一种巨型摩天轮用大时针及大时针控制方法与流程

本发明涉及摩天轮领域，具体为一种巨型摩天轮用大时针及大时针控制方法。

背景技术：

摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，上面挂在轮边缘的是供乘客乘搭的座舱，乘客坐在摩天轮慢慢的往上转，可以从高处俯瞰四周景色，最常见的摩天轮一般出现在游乐园(或主题公园)与园游会里，作为一种游乐场机动游戏，与云霄飞车、旋转木马合称是“乐园三宝”，但摩天轮也经常单独存在于其他的场合，通常作为活动的观景台使用。

现有的摩天轮结构单一，外表简单，无法融合自然景观和当地的地域文化，其外观缺乏创新，夜晚无法成为当地地标性结构，给市民提供了一个亲近、感受自然的场所。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为了解决现有的摩天轮结构单一，外表简单，无法融合自然景观和当地的地域文化，其外观缺乏创新，夜晚无法成为当地地标性结构，给市民提供了一个亲近、感受自然的场所的问题，提供一种巨型摩天轮用大时针及大时针控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种巨型摩天轮用大时针及大时针控制方法，包括摩天轮主体，所述摩天轮主体的外侧设置有灯光屏，且摩天轮主体的内部位于灯光屏的内侧设置有分针，所述分针的外侧连接有时针，且分针的一端安装有分针驱动，所述时针的一端安装有时针驱动。

优选地，所述灯光屏的内部设置有led点光源，且灯光屏的外侧设置有刻度，所述led点光源的数量为多组，多组所述led点光源之间间距为150mm，所述分针驱动和时针驱动的输出端皆连接有涡轮蜗杆。

优选地，所述分针和时针的外侧设置有勾边灯光组，且分针长度为15m，所述时针的长度为8m，所述勾边灯光组之间间距为100mm，所述分针和时针皆采用高强铝合金材质。

优选地，所述时针的外侧设置有光源罩，且光源罩的内部设置有led点光源，所述led点光源的数量为多组，多组所述led点光源之间间距为100mm，所述光源罩的外侧设置有曲面玻璃钢壳。

优选地，所述包括以下步骤：

步骤一：控制摩天轮主体进行转动，摩天轮主体转动过程中带动多组轿厢进行转动；

步骤二：控制灯光屏外侧的led点光源亮起，同时控制灯光屏外侧的刻度亮起；

步骤三：控制分针驱动和时针驱动分别带动分针和时针进行转动，模拟钟表转动轨迹，使得摩天轮主体的一侧形成巨大的钟表；

步骤四：上述步骤一～步骤三可以同时控制启动，摩天轮主体需要定期维修维护。

优选地，所述步骤一中摩天轮主体的运行需要包括：

s1：结构设计使用寿命15年；

s2：除例行检修外，每天正常运营24小时；

s3：抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为i组；

s4：轿厢指针运行时的最大风速为15m/s，超过15m/s前停止运行；设计极限最大基本风压35kpa，地面粗糙度b类；

s5：轿厢运营状态下，恒、活荷载考虑动载系数1.1；

s6：运行状态下的安全系数，对指针框架，内外轴结构受力部件大于3.5，极限状态下，按照钢结构设计规范进行设计校核，指针框架、内外轴结构受力部件不屈服。

优选地，所述步骤三中控制分针驱动和时针驱动分别带动分针和时针进行转动包括：

s：时针和分针各采用1台交流伺服电机带动，每台伺服电机均带有高精度编码器，配合专用伺服控制器，使指针能以毫米为单位进行控制；

s2：在操作房设有可编程控制器plc、触摸屏及2台伺服控制器，用于对分针、时针进行控制；

s3：在主轴上设置4个传感器，每90度设1个，反馈信号接入plc，用于对指针位置的误差进行校核；

s4：在触摸屏上设有时钟的模拟图像，同步显示时针的指向及时间；

s5：指针的指向时间可通过plc的内在时钟进行自动校核，也可通过操作触摸屏进行人工校核；

s6：当停机或停电后，plc将指针的位置数据存入停电保存存储器，在设备重启时，控制程序自动将实时时间与之前保存的数据进行比较、判断，计算出差值后，控制伺服电机快速运行，使指针在短时间内，达到当前时间位置。

优选地，所述分针和时针基本参数为：指针形式为传统时针-分针结构；驱动方式为交流伺服电机减速机 回转驱动；驱动功率为2x1kw，共2kw；轮廓灯为1kw；控制方式为plc。

优选地，所述摩天轮主体的外侧涂刷有抗腐蚀涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置的摩天轮主体、灯光屏、分针、时针、分针驱动、时针驱动，实现了动态时针分针机构位于轿厢悬臂内轴外侧，指针结构为传统时针-分针结构，表盘刻度采用摩天轮轮缘的灯光屏模拟，时针-分针结构框架巨大，分钟回转直径达30米，本指针系统设计融合自然景观和当地的地域文化，兼顾生态、旅游、景观等多种功能，其外观造型新颖，寓意美好，加之夜晚彩灯绚丽，与观览车融为一体，给市民提供了一个亲近、感受自然的场所。

2、本发明通过设置的摩天轮主体、灯光屏、分针、时针、分针驱动、时针驱动，实现了分针及时针独立运行，各由一套伺服驱动系统带动，旋转轴采用内外轴设计，内轴与时针连接，外轴与分针连接，时针和分针可分别正反转运行，指针调整方便，内外轴分别与回转驱动连接，回转驱动结构承载弯矩及扭矩能力大，能有效抵抗风荷载及指针惯性的影响，指针结构抵抗外载荷能力较强，且两组驱动的输出端分别安装有蜗轮蜗杆，涡轮蜗杆传动的回转驱动可以实现反向自锁，提高指针在抗风力影响下的行程精度，完全符合游乐设施标准，设计有很快的赶针速度，分针为5倍的赶针速度，时针为50倍赶针速度，时针和分针结构中分别设置导电滑环装置，在时针分针表面轮廓进行led灯勾勒，美观度高。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的分针时针连接结构示意图；

图4为本发明的分针时针连接结构剖视图。

图中：1、摩天轮主体；2、灯光屏；3、分针；4、时针；5、分针驱动；6、时针驱动。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种巨型摩天轮用大时针及大时针控制方法，包括摩天轮主体1，摩天轮主体1的外侧设置有灯光屏2，且摩天轮主体1的内部位于灯光屏2的内侧设置有分针3，分针3的外侧连接有时针4，且分针3的一端安装有分针驱动5，时针4的一端安装有时针驱动6。

本发明通过设置的摩天轮主体1、灯光屏2、分针3、时针4、分针驱动5、时针驱动6，实现了动态时针分针机构位于轿厢悬臂内轴外侧，指针结构为传统时针-分针结构，表盘刻度采用摩天轮轮缘的灯光屏模拟，时针-分针结构框架巨大，分钟回转直径达30米，本指针系统设计融合自然景观和当地的地域文化，兼顾生态、旅游、景观等多种功能，其外观造型新颖，寓意美好，加之夜晚彩灯绚丽，与观览车融为一体，给市民提供了一个亲近、感受自然的场所。

请着重参阅图1，灯光屏2的内部设置有led点光源，且灯光屏2的外侧设置有刻度，led点光源的数量为多组，多组led点光源之间间距为150mm，分针驱动5和时针驱动6的输出端皆连接有涡轮蜗杆。

本发明中，正面轮缘布置led点光源(形成面)，可以体现上图所示的钟表刻度，摩天轮旋转时，刻度位置始终不会变化，轮缘led点光源屏(时钟刻度)由φ30的led全彩草帽灯(布置间距150)、固定装置、供电装置、控制系统、同步系统组成，且两组驱动的输出端分别安装有蜗轮蜗杆，涡轮蜗杆传动的回转驱动可以实现反向自锁，提高指针在抗风力影响下的行程精度。

请着重参阅图1，分针3和时针4的外侧设置有勾边灯光组，且分针3长度为15m，时针4的长度为8m，勾边灯光组之间间距为100mm，分针3和时针4皆采用高强铝合金材质。

本发明中，动态时针分针机构由驱动机构、时针分针结构、供电装置、控制系统、勾边灯光组成，在中心主轴位置正面悬挑安装时钟和分针，采用交流伺服控制转速模拟时钟效果，时针分针用led草帽灯进行轮廓勾勒，白色，1排，间距100，指针结构采用高强铝合金或钢结构。

请着重参阅图1和图2，时针4的外侧设置有光源罩，且光源罩的内部设置有led点光源，led点光源的数量为多组，多组led点光源之间间距为100mm，光源罩的外侧设置有曲面玻璃钢壳。

本发明中，led点光源罩由φ30的led全彩草帽灯屏(布置间距100)、供电系统、控制系统、曲面玻璃钢壳组成。

请着重参阅图1、图2、图3和图4，包括以下步骤：

步骤一：控制摩天轮主体1进行转动，摩天轮主体1转动过程中带动多组轿厢进行转动；

步骤二：控制灯光屏2外侧的led点光源亮起，同时控制灯光屏2外侧的刻度亮起；

步骤三：控制分针驱动5和时针驱动6分别带动分针3和时针4进行转动，模拟钟表转动轨迹，使得摩天轮主体1的一侧形成巨大的钟表；

步骤四：上述步骤一～步骤三可以同时控制启动，摩天轮主体1需要定期维修维护。

本发明中，通过设置的摩天轮主体、灯光屏、分针、时针、分针驱动、时针驱动，实现了分针及时针独立运行，各由一套伺服驱动系统带动，旋转轴采用内外轴设计，内轴与时针连接，外轴与分针连接，时针和分针可分别正反转运行，指针调整方便，内外轴分别与回转驱动连接，回转驱动结构承载弯矩及扭矩能力大，能有效抵抗风荷载及指针惯性的影响，且两组驱动的输出端分别安装有蜗轮蜗杆，涡轮蜗杆传动的回转驱动可以实现反向自锁，提高指针在抗风力影响下的行程精度，指针结构抵抗外载荷能力较强，完全符合游乐设施标准，设计有很快的赶针速度，分针为5倍的赶针速度，时针为50倍赶针速度，时针和分针结构中分别设置导电滑环装置，在时针分针表面轮廓进行led灯勾勒，美观度高。

请着重参阅图1，步骤一中摩天轮主体1的运行需要包括：

s1：结构设计使用寿命15年；

s2：除例行检修外，每天正常运营24小时；

s3：抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为i组；

s4：轿厢指针运行时的最大风速为15m/s，超过15m/s前停止运行；设计极限最大基本风压35kpa，地面粗糙度b类；

s5：轿厢运营状态下，恒、活荷载考虑动载系数1.1；

s6：运行状态下的安全系数，对指针框架，内外轴结构受力部件大于3.5，极限状态下，按照钢结构设计规范进行设计校核，指针框架、内外轴结构受力部件不屈服。

本发明中，动态时针分针机构为传统的时针-分针结构，由于时针及分针尺寸长度很大，为减轻自重及惯性对指针摆动的影响，指针采用高强度钢管框架与铝合金蒙皮组合结构，先焊接钢结构框架，再在框架外侧用铆钉连接铝合金钢板，保证结构的刚性，在指针框架尺寸较短一侧，人为增加配重，保证两侧在回转处的力矩平衡。

请着重参阅图4，步骤三中控制分针驱动5和时针驱动6分别带动分针3和时针4进行转动包括：

s1：时针4和分针3各采用1台交流伺服电机带动，每台伺服电机均带有高精度编码器，配合专用伺服控制器，使指针能以毫米为单位进行控制；

s2：在操作房设有可编程控制器plc、触摸屏及2台伺服控制器，用于对分针3、时针4进行控制；

s3：在主轴上设置4个传感器，每90度设1个，反馈信号接入plc，用于对指针位置的误差进行校核；

s4：在触摸屏上设有时钟的模拟图像，同步显示时针的指向及时间；

s5：指针的指向时间可通过plc的内在时钟进行自动校核，也可通过操作触摸屏进行人工校核；

s6：当停机或停电后，plc将指针的位置数据存入停电保存存储器，在设备重启时，控制程序自动将实时时间与之前保存的数据进行比较、判断，计算出差值后，控制伺服电机快速运行，使指针在短时间内，达到当前时间位置。

本发明中，设计遵循标准规范，设计遵循的主要规范、规程、规定及技术条件包括有：游艺机和游乐设施安全gb8408-2008；观览车类游艺机通用技术条件gb/t18164-2008；建筑结构可靠度设计统一标准gb50068-2001；建筑结构荷载规范gb50009-2012；钢结构设计规范gb50017-2003；优质碳素结构钢gb/t699-1999；碳素结构钢gb/t700-88；碳钢焊条gb/t5117-95；六角头螺栓gb/t5780，gb/t5782；钢结构用高强度大六角头螺栓螺母垫圈技术条件gb/t1228-1231-91；钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程jgj82-91；涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装gb8932。

请着重参阅图1和图4，分针3和时针4基本参数为：指针形式为传统时针-分针结构；驱动方式为交流伺服电机减速机 回转驱动；驱动功率为2x1kw，共2kw；轮廓灯为1kw；控制方式为plc。

本发明中，通过设置的摩天轮主体1、灯光屏2、分针3、时针4、分针驱动5、时针驱动6，实现了分针及时针独立运行，各由一套伺服驱动系统带动，旋转轴采用内外轴设计，内轴与时针连接，外轴与外轴连接，时针和分针可分别正反转运行，指针调整方便。

请着重参阅图1，摩天轮主体1的外侧涂刷有抗腐蚀涂料。

本发明中，通过设置的摩天轮主体1、灯光屏2、分针3、时针4、分针驱动5、时针驱动6，实现了内外轴分别与回转驱动连接，回转驱动结构承载弯矩及扭矩能力大，能有效抵抗风荷载及指针惯性的影响，指针结构抵抗外载荷能力较强，完全符合游乐设施标准，设计有很快的赶针速度，分针为5倍的赶针速度，时针为50倍赶针速度，时针和分针结构中分别设置导电滑环装置，在时针分针表面轮廓进行led灯勾勒，美观度高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。