專利名稱：改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛的軌道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛的軌道及其制造。更具體地，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式涉及一種改進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造游樂(lè)園軌道的方法，該方法包括固定多種平面材料以形成軌道，而不是傳統(tǒng)的將直軌道彎曲的方法。還包括改進(jìn)的軌道的使用方法。本發(fā)明的其它替代性實(shí)施方式包括其它復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，比如滑雪上山吊椅、運(yùn)人系統(tǒng)和階梯。
背景技術(shù)：
過(guò)山車、其它游樂(lè)園騎乘玩具、滑雪上山吊椅和其它滾動(dòng)式車輛運(yùn)人裝置常常需要復(fù)雜的軌道以提供動(dòng)態(tài)體驗(yàn)或沿崎嶇地帶而行。因此，許多這些用于這種滾動(dòng)式車輛的軌道是由鋼管制做的，傳統(tǒng)上要對(duì)其加熱并彎曲以獲得其所需的形狀。遺憾的是，以這種方式加熱和操作鋼棒或鋼管并使這種材料永久地彎曲在材料中造成顯著的斷裂。然后在向這種裝置施加應(yīng)力或載荷(比如軌道安裝中的預(yù)應(yīng)力(靜態(tài)載荷)和(例如通過(guò)的過(guò)山車)向軌道施加的動(dòng)態(tài)載荷)之前這種斷裂存在在所獲得的結(jié)構(gòu)中。制造應(yīng)力、靜態(tài)應(yīng)力和動(dòng)態(tài)應(yīng)力隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)達(dá)到頂點(diǎn)，隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)需要頻繁替換傳統(tǒng)的管式軌道。此外，當(dāng)將鋼棒或鋼管加熱并彎曲成復(fù)雜樣式時(shí)，桿或管沒(méi)有按照需要進(jìn)行必要的彎曲。金屬一般將尋求在其最弱的點(diǎn)處或在施加最大力的范圍內(nèi)彎曲。因此，構(gòu)造的鋼結(jié)構(gòu)的最終結(jié)果與所需的設(shè)計(jì)可能不是精確匹配的，這導(dǎo)致重復(fù)的構(gòu)造嘗試或者滿足于不是最佳的結(jié)果。特別地，諸如三角形管、正方形或矩形管、或者其它金屬管(其鋼結(jié)構(gòu)橫截面內(nèi)具有空間)的結(jié)構(gòu)和材料因素設(shè)計(jì)很容易受變形和破裂影響。當(dāng)前，金屬(即鋼)過(guò)山車是由圓形的、直的鋼棒或鋼管構(gòu)造的，它們?yōu)榱吮匾倪^(guò)山車應(yīng)用而彎曲成所需形式?；谖覀兊墓I(yè)知識(shí)，不存在軌道是由普通平面金屬材料構(gòu)造的過(guò)山車，所述普通平面金屬材料被切割并焊接到一起以形成所需的彎曲軌道。這樣的發(fā)明，如果可行，作為新開(kāi)發(fā)的軌道會(huì)具有高度理想性的優(yōu)點(diǎn)，其沒(méi)有被彎曲、變形或加熱，將保持其原始的強(qiáng)度，沒(méi)有由傳統(tǒng)彎曲方法置于材料上的不必要的斷裂。利用這種由于制造期間沒(méi)有斷裂存在的良好材料適應(yīng)性，所獲得的結(jié)構(gòu)或過(guò)山車軌道會(huì)比傳統(tǒng)方法強(qiáng)度更大、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。因此，相比于較早的傳統(tǒng)方法，這種強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間能有效地導(dǎo)致將過(guò)山車和其它結(jié)構(gòu)建造得比例更大或更經(jīng)濟(jì)。因此，在游樂(lè)園騎乘玩具和其它復(fù)雜彎曲結(jié)構(gòu)的技術(shù)中需要一種新的構(gòu)造和制造細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)(比如過(guò)山車軌道)的方法。優(yōu)選地，相比于傳統(tǒng)的過(guò)山車、游樂(lè)騎乘玩具、滑雪上山吊椅、階梯或其它細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，這種改進(jìn)的軌道將制造應(yīng)力變得最小、獲得了所需的結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)選地減小了材料和制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式總體上涉及一種構(gòu)造細(xì)長(zhǎng)、彎曲結(jié)構(gòu)(比如游樂(lè)園過(guò)山車軌道或者螺旋階梯支撐件)的新方法。一旦確定了細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的三維樣式，就能夠利用專用軟件制定要切割出的平整材料的各個(gè)分段一這些分段最終變成細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的元件。在優(yōu)選的實(shí)施方式中使用等離子切割機(jī)或其它傳統(tǒng)的裝置將這些元件分段切割成它們各自的設(shè)計(jì)形狀，并隨后將它們連接在一起(例如焊接)以形成結(jié)構(gòu)合理的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)。在一個(gè)方面中，本發(fā)明的實(shí)施方式包括一種設(shè)計(jì)和構(gòu)造這種細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的方法。在另一個(gè)方面中，這種方法還形成了一種新的加工產(chǎn)品，即，一種為彎曲細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu) 的裝置，該裝置包括以彼此永久相連的方式可固定的多個(gè)平面元件。在又一個(gè)方面中，過(guò)山車可以設(shè)置在這種細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)上。在又一個(gè)方面中，滑雪上山吊椅或其它運(yùn)人工具可以設(shè)置在這種不需要傳統(tǒng)的電線或圓形軌道的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)上。最后，雖然決不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，但是可以將彎曲階梯或建筑結(jié)構(gòu)建立在這種不需要對(duì)傳統(tǒng)金屬梁進(jìn)行加熱、彎曲或變形的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)上。


在附圖的各幅圖中通過(guò)實(shí)例并以非限定的方式示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，其中類似的附圖標(biāo)記指的是類似的元件。圖I是包括實(shí)心圓軌道的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車的正圖。圖2A是現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道在彎曲之前的直的部分的圖示。圖2B是圖2A中現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道的那部分在Y維度彎曲加工期間的圖示。圖2C是圖2B中的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道的那部分在Y維度彎曲加工之后的圖
/Jn ο圖3A是現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道的一部分在先前的在Y維度彎曲加工之后的圖示。圖3B是圖3A中的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道的那部分在第二 Z維度彎曲加工期間的圖示，從而引起了軌道中的混合彎曲。圖3C是圖3B中的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道的一部分在第二 Z維度彎曲加工之后的圖示，從而已經(jīng)引起了軌道中的混合彎曲。圖4A是現(xiàn)有技術(shù)的直的矩形管的一部分的圖示。圖4B是圖4A中的現(xiàn)有技術(shù)的矩形管的那部分在Y維度彎曲加工期間的圖示，從而在管的形狀上引起變形。圖4C是圖4A中的現(xiàn)有技術(shù)的矩形管的那部分在Y維度彎曲加工期間的圖示，從而在管的整體中引起斷裂。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的過(guò)山車的正視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的分解透視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的裝配架的透視圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的利用多個(gè)裝配架構(gòu)造的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的透視圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的由多個(gè)細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)支撐的階梯的透視圖。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，出于解釋的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)以便于對(duì)本發(fā)明有全面的理解。但是，很顯然，本發(fā)明可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其它情況下，公知的結(jié)構(gòu)和裝置可以描繪成簡(jiǎn)圖的形式，以便免除本發(fā)明的與相應(yīng)討論相關(guān)的不必要的細(xì)節(jié)； 類似地，在所披露方法中的步驟可以描繪成流程圖的形式。在下面的段落中出現(xiàn)的部分標(biāo)題和參照旨在為了讀者的方便，不應(yīng)該解釋為對(duì)在任何給定的位置所具有的信息的范圍的限制。這里所描述的獨(dú)特的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造和用途包括在游樂(lè)園、人員運(yùn)載、建筑和制造技術(shù)的各個(gè)范圍內(nèi)的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因此，在下文的以下部分中更詳細(xì)地描述了細(xì)節(jié)、進(jìn)步和提高的各種分組功能綜述、現(xiàn)有技術(shù)的局限性、新結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造以及結(jié)論。功能綜述本發(fā)明的實(shí)施方式總體上涉及一種裝置，其包括適于各種應(yīng)用所使用的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)。這些應(yīng)用能包括過(guò)山車軌道或其它游樂(lè)園騎乘玩具、運(yùn)人系統(tǒng)(例如滑雪上山吊椅或者其它的機(jī)動(dòng)或非機(jī)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)裝置)、階梯或其它建筑結(jié)構(gòu)或者需要細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的其它應(yīng)用。在優(yōu)選實(shí)施方式中，這種細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)包括許多復(fù)雜的彎曲段并且是常規(guī)的設(shè)計(jì)，比如過(guò)山車軌道。雖然過(guò)山車軌道是本發(fā)明的一個(gè)示例性情況的研究，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明的各種技術(shù)在其它環(huán)境(諸如運(yùn)輸、建筑和其它行業(yè))中是無(wú)限制地適用的。因此，將討論一種改進(jìn)的過(guò)山車，盡管這只是本發(fā)明用于披露的目的的一個(gè)優(yōu)選的非限制性的實(shí)施方式。當(dāng)在這里被使用時(shí)，提到“滾動(dòng)式車輛”被認(rèn)為是與過(guò)山車等價(jià)的或者比過(guò)山車范圍更寬，因?yàn)檫^(guò)山車是在固定軌道上的滾動(dòng)式車輛的一種示例性情況。這里所披露的教導(dǎo)同樣可以良好地應(yīng)用于改型的或新的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)裝置的應(yīng)用，無(wú)論下面的結(jié)構(gòu)是木頭的(通常稱作“木”制慣性運(yùn)轉(zhuǎn)裝置)，還是下面的結(jié)構(gòu)是鋼框架(通常稱作“鋼”制慣性運(yùn)轉(zhuǎn)裝置)。更具體地，本發(fā)明以及本說(shuō)明書的優(yōu)選實(shí)施方式是可配置的三維的I形箱型軌道，其能由二維材料構(gòu)造，例如但不局限于平面鋼板。在過(guò)山車軌道的優(yōu)選實(shí)施方式中，I形箱型軌道一般具有象字母表中的字母“I形”的矩形截面(類似于I形鋼梁，在I形箱型設(shè)計(jì)中，僅具有一個(gè)縱向平面而不是兩個(gè)縱向平面)。因?yàn)榇_定這種細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的各個(gè)平面元件的必要的特殊形狀和尺寸可能是復(fù)雜的過(guò)程，所以我們發(fā)現(xiàn)專門為了該過(guò)程而開(kāi)發(fā)的專用計(jì)算機(jī)軟件獲得了最佳的結(jié)果。特別地，在三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)中展示一種過(guò)山車軌道。因此，軌道截面、軌道幾何形狀和其它方面完全詳細(xì)體現(xiàn)在軌道的計(jì)算機(jī)處理得到的說(shuō)明書中。軌道的各個(gè)部分也被配置成能以軌道部分來(lái)構(gòu)造軌道。通常，這種軌道一般設(shè)計(jì)并構(gòu)造成兩軌道系統(tǒng)，但是本發(fā)明也構(gòu)思了一軌、兩軌、三軌或者甚至更復(fù)雜的軌道系統(tǒng)。一旦完全設(shè)計(jì)并確定軌道部分，就主要在二維原料(比如標(biāo)準(zhǔn)鋼板或鋼棒)上制定這些部分。這種標(biāo)準(zhǔn)材料的使用相對(duì)于使用專用和昂貴鋼材(棒或管的形式)的傳統(tǒng)方法一般具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，然后使用傳統(tǒng)的切割或構(gòu)造裝置(比如等離子切割機(jī)、機(jī)械切割機(jī)、水切割機(jī)或者其它傳統(tǒng)的切割裝置)從原料鋼上切割出制定好的二維部分分段。這些專用分段優(yōu)選地具有數(shù)百或者甚至數(shù)千條詳細(xì)說(shuō)明，使得材料的切割可以適應(yīng)復(fù)雜的曲線。所使用的一般材料是A-36鋼的1/4”或3/8”板，盡管在替代性的配置或應(yīng)用中其它材料也是理想的。在切割或構(gòu)造出二維部分分段之后，根據(jù)設(shè)計(jì)和說(shuō)明，一般通過(guò)傳統(tǒng)的方法，比如 焊接，將這些分段組裝并彼此連接。在從主要的二維分段中進(jìn)行這種三維物體的構(gòu)造過(guò)程中，專用裝配架或支撐架是必要的以將這些分段保持在它們合適的位置上，以用于固定到其它分段上，正如下面進(jìn)一步討論的。最后，在游樂(lè)園騎乘玩具場(chǎng)地將構(gòu)造好的軌道部分組裝在一起，即通過(guò)傳統(tǒng)的連接方法，比如大螺栓和螺母，或者焊接或者其它傳統(tǒng)的附接方法。一般地，本發(fā)明的實(shí)施方式的這種構(gòu)造方法獲得一種相比于原始設(shè)計(jì)更一致和更優(yōu)化的游樂(lè)園騎乘玩具的軌道。改進(jìn)的軌道一般強(qiáng)度更大，因?yàn)檐壍辣旧硪话闶菦](méi)有制造應(yīng)力的，比如熱應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和安裝扭曲應(yīng)力。因?yàn)楦倪M(jìn)軌道的原料在它們制造或安裝期間沒(méi)有被施加應(yīng)力，所以改進(jìn)的軌道一般具有更長(zhǎng)的壽命，從而不需要象傳統(tǒng)的由被加熱、彎曲或者這二者都使用的圓形鋼棒或圓形鋼管構(gòu)造的“彎曲管”軌道那樣需要頻繁替換。正如上面指出的，改進(jìn)的軌道可以用在游樂(lè)騎乘玩具(例如過(guò)山車)、高山滑道、水上公園或者其中帶輪車輛沿著具有彎曲段的軌道行進(jìn)的其它應(yīng)用中。類似地，在其它環(huán)境中，其可以用作支撐結(jié)構(gòu)，以用于運(yùn)人系統(tǒng)(例如機(jī)動(dòng)或非機(jī)動(dòng)的人行道、有軌電車等)、階梯或者需要常規(guī)的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的其它建筑設(shè)備。在呈現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式的各個(gè)特征的進(jìn)一步討論之前，更多地理解現(xiàn)有技術(shù)(即“彎曲管”過(guò)山車軌道)的局限性是有好處的?，F(xiàn)有技術(shù)的局限性圖I是包括實(shí)心圓形軌道的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車的正視圖。過(guò)山車100包括具有導(dǎo)輪架104的底盤102，導(dǎo)輪架104從而連接到一個(gè)或多個(gè)主輪106、一個(gè)或多個(gè)橫向輪108和一個(gè)或多個(gè)底輪110。一個(gè)或多個(gè)主輪106、一個(gè)或多個(gè)橫向輪108和一個(gè)或多個(gè)底輪110沿著實(shí)心圓形軌道112滾動(dòng)。這種過(guò)山車100 —般代表許多現(xiàn)代的但屬于現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車，其需要對(duì)昂貴軌道112盡心頻繁的維護(hù)，所述軌道112必須定期地重新鑒定、修理或由新材料重新構(gòu)造以維持底盤102中騎乘玩具的安全性。翻到圖2A，圖示出了在構(gòu)造或彎曲成過(guò)山車軌道之前現(xiàn)有圓形鋼管200的直的部分。圖2B是圖2A中的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道200的所述部分的圖示，其已經(jīng)受到在Y維度上的彎曲加工。更具體地，圓形鋼管210的一部分具有在各個(gè)位置上施加其上的各個(gè)力，即向下的Y力212施加在位置211處，向上的力214施加在位置213處，向上的力216施加在位置215處。因而力212，214和216相結(jié)合的合力導(dǎo)致管210在Y維度上在其端部上彎曲成向上的結(jié)構(gòu)。Y維度在維度表征218中更清楚。當(dāng)以這種頻繁地需要將充分的熱量施加給管210的方式彎曲管210時(shí)，管210的材料會(huì)被施加充分的應(yīng)力。特別地，由于管210的端部的向內(nèi)折疊，管210的靠近位置211的材料承受高度壓縮。另一方面，由于管210的端部的同一折疊，管210的靠近位置213和215的材料承受高度擴(kuò)張或拉伸。管210中的材料的壓縮和擴(kuò)張相結(jié)合必然導(dǎo)致管210具有相當(dāng)?shù)偷慕Y(jié)構(gòu)完整性，從而管210不能夠承受與圖2A中繪出的非彎曲管200相同的載荷。 圖2C是圖2B中的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車的一部分在Y維度彎曲加工之后的圖示。更具體地，被示出的管220具有比圖2B的管210稍低的彎曲程度。正如在行業(yè)中公知的，一般象鋼之類的材料必須比所需的結(jié)果彎曲的更多，因?yàn)橄箐撝惖木鶆虿牧暇哂幸欢ǔ潭鹊膹椥浴Ｔ谶@方面，將過(guò)山車軌道構(gòu)造成具有高度精確性的加工非常困難，因?yàn)閺澢?00中的材料的力和動(dòng)力的量在實(shí)際彎曲之前不能精確確定。因此，制成類似于管220的結(jié)果是由“反復(fù)試驗(yàn)”獲得的結(jié)果而不是在精確測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)進(jìn)行構(gòu)造的結(jié)果。通常情況下這種現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道必須彎成混合的曲線以便于適應(yīng)設(shè)計(jì)的需要。因此，用于形成過(guò)山車軌道的許多管子必須承受多個(gè)彎曲加工，有時(shí)是在相同的位置上。圖3A是在之前的圖2A-2C中的Y維度彎曲加工之后必須承受第二彎曲加工的這種現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車軌道的一部分的圖示。管300代表之前在圖2A-2C中在Y維度彎曲的管 200。翻到下一幅圖，圖3B是之前彎曲的圖3A的管300的所述部分的圖示，其承受在第二 Z維度的彎曲加工。該第二彎曲加工因而造成了在軌道中的混合彎曲，一個(gè)彎曲在Y維度(圖2A-2C)，另一個(gè)彎曲在Z維度，正如在維度表征218中所表示出的。可以意識(shí)到管310在Z維度中在位置311處具有施加其上的向外(自紙面)的力312、在Z維度中在位置313處施加其上的向內(nèi)(進(jìn)入紙面)的力314和在Z維度中在位置315處施加其上的向內(nèi)(進(jìn)入紙面)的力316。這些力312，314和316相結(jié)合將管310在Z維度中彎曲成第二彎曲部。與對(duì)于Y維度在圖2A-2C中描述的類似，圖3B中的管310承受第二組應(yīng)力，即在位置311處的壓縮和在位置317處的擴(kuò)張或拉伸。因此，由于管310在管310的中央部分中承受具有多個(gè)壓縮和擴(kuò)張的兩種彎曲，所以嚴(yán)重危及其結(jié)構(gòu)完整性。類似于圖2C，圖3C圖示了管320，管320受到這種彎曲，以達(dá)到所需形狀和形式。特別地，管320可以在位置321處經(jīng)歷結(jié)構(gòu)上的壓縮以及在位置327處經(jīng)歷結(jié)構(gòu)上的擴(kuò)張或拉伸，形成了與原產(chǎn)的、直的鋼管(起初不承受這些力)相比被弱化了的過(guò)山車軌道。圖4A是現(xiàn)有技術(shù)的直的矩形管400的一部分的圖示，其是用于剛性直的結(jié)構(gòu)目的的合適材料，但是對(duì)于彎曲應(yīng)用難于彎曲或操縱。雖然這種管相比于圓形管用于過(guò)山車軌道是有利的，但是這種矩形管正如進(jìn)一步描述的難于彎曲或操作。翻到下一幅圖，圖4B是圖4A中的現(xiàn)有技術(shù)的矩形管的所述部分在Y維度中的彎曲加工期間的圖示，從而造成管的形狀的變形。更具體地，矩形管410在Y維度中在位置411處承受向下的力412，在Y維度中在位置413處承受向上的力414，在Y維度中在位置415處承受向上的力416。
正如所繪出的，危及矩形管410的截面形狀的這些力將矩形管壓扁、變平或變形。更具體地，在位置411處有壓縮力，使矩形管410的頂部永久變形。類似地，當(dāng)從視覺(jué)上觀察邊緣417時(shí)，通過(guò)邊緣417的輪廓的不一致，可以在視覺(jué)上確定矩形管410的結(jié)構(gòu)完整性。類似地，圖4C是圖4A中的現(xiàn)有技術(shù)的矩形管的所述部分在Y維度中彎曲加工期間的圖示，從而造成了管的完整性上的斷裂。更具體地，矩形管420在Y維度中在位置421處承受向下的力422，在Y維度中在位 置423處承受向上的力424，在Y維度中在位置425處承受向上的力426。正如可以意識(shí)到的，在位置428處，作用在矩形管420上的壓縮力造成矩形管420的表面(可能是內(nèi)部)上起皺或成波形。同樣地，在矩形管420的材料中發(fā)生擴(kuò)張或拉伸的位置上觀察到裂縫427。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以意識(shí)到的，使用實(shí)心棒或空心管形式的圓形鋼是在傳統(tǒng)現(xiàn)有實(shí)踐下開(kāi)發(fā)過(guò)山車軌道的最有效的設(shè)備——但是該工藝需要許多進(jìn)步。列出幾條，但是是非限制性的，第一，用在圓形形式中的材料本身是昂貴的。第二，材料難于合適地彎曲成所需的形式，通常導(dǎo)致一種“反復(fù)試驗(yàn)”的方法來(lái)構(gòu)造所需的軌道。如圖2A-2C和圖3A-3C中所示，該制造過(guò)程還在軌道材料中引入了應(yīng)力并且最終使軌道材料被弱化。第三，當(dāng)將材料(例如鋼)放置成圓形形式(比如棒或管)時(shí)，在與三角形、矩形、I形梁或其它形式相比時(shí)，材料在結(jié)構(gòu)上強(qiáng)度不大。特別地，圓形材料在承受橫向力(橫向于材料長(zhǎng)度的力)時(shí)剛度較小。遺憾的是，正如在圖4A-4C中繪出的，使用矩形(或其它形式，比如三角形或I形梁)管，在直段中雖然結(jié)構(gòu)上比圓形棒或管更有效，但是彎曲成曲線是相當(dāng)復(fù)雜的。更不足的是，通常無(wú)論使用什么材料或管，在混合曲線中必須在多個(gè)維度中彎曲，以及可能需要材料本身的扭曲來(lái)適應(yīng)合適的所需的結(jié)構(gòu)。新結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的過(guò)山車的正視圖。過(guò)山車500包括底盤502，底盤502包括導(dǎo)輪架504，導(dǎo)輪架504因而連接到一個(gè)或多個(gè)主輪506、一個(gè)或多個(gè)橫向輪508和一個(gè)或多個(gè)底輪510。所述一個(gè)或多個(gè)主輪506、一個(gè)或多個(gè)橫向輪508和一個(gè)或多個(gè)底輪510沿著正如根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式繪出的矩形截面(或“I形梁”)軌道512滾動(dòng)。該過(guò)山車500能夠利用剛度更大、更耐用和更容易制造的軌道512，所述軌道512是由單獨(dú)的平面材料分段構(gòu)造并成型成矩形截面(或“I形梁”)輪廓。這種軌道512的另一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是將軌道512連接到地面或水平表面520的能力，這在傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)山車(未示出)中一般是不可取的或不使用的。即，這種連接能夠與連接到表面520的一個(gè)或多個(gè)大螺栓相適應(yīng)。翻到下一幅圖，圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的透視圖。圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的過(guò)山車軌道600，即具有第一豎直構(gòu)件601、第二豎直構(gòu)件602、頂部水平構(gòu)件603、底部水平構(gòu)件604、內(nèi)部豎直構(gòu)件605和內(nèi)部水平構(gòu)件606。正如通過(guò)參照?qǐng)D5和6指出的，所述一個(gè)或多個(gè)主輪506沿著頂部表面609滾動(dòng)，所述一個(gè)或多個(gè)橫向輪508沿著橫向表面610滾動(dòng)，所述一個(gè)或多個(gè)底輪510沿著底表面611滾動(dòng)?？梢岳靡粋€(gè)或多個(gè)螺栓608將軌道600連接到支撐件607。當(dāng)材料與剛度進(jìn)行對(duì)比時(shí)這種軌道的剛度顯著大于其圓形對(duì)應(yīng)件的剛度。此外，這種材料如果在制造期間不承受應(yīng)力(比如加熱或彎曲)其本身的強(qiáng)度就較大并且更耐用。
為了以細(xì)長(zhǎng)彎曲的形式構(gòu)造這樣的軌道600，軌道600包括多個(gè)單獨(dú)的平面材料分段(例如厚鋼板)，它們被切成精確的、具體所需的尺寸和形狀。翻到下一幅圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的分解透視圖，其表明了這種過(guò)山車軌道700是如何能由單獨(dú)的諸如厚鋼板之類的平面材料分段構(gòu)造而成的。更具體地，第一豎直構(gòu)件701、第二豎直構(gòu)件702、頂部水平構(gòu)件703、底部水平構(gòu)件704、內(nèi)部豎直構(gòu)件705和內(nèi)部水平構(gòu)件706均被切割，并利用傳統(tǒng)的連接方式(例如焊接、粘結(jié)、螺檢和螺母、等等)連接在一起。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，這種單獨(dú)分段的永久連接可以通過(guò)自動(dòng)焊接機(jī)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)應(yīng)用和可用的自動(dòng)機(jī)器，為了實(shí)現(xiàn)永久連接通常利用一個(gè)或多個(gè)專用裝配架來(lái)將多個(gè)軌道分段保持在給定的方向上是理想的。接下來(lái)簡(jiǎn)要討論這種已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)并利用的裝配架。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的裝配架的透視圖。裝配架800包括基座802、豎直支腿804、水平橫梁806和各種調(diào)節(jié)器。例如，豎直支腿804優(yōu)選地是可配置的并且能·合適地設(shè)計(jì)成允許將橫梁806定位在軌道分段(未示出)能被定位的任意所需的高度上。類似地，一個(gè)或多個(gè)螺栓808是可配置的以允許將橫梁806在寬的角度范圍內(nèi)定向以適應(yīng)軌道分段的定位。進(jìn)一步優(yōu)選地，利用一個(gè)或多個(gè)螺栓810來(lái)提供槽口以將軌道分段保持在橫梁806上的具體位置上。翻到圖9，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的利用多個(gè)裝配架構(gòu)造的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的透視圖。特別地，軌道組件900包括在五個(gè)裝配架上裝配的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)902，即裝配架910A、裝配架910B、裝配架910C、裝配架910D和裝配架910E。如圖所示，盡管僅是示例性的，但是所述結(jié)構(gòu)902的底部構(gòu)件904直接與裝配架910A的橫梁906相連，正如在其它裝配架中類似示出的。在這樣的配置中，自動(dòng)焊接機(jī)(未示出)可以在該自動(dòng)焊接機(jī)的一次或多次通過(guò)中將所述結(jié)構(gòu)902的各個(gè)分段連接在一起。翻到圖10，圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的由構(gòu)成階梯1000的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)1002支撐的階梯的透視圖。更具體地，所述一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)1002支撐多個(gè)踏板1004。如果使用現(xiàn)有的或傳統(tǒng)的方法，將難于制造或構(gòu)造所述的一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)1002，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)包括矩形截面形狀且不能使它們本身彎曲。因此，上面的這些教導(dǎo)還可以用于形成另外的支撐結(jié)構(gòu)，所述另外的制成結(jié)構(gòu)在滑雪上山吊椅、運(yùn)人系統(tǒng)(例如人行道或有軌電車、機(jī)動(dòng)或非機(jī)動(dòng)的)或者需要細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的其它建筑部件中存在。結(jié)論除非另有指示，用在該說(shuō)明書和權(quán)利要求中表示數(shù)量的所有數(shù)字應(yīng)該理解為在所有情形中是通過(guò)術(shù)語(yǔ)“大約”或“大致”來(lái)修飾的。因此，除非有相反指示，在如下的說(shuō)明和所附的權(quán)利要求中闡述的數(shù)字參數(shù)是可以根據(jù)本發(fā)明尋求獲得的所需特性改變的近似值。絲毫沒(méi)有任何意圖去限制等價(jià)于權(quán)利要求范圍的說(shuō)法的應(yīng)用，每個(gè)數(shù)字參數(shù)應(yīng)該至少根據(jù)所披露的明顯阿拉伯?dāng)?shù)字并且通過(guò)應(yīng)用普通的圓整技術(shù)來(lái)解釋。雖然闡述本發(fā)明寬泛范圍的數(shù)字范圍和參數(shù)是近似值，但是在具體示例中闡述的數(shù)值是盡可能精確地披露的。如果任何測(cè)試的具體結(jié)果在技術(shù)部分中得到披露，那任何數(shù)值本身可以包含因在各自測(cè)試測(cè)量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差導(dǎo)致的必要的某些誤差。用在描述本發(fā)明的上下文中(尤其是在如下權(quán)利要求的上下文中)的術(shù)語(yǔ)“一”和“該”應(yīng)該解釋為覆蓋單個(gè)和多個(gè)，除非這里另有指示或者上下文明顯矛盾。這里的值的范圍的敘述僅旨在用作對(duì)單獨(dú)涉及落入該范圍內(nèi)的每個(gè)單個(gè)值的速記方法。除非這里另有指示，否則每個(gè)單獨(dú)的值是結(jié)合到該說(shuō)明書中的，就像其在這里單獨(dú)敘述一樣。這里所描述的所有方法可以以任何合適的順序執(zhí)行，除非這里另有指示或者上下文明顯矛盾。這里提供的任何和所有示例或者示例性語(yǔ)言(例如“比如”、“在這種情況下”、“通過(guò)示例”)的使用旨在僅是為了更好地描述本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明要要求保護(hù)的范圍構(gòu)成限定。在該說(shuō)明書中沒(méi)有語(yǔ)言應(yīng)該解釋為表明對(duì)本發(fā)明的實(shí)施重要的任何不要求保護(hù)的元件。這里所披露本發(fā)明的替代性元件或?qū)嵤┓绞降姆纸M不應(yīng)該解釋為限定。可以涉及每組構(gòu)件并單獨(dú)要求保護(hù)或者于該組的其它構(gòu)件或這里發(fā)現(xiàn)的其它元件任意組合?？梢灶A(yù)期到由于方便和/或可專利性的原因，一組的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可以包括在一組中或從一組中刪除。這里描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，包括對(duì)于發(fā)明人已知的用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。當(dāng)然，在閱讀了前面的描述之后那些優(yōu)選實(shí)施方式的變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明人希望技術(shù)人員根據(jù)需要使用這些變型，本發(fā)明人旨在希望本發(fā)明 不限于這里具體描述的去實(shí)施。因此，本發(fā)明包括適用法律允許的在所附權(quán)利要求中敘述的主題的所有修改和等價(jià)替換。此外，本發(fā)明包含上面描述的元件以它們所有可行的變型的任意組合，除非這里另有指示或者上下文明顯矛盾。此外，如果在該說(shuō)明書中對(duì)專利和出版公報(bào)做了任何參考，那么每個(gè)上面引用的參考文獻(xiàn)和出版公報(bào)在這里要通過(guò)弓I用將它們的全文并入。當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施方式的正在進(jìn)行的研究和開(kāi)發(fā)可能獲得另外的制造和使用細(xì)節(jié)以及其它優(yōu)點(diǎn)，這些可以在后續(xù)專利申請(qǐng)中披露，雖然不必要在本發(fā)明的范圍之外。這些細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)或其它方面的存在在本發(fā)明中沒(méi)有要求保護(hù)，雖然本發(fā)明簡(jiǎn)短，但是它們可以明確地預(yù)期到并且包含在本發(fā)明中。最后，應(yīng)該理解的是這里所披露的本發(fā)明的實(shí)施方式是對(duì)本發(fā)明的原理的示例性說(shuō)明?？梢允褂玫钠渌薷脑诒景l(fā)明的范圍內(nèi)。因此，通過(guò)示例，但是是非限制性的，可以根據(jù)這里的教導(dǎo)利用本發(fā)明的替代性配置。因此，本發(fā)明并不局限于明確示出和描述的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種制造細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方法，包括 以三維形式設(shè)計(jì)所述細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)； 設(shè)定平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段，所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段以相結(jié)合的形式成為所述細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件； 連接所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段，以形成所述細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)。
2.一種由權(quán)利要求I所述的方法生產(chǎn)的改進(jìn)的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)，其中所述細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)是過(guò)山車軌道。
3.一種由權(quán)利要求I所述的方法生產(chǎn)的改進(jìn)的細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)，其中所述細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)是階梯。
4.一種制造滾動(dòng)式車輛軌道的改進(jìn)方法，包括 以三維形式在專用計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)所述滾動(dòng)式車輛軌道； 切割平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段，所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段以相結(jié)合的形式能被連接，以形成所述滾動(dòng)式車輛軌道的一個(gè)或多個(gè)部分； 將所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段以相結(jié)合的形式連接，以形成所述滾動(dòng)式車輛軌道的一個(gè)或多個(gè)部分； 組裝所述滾動(dòng)式車輛軌道的所述一個(gè)和多個(gè)部分，以形成完整的滾動(dòng)式車輛軌道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造滾動(dòng)式車輛軌道的改進(jìn)方法，還包括步驟 提供一個(gè)或多個(gè)裝配架，以用于保持平面材料； 將平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段放置在一個(gè)或多個(gè)裝配架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造滾動(dòng)式車輛軌道的改進(jìn)方法，其中以三維形式在專用計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)所述滾動(dòng)式車輛軌道的步驟提供了要被切割的平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段的具體尺寸和形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造滾動(dòng)式車輛軌道的改進(jìn)方法，其中連接所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段的步驟使用自動(dòng)焊接裝置。
8.一種由權(quán)利要求4所述的改進(jìn)方法生產(chǎn)的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道，其中滾動(dòng)式車輛軌道的截面輪廓是大體矩形的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道，其中滾動(dòng)式車輛軌道的截面輪廓具有I形梁的形式。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道，其中滾動(dòng)式車輛軌道的截面輪廓包括I形梁和矩形部分。
12.一種包括一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求11所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道的過(guò)山車。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道，其中所述滾動(dòng)式車輛軌道是過(guò)山車軌道。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道，其中所述滾動(dòng)式車輛軌道是滑雪上山吊椅。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道，其中所述滾動(dòng)式車輛軌道是運(yùn)人系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的滾動(dòng)式車輛軌道，其中所述滾動(dòng)式車輛軌道是水上公園騎乘玩具。
17.一種包括一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的過(guò)山車軌道的過(guò)山車。
18.一種制造過(guò)山車軌道的改進(jìn)方法，包括 以三維形式在專用計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)所述過(guò)山車軌道，其中對(duì)要被切割的平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段提供具體的尺寸和形狀； 切割所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段，所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段以相結(jié)合的方式能被連接，以形成所述過(guò)山車軌道的一個(gè)或多個(gè)部分； 提供一個(gè)或多個(gè)裝配架，以用于保持平面材料； 將所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段放置在一個(gè)或多個(gè)裝配架上； 將所述平面材料的一個(gè)或多個(gè)分段以相結(jié)合的形式連接，以形成所述過(guò)山車軌道的一個(gè)或多個(gè)部分，其中所述過(guò)山車軌道的截面輪廓包括I形梁和矩形部分； 組裝所述過(guò)山車軌道的所述一個(gè)和多個(gè)部分，以形成完整的過(guò)山車軌道。
19.一種由權(quán)利要求18所述的方法生產(chǎn)的改進(jìn)的過(guò)山車軌道。
20.一種包括一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求19所述的改進(jìn)的過(guò)山車軌道的過(guò)山車。
全文摘要
一種利用普通平面材料構(gòu)造游樂(lè)園騎乘玩具軌道的方法，即，該方法包括由平面材料形成細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)。一種能夠由不加熱或不彎曲的多個(gè)平面分段構(gòu)造的過(guò)山車軌道。描述了利用細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)，比如滑雪上山吊椅、運(yùn)人系統(tǒng)、階梯和建筑結(jié)構(gòu)的其它的實(shí)施方式。披露了一種便于制造細(xì)長(zhǎng)彎曲結(jié)構(gòu)的裝配架。
文檔編號(hào)A63G1/34GK102892473SQ201080050620
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者F·格魯布, A·希爾克, D·巴赫塔爾 申請(qǐng)人:落基山貨船股份有限公司