用于容纳和运输至少一名乘客的可移动子组件及其相关联的游乐装置

摘要

一种用于容纳和运送至少一名乘客的可移动子组件(30)，其包括支撑件(20)、舱室(22)和导向件(32)，该导向件用于相对于支撑件(20)围绕支撑件(20)和舱室(22)共用的参考轴线(200)旋转地引导舱室(22)，在可移动子组件(30)处于操作状态时参考轴线(200)是水平的。可移动子组件(30)配备有稳定系统(36)，该稳定系统包括刚性地连接到支撑件(20)并以参考轴线(200)为中心的至少一个锯齿环(38)、由舱室(22)支撑以与锯齿环(38)啮合的至少一个第一齿轮(40)、以及能够驱动第一齿轮(40)的驱动装置(42)。第一齿轮(40)由舱室(22)支撑，以与位于第一齿轮(40)上方的锯齿环(38)的区域啮合。

说明书

技术领域

本发明涉及在舱室内的乘客的沿轨迹运输，该轨迹相对于水平面的夹角不是恒定的。

背景技术

DE476892描述了一种游乐装置，其包括固定结构、相对于固定结构围绕旋转轴线旋转的可移动结构、以及由可移动结构支撑以相对于可移动结构围绕平行于旋转轴线的轴线旋转的球形舱室。每个舱室相对于可移动结构的旋转引导是通过围绕舱室的具有大直径的轴承实现的，该轴承的轴承内圈固定在可移动结构上，并且其轴承外圈刚性地连接至舱室。通过使舱室地板在可移动结构围绕旋转轴线低速旋转时或多或少保持水平的方式来压载舱室。舱室围绕其轴线的轻微摆动是允许的，对于乘客的娱乐来说甚至是期望的。

为了稳定舱室并控制舱室绕其轴线的旋转，JP2010005316建议将锯齿环固定到静止的轴承内圈，该环的锯齿径向地朝向内侧，并建议在每个舱室的地板下方安装电动驱动装置，该装置具有与锯齿环啮合的两个齿轮。

然而，如果刚性异物(该刚性异物具有与锯齿的尺寸相容的尺寸，且其被覆盖锯齿环的润滑剂困住)卡在锯齿之间并堵塞稳定机构，则这种布置会造成故障风险。

发明内容

本发明旨在弥补现有技术的缺陷并提出一种不会造成上述故障风险的稳定机构。

为了实现此目的，本发明的第一方面提出了一种用于容纳和运送至少一名乘客的可移动子组件，其包括支撑件、舱室和导向件，该导向件用于相对于支撑件围绕支撑件和舱室共用的参考轴线旋转地引导舱室，当可移动子组件处于操作状态时，参考轴线是水平的。可移动子组件配备有稳定系统，该稳定系统包括刚性地连接至支撑件并以参考轴线为中心的至少一个锯齿环、由舱室支撑以与锯齿环啮合的至少一个第一齿轮、以及能够驱动第一齿轮的驱动装置，其特征在于第一齿轮由舱室支撑以与位于第一齿轮上方的锯齿环的区域啮合。

将第一齿轮定位在与其啮合的齿区域下方，促进可能已经停留齿上的任何外来元件在它们到达与第一齿轮的啮合区域之前在重力作用下掉落。

第一齿轮优选地相对于舱室被引导以围绕平行于参考轴线的第一驱动轴线旋转。为了使该掉落作用有效，优选地使第一齿轮与锯齿环的区域啮合，该区域与包含参考轴线的水平面相距足够距离。第一驱动轴线优选地定位在相对于轴向参考平面围绕参考轴线的小于或等于60°的角扇区中并且位于轴向参考平面的第一侧上，当可移动子组件处于操作状态时轴向参考平面为竖直的并且包含旋转轴线。

根据一个实施例，第一驱动轴线定位在轴向参考平面中。如果舱室相对于支撑件的旋转方向并不总是相同，则这种布置将是特别有利的。

根据另一个实施例，第一驱动轴线定位在轴向参考平面的第一侧上与轴向参考平面相距一定距离。如果舱室相对于支撑件的旋转方向始终相同，或者如果存在优先的旋转方向，则这种布置将是特别有利的。更具体地，第一齿轮可以定位在沿锯齿轮旋转的方向位于轴向参考平面下游的轴向参考平面的一侧上；或者换言之，位于轴向参考平面的一侧，该侧与第一齿轮啮合的齿区域间隔开。这样就保证了与第一齿轮啮合的齿区域在给定时间已经预先地通过了轴向参考平面并且其齿朝向下，这是确保任何可能停留在齿上的异物都会掉落的最有利的位置。

稳定系统还可以包括用于将齿轮耦合到锯齿环并将其从锯齿环解耦的耦合装置、用于将齿轮耦合到马达组件并将其从马达组件解耦的离合器、和/或用于制动齿轮的制动器。

根据该实施例的变体，稳定系统包括至少一个第二齿轮，该齿轮由舱室支撑以与锯齿环啮合并且由驱动装置驱动。第二齿轮可以与位于第二齿轮上方的锯齿环的第二区域啮合，并且第二齿轮相对于舱室被引导以围绕平行于参考轴线的第二驱动轴线旋转。第二驱动轴线定位在，相对于轴向参考平面围绕参考轴线的小于或等于60°的角扇区中，与相反于第一侧的轴向参考平面的第二侧上的轴向参考平面相距一定距离。因此提供了对称系统。用于驱动第一齿轮和第二齿轮的马达单元可以包括两个独立的马达或单个马达。稳定系统优选地包括能够交替地将第一齿轮或第二齿轮耦合到锯齿环的耦合装置。因此，可以基于锯齿环的旋转方向来控制耦合装置，使得只有在锯齿轮旋转方向上位于轴向参考平面下游的齿轮与锯齿轮啮合，另一个齿轮则被解耦。

根据一个实施例，导向件包括至少一个轴承，该轴承包括刚性地连接到支撑件的第一轴承环、刚性地连接到舱室的第二轴承环、以及能够在形成于第一轴承环和第二轴承环上的轴承座圈上滚动的轴承体，其中第二轴承环围绕舱室的内部容纳容积。

根据一个实施例，舱室具有用于容纳至少一名乘客的内部容积，当在垂直于参考轴线的平面中的截面中观察时，锯齿环围绕内部容纳容积。

如有必要，用于清洁锯齿环的装置位于锯齿环的角扇区中，该角扇区位于与第一齿轮啮合的齿区域和包含参考轴线的平面之间，当可移动子组件处于操作状态时，该平面是水平的。这种类型的装置(优选地在锯齿环的旋转方向直接位于齿轮的前面)布置在与其相互作用的齿区域下方，以施加一些倾向于去除异物的重力。

根据一个实施例，用于检测啮合障碍物的装置位于锯齿环的角扇区中，该角扇区位于与第一齿轮啮合的齿区域和包含参考轴线的平面之间，当可移动子组件处于操作状态时，该平面是水平的。如果重力或清洁装置(如果存在)被证明不足以释放困在环的锯齿表面上的润滑剂中的异物，用于检测障碍物的装置允许可移动子组件在构成障碍物的异物与齿轮有效接触之前停止。

舱室优选地具有位于舱室的轴向参考平面中的重心，该轴向参考平面垂直于地板并且包含参考轴线。为了限制通过稳定系统保持地板水平状态所需的能量，这是可取的。

舱室的重心优选地位于参考轴线的下方。因此可以提供降级的操作模式，在该模式中稳定系统被解耦或允许第一齿轮自由旋转，由于重力的原因可以保持近似的水平状态。

根据优选实施例，锯齿环具有面向参考轴线的齿。第一齿轮优选地位于舱室的内部天花板上方。因此，地板下方有一个隔间，如有必要，可以在其中放置稳定压载物。根据一个特别有利的实施例，舱室的制冷、供暖或空调单元定位在舱室的内地板下方。由于其质量，这种单元构成稳定压载物。

根据替代实施例，锯齿环具有径向地面向外的齿，第一齿轮位于舱室的地板下方。

根据本发明的另一方面，锯齿环连接到包括至少一个固定结构和至少一个根据本发明第一方面的可移动子组件的游乐装置，可移动子组件相对于固定结构以使支撑件遵循轨迹的方式被引导，该轨迹在固定参考系的竖直平面中形成环路，并且通过完成环形轨迹的一圈，可移动子组件相对于垂直于竖直平面并平行于参考轴线的固定旋转轴线进行360°旋转。

根据一个实施例，旋转轴线是固定的并且优选地由刚性地连接到固定结构的一个或多个导向轴承的组件限定。旋转优选地多于一圈，特别是对于摩天轮型的游乐装置。因此，支撑件可以是旨在固定到摩天轮的轮辋的车厢，或是轮辋本身的一部分，围绕旋转轴线旋转。

附图说明

本发明的其他特征和优点可以参考附图在以下描述中找到，其中：

-图1是根据本发明的游乐装置的局部视图；

-图2是图1中的装置的可移动子组件的正视图；

-图3是图2中的可移动子组件的结构的等距视图，特别示出了根据本发明第一实施例的稳定系统；

-图4是图2中的可移动子组件的轴向截面的结构的等距视图；

-图5是根据本发明第一实施例的稳定系统的示意性正视图；

-图6是根据本发明第二实施例的稳定系统的示意性正视图；

-图7是根据本发明第三实施例的稳定系统的示意性正视图；

-图8是根据本发明第四实施例的稳定系统的示意性正视图；

-图9是根据本发明第五实施例的稳定系统的示意性正视图。

为更清楚起见，相同或相似的元件在所有附图中由相同的附图标记标识。

具体实施方式

图1示出了在水平旋转轴线100上的摩天轮装置10，其包括通过一个或多个支脚14安装在地面上的固定结构12，固定结构12形成绕旋转轴线100旋转的轮辋18的导向轴承16，该旋转轴线100相对于地面14是固定的。轮辋在其周边设有用于舱室22的支撑件20。旋转轴线100优选地构成轮辋的N级旋转对称轴线，N是支撑件20和舱室22的数量。

如图2所示，每个舱室22都具有用于容纳和运送一名或多名乘客的内部容积V，该内部容积V被界定在舱室地板26和舱室天花板28之间。支撑件20和相关联的舱室22因此形成用于容纳和运送一名或多名乘客的可移动子组件30。该可移动子组件30(其结构在图3至图6中详细示出)还包括导向件32，该导向件32用于相对于支撑件20围绕支撑件20和舱室22共用的参考轴线200来旋转地引导舱室22，其中参考轴线是水平的并且平行于旋转轴线100。

此处的导向件32由两个同轴的轴承34组成，它们彼此远离，使得舱室22的重心位于垂直于参考轴线200的两个竖直横向平面之间，并且两个平面分别穿过两个轴承34中的一个。两个轴承34优选地定位成使得它们的位置相对于舱室22的中间横向竖直平面互为镜像，该中间横向竖直平面垂直于参考轴线200并且包含舱室22的重心G。每个轴承34包括至少一个第一轴承环(例如，刚性地连接到支撑件20的衬环20.1的内环34.1)、至少一个第二轴承环(例如，刚性地连接到舱室22的衬环22.2的外环34.2)、以及能够在形成于第一轴承环34.1和第二轴承环34.2上的轴承座圈上滚动的一排或多排轴承主体34.3。两个轴承34中的每一个都围绕内部容积V，使得每个轴承34的一部分位于地板26下方，而另一部分位于天花板28上方。

导向件32通过允许支撑件20在方向S1上围绕摩天轮10的旋转轴线100的旋转，以及舱室22相对于支撑件20在相反方向S2上围绕参考轴线200的旋转，从而允许舱室的地板26保持水平状态。

为了使这些旋转同步，可移动子组件30配备有稳定系统36。此处的稳定系统36包括两个锯齿环38和两个齿轮40，该锯齿环38以参考轴线200为中心，并且每个锯齿环38都优选地靠近轴承34之一定位，每个齿轮40都与两个锯齿环38之一相关联，并且安装在舱室22上以便与相关联的锯齿环38啮合。舱室22还配备有驱动装置42，该驱动装置42可包括与每个齿轮均相关联的马达，或用于每个齿轮的单独的马达。

为了保持舱室22的地板26的水平状态，驱动装置42可以在轮辋12围绕摩天轮10的旋转轴线100的角位置中被伺服控制，例如通过比较舱室围绕旋转轴线的角位置的测量值和舱室相对于支撑件的角位置的测量值。为此，可配备轴承34中的一个以传递该角位置的测量值。替代地，驱动装置42可以在位于舱室22中的倾角计处被伺服控制。也可以考虑其他物理变量用于控制驱动装置42，特别是舱室22的负载、负载的舱室22的重心位置、风速和风向、或者源于在摩天轮10的行进方向上处于前面的舱室22的数据。

由驱动装置42驱动的每个齿轮40或齿轮40中的至少一个与相关联的锯齿环38啮合，该锯齿环38刚性地连接到支撑件20以保持舱室22的地板26的水平状态。带负载的舱室22的重心越靠近舱室22的轴向参考平面Q，则需要的能量越少，其中该轴向参考平面Q垂直于地板26并且包含参考轴线200。在实践中，带负载的舱室22的重心位于包含参考轴线200的水平平面H下方且在参考轴线200和地板26之间，或位于地板26之下，这允许考虑降级的操作模式，在降级的操作模式中，在驱动装置42发生故障的情况下，重力的作用允许或多或少地保持地板26的水平状态。为此，在驱动装置42和齿轮40之间的传动运动链中提供了离合器。

在第一实施例中，每个锯齿环38都具有径向向内朝向的齿38.1，并且相关联的齿轮40位于舱室22的内部空间V的天花板28上方并且与齿38.1的区域接合，该区域也位于舱室22的内天花板28上方，并且值得注意的是，在相关联的齿轮40上方。这种定位防止异物(该异物已落到位于包含参考轴线200的水平面H下方的齿38.1的部分中的齿38.1上)到达齿轮40并阻塞它。

齿轮40的旋转轴线400优选地靠近轴向参考平面Q定位，或者直接定位在轴向参考平面Q中(如图5所示)，或定位在围绕参考轴线相对于轴向参考平面小于或等于±60°的角扇区A中的轴向参考平面Q的一侧上(如图6所示)。在这种情况下，每个齿轮40优选地沿锯齿环38相对于舱室22的旋转方向布置在轴向参考平面Q的下游，使得在给定时刻与齿轮40接合的锯齿区已经在片刻之前通过轴向参考平面Q。

位于地板下方的空间被舱室22的制冷、供暖或空调单元44占据，其有助于降低舱室22的重心。

每个齿轮40可以设有能够将齿轮40从齿38.1释放的解耦机构。还可以设想在马达故障的情况下允许齿轮40自由旋转的离合器。这些布置确保增加了装置的操作能力的冗余：如果马达42发生故障，则相关联的齿轮40脱开并且另一个马达42单独确保舱室22的定位；在异物进入齿轮40之一和相关联的齿38.1之间的情况下，尽管齿轮40位于齿38.1下方，但解耦机构允许释放受影响的齿轮40，并且另一个齿轮40单独确保舱室22的定位。

根据其他实施例(如图7和8所示)，环38的齿38.1径向向外朝向，并且位于齿38.1下方的齿轮40定位在舱室22的地板26下方。这种定位通过使任何可能已卡在齿上的异物自由落体来允许相同的弹出效果。

在此，每个齿轮40的旋转轴线400也优选地位于轴向参考平面中(如图7所示)，或在围绕参考轴线相对于轴向参考平面小于或等于±60°的角扇区中距轴向参考平面一小段距离(如图8所示)。在这种情况下，齿轮优选地沿锯齿环的旋转方向S1布置在轴向参考平面Q的下游，使得在给定时刻与齿轮接合的锯齿区已经在片刻前通过轴向参考平面。

根据图9所示的实施例，两个齿轮40、140位于轴向参考平面Q的任一侧(优选地与轴向参考平面Q等距)，并且机构240(基于锯齿环38和舱室22之间的旋转的相对方向)接合两个齿轮40、140(两个齿轮40、140与同一个锯齿环38接合)中的一个或另一个。与锯齿环38啮合的齿轮40、140有系统地成为沿环相对于舱室22的旋转方向S1的方向位于轴向参考平面Q下游的齿轮。第一齿轮40的旋转轴线400和第二齿轮140的旋转轴线500优选地位于围绕参考轴线相对于轴向参考平面小于或等于±60°的角扇区中。

当然，附图中所示和上面讨论的示例仅作为示例并以非限制性方式给出。明确指出，可以组合所示实施例中的不同实施例以提出其他实施例。

根据简化的实施例，稳定系统24可以仅包括与单个齿轮40相关联的一个锯齿环38。因此，该环优选地靠近包含空舱室22的重心的横向平面定位。如果导向件32包括两个轴承34，则单个锯齿环38优选地轴向地定位在两个轴承34之间。

刚性连接到舱室22的每个轴承的环可以是内环34.1或外环34.2。

齿轮40的旋转轴线优选地平行于参考轴线200，但是如果锯齿环38和齿轮40之间实现的啮合成一定角度，也可以想到不同的定向。

支撑件不一定是摩天轮10的轮辋12的一部分。其也可以是在EP2075043中所述类型的静止结构的导轨上的可移动车厢，其在竖直平面中形成圆形或非圆形的闭合环路。在所有提出的配置中，支撑件20在环路中的运动导致每次环路完成一圈，支撑件20就相对于圈的固定参考系旋转一圈。

应当指出，本领域技术人员从本说明书和附图和权利要求中得出的所有特征，即使它们没有针对其他确定的特征单独或组合地进行具体描述，也可以与这里公开的其他特征或特征组组合，只要这没有被明确排除或技术环境使这种组合不可能或无意义。