CN101352614A - 多功能电动摇摆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能电动摇摆装置，属于休闲产品范畴；有结构简单，省电节能，静音运行，适用面广等特点，以期克服现有技术的缺陷，让实现商品化成为可能。本装置包含有：减速马达，电磁离合器，转距输出板，摇摆方向监测器，微电脑控制器；减速马达轴固接着电磁离合器，电磁离合器上的两刚性销钉卡在转距输出板的两边输出减速马达的单向转距；转距输出板上固接有一转轴，转距输出板朝下一端铰接或固接自动秋千的摆杆或者自动摇椅的驱动臂；摇摆方向监测器的光电遮板置于光电开关发射接收两元件缝隙和遮板挡板之间，光电遮板的摆动使光电开关阻断或者耦合；微电脑控制器根据光电开关输入的数据运算时控，控制电磁离合器和减速马达的通断。

Description

多功能电动摇摆装置

技术领域

本发明属于休闲产品技术领域，涉及多功能电动摇摆装置及自动秋千自动摇椅。

背景技术

目前商品市场很难见到电驱动的自动秋千或自动摇椅；我国专利文献中可查得很多这方面专利，可见目前这方面的现有技术上还存在一些缺陷，成为实现商品化的障碍。我国专利文献中与本实用新型比较接近的有：ZL97199159.6自动摆动秋千，ZL200720004001.9电动摇摆装置，ZL200320115504.5电动摇椅，ZL200620054237.9一种电能动力机构等，以上诸专利在结构简单，运行可靠，省电节能，静音运行，便于携带，适用面广等方面还有很大的改进空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种多功能电动摇摆装置，其有结构简单，运行可靠，省电节能，静音运行，便于携带，适用面广等特点，以达到改进或者克服现有技术的缺陷，让它实现商品化成为可能。

本发明的技术解决方案是：一种多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的电动摇摆装置包含有：一减速马达；一电磁离合器；一转距输出板；一摇摆方向监测器；一微电脑控制器等。

减速马达可以是齿轮减速马达，也可以是蜗轮减速马达。

电磁离合器由圆盘形衔铁和圆柱形电磁离合器体组成。

减速马达轴的根部固接着电磁离合器衔铁，电磁离合器体紧贴衔铁固接在减速马达轴；电磁离合器体中心的滚珠轴承使电磁离合器体失电时可以与减速马达轴相对滚动；电磁离合器体背衔铁面直径边沿的轴向固接有两个刚性销钉。

转距输出板为金属板，其强度足以承担减速马达输出的力矩；转距输出板上固接有一转轴；转距输出板的下端可以铰接、焊接或铆接自动千秋的摆杆，也可以铰接、焊接或铆接自动摇椅的驱动臂。

转距输出板与电磁离合器体相对并有一定的间隙，转距输出板上的转轴与减速马达轴线重合，转距输出板的宽度小于电磁离合器体上的两刚性销钉的间距，长度大于两刚性销钉的间距，电磁离合器体上的两刚性销钉大间隙地卡在转距输出板的两边传递减速马达的单向转距，两刚性销钉和转距输出板的接触部位可以设置弹性缓冲件。

摇摆方向监测器由阻尼环，金属摩擦环，光电遮板，光电开关和遮板挡板组成。

转距输出板的转轴的一端套装有阻尼环，阻尼环外套装有金属摩擦环，光电遮板固接在金属摩擦环上，光电遮板转动半径范围内装有光电开关，光电开关发射接收两元件开口处设有遮板挡板；光电遮板置于光电开关发射接收两元件缝隙和遮板挡板之间，光电遮板的摆动使光电开关阻断或者耦合。

微电脑控制器由微处理器，信号输入端口，电源输入端口，无线信号接收模块，能量时空输出端口组成。

信号输入端口接受光电开关，按键和无线信号接收模块给出的控制信号并输入微处理器；微处理器根据信号输入端口输入的数据运算出最佳的时控，通过能量时控输出端口控制电磁离合器和减速马达的通断或者电磁离合器的通断。

本发明的有益效果是：结构简单，主要部件只有减速马达、电磁离合器和微电脑控制器；运行可靠，没有冗余零件，减速马达通过电磁离合器直接驱动摆动体；省电节能，加载耗电只有整个摆动周期时长的10～30％，其余时间由摇摆体自身惯量摇摆；静音运行，没有齿轮传动、曲轴连杆往复运动撞击的噪音；零件少，体积小，重量轻便于携带；适用性广，可适用于各种悬挂摇摆和圆弧切线摇摆的驱动，例如：秋千、摇篮、吊床、摇椅等。

附图说明

图1为本发明多功能电动摇摆装置立体示意图

图2为本发明实施例一自动千秋电动摇摆装置主视图

图3为本发明实施例一自动千秋电动摇摆装置动作1左视图

图4为本发明实施例一自动千秋电动摇摆装置动作2左视图

图5为本发明实施例二自动摇椅电动摇摆装置主视图

图6为本发明实施例二自动摇椅电动摇摆装置动作1左视图

图7为本发明实施例二自动摇椅电动摇摆装置动作2左视图

图8为本发明实施例一自动千秋整体结构示意图

图9为本发明实施例二自动摇椅整体结构示意图

图10为本发明实施例三微电脑控制器方框图

图11为本发明实施例四微电脑控制器方框图

具体实施方式

为了能对本发明电动摇摆装置的特征、效果做进一步的理解与认识，以下列举四个实施例配合附图加以进一步详细说明，但本发明电动摇摆装置不局限于实施例。

本发明多功能电动摇摆装置参照图1图10所示，有减速马达1，电磁离合器2，转距输出板3，摇摆方向监测器4，微电脑控制器5。减速马达1轴的根部固接着电磁离合器衔铁22，电磁离合器体21紧贴衔铁22固接在减速马达轴；电磁离合器体21中心的滚珠轴承24使电磁离合器体可以与减速马达轴相对滚动；电磁离合器体21背衔铁22的一面直径边沿的轴向固接有两个刚性销钉23。转距输出板3为金属板，其强度足以承担减速马达输出的力矩；转距输出板3上固接有一转轴31；转距输出板上的输出端可以铰接或固接自动千秋的摆杆，也可以铰接或固接自动摇椅的驱动臂；转距输出板3与电磁离合器体21相对并有一定的间隙，转距输出板3上的转轴31与减速马达1的轴线重合；转距输出板3的宽度小于电磁离合器体21上的两刚性销钉23的间距，长度大于两刚性销钉23的间距，电磁离合器体21上的两刚性销钉23卡在转距输出板3的两边。摇摆方向监测器4由阻尼环41，金属摩擦环42，光电遮板43，光电开关44和遮板挡板45组成，转距输出板上转轴31的一端套装有具有阻尼功能材料做的阻尼环41，阻尼环外套装有金属摩擦环42，光电遮板43固接在金属摩擦环42上，光电遮板43转动半径范围内装有光电开关44，光电开关44是由发射接收两元件组合而成，发射接收开口处设有遮板挡板45；光电遮板43置于光电开关44发射接收两元件缝隙和遮板挡板45之间，光电遮板43的摆动使光电开关44阻断或者耦合，给予微处理器51高电平或者低电平信号。微电脑控制器5由微处理器51，信号输入端口52，电源输入端口53，能量时控输出端口54组成。

根据对微处理器的程序设计，可以取光电开关44输出的高电平或者低电平为响应信号。

两刚性销钉23和转距输出板3的接触部位可以设置有弹性(比如弹簧、橡胶垫等)缓冲件，以减少减速马达转距对转距输出板3的冲击和噪声。

本发明多功能电动摇摆装置是这样工作的：装置接通电源，人力为转距输出板3所连接的负载启动摆幅，转距输出板3开始摇摆，带动套装于其转轴31上的摆动方向监测器4的阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43一起转动，阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43在不受阻挡时，阻尼环41的作用下和转轴31同步转动，当光电遮板43受到阻挡，阻尼环41金属摩擦环42相对于转轴31滑动。由于光电遮板43置于光电开关44发射接收两元件缝隙和遮板挡板45之间，转轴31的转动带动光电遮板43在电开关44发射接收两元件缝隙底部和遮板挡板45之间的摆动，使光电开关44阻断或者耦合。光电开关44输出高电平或者低电平给微处理器51，微处理器51依照预先写入的程序，运算出最佳的时长，通过能量时控输出端口54打开电子开关541，接通减速马达1和电磁离合器2的电源，减速马达1转动，电磁离合器2吸合，减速马达1的转距通过固接在减速马达1轴上的电磁离合器衔铁22传递给电磁离合器体21同步转动，电磁离合器体21上的两刚性销钉23卡在转距输出板3的两边带动转距输出板3摆动。微电脑控制器5按预先设计的时长关断电子开关541，此时减速马达1停止转动，电磁离合器失电，电磁离合器体21和衔铁22脱离，电磁离合器体21可以在转轴31上自由转动，转距输出板3由于负载惯量继续摆动并与刚性销钉23脱离接触，当转距输出板3的正向惯量耗尽，由于势能的缘故做反向摆动，转距输出板3的反向摆动带动套接于转轴31上的阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43做同步反向转动，光电遮板43由于阻尼滑动的原因，总是在转距输出板3摇摆换向的瞬间使光电开关44改变输出状态。如果正向摇摆为光电开关44给出开启电子开关541的信号，减速马达1和电磁离合器2加载状态，结束加载后转距输出板3的正向惯量耗尽，势能将转距输出板3做出反向摆动，光电遮板43同步反向转动，光电开关44给出关闭电子开关541的信号，(在这之前微处理器51已经按照程序设计的时长关断电子开关541)，为再次启动做好准备。转距输出板3的反向摆动势能惯量耗尽，转变为正向势能摆动，套接于转轴31上的阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43做同步正向转动，光电开关44给出接通电子开关541的信号，减速马达1和电磁离合器2再次加载，这样往复循环。以下实施例中，控制元件不限定于光电开关，也可以以其他形式的控制元件替代。

实施例一，参照图2至图4和图8，本发明多功能电动摇摆装置实施于自动千秋椅。图2为本装置实施于自动千秋椅的主视图，秋千椅属于悬挂摇摆，本装置铰接于秋千椅架的横梁6，转距输出板3上铰接着秋千椅的摆杆7和秋千椅8。图3为本发明实施于自动千秋椅动作1左视图，当转距输出板3摆动到达右摆的终止点向左摇摆的第一时间，转距输出板3的转轴31上套接的阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43做右向转动，阻断光电开关44耦合，电开关44给微处理器51一个低电平，按预先设计的程序，此时微处理器51给出接通电子开关541的信号，减速马达1和电磁离合器2同时工作；减速马达1输出的转距通过电磁离合器2上的刚性销钉23加载于转距输出板3上，给转距输出板3叠加一个与势能摆动同向的驱动力矩，转距输出板3作左向摇摆。图4为本发明实施于自动千秋椅动作2左视图，当微处理器51按预先设计程序的时长结束减速马达1和电磁离合器2工作，千秋椅耗尽左摆的惯量，在左摆的终止点聚集的势能作用下，千秋椅向右摇摆，而转距输出板3带动转轴31上的阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43做左向转动，光电遮板43避开对电开关44的遮挡，电开关44耦合，输出高电平，按照程序设计处理器51对高电平不予响应；秋千椅依靠势能摇摆到右摆的终止点开始下一个摇摆的循环。秋千椅的摇摆幅度可以通过面板按键或者遥控器给与微处理器51调整信号，微处理器51按照程序设计的时长调整减速马达1和电磁离合器2的工作时间，时间愈长摆幅愈大。

实施例二，参照图5至图7和图9，本发明多功能电动摇摆装置实施于自动摇椅。图5为本装置实施于自动摇椅的主视图，摇椅属于圆弧切线摇摆，就是摇椅是放在坚硬平坦的地面摇摆的，转距输出板3上固接着摇椅的驱动臂10；图9显示本装置通过支杆9铰接于摇椅11的椅脚111和弧形支脚上的横杆112之间。图6为本发明实施于自动摇椅的动作1左视图，当摇椅11顺时针摇摆到终止点转变为逆时针摇摆的第一时间，转距输出板3上固接着的驱动臂10重量的作用下，转距输出板3带动转轴31做顺时针旋转，转轴31上套接的阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43做顺时针旋转，阻断光电开关44耦合，电开关44给微处理器51一个低电平，按预先设计的程序，此时微处理器51给出接通电子开关541的信号，减速马达1和电磁离合器2同时工作；减速马达1输出的转距通过电磁离合器2上的刚性销钉23加载于转距输出板3上，固接于转距输出板3上的驱动臂10通过其尾端上的滚轮将减速马达的力矩作用于地面，给转距输出板3叠加一个与势能摆动同向的驱动力矩，该力矩通过支杆9反作用于摇椅11，摇椅11做逆时针摇摆。图7为本发明实施于自动摇椅动作2左视图，当微处理器51按预先设计程序的时长结束减速马达1和电磁离合器2工作，摇椅耗尽继续逆时针摇摆的惯量，在逆时针摇摆的终止点聚集的势能作用下，摇椅改变为顺时针摇摆，而转距输出板3在驱动臂10的重力作用下带动转轴31上的阻尼环41金属摩擦环42光电遮板43逆时针转动，光电遮板43避开对电开关44的遮挡，电开关44耦合，输出高电平，按照程序设计处理器51对高电平不予响应；秋千椅依靠势能摇摆到顺时针摇摆的终止点开始下一个摇摆的循环。摇椅的摇摆幅度可以通过键盘或者遥控器给与微处理器51调整信号，微处理器51按照程序设计的时长调整减速马达1和电磁离合器2的工作时间，时间愈长摆幅愈大。

实施例三，参照图10所示，本发明多功能电动摇摆装置的微电脑控制器5由：微处理器51，信号输入端口52，电源输入端口53，能量时控输出端口54组成；微处理器51依据信号输入端口52给出的数据，运算出最佳的时控，通过能量时控输出端口54控制电磁离合器和减速马达的通断；信号输入端口52接受驱动信号521(光电开关等)，键盘控制按钮522，遥控器-无线信号接收模块523或者线控按键给出的控制信号输入微处理器51；电源输入端口53可以通过电源适配器531输入交流110～220伏市电或者汽车点烟器532，蓄电池533输入12伏直流电，它是为电脑控制器，电磁离合器和减速马达提供能量的端口；遥控器-无线信号接收模块523接收遥控器给出的无线信号，执行电驱动装置的启动，停止，大小和定时；能量时控输出端口54由大功率开关管或者继电器541组成，执行微处理器51的命令，向电磁离合器2和减速马达1提供脉冲电流；控制面板由LED显示器和键盘组成，LED显示器显示当前电源的通断，电动摇摆装置的开关，摆幅的大小和定时状态；键盘执行着和遥控器同样的控制功能；本实施例的好处在于：减速马达和电磁离合器都处在一种极短时间的工作状态，在一个摇摆周期，75％以上的时长减速马达和电磁离合器是处于不耗电的关机状态，所以非常节能。本发明多功能电动摇摆装置的微电脑控制器也可以不具遥控、线控功能，只保留键盘控制。

实施例四，参照图11所示，本发明多功能电动摇摆装置的微电脑控制器5，与实施例三的不同之处在于，减速马达1不受能量时控输出端54上的电子开关541控制，直接受控于微处理器51控制的另一电子开关55，本装置开机，微处理器51就打开电子开关55，接通减速马达1，减速马达1持续运转；当监测器给微电脑控制器5信号，微处理器51给能量时控输出端口54一个指令，让电子开关541给电磁离合器2一个电脉冲，此时电磁离合器2吸合，减速马达1的转距通过与其轴固接的衔铁22传递给与其吸合的电磁离合器体21，而固接于电磁离合器上两刚性销钉23将转距加载于转距输出板3上；电磁离合器2不接通吸合时，减速马达1处于空转；本实施例的好处在于：减少减速马达的频繁起动，减少启动电流对减速马达和其他器件的冲击，运行更为平稳。

本发明上述已做了详细的说明并引证了实施例，但不能用来限定本发明所实施的范围。对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明及实施例做出各种替代方案或者修改；因此，所有在此基础上做出的替代方案和修改，都包含在本权利要求的精神和范围之内。

Claims (8)

1.一种电动摇摆装置，其特征在于：所述的多功能电动摇摆装置包含有：减速马达，电磁离合器，转距输出板，摇摆方向监测器，微电脑控制器；

减速马达轴固接着电磁离合器，电磁离合器上的两刚性销钉卡在转距输出板的两边输出减速马达的单向转距；

转距输出板上固接有一转轴，转距输出板朝下一端铰接或固接自动千秋的摆杆或者自动摇椅的驱动臂；

摇摆方向监测器的光电遮板套装于转轴上并置于光电开关发射接收两元件缝隙和遮板挡板之间，光电遮板的摆动使光电开关阻断或者耦合；

微电脑控制器根据信号输入端口输入的数据运算出最佳的时控，通过能量时控输出端口控制电磁离合器和减速马达的通断或者电磁离合器的通断。

2.如权利要求1所述的多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的减速马达可以是齿轮减速马达，也可以是蜗轮减速马达；可以是交流马达也可以是直流低压马达。

3.如权利要求1所述的多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的电磁离合器由圆楹形衔铁和圆柱形电磁离合器体组成；减速马达轴的根部固接着电磁离合器衔铁，电磁离合器体紧贴衔铁固接在减速马达轴；电磁离合器背衔铁面直径边沿的轴向固接有两个刚性销钉；电磁离合器体中心的滚珠轴承使电磁离合器体失电时可以与减速马达轴相对滚动。

4.如权利要求1所述的多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的转距输出板为金属板，板上固接有一转轴，转距输出板的两边有电磁离合器体上的两刚性销钉大间隙卡着，传递减速马达的单向转距；两刚性销钉和转距输出板的接触部位可以设置弹性缓冲件；转距输出板上的转轴与减速马达轴线重合。

5.如权利要求1所述的多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的摇摆方向监测器由阻尼环，金属摩擦环，光电遮板，光电开关和遮板挡板组成；阻尼环套装在转距输出板的转轴上，阻尼环外套装有金属摩擦环，光电遮板固接在金属摩擦环上，金属摩擦环和转轴的摩擦阻尼可以调节；光电遮板转动半径范围内装有光电开关，光电开关发射接收两元件开口处设有遮板挡板；光电遮板被限制在光电开关底部和遮板挡板之间摆动。

6.如权利要求1所述的多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的微电脑控制器由微处理器，信号输入端口，电源输入端口，无线信号接收模块，能量时空输出端口组成；信号输入端口接受光电开关，键盘和遥控器-无线信号接收模块给出的控制信号输入微处理器；微处理器控制减速马达和电磁离合器同时接通、关断；也可以减速马达常开，只控制电磁离合器的通断。

7.如权利要求6所述的多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的微电脑控制器可以具有无线信号控制或线控功能，也可以不具无线信号控制或线控功能。

8.如权利要求5所述的多功能电动摇摆装置，其特征在于，所述的光电开关也可以用其他控制元件替代。

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