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1、(10)申请公布号 CN 103706118 A (43)申请公布日 2014.04.09 CN 103706118 A (21)申请号 201310166799.7 (22)申请日 2013.05.08 A63G 21/06(2006.01) A63G 21/04(2006.01) (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长沙市麓山南路 1 号湖 南大学 申请人 株洲南车特种装备科技有限公司 (72)发明人 卢远志 金秋谈 马君 莫金竹 (74)专利代理机构 深圳市兴科达知识产权代理 有限公司 44260 代理人 王翀 (54) 发明名称 一种有轨游乐车辆 (57) 摘要 本发明。
2、公开了一种有轨游乐车辆， 包括车轮、 车架、 悬架、 由车架和固定在车架上的座椅形成的 驾驶室、 转向系统、 动力装置、 前后防撞装置、 主动 制动系统， 还包括一碰撞导向装置和碰撞减速装 置， 当车辆与轨道发生碰撞时， 碰撞导向装置整体 发生横向位移， 碰撞缓冲部分首先缓冲一部分碰 撞能量， 同时带动碰撞减速装置开始工作， 使车辆 减速， 如果超过一定限度， 则导向提醒部分开始作 用于车轮及转向系统， 提醒驾驶员转向。 本发明旨 在提供一种兼具缓冲碰撞、 保护轮胎与转向提醒 功能的同时， 还能在发生碰撞时制动减速， 且噪音 低， 安全环保的单线有轨游乐车辆。 (51)Int.Cl. 权利要求。
3、书 1 页 说明书 4 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103706118 A CN 103706118 A 1/1 页 2 1. 一种有轨游乐车辆， 包括车轮、 车架、 悬架、 驾驶室、 转向系统、 动力装置、 前后防撞装 置、 制动系统， 其特征在于， 还包括一碰撞导向装置， 所述碰撞导向装置包括碰撞缓冲部分 与导向提醒部分， 所述碰撞缓冲部分通过前后两组固定座与车架连接， 所述导向提醒部分 分别与碰撞缓冲部分和转向系统连接， 所述碰撞导向装置可在所述固定座中沿横向自由移 动， 一。
4、碰撞减速装置与所述碰撞导向装置相连， 当车辆与轨道发生碰撞时， 碰撞导向装置整 体发生横向位移， 碰撞缓冲部分首先缓冲一部分碰撞能量， 同时带动碰撞减速装置开始工 作， 使车辆减速， 如果超过一定限度， 则导向提醒部分开始作用于车轮及转向系统， 提醒驾 驶员转向。 2. 根据权利要求 1 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述固定座为直线轴承座， 内部设有直线轴承， 所述碰撞缓冲部分包括分别穿过所述前后两组直线轴承座内部安装的 直线轴承的两组拉杆， 所述拉杆中部固定安装有挤压块， 所述挤压块与直线轴承座之间设 置有拉杆挤压弹簧， 两组碰撞轮支架分别固定安装于两组拉杆两端， 靠近拉杆内侧一。
5、端分 别固定安装有四个碰撞轮， 所述拉杆与碰撞轮支架组成的整体可在直线轴承座内沿横向移 动 ； 所述导向提醒部分包括左右两组对称分布且套装在所述碰撞轮支架中心孔内可沿横 向移动的滑轴， 设置在所述滑轴与碰撞轮支架中心孔之间的滑轴挤压弹簧， 与所述滑轴连 接的连杆， 以及同时与所述连杆、 车轮及转向系统连接的转向节。 3. 根据权利要求 2 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述碰撞轮为夹层结构， 内 外壳之间填充有硫化的橡胶层。 4. 根据权利要求 1 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述转向系统采用逆转效 率较低的极限可逆式方向机。 5. 根据权利要求 1 所述的一种有轨游乐车。
6、辆， 其特征在于， 所述悬架为钢板弹簧， 采用 纵向布置的形式。 6. 根据权利要求 1 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述前后防撞装置包括与 车架连接的空气弹簧减震器， 以及安装在所述减震器前端的防撞挡板， 所述防撞挡板两侧 为向内弯曲的圆弧结构。 7. 根据权利要求 1 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述车架采用矩形钢管通 过焊接方式组装而成， 所述钢管连接处焊接有角钢。 8. 根据权利要求 1 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述碰撞减速装置包括与 碰撞导向装置连接的制动拉索， 以及位于车轮处的与制动拉索连接的制动器， 当碰撞导向 装置沿车体横向移动时， 将牵。
7、动制动拉索， 引起制动器动作从而实现车辆的制动减速。 9. 根据权利要求 1 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述动力装置包括一与轨 道电网连接的受电小车， 采用拉杆挂接的方式与车辆主体之间连接， 为驱动电机提供电力， 所述驱动电机设置在后轮驱动半轴上， 二级变速器、 主减速器与所述驱动电机为一体化结 构。 10. 根据权利要求 9 所述的一种有轨游乐车辆， 其特征在于， 所述受电小车下部设置有 与轨道垂直接触的前后轮， 以及与轨道平行接触的侧轮， 车身受电装置通过一电刷组件与 轨道电网电性连接。 权 利 要 求 书 CN 103706118 A 2 1/4 页 3 一种有轨游乐车辆 。
8、技术领域 0001 本发明涉及一种游乐车辆， 特别是涉及一种可沿预定单线轨道行驶且具备一定操 纵自由度的游乐车辆。 背景技术 0002 随着经济社会的不断发展和人们生活水平的不断提高， 娱乐和休闲活动的形式也 层出不穷。游乐设备是供游客游玩的机械设施， 有轨游乐电动车即为一种用于大型游乐园 的游乐设备， 受到广大游客的青睐。 0003 单线有轨游乐车辆是一种可在有预定单线轨道的道路上驾驶的游乐设备， 可以理 解为轨道类游乐设备与赛道卡丁车的结合， 既可以由轨道引导车辆前进， 也可以由游客驾 驶操纵车辆， 可按照比赛的游戏规则进行驾驶， 达到竞技比赛和娱乐休闲的效果。 与一般卡 丁车相似， 单线。
9、有轨游乐车同时具有竞技比赛和娱乐休闲的作用， 但其车速较低， 在惊险刺 激方面不如一般卡丁车强烈， 但娱乐效果较为独特， 对驾驶技能要求近乎为零， 是一项老少 皆宜， 独具一格的娱乐竞技活动， 且在一定程度上可以反映驾驶员沿预定轨迹行车的能力。 0004 对国内部分已有的单线有轨游乐设备的调研表明， 单线有轨游乐车辆在沿预定轨 道行驶时方向盘 “打手” 是其较为突出的问题， 这个问题也对游客的人身安全造成了威胁， 而且车辆附件与轨道碰撞产生的噪音亦恶化了游客对有轨卡丁车的娱乐体验， 这表明已有 的设计难以实现车辆的安全性和娱乐功能。 已有的单线有轨游乐车碰撞导向装置通常是将 车辆附件与轨道的碰。
10、撞传递至转向节实现强制转向， 使得车辆行驶轨迹与轨道一致。这类 结构形式存在以下不足 ： 1、 车辆附件与轨道的碰撞也同时通过转向系反向传递至方向盘， 使得方向盘产生严重的摆振， 对游客的安全造成严重威胁， 碰撞导致的强制转向也让游客 失去了对车辆的操控， 大大降低了驾驶操控体验 ； 2、 车辆与轨道碰撞后车速没有相应的下 降。 3、 车辆附件与轨道之间的碰撞会产生较大的噪音， 恶化了游客对卡丁车的体验 ； 4、 在车 辆不与轨道发生碰撞即按照轨道轨迹正确驾驶时， 由于导向装置时刻与转向系相连接， 正 常打方向盘时会产生较大的阻力， 影响驾驶效果。 5、 车辆动力为内燃机， 对环境造成了一定 。
11、的污染， 且整车质量大大增加， 也就增大了车辆与轨道之间碰撞冲击作用。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足， 旨在提供一种兼具缓冲碰 撞、 保护轮胎与转向提醒功能的同时， 还能在发生碰撞时制动减速， 且噪音低， 安全环保的 单线有轨游乐车辆。 0006 为解决以上技术问题， 本发明所采用的技术方案是 ： 一种有轨游乐车辆， 包括车 轮、 车架、 悬架、 驾驶室、 转向系统、 动力装置、 前后防撞装置、 制动系统， 还包括一碰撞导向 装置， 所述碰撞导向装置包括碰撞缓冲部分与导向提醒部分， 所述碰撞缓冲部分通过前后 两组固定座与车架连接， 所述导向提醒部分分别与碰撞。
12、缓冲部分和转向系统连接， 所述碰 撞导向装置可在所述固定座中沿横向自由移动， 一碰撞减速装置与所述碰撞导向装置相 说 明 书 CN 103706118 A 3 2/4 页 4 连， 当车辆与轨道发生碰撞时， 碰撞导向装置整体发生横向位移， 碰撞缓冲部分首先缓冲一 部分碰撞能量， 同时带动碰撞减速装置开始工作， 使车辆减速， 如果超过一定限度， 则导向 提醒部分开始作用于车轮及转向系统， 提醒驾驶员转向。 0007 进一步的， 所述固定座为直线轴承座， 内部设有直线轴承， 所述碰撞缓冲部分包括 分别穿过所述前后两组直线轴承座内部安装的直线轴承的两组拉杆， 所述拉杆中部固定安 装有挤压块， 所述挤。
13、压块与直线轴承座之间设置有拉杆挤压弹簧， 两组碰撞轮支架分别固 定安装于两组拉杆两端， 靠近拉杆内侧一端分别固定安装有四个碰撞轮， 所述拉杆与碰撞 轮支架组成的整体可在直线轴承座内沿横向移动 ； 0008 所述导向提醒部分包括左右两组对称分布且套装在所述碰撞轮支架中心孔内可 沿横向移动的滑轴， 设置在所述滑轴与碰撞轮支架中心孔之间的滑轴挤压弹簧， 与所述滑 轴连接的连杆， 以及同时与所述连杆、 车轮及转向系统连接的转向节。 0009 进一步的， 为了减小碰撞过程中所产生的噪音， 所述碰撞轮为夹层结构， 内外壳之 间填充有硫化的橡胶层。 0010 进一步的， 为了减弱传递至方向盘的碰撞冲击， 所。
14、述转向系统采用逆效率较低的 极限可逆式方向机。 0011 进一步的， 为保证驾驶员的安全及乘坐舒适性， 所述悬架为钢板弹簧， 采用纵向布 置的形式。 0012 进一步的， 为了使车体更好的承受来自纵向或横向的冲击力， 所述前后防撞装置 包括与车架连接的空气弹簧减震器， 以及安装在所述减震器前端的防撞挡板， 所述防撞挡 板两侧为向内弯曲的圆弧结构。 0013 进一步的， 为了在减轻车辆自重的同时保持车身刚性， 所述车架采用矩形钢管通 过焊接方式组装而成， 所述钢管连接处焊接有角钢。 0014 进一步的， 为了降低碰撞时产生的冲击力， 保证驾驶员安全， 所述碰撞减速装置包 括与碰撞导向装置连接的制。
15、动拉索， 以及位于车轮处的与制动拉索连接的制动器， 当碰撞 导向装置沿车体横向移动时， 将牵动制动拉索， 引起制动器动作从而实现车辆的辅助制动 减速。 0015 进一步的， 为了减轻车辆自重， 降低污染， 所述动力装置包括一与轨道电网连接的 受电小车， 采用拉杆挂接的方式与车辆主体之间连接， 为驱动电机提供电力， 所述驱动电机 设置在后轮驱动半轴上， 二级变速器、 主减速器与所述驱动电机为一体化结构。 0016 进一步的， 为方便受电小车在轨道上稳定的运行， 所述受电小车下部设置有与轨 道垂直接触的前后轮， 以及与轨道平行接触的侧轮， 车身受电装置通过一电刷组件与轨道 电网电性连接。 0017。
16、 本发明所采用的技术方案的优点包括以下几点 ： 0018 （1） 解决了方向盘存在的 “打手” 问题， 克服了这项安全上的隐患， 可实现驾驶员没 有操控车辆按照预定轨迹行驶时， 车辆与轨道之间碰撞产生的冲击力得以缓冲， 同时车速 下降 ； 0019 （2） 在车辆严重偏离轨道时给予驾驶员方向盘略微抖动的及时提醒 ； 0020 （3） 减弱了车辆与轨道碰撞时产生的噪音， 改善了游客的驾驶体验 ； 0021 （4） 所设计的车辆车架及悬架系统改善了卡丁车的乘坐舒适性 ； 说 明 书 CN 103706118 A 4 3/4 页 5 0022 （5） 采用受电小车与轨道电网接入供电的方式， 可以大大。
17、减小整车的质量， 也保证 了动力源有足够的环保性和安全性， 同时在停电或电网检修时可直接安装电池， 提高了整 个游乐车辆的运营效率。 附图说明 0023 图 1 为本发明车辆各组成结构的立体图 ； 0024 图 2 为本发明车辆各组成结构的布置图 ； 0025 图 3 为本发明中碰撞导向装置的装配图 ； 0026 图 4 为本发明车辆正常行驶时碰撞导向装置及制动减速装置的工作原理图 ； 0027 图 5 为本发明车辆发生碰撞时碰撞导向装置及制动减速装置的工作原理图 ； 0028 图 6 为本发明中前后防撞装置的立体图 ； 0029 图 7 为本发明中受电小车的结构示意图 ； 0030 图 8 。
18、为本发明中受电小车与轨道连接时的工作示意图。 具体实施方式 0031 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步描述。 0032 参照附图 1 和图 2 所示， 本发明所描述的一种有轨游乐车辆， 包括车轮 1、 车架 2、 悬架7、 驾驶室3、 转向系统4、 动力装置、 前后防撞装置6、 制动系统、 碰撞导向装置5， 所述碰 撞导向装置 5 分别与固定在车架 2 上的固定座、 车轮 1 和转向系统 4 连接， 所述动力装置包 括一受电小车 8， 采用拉杆挂接的方式与车辆主体之间连接。 0033 图3为本发明碰撞导向装置5的结构装配图， 所述固定座为直线轴承座11， 内部设 有直线轴承， 所述碰撞导。
19、向装置 5 包括碰撞缓冲部分与导向提醒部分， 所述碰撞缓冲部分 包括分别穿过所述前后两组直线轴承座 11 内部安装的直线轴承的两组拉杆 502， 所述拉杆 502 中部固定安装有挤压块 503， 所述挤压块 503 与直线轴承座 501 之间设置有拉杆挤压弹 簧 504， 两组碰撞轮支架 505 分别固定安装于两组拉杆 502 两端， 靠近拉杆 502 内侧一端分 别固定安装有四个碰撞轮 506， 所述拉杆 502 与碰撞轮支架 505 组成的整体可在直线轴承 座 11 内沿横向自由移动。所述导向提醒部分包括左右两组对称分布且套装在所述碰撞轮 支架中心孔 508 内可沿横向移动的滑轴 507，。
20、 设置在所述滑轴 507 与碰撞轮支架中心孔 508 之间的滑轴挤压弹簧 509， 与所述滑轴 507 连接的连杆 510， 以及同时与所述连杆 510、 车轮 1 及转向系统 4 连接的转向节 511。 0034 所述碰撞导向装置5及制动减速装置的工作原理图参看图4和图5， 当车辆正常行 驶时， 碰撞导向装置 5 中的碰撞轮 506 与轨道 9 不发生接触， 车轮 1 保持正常行驶， 制动减 速装置不工作。当车辆沿轨道 9 行驶需要转弯且未及时转向时， 碰撞轮 506 与轨道 9 发生 碰撞， 此时碰撞缓冲部分相对于车架 2 和直线轴承座 11 向左偏移， 挤压块 503 挤压拉杆挤 压弹簧。
21、 504， 同时碰撞轮支架中心孔 508 挤压滑轴挤压弹簧 509， 缓冲一部分碰撞冲击。所 述碰撞减速装置中的制动拉锁1001在碰撞缓冲部分的拉扯下带动设置在后轮12中的制动 器1002开始工作， 车辆开始减速， 当碰撞力度进一步加大时， 滑轴挤压弹簧509将会推动滑 轴 507 向左移动， 从而通过连杆 510 和转向节 511 在推动前轮 101 转向的同时传递给转向 系统 4 提醒驾驶员转向， 驾驶员感受到方向盘的提醒动作后， 向相应方向实施转向， 使得车 说 明 书 CN 103706118 A 5 4/4 页 6 体行进方向与轨道路线一致。 0035 图 6 描述了前后防撞装置 6。
22、 的组成结构， 其主体采用空气弹簧减震器 601 系统， 依 靠活塞管内空气被压缩而产生空气阻尼的双向作用减震器， 防撞装置固定在车架前后部的 横梁上， 前端防撞挡板 602 两侧为向内弯曲的圆弧结构， 能承受车体纵向或横向的冲击力， 结构简单， 造价低廉。 0036 图7和图8为动力装置中的受电小车8的结构及工作示意图， 所述受电小车8通过 一拉杆 802 与车载动力设备连接并提供电力， 下部设置有与轨道垂直接触的前后轮 803， 以 及与轨道平行接触的侧轮 804， 可以使得小车更好的沿轨道行驶， 车身受电装置通过一电刷 组件 805 与轨道电网 901 电性连接， 由于动力源设置于车辆外。
23、部， 减轻了车辆重量， 降低了 碰撞时的冲击及短路危险， 更加安全环保， 同时可在停电或电网检修时加装电池提供动力， 增加了车辆的运营效率。 0037 上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明， 而不 用于限制本发明的范围， 在阅读了本发明之后， 本领域技术人员对本发明的各种等价形式 的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 说 明 书 CN 103706118 A 6 1/7 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103706118 A 7 2/7 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103706118 A 8 3/7 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 103706118 A 9 4/7 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 103706118 A 10 5/7 页 11 图 6 说 明 书 附 图 CN 103706118 A 11 6/7 页 12 图 7 说 明 书 附 图 CN 103706118 A 12 7/7 页 13 图 8 说 明 书 附 图 CN 103706118 A 13 。