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如何设计一个专属摩天轮重力式摩天轮?

中国摩天轮网_重力式摩天轮,无辐式摩天轮,观景摩天轮,浪漫摩天轮 时间:2021年01月01日 09:54

  自从美国人 George Washington Ferris 于1893年设计出第一个摩天轮之后,摩天轮就如雨后春笋一般不断涌现在世界各地,并迅速成为了游乐园里必不可少的吉祥物,它也因其设计者而得名

  摩天轮的设计是为了与同时期的巴黎铁塔一较高下,不同于法国人对静态结构的执着,正引领着第二次工业革命的美国更愿意展示其强大的工业设计能力。虽然未能如巴黎铁塔一般成为地标建筑,但兼具美观与娱乐的摩天轮成功走向了全世界。

  座舱,也就是我们乘坐的“小篮子”。它并不是牢牢固定在轮体上,否则随着轮体旋转,座舱就会上下颠倒,重力式摩天轮就像训练宇航员适应太空环境的离心机一样折磨,除非你愿意像滚筒里的仓鼠一样顺着滚动的座舱奔跑。

  所以座舱也必须是活动的,这样才能保证乘客们乘坐时不会天翻地覆。根据轮体与座舱的连接方式,我们把摩天轮分为两种构造:重力式摩天轮和观景摩天轮。

  轮体和座舱之间是通过铰链连接,众所周知,铰链是允许几个连接件相对转动的机械装置,是机械机构里最常见的运动副没有之一。假如你用钉子把两个木棍钉在一起,恭喜你就获得了铰链+1。

  钟表的指针、汽车的轮轴、门与门框的连接,都是通过铰链。把座舱悬挂在轮体上,无论转到哪个位置,都能利用重力作用自然下垂,Ferris 所设计的第一个摩天轮就是这种构造,当今世界的大多数摩天轮也都是如此。

  这是一种比较新型的构造,为数较少,其中最著名的例子当属位于英国的伦敦眼(London Eye)。重力式摩天轮

  伦敦眼的座舱被设计成了胶囊形,由两条环形滑轨抓握着,重力式摩天轮伸出轮体。重力式摩天轮整个座舱被滑轨抓住,可以依靠滑轨自由转动,再加上座舱底部的配重,让座舱始终保持水平。

  举个类似的例子,就像横握着装了半瓶水的塑料瓶,无论手臂摆动呈什么角度,瓶中的水始终会自由流动,直到恢复水平面。

  原理上来说,观景和重力式摩天轮并没有区别,重力式摩天轮都是铰链连接。只是观景摩天轮在工程量上更复杂,换来的则是更大的承重能力。这两种摩天轮中分别哪里是铰,重力式摩天轮哪里是链,就留给有兴趣的小伙伴们自行思考啦。重力式摩天轮

  除了连接形式不同,近年来又诞生了不同轮体形式的无辐式摩天轮,它没有巨大的支撑架,只剩下一个巨环高高耸立,重力式摩天轮整体看起来光滑简洁,极具未来感。

  有时,为了保证足够的支撑力,摩天轮一部分轮体被置于地下,游客从地下进入摩天轮的座舱。巨大的轮体本身不会转动,而是座舱在外圈的轨道上旋转,或许把它看作一个环形的电梯更为合适。

  位于常州,斥资1.5亿建造的时来运转摩天轮就是这样一个例子。虽几年前就已竣工,但不知为何长时间没有投入运营。

  渤海之眼无辐式摩天轮,轮体并没有埋入地下,依然靠两侧支架支撑,虽然降低了观感,重力式摩天轮但目前运营情况良好

  目前为止绝大多数摩天轮都要依靠巨型支架支撑,这与斜拉桥所需的Y形支架结构不谋而合,如果能将两种设施合二为一,娱乐出行两开花岂不美哉。斜拉桥与摩天轮复合体系应运而生,永乐桥和天津之眼就是这种组合,这也是目前唯一实现这一构想的案例。

  设计者巧妙地利用曲柄滑块机构配合齿轮齿条副,将电机的圆周运动转化为半圆周往复运动,虽说看起来不复杂,但可行性并不高,如何让杆件承担长期巨大的加速度和冲击载荷,需要对材料和结构进行大量设计。

  17世纪数学家笛卡尔用人间至美的心形线-sinθ) 俘获了瑞典公主的芳心,这台摩天轮完美地还原了笛卡尔的函数。由于采用了多自由度机构,需要多台电机配合完成,票价也要翻倍!

  “我是在哪部戏里,看见孙悟空是这样走的。”笔者自制的动图,需要读者发挥空间想象力,过大的轴径比,对动平衡的考验极高,可能动不了几次就会把自己震垮,这样严重的设计缺陷,再厉害的工程师恐怕也难以实现吧。(我是笑不出来,眼泪在往肚子里流,戏说不是胡说,做设计不能乱设计,静动不分,是非颠倒,这个设计者是要向全国人民谢罪的= =)

  从原子结构到银河系,圆周运动充斥着宇宙的各个角落构成了我们的世界。一如相互啮合、永不停歇的齿轮般静谧而永恒,这或许是刻在人类基因中的美学,摩天轮赋予了人们无限的遐想,时代的更迭、重力式摩天轮人生的起伏、归于平淡的感情,一起一落之间述尽人间沧桑,也许这就是摩天轮如此吸引人的原因吧。

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