悬挂式多自由度游乐体验装置的制作方法

本发明涉及游乐体验设备，具体为一种悬挂在轨道上悬挂式多自由度游乐体验装置。

背景技术：

目前游艺机在国内迅速发展起来，随着主题公园的兴起，传统的架空游览车配合造景的游览体验成为了游艺机行业的主流，但其也存在诸多缺点：

1、架空游览车的自由度基本上为前进与后退，体验感较差；

2、俯冲与急速转弯或沿空间相互垂直的三根轴的旋转都只能通过轨道的扭曲来实现，这对轨道的设计、制作与安装的技术要求极高；

3、项目对轨道的设计、制作及安装的成本极高，项目的设计、制造、安装周期也长；

4、传统的项目普遍为观看实物造景为主，趣味性差。造景的成本较高，在当需要升级换代或更换主题内容时其资金与时间的成本代价更为巨大；

5、常规架空游览车通常设计在室外，天气情况会导致其是否能对外运营，对公园来说也是一种损失；

6、玩法上每家的产品都很类似，同质化较为严重，缺少新颖；

7、常规架空游览车都没有自带动力，当在运行途中出现卡滞等情况，只能人工将其拖回，增加了操作与维修人员的工作量与困难；

8、车辆在轨道上的运行时，无法判断前主是否有障碍物，只能通过操作与维保人员观察，会存在一定的安全隐患，压杆是纯机械式的，没有二次电气监控，当出现松脱只能人眼观察判断。

另外现在国内市场上尚无结合vr虚拟现实及实时空间定位或结合影视内容与特技特效的架空多自由度游览车项目。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可以结合虚拟现实设备、银幕与影视给用户提供多自由度体验的悬挂式多自由度游乐体验装置。

实现本发明目的的技术方案是提供一种悬挂式多自由度游乐体验装置，其包括设置在室内的架空轨道，以及悬挂连接在架空轨道上的多自由度体验组件，其特征在于：所述的多自由端体验组件包括悬挂框架，悬挂框架的四角设有与架空轨道连接的悬挂轮组件，位于悬挂框架的侧框上设有一个驱动底盘框架行走的驱动机构，所述悬挂框架的下方设有机械臂组件，机械臂组件上设有座舱组件。

一种悬挂式多自由度游乐体验装置，其包括设置在室内的架空轨道，以及悬挂连接在架空轨道并悬浮于空中的多自由度体验组件，其特征在于：所述的多自由端体验组件包括悬挂框架，悬挂框架的四角设有与架空轨道连接的悬挂轮组件，位于悬挂框架的侧框上设有一个驱动底盘框架行走的驱动机构，所述悬挂框架的下方设有倒置式的机械臂组件，机械臂组件上设有座舱组件，还包括为用户提供可视体验内容的显示组件。

所述机械臂组件与悬挂框架之间还设有驱动机械臂组件整体转动的旋转组件。

所述的驱动机构包括与悬挂框架的侧面连接的连接板，连接板的表面上下平行设有一组支耳板，在支耳板之间设有t型连接板，t型连接板的中部通过旋转总轴与支耳板连接，还包括以t型连接板为中心对称设置的驱动轮安装板，驱动轮安装板的前端与t型连接板的水平部的一端通过转轴连接，驱动轮安装板的后端通过弹簧组件与t型连接板的垂直部连接，还包括驱动电机，驱动电机的输出端连接有驱动减速机，驱动减速机的输出端连接有驱动轮。

所述的弹簧组件包括一端开口的外弹簧筒体，外弹簧筒体的另一端设有与t型连接板连接的具有通孔的连接部，外弹簧筒体内设有内滑块，内滑块上设有拉杆，还包括用于对外弹簧筒体开口端进行封盖的螺盖，拉杆露出于螺盖并与t型连接板的垂直部连接，在螺盖和内滑块之间的拉杆上设有弹簧。

所述的驱动减速机的输出端与驱动轮之间还设有传动组件，所述的传动组件包括与驱动轮安装板连接的内筒体，还包括套设有内筒体外部的外筒体，外筒体与内筒体之间设有一组圆锥滚子轴承，还包括一个与驱动电机输出轴连接的延长内筒，延长内筒设置的外筒体的内部，且延长内筒的下端通过螺钉与外筒体连接，驱动轮通过螺钉固定连接在延长内筒上。

所述的悬挂轮组件包括从侧面看成c型的悬挂轮支架，悬挂轮支架的上端设有与悬挂框架连接的转动杆，悬挂轮支架的两端向两侧延伸形成有悬挂轮安装板，悬挂轮通过轴连接在悬挂轮安装板上，悬挂轮支架的外侧面向外延伸形成有导向连接座，还包括与悬挂轮支架侧面连接的导轮安装座，导轮连接在导轮安装座上，导轮安装座与导向连接座之间设有导向弹簧。

所述的机械臂组件包括第一机械臂，第一机械臂的上端与悬挂框架连接，第一机械臂的下端设有容纳腔，还包括设置在容纳腔内可以旋转的第二机械臂，第一机械臂的外侧设有驱动第二机械臂转动的第一驱动机构，所述第二机械臂上设有第二驱动机构，第二驱动机构的输出端设有连接法兰。

所述的旋转组件包括回转支承，回转支承包括内圈和外圈，内圈固定连接在悬挂框架上，机械臂组件的上端与外圈连接，所述外圈的周面上均布设有传动齿，所述悬挂框架上还设有旋转驱动电机，旋转驱动电机的输出端设有与传动齿配合的传动齿轮。

所述的座舱组件包括与机械臂组件连接的l型的钢质架构，钢质架构的上端设有进行防护的压杆组件，所述压杆组件包括与钢质架构连接的转轴，转轴的两端连接有连接杆，两个连接杆的端部之间设有压杆，所述转轴上还设有第一转动臂和第二转动臂，第一转动臂的一端与钢质架构之间设有气弹簧，第二转动臂的一端与钢质架构之间设有压杆油缸。

所述的架空轨道包括门型支撑架以及连接在门型支撑架上的导轨，所述导轨包括一组平行设置的支撑管件，支撑管件之间设有加强连接板，还包括连接在加强连接板下方并沿导轨延伸方向设有驱动板，驱动板用于和驱动机构配合。

本发明具有积极的效果：1、本发明设计的悬挂式多自由度游乐体验装置，可沿着轨道前进后退，并且机械臂组件可沿空间三条相互垂直的轴转动，给用户不同的感官体验，物理体验感极强，同时，可以结合vr头盔或者银幕与影片结合的方式，用户能够体验到实物造景与千变万化的影视内容相互结合的体验，可虚可实，虚实结合，进一步的，可以沿架空轨道设置天气环境模拟系统、气味模拟系统，更好的与内容完美融合，与常规的架空游览车相比，体验方式差异极大，不存在同质化的问题。

2、本发明通过悬挂式机械臂组件来给用户提供各种物理体验感，无需通过改变架空轨道的形状，架空轨道无需设计成空间曲线，降低了架空轨道的设计、制造和安装成本，进一步的，架空轨道结构的简化和空间需求的简化，使得本发明所述的游乐体验装置可以设置的屋内，进而设备的运营不会受到外部天气的影响。

3、本发明采用悬挂式机械臂组件，机械臂是倒立设计，从而架空了游览车，人脚悬空，同时集成了vr，实际游乐体验效果较好。

附图说明

图1为实施例1的一种悬挂式多自由度游乐体验装置的立体示意图；

图2为实施例1的一种悬挂式多自由度游乐体验装置的驱动机构的结构示意图；

图3为实施例1的驱动机构的侧视示意图；

图4为图3中的b-b的剖视示意图；

图5为实施例1的驱动机构的仰视示意图；

图6为图5中c-c的剖视示意图；

图7为实施例1的悬挂轮组件的结构示意图；

图8为实施例1的悬挂轮组件的侧视示意图；

图9为实施例1的架空轨道的结构示意图；

图10为实施例1的一种悬挂式多自由度游乐体验装置的侧向视图。

上述附图中的标记如下：

1为座舱组件，10为钢质架构，11为压杆组件，110为转轴，112为连接杆，113为压杆，114为第一转动臂，115为第二转动臂，116为气弹簧，117为压杆油缸；

2为机械臂组件；20为第一机械臂，21为容纳腔，22为第二机械臂，23为第一驱动机构，24为第二驱动机构，25为连接法兰；

3为驱动机构，301为连接板，302为支耳板，303为t型连接板，304为旋转总轴，305为驱动轮安装板，306为弹簧组件，307为驱动电机，308为驱动减速机，309为驱动轮，3010为传动组件，3011为内筒体，3012为外筒体，3013为圆锥滚子轴承，3014为延长内筒；

31为悬挂轮组件，

3061为外弹簧筒体，3062为连接部，3063为内滑块，3064为拉杆，3065为螺盖，3066为弹簧。

3010为传动组件，3011为内筒体，3012为外筒体，3013为圆锥滚子轴承，3014为延长内筒，310为悬挂轮支架，311为转动杆，312为悬挂轮安装板，313为悬挂轮，314为导向连接座，315为导轮安装座，316为导轮,317为导向弹簧。

4为架空轨道，40为门型支撑架，41为导轨，410为支撑管件，411为加强连接板，412为驱动板；

5为悬挂框架，

6为旋转组件，60为回转支撑，601为内圈，602为外圈，603为传动齿，604为旋转驱动电机，605为传动齿轮。

具体实施方式

（实施例1）

见图1，一种悬挂式多自由度游乐体验装置，其包括设置在室内的架空轨道4，以及悬挂连接在架空轨道并悬浮于空中的多自由度体验组件，其特征在于：所述的多自由端体验组件包括悬挂框架5，悬挂框架5的四角设有与架空轨道连接的悬挂轮组件31，位于悬挂框架的侧框上设有一个驱动底盘框架行走的驱动机构3，所述悬挂框架1的下方设有机械臂组件2，机械臂组件2上设有座舱组件1，还包括为用户提供可视体验内容的显示组件。

本发明通过驱动机构驱动多自由度体验组件在架空轨道上行走，且多自由度体验组件悬浮于空中，行走的方式包括前进和后退，机械臂组件能够在多自由度内进行动作，使得座舱组件能够进行上下和左右的摆动，模拟行驶的爬坡、下坡以及左倾或者右倾，给用户的物理体验感极强，进一步的，本发明通过机械臂组件来模拟座舱各种角度的变化，本实施例中的机械臂采用倒置的方式，即机械臂的固定端位于上方，活动端位于下方，具体的为：机械臂的上端与悬挂框架连接，座舱组件连接在机械臂组件的活动端；无需通过架空轨道形状的变化来实现，简化了架空轨道的结构，无需空间曲线，使得整个设备的设计、制作和安装成本降低，所述为用户提供可视体验内容的显示组件为vr头盔，vr头盔采用银幕加影片结合的方式，采用vr头盔，场景无需造景，能降低造景的成本，同时，体验过程中，体验者能够体验到实物造景与千变万化的影视内容相结合，结合上机械臂给予的物理感官，实现了可虚可实，虚实结合。

所述机械臂组件2与悬挂框架5之间还设有驱动机械臂组件整体转动的旋转组件6，旋转组件能够带动整个机械臂组件进行转动，从而实现座舱组件的转动，增加一个运功维度，提升体验者的感受。

见图2至图6，所述的驱动机构3包括与悬挂框架的侧面连接的连接板301，连接板通过螺钉与悬挂框架的侧边连接，方便后期对整个驱动机构进行更换，便于缩短设备维修的时间，连接板301的表面上下平行设有一组支耳板302，在支耳板302之间设有t型连接板303，t型连接板303的中部通过旋转总轴304与支耳板302连接，t型连接板可以绕旋转总轴进行转动，能够随着固定轨道的角度的变换而旋转，使得驱动机构能更好的与固定导轨接触，还包括以t型连接板303为中心对称设置的驱动轮安装板305，驱动轮安装板305的前端与t型连接板的水平部的一端通过转轴连接，此处用于对驱动轮安装板靠近连接板一端的两个连接板之间的距离进行限定，驱动轮安装板305的后端通过弹簧组件306与t型连接板的垂直部连接，弹簧组件用于提供一个拉力，保证驱动轮与固定导轨之间的距离以及接触力，避免出现驱动轮不接触固定导轨的问题，保证了驱动机构的工作可靠性；还包括驱动电机307，驱动电机307的输出端连接有驱动减速机308，驱动减速机308的输出端连接有驱动轮309，采用驱动电机驱动便于对驱动电机进行精确的控制，能更好的与机械臂组件进行配合，提供精确可靠的游乐体验。

进一步的说，所述的弹簧组件306包括一端开口的外弹簧筒体3061，外弹簧筒体3061的另一端设有与t型连接板连接的具有通孔的连接部3062，外弹簧筒体3061内设有内滑块3063，内滑块3063上设有拉杆3064，还包括用于对外弹簧筒体3061开口端进行封盖的螺盖3065，拉杆3065露出于螺盖并与t型连接板的垂直部连接，在螺盖3065和内滑块之间的拉杆上设有弹簧3066，设置的弹簧处于压缩状态，其提供一个反向的作用力，使拉杆产生指向t型连接板的力，从而使驱动轮能够时刻与固定轨道接触，进一步的，当设备运行过程中，固定轨道对驱动轮产生向外的推力，弹簧进一步的被压缩，此处，弹簧存在一个物理压缩极限，不会存在失效的问题，如果弹簧采用拉伸的状态，可能存在弹簧失效的问题，提升了设备的安全性。

进一步的说，所述的驱动减速机308的输出端与驱动轮309之间还设有传动组件3010，所述的传动组件3010包括与驱动轮安装板连接的内筒体3011，还包括套设有内筒体3011外部的外筒体3012，外筒体3012与内筒体3011之间设有一组圆锥滚子轴承3013，还包括一个与驱动电机输出轴连接的延长内筒3014，延长内筒3014设置的外筒体的内部，且延长内筒的下端通过螺钉与外筒体3012连接，驱动轮309通过螺钉固定连接在延长内筒上，设置的传动组件用于提升动力传递的平稳性，同时，在外筒体和内筒体之间设有密封圈，提高外筒体和内筒体之间的密封性，延长设备的使用寿命。

见图7和图8，所述的悬挂轮组件31包括从侧面看成c型的悬挂轮支架310，悬挂轮支架310的上端设有与悬挂框架连接的转动杆311，悬挂轮支架310的两端向两侧延伸形成有悬挂轮安装板312，悬挂轮313通过轴连接在悬挂轮安装板上，悬挂轮支架310的外侧面向外延伸形成有导向连接座314，还包括与悬挂轮支架侧面连接的导轮安装座315，导轮316连接在导轮安装座315上，导轮安装座315与导向连接座314之间设有导向弹簧317。

见图1所示，所述的机械臂组件2包括第一机械臂20，第一机械臂20的上端与悬挂框架5连接，第一机械臂20的下端设有容纳腔21，还包括设置在容纳腔内可以旋转的第二机械臂22，第一机械臂20的外侧设有驱动第二机械臂转动的第一驱动机构23，所述第二机械臂22上设有第二驱动机构24，第二驱动机构的输出端设有连接法兰25，第一机械臂的上端与悬挂框架连接，用于对整个座舱组件进行承载，于此同时，设置的第一驱动机构用于驱动第二机械臂绕连接处转动，实现座舱组件的上下摆动，第二驱动机构带动座舱组件进行左右方向的摆动，从而可以模拟不同的倾斜状态，给用户刺激的物理感官体验。

所述的旋转组件6包括回转支承60，回转支承60包括内圈601和外圈602，内圈601固定连接在悬挂框架5上，机械臂组件2的上端与外圈602连接，悬挂框架和机械臂组件均通过螺钉与内圈和外圈上的螺纹孔连接，所述外圈602的周面上均布设有传动齿603，所述悬挂框架5上还设有旋转驱动电机604，旋转驱动电机604的输出端设有与传动齿配合的传动齿轮605，此处通过旋转驱动电机带动传动齿轮旋转，旋转齿轮与外圈的传动齿配合，实现外圈与内圈的相对转动，即实现了整个机械臂组件以及座舱组件的旋转，给用户带来新的维度的体验。

所述的座舱组件1包括与机械臂组件连接的l型的钢质架构10，钢质架构10的上端设有进行防护的压杆组件11，所述压杆组件11包括与钢质架构连接的转轴110，转轴110的两端连接有连接杆112，两个连接杆112的端部之间设有压杆113，压杆用于压覆在位于座舱内的用户的肩部以及前胸，对用户进行防护，防止用户从座舱组件上掉落的问题，提高设备的安全性，所述转轴110上还设有第一转动臂114和第二转动臂115，第一转动臂114的一端与钢质架构之间设有气弹簧116，第二转动臂115的一端与钢质架构之间设有压杆油缸117，设置的气弹簧通过第一转动臂驱动转轴转动，气弹簧用于在辅助压杆自动打开，降低了压杆打开的难度，方便用于从座舱组件用下来；所述压杆油缸用于提供压紧力，保证用户固定的可靠性，在出现断电的情况下，压杆油缸自动缩进，即在断电的情况下，压杆油缸也能保证压杆对用户的锁紧。

所述的架空轨道4包括门型支撑架40以及连接在门型支撑架上的导轨41，所述导轨41包括一组平行设置的支撑管件410，支撑管件410之间设有加强连接板411，还包括连接在加强连接板下方并沿导轨延伸方向设有驱动板412，驱动板用于和驱动机构配合，门型支撑架用于对整个轨道进行支撑，使得整个设备可以实现悬空，支撑管件为截面为圆形的管件，与悬挂轮组件的悬挂轮分别设置在支撑管件的上下两侧，悬挂轮组件在支撑管件上滑动，实现整个装置的行走，加强连接板用于提升整个导轨的强度，满足真个体验装置的负载需求，进一步的，驱动板用于和驱动组件的驱动轮配合，驱动轮转动与驱动板之间产生摩擦力，从而驱动整个悬挂框架在导轨上运动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。