CN103368481B - 一种用于婴儿运动装置的驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明针对驱动系统，其配置为维持婴儿运动装置的预定摆幅，婴儿运动装置例如婴儿摇摆器或摇篮。根据示范实施例，驱动系统包括电机和电压信号测量装置。电机从电源接收电力，并配置为将电力转换成机械动力，机械动力驱动该婴儿运动装置。电压信号测量装置配置为测量随着时间由电机电枢所产生的电动势(emf)并将数据传送至控制电路。控制电路配置为接收来自电压信号测量装置的数据并将测量数据与样板数据相比较，样板数据存储在控制电路中并与所需的预定摆幅关联。然后，控制电路指令电机调整其功率输出，从而以接近所需的预定摆幅的摆幅或以所需的预定摆幅来驱动该运动装置。

Description

一种用于婴儿运动装置的驱动系统
技术领域
本申请涉及一种用于婴儿运动装置的驱动系统。
背景技术
婴儿运动装置例如婴儿摇摆器是一种常用的幼儿用品，可以营造出适度摇晃，使婴儿有舒适感和安全感。
发明内容
本发明针对驱动系统，其配置为维持婴儿运动装置的预定摆幅，婴儿运动装置例如婴儿摇摆器或摇篮。根据示范实施例，驱动系统包括电机和电压信号测量装置。电机从电源接收电力，并配置为将电力转换成机械动力，机械动力驱动该运动装置。电压信号测量装置配置为测量随着时间由电机电枢所产生的电动势(emf)并将数据传送至控制电路。控制电路配置为接收来自电压信号测量装置的数据并将测量的数据与样板数据相比较，样板数据存储在控制电路中并与所需的预定摆幅关联。然后，控制电路指令电机调整其功率输出，从而以接近所需的预定摆幅的摆幅或以所需的预定摆幅来驱动该运动装置。
附图说明
图1示出了根据本发明示范实施例的拆卸开的电机。
图2是根据本发明示范实施例的随着时间由电机电枢产生的电动势的示意图表。
图3显示了根据本发明示范实施例的用于控制婴儿运动装置的摆幅的一系列方法步骤。
具体实施方式
以下，将参考相关附图更充分地描述本发明，附图描绘出本发明的优选实施例。然而，可以理解的是，本发明可实施为许多不同形式，而不应被视为限于此处描述的和/或示出的实施例。
图1显示了根据本发明示范实施例的用于婴儿运动装置的驱动系统100。该驱动系统包括电机，电机包括连接在一起以形成电枢(armature)104的多个线圈绕组102。一系列间隔开的磁性元件106连接在一起，并配置为环绕电枢104和线圈绕组102。来自电源(未显示)的能量通过邻近电枢104定位的引线108传递到电枢和线圈绕组。电源可以是例如电池或电气连接至插座的电源线。磁性元件106创建磁场，磁场与带电的线圈绕组102相互作用以创建出使线圈绕组102旋转通过一系列线圈绕组位置的力。(在每个线圈绕组位置，线圈绕组102对准相应的磁性元件106，如图1所示)。示范实施例进一步包括电压信号测量装置110，其配置为测量随着时间由多个线圈绕组102产生的电动势(emf)。电压信号测量装置110可以是例如电压表或电压跟踪电路。驱动系统100还包括控制电路112，控制电路112配置为将来自电压信号测量装置110的测量数据值和与所需的预定摆幅关联的样板(model)数据值相比较，样板数据值是预先设定的并存储在控制电路112中。在电压信号测量装置110是一种配置为跟踪电压的电路的实施例中，电压跟踪电路和控制电路112可形成为单一电路。
作为测量emf的尖峰之间的时间段的大小并将测量的时间段和理想时间段相比较的替代方案，电压信号测量装置110实际上可配置为测量：1)在时间段或事件(如一半或整个摆动周期)内emf的尖峰的数量，2)emf的尖峰的幅值，或3)emf中尖峰的持续时间。在这样的可选实施例中，将采集到的测量值(一个或多个)与理想值(一个或多个)相比较，以确定运动装置的当前摆幅是否不同于所需的预定摆幅。
在优选示范实施例中，驱动系统100配置为以用户(如父母或看护人员)预先选定的摆幅来驱动婴儿运动装置。婴儿运动装置可包括用户接口，该用户接口包括控制器，控制器允许看护人员选择多个预先确定的摆幅(如距离底部中心10°、20°或30°)之一。可选地，所需的摆幅可以通过下列方式设定：用户手动地将婴儿运动装置定位到所需的摆幅并触发控制器，该控制器使得驱动系统100确定并维持摇摆器的手动定位的摆幅。
图2是根据本发明示范实施例的随着时间(t)由电枢产生的电动势(伏特V)的示意图表。如图所示，在由电枢104产生的电动势中存在多个尖峰，在尖峰之间是更稳定的电动势产生期间。两个连续电动势尖峰(114)之间的时间段具有Δt的长度。最短Δt将发生在该运动装置的摆幅大约为0°时，而最长Δt发生在该运动装置的摆幅大约在其最大时。随着线圈绕组102从第一线圈绕组位置旋转到第二线圈绕组位置，电动势的尖峰出现。因此，如在图1所示，对于具有三个线圈绕组102的电机，每个时间段Δt是使电枢104进行一个完整旋转的时间的大约三分之一。
图3显示了根据本发明示范实施例的用于控制婴儿运动装置的摆幅的一系列方法步骤。随着驱动系统100运行并驱动婴儿运动装置(步骤200)，电压信号测量装置测量随着时间由电机的电枢所产生的电动势并将指示该电动势的数据传输至控制电路(步骤202)。控制电路接收该数据，并进一步确定电动势的两个连续尖峰之间的时间段(步骤204)。然后，控制电路将测量的时间段和与所需的预定摆幅关联的样板(model)时间段相比较(步骤206)，从而确定运动装置的摆幅是否高于或低于所需的预定摆幅。然后，控制电路指令电机调整其功率输出从而以较接近所需摆幅的摆幅或以所需摆幅来驱动运动装置(步骤208)。具体来说，控制电路可以使用脉冲宽度调制(PWM)来减慢电机直到运动装置以所需的预定摆幅移动。
超出此处明确提及的这些的针对这样的婴儿运动装置的各种改变和改良也视为在本发明的范围内。应当指出的是，此处描述的特定结构和对象仅仅是示范性的，而不是限制性的。

Claims (2)

1.一种用于婴儿运动装置的驱动系统，包括：
电机，包括：
电枢，其配置为产生电动势并且包括至少一个线圈绕组；以及
至少一个磁性元件，其配置为产生磁场；
电压信号测量装置，其配置为测量随着时间由所述电枢产生的电动势中的尖峰的数量，并将指示随着时间的所述数量的数据传输至控制电路；以及
控制电路，其配置为接收所述数据，将所述数据和与所需的预定摆幅关联的样板数据相比较，并指令所述电机增加或减少功率输出以使摇摆器的实际摆幅与所需的所述预定摆幅基本匹配。
2.一种用于控制婴儿运动装置的摆幅的方法，包括：
用电机驱动所述婴儿运动装置；
用电压信号测量装置测量随着时间由电机电枢产生的电动势中的尖峰的数量，并将指示随着时间产生的所述尖峰的数量的数据传输至控制电路；
在控制电路中将来自所述电压信号测量装置的所述数据和与所需的预定摆幅关联的样板数据相比较；以及
利用所述控制电路指令所述电机以与所需的所述预定摆幅基本相同的摆幅来驱动所述婴儿运动装置。
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