游乐设施结构原理及安装调试

第二章 游乐设施结构原理及安装调试第一节 常见游乐设施结构及运动形式游乐设施品种繁多，其结构及运动形式各不相同，本节介绍几种常见的具有代表性的游乐设施的结构及运动形式。一、自控飞机游艺机该游艺机（见图5-2-1）由回转和升降两种运动形式。回转运动大都为机械传动（个别也有用液力传动的），传动装置安装在地基上，飞机4个升降几乎都采用液力传动，用支撑油缸3推动回转臂2，使飞机4上升或下降。其升降大都由乘客自己操作，故起名为“自控飞机”。必须具备的安全装置及措施：（1）座舱中设安全带和把手。（2）回转臂升降限位装置。（3）飞机平衡拉杆的保险装置。（4）液压系统过压保护装置。（5）停电及故障状态下疏导乘客措施。二、观览车游艺机如图5-2-2所示。转盘结构分为桁架式和轮辐式。传动方式分为中心轴传动、销齿传动及周边摩擦传动，一般中小型观览车采用前两种传动方式，而后一种传动方式主要用于大型观览车。吊厢分为封闭式和半封闭式两种，目前，大多数观览车都采用封闭式吊厢。这种类型的观览车，绕水平轴转动，速度都比较慢，一般为15-18m/min，以便在不停机的情况下，乘客能比较方便的上下。其传动方式有机械传动和液力传动两种。为了解决在停电情况下疏散乘客的问题，大中型观览车，一般都备有发电机或内燃机。必须具备的安全措施：（1）吊厢门有两道锁。（2）吊厢门、窗有防护栏杆。（3）吊厢吊挂轴有保险措施。（4）转盘能正反转。（5）液压系统有过压保护装置。（6）停电或故障状态下疏导乘客措施。三、海盗船游艺机海盗船（见图5-2-3）的运动方式为往复摆动，摆角一般为40-60之间，速度为400m/min左右。传动方式均为摩擦传动。在船体3的下部有摩擦轨道9，摩擦轮5紧紧地压在轨道9上，靠磨擦轮的正反回转，实现船体3的往复摆动。当运行要停止时，摩擦不再回转，靠它与轨道之间的摩擦力起到制动作用。驱动摩擦轮的动力，有电力和液压两种形式，若调整的好，两种形式均较理想。“海盗船”之名，来自进口游艺机，因船上有一“海盗”造型做为装饰，故而得名。国产该产品，有的在船头加上了龙头，去掉了“海盗”，起名为“荡龙船”。必须具备的安全装置和措施：（1）不能随意打开的安全压杠。（2）船体摆动限位装置。（3）吊挂装置的保险措施。（4）吊挂轴的保险措施。（5）液压系统过压保险装置。四、章鱼游艺机该游艺机（如图5-2-4所示）一般有五个大回转臂组成，它们都安装在整机的回转盘上，由大回转传动装置3使其回转。另外，每个大回转臂9上还有一套小回转传动装置6，由它通过小回转臂5，带动座舱4回转。在该机的上部还有一个偏心轴7，它与整机中心线偏置一段距离，在它回转过程中，拉动拉杆8，使大回转臂9上升和下降。概括起来，该机是三种运动方式的组合，即：座舱绕整机中心轴线的大回转、在大臂端部的小回转以及随大臂的上升和下降。该机的传动方式大都为液压传动。因五个臂向周围弯曲张开，酷似章鱼头，故名“章鱼”。必须具备的安全装置及措施：（1）坐席中设带保险的压杠。（2）液压系统中的过压保护装置。（3）停电或故障状态下疏导乘客的措施。五、双人飞天游艺机如图5-2-5所示。回转盘1，安装在升降臂6的端部，由传动装置5驱动其回转，同时升降油缸7推动升降臂6上升，当升到一定角度时即停止，此时回转盘1处于倾斜状态（见双点划线部分），坐席在向心力的作用下，向外甩开，并在空中做忽高忽低的运转，因每个坐席均乘坐二人，故名“双人飞天”。置及措施：（1）安全压杠。（2）坐席吊挂装置的保险措施。（3）升降臂限位装置。（4）防油缸快速下降的保险装置。（5）液压系统过压保护装置。（6）停电或故障状态疏导乘客措施。六、浪卷珍珠如图5-2-6所示。在回转盘的下面，有波浪式起伏的轨道4及周边传动装置3，传动装置一般有4-5套，在它的驱动下，实现回转盘的回转运动。回转盘是有多个扇形板6组成，互相之间用铰链连接，每块扇形板上都有一个支承轮，因为在起伏轨道上运动，扇形板会不断变换倾斜方向，在乘客及座舱重心的作用下，座舱会围绕本身的轴心快速摆动或回转。因座舱造型为球形（形似珍珠），又装在不断起伏的扇形板上（形似浪淘）故名浪卷珍珠。必须具备的安全装置：设安全压杠及扶手。七、波浪秋千游艺机该游艺机（见图5-2-7）由回转和摆动两种运动形式。倒锥形架1，安装在回转支承上，由机械或液力驱动使其回转，从而带动吊挂在上面的吊挂臂回转（座舱4回转）。同时，安装在倒锥形架1的气缸3，往复动作，推拉吊挂臂2，使其做摆动运动，最高摆幅可达80左右。由于相邻两个吊挂臂均做相反摆动（互相交叉），类似波浪起伏，故名波浪秋千。必须具备的安全装置：（1）座舱中有带保险的压杠和把手。（2）吊挂臂摆动限位装置。（3）吊挂轴保险装置。（4）气动系统过压保护装置。八、飞行塔如图5-2-8所示。吊厢1通过吊挂件3吊挂在回转臂6上，在回转臂靠近塔架5处，装有旋转传动装置，在它的驱动下，几个连在一起的回转臂，绕塔架回转。在回转的同时，升降传动装置可使回转臂上升或下降。回转大都为机械传动，而升降为液压传动。飞行塔必须具备的安全装置及措施：（1）升降限位装置。（2）吊挂件的保险装置。（3）吊箱落地的缓冲装置。（4）液压系统过压保护装置。（5）停电或事故状态下疏导乘客措施。（6）防升降油缸快速下降的保险装置。九、空中转椅如图5-2-9所示。坐席1作用吊挂件5吊在转盘6上，吊挂件通常采用钢丝绳或环链。传动装置2驱动中心轴，从而使转盘6回转。必须具备的安装装置：（1）坐席上设安全带。（2）吊挂件必须设保险装置。（3）坐席有金属框架。十、疯狂老鼠如图5-2-10所示。车辆不运行时，靠制动装置7使车停在站台4处。车辆要运行时，松开制动装置7，因轨道有一定的坡度，车辆便滑行到提升段6处。提升段设有牵引链条，而车体1上有挂钩，当挂钩钩住销轴时，车辆便被牵引上去，到最高点脱钩后，靠所获得的势能，沿坡形轨道一路快速滑行，直到终点，紧高速度可达40km/h。沿轨道全程一般设三道制动装置7，防止互相碰撞。为防万一撞车，车体前方均设有缓冲装置3，以防止撞车时对乘客及车体造成危害。车轮系统2中，由行走轮、侧轮和底轮组成，将车体牢牢地控制在轨道上，不会倾翻。必须具备的安全装置及措施：（1）设安全带、把手。（2）防车辆相互碰撞的自动控制装置。（3）轨道及站台上可靠的刹车系统。（4）提升段防车辆下滑装置。（5）故障情况下疏导乘客措施。十一、滑行龙如图5-2-11所示。列车一般由4-5节车厢组成，每节车厢乘4人，车辆之间由连接器连接，水平及垂直方向均活动自如。列车车轮部分由行走轮、侧轮和底轮组成，将列车牢牢地控制在轨道上，不会倾翻。轨道均由无缝钢管制成。运动方式有两种： (1)自带动力式 在列车的车头和车尾各设一套传动装置，分别驱动一个较大的橡胶轮(该轮压在轨道中间的花纹钢板上)，使车辆前进。(2)摩擦提升式 列车在上坡段，在轨道两侧设带动力的摩擦轮，在列车上坡时，摩擦轮摩擦列车侧面的摩擦板，将列车提升到最高处，然后靠得到的势能滑行。因造型似龙，又有滑行运动，故名“滑行龙”。必须具备的安全装置：安全压杠或安全带。车厢连接器保险装置。十二、惯性翻滚列车(过山车，见图521 2) 轨道的组成：大型惯性翻滚列车，轨道长度都在400m以上，由提升段、立环(一个或两个)、螺旋环、直线段、曲线段等组成封闭轨道，轨道由无缝钢管制造。列车的组成：一般由5节以上车厢组成，车厢由车辆连接器连在一起，任一方向均可活动。列车车轮部分由行走轮、侧轮、底轮组成，将列车牢牢地控制在轨道上，不会倾翻，过立环时也不会因向心力不能平衡其质量而落下。 1一列车；2一轨道提升段；3一轨道立环；4一站台；5一轨道立柱列车的运行，看起来眼花缭乱，实际上原理很简单，它靠提升链条升到最高点得到的势能，一路经下滑段、立环、螺旋环等回到站台，一般最高时速在75kmh以上。 必须具备的安全装置及措施： 设肩式安全压杠及保险措施。 压杠与电气的连锁系统。 轨道及站台上可靠的制动系统。 车辆连接器保险装置。 疏导乘客措施。 提升段防车辆下滑装置。 十三、流星锤 如图521 3所示。在传动装置3的驱动下，回转臂2及座舱1沿水平轴7，在垂直地面的方向上快速回转。借助于配重4的帮助，回转功率可节省一半左右。因座舱、回转臂、配重三者组装在一起，像一个大型的锤子，又不时在空中快速掠过，故名“流星锤”。必须具备的安全装置及措施：座舱中设带保险的安全压杠和把手。座舱门锁设保险装置。可靠的制动系统。停电或故障状态下疏导乘客措施。十四、太空船如图5214所示。在回转臂3的端部，分别安装一个垂直于回转臂的轴，船形座舱分成两半，安装在轴上。传动装置5驱动两个回转臂3在垂直地面的方向上快速回转，坐席在回转的同时，在偏心拉杆的作用下，座舱围绕回转臂端部的轴，做往复运动，摆角近为180。因座舱的形状近似于船，故名太空船。必须具备的安全装置及措施：座舱中设安全压杠及把手。座舱门锁设保险装置。可靠的制动系统。停电或故障状态下疏导乘客措施。十五、单轨空中列车大型单轨空中列车(见图5215)的轨道，一般为箱型结构，宽300mm，高500mm左右。车厢由4-6节组成，车厢间由车厢连接器连接。轨道高度大都在4m以上。 根据车厢数的多少，配备传动装置，大都在2套以上，行走轮在传动装置的驱动下，带动列车运行，速度一般在l0kmh左右，大都采用直流电机，速度可调，并设有效的制动装置，列车在轨道两侧，装有上下两排侧面导向轮6，以防列车倾翻。必须具备的安全装置及措施：轨道上有两个列车以上运行时，必须有防止列车相撞的措施。有可靠的制动装置。停电或事故状态下，疏导乘客的措施。十六、架空游览车该架空游览车(见图5216)无动力，由乘客自行驱动，两个乘客分别驱动传动装置4（用脚蹬)，通过链轮链条传动，使行走轮运转。轨道2两侧各有两组侧导向轮，以防车体倾翻。轨道长度视场地情况而定，一般应在200m以上，其高度为34m左右。因居高临下，列览周围风景，故名架空游览车。必需的安全装置及措施： 坐席安全带及把手。 撞击缓冲装置。 故障情况下疏导乘客措施。 十七、电池车 如图521 7所示。A型电池车属儿童游乐设施，多为两人或一人座，开车或停车由儿童自己操作。只要将脚踏开关2踏下，电池车即可行走，抬起脚后，开关自行复位，电路断开，自行停车，其动力为两个12V蓄电池(串联)。操作方向盘1，电池车可左右灵活转向。该车有三轮和四轮两种型式。速度较快的(大于5kmh)，一般还设刹车装置。B型为多坐位电池车，其结构及传动，与A型类似，但车速较快，一般都在12kmh以上，有刹车装置。主要用在公园或游乐园内作为游览和交通工具用，同时也广泛应用于高尔夫球场的服务车。 十八、滑索 滑索(见图5218)长度大都在300m以上，上站台与下站台的高差一般为2030m(根据滑索长度计算)。在滑索上安装滑车，乘人用吊挂带捆绑好后，由上站台沿滑索迅速滑向下站台，最大速度可达30kmh以上。在下站台上，设制动和缓冲装置，以减少乘客到达终点时的冲击力。有些滑索设施还附设滑车回收系统，将下站台的滑车，由它运回到上站台。滑索上的调整扣是用来调整滑索的松紧程度，以达到最好的滑行效果。 必须具备的安全装置及措施： _ 滑车吊挂点的保险措施。 乘人进下站台前的制动(缓冲)装置。 缓冲垫。 因故乘人未滑到下站台而中途停止时的疏导措施。 上站台服务人员防坠落的安全保护措施。 十九、滑道滑道(见图5219)一般都沿山坡架设，其型式有槽式滑道和管式滑道，上图所示为槽式滑道。乘客坐在滑车坐席上，由L-F快速滑下，最高速度可达40kmh。在到达终点前，有一较长的平缓段，以便减速，终点处设有刹车装置，使滑车平稳停车。滑车上有乘客自己操作的刹车板，因而乘客可自行控制速度的快慢。 必须具备的安全装置： 滑车上的刹车装置。 终点刹车装置。 必要的标识和警示牌。 二十、火箭蹦极 如图5220所示。弹射塔架的高度，一般为30m左右，每个塔下设一台卷扬机。座舱中乘2人，用钩子或磁性件固定在地面上。运动开始时，卷扬机牵引钢丝绳引伸弹性绳，当弹性绳拉到一定长度后，座舱脱开挂钩(或磁性件断磁)，靠弹性绳弹力，迅速向上弹射，速度可达1 5ms以上。必须具备的安全装置： 可靠的肩式压杠及安全带。 弹性弹的断绳保护措施。 卷扬机过卷保护装置。第二节游乐设施的传动方式 一、围绕中心轴回转的传动方式 这种传动方式用得最多，有机械传动也有液压传动，机械传动中有齿轮传动也有链条传动，表521介绍几种常用的传动方式。 二、转马游艺机马(或其他造型)的起伏传动 转马游艺机除了转动外，有的乘坐物还做上下起伏运动，这种动作的实现，有各种不同的传动方式，表522介绍了马的伏传动方式表5-2-1 围绕中心轴回转的传动方式图例传动链电机一蜗杆减速机一链传动一中心轴回转一整机回转电机一齿轮减速机一圆锥齿轮副一中心轴回转一整机回转优缺点采用链传动，容易制造，安装调整较方便；占地较大，链条水平传动不够理想采用圆锥齿轮传动，结构紧凑；加工安装调整要求较高 适用范围适用于负载较轻的游艺机；大中型游艺机采用此传动方式时，要选择不自锁的蜗杆减速机 可用于大、中、小型游艺机应用举例小型电动游艺转盘、小型转椅等 空中转椅等 图例传动链电机液力耦合器蜗杆减速机圆锥齿轮副中心轴回转整机回转电机蜗杆减速机圆柱齿轮副中心轴回转整机回转优缺点采用蜗杆减速机，占地面积小，设液力耦合器，起动平稳；大齿轮成本较高，大中型游艺机采用此传动方式时， 要选择不自锁的蜗杆减速机采用蜗杆减速机，占地面积小，传动系统环节少；大中型游艺机采用此传动方式时，要选择不自锁的蜗杆减速机，电气系统要有延长起动时间的措施适用范围适用于大型负载较重的游艺机适用于大型负载较重的游艺机应用举例自控飞碟、空战机等自控飞机、飞龙戏珠等图例传动链电机齿轮减速机圆锥齿轮副圆柱齿轮副中心轴回转整机回转电机蜗杆减速机链条传动圆柱齿轮副中心轴回转整机回转优缺点采用圆锥齿轮传动，结构比较紧凑；圆锥齿轮安装，调整要求较高采用链传动，加工安装调整方便，成本低；占地面积较大适用范围适用于靠近游艺机底座不能安装减速机的游艺机适用于中、小型负载不太大及靠近底座处不能安装减速机的游艺机应用举例水上转艇、空中转椅等空中转椅，电动游艺转盘等图例 传动链液压马达圆柱齿轮副中心轴回转整机回转液压马达回柱齿轮副中心轴回转整机回转优缺点采用液压马达传动，结构紧凑，传动系统环节少；液压系统调试维护比较复杂。液压马达安装的回转机构上，易于安装调试，结构简单；液压系统若安装在地面上，需设液压回转接头，制造、安装、维护要求较高适用范围适用于大型、低速、重载游艺机；地面上无法配置传动系统，也可以采用此种方式适用于大型、低速、重载游艺机；液压马达在下方不宜配置时，也可采用此种方式应用举例章鱼、波浪秋千等液压飞象、章鱼等图例传动链电机行星摆线减速速机中心轴回转整机回转电机行星摆线减速机中心轴回转整机回转优缺点采用行星摆线减速机，结构简单、紧凑；安装固定较麻烦，成本较高采用行星摆线减速机，结构简单、紧凑；整体配置较困难，成本较高适用范围适用于结构紧凑，负载不太大的游艺机适用于结构紧凑，负载不太大的游艺机应用举例电动游艺转盘等飞悬荡椅等图例传动链上部贺锥齿轮副回转曲柄轴回转马上下移动下部圆锥齿轮副回轮曲柄轴回转马上下移动优缺点传动装置配置在上部，转马上下移动比较平稳，转盘距地面较低，站台比较简单；圆锥齿轮传动安装高速要求较高传动装置配置在下部，上下移动比较平稳；转盘距地面较高，需配置较高的站台，圆锥齿轮传动安装调整要求较高适用范围适用于回转直径8m以下的转马游艺机适用于回转直径8m以下的转马游艺机图例传动链下部圆锥齿回转凸轮轴回转凸轮回转马上下移动游艺机圆盘回转马下方的杆回转杆下端的轮沿起伏轨道流动马上下移动优缺点传动平稳，马下方的支承杆做直线运动（曲柄轴传动时有摆动）；凸轮加工比较复杂，转盘距地面较高，需配置较高的站台结构较简单传动不够平稳，有左右摇摆现象，对轨道的制造要求较高，转盘距地面较高，需配置较高的站台应用范围适用于回转直径8m以下的游艺机适用于回转直径较大，不宜采用圆锥齿轮转动的游艺机三、旋风、荷花杯游艺机座舱的自转传动旋风、荷花杯等游艺机，除圆盘做旋转运动外，座舱还做自转运动，其运动的实现有不同的传动方式，表5-2-3举出几种常用的传动方式。四、观览车游艺机的传动方式观览车游艺机处形尺寸相差甚大，国产在型观览车其高度已达100m以上，而小型观览车高度只有几米。观览车的传动方式较多，表5-2-4介绍几种常用的传动方式。五、回转运动的周边传动方式回转运动除了围绕中心轴回转的传动方式之外，有些游艺机还采用了周边磨擦传动。这些游艺机大都是直径较大的回转盘式游艺机，如转马、荷花杯，登月火箭等，表5-2-5介绍几种常用的传动方式。图例传动链电动蜗杆减速机皮带传动中心皮带轮回转座舱下方皮带轮回转轮座舱回转电机齿轮减速速机圆锥齿轮副回转座舱轴回转座舱回转优缺点采用皮带传动，结构简单，易于安装调整；传递功率不大每个座舱单独配置一套传动装置，安装调整比较容易，受转盘变形的影响小成本较高应用范围适用于回转直径小于2m的小型游艺机适用于回转直径大于6m的游艺机图例传动链中心轴回转圆锥齿轮副回轮水平轴回转座舱下方圆锥齿轮副回转座舱回转电机行星摆线减速机座舱轴回转座舱回转优缺点采用圆锥齿轮副传动，结构紧凑；安装高速要求较高，长轴安装在转盘上，易受转盘京戏形的影响每个座舱单独配置一套传动装置，安装容易，不受转盘影响；此种减速机价格较高，转速太低的不宜采用应用范围适用于回转直径小于5m的中型游艺机适用于回转直径大于6m的游艺机表5-2-4观览车游艺机的传动方式图例传动链液压马达链传动小齿轮回转大齿轮（销齿）回转大转盘回转液压马达小齿轮回转大齿轮（销齿）回轮大转盘回转优缺点采用液压马达及链传动，结构较为简单；需要一套液压系统，偏载时易滑车，销齿制造比较麻烦彩用液压马达直接传动，结构简单；需要低速力矩较大的马达，偏载时易滑车，销齿制造比较麻烦应用范围适用于高度20m以下的观览车适用于高度20m以下的观览车图例传动链液压马达小摩擦轮回转大磨擦轮回转大转盘回转或电机减速机分配齿轮一对小磨擦轮回轮电机齿轮减速回转大齿轮（销点）回转大转盘回转优缺点采用磨擦轮传动，运转较平稳磨擦力的高速麻烦，偏载时易滑车采用电机驱动，无液压传动的缺点占地面积较大，配置传动装置的平台，要有较好的刚性应用范围适用于高度30m以上的大型观览车适用于高度20m以下的观览车图例传动链电机齿轮减速机双卷筒转动钢丝绳卷绕大转盘回转发（实际为双面传动，图中表示了一面）电机齿轮减速机链传动大转盘回转优缺点采用钢丝绳磨擦优传动，运转平稳；传动装置环节较多，占地面积大，钢丝绳张紧力太小时会产生滑车采用链轮链条直接传动中心轴，结构简单；战友地较大，配置传动装置的平台要有较好的刚性，不适于负载较大的观览车应用范围适用于高度在40m以下，负载较重的大型观览车适用于高度10m以下，不随上随下的小型观览车表5-2-5 周边传动方式图例传动链液压马达磨擦轮驱动轨道圆盘回转电机减速机磨擦在轨道上运行圆盘回转（传动装置随动）优缺点传动装置固定在基础上，安装调整比较方便占地面积大传动装置固定在回转盘上，占地面积小，安装、调整、维修不太方便应用范围适用于圆盘直径大于6m的游艺机适用于圆盘直径大于6m的游艺机图例传动链液压马达磨擦轮驱动轨道圆盘转电机减速机链条传动车轮轴回转车轮沿转道滚动圆盘回转优缺点采用液压马达传动，结构紧凑，占地面积小，液压站及马达价格较高采用链条传动，便于安装、调整；由于安装在回转面上部，便于维护；传动装置较重，重心较高时，会影响运转的稳定性应用范围适动脑筋于回转直径大于8m的游艺机适用于在轨道上的围绕中心回转的游艺机，如：雪橇、游龙戏水等