電驅動滑道車的製作方法
2023-10-31 01:37:12
專利名稱：電驅動滑道車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及有固定軌道的娛樂滑道車，更具體地說是一種電驅動的滑道車。
目前，國內外所見的娛樂滑道車，基本上還是重力式的，即動力源是依靠車體自身的重量藉助有適當坡度的地形高差在重力作用下由高處向低處滑行。近年來出現的管軌滑道車亦屬此類。這種娛樂滑道車存在的缺陷是乘人需到高處的起點乘車，到達終點後又要用專門提升設備將滑車運送回起點，屬開環方式營運，這不僅建設費用高、投資大、效率低，而且應用範圍受地形所限制。
本實用新型的目的是提供一種與帶有導電軌的滑道配套使用的電驅動滑道車，它不受環境地理條件限制，可降低成本，提高經濟效益。
為了達到上述目的，本實用新型採取的技術方案是該電驅動滑道車包括車體、安裝在車體前端的障礙物電子探測器SH和後端的警示尾燈、管軌，其特徵在於，它還包括—行走機構，由行走輪、導向輪和導向靴構成，前行走輪16安裝在車體前輪支架18的兩端，後行走輪1和9同軸線安裝在車體尾部的兩側，與行走輪相應的導向輪成90°角安裝，導向靴則裝在導向輪下面，為內卡軌式結構，從橫截面看，行走輪騎在管軌上面，導向輪在管軌內側，導向靴頭與管軌內側下方相對，後行走輪有一個為動力輪，由電動機TM通過傳動帶驅動，其餘包括導向輪均為滾動輪；—制動機構，由操縱杆、傳動軸、聯動制動器構成，安裝在車身的底盤上，傳動軸有兩根，十字形安裝，操縱杆一端立裝在橫軸中部，另一端伸出底盤上車體內的坐位旁，縱軸一端與操縱杆活動聯接，另一端與聯動制動器活動聯接，橫軸一端通過凸頂與電源開關S1碰接，另一端通過扇形齒輪副與調速電位器RP的旋軸聯接；—受電裝置，由電刷、引入導線、受電架構成，受電架安裝在車體尾部，兩端有彎管伸出車體外，電刷裝在彎管端上，連接電刷的導線從彎管內引入主電源箱內；
—所述的障礙物電子探測器SH的受控端串聯在電源的負極與共地端之間；—車速控制器，由調速器TP、驅動器V1和所述的電動機TM構成，TM與V1相串聯後並接在電源的正極與公共端之間，V1的受控端G與TP的輸出端GD相連接，TP的控制輸入端MAN、AUTO與電位器RP的兩端相連接。
本實用新型的優點是1、由於有電能作動力源，因而不受環境地理條件制約，山地平原均可安裝使用。2、具有較強的爬坡能力，滑行速度最高可達45千米/小時。3、結構設計牢靠，並裝有電子告警與防撞車保護裝置，運行安全。4、由於無需將滑車運送回起點，節約投資、成本低、工效高，可閉環營運，提高經濟效益。5、可設計成模仿陸上滑雪、水上衝浪等運動形式，擴展滑車功能。
圖1是該電驅動滑道車的整體結構示意圖。
圖2是
圖1中前、後輪架的斷面視圖。
圖3是工作狀態視圖。
圖4是
圖1中制動機構的示意圖。
圖5是
圖1中車速控制器的電路圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細地描述。
圖1是該電驅動滑道車的整體結構示意圖。主要由車體、行走機構、驅動裝置、制動機構、受電裝置、紅外探測器和車速控制器組成。圖中，車體由主梁架17、剎車梁12、乘坐板架21、前輪支架18構成，供安裝零部件用，以形成整體。行走機構由前行走輪16、前導向輪15、前導向靴14、後行走輪9、後導向輪8、後導向靴7構成，前後輪各為一對，行走輪、導向輪及導向靴是相應配套的，前行走輪同軸對稱地安裝在前輪支架的兩端，後行走輪同軸線對稱地安裝在車身尾部兩側，其中一個9為被動滾輪，另一個1為動力輪，由鏈輪2驅動，行走輪與導向輪成90°角安裝，導向靴則裝在導向輪下面，為內卡軌式結構，這種結構的安全行駛性能是相當可靠的，若裝在管軌24上從橫斷面看(參見圖2，其中A是前輪架，B是後輪架。)，行走輪16在上面行走，導向輪15在管軌24內側面行走，這樣才不至於脫軌，導向靴14和7的靴頭與管軌內側下方相對，起保護作用，可防止滑車側向縱向傾覆，完全能夠保證滑車的行駛安全。驅動裝置由直流電動機TM、傳動帶23構成，用以單邊帶動動力輪1，這種結構叫做單邊差速驅動，因為滑車在彎道上行駛時，由於裡外道距離不相等，需調整兩輪的速差來適應，以保證行駛安全，當然也可以採用雙電機雙邊差速驅動，只要在另一邊裝上相同的零部件就成。該車的工作狀態參見圖3。制動機構(參見圖4)由操縱杆20、橫向傳動軸25、縱向傳動軸13、聯動板11、制動器的固定座29、剎車膠10和剎車調整彈簧30構成，安裝在車身的底盤上，彈簧用於調整制動器同時度，縱、橫向傳動軸十字形安裝，操縱杆一端立裝在橫軸中部，另一端伸出底盤上車體內的坐位旁，縱軸一端與操縱杆活動聯接，另一端與聯動板的一端活動聯接，聯動板的另一端與制動器的固定座活動聯接，剎車膠裝在座內，橫軸一端通過凸頂28與電源開關S1碰接，另一端通過扇形齒輪副26、27與調速電位器RP的旋軸聯接。控制分兩部分執行機械控制由縱軸通過聯動板使制動器剎車膠水平方向內漲剎管軌24實現制動；電氣控制由橫軸通過凸頂和扇齒分別控制電源開關和調速電位器實現通斷電源和增減車速，上述控制統一由操縱杆同步進行，即推動手柄向前，內漲剎與管軌分離，電源開關接通，電位器往增速方向旋動增速，滑車行駛；往後拉動手柄，電位器往反方向旋動，減速，到位後電源開關斷開，同時內漲剎擠壓管軌，直到滑車被制動停駛。受電裝置由一對電刷4、彎管3、受電架5和穿在彎管內的外包絕緣的連接導線構成，安裝在車體尾部，彎管兩端伸出車體外，電刷裝在彎管端面上，連接電刷的導線從彎管引入主電源箱22內，用於從導電軌上取得電源。6是尾燈，19是調速器箱體。SH是紅外探測器，安裝在車體前端，用於探測滑車行駛前方是否有障礙物，它本身設有聲響報警器，另外控制一對串聯在電源電路內的常閉繼電器觸點，一旦發現有障礙物，立即發出聲響告警信號，提醒乘客減速和準備剎車，若乘客採取措施不當，未能減速，在規定時間(安全距離)內紅外探測器將使繼電器的常閉觸斷開自動切斷電源(參見圖5)，強迫滑車減速停車。防撞保護除用紅外探測實現外，也可用超聲波或其它探測方式實現。
圖5是
圖1中車速控制器的電路圖。主要由調速器、驅動器和直流力矩電動機組成。圖中，集成電路晶片(型號為TPIC2101)及外圍元件電阻R1～R9、電容C3～C8構成調速器，RP是控速可變電位器。該晶片是高集成度，多功能專用集成晶片，控制對象是直流電機，具有脈寬調製輸出、過壓、欠壓、過流保護、軟起動等多種功能。各引出腳的功能是1腳(V5P5)為5．5V電源電壓、2腳(MAN)手動輸入、3腳(AUTO)自動脈寬調製輸入、4腳(SPEED)睡眠狀態輸出、5腳(ROSC)振蕩器電阻輸出、6腳(COSC)振蕩器電容輸出、7腳(INT)積分器輸入、8腳(ILR)限流基準、9腳(ILS)限流控制、11腳(GD)門驅動輸出、10腳(GND)接地端、12腳(Vbat)電源輸入、13腳(AREF)5．5V基準電壓、14腳(CCS)恆電流輸入。驅動器由增強型場效應三極體V1及保護元件VD3(續流二極體)、C9、R12構成，V1可採用IGBT電力功率管，也可以採用PMOS電力動率電晶體，若功率不夠，可並聯使用。TM是直流力矩電動機。78L12是三端穩壓源、C1、C2是濾波電容，S1是電源開關。SH是紅外探測器、B是報警揚聲器、K是繼電器線圈，K的觸點正常工作時處於常閉狀態，串聯在直流電源負極與共地端之間，受控於SH。
下面分述調速器TPIC2101的工作過程1、睡眠(或稱為待命)狀態接通電源開關S1，設RP的箭頭向下移動到零電阻位置時，2腳手動輸入端相當於「開路」狀態，因為MAN端對高電平有效。電路進入初始化睡眠狀態，此時，輸出端11腳為低電平，保持較小的電流，V1無法起動TM。
2、工作狀態通過速度操縱杆調節RP給定從手動輸入端輸入一個高電平，器件各端即被灌入一個值的電源電流，此時，整個電路便由睡眠狀態變為工作狀態，在RP兩端可產生0～2．2V的壓差信號，改變RP的阻值可改變11腳輸出端脈寬輸出的佔空比，亦即可改變流過TM的電流值，從而實現平穩無級調速。
3、軟起動功能為了防止電源突然加到電機上，要求11腳輸出的脈寬調製信號(PWM)應是逐漸上升的，在正常工作時，輸出脈寬由0增加到給定的脈寬百分比。可設定一個時間，例如1～5秒之內任一時間值，時間值的調定，可通過調整7腳上的積分電容C7或者積分電阻R3的數值來滿足起動時間要求。軟起動過程對保護電機有十分重要的作用。
4、過電流保護通過檢測V1漏極電壓實現，即用所檢測到的漏極電壓變化值與8腳的限流基準端和9腳的限流檢測端兩端上的電壓互相進行比較實現自動控制的。正常工作時，a點電位高於b點高於c點；過流情況出現時，c點的電位高於b點高於a點，這時晶片內部會引起7腳積分器輸入端電壓被拉低，從而降低PWM信號的佔空比，11腳輸出端將關閉一個時鐘周期的禁止時間，在禁止時間結束後，器件又開始嘗試重新起動，如果故障消除，則恢復正常工作狀態，若故障電流極限又發生，則又重新關閉一段禁止時間，直到器件進入睡眠狀態，降低佔空比或者關閉輸出，等到外部故障消除，重新復位後方能重新進入工作狀態。
5、過、欠壓保護TPIC2101內部設有自檢功能，當12腳(Vbat)電源輸入端發生過電壓、欠電壓情況時，器件會自動關閉輸出，使之進入睡眠狀態，以保護TM的安全。
此外，防撞車安全保護由紅外探測器SH執行，由圖可見，它的受控觸點串聯在直流電源負極與共地端之間，正常工作時為常閉狀態，一旦SH探測到滑車前方有障礙物，立即驅動揚聲器B發出報警聲，若還來不及緊急剎車，在規定時間(安全距離)內將自動拉開觸點切斷電源，以保證行車安全。
權利要求1.一種電驅動滑道車，包括車體、安裝在車體前端的障礙物電子探測器SH和後端的警示尾燈、管軌，其特徵在於，它還包括—行走機構，由行走輪、導向輪和導向靴構成，前行走輪安裝在車體前輪支架的兩端，後行走輪同軸線安裝在車體尾部的兩側，與行走輪相應的導向輪成90°角安裝，導向靴則裝在導向輪下面，為內卡軌式結構，從橫截面看，行走輪騎在管軌上面，導向輪在管軌內側，導向靴頭與管軌內側下方相對，後行走輪有一個為動力輪，由電動機TM通過傳動帶驅動，其餘包括導向輪均為滾動輪；—制動機構，由操縱杆、傳動軸、聯動制動器構成，安裝在車身的底盤上，傳動軸有兩根，十字形安裝，操縱杆一端立裝在橫軸中部，另一端伸出底盤上車體內的坐位旁，縱軸一端與操縱杆活動聯接，另一端與聯動制動器活動聯接，橫軸一端通過凸頂與電源開關S1碰接，另一端通過扇形齒輪副與調速電位器RP的旋軸聯接；—受電裝置，由電刷、引入導線、受電架構成，受電架裝在車體尾部，兩端有彎管伸出車體外，電刷裝在彎管端上，連接電刷的導線從彎管內引入主電源箱內；—所述的障礙物電子探測器SH的受控端串聯在電源的負極與共地端之間；—車速控制器，由調速器TP、驅動器V1和所述的電動機TM構成，TM與V1相串聯後並接在電源的正極與共地端之間，V1的受控端G與TP的輸出端GD相連接，TP的控制輸入端MAN、AUTO與電位器RP的兩端相連接。
專利摘要本實用新型提供了一種與帶有導電軌的滑道配套使用的電驅動滑道車。主要由裝在車體上的行走、制動機構、受電、驅動裝置、車速控制器、電子防撞車裝置組成。這種滑道車以電能作動力源,行走速度快、爬坡能力強,結構牢靠,並設有多種功能的電子防護裝置,運行安全,與傳統的重力式滑道車相比,它的應用範圍不受地形條件限制,山地平原均能安裝,投資少、成本低、工效高,且可閉環營運、經濟效益高,適合於公共遊樂場所安裝使用。
文檔編號A63G21/08GK2416940SQ00208818
公開日2001年1月31日 申請日期2000年4月25日 優先權日2000年4月25日
發明者黃培遠, 劉堅 申請人:黃培遠