具体实施方式

游乐车运动控制系统包括通道。通道可以包括侧面和车辆可以沿着其滑动或车辆可以在其上浮动、滚动或进行其他移动的底面。通道可以包括安置成向通道喷射流体的多个流体喷射源。流体喷射源可以安置成至少部分在车辆的预期行进方向上倾斜地喷射流体，例如喷射水。

该系统可以包括游乐车。该游乐车可以包括车体以及在车体的外周面上的凹部和突起中的至少一种。凹部和突起中的至少一种限定流体冲击面。流体冲击面与车辆的预期运动方向成一定角度；流体冲击面安置并倾斜成接收从流体喷射源喷射的流体的冲击。凹部和/或突起适于并安置成当流体冲击面被来自多个流体喷射源的流体流冲击时影响车辆的运动。

控制系统可以包括适于检测游乐车进入通道区域中的时间的第一传感器。控制系统还可以包括与多个流体喷射源相关联的一个以上的阀、适于响应于游乐车进入该区域中而打开阀以打开流体喷射源的控制器和控制水向阀的流动的变频驱动器。

图1示出了游乐设施运动控制系统10的第一实施方案。系统10包括通道12和车辆13。图1仅绘出了通道12的一部分。通道12可以包括具有在侧壁16之间的中央滑动面14的水槽式滑道。滑动面可以与传统的滑浪飞船中一样用水润滑，或可以具有低摩擦涂层。可选择地，通道12可以是其中具有足够流体的充水通道，车辆13可以在其中浮动或者车辆可以包括车轮并可以在其中滚动或进行其他移动。壁16可以紧邻车辆13在滑动面14上的路径以协助引导车辆沿着预定路径行进，或与车辆13的不确定路径进一步隔离开。

在本实施方案中，通道12示出了两个区域，称为区域1和区域2。车辆13沿着通道12的行进方向是如由箭头18所示的从区域1到区域2。在区域1的入口处，可以安置一个以上的传感器A。传感器A可以是可以检测车辆13进入区域1中的任意类型的传感器。同样，在从区域1到区域2的入口处，可以安置一个以上的传感器B。传感器B也可以是能够检测车辆13进入区域2中的任意类型的传感器。传感器也可以省略或可以仅存在区域1或区域2处，而不是在两处都存在。

水射流或喷射源20A和20B沿着壁16隔开。第一喷射源20A位于区域1中，第二喷射源20B位于区域2中。在本实施方案中，在区域1和2的各个中绘出的四个喷射源20A和20B沿着壁16彼此横向成对对齐。在其他实施方案中，可以设置更多或更少的喷射源20A和20B。在本实施方案中，从喷射源喷射的流体是水。在其他实施方案中，可以喷射不同的流体，例如空气或其他气体。在一些实施方案中，喷射源水平地喷射；在其他实施方案中，喷射源可以以向上或向下的角度喷射。在一些实施方案中，喷射源20A和20B可以严密集中以提供流体的喷射；在其他实施方案中，喷射可以不太集中。

在本实施方案中，喷射源20A和20B成一定角度以在与车辆13的行进方向成角度θ的方向上引导水。在本实施方案中，喷射源20A和20B的角度θ表示水从喷射源20A和20B喷射进通道12中的角度。在本实施方案中的角度θ与壁16成约10°～15°。在其他实施方案中，喷射源20A和20B可以与行进方向成其他角度取向。

可选择地，例如，喷射源可以与行进方向垂直以使车辆旋转，或例如，在相反方向上倾斜以使车辆13的速度减慢。

喷射源20A和20B可以包括喷雾嘴和通过喷雾嘴压出或抽出的流体源。在本实施方案中，喷射压力可以为约50PSI并且喷射体积可以为约25GPM。然而，无论是严密集中还是开阔，准确的压力、体积和喷射或射出模式都基于对具体系统的要求来确定。另外，喷射源20A和20B可以彼此不同并且其压力、体积、喷射模式和方向可以是可控的。

本实施方案的车辆13是具有前端22、后端24、侧面26和底部28的筏式车辆。如从图1的示意性俯视图看出的，车辆13具有大致长椭圆形的车体。充气管30绕着车辆13的车体外周延伸并限定前端22、后端24和侧面26。底部28与充气管30的底面(未示出)连接以限定用于载客的车辆13的内部。在本实施方案中，车辆13还包括中心分区32。车辆13可以容纳两名乘客，一个在分区的前面，一个在分区的后面。应当理解的是，车辆13仅仅是示例性的并且本发明的其他实施方案包括如图5A～7C和10A～10E进一步讨论的许多车辆种类。

在本实施方案中，如上所述，侧面26由充气管30限定。充气管30可以具有圆形断面，从而使得车辆13的外侧壁是曲面。一连串的凹部或吸入口34限定在侧面26内。在本实施方案中，5对镜像凹部沿着车辆13的侧面26基本等间距地隔开。凹部34与车辆13的行进方向成一定角度。凹部34的角度基本上与喷射源20A和20B的角度相同，使得当喷射源20A和20B的喷射与其中一个凹部34对齐时，流体直接喷射进各个凹部中并对内部或冲击面36产生冲击。

各个凹部34呈凹形并具有内侧端35和外侧端37。如从图1中可以看出的，凹部34的内侧端35离后端24比离前端22更近使得凹部34向前倾斜。通过利用这种构造，流体冲击面36面向车辆车体的后端24并呈凹形。

在一些实施方案中，凹部34的形状和喷射源20A和20B的角度θ基于冲击式水轮机车设计。

应当理解的是，流体抵抗冲击面的力会影响车辆的运动。由冲击车辆13的侧面26内的冲击面的流体赋予的力与冲击没有这种凹部的可比较车辆的侧面的水赋予的力相比，可以更有效地在预期的行进方向上驱使车辆13，从而产生水向车辆运动的更高效的能量转移。这可以引启动力和耗水量以及噪声的显著下降。系统也可以基于提高的效率能够驱使更重的车辆。

图2是图1的游乐设施运动控制系统10的示例性控制系统37的示意图。在这种控制系统中，传感器A和B向可编程逻辑控制器(PLC)38提供输入。PLC 38与用于控制水流动到喷射源20A和20B的一个以上的阀40连接。PLC 38也与变频驱动器(VFD)42连接。VFD 42相应地与用于控制水流动到阀40并最终流动到喷射源20A和20B的泵44连接。

应当理解的是，可以改变控制系统37以删除其中一些部件。例如，可以删除VFD 42并可以供给驱动泵的可选装置。可以删除可编程逻辑控制器(PLC)38并可以使用可选控制装置。另外，可以完全删除控制系统37和传感器A和B，并且喷射源20A和20B可以直接与泵44连接或者与恒速流动以提供来自喷射源20A和20B的恒定喷射的其他源或流体连接。

图3示出了结合有根据图1和图2的实施方案的控制系统的游乐设施的区域或部分50的示意性侧视图。在本实施方案中，部分50包括最初的下降部分52、过渡凹形或谷部分54和随后的向上部分56以及最终小幅下降部分58。所绘出的部分和曲度仅仅是示例性的。向上、向下、水平和成各种角度的过渡部分的许多其他配置也是可以的。

图3中示出了车辆13在通道12的向上部分56上。所绘出的通道12没有侧壁16。传感器A和B以及喷射源20A和20B的定位也是示意性示出的。应当理解的是，最初在下降部分52上向下行进的车辆在不施加外力的情况下可能不具有向上行进到向上部分56上的足够的动量。参照图1～4C说明操作控制系统37以提供外力。

图4A～4C示出了车辆13沿着通道12行进的三个不同位置。在图4A所示的第一位置(例如，相当于图3的谷部分54)中，车辆13还没有到达传感器A。控制系统37没有检测到车辆13并且喷射源20A和20B没有喷射流体。

在图4B中，车辆13的前端22刚通过传感器A。当这发生时，传感器A检测到车辆13的存在。信息传递到PLC 38。PLC 38相应地启动VFD 42以使泵44发动而从源20A喷射诸如水或空气等流体。同时，PLC 38打开与喷射源20A相关联的阀40以使由泵44抽出的流体通过喷射源20A喷射出去。通过喷射源20A喷射出去的流体(可以是水射流)如参照图1所述的冲击进凹部34中。如图3所示，由来自喷射源20A的流体赋予的力提供将车辆13向上推到向上部分56上的动量。在图4B的位置中，车辆13还没有到达传感器B，因而喷射源20B没有喷射流体。

在图4C中，车辆13的前端22已通过传感器B。当这发生时，传感器B检测到车辆13的存在。信息传递到PLC 38。由于PLC 38已经启动VFD 42以使泵44发动而从源20A喷射流体，所以在一些实施方案中，PLC 38可以不必与VFD 42连通。在其他实施方案中，PLC 38必需与VFD 42连通以增大用于从另外的喷射源20B抽出的流体压力。无论哪一种情况，PLC 38都打开与喷射源20B相关联的阀40以使由泵44抽出的流体通过喷射源20B喷射出去。通过喷射源20B喷射出去的流体也如参照图1所述的冲击进凹部34中。如图3所示，由来自喷射源20B的流体赋予的力也提供将车辆13向上推到向上部分56上的动量。

在一些实施方案中，喷射源20A和20B会提供足够的动量以将车辆13向上推动到向上部分56上并推动到下降部分58。在其他实施方案中，向上部分56可以含有另外的传感器和相关联的喷射源以提供增加的动量。在一些实施方案中，PLC 38会控制喷射源喷射限定长度的时间。在一些实施方案中，控制系统37还会结合另外的传感器，当车辆13由该另外的传感器检测到时，这些传感器会关掉喷水源。

在一些实施方案中，不是沿着上坡的部分56具有传感器，而是可以在部分50的入口处具有传感器。当检测到车辆进入部分50时，传感器可以同时或顺序启动喷射源。在本实施方案中，喷射源可以启动特定的时间段，或在部分50的端部可以具有另外的传感器以当检测到车辆时关闭喷射源。

在一些实施方案中，传感器可以省略并且在车辆已经开始骑乘后喷射源可以启动限定的时间段。应当理解的是，许多其他控制配置也是可以的。

在一些实施方案中，喷射源20A和20B可以是固体流喷嘴或喷雾嘴。喷嘴可以具有1英寸～2英寸的直径。喷嘴可以呈0°～15°的角。通过喷嘴的流量可以为每分钟5～50加仑。

图5A、图5B和图5C示出了车辆13A、13B和13C的立体图，其中示出了与图1的系统一起使用的凹部34A、34B和34C的示例性形状。图6A、图6B和图6C示出了这些车辆13A、13B和13C的凹部34A、34B和34C的断面。应当理解的是，凹部的形状、角度和数量可以不同，并且当被来自喷射源的流体冲击时向车辆13A、13B和13C提供不同量的推力。例如，凹部可以通过使车辆的外侧包括泡沫来形成，其中在该泡沫中成型或切有突起。当流体冲击面与来自喷射源的流体流垂直时施加到车辆上的力可以最大化。

本发明不限于筏式车辆。图7A、图7B和图7C绘出了雪橇式车辆70A、70B和70C，其可以具有乘客在靠着其腹部骑行的同时可以握住的手柄(未示出)。与图5A～6C一样，图7A、图7B和图7C绘出了可以用于本发明实施方案中的各种不同的形状和数量的凹部72A、72B和72C。许多其他游乐车的形状也是可以的，例如美国设计专利No.D510,971中公开的圆形的车辆，以及例如美国设计专利No.D464,390中公开的三叶草形车辆，它们的全部内容都以引用的方式并入本文。

在一些实施方案中，凹部可以是单独的，而在其他实施方案中，凹部可以通过通道连接。图8A和图8B示出了车辆侧面74的一部分的侧视图和俯视图。这些图表示6英寸的宽度和8英寸的高度的示例性凹部尺寸，但是在其他实施方案中也可以使用其他尺寸和形状。车辆侧面74具有凹部76并不具有内部通道。图8A和图8B包括示意性地示出从流体喷射源引导进凹部76中的流体的流动的箭头78。从图8B可以理解，流体将沿着弯曲路径进入凹部以及从凹部出来。

与图8A和图8B相比，图8C～8E示出了其中凹部通过通道84连接的实施方案。图8C～8E示出了车辆侧面80的一部分的侧视图和俯视图。车辆侧面80具有凹部82和连接凹部82的内部通道84。图8C～8E包括示意性地示出从流体喷射源引导进凹部82中的流体的流动的箭头86。从图8C～8E可以理解的是，喷射进凹部82中的流体将向下流进通道84中然后向后从车辆流出，如图8D和图8E所示。

在图8C～8E的实施方案中，各个凹部82与主通道84连接。在一些实施方案中，可以具有用于各凹部的单独通道。一个以上的单独通道可以互相连接。通道将流体向车辆的后面、下面或通过车辆引导。例如，在一些实施方案中，在系统用于使车辆减慢的情况下，通道可以将流体向车辆前面引导。凹部82可以具有其他形状，例如向下后方的开口以有助于水从凹部撤离。

图9示出了图1的游乐设施运动控制系统10的通道12的一部分的立体图。示出了通道12的侧壁16和底部14。也示出了开口90。例如，开口90设置成允许喷水源20A和20B(参见图1)的角度定位成跨过通道12喷射。可以沿着通道以及朝向和远离通道调节角度。

在一些实施方案中，不具有限定在车辆的壁中的凹部或吸入口，而是具有来自车辆车体的突起。图10A～10E的实施方案分别绘出了这种车辆93的车体的俯视图、侧视图、仰视图、前视图和后视图。本实施方案的车辆93是具有包含前端92、后端94、侧面96和底部98的车辆车体的变形的筏式车辆。车辆13具有部分围绕车辆93的外周延伸的充气管100并限定前端92和侧面96。后端94的中部打开。底部98与充气管30的底面连接(参见图10E)以限定用于载客的车辆93的内部。在本实施方案中，车辆93还包括允许车辆93容纳两名乘客的两个靠背102。

在本实施方案中，如上所述，侧面96由与底部98连接的充气管100限定。如在图10B和图10E中最好看出的，管100的底面104在车辆93的底部98的底面106以上并且车辆93的侧面96的外表面108向外超过底部98的外表面110。这限定了其中可以设有突起112的双面区。多个突起112可以沿着车辆的相对侧面96间隔开并成一定角度以提供来自喷射源的水可以冲击到其上的冲击面而向车辆93施加力。在本实施方案中，突起112在充气管100的下面并邻近底部98，但是不向外延伸通过侧面96的外侧壁或者到达车辆的底面104的底面以下。突起可以是平的、凹形的、凸形的或具有不规则冲击面。它们可以倾斜以与从喷射源喷射的方向垂直，或者以更小或更大的角度倾斜。突起的角度、位置和形状可以彼此不同。

在一些实施方案中，突起可以与车辆93一体形成。在其他实施方案中，突起112可以是可以连接到车辆93上的单独的部件。在一些实施方案中，从突起的数量和角度方面来说，突起可以是可移除的和可重新定位的。突起也可以在车辆93的底面以下。

突起可以具有除了图10B和图10E中所示的不规则形状之外的不同的形状。突起也可以向外延伸超过车辆93的外表面108或者到达车辆的侧面96以上或者是图1～8E所讨论的这种突起和凹部的任意组合。

图11A～13C绘出了可以连接到车辆93上的突起112A、112B和112C的三种不同的设计。突起112A、112B和112C都具有各自的挡板114A、114B和114C，这些挡板分别具有限定为通过其的开口116A、116B和116C。开口116A、116B和116C可以用于使用诸如螺栓等紧固件将突起112A、112B和112C紧固到车辆上。突起112A、112B和112C可以不具有挡板114A、114B和114C以及开口116A、116B和116C，而可以通过诸如粘合剂等其他手段紧固。多个突起也可以形成在一个挡板上，而不是一个突起形成在一个挡板上。

突起112A、112B和112C具有旨在将冲击突起112A、112B和112C的水引导在不同的方向上的不同形状。箭头118A、118B和118C表示各个突起112A、112B和112C是如何引导水的。可以在车辆93的相对侧面提供突起112A、112B和112C的镜像。

突起112A具有平行间隔开的平坦顶部120A和底部122A。内壁124A在挡板114A旁边延伸并与顶部120A和底部122A连接。内壁124A与挡板114A成约15°的角度。端壁126A具有在顶部120A和底部122A之间延伸的垂直取向的管状。顶部120A、底部122A、内壁124A和端壁126A一起限定具有向外倾斜的矩形开口的进水腔。喷射进突起112A的腔中的水射流沿着由箭头118A限定的路径前进。特别地，水经过U形水平路径。端壁126A起到冲击面的作用。水水平地前进进入并冲击端壁126A，并且偏移以沿着绕着端壁126A弯曲部分的半圆形前进。水在从当水进入突起112A中时水的路径平行偏移的路径中沿着内壁124A水平地离开。

突起112B具有平坦顶部120B与开放的底部以及平行的内壁和外壁124B、125B。内壁124B在挡板114B旁边延伸并与顶部120B连接。内壁124B与挡板114B成约15°的角度。端壁126B具有在内壁124B和外壁125B之间延伸的水平取向的管状。顶部120B、内壁124B、外壁125B和端壁126B一起限定具有向外倾斜的矩形开口和开放的底部的进水腔。喷射进突起112B的腔中的水射流沿着由箭头118B限定的路径前进。特别地，水经过U形路径。端壁126B起到冲击面的作用。水水平地前进进入、冲击端壁126B并沿着U形路径垂直向下偏移以沿着顺着端壁126B的弯曲部分的半圆形前进。水沿着与当水进入突起112B中时水的路径平行并从其垂直向下偏移的路径离开。

突起112C具有楔形部分和端部部分。端部部分具有平行间隔开的平坦顶部120C和底部122C。端壁126C具有在顶部120C和底部122C之间延伸的垂直取向的管状。端壁126C的内侧与挡板114C连接。顶部120C、底部122C和端壁126C一起限定进水腔的一部分。

楔形部分在挡板114C旁边延伸并具有三角形外壁125C和向下倾斜的顶板121C，该三角形外壁与挡板114C平行，该顶板将挡板114C和外壁125C互相连接。楔形部分具有开放的底部并限定进水腔的第二部分。楔形部分的矩形端部与端部部分的内半部分连接以限定到进水腔的竖直矩形入口和从进水腔出来的矩形水平出口。喷射进突起112C的腔中的水射流沿着由箭头118C限定的路径前进。端壁126C起到冲击面的作用。水水平地前进进入并冲击端壁126C，并且偏移以沿着绕着端壁126C的弯曲部分的半圆形前进。然后，由楔形部分将水引导到向下的角度并且水沿着挡板114C向下倾斜地离开。

水射流对突起112A、112B和112C的冲击面的冲击向车辆93施加力以向前驱使车辆。图14A、图14B和图14C示出了水射流118A、118B和118C的路径是如何随着车辆93远离水射流118A、118B和118C的源向前移动而变化的。

突起112A、112B和112C是示例性的突起。在本实施方案中，对于4"的进口来说，突起112A和112B的高度x长度x宽度尺寸为2.5"x6"x3"，并且突起112C的高度x长度x宽度的尺寸为2.5"x8"x4"。应当理解的是，可以形成许多其他形状和尺寸的具有或不具有腔的突起和凹部，这些突起和凹部限定了接收由水射流施加的力而引起车辆93的移动的冲击面。突起和凹部的尺寸、位置和数量可以结合喷射流按需要设置以向车辆提供所需的力。

在一些实施方案中，凹部和突起与喷射源可以相反取向，使得由喷射源施加在车辆上的力作用在车辆的行进方向的相反方向上，例如以使车辆减速。在其他实施方案中，例如，对于在外周周围具有相同取向的凹部的圆形车辆，可以仅在一侧设有喷射源。由喷射源施加在车辆上的力可以使车辆旋转。在一些实施方案中，例如，凹部和突起可以沿着侧面或在相对侧面上不对称以产生施加到车辆的不同区域上的不均匀的力。

在其他实施方案中，本发明与其他类型的游乐设施关联使用，例如美国专利No.6,857,964中所述的漏斗游乐设施和美国设计专利No.D521,098中所示的碗式游乐设施，它们的全部内容都以引用的方式并入本文。图15示出了在这种碗式游乐设施结构150上滑动的圆形车辆152。车辆152在其外周周围具有多个进水口突起154。多个水射流喷射源158通过进水管156连接，该进水管可以安装在游乐设施结构150的表面上或游乐设施结构150的表面下，使得水射流喷射源158通过游乐设施结构150的表面伸出。游乐设施结构150具有入口160，圆形车辆152通过该入口进入游乐设施结构150中。应当理解的是，从喷射源158喷射的水射流可以冲击进水口突起154并赋予旋转力，或者取决于水射流与突起和/或凹部的相对方位，赋予另一种力以使车辆152减慢、加速或影响车辆的移动。

在一些实施方案中，流体冲击面在通道中水的表面以下并且通过通道中的水抽出水流而喷射以冲击流体冲击面。

根据以上教导可以对本发明进行许多修改和变形。因此，应当理解的是，在所附的权利要求书的范围内，本发明可以以除了本文具体说明的方式之外的其他方式来实施。