一种具有音乐节奏的动感座椅制造技术

一种具有音乐节奏的动感座椅，包括座椅本体、伺服电机、凸轮和电子控制模块；伺服电机设在座椅本体底部并接凸轮；电子控制模块安装在座椅本体底部，包括音乐输入模块、缓冲放大模块、模数转换模块、微处理器模块及伺服电机驱动器；微处理器模块的输入端通过缓冲放大模块和模数转换模块与音乐输入模块连接，微处理器模块的输出端通过伺服电机驱动器与伺服电机连接，伺服电机的输出端通过编码器与伺服电机驱动器的输入端连接，伺服电机驱动器接三相交流电，微处理器模块包括微处理器、电源电路、复位电路、时钟电路和启动模式选择电路。该座椅能实现人听音乐的同时亲身体验到与音乐节奏相同的振动，从而增强对音乐节奏的感受，提高音乐带来的愉悦。音乐带来的愉悦。音乐带来的愉悦。

【技术实现步骤摘要】
一种具有音乐节奏的动感座椅


[0001]本技术涉及一种座椅，具体涉及一种具有音乐节奏的动感座椅。

技术介绍

[0002]现有技术已能使动感座椅上下移动，或者左右、前后倾斜，也能使得座椅旋转。现有技术也能实现带音乐播放设备的座椅，使人能坐在座椅上听音乐。但是现有技术没有将音乐与座椅运动完美结合起来，使人缺乏对音乐节奏的体验。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种具有音乐节奏的动感座椅，能让人在座椅上听音乐的同时亲身体验到与音乐节奏相同的振动，从而增强对音乐节奏的感受，提高音乐带来的愉悦。
[0004]本技术采取的技术方案是：一种具有音乐节奏的动感座椅，包括座椅本体，座椅本体的坐板底部通过钢柱与底座连接，钢柱内部设有弹簧，其特征在于：还包括伺服电机、凸轮以及用于音乐节奏提取与驱动的电子控制模块；
[0005]所述伺服电机安装在座椅本体的坐板底部，其输出端与凸轮连接；
[0006]所述电子控制模块安装在座椅本体的坐板底部，包括音乐输入模块、缓冲放大模块、模数转换模块、微处理器模块及伺服电机驱动器；
[0007]所述微处理器模块的输入端通过缓冲放大模块和模数转换模块与音乐输入模块的输出端连接，缓冲放大模块用于将从音乐输入模块处收到的音乐信号放大，并将放大后的音乐信号送入模数转换模块后进行模数转换，微处理器模块的输出端通过伺服电机驱动器与伺服电机的输入端连接，伺服电机的输出端通过伺服电机内置的增量式编码器与伺服电机驱动器的输入端连接，伺服电机驱动器外接三相交流电源，微处理器模块对音乐信号的节奏进行提取并向伺服电机驱动器发送控制伺服电机旋转的PWM信号，以带动凸轮旋转并产生上下震荡；
[0008]所述微处理器模块包括微处理器、微处理器电源电路、微处理器复位电路、微处理器时钟电路和微处理器启动模式选择电路。
[0009]其进一步技术方案是：所述音乐输入模块的两根信号线，其中一根与手机和耳机连接的信号线相连，另一根接手机和耳机连接的地线，音乐输入模块将手机向耳机输送的音乐信号送往缓冲放大模块。
[0010]其再进一步技术方案是：所述缓冲放大模块包括电压隔离放大芯片U3和电位器RP1，该电压隔离放大芯片U3的连接如下：
[0011]电压隔离放大芯片U3的1脚接音乐输入模块通往耳机的信号线，电压隔离放大芯片U3的2脚接音乐输入模块通往耳机的地线，电压隔离放大芯片U3的4脚和5脚分别对应接5V电源的正极和负极，电压隔离放大芯片U3的8脚接模数转换模块电路的地，电压隔离放大芯片U3的11脚接模数转换模块电路的电压输入端Vin，电压隔离放大芯片U3的9脚接电位器
RP1的一端，电压隔离放大芯片U3的10脚接电位器RP1的中间端，电位器RP1的余下端接中间端。
[0012]其再进一步技术方案是：所述模数转换模块采用V/F转换电路，该电路包括V/F转换芯片 U4、积分电容CINT、滤波电容CREF、电位器RP2、电阻R2、电阻R3、差模输入电阻Rin、偏置电阻RBIAS和负载电阻RL1，该V/F转换芯片U4的连接如下：
[0013]V/F转换芯片U4的1脚经偏置电阻RBIAS接V/F转换芯片U4的4脚并接5V电源负极；
[0014]V/F转换芯片U4的2脚经电阻R3接地，V/F转换芯片U4的2脚同时接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电位器RP2的中间端，电位器RP2的一端接5V电源正极，电位器RP2的余下端接5V电源负极；
[0015]V/F转换芯片U4的3脚经差模输入电阻Rin接电压输入端Vin，即接电压隔离放大芯片U3的11脚，V/F转换芯片U4的3脚同时经滤波电容CREF接V/F转换芯片U4的5脚，以及经积分电容CINT接V/F转换芯片U4的12脚和11脚；
[0016]V/F转换芯片U4的6脚接地；
[0017]V/F转换芯片U4的7脚接5V电源负极；
[0018]V/F转换芯片U4的8脚经负载电阻RL1接5V电源正极，并同时接微处理器的11脚，向微处理器输送与信号电压成正比的频率数字信号；
[0019]V/F转换芯片U4的9脚接地；
[0020]V/F转换芯片U4的14脚接5V电源正极。
[0021]其再进一步技术方案是：所述伺服电机驱动器的电路连接如下：
[0022]伺服电机驱动器主电源端子R、S、T接三相200～230V交流电，伺服电机驱动器的U、V、W三相输出和接地脚分别与伺服电机电源相应脚连接，用于控制伺服电机运动的电源；
[0023]伺服电机驱动器CN1控制信号端的14脚接微处理器的14脚，用于接收微处理器输出的控制伺服电机旋转的PWM脉冲信号；
[0024]伺服电机驱动器的16脚接微处理器的16脚，用于接收微处理器输出的伺服电机转向信号；
[0025]伺服电机驱动器的15脚和17脚接地；
[0026]伺服电机驱动器的CN2接伺服电机内的增量式编码器，增量式编码器用于反馈伺服电机的旋转位置给伺服电机驱动器。
[0027]其更进一步技术方案是：所述微处理器采用STM32F103，电压隔离放大芯片U3采用ISO U1-P3-O4芯片，V/F转换芯片采用TC9401芯片，伺服电机驱动器采用东元TSTE20C伺服驱动器，伺服电机采用TSB08751C-2BT-3型伺服电机。
[0028]由于采取上述技术方案，本技术之一种具有音乐节奏的动感座椅具有以下有益效果：
[0029]1. 本申请座椅的支撑结构是由单个钢柱带弹簧支撑，座椅上的压力变化时弹簧会产生相应的伸缩，座椅也会随之产生高度变化；在座椅下方支撑坐板上固定伺服电机，电机轴上安装有较大质量的凸轮，当电机旋转一圈，便带动凸轮旋转一圈；由于凸轮重心不在旋转中心，旋转时重心会发生上下震荡，作用在弹簧上的压力也随之变化，整个座椅就会产生一次振动。当有音乐节奏时，音乐输入模块将手机向耳机输送的音乐信号送往缓冲放大模块，经过缓冲放大的音频信号再进行模数转换，模数转换模块将音频模拟信号各个固定
时段内的平均能量用数字量表示，模数转换模块的V/F转换（电压/频率转换）电路能将电压信号转换为与之成正比的频率信号，模数转换模块输出频率数字信号到微处理器，微处理器运行程序接受信号，并实时计算识别出节奏点，每一个识别出来的音乐节奏点都能及时启动微处理器中的定时器工作，定时器安照设定的频率向伺服电机驱动器发送10000个周期的PWM波，伺服电机驱动器根据接收的PWM脉冲信号，通过调节PWM波控制其供给伺服电机的三相电源，使得10000个脉冲正好可以驱动伺服电机转动一圈，伺服电机转动时带动凸轮，就会产生振动，这振动与音乐节奏一致，从而给人带来强烈的音乐节奏体验。
[0030]2. 本申请采用STM32F103微处理器作为音乐节奏提取与驱动的处理模块，该处理器使用高性能ARM Cortex-M32位RSIC内核，内置高速大容量存储器，具有丰富的增强I/O端口，比使用一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有音乐节奏的动感座椅，包括座椅本体（1），座椅本体的坐板底部通过钢柱与底座连接，钢柱内部设有弹簧（4），其特征在于：还包括伺服电机（2）、凸轮（3）以及用于音乐节奏提取与驱动的电子控制模块（6）；所述伺服电机安装在座椅本体的坐板底部，其输出端与凸轮连接；所述电子控制模块安装在座椅本体的坐板底部，包括音乐输入模块、缓冲放大模块、模数转换模块、微处理器模块及伺服电机驱动器（5）；所述微处理器模块的输入端通过缓冲放大模块和模数转换模块与音乐输入模块的输出端连接，缓冲放大模块用于将从音乐输入模块处收到的音乐信号放大，并将放大后的音乐信号送入模数转换模块后进行模数转换，微处理器模块的输出端通过伺服电机驱动器与伺服电机的输入端连接，伺服电机的输出端通过伺服电机内置的增量式编码器与伺服电机驱动器的输入端连接，伺服电机驱动器外接三相交流电源，微处理器模块对音乐信号的节奏进行提取并向伺服电机驱动器发送控制伺服电机旋转的PWM信号，以带动凸轮旋转并产生上下震荡；所述微处理器模块包括微处理器、微处理器电源电路、微处理器复位电路、微处理器时钟电路和微处理器启动模式选择电路。2.根据权利要求1所述的一种具有音乐节奏的动感座椅，其特征在于：所述音乐输入模块的两根信号线，其中一根与手机和耳机连接的信号线相连，另一根接手机和耳机连接的地线，音乐输入模块将手机向耳机输送的音乐信号送往缓冲放大模块。3.根据权利要求2所述的一种具有音乐节奏的动感座椅，其特征在于：所述缓冲放大模块包括电压隔离放大芯片U3和电位器RP1，该电压隔离放大芯片U3的连接如下：电压隔离放大芯片U3的1脚接音乐输入模块通往耳机的信号线，电压隔离放大芯片U3的2脚接音乐输入模块通往耳机的地线，电压隔离放大芯片U3的4脚和5脚分别对应接5V电源的正极和负极，电压隔离放大芯片U3的8脚接模数转换模块电路的地，电压隔离放大芯片U3的11脚接模数转换模块电路的电压输入端Vin，电压隔离放大芯片U3的9脚接电位器RP1的一端，电压隔离放大芯片U3的10脚接电位器RP1的中间端，电位器RP1的余下端接中间端。4.根据权利要求3所述的一种具有音乐节奏的动感座椅，其特征在于：所述模数转换模块采用V/F转换电路，该电路包括V...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖智舟，
申请(专利权)人：柳州铁道职业技术学院，
类型：新型
国别省市：