伺服电机输出扭力通过传动机构传输至摩擦轮胎，摩擦轮胎在运行轨道表面设置的摩擦板上旋转前进，通过控制伺服电机的转速调整驱动速度，进而控制过山车在任意位置的加速、减速、启停，使过山车与场景的布局完美结合，增加游玩的乐趣，并具有较高的安全性。

Description

一种过山车车载驱动系统
技术领域
本发明涉及大型游乐设备技术领域，尤其涉及一种过山车车载驱动系统。
背景技术
过山车作为一种传统的游乐设备，常见于游乐园和主题乐园中。其中，轨道作为过山车的主要支撑结构，使列车可以沿特定的空间轨迹运行。随着轨道结构形式的多样化和空间轨迹组成元素的复杂化，各式各样的过山车被设计出来，带给游客的体验感也越来越刺激，为了增加游玩的乐趣，过山车的车载驱动系统也越来越重要。
目前的过山车驱动系统主要有两种：一种为电机通过联轴器传递动力至齿轮箱，齿轮箱通过链轮带动提升链条使列车运行；另一种为电机直接连接摩擦轮驱动列车摩擦板运行。这两种过山车驱动系统都是比较传统的驱动方式，不能精确的控制列车的运行速度和位置，只能应用于靠重力滑行的过山车，对于有结合场景布局的过山车已不能满足要求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提出一种过山车车载驱动系统，通过适配额外的供电机构驱动车载摩擦轮胎，实现列车在轨道的任意位置启停同时还能控制过山车加速、减速，使过山车与场景的布局完美结合，增加游玩的乐趣，同时具有较高的运行安全性。
为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：
一种过山车车载驱动系统，其特征在于，包括供电模块、转向行走机构、牵引杆和驱动轮模块；
所述供电模块包括设置在所述转向行走机构上的集电器和沿运行轨道设置的滑触线，在运行过程中所述集电器与所述滑触线滑动接触并从所述滑触线获取电能；
所述转向行走机构优选为包括两组分别与运行轨道两侧轨道管相接触的转向轮系；
所述驱动轮模块包括与运行轨道正面表面的摩擦板相接触的摩擦轮胎、传动机构和伺服电机；所述伺服电机通过供电线路连接所述供电模块并获取电能，输出扭力通过所述传动机构带动所述摩擦轮胎在所述摩擦板上旋转前进；
所述转向行走机构和所述驱动轮模块固定设置在所述牵引杆上。
进一步地，所述滑触线设置在运行轨道背面表面。
进一步地，所述转向轮系至少包括分别垂直接触所述轨道管上侧、下侧的第一垂直转向轮和第二垂直转向轮，以及水平接触所述轨道管外边侧并能够承受水平作用力的水平转向轮。
进一步地，所述转向轮系包括并排设置的两个第一垂直转向轮、两个第二垂直转向轮和两个水平转向轮。
进一步地，所述驱动轮模块还包括水平接触所述轨道管外边侧的导向轮。
进一步地，所述传动机构包括联轴器、驱动轴、同步带轮组、从动轴和行星减速机；
所述伺服电机通过所述联轴器与驱动轴相连接并传递扭力至所述驱动轴；
所述驱动轴与所述从动轴通过所述同步带轮组相连并将扭力传递至所述从动轴；
所述行星减速机一端连接所述从动轴，另一端连接所述摩擦轮胎，所述行星减速机将从动轴扭力减速放大后传递至所述摩擦轮胎。
进一步地，所述同步带轮组包括连接在所述驱动轴上的小带轮、连接在所述从动轴上的大带轮和连接所述小带轮与大带轮的同步带，所述小带轮的轮直径小于所述大带轮轮直径。
进一步地，所述小带轮和大带轮为齿形轮，所述同步带聚氨酯齿形带。
进一步地，所述摩擦轮胎为实心轮胎。
本发明还涉及一种应用如上所述车载驱动系统的过山车驱动方法，包括：
集电器滑动接触沿运行轨道设置的滑触线并获得电能传输至伺服电机；
伺服电机输出的扭力通过传动机构传输至摩擦轮胎，摩擦轮胎在运行轨道表面设置的摩擦板上旋转前进；
通过对伺服电机转速控制调整驱动速度。
本发明的有益效果为：
采用本发明所述的过山车车载驱动系统，通过在列车转向行走机构上安装集电器和沿运行轨道背面表面设置滑触线的方法，当集电器滑动接触滑触线获得电能并传输至伺服电机，伺服电机输出扭力通过传动机构传输至摩擦轮胎，摩擦轮胎在运行轨道表面设置的摩擦板上旋转前进，通过控制伺服电机的转速调整驱动速度，进而控制过山车在任意位置的加速、减速、启停，使过山车与场景的布局完美结合，增加游玩的乐趣，并具有较高的安全性。
附图说明
图1为本发明过山车车载驱动系统侧视示意图。
图2为本发明过山车车载驱动系统前视示意图。
图3为本发明驱动轮模块前视局部剖面示意图。
附图编号说明：1-供电模块、11-集电器、12-滑触线、2-转向行走机构、21-转向轮系、211-第一垂直转向轮、212-第二垂直转向轮、213-水平转向轮、3-牵引杆、4-驱动轮模块、41-摩擦轮胎、42-传动机构、421-联轴器、422-驱动轴、423-同步带轮组、424-从动轴、425行星减速机、4231-小带轮、4232-大带轮、4233-同步带、43-伺服电机、44-导向轮。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。
如图1和图2所示，为本发明过山车车载驱动系统的示意图，包括供电模块1、转向行走机构2、牵引杆3、驱动轮模块4。所述供电模块1包括设置在所述转向行走机构2上的集电器11和沿运行轨道背面表面平行铺设的滑触线12，在运行过程中所述集电器11与所述滑触线12滑动接触并从所述滑触线12获取电能并进一步用于驱动电机运行。所述转向行走机构2包括两组分别与运行轨道两侧轨道管相接触的转向轮系21；所述转向轮系21包括由横轴连接分别垂直接触所述轨道管上侧、下侧的第一垂直转向轮211和第二垂直转向轮212，以及由立轴连接水平接触所述轨道管外边侧并能够承受水平作用力的水平转向轮213；所述转向轮系21优选的包括并排设置的两个第一垂直转向轮211、两个第二垂直转向轮212和两个水平转向轮213，通过转向轮系21与轨道管的相互作用实现列车的转向。所述转向行走机构2和所述驱动轮模块4固定设置在所述牵引杆上3，所述牵引杆3连接并牵引后车随所述车载驱动系统在运行轨道上前进。
如图3所示，为本发明驱动轮模块4局部剖面示意图，包括与运行轨道正面表面的摩擦板相接触的摩擦轮胎41、传动机构42、伺服电机43以及水平接触所述轨道管外边侧的导向轮44。所述伺服电机43通过供电线路连接所述供电模块1并获取电能，进而旋转输出扭力通过所述传动机构42带动所述摩擦轮胎41在所述摩擦板上旋转前进，所述伺服电机43能够实现速度、位置和扭矩的闭环控制，具有性能好、低速、运行平稳的优点，可以通过对伺服电机43转速控制调整驱动速度，精确控制过山车运行加速、减速过程。所述传动机构42包括联轴器421、驱动轴422、同步带轮组423、从动轴424和行星减速机425；所述伺服电机43通过所述联轴器421与驱动轴422相连接并传递扭力至所述驱动轴422；所述驱动轴422与所述从动轴424通过所述同步带轮组423相连并将扭力传递至所述从动轴424；所述行星减速机425一端连接所述从动轴424，另一端连接所述摩擦轮胎41，将从动轴424扭力减速放大后传递至所述摩擦轮胎41。所述行星减速机425具有体积小、承载能力高、运转平稳、输出扭矩大、速比大等优点；所述摩擦轮胎41为实心轮胎，具有耐磨、不漏气的优点，运行过程中不会出现胎压过低的现象，可避免后期频繁的维护。所述同步带轮组423包括连接在所述驱动轴422上的小带轮4231、连接在所述从动轴上424的大带轮4232和连接所述小带轮4231与大带轮4232的同步带4233，所述小带轮4231和大带轮4232为齿形轮，所述同步带4233为聚氨酯齿形带。所述同步带4233分别和大带轮4232、小带轮4231啮合平稳，运行过程中不打滑，且所述大带轮4232和小带轮4231形成一定的转速比，可实现精准传动。
本发明还涉及一种应用如上所述车载驱动系统的过山车驱动方法，包括：集电器11滑动接触沿运行轨道设置的滑触线12并获得电能传输至伺服电机43；伺服电机43输出的扭力通过传动机构42传输至摩擦轮胎41，摩擦轮胎41在运行轨道表面设置的摩擦板上旋转前进；通过对伺服电机43转速控制调整驱动速度。通过所述方法既可以实现过山车在运行过程中任意位置的精确速度控制，尤其是可以在运行轨道任意位置进行加速操作，无需考虑匹配车辆自身重力作用，能够更好的契合过山车场景，极大地提升乘坐娱乐性；同时可以在一定程度上替代现有重力过山车的初始缓慢爬升阶段，增强了运营效率，也可以减少过山车运行轨道设计过程中的高度要求。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种过山车车载驱动系统，其特征在于，包括供电模块、转向行走机构、牵引杆和驱动轮模块；
所述供电模块包括设置在所述转向行走机构上的集电器和沿运行轨道设置的滑触线，在运行过程中所述集电器与所述滑触线滑动接触并从所述滑触线获取电能；
所述转向行走机构包括至少两组分别与运行轨道两侧轨道管相接触的转向轮系；
所述驱动轮模块包括与运行轨道正面表面的摩擦板相接触的摩擦轮胎、传动机构和伺服电机；所述伺服电机通过供电线路连接所述供电模块并获取电能，输出扭力通过所述传动机构带动所述摩擦轮胎在所述摩擦板上旋转前进；
所述转向行走机构和所述驱动轮模块固定设置在所述牵引杆上。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滑触线设置在运行轨道背面表面。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述转向轮系至少包括分别垂直接触所述轨道管上侧、下侧的第一垂直转向轮和第二垂直转向轮，以及水平接触所述轨道管外边侧并能够承受水平作用力的水平转向轮。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述转向轮系包括并排设置的两个第一垂直转向轮、两个第二垂直转向轮和两个水平转向轮。
5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述驱动轮模块还包括水平接触所述轨道管外边侧的导向轮。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述传动机构包括联轴器、驱动轴、同步带轮组、从动轴和行星减速机；
所述伺服电机通过所述联轴器与驱动轴相连接并传递扭力至所述驱动轴；
所述驱动轴与所述从动轴通过所述同步带轮组相连并将扭力传递至所述从动轴；
所述行星减速机一端连接所述从动轴，另一端连接所述摩擦轮胎，所述行星减速机将从动轴扭力减速放大后传递至所述摩擦轮胎。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述同步带轮组包括连接在所述驱动轴上的小带轮、连接在所述从动轴上的大带轮和连接所述小带轮与大带轮的同步带，所述小带轮的轮直径小于所述大带轮轮直径。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述小带轮和大带轮为齿形轮，所述同步带聚氨酯齿形带。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述摩擦轮胎为实心轮胎。
10.一种应用如权利要求1至9任一项所述的车载驱动系统的过山车驱动方法，其特征在于，包括：
集电器滑动接触沿运行轨道设置的滑触线并获得电能传输至伺服电机；
伺服电机输出的扭力通过传动机构传输至摩擦轮胎，摩擦轮胎在运行轨道表面设置的摩擦板上旋转前进；
通过对伺服电机转速控制调整驱动速度。
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