CN112704884A - 回转抛物面型超重装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超重装置，具体为回转抛物面型超重装置，包括回转抛物面本体、固定机构、导向机构、传动机构和动力机构。动力机构提供动力，经传动机构将动力传递给回转抛物面本体，固定机构保持回转抛物面本体结构稳定，导向机构限制回转抛物面本体运动，使回转抛物面本体只能绕其轴线转动。回转抛物面本体上的体验者，可以随意调自身所受的重力大小，且体验者可以长时间保持稳定的超重状态。本发明可以在多种领域应用，如卫星城市和小行星城市建设、人体体能训练设施、重力体验设施和教学设施等。

Description

回转抛物面型超重装置

技术领域

本发明为一种超重装置，具体是回转抛物面型超重装置。

背景技术

超重现象在生活中很常见，市场上的超重装置，从大型的游乐设施，到小型的玩具，从低速的教学仪器到高速的实验装置，都是利用了超重现象。其中重力体验设施是我们最常接触到的超重装置，如海盗船、过山车、大摆锤、超重体验室等，但是这些装置也存在着不足之处：

(1)重力大小和方向变化剧烈，部分装置不能提供稳定的重力体验；

(2)超重状态持续时间短，部分装置无法长时间保持超重状态；

(3)重力大小按照设定好的程序运行，体验者无法随意调节自身所处的重力大小。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以长时间提供稳定重力的超重装置，且体验者可以随意调节重力大小。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

回转抛物面型超重装置，包括回转抛物面本体、中心轴、拉杆、圆锥滚子轴承、推力调心滚子轴承、主动齿轮、从动齿轮、减速器和驱动电机，所述回转抛物面本体通过拉杆与中心轴固定，回转抛物面本体底部和中心轴固定，中心轴上端与圆锥滚子轴承配合，圆锥滚子轴承与固定设施固定，中心轴下端与推力调心滚子轴承配合，推力调心滚子轴承与固定设施固定，从动齿轮与中心轴固定，主动齿轮与从动齿轮啮合，减速器分别与驱动电机和主动齿轮联接，驱动电机与固定设施固定，减速器与固定设施固定。

优选的，所述拉杆分布在回转抛物面本体内侧。

优选的，所述拉杆的轴线垂直于回转抛物面本体表面。

回转抛物面型超重装置，包括回转抛物面本体和多组传动机构，传动机构由环形导轨、导向轮、从动齿轮、主动齿轮、减速器、驱动电机组成，其特征在于，回转抛物面本体与环形导轨、从动齿轮固定，导向轮与固定设施固定，导向轮与环形导轨配合，从动齿轮与主动齿轮啮合，减速器分别与驱动电机和主动齿轮联接，驱动电机与固定设施固定，减速器与固定设施固定。

所述多组传动机构分布在抛物面本体外侧。

所述导向轮和环形导轨位于从动齿轮两侧。

所述回转抛物面本体为回转抛物面结构。

所述回转抛物面本体的旋转角速度

其中a表示回转抛物面f(x,y)＝a(x²+y²)的常数项，g表示重力加速度。

有益效果

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：本发明采用的回转抛物面结构，在一定的角速度下，回转抛物面上的体验者，受到重力的大小和方向与物体所处位置有关，体验者所处高度不变时，体验者所受重力大小和方向不变，体验者可以得到稳定的重力体验；体验者改变所处高度时，体验者所处位置越高，所受重力越大，体验者可以随意调自身所受的重力大小；本发明在角速度不变的情况下，体验者可以长时间保持超重状态。

本发明应用范围广，在多种领域都可以使用，如卫星城市和小行星城市建设、人体体能训练设施、重力体验设施、实验设施、教学设施、医疗设施和玩具。

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

附图说明

图1是回转抛物面型超重装置的工作原理图；

图2是回转抛物面型超重装置第一个实施例；

图3是回转抛物面型超重装置第二个实施例；

图4是图3的局部视图A。

图中，1.回转抛物面本体，2.中心轴，3.拉杆，4.圆锥滚子轴承，5.推力调心滚子轴承，6.主动齿轮，7.从动齿轮，8.减速器，9.驱动电机。11.回转抛物面本体，12.环形导轨，13.导向轮，14.从动齿轮，15.主动齿轮，16.减速器，17.驱动电机。

具体实施方式

参见图1，M为曲线f(x)上的一点，质量为m的物体处于M点，mg为物体所受重力，mω²x为物体所受离心力，F为物体所受合力，

F_n为物体所受的支撑力，F_n＝F。曲线在点M处的斜率为f′(x)，当

即

时，合力F的方向垂直于曲线f(x)，即物体所受支撑力F_n的方向垂直于曲线f(x)；由

通过积分公式得：

所以，函数f(x)为二次函数，曲线f(x)为抛物线。由

得出

当抛物线f(x)＝ax²的图线绕轴线旋转，形成一个回转抛物面f(x,y)＝a(x²+y²)，回转抛物面以角速度

绕轴线旋转时，回转抛物面上的物体所受的支撑力垂直于回转抛物面。由

可知，

值越大，即物体距离轴线越远，物体在回转抛物面上位置越高，物体所受支撑力越大。

参见图2，回转抛物面型超重装置实施例一由回转抛物面本体1、中心轴2、拉杆3、圆锥滚子轴承4、推力调心滚子轴承5、主动齿轮6、从动齿轮7、减速器8和驱动电机9组成。回转抛物面本体1通过拉杆3与中心轴2固定，回转抛物面本体1底部和中心轴2固定，拉杆3和中心轴2保持回转抛物面本体1结构稳定；中心轴2上端与圆锥滚子轴承4配合，圆锥滚子轴承4与固定设施固定，中心轴2下端与推力调心滚子轴承5配合，推力调心滚子轴承5与固定设施固定，圆锥滚子轴承4和推力调心滚子轴承5限制中心轴轴向2仅能绕其轴线转动；从动齿轮7与中心轴2固定，主动齿轮6与从动齿轮7啮合，减速器8分别与驱动电机9和主动齿轮6联接，驱动电机9与固定设施固定，减速器8与固定设施固定，驱动电机9提供动力，经减速器8、主动齿轮6、从动齿轮7和中心轴2，将动力传递给回转抛物面本体1，使回转抛物面本体1绕其轴线转动。

参见图3，回转抛物面型超重装置实施例二由回转抛物面本体11和三组传动机构组成。参见图4，传动机构由环形导轨12、导向轮13、从动齿轮14、主动齿轮15、减速器16、驱动电机17组成。回转抛物面本体11与环形导轨12、从动齿轮14固定，导向轮13与固定设施固定，导向轮13与环形导轨12配合，限制回转抛物面本体11仅能绕其轴线转动；从动齿轮14与主动齿轮15啮合，减速器16分别与驱动电机17和主动齿轮15联接，驱动电机17与固定设施固定，减速器16与固定设施固定。驱动电机17提供动力，经减速器16、主动齿轮15和从动齿轮14，将动力传递给回转抛物面本体11，使回转抛物面本体11绕其轴线转动。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.回转抛物面型超重装置，包括回转抛物面本体(1)、中心轴(2)、拉杆(3)、圆锥滚子轴承(4)、推力调心滚子轴承(5)、主动齿轮(6)、从动齿轮(7)、减速器(8)和驱动电机(9)，其特征在于，回转抛物面本体(1)通过拉杆(3)与中心轴(2)固定，回转抛物面本体(1)底部和中心轴(2)固定，中心轴(2)上端与圆锥滚子轴承(4)配合，圆锥滚子轴承(4)与固定设施固定，中心轴(2)下端与推力调心滚子轴承(5)配合，推力调心滚子轴承(5)与固定设施固定，从动齿轮(7)与中心轴(2)固定，主动齿轮(6)与从动齿轮(7)啮合，减速器(8)分别与驱动电机(9)和主动齿轮(6)联接，驱动电机(9)与固定设施固定，减速器(8)与固定设施固定。

2.根据权利要求1所述的回转抛物面型超重装置，其特征在于拉杆(3)分布在回转抛物面本体(1)内侧。

3.根据权利要求1所述的回转抛物面型超重装置，其特征在于拉杆(3)的轴线垂直于回转抛物面本体(1)表面。

4.回转抛物面型超重装置，包括回转抛物面本体(11)和多组传动机构，传动机构由环形导轨(12)、导向轮(13)、从动齿轮(14)、主动齿轮(15)、减速器(16)、驱动电机(17)组成，回转抛物面本体(11)与环形导轨(12)、从动齿轮(14)固定，导向轮(13)与固定设施固定，导向轮(13)与环形导轨(12)配合，从动齿轮(14)与主动齿轮(15)啮合，减速器(16)分别与驱动电机(17)和主动齿轮(15)联接，驱动电机(17)与固定设施固定，减速器(16)与固定设施固定。

5.根据权利要求4所述的回转抛物面型超重装置，其特征在于多组传动机构分布在抛物面本体(11)外侧。

6.根据权利要求4所述的回转抛物面型超重装置，其特征在于导向轮(13)和环形导轨(12)位于从动齿轮(14)两侧。

7.根据权利要求1或4所述的回转抛物面型超重装置，其特征在于回转抛物面本体(11)为回转抛物面结构。

8.根据权利要求1或4所述的回转抛物面型超重装置，其特征在于所述回转抛物面本体的旋转角速度

其中a表示回转抛物面f(x,y)＝a(x²+y²)的常数项，g表示重力加速度。

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