阅读说明：本技术 一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备 (It is a kind of can autonomous control simulated flight amusement equipment ) 是由 史小华 李英朝 何宇航 刘姝璐 卢子艺 史翊辰 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备,属于人类模拟鸟类飞行的娱乐器具技术领域。包括立柱、设置在立柱上端的横梁旋转装置、设置在横梁旋转装置上的绳索驱动装置以及用于体验着佩戴的飞行传感器系统；该设备由控制器控制；横梁旋转装置包括主轴转动电机、减速器、横梁以及与横梁固定连接的卧式轴承座；绳索驱动装置包括绳索驱动电机、蜗轮蜗杆减速器、皮带小轮、皮带大轮、皮带、绕线筒、绳索以及滑轮；飞行传感器系统包括飞行翅膀、光电传感器、拉力传感器、速度传感器、加速度传感器、角度传感器、压电传感器和磁力计。本发明是一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备可带动体验者在特定空间内真实飞行,真实感更强,模拟飞行体验好。(The present invention relates to it is a kind of can autonomous control simulated flight amusement equipment, belong to the amusement appliance technical field that the mankind simulate Bird Flight.Including column, the crossbeam-rotating device that the upper end of the column is set, the wire drive being arranged on crossbeam-rotating device and for experience wear flight sensor system；The equipment is controlled by controller；Crossbeam-rotating device includes main axis motor, retarder, crossbeam and the horizontal bearing block being fixedly connected with crossbeam；Wire drive includes rope driving motor, worm type of reduction gearing, belt steamboat, belt bull wheel, belt, reel, rope and pulley；Flight sensor system includes flight wing, photoelectric sensor, tension sensor, velocity sensor, acceleration transducer, angular transducer, piezoelectric transducer and magnetometer.The present invention be it is a kind of can the simulated flight amusement equipment of autonomous control can drive experiencer's live flying in particular space, the sense of reality is stronger, and simulated flight is experienced.)

一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备

技术领域

本发明涉及一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备，属于人类模拟鸟类飞行的娱乐器具技术领域。

背景技术

过山车、大摆锤等空中娱乐设备越来越多地出现在人们眼前，但目前却没有一种娱乐设备可以模拟真实飞行体验，真实的飞行体验要求娱乐设备为用户带来“真实风速”、“真实引力”、“真实飞行”的同时用户可以自主控制自身的飞行运动。

发明内容

本发明的目的是提供一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备，包括立柱、设置在立柱上端的横梁旋转装置、设置在横梁旋转装置上的绳索驱动装置以及用于体验着佩戴的飞行传感器系统；该设备由控制器控制；

所述横梁旋转装置包括主轴转动电机、减速器、横梁以及与横梁固定连接的卧式轴承座，主轴转动电机固定到立柱上，主轴转动电机与减速器连接，减速器的主轴套装设置轴承，轴承设置在卧式轴承座内；

所述绳索驱动装置包括绳索驱动电机、蜗轮蜗杆减速器、皮带小轮、皮带大轮、皮带、绕线筒、绳索以及滑轮，所述绳索驱动电机与蜗轮蜗杆减速器固定连接，所述蜗轮蜗杆减速器驱动皮带小轮转动，皮带小轮通过皮带将动力传递给皮带大轮，皮带大轮将动力通过绕线筒及绳索传递给体验用户；绳索绕过滑轮后朝下延伸；

所述飞行传感器系统包括飞行翅膀、光电传感器、拉力传感器、速度传感器、加速度传感器、角度传感器、压电传感器以及磁力计；所述光电传感器安装若干个并且分别固定在横梁以及底座上，所述拉力传感器固定在横梁上，所述速度传感器、加速度传感器、角度传感器以及磁力计固定在飞行翅膀上，所述压电传感器固定在飞行器架的安全带位置。

本发明技术方案的进一步改进在于：横梁设置若干个，相邻的横梁之间使用若干强度保持架连接支撑；横梁均通过卧式轴承座以及轴承与减速器的主轴连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：绳索驱动装置还包括用于对绳索驱动电机支撑的绳索驱动电机支座，皮带小轮的皮带小轮传动轴、皮带大轮的皮带大轮传动轴以及滑轮的滑轮传动轴的轴端设置用于轴向定位的轴套。

本发明技术方案的进一步改进在于：绳索为防扭钢丝绳材质。

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括设置在横梁端部下侧面的机械限位块，所述机械限位块里端与横梁通过焊接固定连接，外端具有柔软硅胶材质。

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括底座，立柱下端与底座焊接连接，底座固定在地面上。

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括控制显示屏，所述控制显示屏上设置用于控制主轴转动电机和绳索驱动电机转速及转动方向的按键。

本发明技术方案的进一步改进在于：绳索驱动装置以及飞行传感器系统设置两个并且位于横梁的两端。

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括配套使用的VR眼镜。

本发明技术方案的进一步改进在于：模拟飞行娱乐设备同时供两个人体验使用。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：

（1）、本发明是一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备可带动体验用户在特定空间内实现真实飞行，真实感更强，模拟飞行体验好。

（2）、本发明可以为体验者提供可自主控制飞行的速度以及方向的娱乐方式，自主操作性更强。

（3）、本发明可同时供多人进行游玩，也可做为一种竞技设备增强娱乐性。

（4）、本发明各部件设置合理，各功能部件相互配合能够实现在特定空间内的上下翻飞。本发明设置了各种传感器能够实时监测飞行传感器系统的状态，安全性好。飞行传感器系统由体验者扇动飞行翅膀来为控制器提供飞行参数的调整，真实感强，体验效果好。

附图说明

图1是本发明示意图；

图2是本发明绳索驱动装置以及飞行传感器系统示意图；

图3是本发明立柱及横梁旋转装置示意图；

图4是本发明的底座结构示意图及底座光电传感器安装位置的示意图；

图5是本发明飞行传感器系统示意图；

图6是本发明控制显示屏示意图；

其中，1、立柱，2、控制器，3、横梁，4、体验者，5、连接器，6、飞行翅膀，7、连接扣，8、绕线筒，9、绳索，10、减速器，11、主轴转动电机，12、蜗轮蜗杆减速器，13、绳索驱动电机，14、皮带大轮，15、皮带小轮，16、皮带，17、皮带小轮传动轴，18、滑轮，19、滑轮传动轴，20、底座，21、绳索驱动电机支座，22、角接件，23、皮带大轮传动轴，24、轴套，25、绕线筒连接架，26、飞行器架，27、卧式轴承座，28、主轴，29、强度保持架，30、光电传感器，31、拉力传感器，32、速度传感器，33、加速度传感器，34、角度传感器，35、压电传感器， 36、磁力计,37、控制显示屏，38、机械限位块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：

本发明公开了一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备，能够供体验者更好的进行飞行体验。

如图1、图2、图3所示，该可自主控制的模拟飞行娱乐设备，主要包括立柱1、设置在立柱1上端的横梁旋转装置、设置在横梁旋转装置上的绳索驱动装置以及用于体验着佩戴的飞行传感器系统。立柱1为该设备提供支撑，使该设备的体验功能部分能够远离地面实现飞行。横梁旋转装置、绳索驱动装置以及飞行传感器系统为功能部件，相互配合为体验者提供飞行体验。

如图3所示，该飞行娱乐设备的横梁旋转装置包括主轴转动电机11、减速器10、控制器2、横梁3以及与横梁3固定连接的卧式轴承座27。控制器2固定设置在立柱1的上端面，主轴转动电机11固定在控制器2上，主轴转动电机11的输出端与减速器10连接，减速器10的主轴套装设置轴承，轴承设置在卧式轴承座27内。控制器2用于对主轴转动电机11的转速进行控制。所述主轴转动电机11通过角接件22利用螺栓固定到立柱1上，并通过螺栓与减速器10固定连接，减速器10的输出轴通过螺栓与横梁3固定连接，减速器10的输出轴通过键传动将来自主轴转动电机11的动力传递给横梁3，驱动其转动。主轴转动电机11、减速器10和卧式轴承座27呈竖直直线布置。卧式轴承座27可降低横梁3的转动运动的摩擦阻力并增强稳定性。

使用时，所述主轴转动电机11启动后开始输出动力，减速器10对主轴转动电机11做减速增矩处理，并将动力进一步输送给横梁3，驱动其进行转动，横梁3的转动运动将带动体验者4在特定空间内做圆周运动，所述卧式轴承座27可降低横梁3的转动运动的摩擦阻力并增强稳定性。

如图2所示，该飞行娱乐设备的绳索驱动装置包括绳索驱动电机13、蜗轮蜗杆减速器12、皮带小轮15、皮带大轮14、皮带16、绕线筒8、绳索9以及滑轮18。所述绳索驱动电机13与蜗轮蜗杆减速器12固定连接，所述蜗轮蜗杆减速器12驱动皮带小轮15转动并利用键传动将来自绳索驱动电机13的动力传递给皮带小轮15。皮带小轮15通过皮带16将动力传递给皮带大轮14，皮带大轮14将动力通过绕线筒8及绳索9传递给体验用户。绳索9绕过滑轮18后朝下延伸，然后与飞行传感器系统连接。绳索9通常为防扭钢丝绳材质。进一步的，为了保证绳索驱动装置能够稳定安全的运行，绳索驱动装置还包括用于对绳索驱动电机13支撑的绳索驱动电机支座21，皮带小轮15、皮带大轮14以及滑轮传动轴19的轴端设置用于轴向定位的轴套24。绳索驱动电机支座21实际上是一个支座，通过该支座能够稳定地将绳索驱动电机13同横梁3固定连接，能够防止其因悬空造成的结构变形危险。皮带小轮15的皮带小轮传动轴17、皮带大轮14的皮带大轮传动轴23以及滑轮18的滑轮传动轴19的轴端设置用于轴向定位的轴套24，轴套24能够对三者进行轴向定位，防止其轴向移动。在图2中对皮带大轮传动轴23的轴套24进行了示意，皮带小轮传动轴17和滑轮传动轴19的轴套设置情况与其类似。

使用时，绳索驱动电机13启动后开始输出动力，蜗轮蜗杆减速器12对绳索驱动电机13做减速增矩处理，并将动力进一步输送给皮带小轮15，皮带小轮15通过皮带16及皮带大轮14对动力进行进一步放大，进而驱动绕线筒8转动，带动绳索9进行收缩或舒展。蜗轮蜗杆减速器12还具有反行程自锁特性。滑轮18具有换向作用，可使绳索9输送给体验者4的力方向向下，提高效率，降低损耗。

如图1、图4、图5所示，该飞行娱乐设备的飞行传感器系统包括飞行翅膀6和飞行器架26形成的飞行器、光电传感器30、拉力传感器31、速度传感器32、加速度传感器33、角度传感器34、压电传感器35以及磁力计3。飞行翅膀6通过连接器5与飞行器架26铰接，飞行翅膀6在体验者4的外力作用下能够实现上下翻动，类似于翅膀的扇动。飞行器架26的上端面设置用于同绳索9连接的连接扣7，绳索9的下端同连接扣7捆绑在一起。所述光电传感器30安装若干个，这些光电传感器根据需要使用螺栓分别固定在横梁3以及底座20上。所述拉力传感器31固定在横梁3上用于测定横梁拉力，速度传感器32、加速度传感器33、角度传感器34以及磁力计36固定在飞行器上用于检测飞行器的飞行状态。图5中，速度传感器32和角度传感器34固定在飞行器架26上；加速度传感器33和磁力计36固定在飞行翅膀6上。在飞行器架26上设置安全带，压电传感器35固定在飞行器架26的安全带位置，只有当所有体验者4的安全带系紧时，压电传感器35发出信号，该设备才可正常启动。所述拉力传感器31通过螺栓固定在横梁3上，光电传感器30可作为安全保护装置，当体验者4飞行过高或过低，光电传感器30给控制器2发送信号，阻碍体验者4进一步过高或过低飞行，并对飞行速度有控制缓冲作用，防止体验者4因飞行过高或过低造成危险，所述拉力传感器31用于检测绳索9拉力，防止过重体验用户游玩对机器造成损伤，所述速度传感器32可用于检测体验者4的飞行速度，所述加速度传感器33可用于检测体验者4扇动飞行翅膀6的频率，进而控制绳索驱动电机13的转速，实现娱乐设备飞行速度的控制，所述角度传感器34可用于检测体验者4的位置姿态，进而控制绳索驱动电机13的转动方向，实现娱乐设备飞行方向的控制，所述压电传感器35通过螺栓26固定在飞行翅膀6的安全带上，当安全带系紧时，压电传感器35得电，设备可以正常运行，当安全带未系紧时，压电传感器35失电，设备运行停止，防止体验用户因安全带未系紧造成危险，所述磁力计36用于弥补加速度传感器33及角度传感器34因时间因素造成的累积误差，对数据进行修正，增强设备的稳定性。

该飞行娱乐设备通常是将横梁3设置若干个。相应的还设置强度稳定部件，主要包括设置在相邻的横梁3之间用于对不同横梁3连接支撑的若干强度保持架29和主轴28，强度保持架29实际上是设置在横梁3之间的连接梁，强度保持架29与横梁3焊接连接。主轴28用于将多个横梁3串接在一起使横梁3能够共同转动，强度保持架29和主轴28均能够增加横梁3的稳定性。横梁3均通过卧式轴承座27以及轴承与减速器10的主轴连接。其他的强度稳定部件还包括底座20、绳索驱动电机支座21、角接件22、轴套24、绕线筒连接架25以及不同的螺栓。所述底座20与立柱2通过焊接进行固定连接，立柱1下端与底座20焊接连接，底座20固定在地面上，能够增强设备的整体稳定性。所述绳索驱动电机支座21对绳索驱动电机13有支撑作用，所述轴套24用于皮带小轮15、皮带大轮14以及滑轮传动轴19的轴向定位，所述绕线筒连接架25通过螺栓26将绕线筒8与横梁3固连。在横梁上的端部还设置有机械限位块38，具体的是在横梁3端部下侧面设置机械限位块38，所述机械限位块38里端与横梁3通过焊接固定连接，外端具有柔软硅胶材质。若设备出现故障体验者4飞行高度过高时可防止其直接撞击横梁3发生危险。上述使用的角接件为机械中常用的用于固定的零件。

如图6所示，该飞行娱乐设备具有控制显示屏37，在控制显示屏37上设置用于控制主轴转动电机11和绳索驱动电机13转速及转动方向的按键。该飞行娱乐设备在正常运行时，为自动飞行模式，体验者4可通过自己扇动飞行翅膀6的频率以及方向控制飞行的速度以及方向，但若装置出现异常或飞行结束，设备将转换为手动飞行模式以保证体验者4的安全，工作人员可通过控制显示屏37手动控制体验者4飞行的速度以及方向。

本发明的飞行娱乐设备上的绳索驱动装置以及飞行传感器系统可以设置两个供两个人同时体验使用。此时，两套绳索驱动装置以及飞行传感器系统设置在横梁3的两端。模拟飞行娱乐设备同时供两个人体验使用，两个人的体验飞行可以使独立的，也可以使具有竞争性的。

本发明的飞行娱乐设备还可以包括配套使用的VR眼镜。若体验者4佩戴VR眼镜时，在VR眼镜中播放飞行视频，则可带来更强的飞行体验，本发明也具有视觉传感系统，实时监测每个体验者4的飞行状态，若设备出现异常则可及时发现，最大程度上保证体验者4的安全。

下面是具体的两种使用情况。

实施例1

体验者4首先穿戴好飞行翅膀6并系好安全带，安全带系紧后压电传感器35得电，整套设备开始工作，此时体验者4扇动飞行翅膀6，飞行翅膀6上的加速度传感器33以及角度传感器34会实时采集体验者4扇动飞行翅膀6的频率以及方向数据，并将数据分析转换后传递给控制器2，控制器2对主轴转动电机11以及绳索驱动电机13有控制作用，驱动主轴转动电机11以及绳索驱动电机13按对应的转速及方向运动，主轴转动电机11的转速及方向可控，其可通过传动系统带动横梁3转动进而带动体验者4完成特定空间内的真实飞行，绳索驱动电机13会通过传动系统带动体验者4完成上下飞行运动，体验者4改变扇动飞行翅膀6的频率以及方向后，主轴转动电机11以及绳索驱动电机13的转速以及方向也会改变，进而使得体验用户飞行的速度及方向改变，当体验者4飞行得过高或过低时会出发光电传感器30，光电传感器30会给控制器2发送信号，阻碍体验者4进一步过高或过低飞行，防止体验者4出现危险，当设备出现异常或飞行结束时，设备将从自动飞行模式转换为手动飞行模式，由工作人员控制体验者4飞行的速度以及方向，防止体验者4出现危险，若设备的控制软件和传感器均出现问题，则体验者4会撞上机械限位块38，机械限位块38的一端为柔软硅胶材质，防止体验者4因直接撞击横梁3发生危险。

在本发明的具体实施例1中，可同时布置多个绳索驱动装置以供多人进行游玩，多人游玩时，主轴转动电机11不受体验者4的控制，按照固定转速及方向运动，体验者4只控制自己的绳索驱动电机13，即只控制自己飞行高度方向上的速度以及方向，每个体验者4单独飞行，互不干扰。

同时，在本发明的具体实施过程中，若体验用户佩戴VR眼镜，VR眼镜中播放飞行视频，则可带来更强的飞行体验，本发明也具有视觉传感系统，实时监测每个体验者4的飞行状态，若设备出现异常则可及时发现，最大程度上保证体验者4的安全。

在上述使用中，可同时布置多个绳索驱动装置以供多人进行游玩，多人游玩时，主轴转动电机11不受体验者4的控制，主轴转动电机11按照固定转速及方向运动，体验者4只控制自己的绳索驱动电机13，即只控制自己飞行高度方向上的速度以及方向，每个体验者4单独飞行，互不干扰。

实施例2

在具体实施例1中，每个体验者4单独飞行，互不干扰，但若该飞行娱乐设备具有一定的竞争性则趣味性更强。

在该实施例中，可自主控制的模拟飞行娱乐设备，如图1所示，具有两套绳索驱动电机13，即可供两人进行娱乐，两个体验者4首先穿戴好飞行翅膀6并系好安全带，安全带系紧后压电传感器35得电，整套设备开始工作，此时两个体验者4共同扇动飞行翅膀6，飞行翅膀6上的加速度传感器33以及角度传感器34会实时采集两个体验者4扇动飞行翅膀6的频率以及方向数据，并将数据分析转换后传递给控制器2，控制器2对主轴转动电机11以及绳索驱动电机13有控制作用，驱动主轴转动电机11以及绳索驱动电机13按对应的转速及方向运动，控制器2会计算两个体验者4扇动飞行翅膀6速度的快慢，并控制绳索驱动电机13带动扇动飞行翅膀6快的一方做上升飞行运动，控制绳索驱动电机13带动扇动飞行翅膀6慢的一方做下降飞行运动，并且扇动飞行翅膀6越快则上升越快，扇动飞行翅膀6越慢则下降越快，因竞争行为增强了设备的娱乐性，主轴转动电机11不受两个体验者4的控制，按照固定转速及方向运动，当两个体验者4飞行得过高或过低时会出发光电传感器30，光电传感器30会给控制器2发送信号，阻碍体验者4进一步过高或过低飞行，防止体验者4出现危险，当设备出现异常或飞行结束时时，设备将从自动飞行模式转换为手动飞行模型，由工作人员控制体验者4飞行的速度以及方向，防止两个体验者4出现危险，若设备的控制软件和传感器均出现问题，则体验者4会撞上机械限位块38，机械限位块38的一端为柔软硅胶材质，防止体验者4因直接撞击横梁3发生危险。

综上，本发明具有以下优点：本发明是一种可自主控制的模拟飞行娱乐设备可带动体验用户在特定空间内实现真实飞行，真实感更强，体验用户可自主控制飞行的速度以及方向，自主操作性更强，具有很强的娱乐性，在具体实施例1中本设备可同时供多人进行游玩，在具体实施例2中本设备可做为一种竞技设备增强竞技性。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。