本實(shí)用新型涉及一種上下摩天輪裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種利用半同步履帶上下摩天輪座艙的裝置。

背景技術(shù)：

建于游樂場(chǎng)或城市中心的摩天輪在人們的生活中越來越常見，它常常成為一座城市甚至一個(gè)國家的標(biāo)志。摩天輪正常工作時(shí)每一個(gè)座艙會(huì)以一個(gè)速率恒定、方向垂直徑向的速度作圓周運(yùn)動(dòng)。以正在建設(shè)的北京朝天輪摩天輪為例：其規(guī)劃直徑為208米，每圈計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間為20分鐘。經(jīng)過計(jì)算可知，在摩天輪的基部(即乘坐者上下摩天輪的地方)摩天輪座艙運(yùn)行的線速度約為0.5米每秒。這一線速度，也可理解為座艙相對(duì)于靜止的地面的速度差，由于摩天輪在工作中，始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)靜止，這就會(huì)給正在上下摩天輪的乘坐者(尤其是老人、兒童、使用輪椅的殘疾人等)帶來一定的不便和安全隱患。專利號(hào)為ZL2010202215560的中國專利公開了一種摩天輪上下緩沖裝置，該裝置通過建造摩天輪緩沖倉(可理解為摩天輪的一部分)來達(dá)到緩沖的目的，需要將一個(gè)緩沖艙和緩沖艙內(nèi)的乘客由靜止加速至與摩天輪同速，之后還需要將緩沖艙減速至零(否則緩沖艙不會(huì)很快停下)，其動(dòng)力是由主軸通過帶動(dòng)長(zhǎng)連接桿來提供的，由力矩關(guān)系易知此裝置耗電巨大，此外，緩沖倉需要經(jīng)過靜止-啟動(dòng)-同速-減速-靜止幾個(gè)步驟，且其加速減速階段持續(xù)時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，無法在一個(gè)周期(T)內(nèi)完成往返，會(huì)出現(xiàn)摩天輪空艙情況，資源得不到充分利用，且該裝置建設(shè)耗資多、不易在已有的摩天輪基礎(chǔ)上改造，推廣應(yīng)用困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有及技術(shù)的不足，本實(shí)用新型擬解決的技術(shù)問題是，提供一種利用半同步履帶上下摩天輪座艙的裝置。該裝置利用電機(jī)帶動(dòng)履帶做周期性運(yùn)動(dòng)，將站在半同步履帶上的乘客在進(jìn)入座艙前加速至與摩天輪座艙同速，方便乘客進(jìn)出摩天輪座艙，能有效減少目前乘客在上下摩天輪座艙時(shí)由座艙與上下摩天輪座艙的平臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的安全隱患，降低發(fā)生危險(xiǎn)的可能。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：提供一種利用半同步履帶上下摩天輪座艙的裝置，其特征在于該裝置包括半同步履帶和控制臺(tái)，所述半同步履帶水平安裝在乘客上下摩天輪座艙的平臺(tái)上，半同步履帶的移動(dòng)方向與摩天輪的主軸垂直，半同步履帶的長(zhǎng)度大于摩天輪座艙的寬度，沿半同步履帶的移動(dòng)方向，半同步履帶一側(cè)緊挨摩天輪座艙；在上下摩天輪座艙的平臺(tái)上，且位于半同步履帶遠(yuǎn)離摩天輪座艙的一側(cè)，設(shè)置有乘客等候區(qū)域和乘客離開履帶區(qū)域，乘客等候區(qū)域和乘客離開履帶區(qū)域分別位于半同步履帶的兩端；所述半同步履帶的上下兩個(gè)運(yùn)動(dòng)平面之間設(shè)置有若干數(shù)量的承重輪，在兩端的承重輪上均安裝有電機(jī)，兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式相同；所述控制臺(tái)控制兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作；

半同步履帶在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做周期性運(yùn)動(dòng)，電機(jī)的工作周期為相鄰兩個(gè)摩天輪座艙抵達(dá)摩天輪的最低點(diǎn)的時(shí)間差，工作周期間無間歇；每一個(gè)工作周期均分為四個(gè)階段：靜止期、加速期、勻速期和減速期，靜止期是將要進(jìn)入摩天輪座艙的乘客登上半同步履帶和剛出摩天輪座艙的乘客離開半同步履帶的時(shí)期；加速期是電機(jī)帶動(dòng)半同步履帶和乘客共同緩慢加速的時(shí)期；勻速期是半同步履帶到達(dá)與摩天輪座艙同步同速、乘客可以安全進(jìn)出摩天輪座艙的時(shí)期；減速期是電機(jī)帶動(dòng)半同步履帶和乘客共同緩慢減速的時(shí)期。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型裝置通過控制電機(jī)與摩天輪座艙進(jìn)行半同步工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)半同步履帶進(jìn)行半同步工作，利用本實(shí)用新型裝置，代替了現(xiàn)有技術(shù)中只經(jīng)過提速和減速的時(shí)間段來上下摩天輪座艙，乘坐摩天輪的乘客能夠在靜止時(shí)上下半同步履帶，然后經(jīng)過加速期使乘客與摩天輪座艙具有相同速度，然后保持勻速，在勻速階段上下摩天輪座艙，在減速階段下，使乘客緩慢減速后進(jìn)入靜止階段，為進(jìn)出摩天輪座艙的乘客提供一個(gè)有同向速度的環(huán)境，有效降低了在進(jìn)出摩天輪座艙時(shí)乘客因摩天輪發(fā)生提速、減速而產(chǎn)生危險(xiǎn)的可能，使乘客在進(jìn)出摩天輪座艙時(shí)保持速度基本不變，為乘客帶來便利。

此外，本實(shí)用新型裝置可實(shí)現(xiàn)半同步履帶與摩天輪座艙的工作無縫契合，不會(huì)出現(xiàn)空載的情況，能充分利用資源；在使用時(shí)只需要對(duì)現(xiàn)有上下摩天輪座艙的平臺(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)單改造即可，大大減少設(shè)備投資；運(yùn)行過程中僅需為半同步履帶及履帶上的乘客提供動(dòng)力，耗電較少，且后期維修方便，能夠廣泛應(yīng)用在已有的摩天輪中。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型利用半同步履帶上下摩天輪座艙的裝置一種實(shí)施例的實(shí)際使用狀態(tài)時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型利用半同步履帶上下摩天輪座艙的裝置中電機(jī)工作的一個(gè)工作周期內(nèi)的速度-時(shí)間圖像。

圖3為本實(shí)用新型利用半同步履帶上下摩天輪座艙的裝置一種實(shí)施例中半同步履帶的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為摩天輪座艙，2為半同步履帶，3為乘客等候區(qū)域，4為乘客離開履帶區(qū)域，5為半同步電動(dòng)扶手，6為上下摩天輪座艙的平臺(tái)(或平臺(tái))，7為承重輪，8為電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但并不以此作為對(duì)本申請(qǐng)權(quán)利要求保護(hù)范圍的限定。

本實(shí)用新型利用半同步履帶上下摩天輪座艙的裝置(簡(jiǎn)稱裝置，參見圖1-3)包括半同步履帶2和控制臺(tái)(圖中未標(biāo)出)，所述半同步履帶水平安裝在乘客上下摩天輪座艙的平臺(tái)6上，半同步履帶的移動(dòng)方向與摩天輪的主軸(即位于摩天輪圓心位置并與摩天輪圓面垂直的軸)垂直，半同步履帶的長(zhǎng)度大于摩天輪座艙1的寬度，沿半同步履帶的移動(dòng)方向，半同步履帶一側(cè)緊挨摩天輪座艙；在上下摩天輪座艙的平臺(tái)6上，且位于半同步履帶遠(yuǎn)離摩天輪座艙的一側(cè)，設(shè)置有乘客等候區(qū)域3和乘客離開履帶區(qū)域4，乘客等候區(qū)域3和乘客離開履帶區(qū)域4分別位于半同步履帶2的兩端；所述半同步履帶的上下兩個(gè)運(yùn)動(dòng)平面之間設(shè)置有若干數(shù)量的承重輪7，在兩端的承重輪上均安裝有電機(jī)8，兩個(gè)電機(jī)8的運(yùn)動(dòng)方式相同；所述控制臺(tái)控制兩個(gè)電機(jī)8進(jìn)行動(dòng)作；

半同步履帶2在電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)下做周期性運(yùn)動(dòng)，電機(jī)的工作周期為相鄰兩個(gè)摩天輪座艙抵達(dá)摩天輪的最低點(diǎn)的時(shí)間差，工作周期間無間歇；每一個(gè)工作周期均分為四個(gè)階段：靜止期、加速期、勻速期和減速期，靜止期是將要進(jìn)入摩天輪座艙的乘客登上半同步履帶和剛出摩天輪座艙的乘客離開半同步履帶的時(shí)期；加速期是電機(jī)帶動(dòng)半同步履帶和乘客共同緩慢加速的時(shí)期；勻速期是半同步履帶到達(dá)與摩天輪座艙同步同速、乘客可以安全進(jìn)出摩天輪座艙的時(shí)期；減速期是電機(jī)帶動(dòng)半同步履帶和乘客共同緩慢減速的時(shí)期。一個(gè)工作周期內(nèi)容許的最大上下乘客的數(shù)量，根據(jù)摩天輪座艙荷載人數(shù)而定，但乘客上半同步履帶(離開平臺(tái))和下半同步履帶(進(jìn)入平臺(tái))的位置是不同的，上半同步履帶的位置在乘客等候區(qū)域3，下半同步履帶的位置在乘客離開履帶區(qū)域4。

所述靜止期、加速期、勻速期、減速期應(yīng)滿足下述關(guān)系：

T1≥M/2；T2≥2；T3≥T/2；T4≥2；T1+T2+T3+T4＝T；

其中，M為單個(gè)摩天輪座艙荷載人數(shù)，T1為靜止期時(shí)間長(zhǎng)度，T2為加速期時(shí)間長(zhǎng)度，T3為勻速期時(shí)間長(zhǎng)度，T4為減速期時(shí)間長(zhǎng)度，T為半同步履帶的工作周期，時(shí)間單位均為秒。

同時(shí)為了保證安全，本實(shí)用新型裝置還包括半同步電動(dòng)扶手，半同步電動(dòng)扶手5安裝在半同步履帶遠(yuǎn)離摩天輪座艙的一側(cè)的上下摩天輪座艙的平臺(tái)6上，所述半同步電動(dòng)扶手的運(yùn)動(dòng)與所述電機(jī)同步。

本實(shí)用新型裝置中所述半同步是指半同步履帶的工作與摩天輪的工作是半同步的，即有一段時(shí)間半同步履帶與摩天輪同步同速，其他時(shí)間半同步履帶不與摩天輪同步同速。電機(jī)進(jìn)行半同步周期性工作，實(shí)現(xiàn)裝置與摩天輪的配合使用?？刂婆_(tái)控制電機(jī)的周期性工作應(yīng)與摩天輪座艙運(yùn)動(dòng)保持同步，即保證勻速期為乘客正常進(jìn)出摩天輪座艙的最佳時(shí)期。正常情況下，電機(jī)可以在控制臺(tái)的控制下自動(dòng)運(yùn)行，控制臺(tái)可以監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)是否正常。若出現(xiàn)特殊情況，控制臺(tái)將停止電機(jī)工作或由工作人員手動(dòng)控制。本實(shí)用新型裝置中半同步履的長(zhǎng)度、承重輪的規(guī)格及數(shù)量應(yīng)結(jié)合摩天輪座艙所荷載乘客數(shù)量等情況而定。

圖2為本實(shí)用新型裝置中電機(jī)工作的一個(gè)工作周期內(nèi)的速度-時(shí)間圖像，圖中，t為時(shí)間軸，v為速度軸，0-t1為靜止期，靜止期時(shí)間長(zhǎng)度用T1表示，t1-t2為加速期，加速期時(shí)間長(zhǎng)度用T2表示，t2-t3為勻速期，勻速期時(shí)間長(zhǎng)度用T3表示，t3-t4為減速期，減速期時(shí)間長(zhǎng)度用T4表示，T1、T2、T3和T4構(gòu)成一個(gè)工作周期T。假設(shè)摩天輪的直徑為D，摩天輪任意座艙做完整圓周運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間為T₀，摩天輪座艙總個(gè)數(shù)為N，單個(gè)摩天輪座艙荷載人數(shù)為M，

則摩天輪外圓周長(zhǎng)L＝π*D；

摩天輪座艙圓周運(yùn)動(dòng)的線速度c＝L/T₀；

半同步履帶勻速期的速度V＝c＝L/T₀；

半同步履帶的工作周期T＝T₀/N。

靜止期、加速期、勻速期、減速期應(yīng)滿足下述關(guān)系(單位均為秒)：

T1≥M/2；T2≥2；T3≥T/2；T4≥2；T1+T2+T3+T4＝T；

其中應(yīng)主要保證T3≥T/2與T1≥M/2(即保證乘客上下履帶和進(jìn)出摩天輪座艙的時(shí)間足夠)；T2與T4時(shí)間可適當(dāng)壓縮，T2≤4，T4≤4。由于摩天輪的規(guī)格不一，因此電機(jī)的工作周期會(huì)有所不同。常規(guī)摩天輪的電機(jī)的工作周期在20秒左右，其中應(yīng)保證工作周期的一半或以上時(shí)間(即10秒以上)為勻速期，給乘客充足的時(shí)間進(jìn)出摩天輪座艙，這也能顯著降低意外發(fā)生的幾率。

在裝置實(shí)際使用時(shí)，等待進(jìn)入摩天輪座艙的乘客在乘客等候區(qū)等候3進(jìn)行等候，當(dāng)半同步履帶不再運(yùn)動(dòng)時(shí)(即進(jìn)入靜止期時(shí))，乘客有序走上半同步履帶并站穩(wěn)保持平衡、握住半同步電動(dòng)扶手；隨后電機(jī)開始工作，帶動(dòng)半同步履帶加速，進(jìn)入加速期；直到半同步履帶與乘客均到達(dá)與摩天輪座艙同速時(shí)，電機(jī)停止加速，進(jìn)入勻速期，乘客開始安全有序地進(jìn)出座艙；之后電機(jī)進(jìn)入減速期，出摩天輪座艙的乘客隨半同步履帶一起減速運(yùn)動(dòng)，最終靜止(進(jìn)入下一個(gè)工作周期的靜止期)，乘客走下半同步履帶進(jìn)入乘客離開履帶區(qū)域4，同時(shí)下一批乘客走上半同步履帶，周而復(fù)始。

本實(shí)用新型裝置所涉及的部件均可通過商購獲得。

本實(shí)用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。