一种户外攀爬转椅限速安全装置的制作方法

本实用新型涉及儿童游乐设备技术领域，具体涉及一种户外攀爬转椅限速安全装置。

背景技术：

游乐场始终是儿童向往的娱乐场所，多数儿童热衷于旋转类娱乐项目，旋转类娱乐项目也因此受到广大娱乐场的欢迎，从而设置各种各样的旋转项目，但是安全设施不够健全，时常出现儿童从上面摔落的事故。旋转类项目的转速单一，无法实现变速转动，存在转速过快的情况，在拥挤的时候高转速会带来严重的后果，不安全，还会产生恐惧感和眩晕感。另外单纯的旋转，使娱乐性无法满足需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种户外攀爬转椅限速安全装置，以解决上述问题，达到灵活限制转椅的转速，提高安全性能，增加娱乐效果的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种户外攀爬转椅限速安全装置，包括转椅组件、控制器、变速机构、复位机构；所述控制器、变速机构均设置在所述转椅组件的下方；所述复位机构设置在所述转椅组件的上方；所述转椅组件包括固定部和转动部，所述固定部和转动部之间设置有使所述转椅组件减速的刹车部；

所述变速机构包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、第三齿轮、皮带、旋转轴、第四齿轮、拨片、第二气缸；所述第一锥形齿轮与所述转动部固定连接；所述第二锥形齿轮、第三齿轮固定连接在所述旋转轴的两端；所述第四齿轮与所述第三齿轮之间啮合，所述第四齿轮轴接有驱动部；所述皮带套设在所述第一锥形齿轮、第二锥形齿轮的外侧；所述拨片设置在所述皮带中部外侧；所述拨片固定连接在所述第二气缸的顶端；所述控制器与所述第二气缸电性连接；所述刹车部包括上摩擦片、下摩擦片、红外感应器；所述上摩擦片与所述转动部固定连接，所述下摩擦片与所述固定部固定连接；所述上摩擦片的位置高于所述下摩擦片的位置；所述红外感应器固定连接在所述下摩擦片的顶部，所述控制器与所述红外感应器电性连接。

优选的，所述转动部包括旋转平台、承重盘、攀爬绳、转动柱；所述承重盘固定连接在所述转动柱的顶部；所述攀爬绳上端固定连接在所述承重盘的边缘、所述攀爬绳下端固定在所述旋转平台的边缘；所述旋转平台固定设置在所述转动柱的下方；所述第一锥形齿轮与所述转动柱固定连接；所述上摩擦片与所述转动柱固定连接；

所述固定部包括承重柱、滚柱轴承，所述承重柱、滚珠轴承设置在所述转动柱的内部，所述滚珠轴承的内圈和所述承重柱的外圆固定连接，所述滚珠轴承的外圈和所述转动柱的内圆轴向滑动连接且同轴转动；所述下摩擦片与所述承重柱固定连接。

优选的，所述复位机构包括压力气缸、压力监测器、气泵；所述气泵的进气口与所述压力气缸的进排气口连通；所述压力监测器固定设置在所述压力气缸的内侧底部；所述压力监测器、气泵与所述控制器电性连接。

优选的，所述压力气缸包括活塞柱、第一气缸、滑槽、滚柱、支撑架、滚动槽、限位滑块；所述活塞柱与所述第一气缸滑动连接；所述限位滑块轴向贯通所述活塞柱侧面；所述滑槽开设在所述第一气缸的端口内侧；所述滑槽与所述限位滑块滑动连接；所述滚动槽开设在所述活塞柱的顶面；所述滚柱等距且周向放置在所述滚动槽内；所述滚柱通过所述支撑架等间距分隔。

优选的，所述承重盘通过所述滚柱与所述承重柱同轴转动。

优选的，所述攀爬绳为绳梯。

优选的，所述第一锥形齿轮、第二锥形齿轮方向相反设置且尺寸相同；所述第三齿轮、所述第四齿轮尺寸相同。

优选的，所述上摩擦片、下摩擦片为环形且轴向设置若干组，所述上摩擦片、下摩擦片材料为碳纤维。

优选的，所述驱动部为伺服电机且与所述控制器电性连接。

本实用新型具有如下技术效果：在初始情况下，旋转平台以初始转速运行，当旋转平台上的重量在逐渐增加时，旋转平台的转速在摩擦片的作用下减小，然后旋转平台通过变速机构以一定的低转速旋转，摩擦片脱离接触，摩擦片长时间接触会严重影响使用寿命，影响后续减速效果；随着旋转平台的重量逐渐减小时，旋转平台在变速机构的作用下提高转速，直至达到初始转速；旋转平台在运行时，通过内部气缸的压力监测，一旦出现异常数据，可以随时暂停运行。同时旋转平台提供攀爬绳，可以增加转椅的娱乐性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为户外攀爬转移限速安全装置结构示意图；

图2为户外攀爬转移限速安全装置剖视示意图；

图3为图2中a的局部放大图；

图4为减速机构结构示意图；

图5为皮带与拨片结构示意图；

图6为活塞柱结构示意图；

图7为活塞柱俯视结构示意图；

图8为承重盘结构示意图。

其中，1为承重柱、2为旋转平台、3为承重盘、4为活塞柱、401为滚柱、402为支撑架、403为滚动槽、404为限位滑块、5为第一气缸、6为压力检测器、7为滚珠轴承、8为上摩擦片、9为红外感应器、10为下摩擦片、11为滑槽、12为控制器、13为伺服电机、14为减速器、15为第一锥形齿轮、16为第二锥形齿轮、17为第三齿轮、18为皮带、19为旋转轴、20为第四齿轮、21为攀爬绳、22为转动柱、23为气泵、24为拨片、25为第二气缸。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-8所示，本实用新型提供一种户外攀爬转椅限速安全装置，包括转椅组件、控制器12、变速机构、复位机构；控制器12、变速机构均设置在转椅组件的下方；复位机构设置在转椅组件的上方；转椅组件包括固定部和转动部，固定部和转动部之间设置有使转椅组件减速的刹车部；

变速机构包括第一锥形齿轮15、第二锥形齿轮16、第三齿轮17、皮带18、旋转轴19、第四齿轮20、拨片24、第二气缸25；第一锥形齿轮15与转动部固定连接；第二锥形齿轮16、第三齿轮17固定连接在旋转轴19的两端；第四齿轮20与第三齿轮17之间啮合，第四齿轮20轴接有驱动部；皮带18套设在第一锥形齿轮15、第二锥形齿轮16的外侧；拨片24设置在皮带18中部外侧；拨片24固定连接在第二气缸25的顶端；控制器12与第二气缸25电性连接；刹车部包括上摩擦片8、下摩擦片10、红外感应器9；上摩擦片8与转动部固定连接，下摩擦片10与固定部固定连接；上摩擦片8的位置高于下摩擦片10的位置；红外感应器9固定连接在下摩擦片10的顶部，控制器12与红外感应器9电性连接。

进一步优化方案，转动部包括旋转平台2、承重盘3、攀爬绳21、转动柱22；承重盘3固定连接在转动柱22的顶部；攀爬绳21上端固定连接在承重盘3的边缘、攀爬绳21下端固定在旋转平台2的边缘；旋转平台2固定设置在转动柱22的下方；第一锥形齿轮15与转动柱22固定连接；上摩擦片8与转动柱22固定连接；

固定部包括承重柱1、滚柱轴承7，承重柱1、滚珠轴承7设置在转动柱22的内部，滚珠轴承7的内圈和承重柱1的外圆固定连接，滚珠轴承7的外圈和转动柱22的内圆轴向滑动连接且同轴转动；下摩擦片10与承重柱1固定连接。

进一步优化方案，复位机构包括压力气缸、压力监测器6、气泵23；气泵23的进气口与压力气缸的进排气口连通；压力监测器6固定设置在压力气缸的内侧底部；压力监测器6、气泵23与控制器12电性连接。

进一步优化方案，压力气缸包括活塞柱4、第一气缸5、滑槽11、滚柱401、支撑架402、滚动槽403、限位滑块404；活塞柱4与第一气缸5滑动连接；限位滑块404轴向贯通活塞柱4侧面；滑槽11开设在第一气缸5的端口内侧；滑槽11与限位滑块404滑动连接；滚动槽403开设在活塞柱4的顶面；滚柱401等距且周向放置在滚动槽403内；滚柱401通过支撑架402等间距分隔。

进一步优化方案，承重盘3通过滚柱401与承重柱1同轴转动。

进一步优化方案，攀爬绳21为绳梯。

进一步优化方案，第一锥形齿轮15、第二锥形齿轮16方向相反设置且尺寸相同；第三齿轮17、第四齿轮20尺寸相同。

进一步优化方案，上摩擦片8、下摩擦片10为环形且轴向设置若干组，上摩擦片8、下摩擦片10材料为碳纤维。

进一步优化方案，驱动部为伺服电机13且与控制器12电性连接。

本实施例的工作过程如下：在初始状态下，启动伺服电机13，伺服电机13按照额定功率转动，第四齿轮20带动第三齿轮17旋转，第三齿轮17通过旋转轴19带动第二锥形齿轮16转动，第二锥形齿轮16通过皮带18带动第一锥形齿轮15转动，第一锥形齿轮15通过转动柱22带动旋转平台2转动；此时承重盘3上承担的重量与压力气缸中的压力持平，上摩擦片8和下摩擦片之间的间隙保持初始距离，并且红外感应器9可以感应到与上摩擦片8斜面顶角的距离，皮带18在第一锥形齿轮15和第二锥形齿轮16的中间位置，第一锥形齿轮15和第二锥形齿轮16同速转动；旋转平台2初始转速设置为20r/min，根据离心力计算公式f＝4π²n²mr,在保证人安全的前提下，f＝1/3mg足以保证乘坐攀爬转椅的人员安全；

随着旋转平台2上的重量增加，这部分重量由承重盘3传递至活塞柱4，活塞柱4受到重力后下移一定距离，上摩擦片8下移同样的距离后与下摩擦片10接触，使上摩擦片8与下摩擦片10高度基本一致，此时旋转平台2的旋转速度降低，红外感应器9无法感应到上摩擦片8，红外感应器9将信号传递至控制器12，然后控制器12将接收到的信号转化后传递至第二气缸25，第二气缸25向上推动拨片24，带动皮带18向上移动，从而改变第一锥形齿轮15和第二锥形齿轮16的传动比，在伺服电机13保持固定输出功率时，第一锥形齿轮15的转速减小，旋转平台2的转速同步减小的同时，控制器12给气泵23发送信号，气泵23给第一气缸5充气使活塞柱4和上摩擦片8同步向上移动，当红外感应器9感应到上摩擦片8时，红外感应器8给控制器12传递感应信号，控制器12将转化信号传递至气泵23和第二气缸25，气泵23对第一气缸5停止充气，第二气缸25停止动作，拨片24停留在当下位置，第一锥形齿轮15保持当下转速转动，即旋转平台2保持当下转速，小于初始转速；

随着旋转平台2上的重量减小，由于第一气缸5内部压力大于旋转平台2的重力，活塞柱4被挤压上移，上摩擦片8同步上移，此时红外感应器9感应到与上摩擦片8斜面的距离减小，红外感应器9将信号传递至控制器12，控制器将转化信号传递至气泵23和第二气缸25，气泵23给第一气缸5排气，第一气缸5内部压力小于旋转平台2的重力，活塞柱4下移，红外感应器9感应到上摩擦片8的初始位置；第二气缸25收到控制器12的信号后，第二气缸25控制拨片24下移至初始位置，旋转平台2保持初始转速；

第一气缸5内部的压力监测器6用来监控第一气缸5内部的压力，当压力不在安全范围内时，压力监测器6给控制器12传递信号，控制器12控制伺服电机13停止转动，整体装置停止动作；

上摩擦片8向上下移动的距离小于1mm，故转动柱22带动第一锥形齿轮15上上下移动距离小于1mm,对整体装置运行无影响，此过程对人员无感觉。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。