基于机械臂式过山车的多维剧场

摘要

一种基于机械臂式过山车的多维剧场，其包括有轨道(1)、轨道交通控制系统，依据轨道(1)行走路线设置的静态、动态的场景及与剧情配合的各种特效设备，行走在轨道(1)上的多辆机械臂式乘骑设备(2)，轨道(1)的两翼顶部与机械臂式乘骑设备(2)的轮系(28)结合，由轨道交通控制系统控制机械臂式乘骑设备(2)沿着轨道(1)行走，轨道(1)在两翼内侧的主体上平行安装有多组由各自的电机(10)驱动的摩擦轮(11)，驱动摩擦轮(11)的电机(10)经由对应的多组可调节支架(12)固定安装在轨道(1)两翼之间的主体内；机械臂式乘骑设备(2)由过山车底盘(20)和机械臂(21)组成，在机械臂(21)的末端安装有座椅(22)，机械臂式乘骑设备(2)的轮系在所述过山车底盘(20)的下表面，摩擦轮(11)与所述过山车底盘(20)下部的鳍板(25)之间能产生预紧力接触。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种游乐设施，更具体地说，涉及一种基于机械臂式过山车的多维剧场。

背景技术

目前，黑暗乘骑游乐项目多以地面轮式车辆为乘骑设备，多辆乘骑设备采用集中控制的方式在水平轨道上运行，游客在系统运行过程中体验静态及动态影像场景，也可与影像场景互动。这种方案能在一定程度上满足游客的体验需求，但存在以下缺陷：1)游客在车体座舱内，其运动受限于车体，即使在过山车底盘上加装动感平台，运动幅度及自由度仍然很受限制，无法模拟飞行等动作，沉浸感不足。2)乘骑设备运行在水平轨道上，瞬时过载小，游客甚至可以预测乘骑设备下一时刻的位置，因而难以满足游客对于体验多样性的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于突破传统黑暗乘骑项目的固有模式，主要从轨道和乘骑设备两个方面进行改进，提供一种基于机械臂式过山车的多维剧场，扩大游客的运动范围和自由度。

本实用新型中基于机械臂式过山车的多维剧场包括有轨道、轨道交通控制系统，依据所述轨道行走路线设置的静态、动态的场景及与剧情配合的各种特效设备，行走在所述轨道上的多辆机械臂式乘骑设备，所述轨道的两翼顶部与所述机械臂式乘骑设备的轮系结合，由所述轨道交通控制系统控制所述机械臂式乘骑设备沿着所述轨道行走，所述轨道在两翼内侧的主体上平行安装有多组由各自的电机驱动的摩擦轮，驱动所述摩擦轮的电机经由对应的多组可调节支架固定安装在所述轨道两翼之间的主体内；所述机械臂式乘骑 设备由过山车底盘和机械臂组成，在所述机械臂的末端安装有座椅，所述机械臂式乘骑设备的轮系安装在所述过山车底盘的下表面，所述摩擦轮与所述过山车底盘下部的鳍板之间能产生预紧力接触。

所述过山车底盘包括有底盘支架，安装在所述底盘支架上的配电设备、通信系统、定位设备、防撞装置及取电设备。

所述过山车底盘上的取电设备采用滑触线从所述轨道上取电。

所述定位设备采用射频识别或磁定位技术。

所述防撞装置为能够自动伸出的缓冲杆。

在所述轨道的主体上安装有链式止动装置，该链式止动装置包括有与所述摩擦轮同步运动的传动链条、与所述传动链条啮合并单向转动的棘轮装置，固定在所述传动链条上的止动挡块，所述止动挡块与所述过山车底盘的底盘支架下部的底盘挡块相配合。

所述轨道设有连续的多段提升段、下滑段及盘旋段。

在所述轨道与过山车底盘上分别安装RFID读写装置。

本实用新型中基于机械臂式过山车的多维剧场中的机械臂在较为平缓的低速运行段，可展开并做大幅度运动；在提升或下滑段，为减小加、减速过程中的惯性载荷，机械臂需收起，以降低乘骑设备重心。

本实用新型采用类似于蜿蜒起伏，或有交叉的轨道实现更为刺激的游乐体验，并通过改进过山车底盘，在其上加装具有多自由度运动功能的机械臂，在机械臂末端安装游客座椅，可实现大范围、几乎无约束的运动，可使游客感受高速滑行、失重、飞翔等，从而大幅度提高体验效果。

附图说明

图1为本实用新型中基于机械臂式过山车的多维剧场的结构组成示意图。

图2为本实用新型中轨道及乘骑设备的安装结构示意图。

图3为本实用新型中乘骑设备在轨道提升段的结构示意图。

图4为本实用新型中链式止动装置的结构示意图。

图5为本实用新型中乘骑设备的结构示意图。

图6为本实用新型中乘骑设备的底盘的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型中的优选实施例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本实用新型的专利保护范围。

如图1所示，本实用新型中基于机械臂式过山车的多维剧场包括有轨道1、轨道交通控制系统，依据轨道1行走路线设置的静态、动态的场景及与剧情配合的各种特效设备(图中未示出)，行走在轨道1上的多辆机械臂式乘骑设备2。

轨道1根据具体场景的不同分为提升段、下滑段及水平段。如图2所示，轨道1采用大截面箱型梁结构，轨道1的两翼顶部与机械臂式乘骑设备2的轮系28结合，在轨道交通控制系统的控制下使得机械臂式乘骑设备2沿着轨道1行走。轨道1的主体与现有的过山车轨道一致，不再详细说明。其不同之处在于轨道1在两翼的内侧部平行安装有多组由各自的电机10驱动的摩擦轮11，如图3所示，驱动摩擦轮11的电机10经由对应的多组可调节支架12固定安装在轨道1两翼之间的主体内。

如图5所示，机械臂式乘骑设备2由过山车底盘20和机械臂21组成，机械臂21的末端安装有座椅22。如图6所示，过山车底盘20包括有底盘支架23，在底盘支架23上安装有配电设备25、通信系统26、定位设备27、防撞装置28及取电设备(图中未示出)。底盘支架23为不锈钢框架，其承载能力高于传统的过山车，可承受机械臂21及游客运动过程中产生的惯性载荷。过山车底盘23上的取电设备采用滑触线从轨道1上取电，配电设备25为机械臂式乘骑设备2上的机械臂21及通信系统26、定位设备27等供电。通信系统26用于机械臂式乘骑设备2与轨道交通控制系统之间的通信以及各个机 械臂式乘骑设备2之间的通信。定位设备27采用射频识别或磁定位技术，能够确定各个机械臂式乘骑设备2在轨道1上的位置。轨道交通控制系统可依据机械臂式乘骑设备2的定位信息调度各个机械臂式乘骑设备2的运行，实现机械臂式乘骑设备2的主动安全。同时，过山车底盘23上安装有防撞装置28，在机械臂式乘骑设备2的间距小于安全距离的条件下，防撞装置28中的缓冲杆自动伸出，即可保证机械臂式乘骑设备2之间的安全距离，又可吸收碰撞的能量。多辆机械臂式乘骑设备2的过山车底盘20也可以相互连接，以列车的方式运行，从而提高游客接待量。

机械臂21具有多个自由度，即由多个转动、摆动等机械机构连接组成，可保证其末端座椅22中的游客在空中具有六自由度运动的能力。机械臂21能承受自身及游客重量等静载，同时能承受机械臂式乘骑设备2加、减速过程中产生的惯性载荷。机械臂21的运动控制系统能保证在机械臂式乘骑设备2动态运行过程中达到一定的位置及速度控制精度。在多辆机械臂式乘骑设备2互联的条件下，多台机械臂21的运动应能避免相互干涉。机械臂21的动作由控制系统预先设定，配合剧情运行。由于这属于传统的机构结构，不一一描述。

如图4和图6所示，底盘支架23在其下部位于两侧轮系28的内侧各平行于轮系固定安装有鳍板25，该鳍板25可以与轨道1主体上安装的摩擦轮11产生预紧力，即当机械臂式乘骑设备2运行在轨道1的提升段时，多组摩擦轮11同向转动，即可驱动乘骑设备2沿轨道1上行。为保证机械臂式乘骑设备2在上行过程中的安全，在轨道1上安装了链式止动装置13，如图4所示。该链式止动装置13包括有安装在轨道1主体上的棘轮装置19和与棘轮装置19作单向传动的传动链条14。在棘轮装置19的驱动下，传动链条14与摩擦轮11同步运动。传动链条14上固定安装有止动挡块15，该止动挡块15与过山车底盘20的底盘支架23下部的底盘挡块29相配合，随机械臂式乘骑设备2的上行而上行。当机械臂式乘骑设备2在上行过程中若因某种故 障下滑，则链式止动装置13的传动链条14上的止动挡块15的单向运动特性可防止机械臂式乘骑设备2下滑。当机械臂式乘骑设备2进入下滑段时，安装在轨道1两侧的摩擦轮11向机械臂式乘骑设备2运行方向的相反方向转动，可实现下滑段的制动减速。当机械臂式乘骑设备2在水平段滑行时，安装在轨道1上的摩擦轮11可驱动或制动机械臂式乘骑设备2。为提高轨道1及机械臂式乘骑设备2的力学性能，在转弯处，将轨道1作适度侧倾，侧倾角不超过10°。

本实用新型中的轨道交通控制系统以保证系统运行安全和运行效率为目标，通过收集并监测机械臂式乘骑设备2的位置、速度、加速度及运行安全等信息，根据实际情况调节机械臂式乘骑设备的运行状态，实施上层调度，化解潜在和危险和冲突。机械臂式乘骑设备2与轨道交通控制系统及中央控制系统之间采用无线或有线通信。并在轨道1周围，根据剧情布置静态的包装场景及播放动态影像的屏幕，动态影像与静态场景之间无缝衔接，如；根据剧情需要，可布置风、水、雾等环境特效及可与互动的实体特效装置。

另，本实用新型中的轨道设有不止一处提升段、下滑段及盘旋段，使游客既能体会超重、失重的感觉，还能在机械臂式乘骑设备2慢速滑行或停车时与周围场景互动。另，根据各种不同需求，还可以在过山车底盘内部安装编码器，可作航位推算。同时，在轨道与过山车底盘上分别安装RFID读写装置，获取精确的机械臂式乘骑设备的位置。

综上所述，本实用新型中基于机械臂式过山车的多维剧场，通过从轨道和机械臂式乘骑设备两个方面进行改进，其中乘骑设备采用过山车底盘，并在过山车底盘上安装载人机械臂，在机械臂末端安装游客座椅，能显著扩大游客的运动范围和自由度，扩充体验的空间，提高对于不同剧情的适应性；同时，游客在该剧场可获得超重、失重、飞翔等多种其它地面设备难以提供的感观，从而大大丰富项目的娱乐性和刺激性。