CN101744477A - 进行多轴运动的儿童开发设备 - Google Patents

Abstract

一种儿童开发设备，具有结合至少儿产品并且在支撑表面上方升高的托架。托架限定x-y-z轴系统，所述x-y-z轴系统包括大体竖直的z轴、大体水平的x轴以及与x轴正交地定向的大体水平的y轴。儿童座椅结合至托架并且可定位为使得座椅的乘坐者的脚能接触发动表面。儿童座椅能相对于少儿产品独立地绕着z轴旋转、绕着x轴旋转以及绕着y轴旋转。

Description

进行多轴运动的儿童开发设备

相关申请数据

本专利涉及并且要求2008年12月18日申请的名称为“用于多轴运动的儿童活动中心(Child Activity Center for Multiple-AxisMovement)”的美国临时申请序列号No.61/138,898的优先权，该申请的全部内容通过参考结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及少年或儿童产品，比如活动中心和娱乐器，并且更具体地涉及一种允许由设备支撑的儿童的多轴运动的开发设备。

背景技术

父母长期面对娱乐和激励其婴儿和学步儿童以及帮助其婴儿和学步儿童大运动和身体开发的挑战。现有技术已知的许多设备试图达到这些目标。通常用于婴儿和较小学步儿童的一种这样产品已知为活动中心或娱乐器。一种典型的娱乐器具有大体圆形的上托盘，其具有由托盘包围的中心开口。吊索型座椅通常定位在开口内并且由娱乐器悬挂在地面上方。吊索座椅支撑儿童处于站立位置并且通常允许儿童用脚接触一个表面或甚至在由吊索座椅被动地支撑时用自己的脚站立。上托盘通常由基座支撑在地面上方，其方式为允许儿童玩弄托盘顶部上的各种玩具或其它物体。

一些活动中心和娱乐器具有在儿童由吊索座椅完全地支撑时给儿童提供自给力运动比如跳跃或跳动的机构。另外，一些娱乐器、活动中心或其它产品类型具有能弹性地上下移动以增强跳动的脚部。一些产品甚至在底部上具有允许儿童沿着地面移动产品的轮子。这些类型的产品能允许儿童随着活动中心慢慢移动或行走，只要在就座或站立在吊索座椅时脚能接触地面，但是不能促进身体开发或提高平衡。现有的活动中心不能有助于开发核心肌肉，像用来爬行、翻身、起身等的那些肌肉。因此，这些类型的产品仅用来娱乐儿童或加强他们的腿。根据医学和职业治疗研究，这些类型的产品很少或几乎没有开发儿童的运动技能和核心肌肉。

大量已知的儿童产品试图解决加速儿童大运动技能开发的目标。这些设备通常提供用于保持和/或悬挂儿童处于站立或直立位置的相对安全的重量支承结构。助步车、婴儿跳跳椅(doorway jumper)以及固定的娱乐器仅是设计来支撑儿童重量的一部分，但同时仍然鼓励儿童在保持站立或直立位置时使用其腿部肌肉的设备的几个示例。

大多数这些已知儿童产品和设备通常旨在改进或仅使用儿童大运动技能的一个子组。这种技能在早期婴儿时代期间开发时由保健专家确认。大运动技能开发通常能涉及大范围的肌肉群和其它刺激。举例来说，运动技能在上肢以及下肢中得到开发。核心身体肌肉通常涉及更复杂的运动，其涉及在儿童使用上肢末端和下肢末端时的扭转、弯曲、倾斜等的组合。大多数已知儿童产品仅给儿童的腿部提供刺激，并且通常仅是站立或竖直的上下运动。

发明内容

这里公开了一种用于儿童身体和大运动开发的开发设备，其能允许儿童绕着多个轴进行独立运动。在一个示例中，开发设备能具有基座和结合至基座并且在支撑表面上方升高的托架。托架限定x-y-z轴系统，所述x-y-z轴系统包括大体竖直的z轴、大体水平的x轴以及与x轴正交地定向的大体水平的y轴。儿童座椅结合至托架并且能相对于基座独立地绕着z轴旋转、绕着x轴旋转以及绕着y轴旋转。

在一个示例中，在儿童座椅绕着z轴旋转时，由x轴和y轴限定的x-y平面不绕着z轴旋转。

在一个示例中，在儿童座椅绕着z轴旋转时，由x轴和y轴限定的x-y平面也绕着z轴旋转，儿童座椅使z轴旋转成为偏转运动，使x轴旋转成为俯仰运动，以及使y轴旋转成为相对于儿童座椅的滚动运动。

在一个示例中，开发设备能具有一个或更多个运动限制器，所述运动限制器构造为允许对绕x、y、z轴中的一个或更多个轴的儿童座椅的旋转行程限制、儿童座椅的旋转阻力或两者进行选择性调节。

在一个示例中，开发设备能具有在一端处从基座的一部分以悬臂形式伸出的支撑臂。托架能从与支撑臂的所述一端相对的支撑臂的另一端悬垂。基座能构造为放在支撑表面上。

在一个示例中，开发设备的支撑臂的所述一端在一基座轴线处枢转地结合至基座的所述部分，所述基座轴线大体竖直地定向以使得支撑臂和托架能绕着并相对于该基座轴线旋转。

在一个示例中，开发设备能具有运动限制器，该运动限制器构造为允许对绕着基座轴线的支撑臂的旋转行程限制、支撑臂的旋转阻力或两者进行选择性调节。

在一个示例中，开发设备的支撑臂和托架能相对于基座在大体竖直的方向上往复运动。

在一个示例中，开发设备的托架相对于基座在大体竖直的方向上往复运动。

在一个示例中，开发设备能具有运动限制器，该运动限制器允许对相对于基座的托架的竖直行程限制、托架的竖直运动阻力或两者进行选择性调节。

在一个示例中，开发设备能具有在一端处从基座的直立部分以悬臂形式伸出的四杆联动件。托架从与四杆联动件的所述一端相对的四杆联动件的另一端悬垂，四杆联动件布置为允许托架竖直地往复运动。弹簧机构能结合至四杆联动件并且构造为使得竖直行程限制和竖直往复的阻力能调节。

在一个示例中，开发设备的四杆联动件的所述一端能在一基座轴线处枢转地结合至基座的所述直立部分，所述基座轴线大体竖直地定向以使得四杆联动件和托架能相对于基座绕着所述基座轴线旋转。

在一个示例中，一种用于儿童的身体和大运动开发的开发设备，所述开发设备能具有基座和结合至基座并且在支撑表面上方升高的托架。托架能具有限定x-y-z轴系统的万向接头状结构。儿童座椅能从托架悬垂，并且能绕着x、y、z轴中的每个轴、独立于x、y、z轴中的其它轴地运动。

在一个示例中，开发设备能具有一种儿童座椅，其中儿童座椅相对于至少x轴和y轴的旋转行程，相对于x和y轴中的每个轴、从儿童座椅的原始位置开始、在每个方向上被限制在大约10°或更小。

在一个示例中，开发设备能具有用于x轴、y轴和z轴中的每个轴的能调节的运动限制器，每个所述运动限制器允许儿童座椅相对于每个轴的旋转范围限制、旋转阻力或两者被独立地调节。

在一个示例中，开发设备能具有托架的万向接头状结构，其包括具有第一直径的第一环，所述第一环被支撑以绕着与该第一环相交的x轴旋转。在处于原始位置时，x轴能相对于基座在长度方向上大体水平地定位，并且允许儿童座椅从一侧向另一侧滚动。

在一个示例中，开发设备上的儿童座椅绕着在原始位置中大体水平地定向并且与y轴垂直的x轴的旋转行程，从原始位置在每个方向上能被限制在大约10°或更小。

在一个示例中，开发设备能具有托架的万向接头状结构，其能包括由第一环支撑的第二环。所述第二环能具有小于第一环的直径，并且能被支撑为绕着与第二环相交的y轴旋转。在处于原始位置时，y轴能相对于基座在宽度方向上大体水平地定向，并且允许儿童座椅的前后俯仰运动。

在一个示例中，开发设备上的儿童座椅绕着在原始位置中大体水平地定向并且与x轴垂直的y轴的旋转行程，能从原始位置开始在每个方向上被限制在大约10°或更小。

在一个示例中，开发设备的儿童座椅能从托架的万向接头状结构的一座椅环悬垂。所述座椅环能与z轴垂直或正交地定向并且该座椅环的中心位于z轴上。在处于原始位置时，z轴能大体竖直地定向。

在一个示例中，开发设备能具有构造为放在支撑表面上并且具有竖直部分的基座。托架能从所述竖直部分延伸以悬臂形式伸出。

在一个示例中，开发设备能具有托架，其通过构造为允许托架竖直往复运动的支撑臂结合至基座的竖直部分。

在一个示例中，开发设备能具有座椅环，该座椅环将儿童座椅连接至万向接头状结构的托架环。座椅环能相对于托架环同心地旋转。

在一个示例中，开发设备能具有托架，托架具有万向接头状结构，该万向接头状结构能具有第一环，该第一环具有第一直径，被支撑以绕着与所述第一环相交的x轴旋转。在处于原始位置时，x轴能相对于基座沿长度方向大体水平地定向，并且允许儿童座椅从一侧向另一侧滚动。第二环能由第一环支撑，具有小于第一环的直径，并且被支撑为绕着与第二环相交的y轴旋转。在处于原始位置时，y轴能相对于基座在宽度方向上大体水平地定向，并且垂直于x轴，允许儿童座椅前后俯仰运动。座椅环能与第二环同心并且由第二环承载，儿童座椅由座椅环支撑以相对于第二环绕着z轴回转。座椅环和第二环能与z轴垂直地定向并且其中心位于z轴上。在处于原始位置时，z轴能大体竖直地定向。

在一个示例中，开发设备具有可从使用构造折叠为更紧凑的折叠构造的基座、托架以及儿童座椅。

在一个示例中，一种少儿产品具有结合至少儿产品并且在支撑表面上方升高的托架。托架能限定x-y-z轴系统，所述x-y-z轴系统包括大体竖直的z轴、大体水平的x轴以及与x轴正交地定向的大体水平的y轴。儿童座椅能结合至所述托架并且能定位成使得座椅的乘坐者的脚能接触一发动表面。儿童座椅能相对于所述少儿产品独立地绕着z轴旋转、绕着x轴旋转以及绕着y轴旋转。在一个示例中，发动表面能是少儿产品上的表面或少儿产品放在其上的支撑表面。

附图说明

本发明的目标、特点和优点在阅读以下结合附图的描述之上将变得明显，其中：

图1示出用于儿童并且根据本发明的教导构造的开发设备的一个示例的透视图。

图2示出图1的开发设备的局部分解视图。

图3示出图2中的开发设备去掉儿童座椅时的顶视图。

图4示出图3中的开发设备的正视图。

图5示出图3和4中的开发设备的侧视图。

图6示出图1-3和5中的开发设备的支撑臂部分的放大透视图。

图7示出沿着开发设备的支撑臂在图3中的线VII-VII截取的横截面。

图8示出图1中的开发设备的托架和支撑臂部分的运动特性。

图9示出普通万向接头结构的透视图。

图10示出沿着图1中的开发设备的线X-X的横截面。

具体实施方式

本发明总体上涉及开发设备，其解决或改进现在已知这种产品所具有的一个或更多个上述和/或其它问题以及缺点。在一个示例中，如这里所公开的开发设备能为就座在本公开的开发设备中的儿童提供竖直跳跃运动特性。在一个示例中，所公开的开发设备在儿童就座于开发设备的儿童座椅中时能允许儿童绕着大体竖直的参考轴线回转或旋转。在一个示例中，所公开的开发设备在儿童就座于开发设备的儿童座椅中时能允许儿童倾斜、弯曲或绕着大体水平的参考轴线前后枢转。在一个示例中，所公开的开发设备能在儿童就座于开发设备中的儿童座椅中时允许儿童绕着大体水平的参考轴线弯曲、枢转或从一侧向另一侧倾斜。所公开的开发设备有助于在控制环境中开发儿童的平衡技能以及核心肌肉。在一个示例中，所公开的开发设备能在儿童就座于开发设备的儿童座椅中时允许儿童以每种上述互相独立的方式运动。

在一个示例中，看护者能相对于适合于具体的儿童需要的上述运动中的任何一个或全部调节运动特性和限制。在一个示例中，本开发设备能提供有书本、小册子或手册，这有助于限定运动和阻力范围、限制等，并且限定年龄、高度和/或重量适合的运动和程序。

所公开的儿童开发设备因而能将开发性地适合的阻力给予儿童的多种肌肉群以及身体部分。这样，所公开的开发设备能增强儿童的大运动技能的开发，这些大运动技能除了涉及简单的直立站立、跳跃或步行的那些以外，还涉及平衡、肌肉控制、肢端控制以及三维运动。另外，由本开发设备提供的限制、阻力和重量支撑度能根据儿童的需要调节。所公开的开发设备与已知产品和设备相比还同样较好地适合于站立、跳跃以及步行运动技能的开发。因此，所公开的开发设备能构造为给就座于开发设备中的儿童提供充分的支撑，同时在走路前和早期开发的走路年龄范围期间帮助开发一定范围的大运动技能。在一个示例中，所公开的开发设备能涉及帮助开发3个月至2岁范围的儿童的大运动技能。

虽然所公开的示例结合活动中心或娱乐器描述，本公开的一个或更多个方面能结合于其它儿童开发设备或少儿产品中。本公开的许多方面(如果不是全部)能应用至比如举例来说蹦床、秋千、助步车、婴儿跳跳椅(doorway)以及其它跳跃器、固定娱乐器、游戏床等产品和设备。所公开的开发设备甚至能提供于手推童车上以允许儿童在向前行驶时学习平衡。这样，根据本公开的教导构造的一些产品和设备能以不同年龄范围和/或开发技能为目标。所公开的开发设备的一个或更多个方面能通常构造为帮助开发各种不同的运动、肌肉群以及运动技能以促进宽范围的大运动技能开发。

现在转到附图，图1总体上示出儿童娱乐器或活动中心20，作为根据本发明的教导构造的开发设备的一个示例。在这个示例中，活动中心20通常具有构造为放在支架或地面上的基座22以及结合至基座并且升高到地面之上的托架24。通常，托架24限定x-y-z轴系统，这个系统能相对于就座于活动中心20中的儿童的参考x-y-z轴系统移动。x-y-z轴系统稍后就几个附图描述。活动中心20还具有儿童座椅26，其结合至托架并且其能相对于基座22独立地回转或者绕着参考z轴旋转、绕着参考x轴旋转以及绕着参考y轴旋转。然而，托架并且因而儿童座椅的运动特性更复杂，如下面所描述的。

在其它示例中，本开发设备除了能用在活动中心或娱乐器上，还能用于其它少儿产品上。基座能是少儿产品或支撑托架和/或座椅的这种产品的框架或其它部件。开发设备或所述设备的至少一些方面能结合于手推童车、游戏床、秋千或其它类型的少儿产品中。基座能放在地面或支撑表面上，或能放在产品上或作为产品的另一部分的部件。在每个示例中，就座于儿童座椅中的儿童应当能用他们的脚接触一个表面以便控制他们的运动。这个表面在这里标识为发动表面(launching surface)。发动表面能是开发设备放在其上的地面或支撑表面或能是少儿产品的另一表面或物体。例如，如果开发设备结合于游戏床中，运行表面能是游戏床的底部游戏或睡眠表面。开发设备的基座能视为整个游戏床、游戏床框架或类似物。在另一个示例中，这里公开的悬臂式基座22能由三腿或四腿的基座或其它类型的基座代替。

如图1和2所示，儿童座椅26通常包括在这个示例中从安装在托架24的一部分上的座椅环32悬挂的吊索型织物支架30。织物支架30具有侧壁34，侧壁34在上端处结合至座椅环32以使得侧壁34从座椅环32中的内部开口36悬垂。在这个示例中，织物支架30具有现有技术已知的一对腿开口38，用来允许儿童的腿延伸通过织物支架并且朝着地面或支撑表面向下。

参照图1-3，基座22通常具有支撑框架40和连接至支撑框架并且从该支撑框架向上延伸的直立部分、脊部或柱42。支撑框架40通常构造为放在地面或支撑表面上以给这个示例中的活动中心20提供稳定的安放基座。如本领域技术人员在阅读本公开时将明了，基座22和支撑框架40的构造和结构能在本发明的精神和范围内显著地改变。在一个示例中，设备20可构造为使得儿童能绕着基座或框架的一部分使座椅360°地“行走”。这个示例中的基座22应当是尺寸足够大并且足够稳定以便安全地允许这种运动。

在这个示例中，支撑框架40具有两个镜像的框架区段44。框架区段44在其相应的第一端处连接至脊部42，并且在其相应的另一端处在接合点46处相互连接或相互接合。如图4中由箭头F1和F2所示，框架区段44能构造为相对于彼此向上或向下折叠，并且朝着彼此折叠或折叠到另一个上以产生紧凑的框架构造。类似地，如果期望，托架24可以旋转至具有折叠框架区段44的折叠方位。如果需要，这个示例中的开发设备或活动中心20的折叠构造能适合用于容易地存储或传输活动中心。框架区段44能在接合点46处以及在其相应的连接点处枢转地连接至脊部接头42以便允许这种折叠。托架24能以允许这种用于存储的折叠或旋转的方式枢转地连接至基座22。在这个示例中，框架区段44和托架24能构造为连同部分基座22一起折叠为彼此大体平行并且与z轴大体平行。

在所公开的示例中，支撑框架40的框架区段44如图3所示从顶部看时一起限定D形。框架区段44能采取其它构造和结构，并且还用来为活动中心20提供稳定的基座。在另一个示例中，基座22能构造为单个结构，而不是两个或更多个分开的框架区段。可选地，支撑框架40能构造为具有与这里所示的D形不同的其它形状。例如，支撑框架40能是椭圆形、圆形、X形等并且仍然按照预定那样起作用。另外，用来制作支撑框架40的各种部件的材料和结构能在本发明的精神和范围内改变。例如，框架区段能由铝或钢管或其它这种金属，或由提供适当强度和稳定性的塑料或复合材料构成。也能使用其它适合的材料和结构构造。

参照图1-4，脊部42连接至支撑框架40的一部分并且相对于支架或地面和框架大体竖直向上突起。脊部能在本发明的精神和范围内采用任何数目的构造和结构。脊部还能包括装饰盖(这里未示出)以呈现更加审美上令人愉悦的设计并且覆盖活动中心20的内部移动部件，这是为了安全的原因和改进外观。盖还能提供用于对设备的特性的控制，比如对用来娱乐或抚慰的光线和声音的控制。在这个示例中，脊部42具有带有一对水平轴的上部区段50，这对水平轴限定一对枢轴52a、52b。所述轴在脊部42上在竖直方向上彼此隔开并且在上部区段50的一对竖直支柱54之间延伸。在这个示例中，脊部42物理地固定至支撑框架40，并且枢轴52a、52b也物理地固定到位。

在替代示例中，如下面更详细地描述的，脊部42或至少其上部区段50能构造为允许托架24绕着脊部的竖直轴线旋转往复运动。托架能构造为在限定的行程弧内往复或如上面所提到的允许绕着脊部轴线旋转360°。如果绕着脊部或基座轴线的旋转受到限制，能在枢接点处提供硬停止。如果期望，这些硬停止能设置于运动限制器上(参见图8并且在下面讨论)，其允许看护者手动调节允许托架绕着脊部或基座轴线旋转多远或多大角度。运动限制器还能调节旋转阻力并且因而能调节使托架绕着脊部或基座轴线旋转所需的力。这种运动特性能将另外的运动自由度添加至活动中心。

参照图1-3和5，活动中心20具有将托架24连接至基座或活动中心的一部分的支撑臂56。在这个示例中，支撑臂56从基座或活动中心的一部分以悬臂形式伸出，并且尤其从脊部42悬臂式伸出。如图所示，托架24因而在这个示例中在地面上方并且在支撑框架40上方从脊部42悬臂式伸出。支撑臂56在一端处连接至脊部42的上部区段50并且在其另一端处连接至托架24。如本领域技术人员在阅读本公开时将明白的，支撑臂56在构造和结构上还能在本发明的精神和范围内改变。在这个示例中，支撑臂56构造为允许在结合至托架24的端部处竖直跳跃或往复运动，因而允许托架竖直地移动或往复。

在所公开的示例中，支撑臂56具有四杆联动结构。托架连接器58将托架24连接至支撑臂56的自由端。托架连接器58具有竖直尺寸并且还具有限定一对水平枢轴60a、60b的一对轴杆。在这个示例中，枢轴60a、60b以与枢轴52a、52b大约相同的距离在连接器58上竖直地间隔开。然而，这两个轴杆对，并且因而两对轴能相对于彼此不同地隔开以便根据需要将不同的运动特性给予支撑臂。可选地，支撑臂56的构造和结构能改变，并且不包括四杆联动结构并且还能允许竖直运动。

在这个示例中，支撑臂56具有竖直地隔开并且稍微水平地定位的一对连杆62a和62b。上部连杆62a具有连接至托架连接器58上的上部枢轴60a的一端以及连接至脊部42的上部区段50上的上部枢轴52a的相对端。类似地，下部连杆62b具有枢转地结合至托架连接器58上的下部枢轴60b的一端以及枢转地结合至脊部的上部区段50上的下部枢轴52b的另一端。四杆联动结构由上部和下部连杆62a、62b、枢轴60a和60b之间的一端处的托架连接器58以及枢轴52a和52b之间的另一端处的脊部的上部区段50上的支柱54限定。四杆联动结构允许支撑臂的竖直枢转移动以使得支撑臂56的自由端上的托架连接器58，并且因而托架24能相对于支撑框架40和地面向上和向下移动。枢轴52a、52b、60a、60b能包括轴承或轴承结构(未示出)以提供平稳且一致的运动特性以及反馈。

如果托架相对于基座22的竖直运动的范围受到限制，硬停止能再次在枢接点之一处提供。如果期望，这些硬停止还能由安装至枢轴之一(比如图7中的枢轴52b)的运动限制器64来提供。运动限制器64能允许由看护者进行手动调节以限制托架的行程范围、最小行程高度和/或最大行程高度。运动限制器64还能调节旋转阻力并且因而调节上下移动托架所需的力。

代替或除了运动限制器64以外，可调节弹簧机构能用作运动限制器以帮助控制所述设备的竖直运动特性，如果有的话。在这个示例中，螺套式弹簧机构70结合至支撑臂56并且执行几个功能。功能之一能是调节和设置或控制支撑臂56的托架端或自由端的竖直静止位置。弹簧机构70的另一个功能能是将竖直弹跳特性给予活动中心20的运动。弹簧机构70的又一个功能是能阻尼跳跃运动。再一个功能是能计算就座于座椅中的儿童的重量以便将类似的跳跃运动给予大小不同的儿童，或者如果期望则部分地或完全地支撑儿童的重量。在这个示例中，弹簧机构70允许调节活动中心20以容纳一定大小和重量范围内的儿童。

在这个示例中，弹簧机构70使用与支撑臂56的四杆联动结构交叉的多级连接器连杆72。连接器连杆72的一端74枢转地连接至托架连接器58上的上部枢轴60a的轴杆。连接器连杆72的另一端76枢转地结合至脊部的上部区段50上的枢轴52b的轴杆。连接器连杆72的一端74具有连接于此的端部开口的活塞壳体80。连接器连杆72的另一端76具有从另一端延伸并且终止于活塞头部84的螺旋轴82。活塞头部84被接收于活塞壳体80内，并且在壳体的头部和闭合端之间形成活塞腔室86。孔口(vent)88能设置为穿过活塞壳体80至活塞腔室86以确定如现有技术已知的活塞的阻尼效果。排出阀(这里未示出)能设置于孔口88处以调节活塞的阻尼效果。

盘簧90被接收于连杆72上的轴82上。弹簧90的一端在活塞壳体80的开口端上抵靠弹簧凸缘或肩部92。弹簧90的相对端抵靠可沿着螺纹轴82调节并且被接收于该螺纹轴82上的螺纹轴环94。螺纹轴环94能沿着轴82进行位置调节以改变弹簧长度。因而，能调节经由弹簧90施加至支撑臂56的相对角部的弹簧力，这可调节支撑臂的竖直静止位置并且通过将摩擦力施加至枢轴来改变跳跃特性。

参照图1-5、8和9，托架24在所公开的示例中构造为允许儿童座椅26相对于x-y-z轴系统的每个轴移动。尤其，在这个示例中托架24通常具有万向接头状结构。托架24的万向接头状结构具有第一环100，第一环100具有圆形构造。环100具有第一直径以及从环的侧面径向向外突起的短棒102。短棒102枢转地安装至托架连接器58的面板104。轴承器件(未示出)和/或运动限制器106能设置于托架连接器58和第一环100的短棒102之间的连接处。轴承器件能构造为使第一环100相对于托架连接器58上的面板104进行平稳旋转或枢转运动。轴承器件还能构造为以从支撑臂56悬臂式伸出的布置结构性地支撑第一环100。如果第一环100绕着x轴的旋转受到限制，硬停止能在短棒102的枢接点处提供。如果期望，这些硬停止能在运动限制器106上提供。运动限制器106能允许看护者手动调节所允许的绕着x轴的旋转程度。运动限制器106还能调节旋转阻力并且因而调节绕着x轴旋转第一环100所需的力。

在这个示例中，参考x轴大体水平地定向并且大体与支撑框架40和地面平行。x轴沿着支撑臂56相对于活动中心20在长度方向延伸穿过轴承器件106，并且如图3中所示，与第一环100相交。第一环100能绕着参考轴线旋转或枢转。在如图4和5中所示的原始位置中，第一环100位于大体水平的第一环平面中。然而，根据静止和在竖直摆动期间的支撑臂位置，x轴和第一环平面的相对定向能从实际水平基准变化，比如由地面或支撑框架40所限定的水平基准。因而，术语“大体”这里用来指示x轴和第一环平面可以不是精确地水平的，即使是在原始位置也是如此。

托架24还具有在这个示例中枢转地连接至第一环100并且由其支撑的第二环110。第二环110在这个示例中也具有圆形构造，并且布置为与第一环100同心。第二环110具有小于第一环100的直径，并且被支撑以绕着与第一和第二环相交的参考y轴旋转。在原始位置，y轴相对于支撑框架40和地面大体水平地定向，但是与x轴正交或垂直。因而，y轴如图3中所示相对于基座在宽度方向上定向。在如图4和5中所示的原始位置中，第二环110也位于大体水平的第二环平面中，第二环平面与第一环100的第一环平面平行但是在其上方间隔开。再次，根据第一环100和x轴的定向，y轴和第二环平面的相对定向能从实际水平基准变化，比如由地面或支撑框架40所限定的一个水平基准。因而，术语“大体”在这里也用来指示y轴和第二环平面可以不是精确地水平的，即使处于原始位置也是如此。

一对枢轴112定位在第二环110的相对侧面上，并且将第二环枢转地连接至第一环100。枢轴112限定y轴并且与之对准。在一个示例中，枢轴112能包括轴承器件(未示出)，其允许第二环110相对于第一环100绕着枢轴112平稳且一致的旋转。枢轴112中的一个或两个也能或替代地包括运动限制器114。如果第二环110绕着y轴的旋转受到限制，硬停止能再次在枢轴112处提供。如果期望，这些硬停止能提供于运动限制器114上。再次，运动限制器114能构造为允许看护者手动地调节所允许的绕着y轴的旋转程度。运动限制器114还能调节旋转阻力并且因而调节绕着y轴旋转第二环110所需的力。

在一个示例中，运动限制器106和114或其它这种结构和部件能构造为将环100和110中的每个的运动的范围(即可允许的旋转角度)限制至固定的角度行程界限。在另一个示例中，运动限制器106、114能允许调节每个环的运动范围。在所公开的示例中，短棒102和枢轴112以及运动限制器106、114能允许无限的旋转行程，类似万向接头。能依赖于由织物吊索30支撑的婴儿或儿童的重量以防止任一个环的过度旋转。婴儿不会容易地旋转环100、110中的一个太远而获得儿童不能支撑其头部或倒置儿童座椅26的角度以及儿童从座椅落下的风险。非常小的婴儿容易窒息，如果他们在稍微竖直时达到他们不能支撑其头部的方位。因而，一些类型的运动范围限制能应用来减少或防止这些状况出现的可能性。例如，硬停止能用来防止旋转超过预定的最大角度，而运动限制器能用于允许在最大范围内进行调节。

竖直参考z轴在这个示例中如图3中所示在第一和第二环100、110上位于中心处。z轴相对于支撑框架40和地面大体竖直地定向，并且相对于x轴、y轴以及由这两个轴限定的x-y平面正交或垂直。z轴在处于如相对于支撑框架40和地面大体竖直地定向，以及如与x和y轴以及第一和第二环平面大体正交或垂直的原始位置时在图4和5中示出。再次，根据第一环100和x轴、以及第二环110和y轴的定向，z轴的相对定向能从实际竖直基准变化，比如与地面或支撑框架40垂直的一个竖直基准。因而，术语“大体”在这里也用来指示z轴可以不是精确地竖直的，即使处于原始位置也是如此。

参照图8，托架26的万向接头状结构允许相对于x轴、y轴以及z轴中的每个轴的独立移动。然而，运动不是完全独立的。图9示出常规万向接头G，其具有大环L，其被支撑用于在基座B上绕着竖直z轴旋转。中间尺寸的环M在x轴与z轴垂直的同时被支撑用于在大环L内绕着x轴旋转。较小尺寸的环S被支撑用于在y轴与其它两个轴都垂直的同时在中间的环M内绕着y轴旋转。在所公开的示例中，就座于儿童座椅26中的儿童能相对于每个轴稍微独立地运动，类似于万向接头。因而，术语“万向接头状”的使用在这里参照托架结构公开并且描述。就座于儿童座椅26中的儿童能独立于其它两个轴地绕着x轴从一侧向另一侧枢转或旋转第一环100。关于儿童，这个运动能模拟滚动类型或一侧至另一侧的运动。就座于座椅中的儿童还能绕着y轴向前和向后独立地枢转或旋转第二环110。关于儿童，这个运动能模拟俯仰(pitch)类型或前后的运动。就座于座椅中的儿童如下面所描述的还能绕着z轴在托架24内独立地旋转儿童座椅26。关于儿童，这个运动能模拟偏转(yaw)类型或回转运动。锁定结构能可选地设置，以便看护者选择来防止绕着轴的任何一个旋转。锁定构件能结合于这里所述的各种运动限制器中。

如先前描述的，并且除了相对于x-y-z参考轴系统的运动以外，支撑臂56在这个示例中构造为还允许由儿童给予托架24的竖直跳跃运动。因而，整个参考轴系统能沿着z轴向上和向下运动。弹簧机构90在这个示例中构造为增强这个运动的跳跃特性。除了这四种类型的运动以外，第五运动特性能构建于活动中心20中。如图8中示意性地示出的，支撑臂56能结合至基座的一部分，比如脊部42，以使得托架24能完全绕或部分地绕竖直的基础轴线P旋转过圆形区段的大体水平弧，在这种情况下，基础轴线P是由脊部限定的竖直基座或脊部轴线。如果期望，绕着基础轴线P通过局部轨道的往复摇摆或摇摆运动也能构建于活动中心20中。

在儿童移动时，各种轴的定向能相对于原始位置改变，类似于图9的万向接头G。托架24的万向接头状结构允许这种运动。在一个示例中(未示出)，类似于其中第二环安装至第一环100的方式，儿童座椅26能枢转地安装至第二环110。这种结构将模拟实际万向接头G结构，并且允许类似的运动自由度。在这种结构之下，儿童的运动能使用已知的Tate-Bryan角来限定，这是在航天工业中使用的欧拉角的具体形式。因而，就座于儿童座椅中的儿童的运动将模拟上面提到的滚动-俯仰-偏航类型的移动。偏转、俯仰和滚动在航天中用来限定参考轴系统和飞船的固定轴系统之间的旋转，即，在这个示例中从儿童座椅的乘坐者的角度看。

然而，如能在图2和10中看到的，座椅环32在这个示例中与第二环110同心地安装并且安装在其顶部上。在这个示例中，座椅环具有构造为就座在第二环110的顶部上的倒置U形横截面。因而，座椅环32具有与第二环110相同的直径。织物吊索30的上缘120能附接至座椅环32并且悬挂在其顶部上以使得秋千的侧壁34垂下或从座椅环的内部开口悬挂。座椅环32构造为使得其在这个示例中能绕着第二环110的圆周旋转。多个滚珠轴承122能设置为在第二环110上向上面对。轴承轨道或轴承座圈124能形成于座椅环32的下侧上，并且定位为使得滚珠轴承就座于轨道或座圈中。座椅环结构的其它示例在本发明的精神和范围内，并且尤其是使得座椅环能绕着第二环110的圆周旋转的手段和方法。

在这个示例中，座椅环32，并且因而儿童座椅26，能绕着z轴旋转，独立于绕着其它轴的运动。然而，座椅环的平面将与第二环110相一致地移动。在图9中所示的实际万向接头结构中，小环S将等同于第二环110，中间环M将等同于第一环100，并且大环L将等同于座椅环32的运动。托架24与实际万向接头相比产生稍微不同的总体运动特征，因为座椅环32在这个示例中承载在第二环110上。在第二环110绕着y轴倾斜时，座椅环32也将倾斜。因此，托架24的结构在这里描述为万向接头状，代替如图9中所示的精确地模拟万向接头结构。

图2和10中所示的座椅环32能径向地扩展以便承载玩具或其它娱乐设备。另外，玩具能包括发出声音的一个或更多个。玩具能构造为需要儿童运动以便接近玩具，帮助儿童的身体以及大运动开发。能产生声音，这将赢得儿童的注意并且需要儿童移动以便确定声源，再次帮助儿童的大运动和身体开发。玩具和发声器的组合能用于相同的目的。发声器和玩具甚至能设计舞蹈动作以引发儿童的具体运动，进一步增强他们的总体开发。玩具能被设定尺寸和放置为以便激励儿童核心肌肉上体强度和控制、臂和手协调、以及头和颈部控制的大运动技能开发。

座椅环32能是托架24或儿童座椅26的一部分，取决于两个部件的具体结构。在这个示例中，座椅环32限定为总托架24并且因而万向接头状结构的一部分，因为座椅环允许儿童座椅26相对于z轴的旋转。然而，座椅环32结合至织物吊索30并且替代地能容易地描述为儿童座椅26的一部分。托架24在这个示例中还能容易地描述为包括儿童座椅26。

在所公开的示例中，座椅环32的旋转独立于座椅环110。因而，x轴和y轴以及由此限定的x-y平面不会随着座椅环32旋转而旋转。根据儿童和儿童座椅26的方位，儿童可能不能直接向前或向后或从一侧向另一侧倾斜，并且在某个点处第一环100将提供从儿童参照的俯仰型运动，并且第二环110将提供从儿童参照的滚动型运动。在另一个替代示例中，尽管在这里没有示出或详细描述，但是托架24能构造为使得在儿童旋转儿童座椅26和座椅环32时，至少第二环110，或第一环100和第二环110都与之一起旋转。这将在x-y平面内旋转x轴和y轴。在这个示例中，不管座椅环32和儿童座椅26的定向如何，儿童将能向前或向后倾斜以改变他们的俯仰角并且能从一侧向另一侧倾斜以改变他们的滚动角。这种运动特性将更贴合地模拟上述的滚动-俯仰-偏转型运动。

如上面提到的，绕着至少x轴和y轴的运动能是行程受限的。在一个示例中，第一环100的旋转能限制为从原始位置在每个方向上大约10°或更小的滚动角(总共20°)。在一个示例中，第二环110的旋转能限制为从原始位置在每个方向上大约10°或更小的俯仰角(总共20°)。如果期望，座椅环32绕着第二环110的旋转也能通过在两个环之间的接口处提供行程挡块(未示出)期望位置而受到限制。也能使用多个可任意地选择的行程挡块，以及锁定构件以允许看护者限制、调节或防止座椅环32的旋转。可调节旋转阻力还能用于座椅环32和第二环110之间以允许看护者改变绕着第二环旋转座椅环的容易或困难程度。第一和第二环以及座椅环的旋转能通过在运动限制器106、114、短棒102、面板104、枢轴112、枢转轴线P、枢轴52a、52b、60a、60b、座椅环32或类似物内提供行程限制零件来进行限制。

运动限制器机构、器件以及方法能在本发明的范围内改变。许多这种设备和技术是已知的并且可在商业上利用。运动限制器、线性行程限制器、旋转限制器、摩擦调节器等的范围是已知的。一种这样的器件可在两个板之间使用弹簧，相对于彼此旋转的两个部件的每个上承载一个。板间距能经由设定螺钉来调节以改变施加在板上的弹簧力并且因而增大或减少旋转摩擦。板上的互补挡块能是位置可调节的以设置和改变运动的可允许范围。其它技术和器件是已知的并且在所公开的运动限制器和方法的范围内。

所公开的活动中心20允许就座于儿童座椅26内的儿童能相对独立地绕着多个轴线运动。能获得儿童的复杂运动特性，因为儿童不限于仅竖直跳动或跳跃或旋转运动。在公开的示例中，儿童能在第二环110允许时自由地向前或向后倾斜。儿童还能在第一环100允许时从一侧向另一侧自由地倾斜。儿童还能在由座椅环32绕着第二环110的自由旋转允许时在托架结构24内回转。如果提供的话，支撑臂56的四杆联动结构还能允许要跳跃或跳动的儿童都由儿童座椅26支撑。同样如果提供，绕着脊部轴线P的侧向摇摆或轨道运动还能允许儿童从一侧向另一侧行走或跳动，将整个托架24绕着脊部轴线移动通过部分轨道。由儿童赋予的这些各种运动特性能增强儿童的大运动技能开发。在就座于活动中心20的儿童座椅26中时，儿童能变得与他们身体的重心更协调，并且能提高他们的平衡以及肌肉开发。

可以想象到，第一环100、第二环110以及座椅环32每个能提供为托架24的一部分，而没有其它部件。其它结构和部件也能构造为如这里所描述的枢转地或旋转地支撑第一环100、第二环110以及座椅环32中的任何一个(在没有其它两个部件存在之下)。第一和第二环的角度行程能限制为不同的角度，比如在每个方向上5°或总体10°。各个运动部件的行程限制能是可选择性地调节的，或独立于其它部件的运动进行限制，或能联动而为使得一个运动的调节也调节开发设备的另一个运动。

虽然用于儿童的某些开发设备已经根据本公开的教导在这里公开和描述，但这个专利的覆盖范围没有受限于此。相反，这个专利覆盖完全落入可允许等同概念的范围内的本公开的教导的所有实施例。

Claims (28)

1.一种用于儿童身体和大运动开发的开发设备，所述开发设备包括：

基座；

结合至基座并且在支撑表面上方升高的托架，托架限定x-y-z轴系统，所述x-y-z轴系统包括大体竖直的z轴、大体水平的x轴以及与x轴正交地定向的大体水平的y轴；以及

儿童座椅，其结合至托架并且能相对于基座独立地绕着z轴旋转、绕着x轴旋转以及绕着y轴旋转。

2.根据权利要求1的开发设备，其中在儿童座椅绕着z轴旋转时，由x轴和y轴限定的x-y平面不绕着z轴旋转。

3.根据权利要求1的开发设备，其中在儿童座椅绕着z轴旋转时，由x轴和y轴限定的x-y平面也绕着z轴旋转，儿童座椅使z轴旋转成为偏转运动，使x轴旋转成为俯仰运动，以及使y轴旋转成为相对于儿童座椅的滚动运动。

4.根据权利要求1的开发设备，还包括：

一个或更多个运动限制器，所述运动限制器构造为允许对绕x、y、z轴中的一个或更多个轴的儿童座椅的旋转行程限制、儿童座椅的旋转阻力或两者进行选择性调节。

5.根据权利要求1的开发设备，还包括：

在一端处从基座的一部分以悬臂形式伸出的支撑臂，托架在基座上方结合至与支撑臂的所述一端相对的支撑臂的另一端，并且基座构造为放在支撑表面上。

6.根据权利要求5的开发设备，其中支撑臂的所述一端在一基座轴线处枢转地结合至基座的所述部分，所述基座轴线大体竖直地定向以使得支撑臂和托架能绕着并相对于该基座轴线旋转。

7.根据权利要求6的开发设备，还包括：

运动限制器，该运动限制器构造为允许对绕着基座轴线的支撑臂的旋转行程限制、支撑臂的旋转阻力或两者进行选择性调节。

8.根据权利要求5的开发设备，其中支撑臂和托架能相对于基座在大体竖直的方向上往复运动。

9.根据权利要求1的开发设备，其中托架能相对于基座在大体竖直的方向上往复运动。

10.根据权利要求9的开发设备，还包括：

运动限制器，该运动限制器允许对相对于基座的托架的竖直行程限制、托架的竖直运动阻力或两者进行选择性调节。

11.根据权利要求1的开发设备，还包括：

在一端处从基座的直立部分以悬臂形式伸出的四杆联动件，托架从与四杆联动件的所述一端相对的四杆联动件的另一端悬垂，四杆联动件布置为允许托架竖直地往复运动，并且基座构造为放在支撑表面上；以及

结合至四杆联动件的弹簧机构，所述弹簧机构构造为使得竖直行程限制并且竖直往复运动的阻力能调节。

12.根据权利要求11的开发设备，其中四杆联动件的所述一端在一基座轴线处枢转地结合至基座的所述直立部分，所述基座轴线大体竖直地定向以使得四杆联动件和托架能相对于基座绕着所述基座轴线旋转。

13.根据权利要求11的开发设备，其中由所述弹簧机构施加的力是能调节的以在占据儿童座椅的儿童的预定重量范围内抵消该重量。

14.一种用于儿童的身体和大运动开发的开发设备，所述开发设备包括：

基座；

结合至基座并且在支撑表面上方升高的托架，托架具有限定x-y-z轴系统的万向接头状结构；以及

儿童座椅，该儿童座椅从托架悬垂，并且能绕着x、y、z轴中的每个轴、独立于x、y、z轴中的其它轴地旋转。

15.根据权利要求14的开发设备，其中儿童座椅相对于至少x轴和y轴的旋转行程，相对于x和y轴中的每个轴、从儿童座椅的原始位置开始、在每个方向上被限制在大约10°或更小。

16.根据权利要求15的开发设备，还包括：

用于x轴、y轴和z轴中的每个轴的能调节的运动限制器，每个所述运动限制器允许独立地对儿童座椅相对于每个轴的旋转范围限制、旋转阻力或两者进行调节。

17.根据权利要求14的开发设备，其中托架的万向接头状结构包括具有第一直径的第一环，所述第一环被支撑以绕着与该第一环相交的x轴旋转，并且其中在处于原始位置时，x轴相对于基座在长度方向上大体水平地定位，并且允许儿童座椅从一侧向另一侧滚动。

18.根据权利要求17的开发设备，其中儿童座椅绕着在原始位置中大体水平地定向并且与y轴垂直的x轴的旋转行程，从原始位置在每个方向上被限制在大约10°或更小。

19.根据权利要求14的开发设备，其中托架的万向接头状结构具有由第一环支撑的第二环，所述第二环具有小于第一环的直径，第二环被支撑为绕着与第二环相交的y轴旋转，并且其中在处于原始位置时，y轴相对于基座在宽度方向上大体水平地定向，并且允许儿童座椅的前后俯仰运动。

20.根据权利要求19的开发设备，其中儿童座椅绕着在原始位置中大体水平地定向并且与x轴垂直的y轴的旋转行程，从原始位置开始在每个方向上被限制在大约10°或更小。

21.根据权利要求14的开发设备，其中儿童座椅从托架的万向接头状结构的一座椅环悬垂，所述座椅环与z轴正交地定向并且该座椅环的中心位于z轴上，并且其中在处于原始位置时，z轴大体竖直地定向。

22.根据权利要求14的开发设备，其中基座构造为放在支撑表面上并且具有竖直部分，并且其中托架从所述竖直部分以悬臂形式伸出。

23.根据权利要求22的开发设备，其中托架通过构造为允许托架竖直往复运动的支撑臂结合至基座的所述竖直部分。

24.根据权利要求14的开发设备，还包括：

座椅环，该座椅环将儿童座椅连接至万向接头状结构的托架环，座椅环能相对于托架环同心地旋转。

25.根据权利要求14的开发设备，其中万向接头状结构包括：

具有第一直径的第一环，该第一环被支撑以绕着与所述第一环相交的x轴旋转，其中在处于原始位置时，x轴相对于基座沿长度方向大体水平地定向，并且允许儿童座椅从一侧向另一侧滚动；

由第一环支撑的第二环，所述第二环具有小于第一环的直径，并且被支撑为绕着与第二环相交的y轴旋转，其中在处于原始位置时，y轴相对于基座在宽度方向上大体水平地定向，并且垂直于x轴，允许儿童座椅前后俯仰运动；以及

与第二环同心并且由第二环承载的座椅环，儿童座椅由座椅环支撑以相对于第二环绕着z轴回转，座椅环和第二环与z轴垂直地定向并且其中心位于z轴上，并且其中在处于原始位置时，z轴大体竖直地定向。

26.根据权利要求14的开发设备，其中所述基座、托架以及儿童座椅能从使用构造折叠为更紧凑的折叠构造。

27.一种少儿产品，包括：

结合至少儿产品并且在支撑表面上方升高的托架，托架限定x-y-z轴系统，所述x-y-z轴系统包括大体竖直的z轴、大体水平的x轴以及与x轴正交地定向的大体水平的y轴；以及

儿童座椅，其结合至所述托架并且能定位成使得座椅的乘坐者的脚能接触一发动表面，

其中儿童座椅能相对于所述少儿产品独立地绕着z轴旋转、绕着x轴旋转以及绕着y轴旋转。

28.根据权利要求26的少儿产品，其中发动表面是少儿产品上的表面或放置少儿产品的支撑表面。

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