CN114011090A - 漂浮式水车游乐轮 - Google Patents

Abstract

漂浮式水车游乐轮，在水车游乐旋轮的座舱底部装有齿轮箱（10），齿轮箱的前主轴（14）和后主轴（15）分别与左右两个大轮盘（8）铰接轴连接，齿轮箱（10）下有可以自动打开和关闭的桨板（22），在齿轮箱前主轴（14）和后主轴（15）之间装有桨板轴（16）和中间转换轴（17），在浆板轴（16）上固定有水车驱动的桨板（22），并在浆板轴（16）上安装有使桨板（22）自动反弹归位的扭转弹簧（18）；在浆板轴（16）上设置桨板轴齿轮（19），在中间转换轴（17）上设置中间转换轴齿轮（20），两者为外啮合，在后主轴（15）上设置一扇形齿轮（21），扇形齿轮（21）和中间转换轴齿轮（20）组成间歇啮合关系。

Description

漂浮式水车游乐轮

技术领域

本发明涉及游乐设备技术，具体涉及漂浮式水车游乐轮技术。

背景技术

目前公知的旋转游乐设施种类很多，大都是安装在公园和游乐园的地面上，利用外部能源电力驱动，环保性能较差，文化价值较弱，而设置在河流景区的水车设施主要是一种景观观光符号，既不能乘坐观光体验，也不具备昔日的农耕灌溉功能。

传统水车现已成为历史遗物，除了作为旅游景观或假山造景、盆景水车模型之外，很少有其他设计革新和功能转换。2017年德国IF设计大奖中的概念大奖——“公共滤水车”，该设计将古代传统水车与现代过滤技术相结合，水车受流水转动过程中，不断将河水送入水斗中的过滤器，过滤杂质、吸附微型颗粒，从而达到净化水的目的。该款水车创新设计可以放置在一些偏远落后的山村，不仅可以给村里人提供安全的纯净水，还可以改善他们的用水质量以及生态环境。

水车是传统农耕文化的产物，多出现在山大沟深的河谷农村地区，以及和水资源丰富的地区，若能将水车的生态性能和现代摩天轮相结合，可以发展乡村旅游，丰富河流文化旅游资源。

现有的“一种利用流水驱动的游乐车”（ ZL2009201439491），该技术虽然在转动过程中可以使乘坐台保持水平，但在该技术中单元乘坐舱及其乘坐台下面桨板的总高度尺度较大，为了在整个水车装置转动中使相邻单元乘坐舱及其乘坐台下面桨板之间不发生机械运动干涉，必须使相邻单元之间保持足够距离，这样就必须使整个水车装置的外围尺度很大，否则很难保证在转动中始终有桨板入水。然而当水车轮的外围尺度增大时，相应的对游乐车的整体结构质量要求和转动惯量也增加，需要的流水推动力大，造价也大。另外，该技术还有其他重大缺陷，比如不能保证桨板在一定范围内随河水涨落活动的吃水深度，从而影响河水对水车轮的稳定推动力，当河水下落时可能无法转动，当河水上涨时又可能存在轿厢进水问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种漂浮式水车游乐轮。

本发明是漂浮式水车游乐轮，由河道漂浮结构载体、水车游乐轮盘及支架、座舱及其底部齿轮箱总成构成，包括浮动导向柱1，在水车游乐旋轮的座舱底部装有齿轮箱10，每个齿轮箱的前主轴14和后主轴15分别与左右两个大轮盘8铰接轴连接，齿轮箱10下有可以自动打开和关闭的桨板22，在齿轮箱前主轴14和后主轴15之间装有桨板轴16和中间转换轴17，在浆板轴16上固定有水车驱动的桨板22，并在浆板轴16上安装有使桨板22自动反弹归位的扭转弹簧18；在浆板轴16上设置桨板轴齿轮19，在中间转换轴17上设置中间转换轴齿轮20，两者为外啮合，在后主轴15上设置一扇形齿轮21，扇形齿轮21和中间转换轴齿轮20组成间歇啮合关系，且扇形齿轮21的分度圆弧26的弧长等于中间转换轴齿轮20分度圆周长的四分之一弧长27。

本发明有益效果为：漂浮式水车游乐轮受河水涨落的影响较小，季节适应性强。依靠水流为动力，节约能源，低碳环保，对河流无污染。采用桨板自动打开和自动关闭的技术可以较小水车游乐轮的轮廓尺寸和整体重量，减小转动惯量，而增加游乐轮的动态乘坐体验和动态艺术观赏效果，提升水车游乐轮的整体游乐价值。减小水车游乐轮的重量、节约空间，缩小游乐轮的轮辐半径，在座舱底部还配备了一种随转动周期而自动开关桨板的新技术，解决了在转动始终有桨板入水，并保证其吃水深度问题。实现了动力能源自足并具备很高的安全性。

附图说明

图1是本发明漂浮式水车游乐轮的一个实施例平面布局图，图2是本发明的立体装配图，图3是本发明前视图，图4是本发明的右视图，图5是本发明水车游乐轮的俯视图，图6是本发明水车游乐轮的座舱及底部齿轮箱组装立体图，图7是本发明水车游乐轮的座舱底部齿轮箱组装立体图，图8是桨板即将打开时的间歇齿轮组合状态图侧视图，图9是桨板逐步打开过程中的间歇齿轮组合状态图侧视图，图10是桨板完全打开时的间歇齿轮组合状态图侧视图，图11是座舱转到最低点时的间歇齿轮组合状态图侧视图，图12 是桨板出水时的间歇齿轮开始反弹回来的状态侧视图，图13是本发明漂浮式水车游乐轮的另一个实施例平面布局图，附图标记及对应名称为：1-浮体导向柱，2-浮体滑动柱套，3-浮体刚性骨架，4-浮体，5-水车游乐轮支架，6-大轮盘主轴，7-大轮盘辐杆，8-大轮盘，9-齿轮箱主轴的大轮盘辐杆轴孔，10-齿轮箱，11-座舱防护罩，12-座舱扶手，13-座椅，14-齿轮箱前主轴，15-齿轮箱后主轴，16-桨板轴，17-中间转换轴，18-浆板轴反转弹簧，19-桨板轴齿轮，20-中间转换轴齿轮，21-扇形齿轮，22-桨板，23-河水，24-桨板限位器,25-闸门，26-扇形齿轮60分度圆弧，27-齿轮20分度圆四分之一弧，28-聚水板。

具体实施方式

本发明是漂浮式水车游乐轮，由河道漂浮结构载体、水车游乐轮盘及支架、座舱及其底部齿轮箱总成构成，包括浮动导向柱1，在水车游乐旋轮的座舱底部装有齿轮箱10，每个齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15分别与左右两个大轮盘8铰接轴连接，齿轮箱10下有可以自动打开和关闭的桨板22，在齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15之间装有桨板轴16和中间转换轴17，在浆板轴16上固定有水车驱动的桨板22，并在浆板轴16上安装有使桨板22自动反弹归位的扭转弹簧18；在浆板轴16上设置桨板轴齿轮19，在中间转换轴17上设置中间转换轴齿轮20，两者为外啮合，在齿轮箱后主轴15上设置一扇形齿轮21，扇形齿轮21和中间转换轴齿轮20组成间歇啮合关系，且扇形齿轮21的分度圆弧26的弧长等于中间转换轴齿轮20分度圆周长的四分之一弧长27。

以上所述的漂浮式水车游乐轮，在河流河床或引流河道河床上固定有两组浮动导向柱1，浮动导向柱1竖直平行设置；在两个条形浮体4上装有浮动导向柱1的滑动柱套2，滑动柱套2之间通过刚性骨架3连接；条形浮体4和浮动导向柱1通过滑动柱套2滑动连接；位于左右的条形浮体4通过刚性骨架3连接。

以上所述漂浮式水车游乐轮，每组扇形齿轮21与中间转换轴齿轮20的起始啮合点设在其所在的两个辐杆7由上向下转至水平状态时开始啮合，扇形齿轮21的分度圆半径大于中间转换轴齿轮20的分度圆半径，致使其所在的两个辐杆7在由水平状态向下转至垂直状态状态之前，桨板22便垂直展开，且与下面的座舱防护罩11不发生干涉。

以上述的漂浮式水车游乐轮，在齿轮箱10下部装有限位器24，当桨板22旋转至垂直状态时限位器24阻止桨板22继续旋转，当浆板22离水时在扭转弹簧18的作用下浆板22自动收起。

以上所述的漂浮式水车游乐轮，在条形浮体4的上表面浮体刚性骨架3和岸边之间连接浮桥，浮桥与条形浮体4四周均设有安全护栏，游乐轮支架5为倒U形，符合整体大轮盘8的支撑构造，使整体更加稳固，同时也符合乘客上下座舱尺寸要求。

下面用实施例进一步展开本发明的技术内容。本发明由四部分构成，分别由河道漂浮结构、水车游乐轮盘及支架、座舱及其底部齿轮箱总成构成，其技术方案如下。

河道漂浮结构：在河水流速较快的河流地段（或在其旁边设置一引流河道），在河道的河床上固定有左右两组浮动导向柱1，所有导向柱1竖直平行设置；在两个条形浮体4上装有导向柱1的滑动柱套2，滑动柱套2之间通过刚性骨架3连接；浮体4和浮动导向柱1通过滑动柱套2滑动连接；左右浮体4也通过刚性骨架3连接。

水车游乐轮盘及其支架：游乐轮盘总成由左右相同的两部分组成，其技术构成方式是在左右两个浮体4的刚性骨架3上各安装一组水车游乐轮支架5，在两个水车游乐轮支架5上端装有大轮盘主轴6，两个大轮盘主轴6前后错位，水平平行设置。在每个水车轮盘主轴6上装有结构相同的大轮盘8，在每个大轮盘8的外圆相同等分的位置设置有座舱齿轮箱主轴的大轮盘辐杆的轴孔9，这样就形成了左右相同的两套水车游乐轮盘及其支架总成。

座舱：座舱由防护罩11、扶手12和座椅13等组成。防护罩11具有遮阳防雨作用，其前、左、右视野全部开放，后部有观光窗户；扶手12采用竖直和横向组合结构，既方便游客上下座舱时抓握使用，又能做乘坐时的扶手。

座舱底部齿轮箱总成：在每个座舱的底部设置有齿轮箱10，在齿轮箱的前部安装有齿轮箱前主轴14，在齿轮箱的后部装有齿轮箱后主轴15，齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15的轴距等于两个大轮盘轴主轴6之间的轴距。齿轮箱前主轴14的一端从齿轮箱侧壁穿出，并与大轮盘辐杆轴孔9固定连接；齿轮箱后主轴15的一端从齿轮箱另一边侧壁穿出，并与另一大轮盘上的辐杆轴孔9固定连接。这样在齿轮箱前主轴14、齿轮箱后主轴15、和两个大轮盘轴主轴6之间形成了稳定的平行四边形运动结构。

在齿轮箱内的齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15之间，并靠近齿轮箱后主轴15的位置装有两个并列的轴，分别为桨板轴16和中间转换轴17，在桨板轴16上固定有水车驱动桨板22，并在桨板轴16上安装有桨板自动反弹归位的扭转弹簧18。当大轮盘8转动时，中间转换轴17可带动桨板轴16转动，使桨板22逐渐打开至垂直状态，并逐步浸入流水中，受流水23冲力驱动，桨板22至垂直状态时，受限位器24制约而处于垂直状态。

当中间转换轴17带动桨板轴16转动至桨板21处于垂直状态时，中间转换轴17与桨板轴16暂时失去联动功能，此时桨板22受流水冲力驱动而保持垂直状态。随着轮盘8的转动，当桨板22转出水面时，流水23驱动力消失，桨板22便在反转弹簧18的作用下自动反弹归位。等待下一周期中中间转换轴17与桨板轴16的再次联动、再次失联，周而复始的完成桨板22的展开收起运动，从而推动轮盘8转动。由此可实现缩小水车游乐轮的外围轮廓尺寸和整体重量，减小转动惯量，从而增加游乐轮的动态乘坐体验和动态艺术观赏效果，提升水车游乐轮的游乐价值。

实现桨板24垂直打开和自动归位的技术方案：在桨板轴16上装有桨板轴齿轮19，在中间转换轴17上的装有中间转换轴齿轮20，两者为外啮合齿轮，而中间转换轴齿轮20同时又和齿轮箱后主轴15上的一个扇形齿轮21组成间歇性啮合关系。即中间转换轴齿轮20和扇形齿轮21从啮合开始，到中间转换轴齿轮20转动90度时便与扇形齿轮21失去联动，桨板轴16在反转弹簧18作用下反转，带动桨板22自动反转归位。等到中间转换轴17再转动一周后，中间转换轴齿轮20又和扇形齿轮21啮合，当中间转换轴齿轮20再转动90度后，两者又失去联动，此时桨板22受河水23推力作用，推动大轮盘8转动。当桨板22失去河水23推力后，在反转弹簧18作用下自动反弹归位。如此周而复始，实现桨板22垂直打开和自动关闭归位的重复功能。

为了使桨板22在没有到达最低点时就能垂直打开，及早涉水，须使扇形齿轮21的分度圆比中间转换轴齿轮20的分度圆半径大，且扇形齿轮21的分度圆弧弧长25等于中间转换轴齿轮20分度圆周长的四分之一26。

组装：将左右浮体4分别装在左右导向柱1上；将左右大轮盘8及其支架前后错位并置，安装在刚性骨架3上，使两个大轮盘轴主轴6之间的轴距等于齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15之间的轴距；将座舱及其底部齿轮箱总成安装在左右两个大轮盘8之间，使其中一个大轮盘外辐杆轴孔9与从座舱齿轮箱一侧穿出的齿轮箱前主轴14固定连接，而使另一个大轮盘外辐杆7轴孔9与从座舱齿轮箱另一侧穿出的齿轮箱后主轴15固定连接；这样就形成了平行四边形结构，使座舱及其底部齿轮箱在转动中始终处于水平状态；当流水驱动水车桨板22转动时，乘坐在轿厢中的游客就犹如乘坐摩天轮一样安全而又惬意地体验水车转动效果，其他游客则可以观赏体验。

实施例一：在图1、图2、图3、图4、图5中，在河水流速较快的河流地段，在河道的河床上固定左右两组浮动导向柱1，所有导向柱1竖直平行设置；再做两个大型的条形浮体4，可承载整个水车游乐轮，在条形浮体4上设置可沿导向柱1上下浮动的滑动柱套2，滑动柱套2之间通过刚性骨架3 连接，两个条形浮体4之间也通过刚性骨架3 连接，并可使乘客在两浮体4平台之间走动；在左右两个浮体4的刚性骨架3 上各安装一组水车支架5，支架5上装有大轮盘8。其中水车支架5是前后错位安装的，两个支架5上的大轮盘主轴6之间的轴距等于座舱底部齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15之间的轴距。

在图2、图3中，两个大轮盘8之间圆周等间隔设置有座舱，在座舱下面设置有齿轮箱10，在齿轮箱10的前后部设置有齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15，分别从齿轮箱两侧铰接连接左右两个大轮盘8，这样就形成了以平行四边形运动机构为约束的漂浮式水车游乐旋转轮。

在图6、图7、图8、图9、图10中，该漂浮式水车游乐旋轮的座舱底部装有齿轮箱10，齿轮箱10下部装有可以自动打开和关闭的桨板22，桨板的自动开闭技术是通过一组间歇齿轮机构和大轮盘转动周期性转动实现的。具体实施方式是：在齿轮箱内的齿轮箱前主轴14和齿轮箱后主轴15之间，并靠近齿轮箱后主轴15的位置装有两个并列的轴，分别为桨板轴16和中间转换轴17，在桨板轴16上固定有水车驱动桨板22，并在桨板轴16上安装有桨板自动反弹归位的扭转弹簧18。

当大轮盘8转动时，轴17通过齿轮带动桨板轴16转动，使桨板22逐渐打开至垂直状态，并逐步浸入流水中，受流水23冲力驱动，桨板22至垂直状态时，受限位器24制约而处于垂直状态。

当中间转换轴17带动桨板轴16转动至桨板22垂直状态时，中间转换轴17与桨板轴16暂时失去联动功能，此时桨板22受流水冲力驱动而保持垂直状态。随着轮盘8的转动，当桨板22转出水面时，流水23驱动力消失，桨板22便在反转弹簧18的作用下自动反弹归位。等待下一周期中，中间转换轴17与桨板轴16的再次联动、再次失联，周而复始的完成桨板22的展开收起运动，从而推动轮盘8转动。为了实现这个功能，须在桨板轴16上设置桨板轴齿轮19，在中间转换轴17上设置中间转换轴齿轮20，使两者之间为外啮合关系，同时中间转换轴齿轮20又和齿轮箱后主轴15上的一个扇形齿轮21组成间歇性啮合关系。

当大轮盘8的辐杆7外端头向下转至水平状态时，扇形齿轮21便与中间转换轴齿轮20开始啮合，当辐杆7的外端继续向下，使桨板22逐渐打开至垂直状态，并逐步浸入流水中，转至60度时桨板完全打开为垂直状态，此时扇形齿轮21便与中间转换轴齿轮20失去啮合。受流水23冲力驱动，桨板22保持垂直状态时，受限位器24制约而处于垂直状态。

当中间转换轴齿轮20和扇形齿轮21从啮合开始，到中间转换轴齿轮20转动90度时便与扇形齿轮21失去联动，桨板轴16在反转弹簧18作用下反转，带动桨板22自动反转归位。等到中间转换轴17再转动一周后，中间转换轴齿轮20又和扇形齿轮21啮合，当中间转换轴齿轮20再转动90度后，两者又失去联动，此时桨板22受河水23推力作用，推动大轮盘8转动。当桨板22失去河水23推力后，在反转弹簧18作用下自动反弹归位。如此周而复始，实现桨板22垂直打开和自动关闭归位的重复功能。

为了使桨板22在没有到达最低点时就能垂直打开，及早涉水，须使扇形齿轮21的分度圆半径大于中间转换轴齿轮20的分度圆半径，且扇形齿轮21的分度圆弧弧长26等于中间转换轴齿轮20分度圆周长的四分之一弧长27。此技术，可实现缩小水车游乐轮的外围轮廓尺寸和整体重量，减小转动惯量，而增加游乐轮的动态乘坐体验和动态艺术观赏效果，提升水车游乐轮的游乐属性。

在图2中为了提升游客安全，游客在∩字形水车游乐轮支架5中间上下轿厢，其他地方均有防护栏。

实施例二：如图13所示，为本发明的另一个实施例，在流速较快的河流岸边设置引流河，将引流河中需要安装本漂浮式水车游乐轮的河段加宽，设置成括号“[ ]”形，将两个浮体4分别置入加宽的河湾中，将游乐轮装在引流河道中央，使流水集中从河道中央通过，带动游乐轮转动。其他技术要求和实施例一相同。不同的是在引流河上游可以设置闸门25，在引流河入口处设置可调性聚水板28，根据河水大小及水车摩天轮的闲停或运行需要，进行聚水板28的调节操作。

Claims (5)

1.漂浮式水车游乐轮，由河道漂浮结构载体、水车游乐轮盘及支架、座舱及其底部齿轮箱总成构成，包括浮动导向柱（1），其特征是：在水车游乐旋轮的座舱底部装有齿轮箱（10），每个齿轮箱的前主轴（14）和后主轴（15）分别与左右两个大轮盘（8）铰接轴连接，齿轮箱（10）下有可以自动打开和关闭的桨板（22），在齿轮箱前主轴（14）和后主轴（15）之间装有桨板轴（16）和中间转换轴（17），在浆板轴（16）上固定有水车驱动的桨板（22），并在浆板轴（16）上安装有使桨板（22）自动反弹归位的扭转弹簧（18）；在浆板轴（16）上设置桨板轴齿轮（19），在中间转换轴（17）上设置中间转换轴齿轮（20），两者为外啮合，在后主轴（15）上设置一扇形齿轮（21），扇形齿轮（21）和中间转换轴齿轮（20）组成间歇啮合关系，且扇形齿轮（21）的分度圆弧（26）的弧长等于中间转换轴齿轮（20）分度圆周长的四分之一弧长（27）。

2.根据权利要求1所述的漂浮式水车游乐轮，其特征是：在河流河床或引流河道河床上固定有两组浮动导向柱（1），浮动导向柱（1）竖直平行设置；在两个条形浮体（4）上装有浮动导向柱（1）的滑动柱套（2），滑动柱套（2）之间通过刚性骨架（3）连接；条形浮体（4）和浮动导向柱（1）通过滑动柱套（2）滑动连接；位于左右的条形浮体（4）通过刚性骨架（3）连接。

3.根据权利要求1所述漂浮式水车游乐轮，其特征是：每组扇形齿轮（21）与中间转换轴齿轮（20）的起始啮合点设在其所在的两个辐杆（7）由上向下转至水平状态时开始啮合，扇形齿轮（21）的分度圆半径大于中间转换轴齿轮（20）的分度圆半径，致使其所在的两个辐杆（7）在由水平状态向下转至垂直状态状态之前，桨板（22）便垂直展开，且与下面的座舱防护罩（11）不发生干涉。

4.根据权利要求1所述的漂浮式水车游乐轮，其特征是：在齿轮箱（10）下部装有限位器（24），当桨板（22）旋转至垂直状态时限位器（24）阻止桨板（22）继续旋转，当浆板（22）离水时在扭转弹簧（18）的作用下浆板（22）自动收起。

5.根据权利要求1所述的漂浮式水车游乐轮，其特征是：在条形浮体（4）的上表面浮体刚性骨架（3）和岸边之间连接浮桥，浮桥与条形浮体（4）四周均设有安全护栏，游乐轮支架（5）为倒U形，符合整体大轮盘（8）的支撑构造，使整体更加稳固，同时也符合乘客上下座舱尺寸要求。

Images