淺析海盜船失電時(shí)防止座艙空擺次數(shù)過多的措施

張宇光 蔣明鋒 呂俊

摘要：海盜船是觀覽車類游樂設(shè)施的典型設(shè)備，也是主題樂園和公園游樂場(chǎng)中的常見游樂設(shè)施。在失電時(shí)設(shè)備若無使船體停止擺動(dòng)的措施，乘客就會(huì)滯留在設(shè)備上，給設(shè)備安全運(yùn)行帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。本文分析歸納了一些常見的海盜船失電時(shí)使船體停止擺動(dòng)的措施，希望能為游樂設(shè)施生產(chǎn)單位優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高設(shè)備安全可靠性提供幫助。

關(guān)鍵詞：海盜船;停止擺動(dòng);措施

1.引言

海盜船是觀覽車類游樂設(shè)施的典型設(shè)備，也是主題樂園和公園游樂場(chǎng)中的常見游樂設(shè)施。海盜船是一項(xiàng)比較刺激的游樂項(xiàng)目，乘客們乘坐在船艙內(nèi)，隨船體由緩至急地往復(fù)擺動(dòng)，猶如親臨驚濤駭浪的大海，感受著時(shí)而沖上浪峰、時(shí)而跌入海底的驚險(xiǎn)刺激，挑戰(zhàn)著人們生理承受能力的極限。而在失電時(shí)設(shè)備若無使船體停止擺動(dòng)的措施，乘客就會(huì)滯留在座艙上，隨著船體往復(fù)擺動(dòng)。如果此時(shí)乘客出現(xiàn)身體不適等意外情況，會(huì)由于乘客滯留在座艙上難以及時(shí)得到救助，給設(shè)備安全運(yùn)行帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。這種風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)引起游樂設(shè)施生產(chǎn)單位足夠重視，并在設(shè)備上設(shè)有失電時(shí)防止座艙空擺次數(shù)過多的措施。

2.海盜船結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

海盜船的結(jié)構(gòu)（見圖1）[1]比較簡(jiǎn)單，通常由支撐架、吊掛裝置、船體、動(dòng)力裝置（包括傳動(dòng)裝置、摩擦輪、油缸/氣缸等）、電氣系統(tǒng)及相關(guān)輔助設(shè)施等部分組成。支撐架是由四根立柱和頂部的橫梁焊接而成的人字形鋼結(jié)構(gòu)，其下端與地面基礎(chǔ)連接。船體通過吊掛裝置與頂部橫梁下方的吊掛軸連接。船體的底部安裝有動(dòng)力裝置，設(shè)備開始運(yùn)行時(shí)，電機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制油缸/氣缸頂升，帶動(dòng)摩擦輪上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，通過摩擦作用驅(qū)動(dòng)船體底部的龍骨軌道來實(shí)現(xiàn)其擺動(dòng)。海盜船的運(yùn)動(dòng)方式為往復(fù)擺動(dòng)，擺動(dòng)角度一般為40～60°之間。

1.吊掛裝置 ?2.支柱 ?3.船體 ?4.傳動(dòng)裝置 ?5.摩擦輪 ?6.油缸/氣缸 ? 7.站臺(tái) ? 8.吊掛軸 ? 9.龍骨軌道

圖1 ?海盜船結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3.海盜船的制動(dòng)方式簡(jiǎn)介和標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求

3.1海盜船的制動(dòng)方式簡(jiǎn)介

海盜船制動(dòng)方式主要分為兩種。一種方式是采用摩擦輪制動(dòng)。采用摩擦輪制動(dòng)時(shí)，摩擦輪中心軸的另一端一般安裝一個(gè)由電磁鐵控制的抱閘系統(tǒng)。要使船體停止擺動(dòng)時(shí)，首先摩擦輪另一端的閘瓦抱死，使摩擦輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制油缸/氣缸頂升，使摩擦輪上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行（見圖2）。海盜船在驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)時(shí)可以共用一個(gè)摩擦輪，有時(shí)為了減少制動(dòng)時(shí)對(duì)摩擦輪的損耗也可分別設(shè)置驅(qū)動(dòng)用摩擦輪和制動(dòng)用摩擦輪。另一種方式是采用剎車片制動(dòng)，采用剎車片制動(dòng)時(shí)，可通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制油缸/氣缸頂升，使剎車片上升，或通過手動(dòng)裝置使剎車片上升，剎車片與船體底部的龍骨軌道接觸，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行（見圖3）。

圖2 ?摩擦輪制動(dòng)裝置

圖3 ?剎車片制動(dòng)裝置

3.2標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于海盜船制動(dòng)的相關(guān)要求

在GB/T 18164-2020《觀覽車類游樂設(shè)施通用技術(shù)條件》中，將觀覽車類游樂設(shè)施分為8種型式，C 型（擺錘型）就是其中的一種型式。C 型觀覽車類游樂設(shè)施根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)第3.3條定義：“由傾斜柱組成的支承架上裝有支承軸，擺動(dòng)吊臂繞支撐軸來回?cái)[動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，吊臂下端裝有座艙，座艙繞擺動(dòng)吊臂旋轉(zhuǎn)，或與吊臂固定的觀覽車類游樂設(shè)施。[2]” 在GB/T 18164-2020《觀覽車類游樂設(shè)施通用技術(shù)條件》的表1中，將海盜船列為C型觀覽車類游樂設(shè)施的典型設(shè)備。根據(jù)GB/T 18164-2020《觀覽車類游樂設(shè)施通用技術(shù)條件》中第5.2.27條規(guī)定：“C型、D型、E型觀覽車停止運(yùn)行或失電時(shí)應(yīng)設(shè)有防止座艙空擺次數(shù)過多的措施，空擺時(shí)間不應(yīng)超過5min。[2]”

4.失電狀態(tài)下使船體停止擺動(dòng)的措施

不論是采用摩擦輪制動(dòng)還是剎車片制動(dòng)的方式，都需要使摩擦輪或剎車片頂住船體底部的龍骨軌道，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行。在設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，可通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制油缸/氣缸頂升，使摩擦輪或剎車片上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，產(chǎn)生反向摩擦力從而實(shí)現(xiàn)對(duì)船體的制動(dòng)。而在失電時(shí)無法通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制氣缸/油缸動(dòng)作使摩擦輪或剎車片上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，無法產(chǎn)生產(chǎn)生反向摩擦力也就無法實(shí)現(xiàn)對(duì)船體的制動(dòng)。因此，游樂設(shè)施生產(chǎn)單位應(yīng)考慮到這種突發(fā)情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)備在失電時(shí)設(shè)有防止座艙空擺次數(shù)過多的措施。

4.1采用具有手動(dòng)控制功能的電磁閥

若設(shè)備通過電氣系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)控制氣缸頂升使摩擦輪或剎車片上升，可采用在氣動(dòng)系統(tǒng)中裝設(shè)具有手動(dòng)控制功能的電磁閥的措施使設(shè)備在失電時(shí)也能使氣缸頂升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在失電時(shí)對(duì)船體的制動(dòng)，具體方式大致如下：將氣缸通過具有手動(dòng)控制功能的電磁閥與儲(chǔ)氣罐相連。在失電時(shí)，通過電磁閥的手動(dòng)控制功能控制氣路的通斷，使氣缸與儲(chǔ)氣罐相連得氣從而驅(qū)動(dòng)氣缸頂升，使摩擦輪或剎車片上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行。

4.2采用失電制動(dòng)的措施

可采用失電制動(dòng)的措施實(shí)現(xiàn)在失電時(shí)對(duì)船體的制動(dòng)，具體方式大致如下：在安裝設(shè)備時(shí)調(diào)整船體與制動(dòng)用摩擦輪的間距，使設(shè)備在失電時(shí)制動(dòng)用摩擦輪就與船體底部的龍骨軌道接觸（見圖4），而制動(dòng)用摩擦輪中心軸的另一端一般安裝一個(gè)由電磁鐵控制的抱閘系統(tǒng)。該抱閘系統(tǒng)的電磁鐵控制設(shè)置為在失電狀態(tài)下閘瓦自動(dòng)抱死。這樣，在失電時(shí)設(shè)備就已處于制動(dòng)鎖死的狀態(tài)。在設(shè)備得電開始運(yùn)行時(shí)，通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制油缸/氣缸動(dòng)作，使驅(qū)動(dòng)用摩擦輪上升與船體底部的龍骨軌道接觸并使制動(dòng)用摩擦輪下降與船體底部的龍骨軌道分離，此時(shí)電機(jī)通過傳動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)用摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)用摩擦輪通過摩擦作用驅(qū)動(dòng)船體底部的龍骨軌道來實(shí)現(xiàn)其擺動(dòng);要使船體停止時(shí)，通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制油缸/氣缸動(dòng)作，使制動(dòng)用摩擦輪上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行。若在設(shè)備運(yùn)行過程中突然失電，設(shè)備自動(dòng)回復(fù)到制動(dòng)鎖死的狀態(tài)，液壓氣動(dòng)系統(tǒng)使氣缸/油缸動(dòng)作帶動(dòng)制動(dòng)用摩擦輪上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，同時(shí)制動(dòng)用摩擦輪另一端安裝的抱閘系統(tǒng)閘瓦自動(dòng)抱死，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行。

圖4 ?失電時(shí)摩擦輪與船體底部龍骨軌道接觸

4.3設(shè)置備用電源

可采用設(shè)置備用電源的措施，在失電時(shí)通過備用電源使設(shè)備恢復(fù)得電，通過電氣系統(tǒng)和液壓氣動(dòng)系統(tǒng)控制油缸/氣缸頂升，使摩擦輪上升并與船體底部的龍骨軌道接觸，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)在失電時(shí)對(duì)船體的制動(dòng)。

4.4采用手動(dòng)制動(dòng)裝置

可采用手動(dòng)制動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)在失電時(shí)對(duì)船體的制動(dòng)（見圖5）。手動(dòng)制動(dòng)裝置一般用于剎車片制動(dòng)，比如可以在操作室內(nèi)的控制箱旁設(shè)置腳踏板或拉手，腳踏板或拉手的另一端與鋼絲繩連接。在失電時(shí)要使船體停止，操作人員踩下腳踏板或拉動(dòng)拉手，拉動(dòng)鋼絲繩，鋼絲繩通過定滑輪的傳導(dǎo)最終拉動(dòng)剎車片上升，使剎車片與船體底部的龍骨軌道接觸，產(chǎn)生反向摩擦力使設(shè)備減速，經(jīng)多次減速后使設(shè)備停止運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)在失電時(shí)對(duì)船體的制動(dòng)。手動(dòng)制動(dòng)裝置一般作為設(shè)備失電后的應(yīng)急制動(dòng)裝置，在設(shè)備正常運(yùn)行過程中不使用。

圖5 ?手動(dòng)制動(dòng)裝置

5.結(jié)語(yǔ)

在失電狀態(tài)下，海盜船若無使設(shè)備停止擺動(dòng)的措施，乘客會(huì)滯留在設(shè)備上，給設(shè)備安全運(yùn)營(yíng)帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。游樂設(shè)施生產(chǎn)單位應(yīng)充分重視對(duì)這一風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)自己設(shè)備的實(shí)際情況優(yōu)化設(shè)計(jì)，在失電時(shí)設(shè)有合理可靠的防止座艙空擺次數(shù)過多的措施，進(jìn)一步提高設(shè)備的安全可靠性。希望本文分析歸納的一些常見的海盜船在失電時(shí)防止座艙空擺次數(shù)過多的措施能為游樂設(shè)施生產(chǎn)單位優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。

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[2]GB/T 18164-2020，觀覽車類游樂設(shè)施通用技術(shù)條件[S].北京：國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2020.

作者簡(jiǎn)介：張宇光（1984年）男，江蘇省常州市（祖籍）人，高級(jí)工程師。研究領(lǐng)域：大型游樂設(shè)施檢驗(yàn)檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)化。