飞翔影院座舱的双驱动直线移动装置的制作方法

本实用新型属于飞翔影院技术领域，具体涉及一种飞翔影院座舱的双驱动直线移动装置。

背景技术：

飞翔影院是一种新兴的特效娱乐电影，观众乘坐由大型机械系统控制的升降座椅至影院中心半空中，高清数字放映机通过特种鱼眼镜头将画面投射到巨大的半球银幕，从观众头顶到脚下的视线区域都被壮观的电影画面完全包围，在充分感受极具震撼力的球幕影视内容的同时，还可以亲身体验悬空飞行的刺激感受。除了可以达到4D影院、巨幕穹幕影院的效果，还可在此基础上加入模拟飞行机构等超感交互设备，让观众在安全的环境下体验到飞翔、交互娱乐等效果。

现有的飞翔影院主要分为屏幕系统和座舱系统，观看影片时，观众坐在座舱内，座舱在座舱直线移动装置的带动下在钢结构上直线向前靠近屏幕系统，但是现有的座舱直线移动装置结构比较复杂，维护成本高，而且座舱系统的安全措施较少，容易出现安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种飞翔影院座舱的双驱动直线移动装置，座舱能够在影院的钢结构上直线移动，并且能通过电动和手动两种方式来驱动座舱直线移动。

本实用新型采用的技术方案为：

飞翔影院座舱的双驱动直线移动装置，包括座舱吊架、减速机、第一电机和手动摇把；座舱吊架的顶部设置有第一转动轴，第一转动轴的两端分别设置有第一齿轮，第一转动轴上设置有减速机，减速机上设置有第一动力输入轴和第二动力输入轴；第一电机与第一动力输入轴连接，手动摇把位于第二动力输入轴的前方；座舱吊架两侧设置有两条支撑板，每条支撑板上固定有齿条；第一转动轴两端的第一齿轮分别与两条支撑板上的齿条啮合。

其中，座舱吊架顶面的四个端部分别固定有防护杆；防护杆的一端固定在座舱吊架上，另一端压在齿条上。

其中，座舱吊架顶面的四个端部分别设置有限位装置；限位装置包括一个安装座和两个行走支撑轮，两个行走支撑轮呈上下设置在安装座上，支撑板夹在上下两个行走支撑轮之间；安装座固定在座舱吊架上。

另外，第一转动轴的两端设置在轴承座上，轴承座固定在座舱吊架上。

另外，每条支撑板的两端分别设置有缓冲组件。

上述手动摇把包括把手、曲柄和手动轴；手动轴的一端与曲柄的一端固定连接，曲柄的另一端与把手固定连接；把手与手动轴呈平行设置，曲柄与手动轴呈垂直设置。

位于减速机外部的第二动力输入轴上设置有凹槽；手动轴的另一端设置有套管，套管的开口正对着第二动力输入轴；套管内壁上设置有与凹槽相配合的凸块。

上述座舱吊架顶部还固定有固定座，固定座上设置有孔；手动轴穿过固定座上的孔，且手动轴与孔间隙配合。

上述减速机、第一电机和手动摇把固定在座舱吊架顶部。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型座舱直线移动装置，设置了电动和手动两种方式来驱动座舱吊架和座舱在钢结构上直线移动，即使停电了，通过手动也能使座舱在钢结构上移动；同时在停电的情况下，可通过手摇把手将座舱复位至初始位置离开，确保观众的安全。

2.采用齿轮齿条传动，并将支撑板夹在上下行走支撑轮中间，防止齿轮脱离齿条，引起座舱的上下窜跳；同时在支撑轮后面增加防护杆，座舱移动过程中防护杆也跟着旋转，起到支撑作用，可以使得两条支撑板之间受力均匀，同样起到使座舱运行平稳的作用。

3.本实用新型在支撑板两端适当的位置增加了缓冲组件，对座舱直线移动装置的进行前后移动位置的限位，一旦控制器出现故障，座舱超出运行的范围，支撑轮首先触碰到缓冲组件上，即使支撑轮也发生了故障，支撑轮后面的防护杆同样会触碰缓冲组件，使得座舱彻底刹车，起到双保险的作用，避免了危险事故的发生。同时由于触碰的是缓冲组件，可防止座舱急停对乘客造成的伤害。

附图说明

图1是飞翔影院座舱系统设置在钢结构上的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是座舱直线移动装置、座舱吊架和座舱的结构示意图；

图4是减速机、第一电机和手动摇把的结构示意图；

图5是图4的B部放大图；

图6是防护翻板和座舱平台设置在钢结构上的结构示意图；

图7是防护翻板、支撑架与推进机构的结构示意图；

图8是推动机构的结构示意图；

图9是座舱回转机构、座舱吊架和座舱的结构示意图；

图10是背板设置在座舱吊架上的结构示意图；

图11是座舱运动控制系统结构示意图。

图中：1-座舱吊架，2-支撑板，3-第一转动轴，4-第一齿轮，5-减速机，6-齿条，7-防护杆，8-安装座，9-行走支撑轮，10-轴承座，11-座舱，12-钢结构，13-背板，14-第二转动轴，15-第三转动轴，16-第一电缸，17-第二电缸，18-第一支座，19-第二支座，20-第一电机，21-手动摇把，22-1.防护翻板，22-2.支撑架，22-3.导轨，22-4.传动轴，22-5.滚轮，22-6.第二电机，22-7.支架，22-8.第二齿轮，22-9.第三齿轮，22-10.连接轴孔，21-1.把手，21-2.曲柄，21-3.手动轴，21-4.固定座，21-5.套管，23-座舱平台，25.第二动力输入轴，26.凹槽，27.凸块，28.连接杆，29.腰形孔，30.第一螺钉，31.弧形限位槽，32.第二螺钉，33.安全压杠，34.活动连杆，35.控制器，36.急停按钮，50.主控单元，51.座舱直线移动控制单元，52.防护翻板转动控制单元，53.座舱回转转动控制单元，54.急停控制单元，55.活动连杆控制单元，56.接触传感器，57.电磁阀，58.缓冲组件。

具体实施方式

如图1-5所示，一种飞翔影院的观影系统，包括钢结构12、座舱11、座舱平台23、座舱吊架1、座舱直线移动装置、座舱回转机构和控制器35；座舱吊架1通过本实用新型座舱直线移动装置与钢结构12活动连接，座舱直线移动装置设置在座舱吊架1的顶部；座舱吊架1通过座舱回转机构与座舱11连接，座舱回转机构能使座舱11在座舱吊架1上进行前后方向转动和左右方向转动；另外，钢结构12中部设有座舱平台23，座舱平台23位于座舱11的下方，座舱平台23的前端与防护翻板22-1活动连接。

如图1和图2所示，本实用新型提供的座舱直线移动装置包括座舱吊架1、两条支撑板2和第一转动轴3；座舱吊架1的顶部设置有第一转动轴3，第一转动轴3的两端分别设置有第一齿轮4，第一转动轴3安装在减速机5上，驱动装置通过减速机5带动第一转动轴3转动，驱动装置为第一电机20和手动摇把21，减速机5、第一电机20和手动摇把21固定在座舱吊架1的顶部；两条支撑板2分别位于座舱吊架1的两侧，每条支撑板2上固定有齿条6；第一转动轴3两端的第一齿轮4分别与两条支撑板2上的齿条6啮合。并且，第一转动轴3的两端安装在轴承座10上，轴承座10固定在座舱吊架1上。

座舱吊架1顶面有四个端部，每个端部都设置有防护杆7和限位装置；防护杆7的一端固定在座舱吊架1上，另一端压在齿条6上。限位装置包括一个安装座8和两个行走支撑轮9，两个行走支撑轮9呈上下设置在安装座8上，支撑板2夹在上下两个行走支撑轮9之间；安装座8固定在座舱吊架1上。

如图1和图3所示，座舱11悬挂在座舱吊架1的下方，两条支撑板2固定在飞翔影院的钢结构12上的，座舱11是悬挂在空中的。

本实用新型座舱直线移动装置的工作原理是：驱动装置通过减速机5带动第一转动轴3转动，第一转动轴3的两端的第一齿轮4也跟着转动，实现第一齿轮4在齿条6上直线移动，既而第一转动轴3和第一齿轮4也就带动着整个座舱吊架1和座舱11在两条支撑板2之间来回直线移动。在座舱吊架1顶面的四个端部设置四个防护杆7，防护杆7压在齿条6上，在座舱吊架1移动过程中，防护杆7也跟着旋转，防护杆7的作用是支撑起整个座舱吊架1和座舱11，使座舱吊架1挂在两条支撑板之间受力均匀，防止座舱吊架1在移动过程中发生上下窜动。在座舱吊架1顶面的四个端部还设置限位装置，支撑板2夹在上下两个行走支撑轮9之间，在座舱吊架1移动过程中，所有的行走支撑轮9也跟着旋转，行走支撑轮9的作用一个是起到支撑作用，另外一个是防止第一齿轮4在转动过程中脱出齿条6的轨道，还有一个是也能防止座舱吊架1在移动过程中发生上下窜动。

此外，为了对本实用新型座舱直线移动装置的进行前后移动位置的限位，避免控制器35出现故障时座舱直线移动装置脱出齿条6的轨道造成危险，在两只支撑板2的两端的适当位置处分别设置了四个缓冲组件58，当座舱直线移动装置移动至限位位置时，缓冲组件58会阻碍行走支撑轮9继续前进，从而避免座舱11脱出运行的直线轨道，确保了观影人员的安全性。同时在此种情况下即使行走支撑轮9也发生故障，则缓冲组件58会触碰到行走支撑轮9后面的防护杆7，同样起到对座舱11前后移动位置的限位，起到双保险的作用。缓冲组件58可采用增加了具有弹性的橡胶棒或后面带有弹簧的金属棒，一旦支撑轮9或防护杆7触碰时，起到缓冲的作用，避免座舱的突然急停。

另外，驱动第一转动轴3转动的驱动装置是第一电机20和手动摇把21，采用电动和手动两种方式来驱动第一转动轴3转动，既而使得座舱吊架1和座舱11在钢结构上12直线移动；有电时，第一电机20工作通过减速机5带动第一转动轴3转动，如果停电，第一电机20不能启动，摇动手动摇把21，使得减速机5带动第一转动轴3转动。具体的结构为，减速机5采用蜗轮蜗杆传动，蜗杆的两个端轴伸出机箱外，这两个端轴也就是第一动力输入轴和第二动力输入轴25；第一电机20与第一动力输入轴连接，第二动力输入轴25平时闲置并随蜗杆同步转动。如图4所示，手动摇把21包括把手21-1、曲柄21-2和手动轴21-3；手动轴21-3的一端与曲柄21-2的一端固定连接，曲柄21-2的另一端与把手21-1固定连接；把手21-1与手动轴21-3呈平行设置，曲柄21-2与手动轴21-3呈垂直设置。座舱吊架1顶部还固定有固定座21-4，固定座21-4上设置有孔；手动轴21-3穿过固定座21-4上的孔，且手动轴21-3与孔间隙配合。如图5所示，位于减速机5外部的第二动力输入轴25上设置有凹槽26，手动轴21-3的另一端设置有套管21-5，套管21-5的开口正对着第二动力输入轴25，套管21-5内壁上设置有与凹槽26相配合的凸块27。

有电时，第一电机20工作，带动第一动力输入轴转动，第一动力输入轴再带动减速机5的蜗杆转动，既而驱动蜗轮实现减速运动，第二动力输入轴25闲置并随蜗杆同步转动，减速机5带动第一转动轴3转动，第一转动轴3的两端的第一齿轮4也跟着转动，实现第一齿轮4在齿条6上直线移动，既而第一转动轴3和第一齿轮4也就带动着整个座舱吊架1和座舱11在两条支撑板2之间来回直线移动。如果停电，第一电机20不能启动，握住把手21-1将手动轴21-3向里推，使得套管21-5套在第二动力输入轴25上，并且使凸块27嵌在对应的凹槽26内，这样就将手动摇把21连接在第二动力输入轴25上了；连接上后，摇动手动摇把21，第二动力输入轴25转动，带动减速机5的蜗杆转动，既而驱动蜗轮实现减速运动，减速机5带动第一转动轴3转动，第一转动轴3的两端的第一齿轮4也跟着转动，实现第一齿轮4在齿条6上直线移动，既而第一转动轴3和第一齿轮4也就带动着整个座舱吊架1和座舱11在两条支撑板2之间来回直线移动。通过减速机5的双动力输入轴的设置，使第一转动轴3的转动实现了电动和手动两种驱动方式，即使停电，通过手动驱动也能使座舱吊架1和座舱11在两条支撑板2之间移动。有电时，手动轴21-3不与第二动力输入轴25连接，让套管21-5脱离第二动力输入轴25即可。

如图6所示，钢结构12中部设有座舱平台23，座舱平台23位于座舱11的下方，座舱平台23的前端与防护翻板22-1活动连接。防护翻板22-1主要起防护作用。如图7所示，防护翻板22-1背面设置有推动机构；钢结构12上固定有支撑架22-2，支撑架22-2上固定有导轨22-3；推动机构与导轨22-3活动连接，且该推动机构在导轨22-3上做上下往复运动，并带动防护翻板22-1的活动端上下翻转；具体的是，在推动的过程中推动机构的两端沿着导轨22-3进行运动，在推动机构没有工作的状态下，防护翻板22-1搭在导轨22-3的顶端，当推动机构向上运动时，防护翻板22-1离开导轨22-3的顶端，在推动机构的推动下向上发生翻转，翻转后防护翻板22-1与座舱平台23形成夹角。观众观看电影前，防护翻板22-1向前翻起至竖直位置，观众通过钢结构12上的阶梯登上座舱平台23，然后坐在座舱11的座椅上准备观看电影，有了防护翻板22-1的防护，能防止走在座舱平台23上的观众坠下座舱平台23；待观众都在座椅上坐好后，电影播放开始，防护翻板22-1向后翻转，靠在导轨22-3的顶端。

如图8所示，推动机构包括支架22-7、第二电机22-6、传动轴22-4、设在传动轴22-4两端的滚轮22-5；第二电机22-6固定设在支架22-7上，支架22-7固定在防护翻板22-1背面的上部，第二电机22-6的输出轴上套设有第二齿轮22-8，传动轴22-4穿设在支架22-7上，且该传动轴22-4上套设有第三齿轮22-9，第二齿轮22-8与第三齿轮22-9啮合，滚轮22-5位于导轨22-3中，且在导轨22-3中往复运动。支架22-7用于推动防护翻板22-1实现翻转，滚轮22-5上设有凹凸不平的橡胶凸起，主要的作用是在导轨22-3里运动时，增加与导轨22-3之间的摩擦力，不会出现打滑的情况。在具体的过程中，第二电机22-6在工作的时候，开始带动第二电机22-6的输出轴正转，该第二电机22-6的输出轴带动第二齿轮22-8转动，因第二齿轮22-8与第三齿轮22-9啮合，因此第三齿轮22-9也会发生转动，第三齿轮22-9套设在传动轴22-4上，带动传动轴22-4转动，传动轴22-4再带动滚轮22-5在导轨22-3中向上运动，进而推动防护翻板22-1的活动端向上运动，实现防护翻板22-1的向上翻转；当第二电机22-6反转，滚轮22-5在导轨22-3上向下运动，实现防护翻板22-1的复位。进一步的为了转轴22-4与支架22-7之间的摩擦力最小化，在传动轴22-4与支架22-7通过套设在传动轴22-4上的轴承连接。另外，导轨22-3与支撑架22-2之间的夹角为30°到45°，进而防护翻板22-1与座舱平台23前端的初始角度的锐角为30°到45°，优选的角度为40°，这样能使防护翻板22-1翻转时所用的推力较小，降低了第二电机22-6的输出功率。

如图9和图10所示，座舱回转机构包括背板13、第二转动轴14、第三转动轴15、第一电缸16和第二电缸17；背板13设置在座舱11和座舱吊架1之间，背板13通过第二转动轴14与座舱吊架1活动连接，座舱11通过第三转动轴15与背板13活动连接；其中，第二转动轴14与背板13呈平行设置，第三转动轴15与背板13呈垂直设置；第一电缸16的外套筒设置在第一支座18上，且第一电缸16的外套筒与第一支座18活动连接，第一支座18固定在背板13上，第一电缸16的伸出端与座舱11活动连接；第二电缸17设置在第二支座19上，且第二电缸17与第二支座19活动连接，第二支座19固定在座舱吊架1上，第二电缸17的伸出端与背板13活动连接。

如图9所示，座舱吊架1与背板13之间设置有连接杆28，连接杆28的一端与背板13活动连接，连接杆28的另一端设置有腰形孔29，座舱吊架1上固定有第一螺钉30，第一螺钉30位于腰形孔29内。如图10所示，背板13上设置有多个弧形限位槽31，座舱11背面固定有多个第二螺钉32，一个第二螺钉32对应一个弧形限位槽31，且一个第二螺钉32位于一个弧形限位槽31内。

座舱回转机构的工作原理是：第二电缸17伸缩，使得背板13围绕着第二转动轴14前后转动，背板13也就带动座舱11实现前后转动，在转动过程中，第一螺钉30和腰形孔29对背板13的前后转动起到限位作用；第一电缸16伸缩，使得座舱11围绕着第三转动轴15实现左右转动，在转动过程中，第二螺钉32和弧形限位槽31对座舱11的左右转动起到限位作用。

另外，座舱11上还设置有安全压杠33和电磁安全带，安全压杠33通过活动连杆34与座舱11活动连接；安全压杠33和电磁安全带上分别设置有用于控制开合状态的电磁阀57，并根据飞翔影院的观影系统状态，采用通电/断电方式控制电磁阀57的打开或关闭，实现自动控制，同时通过接触传感器56判断电磁阀57的开合状态，从而起到防护作用，确保观影人员的安全。电磁阀57为电磁插销或电磁锁。

上述所有结构都是设置在钢结构12上的，钢结构12包括若干竖直支撑杆、若干横向支撑杆、连接角铁，横向支撑杆的两端与竖直支撑杆的两端通过连接角铁固定连接，在横向支撑杆中间也同样设置有若干个竖直支撑杆，更加增强稳定性，这样使钢结构12更加的稳定。钢结构12的侧面设置有回转阶梯，供观众上下，并具有稳定支撑的作用。

在飞翔影院中，观众坐在座舱11内观看影片时，由于观众是悬挂于空中的，置身于球形的银幕之中，为了让观众有身临其境的感觉，座舱系统既能使得座舱11和座舱吊架1在座舱直线移动装置的带动下在钢结构12上来回直线移动，又能使得座舱11在座舱吊架1上前后转动和左右转动，让观众在充分感受极具震撼力的球幕影视内容的同时，还可以亲身体验悬空飞行的刺激感受，带来更好的4D观影体验。座舱直线移动装置的直线移动、座舱11的转动和防护翻板22-1的翻转都是由控制器35控制的。

如图11所示，控制器35包括主控单元50和分别与主控单元连接的座舱直线移动控制单元51、防护翻板转动控制单元52、座舱回转转动控制单元53、急停控制单元54和活动连杆控制单元55；座舱直线移动控制单元51与第一电机20电连接，控制座舱直线移动装置使座舱沿前后直线移动；防护翻板转动控制单元52与第二电机22-6电连接，控制防护翻板22-1上下翻转；座舱回转转动控制单元53分别与第一电缸16和第二电缸17电连接，控制座舱回转机构使得座舱11前后转动和左右转动；急停控制单元54与急停按钮36电连接，在紧急情况下按下以防止意外发生；活动连杆控制单元55则根据观影系统状态，以及接触传感器56的输出信号，来控制电磁阀57的开启和闭合。其中主控单元50采用可编程逻辑阵列PLC实现，其他的各个控制单元则采用常规的驱动模块实现。比如座舱直线移动控制单元51、防护翻板转动控制单元52、座舱回转转动控制单元53、急停控制单元54和活动连杆控制单元55均为继电器。以座舱直线移动控制单元51为例，由PLC发出直线移动控制脉冲，驱动所对应的继电器闭合，使得第一电机20通电，控制座舱直线移动装置运动，使座舱沿前后直线移动。

控制器35的工作流程为：

1.控制器35通过防护翻板转动控制单元52控制第二电机22-6转动，使防护翻板22-1向前翻转至竖直位置，观众通过钢结构12上的阶梯登上座舱平台23。

2.当观众坐入座舱11的座椅内，控制器35通过活动连杆控制单元55控制活动连杆34放下，安全压杠33挡在观众前面对观众起到保护作用，安全压杠33上的电磁阀57闭合，观众再自己扣上电磁安全带，电磁安全带上的电磁阀57闭合；然后设置在安全压杠33和电磁安全带上的接触传感器56给控制器35发送一个信号。

3.控制器35接收到接触传感器56的信号后，控制器35再通过座舱回转转动控制单元53控制第二电缸17动作，使得座舱11抬起。

4.控制器35再通过防护翻板转动控制单元52控制第二电机22-6转动，使得防护翻板22-1向后翻转至初始位置，也就是防护翻板22-1靠在导轨22-3的顶端；

5.控制器35通过座舱直线移动控制单元51控制第一电机20转动，使得第一转轴3转动，整个座舱吊架1带动座舱11向电影屏幕方向前行直至停止；

6.电影开始，控制器35根据节目内容及声效通过座舱回转转动控制单元53控制第一电缸16和第二电缸17动作，使得座舱11前后和左右转动；

7.电影观看完毕后，控制器35通过座舱回转转动控制单元53控制第一电缸16和第二电缸17动作，使得座舱11复位回到初始位置；

8.控制器35通过座舱直线移动控制单元51控制第一电机20反向转动，使得第一转轴3反向转动，整个座舱吊架1带动座舱11后退至初始位置；

9.控制器35通过防护翻板转动控制单元52控制第二电机22-6反向转动，使得防护翻板22-1向前翻转至竖直位置，与座舱平台23呈90°夹角；

10.控制器35通过座舱回转转动控制单元53控制第二电缸17动作，使得座舱11放下；

11.最后，控制器35控制活动连杆控制单元55断电，安全压杠33和电磁安全带上的电磁阀57打开，观众将安全压杠33抬起，并且观众自己打开电磁安全带，离开座椅，并通过座舱平台23及阶梯，到达地面。

如果突发意外事件，按下急停电钮36，控制器35控制活动连杆34、第一电机20、第一电缸16、第二电缸17和第二电机22-6停止动作。