悬索道 【技术领域】
本发明主要涉及一种用于娱乐目的的悬索道。
背景技术
已知用于娱乐目的的索道结构包括支承结构和构成索道的轨道结构，轨道结构由所述的支承结构支承，该索道从上方的开始部分开始延伸，终止于下方的到达部分，具有直线部分和弯曲部分，用于由非自动车辆依靠重力运行。在实施中，此类结构的尺寸可大可小，大的即所谓的“回转车”或“过山车”，用于运行载客车辆；小的用作游戏，用于运行车模，常以简单的弹子为代表。鉴于其特性，索道整体上应呈下降趋势，但在某些部分它也可以是水平的或上升的，在水平部分或上升部分车辆消耗在前一个下降部分获得地动能，从而保证其运行；在某些情况下，它也可能包括一些具有特技运行特性的部分，因为速度足够高的车辆在离心力的作用下保持与轨道接触，而在静态条件下或在减速时，车辆在这些部分不会稳定。
在已知的轨道中，支承结构在整个索道所占据的整个区域上延伸，而轨道结构在支承结构所占据的区域的整个内部延伸，相对于支承结构伸出的部分实际上可以忽略。这意味着，一方面，支承结构应该有大的延伸部分；但另一方面，重量的限制对轨道结构乃至对整个索道的设计有影响。
此外，车辆基本上是在支承结构内部运行的，因此无论是对所载的乘客(当有乘客时)来说，还是对在外面观看车辆运行的人来说，这都限制了车辆运行所带来的刺激。
【发明内容】
本发明的第一目的是提出一条供靠重力驱动的基本上非自动的车辆运行的索道，其中轨道结构的延伸部分应该与支承结构的延伸部分普遍无关，这样，这两种结构就可以在某些限制下相互独立地进行设计，也能享受较大的设计自由度。
本发明的另一个目的是提出这样一种索道，其中轨道结构可以向支承结构所占据的区域的外部伸出较大部分，这样，就会在索道上运行的车辆可能所载的乘客中和从外面观看车辆运行的人群中激起特殊的刺激。
本发明的又一个目的是提出一种索道，在其设计用于游戏目的的实施例中，这条索道在建造时其结构和轨道可随意地做较大的变动和改变。鉴于需要玩家根据推理和经验意识到应该满足的不同因素，从而使索道可以完全依靠重力运行，并且使车辆在索道的任何部分都不丧失其稳定性，这一事实明显为游戏提供了造型特性。
最后，本发明的目的是为了使设计用作游戏的索道结构系统与采用可组装模件的静态和动态结构的通用系统有效集成。
本发明中的索道的基本特征在于支承结构被限制在整个索道的中心区域，并且轨道结构包括一些直接连接到支承结构的部分和一些伸出支承结构较长的伸出部分，轨道结构的所述伸出部分通过索具系统连接到支承结构上，支承结构支承所述的伸出部分，并确定其几何位置。
这样，整个索道包括轨道结构，轨道结构相对于支承结构受限的伸出部分无论是其轨道还是其伸出部分可以大的自由度设计；并且车辆在轨道结构上的运行明显在支承结构中心的外侧。对于运行载客车辆的索道而言，在轨道结构的伸出部分上运行时，乘客会体验到飞翔的感觉；而对用作游戏的索道而言，可以从外部更好地观察车辆的运行，因为观看不会像通常那样被广泛存在的支承结构干扰。
根据本发明的重要特征，支承轨道结构伸出部分的所述索具系统由长度可以调节的缆索构成。这一特征非常重要，因为这样车辆在索道上的运行条件不仅可以根据先前的设计进行调节，而且可以根据由经验确定的车辆运行状况进行调节。除了初始设定轨道结构某些部分的位置和斜率，甚至是在后来，为了获得车辆的不同状态，从而增加车辆的吸引力，都可以享受这一可能性。
有利的是中心支承结构基本上形成支柱，甚至可以简化成基本上垂直的杆，所述杆具有支承轨道部分的基本上水平的延伸部分，所述索具系统可以通过立柱连接到所述的延伸部分上。这样，支承结构的延伸部分相对于索道的整个延伸部分可以简化至最小。
在设计用作游戏的实施例中，不但所述的支承结构而且所述的轨道结构都由可组装模件的系统组装而成。通过给定的模件系统，可以获得多个不同的索道，并且可以在相对简单的结构上启动，随着结构组装人员能力和经验的增加，随后可以继续生产更大且更复杂的结构。
尤其有利的是所述的可组装模件的系统也可以组成较简单的索道结构，其中所有的轨道部分都由支承结构直接支承，并且不是通过索具系统悬挂的。这一事实允许那些已开始建造索道但能力和经验仍有限的人员在一开始可以建造基本上仍属常规的非悬索道，这类索道的设计和建造不太困难，只是在后期建造悬索道时才有风险，这当然不是非常大的困难。困难的等级对游戏的造型特性非常重要。而且，它提供了适于低龄人群的游戏。
非常有利的是特别设计用来建造索道的支承结构和轨道结构的所述的可组装模件的系统与用于建造静态和动态结构的可组装元件的通用系统兼容并集成。这一特征允许那些开始建造索道的人员利用一种他们已经习惯的可组装的元件，特别是可以利用在不同种类的建造结构中已经积累的经验；如果有用的话，并且也允许将索道结构集成到更复杂的建筑结构中。
有利的是用于建造静态和动态结构的所述可组装元件的通用系统是如欧洲专利No.1022040所述的可组装元件的系统。特别设计用来建造索道的支承结构和轨道结构的可组装模件的所述系统与上述通用系统兼容并集成。这一元件系统的通用性非常有利地适于与特别设计用来建造索道的元件集成。
【附图说明】
本发明的这些和其他的特征、目的和优点可以从下面参照附图对一些实施例的说明中更清楚地看出，这些实施例可以看作是非限定性的例子，其中：
图1以透视图的形式大体显示了本发明的悬索道的第一实施例，此索道设计用作游戏。
图2以透视图的形式大体显示了本发明的悬索道的第二实施例，此索道也设计用作游戏。
图3以透视图的形式大体显示了本发明的悬索道的一个例子，此索道设计由载客车辆运行。
图4以透视图的形式大体显示了非悬索道的一个例子，此索道可以通过本发明的可组装的元件实现。
图5以透视图的形式从底部显示了设计用于建造索道轨道的直轨道部分。
图6以透视图的形式从顶部显示了设计用于建造索道轨道的弯曲轨道部分。
图7以透视图的形式显示了设计用于组装索道轨道的轨道部分之间的耦合元件。
图8和图9以纵剖和放大的形式显示了图5和图6中的两个轨道部分通过图7中的耦合元件连接起来的方式。
图10以放大和横剖的形式大体显示了轨道部分、耦合元件和设计用于在轨道部分上运行的弹子的相对位置。
图11以透视图的形式显示了索道支承结构的基部元件。
图12以透视图的形式显示了索道支承结构的连接件。
图13以透视图的形式显示了长度大于一个模件的元件，该元件用于索道的支承结构。
图14以透视图的形式显示了一个多重连接件，即所谓的节，该连接件用于索道的支承结构。
图15以透视图的形式显示了图14中的连接件的附加元件。
图16以透视图的形式显示了索道支承结构的耦合元件，它具有用于索具系统的钩形装置。
图17和图18以透视图的形式分别显示了用于调节索具系统的缆索的长度的元件的打开和闭合状态。
图19以透视图的形式显示了用于形成索道的轨道部分的悬挂元件。
【具体实施方式】
附图主要涉及设计用作游戏的悬索道的实施例，仅有一幅附图涉及设计由载客车辆运行的悬索道的实施例。事实上，这是因为将要用作游戏的实施例提出了更严重的问题，因为它应该是由对建筑技术不熟练的人建造的。相反，用于由载客车辆运行的大尺寸的索道结构总是由有经验的人设计和建造的，对他们来说，由本说明书和附图给出的教导并结合建筑技术领域的熟练技术人员的常见知识就足以将本发明应用到这一专门领域。
本发明的悬索道整体如图1所示，这是本发明的几个可能的实施例中的第一示例，并且在这种情况下这是一个设计用作游戏的实施例。根据本发明，支承结构1被限定在索道的中心区域，在这种情况下，它还包括一根单独的支柱。在其他实施例中，可以预见有两根或更多的支柱，但它们整体上总是限定在索道的中心区域，这样它们也可以看作是一根单独支柱的各独立部分。
构成合适的索道的轨道结构包括一些直接悬挂在支承结构1上的轨道部分2，但本发明的一个特点在于，轨道结构也包括几个伸出支承结构1很远的轨道部分3。这些轨道部分3因为位于支承结构1之外而不能直接悬挂在支承结构1上，而是通过缆索4悬挂在支承结构上，缆索4构成索具系统，其第一端连接到支承结构上，而另一端连接到伸出的轨道部分3上。
观察图1就会明白为什么本发明的悬索道不同于传统的索道，并且为什么它允许有更大的设计自由度。此外，凭直觉可以意识到车辆或车模在这样的悬索道运行比在传统的索道上运行更有吸引力，并且在载客车辆所用的大尺寸的实施例中，在由伸出的轨道部分3所确定的区域内乘客会体验到飞翔的感觉，在传统的索道上则完全体会不到。
下面详细说明图1中的索道，可以看出构成支柱的支承结构1在这个例子中呈网状结构，包括立柱和横梁，这种结构尽管在平面内占据的空间较小，但其阻力大且稳定性好。它直接支承轨道部分2，在这个例子中，轨道部分2的两端连接到支承结构1上，但索道的大部分由多组以重要方式伸出支承结构1两侧的轨道部分3组成。这几组伸出的轨道部分3一般包括指向外并指向支承结构1的直轨道部分和将所述的直轨道部分连接在一起的弯曲轨道部分。索道从上方的起始轨道部分2’开始，例如终止于下方的终点轨道部分3’，终点轨道部分3’在这个例子中呈上升趋势，这是为了让车辆减速并停止。有利的是，车辆在非悬挂轨道部分2和悬挂轨道部分3之间可以通过支承结构1的中空元件运行。正如可以看到的那样，索道路径基本上呈螺旋形且具有椭圆形平面。这种轨道在技术和实践上都是较好的，但不是唯一的，因为通过解决由非椭圆形路径提出的一些问题，用户也可以选择不同的轨道。
所有伸出的轨道部分3都不能由支承结构1直接悬挂而是通过缆索4支承在支承结构1上，缆索4最好可以调节，并形成索具系统，其一端固定到待悬挂的轨道部分3上，另一端固定到支承结构1上。
不难理解，在调节缆索4的长度时既可以调节轨道部分3的位置又可以调节轨道部分3的斜率，进而可以调节由重力驱动的车辆的运行条件，从而既可以获得其稳定性，又可以获得所想要的运行模式。
如上所述的索道在用作游戏时最好由可组装元件的系统组装而成，这些可组装元件的系统后面再做说明。需要指出的是，这就使得建造悬索道的人员可以对索道的形状和轨道作出较大的变动和改进，除了需要对设计进行推理之外，并且这也可以积累非常有用的实践经验。这样，就可以开始建造相对简单的结构，在积累了足够的经验之后就可以去面对更复杂的结构。这可以确保游戏的造型效果。
图2给出了设计用作游戏的悬索道的第二实施例，借助于如本发明所述的可组装元件的系统可以实现该实施例。该索道与图1中的索道的不同主要在于直接连接到支承结构1上的轨道部分2钩在支承结构1上的地方靠近其中心区域，而不是其两端部连接到支承结构上。这样，轨道结构几乎完全位于支承结构之外。而且在这个实施例中，索道的终端是一个可以靠惯性运行的水平延伸的轨道部分3’。也可以预见有两个终点站：一个上方的起始站41，用于将车辆传递到起始的轨道部分2’；一个下方的到达站42，用于接受来自终点轨道部分3’的车辆。
图3以简图的方式显示了本发明的悬索道的一个例子，这个例子中的悬索道具有设计用作运行载客车辆的索道的特征。与前面的例子不同，这个例子中的支承结构1不是由可组装的元件制成的。它包括中心立柱1A，中心立柱1A有一些水平分支1B，轨道部分2直接连接到这些分支上，这些分支向上或向下延伸出一些支柱1C，悬挂伸出的轨道部分3的索具系统连接到这些支柱上。可以看出在这个例子中有一个提升装置43，用于将车辆从下面的终点轨道部分3’提升到上面的起始轨道部分2’。该结构的其余部分与上述的结构可以基本相应，当然，除了实施例的尺寸更大且形状也适于运行载客车辆。
已经说过，通过使用设计用于建造用作游戏的悬索道的可组装元件也可以建造更简单的非悬索道，例如图4所示的索道。在这个例子中，结构基本上是传统的结构，并且包括多个支柱5，这些支柱在整体上形成一个复杂并延伸开的支承结构，直接悬挂直的和弯曲的轨道部分6，轨道部分从上方的起始轨道部分6’开始并结束于下方的终端轨道部分6”。
显然这样的索道也很有趣，但它仍缺乏悬索道特有的吸引力。另一发明，这种索道的设计和建造也极其简单，因此对毫无基础的建造者来说，这可能是积累某些经验的有用的基本步骤，在积累了建造此类非悬索道的经验之后，他们就为建造悬索道做好了准备。因此，通过允许初步建造相对容易的结构，然后刺激建造更有吸引力的结构，上述可能性扩大了本发明的可组装元件的系统的实际应用领域，并大大增强了其造型特性。而且，这么做的结果是游戏也可以适合年龄更小的人。
正如已经说过的那样，假定特别设计用来建造悬索道结构但偶尔也可以用来建造非悬索道的可组装元件的系统与如欧洲专利No.1022040所述的用于组装静态和动态结构的通用系统兼容并集成更好。该系统的主要特征在于管状内耦合件，其管壁的横截面上有八段相对于该耦合件的中心对称的圆弧。因此内耦合件的这一特定结构保留在这里所述的元件中，特别是设计用来建造索道支承机构的元件，并且所有的元件的特点和形状都与所述的内耦合件的这一结构兼容。下面说明特别设计用来建造索道结构的主要元件。
图5给出了从底部看到的直轨道部分7。它具有轨道部分的特征，包括一对由间隔分布的弯曲连接件9相互连接的直杆8，弯曲连接件的凹面朝向设计用来运行的轨道侧。轨道部分的每一端有一个耦合件10，耦合件的底部有两个齿状部11，对齿状部下面再做说明。而且底部有一些突起9’，其目的是为了如图2中的实施例所示的那样，当轨道部分仅在中心区域悬挂在支承结构上时，或无论任何只有一个区域而不是如图1所示的那样两端都悬挂在支承结构上时，用于稳定轨道部分的纵向位置。正如图5所示的那样，最好有几对所述的下方突起9’。重复的原因是因为在建造索道时，建造者可以决定让某些轨道部分的斜率与其他轨道部分的斜率相差很大。在这种情况下，各轨道部分可能会偏离其正确位置，然后应该再将其恢复。通过适当改变某些轨道部分固定在支承结构上的位置即可实现这一点。下方定心突起9’的重复确保可以轻易实现这些改变，在每种情况下这些改变可能都各不相同。
图6以类似的方式显示了弯曲轨道部分12，它与直轨道部分7的不同之处仅仅在于构成轨道部分的杆13是同心弯曲的，而非直线。在这一例子中，曲线弯曲达90°，但也可以选择不同的弯曲部分的弯曲角度。连接件9和端部耦合件10与直轨道部分7中已经说过的那些相同。
图7显示了在任何一个组合中用于相互连接轨道部分7和12的耦合件14。它有一个宽H型横截面，其中可以容纳耦合连接件10；它还有两对适于与耦合连接件10的齿状部11啮合的横槽15。如图8和9所示的那样，两个直轨道部分7之间(或以同样的方式两个弯曲轨道部分12之间、或混合轨道部分7和12之间)通过耦合件14实现连接。每个轨道部分的一个齿状部11与耦合件14的一个槽15啮合，所述的两部分在平面方向上对齐但在高度方向上成一个角度(图8)。然后，每个轨道部分的另一齿状部11靠弹性咬合啮合在相应的槽15内，从而使两个轨道部分完全对齐(图9)。这样就可以使用数目合适的直轨道部分7和弯曲轨道部分12来组装所需长度和路径的轨道。
从图8可以看出，每个耦合连接件10的两个齿状部11有不同的轮廓。这是由于当一个齿状部发生不可逆啮合时，另一个齿状部的功能就类似于不可脱落的钩子。
轨道部分7和12由半刚性的塑料构成，因此轨道部分可以绕平行于轨道运行平面的横向轴线有限地弯曲，也可以沿纵向轴线有限扭转，但轨道部分在横向上的变形不明显。这样就可以沿所需路线布置轨道，但不会有牺牲车辆在轨道上正确运行的可能性。
图11给出了用于索道支承结构的基部元件。该元件包括底座部分16和中心轴套17，在这个例子中底座部分的形状为辐条轮，中心轴套的横截面包括八段圆弧，这八段圆弧相对于该元件的中心对称连接起来，围绕成一个空腔，就像已经描述过的构成静态和动态结构的元件系统的管状内耦合件的横截面，这种结构在欧洲专利No.1022040中已有描述。所述横截面保持在所有的内耦合件内，在当前的可组装元件的系统中也有。
有利的是内耦合件刚提到过的部分和轨道元件7和12的横截面以这样的方式相互配合：将轨道部分的两根杆8或13啮合进内耦合件的所述部分上的两段不直接相连的圆弧内，这样轨道部分可以靠弹性咬合固定到内耦合件的空腔内。这使得轨道部分2的安装特别容易，它可以直接悬挂在支承结构1上。
图12给出了用于支承结构的耦合元件，它用于相互连接两个内耦合件。它包括一块与内耦合件的轮廓相同的薄板18和从这块薄板的两面伸出的平面19，平面19有六条边，适合于按两个正交方向摩擦地插入内耦合件的八段圆弧中的六段内。
图13给出了一个长度数倍于模件的元件，它由两端具有内耦合件21的柱体20构成。有利的是这些元件的长度可以不同，为了用数目较少的元件并以所想要的尺寸建造支承结构的立柱和横梁，可以是模件的任意倍数。
图14给出了一个多重连接件，即所谓的节，它由形如内耦合件的管状部分22构成，从管状部分相对的两侧伸出与已经说明过的表面19相对应的外耦合表面23。另外，该节也带有啮合部件24，用于与一或两个附加元件——其中一个见图15——啮合。附加元件包括适于与所述啮合部件24啮合的板25和与外耦合表面23相对应的外耦合表面26。该附加元件允许增加方向的数目，沿着这些方向该节可以发挥其作用。
所述节的管状部分22有一个贯穿的空腔，因此它特别适合由轨道部分7或12穿过，并支承它。
图16给出了用于支承结构的连接件，设计用来相互连接两个内耦合件，另外还可以钩住支承伸出元件的缆索。它包括一块与内耦合件的轮廓相像的薄板27和从所述薄板的两侧伸出的四个圆筒28，这四个圆筒适于摩擦地插进内耦合件的八个圆弧中的四个。另外，从所述薄板27的周边伸出几个钩子29，适于接收由悬索4构成的绳套。这些元件用于在支承结构上提供一些固定索具系统的固定点，所述索具系统支承伸出的轨道部分。
图17和18给出了构成设计用来调节悬索长度的一个装置的一个元件。该元件在图17中是打开的，用于插入缆索；在图18中是闭合的，处于运行状态。该元件包括一对夹子30和31，二者同步地相互连接，并适于咬合关闭；还包括一个钩子32，它还起控制手柄的作用。缆索4(图1 7)插入第一夹子30中，被带到第二夹子31的相应位置，并插入其中。缆索从这儿一直延伸到悬挂元件(例如，图19所示的元件的钩子39上，后面再说明该元件)，形成一个环4’后从悬挂元件处返回，环4’与钩子32啮合。因此，随后使缆索4发生偏离，在某种意义上，每一次都与上一次相反。当两个夹子都闭合时(图18)，缆索就被夹子保持在合适的位置，并呈自锁构造。因此它接受夹持作用，并且既无法自发地滑动，也无法在牵引力的作用下滑动。但是，元件30-32可以抓住，容易使之沿缆索滑动。这样就可以改变延伸至悬挂元件并从那里返回的缆索部分的长度，从而调节缆索的有用长度。用作手柄的钩子32使这一操作变得简单，不会遇到阻力，并允许人把注意力转向调节悬挂在缆索上的轨道元件的位置和斜率的过程中所引起的效应，从而可以将其布置在所需位置。有利的是提供一些形成引导面的壁30’，易于使缆索准确啮合到夹子内。
图19给出了两个轨道部分之间的耦合件，它还可以固定悬索，而不会妨碍轨道部分上的运行。该元件包括耦合件34，耦合件34部分等同于已经描述过的耦合件14，同样也带有两对用于钩住轨道部分的横槽35，但与前者不同的是从其两侧延伸出两个直立部分36，在这个例子里直立部分是三角形，其端部的枢轴37连着一个可移动元件38，枢轴37允许可移动元件38旋转。可移动元件38的末端是一个钩子39，悬索4末端的绳套固定到钩子39上。直立部分36和枢轴37所保持的、位于耦合件34上方的空间足以让车辆在悬在耦合件34上的轨道部分上运行。可移动元件38的可定向性确保它能自发地沿连接到其上的缆索的牵引方向进行自我调整。
因此图19中的元件允许两个轨道部分7或12相互连接，并且允许在连接点处连接缆索4的一端，缆索4的另一端连接到支承结构1上，例如通过图16中的元件27-29。
因此所述的可组装的模件可以建造例如图1和2所示的悬索道，另外，通过省略构成索具系统的一些元件，也可以建造例如图4所示的非悬索道。由于所述元件以可与如欧洲专利No.1022040所述的可组装元件的系统兼容和集成方式设计，因此该系统中的元件也可以和所述的元件一道使用，从而在实际中无限制地增加了用这种集成的元件系统进行建造的可能性。
应该意识到本发明并不局限于所述的以及例子中所示的实施例。对本领域普通技术人员而言，作出几点改进也是可能的，尤其是在设计可组装模件和在制造适于集成系统的附加元件时。例如，可以在起始站和在终点站设置用于容纳或接受车辆的特别站点，也可以提供提升装置用于使车辆从终点站返回到起始站。设计用来在索道上运行的车辆主要靠重力驱动，但这并不排除会提供某种辅助驱动装置。
这些和其他的改进以及任何用技术上等价的装置所做的替换都可以用上面所述的或所示方法实现，而不背离本发明的思想以及由各权利要求所限定的本专利要求保护的范围。