CN102406379A - 一种电动摇架的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动摇架的驱动装置，包括设置在摇架的摆体上的振动机构和驱动所述振动机构振动的电机机构上设有能够检测振动机构位置的光栅和光电耦合器，在所述光电耦合器上电连接有能够控制光电耦合器检测光栅并且能够调节所述电机转速的微控处理器，所述微控处理器上电连接有检测摆体加速度的加速度传感器。本发明能准确的跟踪摇篮的固有频率，使得摇篮的摆幅均匀，对摇篮的作用力过渡缓慢，没有抖动感，使人体感觉舒适的同时也节省约了能耗；本发明体积小，结构简单，材料成本和加工成本较低。

Description

一种电动摇架的驱动装置
【技术领域】
本发明涉及一种驱动装置，特别涉及一种电动摇架的驱动装置，属于电动振动结构领域，适用于婴儿摇篮、摇床类设备。
【背景技术】
应用摇架振动时多要求摆体振动平稳，不抖动，特别是应用到婴儿摇篮、摇床时。
目前市场上已有的电动婴儿摇篮摇架的驱动装置多使用的是“电磁铁吸合重块”的方式来驱动，即”反作用力”方式驱动，此种驱动方式中磁铁在吸合重块时是在一瞬间完成能量的输出，不能缓慢的加力，由此造成摇篮的瞬间不规则抖动，摆动幅度时大时小，感觉不平稳，使婴儿感觉不舒适；另一方面，此种驱动方式无法检测到摇篮的“固有频率”，不能使加力频率与摇篮“固有频率”产生“共振”，损耗电力较大。因此，电磁铁吸合重块的驱动比较耗电，振动幅度小且不均匀，同时材料和生产成本高。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，用于电动摇架的驱动装置，此装置应用于婴儿摇篮上能够跟踪摇篮摆体固有频率产生共振，使得摇篮的摆幅均匀让婴儿感觉舒适并达到最节能状态。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种电动摇架的驱动装置，包括设置在摇架的摆体上的振动机构和驱动所述振动机构振动的电机，其特征在于所述的振动机构与电机之间连接有传动机构，在所述振动机构上设有能够检测振动机构位置的光栅和光电耦合器，在所述光电耦合器上电连接有能够控制光电耦合器检测光栅并且能够调节所述电机转速的微控处理器，所述微控处理器上电连接有检测摆体加速度的加速度传感器。
如上所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述振动机构包括与所述的摆体连接的壳体，所述的壳体内设有空腔，所述的空腔内设有中心轴，所述的中心轴上套设有可相对中心轴转动的空心转轴，在所述空心转轴两端分别连接有随所述空心转轴转动的转盘，在所述转盘上设有偏离旋转轴心的偏心容腔，所述偏心容腔内设有偏心重，所述的空心转轴上设有与传动机构连接带动所述的空心转轴转动的传动件。
如上所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述传动机构包括与所述的电机的电机轴相连的传动轴，所述的传动件为蜗轮，所述蜗轮与所述空心转轴为一体成型，所述的传动轴上设有与所述的蜗轮啮合的蜗杆。
如上所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述壳体包括左壳体、右壳体，在所述壳体底部设有能够配合放置电机的电机腔，所述壳体上设有用于固定光电耦合器的定位槽。
如上所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述定位槽包括设置在左壳体上的通槽和设置在右壳体上的U形槽，在所述U形槽上设有卡槽。
如上所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述的空心转轴为六角轴，所述的转盘中央设有与六角轴匹配并供其插入的六角孔。
如上所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述的空心转轴为方形轴，所述的转盘中央设有与方形轴匹配并供其插入的方形孔。
如上所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述的光栅设置在所述的转盘上，所述的偏心重的重心与空心转轴在同一水平面时光栅通过光电耦合器。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
1、本发明能准确的跟踪摇篮的固有频率，使得摇篮的摆幅均匀，使人体感觉舒适的同时也省约了能耗。
2、本发明对摇篮的作用力过渡缓慢，没有抖动感。
3、本发明体积小，结构简单，材料成本和加工成本较低。
【附图说明】
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构分解图；
图3a-3b为本发明方形空心转轴与传动件分散结构图；
图4为本发明组装结构图之一；
图5为本发明组装结构图之二；
图6为本发明使用状态图之一；
图7为本发明安装状态示意图；
图8为本发明使用状态图之二；
图9为本发明的电路方框图；
图10为本发明的相位图；
图11为本发明的软件流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明进行进一步详细描述：
如图1-7所示，一种电动摇架的驱动装置，包括设置在摇架5的摆体51上的振动机构1和驱动所述振动机构1振动的电机2，在振动机构1与电机2之间连接有传动机构3，在振动机构1上设有能够检测振动机构1位置的光栅43和光电耦合器44，光电耦合器44上电连接有能够控制光电耦合器44检测光栅43并且能够调节所述电机2转速的微控处理器42，微控处理器42上电连接有检测摆体51加速度的加速度传感器41。
所述振动机构1包括与所述的摆体51连接的壳体18，壳体18内设有空腔181，空腔181内设有中心轴12，中心轴12上套设有可相对中心轴12转动的空心转轴11，在空心转轴11两端分别连接有随空心转轴11转动的转盘13，在转盘13上设有偏离旋转轴心的偏心容腔16，偏心容腔16内设有偏心重15，所述的空心转轴11上设有与传动机构3连接带动空心转轴11转动的传动件32。
所述空心转轴11为六角轴，在转盘13中央设有与空心转轴11匹配并供其插入的六角孔14。空心转轴11可以如图3a所示为方形轴，也可以是五角空心轴或其他多边形空心轴，六角孔14也随之改变为方形孔，五角孔或其他与空心转轴11匹配的形状。
所述传动件32为蜗轮，该蜗轮与空心转轴11为一体成型。蜗轮与空心转轴11也可以如图3a和图3b所示独立成型。
所述传动机构3包括与电机2的电机轴相连的传动轴30，传动轴30上设有与蜗轮啮合的蜗杆31。
所述壳体18包括左壳体182、右壳体183，在壳体18底部设有能够配合放置电机2的电机腔184，在壳体18上设有用于固定光电耦合器44的定位槽10。所述定位槽10包括设置在左壳体182上的通槽101和设置在右壳体183上的U形槽102，在U形槽102上设有卡槽103。
所述光电对管44上设有能够卡入卡槽103的基座45，不论转盘13有几个，因都随着空心转轴11的转动而转动，速度一样，所以只需设置一个光电对管44检测其中一个转盘13上的光栅43即可，光栅43设置在转盘13上，当偏心重15的重心与空心转轴11在同一水平面时光栅43通过光电耦合器44，光栅43的位置可以随着偏心重15和定位槽10的位置变动而变动。
光栅43可以直接开在转盘13上，也可以单独设置再连接在转盘13上与转盘13一起转动，只要在偏心重15与转盘13的转轴在同一水平面时使光栅43通过光电耦合器44即可。
如图6和8所示，摇架5为婴儿摇篮，本发明设置在一盒体6内，在盒体6上设有固定装置61，婴儿摇篮包括摆体51，在摆体51上设有固定件52，固定件52与固定装置61配合使用从而将盒体6固定在摆体51上。
如图2，图7，图9-11所示，使用时，导通电池电流，使电机2启动，带动传动轴30转动，通过蜗杆31和传动件32蜗轮的减速传动使空心转轴11带动转盘13转动，加速度传感器41开始进行读数并保存，偏心重15在转盘13转动过程中会产生一个离心力，由于偏心重15在平行于地面的两个方向的力被摇架5的结构限制无法发挥作用，因此偏心重15产生的离心力只在上下两个方向产生作用，当偏心重15甩至重心与空心转轴11在同一水平面上时，偏心重15的离心力在垂直方向上的分力很小，其对摆体51的作用力也比较小，此时摆体51的加速度取决于“婴儿的重力”和“摇篮摆臂弹力”叠加之和，因为婴儿的重力是不变的，所以此时加速度传感器41测得的加速度可以反映摆体51上弹性体支架的变形度。因此，通过分析加速度传感器41的数据，可以描绘出摆体51的振动相位曲线。
本发明中设定加速度传感器41每隔5ms读数并记录一次，在光电耦合器44检测到光栅43时的前后读数，读取N(本发明中N为5)次，再通过分析加速度数据可以判断出来此刻摆体51振动的相位，如图10所示。当检测到光栅43的那一刻，摆体51的摆动相位如果处于90°角时(即阴影区域)，偏心重15的离心力对摆体51驱动输出效率最高。当光电耦合器44检测到光栅43时，摆体的摆动相位小于90°角时或大于90°角时(即阴影两边的区域)，微控处理器42就相应的调整电机2的脉宽，从而使电机2转速减慢或加快，使光电耦合器44检测到光栅43时，摆体51刚好运动到相位90°角即可。此时，本发明就可以带动摇篮均匀平稳地振动同时达到了最节能的状态。

Claims (8)

1.一种电动摇架的驱动装置，包括设置在摇架(5)的摆体(51)上的振动机构(1)和驱动所述振动机构(1)振动的电机(2)，其特征在于：所述的振动机构(1)与电机(2)之间连接有传动机构(3)，在所述振动机构(1)上设有能够检测振动机构(1)位置的光栅(43)和光电耦合器(44)，在所述光电耦合器(44)上电连接有能够控制光电耦合器(44)检测光栅(43)并且能够调节所述电机(2)转速的微控处理器(42)，所述微控处理器(42)上电连接有检测摆体(51)加速度的加速度传感器(41)。
2.根据权利要求1所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述振动机构(1)包括与所述的摆体(51)连接的壳体(18)，所述的壳体(18)内设有空腔(181)，所述的空腔(181)内设有中心轴(12)，所述的中心轴(12)上套设有可相对中心轴(12)转动的空心转轴(11)，在所述空心转轴(11)两端分别连接有随所述空心转轴(11)转动的转盘(13)，在所述转盘(13)上设有偏离旋转轴心的偏心容腔(16)，所述偏心容腔(16)内设有偏心重(15)，所述的空心转轴(11)上设有与传动机构(3)连接带动所述的空心转轴(11)转动的传动件(32)。
3.根据权利要求2所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述传动机构(3)包括与所述的电机(2)的电机轴相连的传动轴(30)，所述的传动件(32)为蜗轮，所述蜗轮与所述空心转轴(11)为一体成型，所述的传动轴(30)上设有与所述的蜗轮啮合的蜗杆(31)。
4.根据权利要求2所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述壳体(18)包括左壳体(182)、右壳体(183)，在所述壳体(18)底部设有能够配合放置电机(2)的电机腔(184)，所述壳体(18)上设有用于固定光电耦合器(44)的定位槽(10)。
5.根据权利要求4所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述定位槽(10)包括设置在左壳体(182)上的通槽(101)和设置在右壳体(183)上的U形槽(102)，在所述U形槽(102)上设有卡槽(103)。
6.根据权利要求2所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述的空心转轴(11)为六角轴，所述的转盘(13)中央设有与六角轴匹配并供其插入的六角孔(14)。
7.根据权利要求2所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述的空心转轴(11)为方形轴，所述的转盘(13)中央设有与方形轴匹配并供其插入的方形孔(14)。
8.根据权利要求2所述的一种电动摇架的驱动装置，其特征在于所述的光栅(43)设置在所述的转盘(13)上，所述的偏心重(15)的重心与空心转轴(11)在同一水平面时光栅(43)通过光电耦合器(44)。
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