旋轉遊樂室的製作方法

2023-09-14 04:12:05 1

專利名稱：旋轉遊樂室的製作方法
技術領域：
本實用新型所述的旋轉遊樂室是一種令乘客體驗離心慣性力的新型旋轉遊樂設備。
目前，採用垂直定軸旋轉機構以使乘客產生離心力的遊樂設備已裝備於各遊樂場所，如各類轉椅，它們都有兩個特徵，既固定的座位和開闊的外界視野。乘客在快速的旋轉運動中除了受到地球的吸引力之外，還會受到自身產生的離心慣性力的作用，這其中的動力學原理在有關物理書籍中均有所述。
在旋轉的環境中，乘客的感受是奇妙的，然而上述遊樂設備卻限制了這種感受。首先，乘客被束縛在座位上，因而其感受是被動而有限的；其次，旋轉著的外界環境充滿了乘客的視野，不但容易頭暈目旋，而且不利於觀察本身所處環境的有趣變化。本實用新型的目的就是要克服上述弊端，使乘客獲得全新的遊樂效果。
本實用新型包括由地板、圍牆和頂棚圍成的乘客活動室和一個繞鉛垂軸線轉動的底盤，乘客活動室被固定在轉動的底盤上。這樣構成的旋轉遊樂室，一方面為其中的乘客提供了可以自由活動的空間，另一方面提供了大視野的相對靜止參照物，從而削弱了外界旋轉環境造成的不利視覺影響，這將導致乘客自覺地感到置身於一種非同尋常的重力環境之中。在此環境中，由於離心慣性力的存在，動力學及運動學規律與日常人們已習慣的地面環境大不相同。乘客會看到地板發生了傾斜；在轉軸兩側的乘客會同時看到對方在自己的高處；每人都認為自己的站立姿勢是正常的，別人卻都反常地斜身而立；乘客可自由活動，做各種試驗，從中得到新穎的知識和樂趣。
附圖
為一實例的剖視圖。
由地板3、圍牆4和頂棚5構成的乘客活動室被固定在一個可繞鉛垂軸線1轉動的底盤2上。若干裝有支重輪7和動力源6的支架8固定在底盤2的周邊下部。這樣形成的旋轉機構中，支重輪7即承擔整個設備包括乘客的重量，又可在動力源6的驅動下與地面9相互作用產生摩擦力，使整個遊樂室運轉起來。圍牆4和頂棚5可以是平面的，也可以是曲面的，二者可圓滑相接而無明顯的分界，因而乘客活動室的形狀可以是圖示圓柱形的也可以是拱形的或多面體的。為使乘客有足夠大的活動空間，乘客活動室內場地的最大跨度(例如圓形場地的最大直徑)為3－20米，其內部還可分隔出數個小套間。
乘客活動室的圍牆4和頂棚5，其部分表面可以是透明的，例如開有窗口，甚至是網絡狀的，這雖然會增大透光面積，但相對乘客靜止的室形空間結構還是存在的，故不致於過多削弱預期的效果。當然，圍牆4和頂棚5上的可透光面積越小越好。為了獲得最佳的視覺效果，圍牆4和頂棚5應是不透明的。這裡所說的不透明，是指外界光線不能直射入乘客的眼睛，但個別透光的孔隙是允許的。
設某乘客10的質量為m，其質心到軸線的距離為R，當乘客活動室包括乘客以角速度ω繞軸線1旋轉時，乘客自身的離心慣性力F為F＝mRω2(1)力F的方向背離轉軸1。乘客的重量W為W＝mg(2)式中g為重力加速度。外界的觀察者根據力學的平衡原理可知，這時若想保持站立平穩，乘客身體需向軸線1方向傾斜角度αα＝arctg(F／W)＝arctg(Rω2／g) (3)但是，相對室內靜止而立的乘客本人看到的卻是，整個房間傾斜了α角度。例如，當室內最大直徑為3米，ω為1.42弧度／秒時，可算得R為1.3米處的傾角α為15°；若最大直徑為20米，ω為0.79弧度／秒時，R為9米處的α角為30°。
地板3的形狀可為圖示的平面的，也可為曲面的。為了改善乘客站在斜坡上腳部的不適，地板3可製成向上凹曲的拋物面形狀，在任一半徑R處的地板高度Y為Y＝(R2ω2)／(2g) (4)只要使遊樂室工作在其設定的旋轉角速度ω下，任一位置的乘客腳下都會有一塊相對平坦的地面。
權利要求1.一種令乘客體驗離心慣性力的旋轉遊樂室，該旋轉遊樂室包括由地板(3)、圍牆(4)和頂棚(5)構成的乘客活動室和一個繞鉛垂軸線(1)轉動的底盤(2)，本實用新型的特徵是乘客活動室被固定在轉動的底盤(2)上，乘客活動室內場地的最大跨度為3-20米。
2.根據權利要求1的旋轉遊樂室，其特徵是乘客活動室的圍牆(4)和頂棚(5)是不透明的。
3.根據權利要求1的旋轉遊樂室，其特徵是乘客活動室的地板(3)是向上凹曲的拋物面的，在以軸線(1)為圓心的半徑R處，地板的高度Y為Y＝(R2ω2)／(2g)式中g為重力加速度，ω為旋轉遊樂室設定的旋轉角速度。
專利摘要一種令乘客體驗離心慣性力的旋轉遊樂設備。與目前敞開式固定座位的遊樂設備不同，它構造了一個乘客的活動室並使之與一個旋轉底盤固聯在一起，從而造成了一種非尋常的重力環境。在此環境中，地板發生了傾斜；兩乘客可能同時發覺對方比自己站得更高；每個人都認為自己的立姿是正常的，而別人卻都反常地斜身而立；乘客們可自由活動，做各種試驗，從中得到新穎的知識和樂趣。
文檔編號A63G1/00GK2163674SQ9322232
公開日1994年5月4日 申請日期1993年8月29日 優先權日1993年8月29日
發明者齊勁峰 申請人:齊勁峰