婴儿摇椅执行器及相关系统技术方案

本发明专利技术提供了一种新型的微处理器控制执行器，该执行器以平缓的频率摇动一婴儿摇椅系统，该频率根据该婴儿摇椅系统床所支撑的婴儿重量进行了优化。本发明专利技术也提供了一种新型的婴儿摇椅系统，其包括该新型微处理器控制执行器。在一实施例中，控制该执行器的摇动动作的基于微处理器的控制系统也发出平缓的声音。

【技术实现步骤摘要】
婴儿摇椅执行器及相关系统
本专利技术提供了一种新型的微处理器控制执行器，其以平缓频率摇动婴儿摇椅系统，该频率根据该婴儿摇椅系统床所支撑的婴儿重量进行了优化。本专利技术也提供了一种新型的婴儿摇椅系统，其包括该新型微处理器控制执行器。在一个实施例中，基于微处理器的控制系统也发出平缓的声音，该控制系统控制执行器的摇动。
技术介绍
一个婴儿摇椅系统包括摇篮状座位和弹性金属框架，其中摇篮状座椅支撑并摇动处于坐式或者卧式位置的婴儿，该弹性金属框架包括由相对一致表面支撑的基部和向上延伸以支撑该座椅的角状部分。可将角状部分朝框架的基部向下弯曲，以提供平缓摇动。婴儿摇椅框架和座位的通常配置和设计是公知的。参见，例如美国专利No.6594840和5269591。摇椅支撑框架是弹性回弹系统。从而，如果受到接近于婴儿摇椅的固有频率的摇动节奏的作用，该框架将有效并且自然地摇动。婴儿摇椅的固有摇动频率是根据支撑于摇椅座位中的婴儿重量变化的。(一个婴儿的平均重量在约6磅至24磅之间变化。)人们相信，用于安抚婴儿的最有效节奏是接近于人类心跳速率的节奏(其为在子宫内婴儿习惯了的节奏)。从而，婴儿摇椅将优选地以每分钟约70至约100次摇动。理想地，对于从约6磅至约24磅的婴儿重量，适当设计的弹性回弹摇椅支撑框架系统将以每分钟从60至100次(近似1Hz至约1.7Hz)的固有频率摇动。美国专利No.6629727(‘727专利)公开了一种婴儿承载器，其具有摇椅式运行模式，在运行中摇椅机构产生和谐振动。‘727专利的承载器以一高频率振动并且摇椅机构产生低水平的作用力。当前存在的固定速度执行器(例如，机动摇摆执行器)没有有效地随婴儿-->摇椅一起使用，以影响固有摇动运动或者实现最佳摇椅频率。从而，存在对婴儿摇椅及自动支撑并以最佳平缓频率摇动婴儿的相关执行器的需要。此类摇椅将理想地需要最少的手动干预来确保连续和平缓摇动，并将具有自动搜索并设置执行器速度的能力来与每分钟60至100次范围内的固有摇动频率相匹配，以模仿自然、平缓的和谐摇动。
技术实现思路
本专利技术提供了一种全新微处理控制执行器，其以平缓频率摇动婴儿摇椅系统，该频率根据该婴儿摇椅系统床所支撑的婴儿重量进行了优化。本专利技术也提供了一种全新婴儿摇椅系统，其包括该全新微处理器控制执行器。本专利技术的一种微处理器控制执行器包括：(a)一支架，其用于连接并摇动婴儿摇椅系统；(b)一运动传感器，其可产生对应于婴儿摇椅系统作用力的信号，并且为该支架所包围与支撑；(c)一基于微处理器的控制系统，其可检测并存储运动传感器信号，并且为该支架所包围与支撑；(d)一DC电动机，(i)其可与电源连接，(ii)其与基于微处理器的控制系统电连接，(iii)在运行中，其在由基于微处理器的控制系统调节的一个水平上接受供应电压，以及(iv)其为该支架所包围与支撑；(e)一减速机构，其包括一中心轴并为该支架所包围与支撑，其中的中心轴与该DC电动机旋转连接并受该DC电动机驱动；(f)一可旋转偏心平衡块，其同轴地安装于减速机构的中心轴上，做旋转运动，以产生离心力，并且其为该支架所包围与支撑；其中校准该基于微处理器的控制系统，以使该DC电动机的供电电压水平保持在一数值，该数值优化为将婴儿摇椅系统摇动保持于一平缓频率，例如，约1至2Hz。优化设置该减速机构的减速比，使得在约为最大电机供电电压的约40％至约90％的微处理器控制DC电动机供电电压范围上，执行器的偏心平衡块的转速为每分钟约50至100次。当向DC电动机提供DC动力时，该电动机与旋转减速机构接合并转动该减速中心轴，致使该偏心平衡块以旋转方式运动而产生离心力，该离心力-->使得执行器摇动婴儿摇椅系统。依据物理定律，如果执行器的速度接近或者与支撑一婴儿的婴儿摇椅系统的固有摇动频率相匹配，该摇椅系统将以该婴儿摇椅系统的固有频率有效地摇动(共振)。如果该执行器速度不与固有摇动频率一致，不管其是否快于或者慢于此频率，则支撑婴儿的婴儿摇椅系统将不发生共振，并将显示出低频率间歇性摇动或者根本不摇动。如下面详细所述，该基于微处理器的控制系统由以下方法进行校准：(1)在DC电动机供电电压水平(Vn)范围上确定并存储运动传感器信号频率值(Fn)；(2)比较所存储的Fn值并确定最大运动传感器信号频率值(Fmax)和在Fmax下DC电动机供电电压水平(Fmax的V)；存储Fmax的V。本专利技术的婴儿摇椅系统包括：(a)弹性支撑框架，其适于定位于相对水平的表面；(b)摇篮状床，其在适于稳定支撑婴儿的高起位置上，连接于该框架并受其支撑；以及(c)本专利技术的微处理器控制执行器，其中该执行器支架可安装于弹性支撑框架上以传输摇动力。在一实施例中，用于控制该执行器的该基于微处理器的控制系统也包括声音-记录回放微处理器，其产生可转变为平缓声音的信号，通过变换器或其他适当的设备，与婴儿摇椅系统摇动同步地发出该声音。在下面详细说明中，将详细描述本专利技术的这些和其他特征。附图说明图1显示本专利技术的婴儿摇椅系统的一个实施例的侧视图。图2显示本专利技术的执行器的一个实施例的剖视图。图3显示一个流程图，用于编写控制本专利技术的执行器的基于微处理器的控制系统。图4显示本专利技术的执行器的一个实施例的作用力示图，其中该实施例包括两个同轴安装的可旋转偏心平衡块。图5显示用于本专利技术的基于微处理器的控制系统的一个实施例的框图。具体实施方式图1说明本专利技术的婴儿摇椅系统的完全示意性实施例。参照图1，弹性支撑框架1适于定位在相对水平的表面。在适于稳定支-->撑婴儿的高起位置上，摇篮状床2连接并支撑于弹性支撑框架1，微处理器控制执行器3可通过任意数量的公知装置附着于弹性支撑框架1上，并被接合以向摇动床2传输摇动力，其中的公知装置包括但不局限于按扣、夹子、带子、棘爪、锁和销。在一实施例中，微处理器控制执行器3挂在弹性支撑框架1上并向该框架传输摇动力。优选地，执行器3仅连接于床2的摇动部并且检测和匹配弹性支撑框架1的固有摇动频率。更为优选地，以与弹性支撑框架1的固有振动频率匹配的节奏，执行器3产生平缓的推力和拉力。图2显示本专利技术的执行器的单个偏心平衡块实施例，其包括一支架4并且其为该框架4所包围与支撑。参照图2，DC电动机5通过导线33与基于微处理器控制系统11电连通。用于本专利技术的DC电动机优选为由动力电池组系统、远程电池组系统或者壁装插座电压供电。供电电压约等于或小于12V，并优选利用碱性或者充电电池供电，电压从约6V至7.2V。可用于本专利技术的DC电动机为本领域技术人员所公知的。可用于本专利技术的DC电动机包括，但并不局限于：带传动DC电动机、耦合直列DC电动机和单轴DC电动机。优选地，该DC电动机设计为在约4.5至7.2V的范围内运行。可用于本专利技术的执行器的一些DC电动机的特例包括但并不局限于：Mabuchi碳刷或精密金属刷直流电动机，例如型号RC260RA-18139、RC280RA-20120和其他同等结构。图2中，基于微处理器的控制系统11：(1)通过电压调节器13与DC电源电连通；以及(2)通过导线35与运动传感器19电连通，其中运动传感器19包括由弹性线15和簧片开关21连接的磁化平衡块17。基于微处理器的控制系统11包括线路，其产生表示和缓声音的信号并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一执行器，包括：（ａ）一支架，适于连接婴儿摇椅系统以传递摇动力；（ｂ）一运动传感器，其可产生对应于婴儿摇椅系统摇动力的信号，并且为该支架所包围与支撑；（ｃ）一基于微处理器的控制系统，其可检测并存储该运动传感器信号，并 且为该支架所包围与支撑；（ｄ）一ＤＣ电动机，（ｉ）其可与电源连接，（ｉｉ）其与基于微处理器的该控制系统电连通，（ｉｉｉ）在运行中，其接受由基于微处理器的控制系统调节的电压，以及（ｉｖ）其为该支架所包围与支撑；（ｅ）一减速机构 ，其包括一中心轴，并且为该支架所包围与支撑，其中心轴与该ＤＣ电动机旋转连接并被该ＤＣ电动机驱动；（ｆ）一可旋转偏心平衡块，其同轴地安装于减速机构中心轴上，做旋转和钟摆状运动，并且其为该支架所包围与支撑；其中校准该基于微处理器 的控制系统，以使该ＤＣ电动机的供电电压水平保持在一被优化的数值，使婴儿摇椅系统摇动保持在平缓的频率。

【技术特征摘要】
WO 2004-6-28 PCT/IB2004/0021421.一执行器，包括：(a)一支架，适于连接婴儿摇椅系统以传递摇动力；(b)一运动传感器，其可产生对应于婴儿摇椅系统摇动力的信号，并且为该支架所包围与支撑；(c)一基于微处理器的控制系统，其可检测并存储该运动传感器信号，并且为该支架所包围与支撑；(d)一DC电动机，(i)其可与电源连接，(ii)其与基于微处理器的该控制系统电连通，(iii)在运行中，其接受由基于微处理器的控制系统调节的电压，以及(iv)其为该支架所包围与支撑；(e)一减速机构，其包括一中心轴，并且为该支架所包围与支撑，其中心轴与该DC电动机旋转连接并被该DC电动机驱动；(f)一可旋转偏心平衡块，其同轴地安装于减速机构中心轴上，做旋转和钟摆状运动，并且其为该支架所包围与支撑；其中校准该基于微处理器的控制系统，以使该DC电动机的供电电压水平保持在一被优化的数值，使婴儿摇椅系统摇动保持在平缓的频率。2.如权利要求1所述的执行器，其中设置该减速机构的减速比，以使得在最大DC电机电压的约40％至约90％的微处理器控制DC电动机供应电压范围内，该执行器的偏心平衡块的转速为每分钟约50至约100次，并且该平缓频率是该婴儿摇椅系统在支撑一个婴儿时的共振频率。3.如权利要求1所述的执行器，其中校准该基于微处理器的控制系统并通过一种方法调整DC电动机电压，该方法包括：(a)取回一对应于最大DC电动机供电电压水平(Vmax)的数值并设置DC电动机供电电压水平Vn初始为Vmax；(b)选择一执行器运行时间间隔t；(c)以Vn在时间间隔t上运行该执行器，并且在时间间隔t内检测并记录运动传感器信号值Fn；(d)取回对应于最小DC电动机供电电压水平(Vmin)的数值，检测Vn，并且如果在可接受的偏差内Vn不等于Vmin，就通过减去电压增量v来调节Vn；(e)重复步骤(c)和(d)直至在可接受的偏差内Vn等于Vmin；(f)比较在每个Vn上记录的Fn并确定最大Fn值(Fmax)和对应于Fmax的Vn(Fmax的V)；以及(g)设置DC电动机的供电电压为Fmax的V。4.如权利要求1所述的执行器，其中校准该基于微处理器的控制系统并通过一种方法调整DC电动机供电电压，该方法包括：(a)取回一对应于最大DC电动机供电电压水平(Vmin)的数值并初始设置DC电动机供电电压水平Vn为Vmin；(b)选择一执行器运行时间间隔t；(c)以Vn在时间间隔t内运行该执行器，并且在时间间隔t内检测并记录运行传感器信号值Fn；(d)取回对应于最大DC电动机供电电压水平(Vmax)的数值，检测Vn，并且如果在可接受的偏差内Vn不等于Vmax，就通过增加电压增量v来调节Vn；(e)重复步骤(c)和(d)直至在可接受的偏差内Vn等于Vmax；(f)比较在每个Vn上记录的Fn并确定最大Fn值(Fmax)和对应于Fmax的Vn(Fmax的V)；以及(g)设置DC电动机供电电压为Fmax的V。5.如权利要求3所述的执行器，其中Vmax约为最大电源电压的90％，而Vmin约为最大电源电压的40％。6.如权利要求4所述的执行器，其中Vmax约为最大电源电压的90％，而Vmin约为最大电源电压的40％。7.如权利要求3所述的执行器，其中v的范围为约0.1v至约0.5v。8.如权利要求4所述的执行器，其中v的范围为约0.1v至约0.5v。9.如权利要求3所述的执行器，其中最大电源电压的范围为约4.5v至约9v。10.如权利要求4所述的执行器，其中最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少基，张国友，
申请(专利权)人：镇泰有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]