專利名稱：一種動力秋千裝置的制作方法
一種動力秋千裝置技術領域
本案主要涉及一種輕型自然的大擺弧動力秋千裝置的傳動及驅動，尤其適用于 民間休閑娛樂。技術背景
目前民俗生活中需要一種自娛自樂而又接近原始自然的輕型動力秋千裝置，其 性能要求價廉而簡單.實用.輕型且超大擺弧，而游樂場的大型機械化秋千不能滿足各種 自然場合民俗娛樂的個性化需求。
另一方面根據專利申請號為200710049764.x，即《—種直驅電機裝置》，說明 了有基本功率驅動器的直驅電機裝置能直接驅動滾擺體自然擺動，但是缺乏專用的傳動 裝置，采用傳統的傳動裝置無法再現原始秋千的特色。
已知在專利申請號為200910164359.1，即《涉及廣泛運用的一種電動滾擺體的 拉索牽引裝置 >>，其裝置包括由秋千.拉索.外轉子式或內轉子式電動機.索輪或絞車輪 電機控制器.支撐體組成；索輪或絞車輪固定于內轉子式電動機的轉軸上或固定于外轉子 式電動機的轉輪上，直驅電動機固定于支撐體上部，有開口的支撐體位于秋千一側，內 轉子式電動機一般含有機座或相當于機座的固定結構；拉索牽引裝置的連接關系是，拉 索的中部活動繞連于索輪或絞車輪上，拉索一端是懸掛連接配重的動滑輪或滑輪組的提 升裝置，拉索的另一端連接側面的秋千；其缺陷是由于受限于拉索牽引的滯后性，使其 拉索牽引適于7米行程的范圍內，而刺激性秋千娛樂要求在15米上下的行程。發明內容
為實現動力秋千再現原始秋千的自然特色及超大擺弧的刺激性，完善通用型滾 擺體的重要組成，而豐富民間休閑文化生活。本發明采用一種動力秋千裝置的傳動及驅 動方案，其原理是在專利申請號為200910164359.1的拉索側拉式輕型動力秋千的背景 下，將拉索側拉牽引改為拉索下拉牽引以實現牽引行程翻倍，進而本發明還采用下拉的 拉索牽引裝置位于弧形槽坑體中以實現隱蔽及安全措施；進而本發明還可優選采用新型 的復合型驅動裝置，同時電機還可優選采用直驅電機裝置為動力；故一種動力秋千裝置 的方案如下；
一種動力秋千裝置(圖1)包括由秋千15.拉索6.含有機架觀的外轉子式電動機 1或內轉子式電動機.索輪或絞車輪3.動滑輪20.坑體10組成，索輪或絞車輪固定于內轉 子式電動機的轉軸上或固定于外轉子式電動機的轉輪上，電動機固定于坑體10上部，坑 體10頂部有坑口 21，坑體10位于秋千15下方；內轉子式電動機1 一般含有機座或相當 于機座的固定結構；拉索牽引裝置的連接關系是，拉索的中部活動繞連于索輪或絞車輪 3上，拉索一端是懸掛連接配重7的動滑輪或滑輪組的提升裝置，拉索的另一端向上引出 而連接上部的秋千15。一由于秋千及牽引裝置隱蔽不影響環境且簡單經濟；由于采用拉 索下拉牽引秋千的行程適用范圍5-15米，使拉索牽引有效行程比拉索側拉式牽引行程大一倍，拉索牽引有效行程從7米到15米是從量到質的變化，突出了民俗性.輕型且自然秋 千的特點。
根據上訴基本的一種動力秋千裝置的又一實例是(圖6及圖7)，所訴的絞車輪3 固定于外轉子式電動機1的轉輪面上。一由于采用外轉子式電動機轉輪面上固定的絞車 輪，使拉索驅動裝置的傳動速率大，且簡單而實用。
根據前訴基本的一種動力秋千裝置又一實例是(圖幻，所訴的絞車輪3固定于外 轉子式電動機1的側面。一由于采用外轉子式電動機轉輪側面上固定的絞車輪，使拉索 驅動裝置的傳動力距大而實用。
根據前訴基本的一種動力秋千裝置又一實例是(圖幻，所訴外轉子式電動機1 的轉輪面上有定位的索輪35，電動機1的轉輪側面固定絞車輪3，索輪35是絞車輪3有 效外徑的3倍；拉索的中部活動繞連于索輪35上，拉索一端是懸掛連接配重7的滑輪組 的提升裝置，拉索的另一端連接側面的秋千15下部，絞車輪3作為滑輪組的一部分。一 由于采用索輪與絞車輪復合的驅動裝置，使拉索驅動裝置的傳動速率及傳動力距都大， 且簡單而實用，是本發明的代表性方案。此復合型的驅動裝置同樣適于專利申請號為 200910164359.1中的拉索側拉式的輕型滾擺體拉索牽引裝置。
根據所有的一種動力秋千裝置又一實例是(圖幻，所訴地面的坑體10位于弧形 槽坑體36的底部，相應秋千15的支架17固定于弧形槽坑體36兩側上部的地面上。一 由于采用地面下的弧形槽坑體替代一半的秋千架高度，使高速秋千的安全系數絕對性提高。
根據上訴有弧形槽坑體的一種動力秋千裝置又一實例是，所訴支架17是2-4棵 樹。一由于秋千采用樹干為支架，一方面符合自然環境，另一方面經濟而實用。
根據所有的一種動力秋千裝置又一實例是，所訴電動機采用有基本功率驅動器2 連接的直驅電機1裝置。一由于采用直驅電機裝置使秋千的動力控制簡單。還由于采用 直驅電機裝置的快速反應能力，使得直驅電機裝置能滿足瞬時改變轉動方向而反轉的要 求。
一種動力秋千裝置的電動機如采用常用外轉子或內轉子的電動機時，需要采用 相應的控制器控制電動機的驅動狀態，雖能實現，只是變向變速驅動功能復雜，如采用 有定時同步驅動的功率驅動器實現，就落后了。因而本案優選采用的動力裝置是根據專 利申請號為200710049764.x，為《—種直驅電機裝置》，已詳細說明了有基本功率驅動 器的外轉子直驅電機裝置能直接驅動秋千自然擺動，及基本功率驅動器的優選方案，又 由于在專利申請號為200910164359.1的拉索側拉式輕型動力秋千的相關細節，故在參考 的基礎上較簡明，在本案中的動力秋千采用有基本功率驅動器的直驅電機為動力裝置是 通用的，因而文中不再反復強調。并且采用有基本功率驅動器的直驅電機驅動的秋千驅 動柔性好，這一點由于是定性，故在文中不必反復強調。
以圖1為代表進一步說明一種動力秋千裝置的基本具體傳動及驅動細節是，使 用時，以助力或電動啟動秋千擺動，啟動后，秋千每一個擺動周期中拉索牽引裝置有兩 次驅動行程與儲能行程反復交替進行的過程。儲能行程是，當秋千遠剛離平衡位置時， 直驅電機受秋千拉索的拉力導向跟隨啟動而牽引配重上升，而使配重儲能，當秋千在高 勢能的回擺點位置而瞬間靜止時，秋千對拉索暫時無拉力，此刻因電機單獨的驅動力距相對小于配重重力牽引的力距，而使電機先制動而后趨于反轉，儲能行程結束。隨著秋 千自然回擺運動，接著開始驅動行程是，電動機因配重導向跟隨啟動而通過拉索拉進秋 千，配重同時下降而作功，當秋千由遠擺動至近處的平衡位置時，電動機受牽引阻力陡 增而瞬間制動，驅動行程結束；當秋千因慣性越過并遠離平衡位置時，秋千通過拉索的 拉力使電機瞬間開始反轉而開始儲能行程。也就是說每當秋千由遠擺動至近處的平衡 位置階段時，電機與配重同時對秋千牽引作功；每當秋千由近處的平衡位置擺動至遠處 階段時，電機與秋千同時對配重儲能而作功；每當秋千在通過平衡位置或高勢能的回擺 點位置時電動機都會被迫反轉；由于由于采用直驅電機裝置的快速反應能力，使得直驅 電機裝置能滿足瞬時改變轉動方向而反轉的要求；驅動行程與儲能行程如此反復交替進 行，使很小動態的秋千由于機械能的不斷積累，使得秋千的擺幅逐步增大，從而獲得以 弱驅強的效果；因而可知配重通過單根拉索的連接參與了秋千振蕩的傳動及牽引。
為確保直驅電機裝置的快速反轉能力，本發明優選外轉子式直驅電機，是由 于采用外轉子電機可比外定子電機的絞車輪直徑大，以及拉索繞可繞連于絞車輪上一 周及以上，固徹底解決了拉索打滑的問題；并且外轉子電機可有足夠傳動力距及速 率；并且可采用普通拉索。而動力秋千需采用內轉子式直驅電機時，可借用背景專利 200710049764.x中的拉索牽引裝置的結構，故無須詳訴；同理本發明中的優選拉索牽引 裝置也可用于上訴背景專利中的滾擺體，即兩件專利中的拉索牽引裝置實際可以簡單互 換。
本方案突出特點是，由于采用動滑輪或滑輪組提升裝置收線，使拉索有足夠牽 引行程；由于采用拉索在秋千平衡位置的下部牽引，使牽引的拉索牽引行程的行程為水 平的一倍而不滯后，又由于采用地面下的弧形槽坑體高度替代了一半的秋千架，使高速 秋千的安全系數絕對性提高，秋千及牽引裝置隱蔽不影響環境且簡單經濟；又由于解開 拉索的自然秋千還可供人們自行鍛煉身體；突出了民俗性.輕型且自然秋千的特點，適用 于各種室外場地的休閑.娛樂，綜合優良的性能使一種動力秋千裝置可再現原始秋千簡單 經濟.實用.輕型且超大擺弧的特色，是通用型滾擺體的重要組成部分，可豐富民間休閑 文化生活。
圖1.有動滑輪提升裝置的秋千牽引裝置結構圖
圖2.秋千牽引裝置最佳的弧形槽坑體的輪廓圖
圖3.側式絞車輪驅動裝置結構圖
圖4.絞車輪驅動裝置組件的結構圖
圖5.絞車輪驅動裝置組件的結構圖
圖6.外置式絞車輪驅動裝置的組件結構圖
圖7.復合型驅動裝置的秋千牽引裝置結構圖
圖8.有導輪的坑蓋的結構圖
附圖標記
電動機/外轉子電機/外轉子式直驅電機1電機控制器或基本功率驅動器2
絞車輪3定軸4螺帽5拉索6配重7軸桿8坑體10
轉輪11 軸套12定位鉤13懸掛索14秋千15 導輪16
支架17軸承18坑蓋19動滑輪20坑口 21 定位繩22
導線輪23護繩M導線25窄索輪槽沈秋千座27機架28
(復合型)絞車輪驅動裝置四絞車輪驅動裝置30動滑輪提升裝置32
滑輪組提升裝置33 (寬)索輪35弧形槽坑體36
具體實施例一
本方案為一種基本的下拉式動力秋千裝置，如圖1為有動滑輪提升裝置的秋千 牽引裝置結構圖所示，及如圖3為側裝式絞車輪驅動裝置結構圖所示。
在圖1及圖3中，一種動力秋千裝置包括以下組成，秋千15.拉索6.含有機架觀 的外轉子式直驅電機1.絞車輪3.動滑輪20.基本功率驅動器2.坑體10組成，坑體10位 于秋千15下方，坑體10頂部有坑口 21，直驅電機經機架觀固定于坑體10上部，絞車 輪3固定于直驅電機的轉輪上；拉索牽引裝置的連接關系是，拉索的中部活動繞連于絞 車輪3上，拉索一端是懸掛連接配重7的動滑輪的提升裝置32，拉索的另一端向上引出而 連接上部的秋千15下部。拉索活動繞連絞車輪3后的動滑輪的提升裝置32具體是，拉 索先活動繞連動滑輪20后，拉索向上固定于坑體10的上部，動滑輪20的活動軸上懸掛 連接配重7，即拉索牽引的行程為配重落差的2倍。其中坑體一般為2-3米，坑體一般需 加固及排水；配重的上下行程一般為2-2.5范圍，則秋千的擺動牽引行程相應為5米，更 大的牽引行程需換用滑輪組進行收線。
上訴方案中包含了絞車輪驅動裝置四，如圖3中，絞車輪3—端固定于直驅電 機1的轉輪11側面，絞車輪3 —端活動定位于電動機1較長的定軸上而可轉動，但由于 實際中為了利用已有外轉子式電動機的成品，可以按圖4中的外轉子式電動機展開圖而 組裝，在圖如中，直驅電機1 一側的加長軸桿8 —端上固定軸套12，中空的軸套12中 可固定于電動機1的定軸4上，加長軸桿8—端由螺帽5可固定于機架觀上，軸桿8上 還有用于定位絞車輪3的軸承18，直驅電機1的定軸4中引出導線25，外轉子式直驅電 機上的寬索輪35是在另一實施例中運用，在圖4b中的絞車輪3有螺線槽以防拉索自纏， 圖4c中為用于固定電動機的機架觀。這種絞車輪驅動裝置四適合于力距型的小行程牽 引。
上訴絞車輪驅動裝置四還可以是絞車輪驅動裝置30，如圖5及圖6中，不同之 處在于絞車輪3固定于轉輪上面，絞車輪3是中空的。這種絞車輪驅動裝置四適合于速 度型大行程牽引，拉索不易損壞，缺點是牽引力距小。
秋千一般有支架17而支撐于地面上，為進一步考慮大擺幅秋千的安全性，而可 將大擺幅秋千15的地面設置為圖1及圖2中的弧形槽坑體36，相應地面的坑體10位于弧 形槽坑體36的底部，支架的高度大致與坑體深度相當，如此人員從秋千上掉落時，就減 少了大部分勢能危險，而動勢能危險可用坑體中的軟材料化解。還在于降低了對支架的 高度及結構強度要求，進而秋千的支撐體還可采用2-4棵樹干為支架，一方面符合自然 環境，另一方面經濟而實用。
從基本的動力秋千裝置可以表明，由于解開牽引拉索時的自然秋千還可供人們 自行鍛煉身體；突出了民俗性.輕型且自然秋千的特點，適用于各種室外場地的休閑.娛 樂，綜合優良的性能使一種動力秋千裝置可再現原始秋千簡單.安全.經濟.環保.實用.輕型且擺弧大的特色。
具體實施例二
本方案采用復合型驅動裝置的下拉式秋千牽引裝置，以實現一種大擺弧的動力 秋千裝置，是解決動力秋千牽引裝置的牽引力距與大行程難以兼顧的矛盾。
在具體實施例一說明了圖3中為側裝式絞車輪驅動裝置結構圖的基礎上，本方 案同樣在圖3中采用復合型絞車輪驅動裝置四，具體是，絞車輪3 —端仍固定于直驅電機 1轉輪11的轉輪側面，還在于外轉子式直驅電機上增加了寬索輪35，寬索輪35中還可以 包括窄索輪槽26。
在上訴復合型絞車輪驅動裝置四的基礎上，如圖7為復合型驅動裝置的秋千牽 引裝置結構圖所示的一種動力秋千裝置包括以下組成，秋千15.拉索6.復合型絞車輪驅 動裝置四.基本功率驅動器2.兩個動滑輪20.導線輪23.坑體10組成，坑體10位于秋千 15下方，秋千的懸掛索14下是秋千座27，坑體10頂部有坑口 21，復合型絞車輪驅動裝 置四固定于坑體10上部；拉索牽引裝置的連接關系是，拉索的中部活動繞連于索輪35 上，拉索一端是懸掛連接配重7的滑輪組的提升裝置33，拉索的另一端向上引出而連接 上部的秋千15的下部。拉索活動繞連索輪35后的滑輪組的提升裝置33具體是，拉索6 先活動繞連導線輪23后，拉索再向下活動繞連一個動滑輪20，拉索再向上活動繞連絞車 輪3，拉索再活動繞連另一個動滑輪20，最后拉索固定于坑體10上部，兩個動滑輪20的 活動軸上懸掛連接配重7，絞車輪3作為滑輪組的一部分。即拉索牽引的行程為配重7落 差的4倍，其中坑體一般為3-4米，配重的上下行程可為3.7米范圍，則秋千的擺動牽引 行程相應最大為15米，但不可使秋千擺弧達到170度，以免乘坐的秋千失去平衡，只要 限制驅動功率即可。
此外輔助結構還包括，為防止人員掉落，懸掛索14上繞有安全護繩M ；為防止 人員在坑口 21處踩空，如圖8為有導輪的坑蓋的結構，坑蓋19處設導輪16，拉索6可從 導輪16間通過。定位鉤13及定位繩22用于一個人時秋千以較小勢能幫助啟動。
本方案增加的優點在于，由于絞車輪與索輪同時參與拉索牽引，故拉索牽引不 易打滑且傳動速度快且牽引行程大，當拉索因牽引力距不足時，索輪將出現打滑而以絞 車輪強制傳動，故可巧妙地克服牽引力距不足時的缺點。總之本方案具有再現原始秋千 的綜合優良性能的一種動力秋千裝置，是本發明的代表性實施例。此外，復合型絞車輪 驅動裝置四同樣適于專利申請號為200910164359.1中的拉索側拉式的輕型滾擺體拉索牽 引裝置。
權利要求
1.一種動力秋千裝置包括由秋千.拉索.有機架(28)的外轉子式或內轉子式電動機， 索輪或絞車輪.動滑輪(20).支撐體組成；索輪或絞車輪固定于內轉子式電動機的轉軸上 或固定于外轉子式電動機的轉輪上，電動機固定于支撐體上部，拉索牽引裝置的連接關 系是，拉索的中部活動繞連于索輪或絞車輪上，拉索一端是懸掛連接配重的動滑輪或滑 輪組的提升裝置，拉索的另一端連接側面的秋千，其特征是，所訴的支撐體是秋千(15) 下方地面的坑體(10)，坑體(10)頂部有坑口(21)，拉索驅動裝置的拉索(6)另一端向上 引出而連接上部的秋千(15)。
2.根據權利要求1所訴的一種動力秋千裝置，其特征是，所訴的絞車輪(3)固定于外 轉子式電動機(1)的轉輪面上。
3.根據權利要求1所訴的一種動力秋千裝置，其特征是，所訴的絞車輪(3)固定于外 轉子式電動機(1)的側面。
4.根據權利要求1所訴的一種動力秋千裝置，其特征是，所訴外轉子式電動機1的轉 輪面上有定位的索輪(35)，電動機(1)的轉輪側面固定絞車輪(3)，索輪(35)是絞車輪 (3)有效外徑的3倍；拉索的中部活動繞連于索輪(35)上，拉索一端是懸掛連接配重(7) 的滑輪組的提升裝置，拉索的另一端連接側面的秋千(15)下部，絞車輪(3)作為滑輪組 的一部分。
5.根據權利要求1至4任一項，所訴的一種動力秋千裝置，其特征是，所訴地面的坑 體(10)位于弧形槽坑體(36)的底部，相應秋千(15)的支架(17)固定于弧形槽坑體(36) 兩側上部的地面上。
6.根據權利要求5，所訴的一種動力秋千裝置，其特征是，所訴支架(17)是以2-4棵 樹為秋千(15)的支撐體。
7.根據權利要求1至4任一項，所訴電動機采用有基本功率驅動器(2)連接的直驅電 機⑴裝置。全文摘要
一種動力秋千裝置是刺激性下拉式輕型動力秋千，涉及一種輕型自然的超大擺弧動力秋千裝置的傳動及驅動，尤其適用于民間休閑娛樂，由于秋千及牽引裝置可隱蔽不影響環境且簡單經濟，又由于秋千可以用弧形槽坑體的地面消除勢能危險而安全，當解開牽引拉索的自然秋千還可自由鍛煉身體，又由于采用拉索下拉牽引秋千的行程適用范圍5-15米，突出了再現原始秋千的民俗性、輕型且自然秋千的特點，是通用型滾擺體系列的重要組成部分，可顯著豐富民間休閑文化生活。
文檔編號A63G9/00GK102019086SQ20091016768
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月21日 優先權日2009年9月21日
發明者劉吉彬 申請人:劉吉彬