本發明涉及一種單擺秋千及單擺轉輪，屬于游樂設施。

背景技術：

1、在公園看到人們在蕩秋千時，沒有外力推拉，全靠蕩秋千的人重復的站起來后又蹬下去，這樣重復地進行這一動作，秋千就會越蕩越高，有的甚至還可以做360度的旋轉運動。

2、目前游樂園所有的做旋轉運動或往復擺動運動的游樂設施中，如海盜船，大擺錘，摩天輪等大都是電動機通過減速箱變速后，再通過皮帶輪或橡膠摩擦輪等傳動件來帶動的，這種常見的傳動方式結構復雜，傳動效益低，電機功率大，且運動軌跡單一。

3、在現有的雙擺裝置中，重球的運動軌跡均為毫無規律的混沌擺狀態，無法利用。

技術實現思路

1、本發明旨在提供一種單擺秋千及單擺轉輪，該單擺秋千可以降低造價，節省驅動功率，降低運營成本，進一步地，單擺轉輪可以增加運動軌跡，使游客享受多種游樂設施的感受。

2、為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

3、一種單擺秋千，包括擺桿和連接在擺桿外端部的座椅，其結構特點是，所述擺桿與一個可繞轉軸擺動的伸縮電磁鐵相連；

4、所述座椅在擺動過程中具有如下兩種狀態中的一種：

5、狀態一：座椅從前止點或后止點向最低點移動時，伸縮電磁鐵的鐵芯伸出而使座椅具有最大擺動半徑；

6、狀態二：座椅從最低點向前止點或后止點移動時，伸縮電磁鐵的鐵芯縮回而使座椅具有最小擺動半徑。

7、發明人根據蕩秋千這一運動現象，總結了一條單擺運動規律：運動中的單擺，如果其擺臂的長度能夠不停的變化，且變化的頻率與擺球擺動的頻度同步并產生共振，即上擺時擺臂縮短，下擺時擺臂伸長，此時能量疊加，這個單擺就會不停的擺動，并且擺幅越擺越大，甚至還可以做360度旋轉運動。運用這條規律，發明人設計出了一系列擺桿長度可以調節的擺動或旋轉的游樂裝置。

8、本發明運用單擺運動規律，利用伸縮電磁鐵驅動，重復改變擺臂的長短，使游樂裝置中心線左右兩邊產生重力差，從而帶動該裝置不停做往復擺動或圓周旋轉運動，這樣便簡化了結構，降低了造價，節省了驅動功率，降低了運營成本，同時還增加了運動軌跡，使游客享受多種游樂設施的感受。

9、根據本發明的實施例，還可以對本發明作進一步的優化，以下為優化后形成的技術方案：

10、在其中一個優選的實施例中，所述鐵芯的下端通過絲扣接頭與擺桿固定連接。

11、在其中一個優選的實施例中，所述伸縮電磁鐵通電時鐵芯縮回，斷電時鐵芯伸出。

12、基于同一個發明構思，本發明還提供了一種單擺轉輪，其包括由若干根導軌首尾相連形成的多邊形框架，各導軌通過相應的輪轂支撐在中心軸上；

13、每根導軌包括直線導軌段和位于直線段兩端的弧形導軌段，弧形導軌段的外端設有擋板；

14、所述導軌內設有滑車，該滑車的滑車支撐板上安裝有兩根滾輪軸，在滾輪軸上對應的安裝有滑車滾輪；在滑車支撐板的中部設有相對導軌側壁伸出的擺桿支撐軸，在擺桿支撐軸上通過單向軸承安裝有所述的單擺秋千；

15、每根導軌內的所述滑車滾輪在兩個弧形導軌段之間往復移動，且兩個弧形導軌段的朝向相反。

16、在其中一個優選的實施例中，所述擋板內側設有緩沖橡膠板或蓄力彈簧。

17、在其中一個優選的實施例中，所述擋板的中心孔與一相對導軌端部伸出的斜齒滑桿滑動連接，套在斜齒滑桿上的所述蓄力彈簧位于滾輪擋板與導軌端部之間；所述斜齒滑桿上開設有斜槽；

18、所述導軌端部外側裝有扭簧，該扭簧的扭轉端與一撥桿相連，該撥桿通過斜面插銷插入所述斜齒滑桿的斜槽中，當蓄力彈簧被壓縮、斜齒滑桿向外伸出時所述斜面插銷從所述斜槽中脫離。

19、在其中一個優選的實施例中，所述導軌有六根，六根導軌首尾相連形成一個六邊形框架。

20、基于同一個發明構思，本發明還提供了一種混合單擺秋千，其包括固定在機架上方的主軸支撐座，裝在主軸支撐座上的長擺主軸、長擺方形滑套、升降擺動裝置，位于長擺主軸左側的第一蓄力裝置、位于長擺主軸下方的第二蓄力裝置和位于長擺主軸右側的第三蓄力裝置；

21、所述升降擺動裝置包括長擺桿a、短擺桿b和客艙；所述長擺桿a的一端連接在方形滑套主軸上，長擺桿a的另一端通過短擺支撐軸與短擺桿b的一端鉸接相連，短擺桿b的另一端與客艙相連；

22、所述第一蓄力裝置和第三蓄力裝置相對長擺主軸對稱設置且結構相同；

23、所述客艙在擺動過程中具有如下兩種狀態中的一種：

24、狀態一：所述升降擺動裝置從脫離第一蓄力裝置或第三蓄力裝置移動到接觸第二蓄力裝置擺動的區間朝下擺時，所述擺動裝置的擺動半徑為長擺桿a的長度l1加上短擺桿b的長度l2(簡稱加長擺桿)；

25、狀態二：所述升降擺動裝置從脫離第二蓄力裝置移動到接觸第一蓄力裝置或第三蓄力裝置擺動時的區間朝上擺時，所述擺動裝置的擺動半徑為(簡稱縮短擺桿c)。

26、在其中一個優選的實施例中，所述第一蓄力裝置和第三蓄力裝置均包括裝在壓板固定轉軸上的活動傾斜壓板，設置在活動傾斜壓板下側用于驅動活動傾斜壓板擺動的伸縮電磁鐵，以及設置在活動傾斜壓板上側用于蓄能的壓板彈簧；在客艙擺動至所述活動傾斜壓板下方時，驅動活動傾斜壓板繞壓板固定轉軸向上擺動，從而壓縮所述壓板彈簧。

27、在其中一個優選的實施例中，所述第二蓄力裝置包括位于長擺主軸正下方的碰撞圓弧座以及設置在所述碰撞圓弧座背離長擺主軸一側的蓄力大彈簧；所述客艙下擺到最下方時，碰撞滾輪驅動碰撞圓弧座壓縮蓄力大彈簧至最短長度。

28、在其中一個優選的實施例中，所述蓄力大彈簧處于自由狀態時，所述長擺桿a的長度l1大于碰撞圓弧座最高凸面與長擺主軸轉動中心之間的距離；

29、所述蓄力大彈簧處于最大壓縮狀態時，所述碰撞圓弧座最高凸面與長擺主軸轉動中心之間的距離等于長擺桿a的長度l1；

30、所述碰撞滾輪沿著碰撞圓弧座滾動的過程中，所述客艙位于長擺桿a的前側。這是因為安裝在長擺桿a上的碰撞滾輪受到了阻力，短擺桿b沒有受到阻力，這樣客艙按照原擺動速度擺動，而長擺桿a的擺動速度滯后。

31、在其中一個優選的實施例中，所述碰撞圓弧座兩側對稱設置有傾斜導軌，所述碰撞滾輪沿著傾斜導軌移動時所述長擺桿a和短擺桿b位于同一直線上，所述擺動裝置的擺動半徑等于長擺桿a的長度l1加上短擺桿b的長度l2。

32、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

33、1、本發明的安全座椅通過調節伸縮電磁鐵的通電時長和電流大小來精準控制擺幅大小。線圈電源的通斷既能實現自動控制，也可由游客手動操控遙控開關，方便游客依據自身身體狀況靈活調整安全座椅的擺幅，同時還有助于提升游客的反應能力。

34、2、通過本發明，游客能夠體驗多種運動軌跡帶來的刺激，運動量也隨之增加。值得一提的是，整個裝置無需大功率電機驅動，僅靠小功率伸縮電磁鐵按順序通電即可帶動運行。小功率伸縮電磁鐵的通電時間只需滿足特定轉角所需時間，極大地節約了電能，有效降低了運營成本。此外，本實施例省去了橡膠摩擦輪、減速箱、大功率電機以及幾十米對徑的摩擦滾輪，不僅簡化了結構、降低了造價，還豐富了運動軌跡，讓游客能獲得多種游樂設施帶來的體驗，實現了低成本、高品質的運營。

35、3、本發明巧妙運用了蓄力彈簧儲存的彈性勢能，來增加四輪滑車下滑前的初速度，以此提高滑行速度。同時伸縮電磁鐵的行程得以縮短，耗電量也隨之減少。此外，本實施例還利用了重球在最低位置時對滾輪檔板的沖擊力以及對擺桿產生的拉力(即離心力)來做功，進一步節省了電能，降低了運營成本。

36、4、本發明將單擺裝置和雙擺裝置進行了有序組合。在重球下擺運動時，擺臂伸長；上擺運動時，擺臂縮短。這一設計增加了下擺時重力做功的扭矩，減少了上擺時重力做負功的扭矩，從而節省了驅動功率。

37、5、本發明通過巧妙設計長擺方形滑套和方形滑塊的結構，當擺球下擺到最低位置、離心力最大時，長擺方形滑套在碰撞滾輪及相關零部件的作用下向上移動一小段距離，此時所有沖擊力和離心力不再作用于長擺主軸，而是全部壓在蓄力大彈簧上，轉化為彈性勢能儲存起來。當擺桿剛擺過垂直位置，長擺方形滑套立即下降并掛在方形滑塊上，此時整個擺動裝置的重量又由長擺主軸支撐，蓄力大彈簧儲存的彈性勢能全部釋放轉化為動能，推動重球快速繞長擺主軸上擺，增大了上擺幅度。

38、6、本發明巧妙地采用了單、雙擺定時轉換，當擺球從高處下擺時，裝置為單擺結構，擺臂長、擺速大，撞擊力也大。在擺球與彈簧座碰撞前，裝置通過傾斜導軌迅速轉變為雙擺結構。碰撞發生后，擺球仍能以原速度繼續擺動，擺速不受影響。此時，撞擊力和離心力壓縮蓄力大彈簧，儲存的壓力勢能在上擺運動時釋放，成為推動重球快速上擺的動力。