АТТРАКЦИОН "БРАТИНА" Российский патент 2014 года по МПК A63G9/00 

Изобретение относится к индустрии развлечений, а именно к аттракционам-качелям.

Известны Качели по патенту №2172197 на изобретение, содержащие основание, несущее поворотный элемент с по крайней мере одной платформой с сиденьями, закрепленной на поворотном элементе с возможностью ограниченного поворота в плоскости его качания, отличающиеся тем, что каждая платформа закреплена на оси, смещенной относительно ее поперечной плоскости симметрии.

Основным недостатком таких качелей является то, что они не предназначены для того, чтобы совершать полный оборот вокруг своей центральной оси. Кроме того, на них не рекомендуется кататься людям, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями, расстройствами вестибулярного аппарата, болезнями позвоночника или заболеваниями нервной системы.

Известны качели (патент РФ №2218201 на изобретение), содержащие основание, элемент, несущий пассажирские места, привод, элемент выполнен с кольцевым ободом, взаимодействующим с приводом. Частью элемента, противоположной пассажирским местам, образован противовес. Привод выполнен с возможностью взаимодействия с наружной, или внутренней, или боковой поверхностью обода элемента. Процесс реверсирования привода синхронизирован с характером колебаний элемента. Качели по патенту №2218201 приняты за прототип.

Недостатком прототипа является значительная энергоемкость, неудовлетворительная динамика, обусловленная неравномерностью движения; невозможность обеспечения вращения в диапазоне 360°.

Техническими результатами, достигаемыми при использовании заявляемого изобретения, являются:

- расширение арсенала технических средств аттракционов - качелей;

- снижение расхода энергии;

- улучшение динамики вращения за счет обеспечения равномерности вращения;

- расширение функциональных возможностей.

Технические результаты достигаются за счет того, что в аттракционе, содержащем опорные стойки, верхние части которых связаны с центральной осью, на которой с возможностью вращения вокруг центральной оси установлена центральная балка, противолежащие концы центральной балки связаны с одной стороны с дугообразным коньком, а с другой стороны - с противовесом, на дугообразном коньке установлена как минимум одна кабина для пассажиров, аттракцион снабжен как минимум одним приводом, установленным с возможностью взаимодействия с коньком, согласно изобретению противовес выполнен в форме дугообразного конька, привод установлен с возможностью поочередного взаимодействия с каждым коньком, наружные радиусы коньков являются одинаковыми, привод аттракциона выполнен реверсивным.

Целесообразно, чтобы аттракцион был снабжен вторым приводом, установленным на расстоянии от первого привода симметрично относительно вертикальной оси симметрии аттракциона.

Целесообразно, чтобы каждая пассажирская кабина была установлена на роликовых подвесах, обеспечивающих поворот пассажирской кабины под действием силы тяжести с сохранением положения пассажира в кабине, соответствующим его положению при посадке. Центральная балка может быть выполнена составной, состоящей из центральной части и крайних частей, выполненных в виде несущих стоек.

Каждая несущая стойка может быть выполнена раздвоенной в виде вилки. Центральная ось может быть установлена в подшипниковом узле, размещенном в отверстии центральной балки.

Нижние части опорных стоек могут быть соединены между собой элементами жесткости.

Коньки могут иметь одинаковую форму. На противовесе при помощи роликовых подвесов может быть установлена как минимум одна кабина для пассажиров.

Каждая кабина может быть выполнена в виде горизонтально ориентированного полого цилиндра без основания.

Каждая опорная стойка может быть выполнена регулируемой по длине.

Аттракцион может быть снабжен посадочной площадкой с откидным трапом.

Привод может быть выполнен электромеханическим фрикционным.

Ведущим элементом привода служит выходной вал, ведомым элементом служит конек.

Аттракцион может быть снабжен системой автоматического управления приводом.

Конструкция заявляемого аттракциона содержит опорные стойки, расположенные на расстоянии друг от друга и поддерживающие всю конструкцию. Нижними концами опорные стойки опираются на опорную поверхность, а верхние концы опорных стоек связаны с центральной осью и закреплены относительно нее. Нижние концы опорных стоек могут быть связаны с рамой с тем, чтобы придать всей конструкции достаточную жесткость и устойчивость. Таким образом, образована жесткая и устойчивая конструкция опорных стоек и центральной оси, жестко закрепленной между верхними концами опорных стоек.

Центральная часть центральной оси остается свободной и предназначена для размещения на ней центральной балки. Центральная балка установлена на центральную ось с возможностью вращения вокруг нее между опорными стойками. Установка центральной балки на ось и обеспечение вращения центральной балки вокруг центральной оси может быть обеспечено стандартными средствами, например - в центральной балке может быть выполнено отверстие, в котором в шарнирном узле размещена центральная ось.

С противолежащими концами центральной балки связаны дугообразные коньки. С одной стороны центральной балки установлен дугообразный конек, на вогнутой части которого (обращенной к центральной оси) установлены кабины для пассажиров. С другой стороны центральной балки также установлен дугообразный конек, являющийся противовесом. Наружные радиусы дуг обоих коньков являются одинаковыми, при этом центром обеих дуг (обоих коньков) является центральная ось. Целесообразно оба конька (с противовесом и с пассажирскими кабинами) выполнять одинаковыми.

Для облегчения конструкции центральной балки и удобства крепления коньков и кабин, концы центральной балки могут быть выполнены раздвоенными (в виде вилки). Возможно выполнение центральной балки составной - состоящей из центрального элемента, с обоими концами которого связаны несущие стойки, предназначенные для их крепления к конькам. Несущие стойки могут быть также выполнены в виде вилок.

Для того, чтобы положение кабинок и пассажиров в них не менялось при достижении крайнего верхнего положения (т.е. чтобы пассажиры не находились в положении «вниз головой»), пассажирские кабины устанавливают на роликовых подвесах, связанных с коньком. Использование роликовых подвесов обеспечивает возможность свободного вращения кабинок вокруг собственной оси под действием сил тяжести и сил инерции. При этом кабины с пассажирами преимущественно остаются в положении «посадки», что благотворно влияет на биомеханическое состояние пассажиров в период работы аттракциона. Конструкция роликовых подвесов не является принципиальной. Это простое инженерное решение, роликовые подвесы могут иметь самую различную конструкцию. Функция роликовых подвесов - удерживать кабины с пассажирами и обеспечить возможность их вращения в подвесах под действием силы тяжести.

Конек - противовес выполняет двойную функцию - во-первых, уравновешивает конструкцию, сводя центр масс к центральной оси; во-вторых, позволяет «подхватить» вращение аттракциона при контакте конька - противовеса с приводом, что значительно снижает общее потребление электроэнергии аттракционом, т.к. привод должен обеспечить подъем каждого конька только на 180°.

Форма и расположение конька - противовеса позволяют ему при вращении центральной балки вокруг центральной оси контактировать с приводом. Такой контакт позволяет «подхватить» вращение аттракциона и за счет этого снизить общее потребление энергии, необходимой для работы аттракциона.

Поскольку конек и противовес выполнены дугообразными с равным радиусом, и равноудалены от центральной оси, то при вращении центральной балки конек и противовес, вращаясь, описывают вокруг центральной оси окружность. При повороте центральной балки на 180° противовес занимает место конька, и его поверхность контактирует с приводом. В результате этого вращение центральной балки поддерживается не только за счет взаимодействия конька и привода, но и за счет взаимодействия противовеса и привода, то есть происходит экономия электроэнергии.

Движение конька с кабинами начинается при включении привода. В качестве привода можно использовать любой известный привод, лучше - электромеханический фрикционный привод, в котором ведущий орган (как правило - вал) взаимодействует с ведомым органом, которым в данном случае является каждый конек, при этом при вращении ведущего органа привода начинается движение (вращение) ведомого органа - конька, взаимодействующего с ведущим органом привода. Электромеханические фрикционные приводы широко известны и традиционно применяются для привода аттракционов - качелей маятникового типа. Заявляемый аттракцион содержит как минимум один двигатель, приводящий в движение центральную балку с коньками. Для снижения нагрузки на двигатель и облегчения передачи усилия от привода к подвижной части аттракциона целесообразно использовать два привода, взаимодействующие с коньком в двух точках. Каждый привод целесообразно разместить симметрично относительно центральной вертикальной оси симметрии устройства на расстоянии друг от друга. Наличие в аттракционе двух приводов обеспечивает облегчение пуска аттракциона и поддержание его вращения. Приводы установлены с возможностью взаимодействия с наружной (выпуклой) поверхностью конька. При работе аттракциона обеспечивается взаимодействие ведущего органа привода с каждым коньком.

В случае, если аттракцион выполнен с двумя приводами, оба привода работают в синхронном режиме (т.е. передают усилие коньку в одном направлении). Согласование работы приводов обеспечивается автоматизированной системой управления.

Привод выполнен реверсивным с тем, чтобы обеспечить раскачивание центральной балки с коньками до тех пор, пока конек с пассажирскими кабинами не повернется на 180°. Раскачивание - движение конька с кабинами попеременно в одну и в другую сторону. После этого работа привода переводится в режим, обеспечивающий вращение центральной балки с коньками в одном направлении.

Раскачивание подвижной части аттракциона, состоящей из центральной балки и связанных с ней двух коньков, начинается после включения привода (например, с пульта управления) автоматическим реверсом привода. Режим раскачивания продолжается до тех пор, пока конек - противовес не войдет в контакт с приводом. При этом вращение аттракциона «подхватывается». Далее аттракцион выполняет вращение в любую сторону, выбранную в автоматическом режиме.

Наличие в аттракционе второго конька - противовеса обеспечивает снижение расхода энергии на обеспечение вращения аттракциона, т.к. в момент, когда конек - противовес достигает привода, последний взаимодействует с коньком - противовесом и передает ему усилие, поддерживающее вращение аттракциона.

Таким образом, при вращении аттракциона приводу необходимо передать каждому коньку усилие, достаточное для его поворота на 180°. Через каждые 180° движение аттракциона поддерживается приводом, взаимодействующим поочередно с каждым из коньков.

Конструкция аттракциона при его раскачивании позволяет изменять направление движения и передаваемое усилие. Таким образом, в зависимости от категории катающихся можно задавать режимы раскачивания качелей.

Для увеличения числа посадочных мест, целесообразно установить дополнительные кабины для пассажиров на противовесе, причем эти дополнительные кабины также должны быть установлены на роликовых подвесах.

Количество опорных стоек может быть различным, но целесообразно выполнять его равным четырем, поскольку это минимальное количество, способное обеспечить достаточную устойчивость. Для повышения прочности конструкции она может быть снабжена дополнительными элементами жесткости, соединяющими нижние части опорных стоек.

Опорные стойки можно выполнить регулируемыми по длине, что позволит повысить устойчивость конструкции при ее размещении на неровной поверхности.

Для обеспечения удобства посадки пассажиров аттракцион может быть снабжен посадочной площадкой с откидным трапом.

Для облегчения возможности поворота кабины в роликовых опорах в процессе вращения центральной балки, каждая кабина может быть выполнена в виде полого цилиндра с установленными внутри нее сидениями для пассажиров.

Расширение функциональных возможностей заявляемого аттракциона по сравнению с известными достигается за счет того, что в заявляемом аттракционе обеспечена плавность, равномерность вращения за счет того, что вращение центральной балки поддерживается двумя противолежащими элементами конструкции - двумя коньками, взаимодействующими с приводом через каждый 180° оборота центральной балки. Т.е. не происходит резких изменений скорости вращения подвижной части. Плавность и равномерность хода также обеспечиваются за счет того, что в заявляемом аттракционе возможно использование двух приводов, обеспечивающих последовательный контакт с ними каждого конька. Следовательно воспользоваться аттракционом могут лица, имеющие проблемы с вестибулярным аппаратом.

Также расширение круга лиц, которые могут воспользоваться аттракционом, происходит за счет того, что в заявляемом аттракционе не происходит «переворачивание» пассажиров вниз головой. Положение пассажиров в любой точке вращения сохраняется как при посадке.

Снижение затрат энергии, как уже указывалось выше, происходит за счет того, что двигателю необходимо обеспечить поворот центральной балки только на 180°, а не на 360, т.к. через каждые 180° обеспечивается взаимодействие привода с подвижной частью аттракциона (коньками).

Заявляемый аттракцион в целом представляет собой нечто среднее между большими экстремальными качелями и колесом обозрения, то есть с одной стороны он является экстремальным аттракционом, но с другой стороны при его вращении вокруг центральной оси пассажиры не будут переворачиваться вверх ногами, а смогут оставаться в положении посадки, то есть в том же положении, в котором производилась посадка на аттракцион (по принципу колеса обозрения). Такой эффект достигается за счет того, что средства для сидения пассажиров выполнены в виде кабин и закреплены на коньке при помощи роликовых подвесов. Таким образом, при вращении центральной балки вокруг центральной оси конек также будет двигаться вокруг нее, описывая окружность, но при этом за счет сил тяжести и сил инерции кабины с пассажирами тоже будут вращаться на роликовых подвесах в плоскости вращения центральной балки, сохраняя положение посадки. Выполнение средства для сидения пассажиров в виде кабин на роликовых подвесах сможет благотворно влиять на биомеханическое состояние пассажиров во время работы аттракциона, а значит, на заявляемом аттракционе смогут кататься практически все желающие, включая детей.

Кабина для пассажиров может быть выполнена в виде горизонтально ориентированного полого цилиндра и может быть рассчитана как на двух, так и на четырех человек. Сидения для пассажиров могут быть установлены внутри такой кабины на ее боковых стенках. Кабины оборудованы дугами безопасности, фиксирующими человека от случайного выпадения из кабины.

На фиг.1 показан общий вид аттракциона «Братина».

На фиг.2 показан вид аттракциона «Братина» сбоку.

На фиг.3 показан общий вид аттракциона «Братина», снабженного дополнительными кабинами для пассажиров.

На фиг.4 показан вид аттракциона «Братина», снабженного дополнительными кабинами для пассажиров, сбоку.

Согласно фигурам 1 и 2 аттракцион «Братина» содержит четыре опорные стойки (1), соединенные между собой элементами жесткости (2). Верхние концы опорных стоек (1) соединены с центральной осью (3). На центральной оси (3) с возможностью вращения вокруг нее установлена центральная балка (4). К концам центральной балки (4) через фланцевые соединения прикреплено по одной вилке (5) и (6). К концу вилки (5) жестко прикреплен конек (7), выполненный в форме дуги. На коньке (7) при помощи роликовых подвесов закреплены кабины для пассажиров (8), выполненные в виде горизонтально ориентированных полых цилиндров без оснований. Каждая кабина (8) установлена на коньке (7) через систему роликов так, что при вращении подвижной части аттракциона вокруг центральной оси (3) кабины (8) могут поворачиваться в плоскости вращения центральной балки (4) под действием сил тяжести. К концу вилки (6) жестко прикреплен противовес (9), выполненный в форме конька (7). Конек (7) и противовес (9) расположены на одинаковом расстоянии от центральной оси (3). Нижние концы опорных стоек (1) для дополнительной устойчивости снабжены ножками (10). Также ножками (10) снабжены ребра жесткости (2). В нижней части конструкции расположен привод (11). Электродвигатель привода передает вращение колесу (ведущему элементу привода) через клиноременную передачу и редуктор. Колесо взаимодействует с коньком и толкает аттракцион за прилегающий к нему конек. На быстроходном валу редуктора расположен тормоз. Он служит для остановки аттракциона. Для посадки и высадки пассажиров используется посадочная площадка (12) с откидным трапом (13).

Согласно фигурам 3 и 4 аттракцион «Братина» дополнительно содержит кабины для пассажиров (14), расположенные при помощи роликовых подвесов на противовесе (9).

Работает заявляемый аттракцион следующим образом.

Откидной трап (13) откидывается в посадочное положение и фиксирует кабину для пассажиров (8) от произвольного вращения. После посадки пассажиров в кабину (8) трап (13) откидывается в вертикальное положение, освобождая кабину (8) от фиксации. После посадки пассажиров производится пуск аттракциона с пульта управления (на рис. не показан). Раскачивание подвижной части, состоящей из центральной балки (4), вилок (5) и (6), конька (7) и противовеса (9), выполняется автоматическим реверсом привода (11) до тех пор, пока противовес (9), описав 180°, не войдет в контакт с приводом (11). Противовес (9) при вращении аттракциона выполняет функцию второго конька, предназначенного для «подхвата» вращения. Далее аттракцион выполняет вращение в одну любую сторону выбранную автоматическим управлением. В ручном режиме управления можно менять направление вращения подвижной части аттракциона.

Во время вращения подвижной части аттракциона кабины (8) за счет роликовых подвесов также вращаются в плоскости вращения центральной балки (4) так, что не зависимо от их положения по ходу вращения балки (4), каждая из них остается в первоначальном положении посадки.

Управление приводом обеспечивается системой автоматического управления, обеспечивающей раскачивание аттракциона в заданном режиме и поддержание в заданном режиме вращения аттракциона.

Заявляемое техническое решение устраняет все недостатки, имеющиеся в аналогах и, кроме того, является простым в применении и производстве.

Изобретение относится к индустрии развлечений, а именно к аттракционам-качелям. Аттракцион содержит опорные стойки, верхние части которых связаны с центральной осью, на которой с возможностью вращения вокруг центральной оси установлена центральная балка, противолежащие концы центральной балки связаны с одной стороны с дугообразным коньком, а с другой стороны - с противовесом, на дугообразном коньке установлена как минимум одна кабина для пассажиров, аттракцион снабжен как минимум одним приводом, установленным с возможностью взаимодействия с коньком, при этом противовес выполнен в форме дугообразного конька, привод установлен с возможностью поочередного взаимодействия с каждым коньком, наружные радиусы коньков являются одинаковыми, привод аттракциона выполнен реверсивным. Техническими результатами изобретения являются расширение арсенала технических средств аттракционов - качелей, снижение расхода энергии, улучшение динамики вращения за счет обеспечения равномерности вращения, расширение функциональных возможностей. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Аттракцион, содержащий опорные стойки, верхние части которых связаны с центральной осью, на которой с возможностью вращения вокруг центральной оси установлена центральная балка, противолежащие концы центральной балки связаны с одной стороны с дугообразным коньком, а с другой стороны - с противовесом, на дугообразном коньке установлена как минимум одна кабина для пассажиров, аттракцион снабжен как минимум одним приводом, установленным с возможностью взаимодействия с коньком, отличающийся тем, что противовес выполнен в форме дугообразного конька, привод установлен с возможностью поочередного взаимодействия с каждым коньком, наружные радиусы коньков являются одинаковыми, привод аттракциона выполнен реверсивным.

2. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что он снабжен вторым приводом, установленным на расстоянии от первого привода симметрично относительно вертикальной оси симметрии аттракциона.

3. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что каждая пассажирская кабина установлена на роликовых подвесах, обеспечивающих поворот пассажирской кабины под действием силы тяжести с сохранением положения пассажира в кабине, соответствующим его положению при посадке.

4. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что центральная балка выполнена составной, состоящей из центральной части и крайних частей, выполненных в виде несущих стоек.

5. Аттракцион по п.4, отличающийся тем, что каждая несущая стойка выполнена раздвоенной в виде вилки.

6. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что центральная ось установлена в подшипниковом узле, размещенном в отверстии центральной балки.

7. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что нижние части опорных стоек соединены между собой элементами жесткости.

8. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что коньки имеют одинаковую форму.

9. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что на противовесе при помощи роликовых подвесов установлена как минимум одна кабина для пассажиров.

10. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что каждая кабина выполнена в виде горизонтально ориентированного полого цилиндра без основания.

11. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что каждая опорная стойка выполнена регулируемой по длине.

12. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что он снабжен посадочной площадкой с откидным трапом.

13. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что привод выполнен электромеханическим фрикционным.

14. Аттракцион по п.12, отличающийся тем, что ведущим элементом привода служит выходной вал, ведомым элементом служит конек.

15. Аттракцион по п.1, отличающийся тем, что он снабжен системой автоматического управления приводом.