[發明專利]游樂轉臺有效
| 申請號: | 202110369929.1 | 申請日: | 2021-04-02 |
| 公開(公告)號: | CN113058272B | 公開(公告)日: | 2023-07-14 |
| 發明(設計)人: | 李新亞 | 申請(專利權)人: | 李新亞 |
| 主分類號: | A63G1/10 | 分類號: | A63G1/10;A63G1/48 |
| 代理公司: | 暫無信息 | 代理人: | 暫無信息 |
| 地址: | 4228*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 游樂 轉臺 | ||
1.一種游樂轉臺,其特征在于:
所述游樂轉臺,含地坑(18)、轉臺、輪椅、牽引裝置和動力傳動系統;
所述地坑(18),其位于水平地面的下方,其為圓柱形空腔,其內徑遠大于高度,其軸線豎直,其水平坑底面的下方有基座(7);
所述基座(7),其為圓柱形,其為鋼筋水泥結構,其軸線與所述地坑(18)的軸線重合,其外徑小于所述地坑(18)的內徑,其上表面與所述地坑(18)的坑底面齊平,其內部固定安裝k個豎直螺栓(8);這k個螺栓(8),其環繞所述基座(7)的軸線均勻分布在同一圓周上,且該圓周的半徑為r,其上端均從所述基座(7)的上表面向上豎直伸出;
所述轉臺含立柱(1)、轉盤(2)、套筒(3)、主軸承(4)、底板(6)、副軸承(14)、擋板(19)、緩沖墊(20)和間歇驅動裝置;
所述底板(6),其為水平厚實圓板,其軸線與所述基座(7)的軸線重合,其上開有k個豎直螺栓孔(6a);這k個螺栓孔(6a)環繞所述底板(6)的軸線均勻分布在同一圓周上,且該圓周的半徑為r;所述底板(6)上的這k個螺栓孔(6a),分別套裝在所述基座(7)上的k個螺栓(8)上,k個螺母分別旋在這k個螺栓(8)上,將所述底板(6)固定連接在所述基座(7)的上表面上;、
所述立柱(1),其為豎直圓柱體,其軸線與所述底板(6)的軸線重合,其軸向高度大于所述地坑(18)的深度,其下端面與相應位置的所述底板(6)的上表面固定連接;
所述轉盤(2),其軸線與所述立柱(1)的軸線重合,其外徑的長度接近所述地坑(18)內徑的長度,但小于所述地坑(18)內徑的長度,其中心開有盤孔(2a),其上表面上有n對盤槽(2b),所述n為偶數;所述盤孔(2a),其軸線與所述轉盤(2)的軸線重合,其內徑大于所述立柱(1)的外徑;每對盤槽(2b)的兩盤槽(2b),其均為直槽,其相互平行,其中線在所述轉盤(2)的徑向上;這n對盤槽(2b)在所述轉盤(2)上均勻分布,從而任意一對盤槽(2b)必有另一對盤槽(2b)與之對稱;
所述套筒(3),其軸線與所述立柱(1)的軸線重合,其軸向高度小于所述地坑(18)的深度但大于所述轉盤(2)的厚度,其內徑大于所述立柱(1)的外徑,其外徑大于所述轉盤(2)上盤孔(2a)的內徑,其上端強力插入所述轉盤(2)的盤孔(2a)中且與所述轉盤(2)固定連接,其上端面與所述轉盤(2)的上表面齊平;
兩主軸承(4),其外圈的外圓周表面分別與相應位置的所述套筒(3)的內圓周表面固定連接,其內圈的內圓周表面分別與相應動轉盤位置的所述立柱(1)的外圓周表面固定連接,其軸線均與所述立柱(1)的軸線重合;這兩主軸承(4)中,一個主軸承(4)位于所述套筒(3)的上端口,另一個主軸承(4)位于所述套筒(3)的下端口;所述轉盤(2)的上表面與所述地坑(18)的坑口地面齊平;
兩副軸承(14),其均位于所述套筒(3)的上方,其內圈的內圓周表面分別與相應位置的所述立柱(1)的外圓周表面固定連接;這兩副軸承(14)中,一個副軸承(14)接近所述套筒(3),另一個副軸承(14)位于所述立柱(1)的上端;
所述擋板(19),其輪廓為長方形,其內、外表面均為圓弧面,其內、外表面的軸線均與所述轉盤(2)的軸線重合;n塊擋板(19),其均勻分布且豎立于所述轉盤(2)邊緣處的盤面上,其沿徑向分別與鄰近的所述轉盤(2)上n對盤槽(2b)正相對,其下端面分別與相應位置的所述轉盤(2)的上表面固定連接;
所述緩沖墊(20),其輪廓的形狀與所述擋板(19)輪廓的形狀相同且面積相等,其內表面為豎直平面,其外表面為圓弧面,其外表面的軸線與所述轉盤(2)的軸線重合;n塊緩沖墊(20)的外表面分別與這n塊擋板(19)的內表面固定連接;
所述間歇驅動裝置含棘輪(5)、棘爪(22)、棘爪軸(15)、彈片(23)和間歇軸承(24);
所述棘輪(5),其為圓環形,其軸線與所述套筒(3)的軸線重合,其下端的內緣有向內伸出的棘輪齒(5a);所述棘輪齒(5a)的齒尖位于同一圓周上,該圓周的軸線與所述棘輪(5)的軸線重合,該圓周的直徑小于所述棘輪(5)的內徑,但大于所述套筒(3)的外徑;
所述間歇軸承(24),其外圈的外圓周表面與所述棘輪(5)的內圓周表面固定連接,其內圈的內圓周表面與所述套筒(3)下端的外圓周表面固定連接;所述棘輪(5)上棘輪齒(5a)的齒尖接近所述套筒(3)的下端面;
兩棘爪軸(15)的上端分別豎直固定連接在所述套筒(3)下端面的筒壁上,這兩棘爪軸(15)的連線與所述套筒(3)的軸線正交;
兩棘爪(22),其分別套裝在這兩棘爪軸(15)上,其均可繞相應的棘爪軸(15)在水平面上轉動,但均不能沿軸向移動;
兩彈片(23),其一端分別固定連接在這兩棘爪(22)旁邊的所述套筒(3)下端面的筒壁上,其另一端分別壓在這兩棘爪(22)上,使這兩棘爪(22)分別插入相應位置的所述棘輪(5)上棘輪齒(5a)的齒槽中;
仰視所述棘輪(5),當所述棘輪(5)沿逆時針方向旋轉時,所述棘輪(5)上棘輪齒(5a)推動這兩棘爪(22),進而驅動所述套筒(3)沿逆時針方向同步旋轉;當所述棘輪(5)靜止時,這兩棘爪(22)并不影響所述套筒(3)沿逆時針方向的旋轉;
所述輪椅含平板車(9)和椅子(12);
所述平板車(9)由平板(10)、階梯輪(11)和輪軸(21)組成;
所述平板(10),其為水平矩形板,其縱向長度大于橫向寬度;
兩輪軸(21),其一前一后分別橫向固定連接在所述平板(10)上,其兩端均從所述平板(10)的兩側向面向外伸出;
所述階梯輪(11)由側輪(11a)和軌道輪(11b)組合為同軸整體,所述側輪(11a)的外徑大于所述軌道輪(11b)的外徑,所述側輪(11a)位于所述軌道輪(11b)的外側;所述平板(10)上安裝四個階梯輪(11),這四個階梯輪(11)中,兩個階梯輪(11)分別套裝在所述平板(10)前輪軸(21)的兩伸出端上,另兩個階梯輪(11)分別套裝在所述平板(10)后輪軸(21)的兩伸出端上,這四個階梯輪(11)均可繞各自軸線在豎直平面上自由轉動,但均不能沿軸向移動;
n個平板車(9)分別放置在所述轉盤(2)的n對盤槽(1b)上;每個平板車(9)上的四個階梯輪(11)中,位于同側的兩階梯輪(11)上的側輪(11a)均插在相應一對盤槽(1b)相應側的盤槽(1b)中,位于另一側的另兩階梯輪(11)上的側輪(11a)均插在該對盤槽(1b)另一側的盤槽(1b)中,這四個階梯輪(11)上的軌道輪(11b)均與相應位置的所述轉盤(2)的上表面活動接觸,當這四個階梯輪(11)上的軌道輪(11b)均沿所述轉盤(2)的上表面同向滾動時,所述平板車(9)相對所述轉盤(2),只能沿徑向運動,不能沿切向移動;
所述椅子(12),其上備有安全帶(13),其一側掛有球框,所述球框中放置多個軟球;
n個椅子(12)分別固定連接在這n個平板車(9)的平板(10)上,當n位游樂者分別坐到這n個椅子(12)上后,這n位游樂者均面向所述立柱(1);
所述牽引裝置含繩子(16)和彈簧(17);
n條繩子,其一端分別與相應位置的位于所述立柱(1)上端的副軸承(14)外圈的外圓周表面固定連接,其另一端分別沿徑向伸向這n個椅子(12)并放置于相應球框中備用;
n個彈簧(17),其一端分別與相應位置的接近所述套筒(3)的副軸承(14)外圈的外圓周表面固定連接,其另一端分別沿徑向伸向這n個平板車(9),且分別與這n個平板車(9)上平板(10)的前端活動勾接;
所述動力傳動系統含電動機、輸出輪和皮帶;
所述輸出輪固定套裝在所述電動機的輸出軸上;
所述皮帶套裝在所述輸出輪和所述間歇驅動裝置的棘輪(5)上;
仰視所述間歇驅動裝置,所述電動機工作時,通過所述皮帶傳動,驅動所述棘輪(5)沿逆時針方向轉動,所述棘輪(5)又通過其上的棘輪齒(5a)對所述套筒(3)上的兩棘爪(22)的推動,使所述套筒(3)沿逆時針方向同步轉動,所述套筒(3)再帶動所述轉盤(2)沿逆時針方向同步轉動;當所述電動機停止工作時,這兩棘爪(22)并不阻礙所述套筒(3)的逆時針方向轉動,從而所述轉盤(2)連成所述套筒(3)因慣性繼續沿逆時針方向轉動;所述轉盤(2)具較大轉動慣量,因而所述轉盤(2)具較大轉動動能,而摩擦阻力很小,根據能量守恒定律,所述轉盤(2)可旋轉較長時間,可讓n位分別坐在n個椅子(12)上的游樂者有充足時間從事游樂活動。
2.根據權利要求1所述游樂轉臺,其特征在于:
n位游樂者分別坐到n個椅子(12)后,牢固系上安全帶(13),然后開始游樂;在游樂中可獲得以下物理感性認識:
其一,彈簧(17)與相應平板車(9)脫離,所述平板車(9)上游樂者用手拉緊相應繩子(16),讓所述平板車(9)相對轉盤(2)的位置不變,然后電動機驅動所述轉盤(2)緩慢加速旋轉,所述游樂者感覺繩子(16)拉手的力逐漸增大;所述轉盤(2)的轉速恒定時,所述游樂者連成所述平板車(9)緩慢遠離立柱(1),感覺所述繩子(16)拉手的力更大;
游樂者通過親身感受,獲得了牛頓第三定律的感性認識,獲得了向心力的感性認識,獲得了在圓周運動半徑不變和質量不變的情況下,向心力隨角速度的增大而增大的感性認識,獲得了在角速度不變和質量不變的情況下,向心力隨圓周運動半徑的增大而增大的感性認識;
其二,繩子(16)閑置,彈簧(17)與相應平板車(9)勾接,電動機驅動轉盤(2)緩慢加速旋轉;只見所述平板車(9)逐漸離開立柱(1),所述彈簧(17)逐漸伸長;
游樂者通過親身感受,獲得了彈簧(17)也能提供向心力的感性認識,獲得了彈簧(17)的彈力隨其伸長量的增大而增大的感性認識;
其三,繩子(16)閑置,彈簧(17)與相應平板車(9)勾接,電動機驅動轉盤(2)轉動后,所述平板車(9)上游樂者的背部緊緊壓在相應椅子(12)的背板上,上體很難前傾;所述轉盤(2)的轉速越大,上體越難前傾;如果想前傾,需要手用力向后拉所述椅子(12),跟坐在家里凳子上的情況不同;
游樂者通過親身感受,獲得了任何物體(如上體)的圓周運動都需要向心力的感性認識,獲得了多種方法提供向心力的感性認識,獲得了牛頓第三定律的感性認識;
其四,n條繩子(16)都閑置,n個彈簧(17)分別與n個平板車(9)勾接,電動機驅動轉盤(2)以恒定轉速旋轉;待這n個平板車(9)相對所述轉盤(2)均保持相對靜止時,有的游樂者離立柱(1)最遠,有的游樂者離所述立柱(1)最近;觀察發現,離所述立柱(1)最遠的游樂者是胖子或高大個子,離所述立柱(1)最近的游樂者是瘦子或矮小個子;
游樂者通過親身感受,獲得了作圓周運動物體,在角速度相同的情況下,物體的質量越大需要的向心力越大的感性認識;
其五,繩子(16)閑置,彈簧(17)與相應平板車(9)勾接,電動機驅動轉盤(2)以恒定轉速旋轉;所述平板車(9)上游樂者豎直上拋軟球,但上拋的軟球并不落回手中,而是向拋出點的左方飛離,跟站立在地面上上拋軟球的情況不同;
游樂者通過親身感受,獲得了慣性的感性認識,獲得了圓周運動物體的速度方向為切線方向的感性認識;
其六,繩子(16)閑置,彈簧(17)與相應平板車(9)勾接,電動機驅動轉盤(2)以恒定轉速旋轉;所述平板車(9)上游樂者分別向左側和向右側以相同出手速度水平投出軟球,該游樂者發現向左側投出的軟球飛得遠,向右側投出的軟球飛得近;
游樂者通過親身感受,獲得了分速度和合速度的感性認識,獲得了同一直線上速度合成的感性認識;
其七,相互對稱的兩繩子(16)都閑置,相互對稱的兩彈簧(17)各與相應平板車(9)勾接,電動機驅動轉盤(2)以恒定轉速旋轉;相互對稱的兩位游樂者相互傳射軟球,按地面上的傳球方式,軟球無法傳到對方手里,經過不斷探索終于悟出了大致方法;
游樂者通過親身感受,獲得了互成角度兩速度合成的感性認識;
其八,n個彈簧(17)分別與n個平板車(9)勾接,電動機停止工作,轉盤(2)尚在轉動時,n位游樂者齊拉各自繩子(16),讓這n個平板車(9)都向立柱(1)靠近,意想不到的情況發生了,所述轉盤(2)的轉速加快;
游樂者通過親身感受,獲得了轉動慣量的感性認識,獲得了系統合外力力矩為零或可忽略不計的情況下,系統角動量守恒的感性認識。
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