CN102894733B - 儿童运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的多种实施例大致针对一种儿童用的运动装置。本发明的示例性实施例包括一种运动装置，其被选择性地供能，且为就坐于装置内的儿童提供舒缓的运动以复制父母或看护者摇动摇篮中的儿童和/或摇摆儿童时的动作。多种实施例包括：配置为搁置在支撑表面上的底座框架，联接到底座框架和从该底座框架向上延伸的支撑框架，以及可枢转地联接到支撑框架的座椅组件。座椅组件围绕枢转轴线以摆动运动的形式运动，所述运动由驱动机构或电动机选择性地驱使。驱动机构或电动机联接到座椅组件和/或与座椅组件为一整体，且优选它的速度和运动。座椅组件所围绕旋转的枢转轴线优选配置为至少稍微偏离竖直轴线，以使得座椅组件在静止位置时将“自回中心”。座椅组件包括联接到摆臂的座椅框架，且还可包括调节装置以相对于支撑框架选择性地改变座椅框架的座椅向的方位。

Description

儿童运动装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年7月28日提交的美国临时专利申请序列号No.61/512，571的优先权，特此，其全部内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本发明大致上涉及儿童的运动装置领域。

发明内容

本发明的多种示例性实施例均针对儿童运动装置，其提供了配置为围绕着优选地至少稍微偏离竖直线的轴线而大致上水平地摇摆或摆动运动的座椅表面。示例性实施例包括：底座框架，联接到底座框架和从该底座框架向上延伸的支撑框架，以及可枢转地联接到支撑框架以相对于支撑框架摆动运动的座椅组件。座椅组件可包括摆臂，其可枢转地联接到支撑框架且配置为支撑着能容纳儿童在内的座椅框架。座椅框架可以可枢转地联接到摆臂，以使得座椅框架能够选择性地定位在至少两个座椅朝向方位上。例如，座椅可配置为在前向位置和右向位置之间枢转，其中在前向位置处传递给婴儿或儿童的运动是左右运动，而在右向位置处传递给婴儿或儿童的运动是前后运动。

根据本发明的示例性实施例，座椅组件的旋转轴线优选定位为使得儿童的躯干和腿部在摆动运动中移动，而儿童的头部仍然基本上不动。座椅组件的旋转轴线的位置是有利的，因为其允许座椅组件的运动复制出母亲抱着她的孩子时所进行的平常的、舒缓的运动。至少稍微偏离竖直线的座椅组件的旋转轴线是有利的，因为重力将引起座椅组件“自回中心。”

在一方面，本发明涉及一种儿童运动装置，其包括：配置为接合支撑表面的底座框架，联接到底座框架且从该底座框架向上延伸的支撑框架，以及座椅组件。座椅组件优选地包括摆臂，其可枢转地联接到支撑框架以相对于所述支撑框架摆动运动，所述摆臂可围绕旋转轴线旋转。座椅组件还优选包括联接到摆臂的座椅框架，其中所述座椅组件包括允许座椅框架相对于摆臂枢转且接合到至少两个座椅朝向方位的枢转机构。儿童运动装置还优选包括为座椅组件摆动提供动力的驱动系统。

在另一方面，本发明涉及一种儿童运动装置，其包括底座、座椅框架、安装以相对于底座而围绕旋转轴线枢转摆动的摆臂。摆臂优选包括支撑着座椅框架的第一端部，以及沿着旋转轴线与第一端部相反的第二端部。装置还优选包括驱动机构，该驱动机构的至少一部分被安装到摆臂的第二端部。

仍在另一方面，本发明涉及一种儿童运动装置，其包括：底座；摆臂，其由枢轴联接到底座以使摆臂相对于底座而围绕由枢轴界定的旋转轴线旋转运动；座椅框架，其在距离旋转轴线第一偏距处安装到摆臂的第一端部。座椅框架界定了长度，且第一偏距优选为座椅框架长度的至少约20%。

此后揭示了儿童运动装置的一个示例性实施例的简单说明。对所述儿童运动装置的超过本文所明确描述的多种改变和更改被认为在本发明的范围内。特别地，可以认识到，本文所说明的方位、位置、形状、材料、以及多种特征的构造方法决不具有限制性，且可被更改而仍在本发明的范围内。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个示例的儿童运动装置的透视图。

图2示出了图1的儿童运动装置的侧视图。

图3示出了图1示例中的儿童运动装置的驱动机构的详细透视图。

图4示出了图1示例中的儿童运动装置的座椅框架倾斜机构的详细透视图。

图5示出了图1示例中的儿童运动装置的用户控件的详细透视图。

图6示出了根据本发明的一个示例的儿童运动装置的另一透视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的儿童运动装置1。在该特别的实施例中，儿童运动装置1包括：配置为搁置在支撑表面（例如地板、桌面等)上的底座框架2，联接到底座框架2且从该底座框架2向上延伸的支撑框架3，以及可枢转地附连到支撑框架3的座椅组件4。座椅组件4包括座椅框架5和联接到摆臂6的座椅支撑叉臂（yoke）41。摆臂6经由从支撑框架3向上延伸的枢轴7（如图2更优所视)而可枢转地联接到支撑框架3。枢轴7界定了优选地至少稍微偏离竖直方向（即相对于支撑表面的角度小于90度)的旋转轴线8，如下图2中最佳所示。在示例性实施例中，旋转轴线8偏离竖直的角度α可达到约30°，例如约15°（即，相对于水平支撑表面的角度为约60°–90°，例如约75°)。旋转轴线8的角度允许座椅组件4在静止时自回中心（self-center）。由于旋转轴线8稍微偏离竖直方向，所以座椅组件4的摆动不会在整个水平面中进行，而会类似于钟摆式运动，其中座椅组件的位置在运动弧的末端处为最高且在运动弧的中心为最低。自回中心的情况是指在座椅组件4没有被驱动时重力引起座椅组件4回到运动弧的最低位置（即中心)。但是，在没有配置为自回中心的可选实施例中，旋转轴线8可以是竖直的。可选实施例中，使得座椅自回中心的各种其它方式也可以使用，例如一个或多个弹簧、缆索、磁性元件等，作用以将座椅偏压到它的中心或者平衡位置。

座椅组件4可包括由座椅框架5支撑的婴儿容纳垫或吊具（未示出)，且婴儿或儿童可放置在其中。座椅组件4在可选的实施例可配置有凹背（bucket）座椅或其它传统的座椅装置。座椅组件4可还包括为婴儿或儿童遮阳、或支撑悬挂玩具的遮蓬装置10。此外，儿童运动装置1包括用于控制变量（诸如摇摆的速度、音乐的音量、以及座椅组件4将摇摆的时段）的用户可选控件11。用户可选控件11定位在支撑框架3上且配置为使得看护者可用他们的脚或手来操作用户可选控件11。用户可选控件11的定位允许看护者保持双手自由且省去他们向前弯曲或跪下以操作儿童运动装置1的负担。用户可选控件11如图5最佳所示且如下更详细描述。此外，儿童运动装置1可包括约束安全带（未示出)，其配置为将婴儿或儿童安全地和牢固地保持就位在座椅组件4中。

在示例性实施例中，底座框架2界定了大致圆形的覆盖区（footprint），可选地包括弧形的、半圆的第一和第二底座部件，所述底座部件连接到直径上对立的前后联接部件。为了提高稳定性，底座框架2的大致圆形的覆盖区至少在儿童运动装置运动范围的中心或静止位置可选地限制或包围着儿童运动装置1的框架的剩余部分的全部或大部分的竖直投影（包括座椅框架5和摆臂6，驱动机构9的最外面部分除外）。还可通过下列方式增加稳定性：在儿童运动装置的所有或几乎所有预期的运动范围内，可选地至少将座椅框架和儿童的重心保持在底座框架2圆形覆盖区的竖直投影内。用脚操作的控件11也可选地在底座框架2圆形覆盖区内，以防止施加在控件上的压力使装置失稳。旋转轴线8的角向偏移被向上和向内朝着大致圆形的底座框架2的中心引导，以将座椅框架定位为大致在圆形底座框架的中心之上。

图2是图1所示的儿童运动装置1的侧视图。如图2所视，摆臂6经由从支撑框架3向上延伸的枢轴7而可枢转地联接到支撑框架3。枢轴7界定了稍微偏离竖直轴线（即相对于支撑表面的角度小于90度)的旋转轴线8。旋转轴线8的角度允许座椅组件4在静止时自回中心。摆臂6由驱动系统9而驱动，相对于支撑框架3摆动运动，其如图3最佳所示。此外，如附图中所描述的，座椅框架5包括在座椅框架5任一侧上的一对座椅支撑毂（hub）12。座椅支撑毂12容置着允许座椅框架5在多个倾斜位置之间枢转的倾斜（recline）机构。倾斜机构如图4最佳所示且如下进一步讨论。附加地，遮蓬毂13位于遮蓬装置10的两侧，且容置着允许看护者按需要展开或折叠遮蓬装置10的枢转机构。此外，如所示，座椅组件4设有允许座椅组件4相对于摆臂6在多个座椅朝向方位之间枢转的枢转机构14。在第一前向方位上，大致左右（side-to-side）的摇摆运动将传递给座椅框架5，且在第二侧向位置上，大致前后的摇摆运动将传递给座椅框架5。其它实施例可进一步包括后向方位，和/或在前向、侧向和后向方位之间的任何其它方位。附加地，儿童运动装置1包括定位在支撑框架3上的电池盒15。电池盒15内存有一个或多个为驱动系统9提供动力的电池。作为替代，可选的实施例可配置为插入电源插座以获得动力，且其它实施例仍可包括插入插座或使用电池这两个选项，以使得用户可选择性地选择电源。例如，图6示出了具有电线连接120以获得外部动力的儿童运动装置110的一个可选的实施例。

如参考图2所视，在示例性实施例中座椅枢转机构14连接到摆臂6的第一或近侧端部处，驱动系统9附连到摆臂的相反的第二或远侧端部处，且枢轴7连接到在摆臂的近侧和远侧端部之间的中间部分。因此，当驱动机构在第一横向方向上移动时，座椅在相反的方向上移动。第一水平偏距D1界定在枢轴7到摆臂6的连接点和座椅枢转机构14的连接点之间，且第二偏距D2界定在枢轴到摆臂的连接点和驱动系统9之间。第一和第二偏距相对于彼此的选择性变化调整了座椅的摇摆距离和/或驱动机构的机械优势。

第一偏距D1可选地为座椅框架5长度尺寸的至少约20%、且更优选地约25–50%，以使得摆臂6的旋转将摇摆或摇晃运动传递给座椅，所述摇摆或摇晃运动具有平移和旋转分量、而非仅仅是旋转或扭转运动。对于既定度数的摆臂6角度旋转，增加第一偏距D1增加了座椅的圆周弧长度或平移摇摆距离。在示例性实施例中，在座椅组件4定位在其前向方位上（如图中所描述)以左右的摇摆运动时，第一偏距D1选择为将座椅框架5的上部或头部支撑区域（其中在通常使用中，儿童头部将靠在该头部支撑区域中）定位为与枢轴7的旋转轴线8对齐或接近对齐；且在座椅组件是在其侧向方位上以前后摇摆运动时，偏离与旋转轴线的对齐位置。可替换的，当座椅组件4定位在其侧向和/或前向方位时，第一偏距可以选择成将座椅框架5的头部支撑区域（其中在通常使用中，儿童头部将靠在该头部支撑区域中）定位成与枢轴7的旋转轴线8对齐或者接近对齐。

图3示出了根据一个示例性实施例的儿童运动装置1的驱动系统9。在图3描述的配置中，驱动系统9是利用了电磁（EM)线圈16的电磁驱动系统，该线圈与永磁体17并置。（可选地，两个磁性构件都可以是电磁线圈)。电磁线圈16优选地容置在摆臂6内且面对永磁体17。永磁体17容置支撑框架3中，接近于电磁线圈16，且相对于支撑框架保持不动，而电磁线圈16随着摆臂6枢转摆动而相对于支撑框架旋转移动。在可选的实施例中，电磁线圈16和永磁体17的位置可颠倒。电磁线圈16和永磁体17在座椅处于静止且电磁线圈16未被通电时基本对齐。在电磁线圈16被通电（例如，由结合在产品中的电子控件所预设的时间间隔)时，电磁线圈16会产生与永磁体17的永久磁场（一个或多个)相排斥的电磁场，且引起座椅组件4摆动。该摆动运动相似于在永磁体17左右的相等高度和角度之间进行钟摆式运动。用户可选控件11允许看护者将摆动振幅选择性地调节至相对于座椅组件4的静止位置在其围绕旋转的轴线上一个或多个角度。儿童运动装置1的其它实施例可结合可选的驱动装置，诸如传统的齿轮驱动电动机和/或可配置为由看护者手动推动。

在一个示例性电磁驱动机构中，电磁驱动系统的永磁体17包括堆叠有钕磁体的铁磁体。于2011年9月16日提交的美国专利申请序列号No.13/235，203通过引用结合在本文中。电磁线圈16配置为在有电源供给电流时与永磁体17产生磁力。因为供应给电磁线圈16的电流的方向指示其极性，所以传送到线圈的电流脉冲可产生使线圈与永磁体17相排斥的磁力（即，“推动脉冲”)和/或将线圈吸引到永磁体的磁力（即，“拉动脉冲”)。因此，由磁性构件所产生的磁力可被控制以驱动座椅组件4，使得座椅组件4围绕旋转轴线摆动。通过在电磁线圈16经过永磁体17时重复地将电流传送到电磁线圈16，座椅组件4可连续摆动。

摆动的振幅由控制电路可选地控制，所述控制电路配置为基于从传感器（诸如运动传感器或近距离传感器（proximitysensor），例如红外传感器和反光带）接收到的输入（例如，反馈信号)控制着供应到线圈16的电流脉冲的定时、方向和/或持续时间。在示例性实施例中，传感器产生能由控制电路接收和处理的信号。根据多种其它实施例，传感器可包括光学传感器、霍耳效应传感器、激光传感器、加速计、光断续器或其它适合用于产生指示座椅组件4运动的振幅、频率或速度的信号的传感器。

控制电路能配置为接收和处理来自运动传感器的反馈信息且控制着供应到线圈16的电流脉冲的定时、方向和持续时间，以驱动座椅组件4按用户所偏好和控制的速度来摆动。控制电路配置为处理用户的输入选择且将用户所偏好的振幅设为目标振幅。于是，控制电路基于来自运动传感器的反馈控制着供应到电磁线圈16的电流的特性，以驱动座椅组件4按基本等于目标振幅的振幅连续摆动。

儿童运动装置1的多种可选的实施例也能包括运动传感器（未示出)，其用于跟踪（track）座椅组件4的速度。在该示例性实施例中，摆臂6包括定位为接近电磁线圈16的反光片18，且支撑框架3包括配置为朝向反光片18发光的激光器19（或其它发射光的装置)，使得当摆臂6在摆动过程中在激光器19前面经过时，反光片18反射来自激光器19的光。在可选的实施例中，可利用其它形式的近距离传感器或运动传感器，诸如，例如红外线（IR)传感器或类似物。当摆臂6在激光器19前面经过时，定位在支撑框架3上的接近激光器19的传感器20接收反射光且将信息发送到集成电路（IC)，所述集成电路跟踪摆臂6经过激光器19的频率。因此，集成电路或其它装置上的或远程的微处理器能计算出座椅组件4的速度，且信号控制电路根据看护者的选择偏好来调节速度。儿童运动装置1的多种其它实施例可不包括运动传感器或可包括可选的运动传感器，诸如配置为在摆臂6从传感器20前面经过时探测周围的光被阻挡情况的传感器20。附加地，可选的实施例可包括还配置为探测座椅组件4移动方向的运动传感器。

图4示出了根据一个示例性实施例的示例性座椅支撑毂12。座椅支撑毂12（从而儿童运动装置包括至少两个毂)可位于座椅框架5的任一侧上且可包含座椅框架5能围绕其旋转的枢转点。倾斜的度数能用一对用户可触及的致动器21来调节，所述致动器21优选形成在座椅支撑毂12内。优选地，两个致动器21都被串联启动以将座椅框架5倾斜。根据可选的实施例，倾斜机构可整体容置在单个支撑毂12中。多种其它实施例可用完全不同的方式来完成倾斜特征，诸如，例如弹簧加载槽口，其配置为选择性地接合或脱离多个锁定凹槽中的一个。

图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的儿童运动装置1的示例性用户可选控件11。如所示，用户可选控件11位于支撑框架3上且接近底座框架2。因此，当儿童运动装置1定位在地面上时，用户可选控件11接近于看护者的脚。看护者用他/她的脚来操作儿童运动装置1可使看护者空出双手来照顾婴儿或儿童。也可以避免由于向前弯曲和跪下以操作儿童运动装置1而扭伤。但是，用户可选控件11并不限于用脚操作。如果看护者喜欢，他/她能通过向下触及用户可选控件11或通过将儿童运动装置1放置在更高的支撑表面上来手动操作用户可选控件11。示例性实施例所描述的用户可选控件11包括定位在多个内部控制触发器（未示出)上方的柔性控制面板22。用户可选控件11可选地包括：速度控件23以控制速度和/或摇摆弧的大小；音量控件24以控制包括音乐在内的振幅和/或舒缓噪音；以及定时器25，其允许看护者预设座椅组件4在回到静止位置前将摆动的时段。代表每个速度控件23、音量控件24和定时器25的图标可选地形成在塑料面板22中，且相应的触发器内部定位在图标之下。因此，当看护者的脚在柔性塑料面板22上向下推时，相应的触发器将由向下的力启动。在示例性实施例中，速度控件23和定时器25两者能包括一系列分别代表所选速度和/或时长的灯26，且所述灯26对应预定的时间间隔。例如，如果定时器25上的每个灯26代表15分钟的增量，那么如果两个灯26亮起，座椅组件4将摆动30分钟。形成在柔性塑料面板22上且邻近每个速度、音量和定时器控件23，24，25的凸起边缘27配置为促进看护者的脚放置到所需的控制特征位置。在适当的选择需要看护者重复接触一个特别控件的情况中（诸如，例如如果看护者希望按压定时器控件25三次以设置定时器25到45分钟），凸起边缘27还有助于协助将看护者的脚维持在所需的控制特征位置上。附加地，用户可选控件11能包括由看护者在“开”位置和“关”位置之间滑动的电源开关28，其中“开”位置将电池或其它电力系统的动力递送到驱动系统9而“关”位置阻止动力达到驱动系统9。应当注意到在可选的实施例中，用户可选控件11可定位在儿童运动装置1的其它位置且配置为控制不同的变量。例如，用户可选控件11可定位得较高，位于支撑框架3、座椅框架5、底座框架2等上面，此外，用户可选控件11可面向前方、面向旁边、或面向后方，从而用户可分别站在摆臂的前方、旁边或后方以操作控件。可选地，装置的操作可由例如红外线或无线电通信（从远程发射机到装置上的接收器）来远程控制。也应该可以理解的是，用户可选控件11不限于这里所述的柔性塑料配置，且可选地可配置为可压按钮或任何其它传统的输入方式。

虽然参考优选和示例性实施例描述了本发明，本领域技术人员将理解到多种更改、补充和删节会包括在如以下权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种儿童运动装置，包括：

底座框架，其配置为接合支撑表面；

支撑框架，其联接到底座框架且从该底座框架向上延伸；

座椅组件，包括：

摆臂，其可枢转地联接到所述支撑框架以相对于所述支撑框架摆动运动，所述摆臂可围绕旋转轴线旋转；

座椅框架，其联接到所述摆臂，其中所述座椅组件包括枢转机构，所述枢转机构允许所述座椅框架相对于所述摆臂枢转和接合到至少两个座椅朝向方位；以及

驱动系统，其用于为所述座椅组件的摆动提供动力。

2.如权利要求1所述的儿童运动装置，其特征在于：枢转机构允许座椅框架在产生大致左右摇摆运动的前向方位和产生大致前后摇动运动的侧向位置之间运动。

3.如权利要求1所述的儿童运动装置，其特征在于：底座框架界定了大致圆形的覆盖区。

4.如权利要求1所述的儿童运动装置，其特征在于：用于为所述座椅组件的摆动提供动力的驱动系统包括电磁驱动系统。

5.如权利要求1所述的儿童运动装置，其特征在于：电磁驱动系统包括安装到支撑框架的第一电磁元件和安装到摆臂的第二电磁元件。

6.如权利要求5所述的儿童运动装置，其特征在于：第一和第二电磁元件的其中之一包括永磁体，而第一和第二电磁元件中的另一个包括电磁线圈。

7.如权利要求1所述的儿童运动装置，其特征在于：座椅框架联接到摆臂的第一端部，驱动系统的至少一部分联接到摆臂的相反的第二端部，且支撑框架在摆臂的第一和第二端部之间的中间部分处联接到摆臂。

8.如权利要求1所述的儿童运动装置，其特征在于：座椅框架界定了长度，且在摆臂的旋转轴线和枢转机构之间界定的第一偏距是座椅框架长度的至少20％。

9.一种儿童运动装置，包括：

底座；

座椅框架；

摆臂，其被安装以相对于底座围绕旋转轴线枢转摆动，摆臂具有支撑着座椅框架的第一端部和隔着旋转轴线与第一端部相反的第二端部；以及

驱动机构，所述驱动机构的至少一部分被安装到摆臂的第二端部，

其中座椅框架相对于摆臂可枢转地安装，以在产生大致左右摇摆运动的前向方位和产生大致前后摇动运动的侧向位置之间运动。

10.如权利要求9所述的儿童运动装置，其特征在于：底座界定了大致圆形的覆盖区。

11.如权利要求9所述的儿童运动装置，其特征在于：驱动机构包括电磁驱动装置。

12.如权利要求11所述的儿童运动装置，其特征在于：电磁驱动装置包括永磁体构件和电磁线圈。

13.如权利要求11所述的儿童运动装置，其特征在于：座椅框架界定了长度，且在摆臂的第一端部和旋转轴线之间界定的第一偏距为座椅框架长度的至少20％。

14.一种儿童运动装置，包括：

底座；

摆臂，其由枢轴联接到底座以使摆臂相对于底座而围绕由枢轴界定的旋转轴线旋转运动；

座椅框架，其与旋转轴线相距第一偏距安装到摆臂的第一端部，座椅框架界定了长度，且第一偏距为座椅框架长度的至少20％。

15.如权利要求14所述的儿童运动装置，其特征在于：还包括驱动机构元件，其安装到隔着旋转轴线与第一端部相反的摆臂的第二端部。

16.如权利要求15所述的儿童运动装置，其特征在于：驱动机构元件是选自永磁体和电磁线圈的电磁驱动系统的部件。

17.如权利要求14所述的儿童运动装置，其特征在于：座椅框架相对于摆臂可枢转地安装，以在产生大致左右摇摆运动的前向方位和产生大致前后摇动运动的侧向位置之间运动。

18.如权利要求14所述的儿童运动装置，其特征在于：底座界定了大致圆形的覆盖区。

19.如权利要求14所述的儿童运动装置，其特征在于：枢轴相对于底座以倾斜角度延伸。