專利名稱：一種人力直升飛行游藝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是屬于游藝裝置，也是一種新的航空運(yùn)動(dòng)器械。
在全國各地現(xiàn)有的游藝場，以模擬航空航天器械的游藝設(shè)備，大多是龐大、復(fù)雜的，是以電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械將游客提升到一定高度。這些設(shè)備造價(jià)高，不能廣泛推廣。為了普及航空知識(shí)，擴(kuò)大青少年娛樂、運(yùn)動(dòng)內(nèi)容。研制一種占地少、操縱簡單、安全可靠、造價(jià)低廉，適于廣大群眾特別是青少年活動(dòng)的具有科學(xué)性、趣味性的人力直升飛行游藝設(shè)備是很必要的。本實(shí)用新型就是為了解決這個(gè)問題而設(shè)計(jì)的。
該實(shí)用新型是以直升機(jī)原理設(shè)計(jì)，利用人的腳蹬力作為動(dòng)力，通過鏈條傳送帶動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生升力。由于人的身體發(fā)出的能量所產(chǎn)生的升力有限，要把飛行器自重及人的體重提升到空中，還需要通過塔架、滑輪、鋼絲采用張力配平裝置來補(bǔ)充。這樣用有限的人力就可以輕松地把飛行器及人體提升到空中。


圖1是該實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。它由二十一個(gè)部件組成，即副配重(
圖1－1)、傳動(dòng)裝置(
圖1－2)、鎖鉤(
圖1－3)、導(dǎo)向筒(
圖1－4)、剎車裝置(
圖1－5)、框架(
圖1－6)、旋翼(
圖1－7)、橫梁(
圖1－8)、塔頂(
圖1－9)、張線(
圖1－10)、滑輪(
圖1－11)、鋼絲繩(
圖1－12)、主配重(
圖1－13)、立柱(
圖1－14)、減震筒(
圖1－15)、導(dǎo)軌(
圖1－16)、扶手(
圖1－17)、鞍座(
圖1－18)、纜繩(
圖1－19)、底座(
圖1－20)、底盤(
圖1－21)。圖2至圖8是分別表示各主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是旋翼的組裝連接示意圖，表示槳轂(圖2－22)與槳葉(圖2－24)及槳盤(圖2－23)的連接結(jié)構(gòu)。圖3是立柱連接示意圖，表示立柱中間由法蘭盤(圖3－25)連接。圖4是橫梁結(jié)構(gòu)示意圖，表示橫梁與立柱上端法蘭盤的連接。圖5是傳動(dòng)裝置的原理圖，它是由飛輪(圖5－30)、中輪盤(圖5－27)、鏈條(圖5－28)、軸承(圖5－29)、腳蹬(圖5－31)、大輪盤(圖5－32)、小輪盤(圖5－33)、圓錐齒輪(圖5－34)組成。圖6是導(dǎo)向筒中的導(dǎo)向軸承安裝示意圖。鋼絲(圖6－35)被三軸承(圖6－36)包圍。圖7表示自鎖機(jī)構(gòu)示意圖，由鎖鉤、導(dǎo)向筒及減震筒組成。圖8是剎車系統(tǒng)示意圖，由導(dǎo)向筒和剎車輪(圖7－37)組成。
該實(shí)用新型由塔架、飛行器構(gòu)架、旋翼，張力配平裝置、傳動(dòng)裝置、導(dǎo)向裝置、剎車和自鎖裝置、減震器組成。
塔架由立柱(
圖1－14)，橫梁(
圖1－8)，塔頂(
圖1－9)，張線(
圖1－10)、纜繩(
圖1－19)底座(
圖1－20)組成。立柱用φ160mm，長7900mm的鋼管可分兩段或多段中間用法蘭盤(圖4－25)及螺栓聯(lián)接。橫梁分三段，分別由75×50×6和50×32×3不等邊角鋼(圖4－8)焊后用螺栓固定(圖4)。塔頂用35×35×4角鋼焊制，為加強(qiáng)橫梁剛度，用四根φ5mm粗的鋼絲繩作張線(
圖1－10)與塔頂相聯(lián)。
飛行器構(gòu)架(
圖1－6)是一個(gè)四邊形的框架結(jié)構(gòu)(現(xiàn)作成菱形)，用45號(hào)φ28×2，φ25×15，φ30×25鋼管焊成?？蚣芟逻呌幸坏妆P，用鋼管將底盤與框架焊接連成一體，底盤用于放置付配重碼(
圖1－1)，也是游客(駕駛員)上機(jī)站立之處，相當(dāng)于其飛行器駕駛艙。飛行器構(gòu)架用于安排鞍座、腳踏板、旋翼、配重、扶手(把手)及傳動(dòng)裝置，是相當(dāng)真正直升飛行器的機(jī)身。
傳動(dòng)裝置(圖5)。由腳蹬運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)大輪盤，通過鏈條傳動(dòng)到小輪盤使小輪盤轉(zhuǎn)速加快，小輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到中輪盤，中輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過鏈條傳到飛輪，使轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)一步加快，中輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過軸承傳到圓錐齒輪，由圓錐齒輪帶動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)，圓錐齒輪模數(shù)m＝3.5，齒數(shù)z＝23，大、中、小輪盤的模數(shù)和齒數(shù)分別為m＝4，z＝48，46，32，即三者模數(shù)一樣，齒數(shù)不等。飛輪模數(shù)m＝4，齒數(shù)z＝18，鏈條節(jié)距p＝12.7mm。該傳動(dòng)裝置是一個(gè)二級(jí)傳動(dòng)，該傳動(dòng)設(shè)計(jì)的目的是在人不用花多大力氣的情況下，使旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)的速度能產(chǎn)生較大的升力，傳動(dòng)比約2～6左右。
旋翼(
圖1－7)是產(chǎn)生升力的主體，也是直升飛行器的象征。它是根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，精心設(shè)計(jì)而成。槳葉數(shù)目≥2。槳葉(圖2－24)剖面為翼型剖面，按樣板加工成型。槳葉弦長由槳根處最大(約169mm)槳梢處最小逐漸變化，槳根與槳盤連接段成圓形，以便于調(diào)正槳葉角，槳轂(圖2－22)為尼龍材料，槳盤(圖2－23)用Ly12－cz鋁板制成。每個(gè)槳葉有六個(gè)螺栓與槳盤固牢。現(xiàn)旋翼直徑為3米，三葉。
導(dǎo)向裝置(
圖1－4)采用滾珠軸承四點(diǎn)導(dǎo)向，每個(gè)導(dǎo)向筒(圖7－4)裝有兩組軸承，每組軸承(三個(gè))互相成120°(圖6－35)，導(dǎo)軌用兩根φ7.7mm的鋼絲繩(圖6－34)，導(dǎo)向裝置的作用是使飛行器沿導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，即不能太緊也不能太松。
剎車和自鎖裝置是采用線閘式，用扶手(把手)控制，剎車機(jī)構(gòu)按杠桿原理設(shè)計(jì)，靠兩組裝在導(dǎo)向筒(圖8－4)上的用橡皮輪作的剎車輪(圖8－36)加在導(dǎo)軌上的扭力來控制。自鎖是依靠彈簧回位，鎖鉤(圖7－3)用8mm厚鋼板加工而成，該裝置是保證起動(dòng)及安全的裝置。
張力配平裝置是用6×19＋62－200－I－
GB1102－74鋼絲繩(
圖1－12)安全系數(shù)＞10，保證安全可靠，張線裝在帶有軸承的滑輪上(
圖1－11)，配重塊(
圖1－13)采用鑄鐵澆鑄而成。最大重量50kg，最小0.5kg不等。配平方式可采用機(jī)械配平(通過加配重的方式)即根據(jù)乘客的體重的大小，人為的加適當(dāng)?shù)母杜渲亍Ｖ髋渲毓潭ú蛔?，重?37kg，也可以采用電機(jī)自動(dòng)配平方式目前該設(shè)備采用簡單機(jī)械配平。
減震器是用長1100mm，直徑φ90mm的鋼管加工而成的減震筒(
圖1－15)底座是鑄鐵件，最大直徑為500mm，內(nèi)加彈簧，彈簧用直徑4mm的65錳材料制成。彈簧最大壓縮量為50mm。減震器是作為飛行器及人落地時(shí)減少劇烈震動(dòng)保證安全舒適的裝置。
將上述各部件作好后進(jìn)行安裝。
先將橫梁、塔頂與立柱法蘭盤(圖4－26)用螺栓聯(lián)接起來，裝好滑輪及所有與塔架有關(guān)的鋼絲繩。
將塔架豎起，立柱埋入地下900mm，塔底座與埋好的地角螺釘固連，將四根纜繩分別與立柱成35°角分布在兩側(cè)固定，以不影響飛行器工作為宜。
將兩個(gè)減震筒底座分別與埋好的地角螺釘固定，將飛行器傳動(dòng)部分旋翼、導(dǎo)向裝置、剎車與自鎖機(jī)構(gòu)安裝好，通過滑輪將主配重與飛行器構(gòu)架連接起來，把導(dǎo)軌(鋼絲繩)穿入導(dǎo)向筒并通過減震器與地角螺釘固定。
安裝完畢后，將飛行器上下移動(dòng)，檢查調(diào)整導(dǎo)向筒內(nèi)軸承間隙及導(dǎo)軌的松緊程度，檢查傳動(dòng)部分、剎車、自鎖減震是否靈活有效。
至此，該人力飛行器即可使用。
用簡單的機(jī)械人工配平一種三葉旋翼的人力直升飛行游藝設(shè)備(
圖1)主要性能如下腳踏轉(zhuǎn)速約50轉(zhuǎn)／分旋翼轉(zhuǎn)速約200轉(zhuǎn)／分最大上升速度0.3米／秒旋翼直徑3米旋翼產(chǎn)生最大升力約12kg爬升高度7米(因立柱高度有限，其高度可隨塔高而增高)
飛行器外形尺寸 3米×0.5×2米試驗(yàn)結(jié)果表明安全可靠，操作簡便，運(yùn)行平穩(wěn)、舒適，可隨意控制上升、下降、懸停。各機(jī)構(gòu)性能效果良好，完全適合于各種娛樂，科普及體育運(yùn)動(dòng)活動(dòng)場所使用，一定深得青少年以至成年人的歡迎。
權(quán)利要求1.一種人力直升飛行游藝設(shè)備、其特征是它由塔架、飛行器構(gòu)架、旋翼、張力配平裝置、傳動(dòng)裝置、導(dǎo)向裝置、剎車和自鎖裝置、減震器組成。
2.由權(quán)利要求1所說的人力直升飛行游藝設(shè)備中的飛行器構(gòu)架，其特征是它由45＃、φ28×2、φ25×15、φ30×2.5的鋼管焊成的菱形框架及底盤組成，其上安有腳蹬、付配重、傳動(dòng)裝置、扶手、鞍座。
3.由權(quán)利要求1所說的人力直升飛行游藝設(shè)備中的旋翼，其特征在于槳葉為三個(gè)，槳葉剖面是翼型剖面(clark翼型)槳根處最大弦長為169mm逐漸向槳梢縮小，槳根與槳盤相連段成圓形，便于調(diào)正槳葉角，槳轂為尼龍材料，槳盤由Ly12－cz鋁板制成，槳葉與槳盤用螺栓固連。
4.如權(quán)利要求1所說的人力直升飛行游藝設(shè)備中的傳動(dòng)裝置，其特征在于該裝置由腳蹬，大輪盤，小輪盤，圓錐齒輪，飛輪，中輪盤，鏈條軸承組成；圓錐齒輪模數(shù)m＝3.5，齒數(shù)z＝23，大、中、小輪盤的模數(shù)和齒數(shù)分別為m＝4，Z＝48，46，32；飛輪模數(shù)m＝4，齒數(shù)z＝18，鏈條節(jié)距p＝12.7mm，傳動(dòng)比為4。
5.正如權(quán)利要求1所述的人力直升飛行游藝設(shè)備中的導(dǎo)向裝置，其特征是采用滾珠軸承四點(diǎn)導(dǎo)向，每個(gè)導(dǎo)向筒裝有兩組軸承，每組軸承(3個(gè))相互成120°分布，導(dǎo)軌用兩根直徑為7.7mm的鋼絲繩。
6.正如權(quán)利要求1所述的人力直升飛行游藝設(shè)備中的剎車和自鎖裝置，其特征是都采用線閘式，由扶手控制，剎車機(jī)構(gòu)靠兩組裝在導(dǎo)向筒上的用橡皮輪作的剎車輪加在導(dǎo)軌上的扭力控制，自鎖靠彈簧回位，鎖鉤用8mm鋼板加工制成。
7.如權(quán)利要求1所述的人力直升飛行游藝設(shè)備中張力配平裝置，其特征在于可采用簡單的機(jī)械配平和電動(dòng)自動(dòng)配平，機(jī)械配平通過主配重和付配重；主配重通過鋼絲繩穿過滑輪與飛行框架相連，主配重固定重量為137kg，付配重以鑄鐵澆鑄成的砝碼依人的體重大小調(diào)整配平偏差施加付配重的多少。
8.如權(quán)利要求1所述的人力直升飛行游藝設(shè)備中的減震器，其特征在于減震器是用長1100mm，直徑為90mm鋼管加工成的減震筒底座是鑄鐵件，最大直徑為500mm，減震筒內(nèi)裝有用直徑4mm、65Mn材料制成的彈簧其最大壓縮量為50mm。
9.如權(quán)利要求1所述的人力直升飛行游藝設(shè)備中的塔架，其特征在于它由立柱、橫梁、塔頂、張線、纜繩、底座組成，立柱用φ160mm長7900mm的鋼管，可分成兩段，中間用法蘭盤及螺栓連接，橫梁分三段，分別由75×50×6和50×32×3不等邊角鋼焊后用螺栓固定，塔頂用35×35×4角鋼焊制，為加強(qiáng)橫梁剛度，用四根φ5mm粗的鋼絲繩作張線與塔頂相聯(lián)。
專利摘要一種由塔架、飛行器構(gòu)架、旋翼、張力配平裝置、傳動(dòng)裝置、導(dǎo)向裝置，剎車及自鎖裝置、減震器組成的人力直升飛行游藝設(shè)備是一種可供廣大群眾娛樂、體育、科普活動(dòng)的新穎而理想的器械，其主要性能是腳踏轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分，旋翼轉(zhuǎn)速約200轉(zhuǎn)/分(旋翼直徑3米(三葉)，旋翼產(chǎn)生的最大升力為12kg，最大上升速度約為0.3米/秒，爬升高度7米(可隨塔架增高而增高)，飛行器外形尺寸3×0.5×2米，飛行的空重61kg，試驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)備造型新穎，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運(yùn)行舒適，安全可靠。
文檔編號(hào)B64C31/00GK2045664SQ8820823
公開日1989年10月11日 申請(qǐng)日期1988年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月14日
發(fā)明者杜惠芳, 徐揚(yáng)禾, 那源泉, 黃杰, 顧高墀 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)(原北京航空學(xué)院)