專利名稱：多功能自動搖籃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
多功能自動搖籃屬于生活用品領(lǐng)域兒童家具類。
目前國外有采用電機作動力的自動搖籃。它采用限位開關(guān)對電機進(jìn)行換向，從而實現(xiàn)搖籃的來回擺動。電機通過齒輪和齒圈把動力傳遞到搖籃的運動部分。它的缺點是當(dāng)運動機構(gòu)被人為制動或卡死時，電機會過載而損失甚至起火。而且難以用低成本使用安全電壓，功耗高，噪聲大。國內(nèi)有采用牽引電磁鐵作動力的搖籃方案。它的缺點是起動時必須用手推一下，不能自起動。且運行時牽引電磁鐵的撞擊噪聲較大。同樣存在運動機構(gòu)卡死時，電磁鐵長時間加電損壞的可能。
本實用新型發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，發(fā)明一種低成本、低噪聲、低功耗多功能自動搖籃，當(dāng)機構(gòu)卡死時會自動停止加電。
本實用新型發(fā)明目的是通過驅(qū)動機構(gòu)，檢測處理單元及控制單元來實現(xiàn)的。


圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)圖。它的機械結(jié)構(gòu)是由立在地面上用來支撐籃框的支架①和可以相對支架運動的籃框②兩個部分組成?；@框通過兩個支撐點A、B，和支架連為一體，籃框可繞兩個支撐點確定的軸線轉(zhuǎn)動。它的動力部分主要是由固定在籃框上的弧形加力桿③和固定在支架上的線圈④構(gòu)成?；⌒渭恿U可在線圈內(nèi)往復(fù)運動。弧形加力桿的圓心是該籃框端的支撐點?；⌒渭恿U由兩種材料做成。其中間點的一邊為能被電磁線圈吸引的金屬材料或永磁材料。其中間點的另一邊為不能被電磁線圈吸引的材料。當(dāng)支架放在水平地面籃框中未加負(fù)載時，弧形加力桿的中心點正好在線圈的1／2處。只要加力桿的中間點在線圈中，當(dāng)線圈加電時能被吸引的那一邊就會受力，使加力桿和籃框運動。由于線圈有一定長度，受力范圍較寬，當(dāng)支架放在不太平的地面或放入嬰兒，造成線圈和加力桿中間點的偏離時，只要中間點不超出線圈兩端，加力部分均能可靠工作。
如果我們能夠正確檢測出加力桿中間點在線圈中的位置，就可以控制線圈上的加電時間實現(xiàn)機構(gòu)的連續(xù)運動。當(dāng)檢測到加力桿中間點在線圈內(nèi)部時，控制電路給線圈加電，加力桿受到吸引力，向受力方向運動。當(dāng)中間點運動到線圈端點或起動中吸引力和重力分力相平衡運動停止時，控制電路切斷線圈電源?；@框會在重力的作用下從最大擺動點向受力方向的反方向回位擺動。當(dāng)擺動自然停止時，它會再次向受力方向擺動。檢測電路和控制電路重復(fù)上面的過程，使籃框繼續(xù)運動。雖然每一次加的力很小，但由于這是個力的能量積累過程，所以籃框會慢慢擺動起來。如果所加的力能夠克服各種摩擦力，籃框擺動幅度就會越來越大。使籃框的主功能得以實現(xiàn)。故本實用新型設(shè)計光電檢測處理單元。它是一個和籃框連為一體的薄片⑤，該薄片所在的平面和籃框轉(zhuǎn)動軸在空間上是垂直的，可以把薄片放置在加力桿一側(cè)的籃框端。紅外發(fā)光管⑥和接收管⑦相對地固定在薄片兩側(cè)(圖2)和支架連為一體。在薄片上有一些直徑一樣的小圓孔⑧或窄縫，所有小圓孔的圓心或窄縫都成弧形均勻地分布在薄片上。該圓弧所在圓的圓心就是籃框的一個支撐點A或B。所以該薄片實際上是一個轉(zhuǎn)動的光柵。當(dāng)籃框轉(zhuǎn)動時，小圓孔就會透過紅外線，接收管輸出一連串的脈沖信號。當(dāng)加力桿中間點在線圈一端頭時，光軸通過第一個小圓孔；中間點在線圈另一端時，光軸通過最后一個小圓孔。均勻分布小圓孔的多少以接收管的分辨率為準(zhǔn)。這種位置關(guān)系保證了當(dāng)加力桿的中間點在線圈內(nèi)部時，接收管一定有脈沖。當(dāng)中間點出線圈時，接收管無脈沖輸出。我們知道，籃框的擺動類似于一個物理學(xué)中的單擺。當(dāng)擺在平衡位置時動能最大，線速度最大，紅外線通過一個小圓孔的時間最短，即脈沖最窄，也可以說頻率最高。而在最大擺幅點，線速度最小，紅外線通過一個小圓孔的時間最長，即脈沖最寬，也可以說頻率最低。同時，擺幅越大，最高頻率也越高，對檢測脈沖進(jìn)行F／V轉(zhuǎn)換(頻率與電壓轉(zhuǎn)換)，得到一個正弦脈沖電壓。正弦波的正峰值點對應(yīng)著籃框平衡中心，負(fù)峰值點對應(yīng)著兩個振幅極限位置，正峰值點的電壓高低對應(yīng)著振幅大小，振幅越大，正峰值點的電壓越高。
當(dāng)檢測處理單元檢測脈沖輸出后，送入控制單元中，控制單元固定在支架上。控制單元由F／V轉(zhuǎn)換器、比較器、二進(jìn)制計數(shù)器、與非門、固態(tài)繼電器、變壓器、整流塊及PWM控制器組成。(圖3)檢測處理單元的接收管有脈沖輸出，送入IC1F／V轉(zhuǎn)換器進(jìn)行頻率／電壓轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入比較器IC3，比較器輸出正脈沖。正脈沖的寬度和位置對應(yīng)著加力區(qū)。為采用單方向加力，將比較器輸出進(jìn)入二進(jìn)制計數(shù)器IC5和與非門IC6的組合邏輯電路中，把不應(yīng)該加力方向?qū)?yīng)的比較器輸出的正脈沖屏蔽掉，只剩下應(yīng)該加力方向的正脈沖，再經(jīng)IC4PWM控制器調(diào)制去控制加力電流的通斷。變壓器將220V電壓變?yōu)?1V電壓加在固態(tài)繼電器J上，通過整流控制線圈加電，從而實現(xiàn)正確的加力方向進(jìn)行力的能量積累，使籃框逐漸擺動起來。PWM控制器根據(jù)幅度設(shè)定電位器R1的位置產(chǎn)生調(diào)制波對21V電壓進(jìn)行開關(guān)調(diào)制，從而對加在線圈上的電壓進(jìn)行調(diào)壓，使籃框在設(shè)定幅度范圍內(nèi)擺動。
如果在與非門前級加上定時電路，可對搖籃進(jìn)行定時控制。定時器的起動有觸摸式、聲音音量閥值控制和紅外遙控。同時系統(tǒng)還可加上聲光催眠和尿濕報警等功能。
附
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)圖。1為支架，2為籃框，3為加力桿，4為線圈，5為薄片，9為控制單元，AB為支撐點。
附圖2為本實用新型檢測處理單元光柵結(jié)構(gòu)圖。6為紅外發(fā)光管，7為接收管，8為小圓孔。
附圖3為本實用新型控制單元電原理圖。J為固態(tài)繼電器，R1為線圈。
下面結(jié)合實施例對本實用新型做進(jìn)一步細(xì)述。支架和籃框可采用金屬管或注塑材料，尺寸為長1000mm，寬600mm，高820mm，加力桿一邊用永磁材料或金屬材料，另一邊為鋁桿或塑料桿，長度都為300mm，直徑20mm。薄片采用1mm厚冷軋板，尺寸為30×500mm?？刂茊卧蠭C1用LM2907，IC2、IC3、IC7用LM358，IC4PWM控制器型號為3524，IC5用74LS290，IC6用74LS20，J型號為SP1110，電阻R1為33K。
本實用新型優(yōu)點在于成本低，噪音小，功耗低，可靠性高，使用安全方便。
權(quán)利要求1.一種多功能自動搖籃，有支撐籃框的支架和可以相對支架運動的籃框，其特征在于它還有驅(qū)動機構(gòu)、檢測處理單元和控制單元，驅(qū)動機構(gòu)是由固定在籃框上的弧形加力桿和固定在支架上的線圈構(gòu)成，弧形加力桿中間點一邊為能被電磁線圈吸引的金屬材料或永磁材料，另一邊為不能被電磁線圈吸引的材料，檢測處理單元是一個和籃框連成一體的薄片，紅外發(fā)光管和接收管和支架一體相對地固定在薄片兩側(cè)，薄片上有一些直徑一樣的小圓孔或窄縫，所有小圓孔的圓心或窄縫都成弧形均勻分布在薄片上；控制單元由F/V轉(zhuǎn)換器、比較器、二進(jìn)制計數(shù)器、與非門、固態(tài)繼電器及PWM控制器組成。
專利摘要一種多功能自動搖籃，屬于生活用品領(lǐng)域兒童家具類。它有支撐籃框的支架，可以相對支架運動的籃框，有固定在籃框上的弧形加力桿和固定在支架上的線圈、檢測單元、控制單元、它成本低、噪音小、功耗低、安全可靠，適用于有兒童的家庭使用。
文檔編號A47D9/02GK2100806SQ9122518
公開日1992年4月8日 申請日期1991年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月26日
發(fā)明者馮新瑞, 田寶豐 申請人:馮新瑞, 韓文年