技术领域
本发明涉及游戏设施领域，尤其是一种连续换位游乐设备及其方法。
背景技术
现有的平面旋转式游乐设备，一般是平行于水平面的转盘在动力装置 (比如电动机)动力作用下产生旋转，旋转的转盘上要么安装有可以上下移 动的木马，在转盘旋转的同时随着木马上下移动获得娱乐享受，要么在转盘 上设置多个座舱(供人乘坐的舱位)，如游乐设施“咖啡杯”，座舱在转盘上 随转盘一同运转或自转。转盘上还可能安装有其他设备，但是现有的旋转式 游乐设备不管转盘上有什么装置，实现的均是使得转盘上的装置只在其所安 装的转盘上运动。有的游乐场所安装有数个转盘，但是不管这些转盘是如何 分布的，它们都只能各自转动，而不能实现座舱在不同转盘之间的运动，这 大大减少了旋转式游乐设备的刺激性和娱乐性。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种更具刺激性和娱乐性的 连续换位游乐设备及其方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种连续换位游乐设备，包括至少两个相互外切的旋转装置，且每两个 相邻的所述旋转装置相对反向旋转；在每个所述旋转装置上沿圆周设有至少 一个工位，每个所述工位可移动地放置一个随所述旋转装置旋转的座舱，每 两个相邻的所述旋转装置上设置有多个所述座舱，多个所述座舱沿所述座舱 的运动轨迹连续设置；在两个相邻的所述旋转装置上的、同时旋转至外切点 的每两个所述工位组成一个工位组，每个所述工位组中包括至少一个空工 位；每两个相邻的所述旋转装置的下方还进一步包括将所述座舱从所述工作 组的一个工位换位至另一个空工位的转换装置。
两个相邻的所述旋转装置上的所述工位均匀设置且所述工位的线速度 相同，两个相邻的所述旋转装置的直径比与工位数比相同，或者两个相邻的 所述旋转装置的直径和转速相同，并均匀设置有相同数量的工位。
每个座舱底部设有一凸台，所述转换装置包括位于所述外切点下方的斜 面换位机构和位于每个所述工位下方的、钩住或松开所述凸台的棘爪钩机 构。
所述斜面换位机构至少包括一个楔形块状结构和滑道；所述楔形块状结 构的底面为平面，上表面包括一个表面带有坡度的坡面部分，所述坡面部分 的坡度向下延伸方向与所述旋转装置的所述工位在所述外切点位置的线速 度方向相反；所述滑道与所述坡面部分的坡度延伸方向垂直；
所述棘爪钩机构包括棘爪钩、转动轴、弹簧和顶杆；其中：
所述棘爪钩的一端为设有钩的钩端，另一端为末端，所述钩端外表面为 光滑斜面，钩面与所述座舱底部的所述凸台配合；
所述转动轴是所述棘爪钩上下转动的支点；
所述弹簧的一端与所述旋转装置相连接，另一端与所述棘爪钩的钩体连 接；
所述顶杆设置于所述棘爪钩末端的下方，并配备一个滑动引导装置，所 述滑动引导装置与所述旋转装置固定连接，所述顶杆安装在所述滑动引导装 置上并沿所述滑动引导装置上下滑动。
所述斜面换位机构还包括一个驱动机构，与所述斜面换位机构相连接并 驱动所述斜面换位机构沿所述滑道滑动，所述驱动机构包括以下装置之一： 曲柄连杆机构、凸轮机构、槽轮机构、间歇机构、拔插机构或齿轮机构。
每个所述座舱底部设有导向装置，所述转换装置包括水平安装于所述外 切点下方并与所述导向装置配合的导轨机构，所述导轨机构由两条相互连接 的弧形导轨组成，两条所述弧形导轨分别与对应位置的两个相邻所述旋转装 置上的工位运动轨迹形状相同；每条所述弧形导轨还分别包括一个导入口和 一个导出口；所述导轨机构下方设有滑轨，所述滑轨的延伸方向与两相邻所 述旋转装置连心线平行，所述导轨机构在所述滑轨上做往复运动。
两条所述弧形导轨的弧长分别小于其所对应的所述旋转装置上的相邻 两个所述工位之间的弧长。
所述转换装置包括设置在每两个相邻所述旋转装置下方的横八字形轨 道，每个所述座舱底部设有与所述横八字形轨道相配合的轮，所述横八字形 轨道的每个环形分别与两个相邻所述旋转装置上的所述座舱运动轨迹重合 并在所述外切点处交叉。
一种连续换位座舱游乐设备的座舱换位方法，采用上述的设备，所述方 法包括如下步骤：
对于每两个相邻的、相互外切、且相对反向旋转的旋转装置，座舱旋转 至外切点时连续地从一个所述旋转装置换位到相邻的另一个所述旋转装置 上。
两个相邻的所述旋转装置上的所述工位均匀设置且所述工位的线速度 相同，两个相邻的所述旋转装置的直径比与工位数比相同，或者两个相邻的 所述旋转装置的直径和转速相同，并均匀设置有相同数量的工位。
两个相邻的所述旋转装置的直径范围是0.5-15米，工位的线速度范围 是0.1-5米每秒。
本发明的上述技术方案相比现有技术方案，通过连续换位，使得游人游 乐时在不同转盘之间往复作横八字移动，具有更强的刺激性和娱乐性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施 例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1-a是本发明优选实施例游乐开始示意图；
图1-b是本发明优选实施例游乐设备运转一周后的示意图；
图2是本发明的转换装置中斜面换位机构示意图；
图3是本发明的转换装置中棘爪钩机构示意图；
图4是本发明转换装置安装于转盘底部的剖面示意图；
图5是本发明其他实施例的转换装置中导轨机构示意图；
图6是本发明其他实施例的转换装置中横八字轨道示意图。
具体实施方式
本发明的连续换位游乐设备包括有相互外切的、直径相同或者不同的两 个或两个以上旋转装置，其中外切的概念为理论意义上的外切，即每两个相 邻的旋转装置位于同一平面，但不一定要有物理上的接触，从设备表面也不 能完全体现出来，本文之后关于“外切”的论述意思相同。旋转装置的外圆 周处间隔设置有工位，工位用来可移动地放置座舱，每个工位可放置一个座 舱，或者不放置座舱形成空工位。座舱指供游人乘坐的装置，两个相邻座舱 间的距离符合国家安全标准。每两个相邻的旋转装置上设置有多个座舱，多 个座舱沿设备运转过程中座舱的运动轨迹连续设置。本发明的游乐设备还设 置有动力装置和转换装置，上述动力装置给旋转装置提供动力带动旋转装置 旋转。上述转换装置用来将座舱从一个旋转装置换位到另一个旋转装置的空 工位上。每两个相邻的所述旋转装置的下方均设置一个转换装置。
旋转装置转动时，每个旋转装置上的工位都将依次转至两个旋转装置间 的外切点位置上，每两个相邻的旋转装置间的外切点区域为换位位置。本发 明的独特设计使得当一个旋转装置上的一个工位转动到换位位置时，与其相 邻的旋转装置上必有一个工位也同时旋转到这一换位位置，这两个一起转动 到换位位置上的两个工位在处于换位位置的时刻构成一个工位组。由于旋转 装置的直径、数量、转速以及工位个数的不同，工位组内的两个工位不一定 是固定搭配的。工位组中的两个工位至少有一个工位为空工位，最佳是工位 组的一个工位上设置有座舱，而另一个工位为空工位。
游戏过程中，在转换装置的驱动下座舱将从有座舱工位换位到空工位 上。再以和原旋转方向相反的方向随着新换位到的旋转装置连续转动。如此， 通过连续换位，使得每个游人都可分别在座舱里随着座舱往复做着横八字运 动，从一个旋转装置上移动到另一个旋转装置上，游人能够获得更大的乐趣 和更多的娱乐享受。
在下面的实施例中，假设相邻旋转装置的直径比与所设置的工位数比相 同，每个旋转装置上的工位都是均匀分布于旋转装置的圆周上，每个工位转 动的线速度相同，工位组中只有一个工位放置有座舱，另一个工位为空。
为便于说明，下述实施例的旋转装置都以转盘为例。当然本发明的旋转 装置不限于转盘，也可以是其他形式的旋转装置，比如从中心向外发散的骨 架式旋转装置，只要能实现本发明的目的都在本发明的保护范围之内。
实施例
如图1-a所示是本发明实施例的运动开始状态图，本实施例的游乐设 备由直径都为10米的转盘1和转盘2两个转盘组成。转盘1上均匀设置有 五个工位分别为：工位11、12、13、14、15，转盘2上也同样均匀设置有 五个工位分别为：工位21、22、23、24、25，其中工位11和21、工位12 和22、工位13和23、工位14和24、工位15和25分别依次同时旋转至两 个转盘的外切点构成工位组，外切点区域为换位位置。座舱沿设备运转过程 中座舱的运动轨迹连续设置，在本实施例中开始工作时，转盘1的工位全为 空，转盘2的工位上全部都放有座舱，放置座舱的工位用阴影表示，转盘1 在动力装置电动机(此处也可以是其他的动力装置)的带动下以顺时针方向 旋转，转盘2在动力装置电动机的带动下以逆时针方向旋转，转盘1和转盘 2上工位的旋转线速度相同(线速度范围是0.1m/s至5m/s)。当工位11和 工位21位于换位位置时，转换装置将工位21上的座舱移动到工位11上， 转盘2上的座舱被换到转盘1上；当工位12和工位22位于换位位置时，转 换装置将工位22上的座舱移动到工位12上，座舱从转盘2上被换到转盘1 上；当工位13和23位于换位位置时，转盘2的工位23上的座舱被移动到 转盘1的工位13上；当工位14和工位24位于换位位置时，则由转换装置 将转盘2上的工位24上的座舱移动到转盘1的工位14上；当工位15和工 位25位于换位位置时，则由转换装置将转盘2上的工位25上的座舱移动到 转盘1的工位15上，这样转盘2上的座舱被依次移动到转盘1上。转盘旋 转完一圈以后，转盘1和转盘2上座舱的分布如图1-b所示，转盘1的所 有工位都被座舱占据，转盘2的所有工位都为空。转盘继续旋转，则转盘1 上的座舱又被顺次移动到转盘2上，第二圈旋转完成时，转盘1和转盘2上 的座舱分布情况如图1-a所示，座舱的分布又回到游乐开始的状态。
如图2至图4所示，转换装置包括位于两个转盘之间的换位位置下方的 斜面换位机构8和位于各个工位上的棘爪钩机构9。
先来看棘爪钩机构，在本实施例中，每个工位都分别配备一个棘爪钩机 构9，如图3所示即为换位过程中，一个座舱将要到达换位位置处的示意图， 带有凸台6的座舱底部5左右两侧的棘爪钩机构分别为座舱换位前后工位组 中的两个工位的棘爪钩机构。
如图3所示，棘爪钩机构9包括转动轴91、棘爪钩92、弹簧93、顶杆 94和滑套95。本实施例的座舱底部5沿圆周方向设有一圈向下的凸台6，在 其他实施例中座舱底部5也可以是带有凸台的舱座与座舱为分体的形式；凸 台6用于与棘爪钩92相互配合，当然凸台6也可采用每个工位设置一个凸台 而不是一圈的形式；棘爪钩92由转动轴91和弹簧93固定于每个工位下方， 与凸台6的位置关系应该使棘爪钩92在换位位置能够钩住凸台6从而钩住座 舱、或者松开凸台6从而放开座舱。
棘爪钩92的一端为设有钩的钩端，另一端为末端(即不带钩的那端)， 钩面即钩的内表面与座舱底部5的凸台6配合，钩端的外表面为光滑斜面， 光滑斜面便于棘爪钩92能滑入座舱底部5并钩住座舱底部5的凸台6。弹 簧93的一端固定在每个转盘下，另一端与棘爪钩92的钩体连接，在图3和 图4所示的实施例中，弹簧93的另一端与棘爪钩92末端的上表面连接。棘 爪钩92末端的下方沿垂直方向设有一滑套95，滑套95与各个转盘固定连 接，滑套95用于容纳顶杆94并使之在滑套95内上下滑动，在换位过程中 棘爪钩92末端的下表面会与顶杆94的上端发生接触。转动轴91的作用类 似于杠杆的支点，使得棘爪钩92在弹簧93、和顶杆94的共同作用下，以 转动轴91为中心上下转动。
滑套95用于限定顶杆94的运动轨迹，可以用轨道等其他滑动引导装置 代替，滑套95也可以不垂直设置而与转盘所在平面形成其他角度的夹角， 只要能够使顶杆94上下滑动，进而使棘爪钩92以转动轴91为中心上下转 动即可。另外，棘爪钩92可以设计为杆状或片状等，只要能够实现本发明 的目的即可。
在其他实施例中，弹簧93也可安装于棘爪钩92的其他位置上，比如说 位于棘爪钩92钩端的下方，只要能够保证棘爪钩92在弹簧93的作用下， 以转动轴91为中心上下转动，实现复位的功能即可。
如图2所示，是本发明实施例一的转换装置中斜面换位机构的示意图， 如图4所示，斜面换位机构8安装于两个转盘之间的换位位置下方。斜面换 位机构8包括一个楔形块状结构，其底面为平面，上表面分为一个平面部分 和一个坡面部分81，平面部分的侧面为厚端面86，坡面部分81带有一定坡 度，坡度向下延伸方向(即图2中箭头所指方向)与两转盘上的工位在换位 位置的线速度方向相反，该坡度大小和坡面长度应该满足以下条件：与顶杆 94配合使换位过程中顶杆94沿坡面部分81向上滑行，顶杆94上行，有座 舱工位的棘爪钩92的钩端在顶杆94的作用下，以转动轴91为中心向下转 动，并逐渐脱离座舱底部5的凸台6，直至完全脱钩。坡面部分81的作用 是限定棘爪钩机构9的转动轨迹，坡面部分81的宽度依具体情况而定，只 要使得游乐过程中斜面换位机构8位于换位位置时，有座舱工位的顶杆94 的下端与坡面部分81接触而空工位的顶杆94下端不与坡面部分81接触就 能实现本发明的目的。本实施例中斜面换位机构8还配备有两条滑道85和 一个曲柄连杆滑块机构。两条相互平行的滑道85的延伸方向与坡面部分81 的坡度向下延伸方向垂直，滑动方向平行于两转盘的连心线，滑道85用于 放置楔形块状结构并使之能够沿滑道85滑动，其目的是使坡面部分81沿滑 道85在换位位置下方的两个工位之间左右滑动，以满足棘爪钩92钩住座舱、 或者放开座舱的需要。滑道85的数量可以不限定为两条，只要能够满足可 以使楔形块状结构在滑道85上沿平行于两转盘的连心线的方向滑动的目的 即可。曲柄连杆滑块机构的作用是带动楔形块状结构沿滑道85滑动；曲柄 连杆滑块机构由曲柄轴82、曲柄83和连杆84构成，曲柄83与曲柄轴82 连接，楔形块状结构与曲柄83通过连杆84连接；曲柄轴82在动力装置驱 动下转动时，曲柄83也随之发生旋转，通过连杆84带动楔形块状结构在滑 道85上做水平往复运动。
下面具体描述转换装置的工作过程。请参考图3，当座舱底部5将要到 达换位位置时，假设图3中的座舱即将从左侧的有座舱工位换位至右侧的空 工位，本实施例的设置使得每当需要换位时，楔形块状结构就沿滑道85滑 至有座舱工位的下方，实现这一点可通过很多常规的机械方法或通过设置一 个单片机、一个CPU等等各种方式，此不赘述；而且这时楔形块状结构应该 离开空工位的顶杆94下端，楔形块状结构对空工位的顶杆94不起任何作用， 此时空工位的棘爪钩92仅受力于弹簧93和转动轴91。接着，在左侧有座 舱工位的这一端，顶杆94的下端接触到坡面部分81时，随着转盘的继续转 动就会迎着斜坡而上，顶杆94的上端渐渐顶着棘爪钩92末端上行，弹簧 93被压缩，棘爪钩92以转动轴91为中心转动，棘爪钩92的钩端下行，逐 渐松开座舱底部5的凸台6，使座舱脱钩。与此同时，座舱底部5的凸台6 正逐渐伸进右侧空工位中，并逐步压下右侧空工位的棘爪钩92的钩端光滑 斜面，棘爪钩92的钩端以转动轴91为中心被渐渐压下，弹簧93被压缩， 直至凸台6完全伸入右侧空工位中，棘爪钩92在弹簧93作用下复位，棘爪 钩92的钩面将凸台6完全钩住。转盘继续转动，此时左侧的棘爪钩92已完 全与凸台6脱开，由于凸台6已被右侧的棘爪钩92钩住，座舱随右侧的转 盘继续旋转，从而完成了一个工位的座舱换位。
参照图1-b所示，以上过程可看做是图1-b中工位11上的座舱换位 至工位21的具体描述。之后，连续交叉换位座舱游乐设备将依此原理继续 运转，具体过程此处不再赘述。
在其他实施例中，坡面部分81的宽度可以依具体情况而定，或者可以 垂直分割成两部分，这两部分之间采用刚性连接。坡面部分81也可以用凸 轮或滚轮等代替，曲柄连杆滑块机构也可以用凸轮机构、槽轮机构、间歇机 构、拔插机构或齿轮机构代替，棘爪钩机构还可以设计成抱紧机构。由于上 述机构都是现有技术，此不赘述。
在其他实施例中，本发明的转换装置还可以设计成包括导轨机构和控制 机构。如图5所示为导轨机构的俯视示意图，其中虚线所示为转盘1和2， 导轨机构由A-A’和B-B’两条相互连接的弧形导轨组成。本实施例中A-A’ 和B-B’两条弧形导轨相互焊接在一起，当然在其他实施例中还可以采用螺 接或一体成型等机械上常用的方式，此不赘述。导轨机构水平安装于换位位 置的下方，用于将座舱从一个转盘换位到另一个转盘，导轨机构的下方设有 方向为C-C’的滑轨，使之沿滑轨左右滑动，因滑轨不是本技术的重点，不 再详细说明。A-A’和B-B’两条弧形导轨主要部分的半径分别与转盘1和 转盘2半径近似相等；两条弧形导轨分别与对应位置的转盘1和转盘2上的 工位运动轨迹形状相同；两条弧形导轨的长度分别小于转盘1和转盘2上相 邻两个工位之间的弧长。控制机构可采用很多常规的机械方法或通过设置一 个单片机、一个CPU等等各种方式，此不赘述。在控制机构的带动下，导轨 机构在与相邻转盘连心线平行的轨迹上做往复运动，使得座舱换位前弧形导 轨的第一导入口16或第二导入口26恰好朝向换位位置上的有座舱工位。每 个座舱底部还设有与弧形导轨相配合的导向装置使座舱运行于弧形导轨中， 在本实施例中，导向装置为滑轮。还是以图1-b所示为例，转盘1的一个工 位11上的座舱要换位至转盘2的一个空工位21上，仍然假设转盘1和转盘 2的直径相同、转速相同。换位过程中，当两个工位都转动到换位位置时， 导轨机构在控制机构的控制下已先行沿着滑轨向左滑动，使座舱从第二导入 口26滑进弧形导轨B-B’，座舱在弧形导轨B-B’中滑动到第二导出口27时， 此时座舱已经被换位到转盘2，随转盘2继续转动，从而实现了座舱换位。
上述实施例中的滑轮也可以滑套、滑动的轴端等导向装置替代，只要能 够实现本发明目的，都在本发明保护范围之内。
以后过程与前述的斜面换位机构和棘爪钩组成的转换装置实现换位的 机理相同，不再赘述。
在其他实施例中，本实施例中的转换装置还可以设计成如下形式：如图 6所示，在两个转盘的底部设有一个横八字形轨道，其中虚线所示为转盘1 和2，横八字形轨道的每个环形分别与两个转盘上的座舱运动轨迹重合，两 个环形轨道在换位位置处交叉，形成如图6所示的横八字形轨道，整体上讲， 横八字形轨道的大小和形状与单个座舱完成一次横八字运动形成的轨迹一 致。在每个座舱的下部均设有与横八字形轨道相配合的轮，使座舱在转盘的 推动下能在横八字形轨道上随转盘转动。当座舱运动到换位位置时，座舱下 面的轮自然地沿着轨道继续朝着直线方向向前运动，然后进入另一个圆环轨 道，座舱自然地从一个转盘换位到相邻的另一个转盘并嵌入对应的空工位 中，随着新嵌入的转盘继续转动。这样，由于横八字形轨道对座舱的运动起 到导向作用，使得座舱沿着横八字形轨道做横八字运动，座舱每经过换位位 置一次就从一个转盘换位到相邻的转盘一次。该横八字形轨道可以是单轨或 双轨，而且由于座舱底部的轮和横八字形轨道的配合类似于火车轮和火车轨 道的配合，属于常规技术此不赘述。
以后过程与前述的斜面换位机构和棘爪钩组成的转换装置实现换位的 机理类似，不再赘述。
这样转盘1和转盘2上的座舱伴随着转盘每旋转一周就交换一次位置， 当转盘旋转奇数圈时，转盘2变为空；当转盘旋转偶数圈时，转盘1和转盘 2上的座舱分布又回到刚开始旋转时的状态，即转盘1为空。这样，随着转 盘1和转盘2的旋转，座舱的游人随着座舱被不停地从一个转盘转到另一个 转盘，再接着做反方向运动，转盘每转动一圈，座舱中的游人被从一个转盘 换到另一个转盘一次。游人在这往复的转换和反方向运动中能体会到更大的 乐趣和更多的娱乐享受。
上述是以转盘1为空和转盘2上的工位上全部设有座舱为例，当然本实 施例转盘2上的座舱数也可以为4、3、2、1，同样可以实现本发明的目的。
同样，作为本发明的另一个实施例，相邻的两个转盘可以设计为直径不 同，工位数不同，只要直径比与所设置的工位数比相同，每个旋转装置上的 工位都是均匀分布于旋转装置的圆周上，每个工位转动的线速度相同，所设 置座舱的数目不超过直径小的旋转装置上的工位数，则可实现本发明的目 的，当然上述工位亦可不均匀分布。
作为本实例的另一个变形，可以设置多个转盘排成长龙或者围成圈，同 样可以实现本发明的目的。
总之本发明的游乐设备，能实现游人在不同的转盘之间往复做横八字运 动，带给游人更多的刺激和乐趣。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷 举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围 之中。