CN103492036B - 自动控制摆荡装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种自动控制振荡装置（1）及方法，适用于自动控制一悬垂体（3）摆荡，此自动控制摆荡装置（1）包含一驱动器（11）及一移动块（13），移动块（13）设于驱动器（11）一側，并由驱动器（11）正转或逆转驱动而往复移动，此移动块（13）包含一吊挂件（131）及一角度侦测装置（133），吊挂件（131）枢设于移动块（13）下端并供悬垂体（3）吊挂，角度侦测装置（133）与驱动器（11）电性连接，此角度侦测装置（133）侦测吊挂件（131）的摆荡角度、摆荡方向及预测摆荡高点，并于摆荡角度小于预设角度时，启动驱动器（11）选择性地正转或逆转，使移动块（13）于吊挂件（131）的预测摆荡高点时，朝向此吊挂件（131）经过实际摆荡高点后即将摆荡的方向移动，以牵引悬垂体（3）摆荡。

Description

自动控制摆荡装置及方法

技术领域

本发明涉及一种自动摆荡装置，特别地是，有关于一种不需倚赖人力，而是利用驱动器自动控制一悬垂体摆荡的装置及方法。

背景技术

忙碌紧张的生活步调是现代人无可避免的压力来源，大多数人都致力寻求一种简单、舒适且不影响生活的放松方式，其中，乘坐吊椅或吊床轻松摆荡，是常见的休闲及放松身心的方式。乘坐吊椅或吊床，身体随着吊椅缓缓摆荡，可以使人在规律的摇晃中抛却烦恼并得到心灵的沉静。

然而，乘坐吊椅或吊床虽然舒适，但其缺点在于必须由外力驱动，才能持续的摆荡。由于受到惯性及重力影响，吊椅或吊床摆荡的角度会逐渐变小进而静止，此时就必须再对它施加推力，才能再次摆荡。对于想要在吊椅或吊床上惬意消磨时光的人而言，必须重复推动吊椅或吊床的举动，很是打扰和不便。

现有中国公告第201015506号实用新型专利，其提出一种电动摇摆装置，该电动摇摆装置上设有一驱动件，该驱动件与一控制电路相连接，且该驱动件的输出端与一减速齿轮组互相啮合，该齿轮组其中一齿轮接设有一向外延伸的转动轴，该转动轴配合有一转动时同步改变阻抗值的可变电阻，该可变电阻与控制电路相连接，转动轴与一摇摆件相连接，如此，当驱动件启动，则通过减速齿轮组作减速动作，通过转动轴带动摇摆件作一定角度的摆动，同时，可变电阻会将随着转动轴的转动改变阻抗值并输入控制电路，经控制电路处理可知摇摆的周期及相位，进而对驱动件以PWM(PULSE WIDTH MODULATION)方式增加或减少驱动力，如此，可达到控制摇摆角度及省电的效果。

然而，该项实用新型专利所公开的技术，虽然能够利用驱动器以电动方式达到带动摇摆件作一定角度的摆动，然而其摆动的端点固定(即为转动轴)，在驱动摇摆件摆动时，容易产生震动或顿点感，对乘坐者而言并不舒适，并且马达转动吃力，也容易造成零件磨损。

为了追求更舒适的乘坐经验、减少零件及电力损耗，实有必要发展一种既能和缓驱动、减少震动感，又能兼顾机具使用的耐用度的自动摇摆装置，以期提升乘坐品质，帮助乘坐者拥有更好、更舒适的乘坐经验，达到减少压力、身心放松的目的。

发明内容

由于现有技术存在的上述问题，本发明的目的就是在提供一种自动控制摆荡装置，以解决以往乘坐吊椅或吊床便利性不足，或是无法和缓驱动摇摆的缺陷。

根据本发明的目的，提出一种自动控制摆荡装置，适用于利用自动控制一悬垂体摆荡，此自动控制摆荡装置包含一驱动器及一移动块。驱动器是选择性地正转或逆转，移动块设置在此驱动器的一侧，并由驱动器的正转或逆转而往复移动。此移动块包含一吊挂件及一角度侦测装置。吊挂件枢设于移动块的下端并供悬垂体吊挂。角度侦测装置与驱动器电性连接，此角度侦测装置侦测吊挂件的摆荡角度、摆荡方向及预测摆荡高点，并在摆荡角度小于一预设角度时，启动驱动器选择性地正转或逆转，使移动块在吊挂件位于预测摆荡高点时，朝向吊挂件经过实际摆荡高点后即将摆荡的方向移动，以牵引悬垂体摆荡。其中，此预测摆荡高点小于或等于实际摆荡高点。

其中，前述的吊挂件的一端设有一枢轴与角度侦测装置对应配置，此吊挂件以枢轴为轴心摆荡。

其中，前述的自动控制摆荡装置更包含一处理单元与驱动器及角度侦测装置电性连接，此处理单元接收角度侦测装置所侦测的摆荡角度、摆荡方向及预测摆荡高点，并比对摆荡角度与预设角度，且此处理单元在吊挂件的摆荡角度小于预设角度时，根据摆荡方向及预测摆荡高点产生一启动指令驱动驱动器正转或逆转，使移动块朝向吊挂件通过预测摆荡高点及实际摆荡高点后即将要摆荡的方向移动，以牵引悬垂体摆荡。

其中，前述的自动控制摆荡装置更包含至少一位置侦测装置与处理单元连接，此位置侦测装置侦测移动块移动的位置，并在移动块移动到一预设位置时，处理单元根据位置信号产生一停止指令终止驱动器运转。

其中，前述的自动控制摆荡装制更包含一螺杆，此螺杆是水平设置，驱动器与螺杆一端连接，且移动块套设在螺杆上，此移动块的上端设有一螺孔，螺杆穿设此螺孔，并与螺孔合配，使驱动器带动螺杆转动，且移动块沿螺杆往复移动。

此外，本发明更提出一种自动控制摆荡方法，适用于利用一自动控制摆荡装置自动控制一悬垂体摆荡，且此自动控制摆荡装置包含一驱动器及一移动块，该移动块包含一吊挂件、一角度侦测装置。此自动控制摆荡方法包含下列步骤：由此角度侦测装置侦侧吊挂件的摆荡角度、摆荡方向及预测摆荡高点；当摆荡角度小于一预设角度时，启动驱动器选择性地正转或逆转；以及根据驱动器正转或逆转的模式，使移动块朝向吊挂件通过预测摆荡高点及实际摆荡高点之后即将要摆荡的相同方向移动，以牵引悬垂体摆荡；其中，预测摆荡高点小于或等于实际摆荡高点。

其中，前述的自动控制摆荡装置更包含一处理单元，且前述的吊挂件的一端设有一枢轴。此自动控制摆荡方法更包含下列步骤：吊挂件以枢轴为轴心摆荡；由处理单元比对角度侦测装置所侦测的摆荡角度与预设角度；当摆荡角度小于预设角度时，处理单元产生一启动指令驱动前述的驱动器转动；以及根据驱动气转动，使移动块朝向吊挂件通过预测摆荡高点及实际摆荡高点之后即将摆荡的相同方向移动。

其中，前述的自动控制摆荡装置更包含一位置侦测装置，且前述的自动控制摆荡方法更包含以下步骤：由位置侦测装置侦测移动块移动的位置；以及当移动块移动至一预设位置时，处理单元产生一停止指令终止驱动器运转。

其中，前述的启动指令包含一正转指令或一逆转指令。驱动器根据正转指令正转或逆转指令逆转，以带动移动块往复移动。

其中，前述的自动控制摆荡装置更包含一螺杆，驱动器根据正转指令正转或逆转指令逆转，带动螺杆正转或逆转，使移动块沿螺杆往复移动。

承上所述，依本发明的自动控制摆荡装置及方法，其可具有一或多个下述优点：

(1)此自动控制摆荡装置及方法由驱动器驱动吊挂件摆荡，进而带动挂设于吊挂件的悬垂体摆荡。悬垂体可以是吊床、吊椅或秋千、摇篮等，由此配置，以驱动器自动控制摆荡，取代乘坐此类设备时必须施力以维持摇摆的不便。

(2)此自动控制摆荡装置及方法利用共振原理，在驱动移动块左右滑移的同时，由角度侦测装置侦测吊挂件的摆荡角度，使移动块行进方向与吊挂件摆荡方向相同，而能以最小施力达到最大摆荡效果，减少马达及电力的消耗。

(3)此自动控制摆荡装置及方法，摒弃已知摆荡时一端固定一端开放摆荡的方式，而是一端由移动块于螺杆上往复移动，并搭配吊挂件的摆荡角度达到共振，以牵引悬垂体摆荡。因此，悬垂体的摆荡流畅，不会产生震动或顿点感，提供乘坐者舒适、和缓的乘坐感受。

附图说明

图1为本发明的自动控制摆荡装置的第一实施例示意图；

图2为本发明的自动控制摆荡装置的第一实施例流程图；

图3为本发明的自动控制摆荡装置的第二实施例示意图；

图4为本发明的第二实施例的移动块的部分剖视；

图5为本发明的自动控制摆荡方法的第二实施例流程图；

图6为本发明的自动控制摆荡装置之第二实施例的应用示意图；

图7为本发明的第二实施例的作动示意图一；以及

图8为本发明的第二实施例的作动示意图二。

图中：

1，自动控制摆荡装置；

11，驱动器；

110，推杆；

111，传动皮带；

12，螺杆；

13，移动块；

131，吊挂件；

132，枢轴；

133，角度侦测装置；

134，螺孔；

14，位置侦测装置；

15，处理单元；

2，架体；

3，悬垂体；以及

S10、S11、S20、S21、S30、S31，步骤。

具体实施方式

请一并参阅图1及图2，其分别为本发明的自动控制摆荡装置的第一实施例示意图及本发明的自动控制摆荡装置的第一实施例流程图，图中包含驱动器11及移动块13，且驱动器11连接一油压棒110，且推杆110连接移动块13，移动块13更包含吊挂件131、枢轴132及角度侦测装置133，驱动器11及角度侦测装置133与一外部处理单元(图未示)电性连接，且一外部的悬垂体(图未示)挂设于吊挂件131。

图2所示的步骤，由图1所示的配置，达到自动控制摆荡的目的。图中所示步骤包含：

(S10)由角度侦测装置侦侧吊挂件的摆荡角度、摆荡方向及预测摆荡高点；

(S20)当摆荡角度小于预设角度时，启动驱动器选择性地正转或逆转；以及

(S30)根据驱动器正转或逆转的模式，使移动块朝向吊挂件通过预测摆荡高点及实际摆荡高点之后即将要摆荡的相同方向移动，以牵引悬垂体摆荡。

在本实施例中，利用驱动器11正转或逆转，使推杆110凸伸或回缩，而使移动块13作往复移动，进而使吊挂件131连带悬垂体摆荡。其中，推杆110以油压杆表示，但并以此惟线，也可为气压杆，或其他可受驱动器11驱动而凸伸或回缩的杆体。

请一并参阅图3及图4，其分别为本发明的自动控制摆荡装置的第二实施例示意图及本发明的第二实施例的移动块的部分剖视图。图中，自动控制摆荡装置1包含驱动器11、螺杆12、移动块13、位置侦测装置14及处理单元15，其中移动块13更包含吊挂件131、枢轴132及角度侦测装置133。驱动器11、角度侦测装置133及位置侦测装置14分别与处理单元15电性连接，吊挂件131由枢轴132枢设于移动块13的下端，使吊挂件131可以枢轴132为轴心摆转。移动块13上端设有螺孔134与螺杆12对应配置，使螺杆12可以活动地穿设于螺孔134，当螺杆12受驱动器11带动而正转或逆转时，移动块13于螺杆12上作往复运动。

请一并参阅图3至图5，其中图5为本发明的自动控制摆荡方法的第二实施例流程图。图5所示的步骤，由图3及图4所示的自动控制摆荡装置1的配置，达到自动控制摆荡的目的。图中所示步骤包含：

(S11)由角度侦测装置侦侧吊挂件的摆荡角度、摆荡方向及预测摆荡高点；

(S21)当摆荡角度小于预设角度时，启动驱动器选择性地正转或逆转，带动螺杆正转或逆转；以及

(S31)根据螺杆正转或逆转的模式，使移动块沿着螺杆并朝向吊挂件通过预测摆荡高点及实际摆荡高点之后即将要摆荡的相同方向移动，以牵引悬垂体摆荡。

其中，自动控制摆荡装置1的螺杆12是水平设置，且驱动器11设有传动皮带111带动螺杆12转动，枢轴132与角度侦测装置133对应配置，以使角度侦测装置133可以侦测吊挂件131的摆荡角度，并产生摆荡角度信号及摆荡方向信号发送给处理单元15。

处理单元15与驱动器11及角度侦测装置133电性连接，且处理单元15设有一预设角度的参数，由处理单元15接收摆荡角度信号及摆荡方向信号，并比对摆荡角度与预设角度，当比对结果为吊挂件131的摆荡角度小于预设角度时，处理单元15产生启动指令驱动驱动器11转动螺杆12，使移动块13沿着螺杆12并朝向吊挂件131通过预测摆荡高点及实际摆荡高点之后即将要摆荡的相同方向移动。预设角度可视需求而定，由设定不同预设角度，可使吊挂件13产生不同摆荡弧度。由于实际摆荡高点不易预测，因此设定预测摆荡高点，且预测摆荡高点小于或等于实际摆荡高点。

位置侦测装置14与处理单元15连接，由位置侦测装置14侦测移动块13在螺杆12移动的位置，并在移动块13移动到预设位置时对处理单元15发出一位置信号，处理单元15根据位置信号产生停止指令以终止驱动器11运转。

图3中，位置侦测装置14设置在邻近移动块13下端两侧位置，且未超出螺杆12长度范围，但位置侦测装置14的态样及设置位置不为所限，惟确保移动块13移动范围不超出螺杆12，并可根据设计不同预设位置，以限制移动块13具有不同往复范围，达到驱动吊挂件131不同摇摆速度、摇摆方向及摇摆角度的目的。

处理单元15根据位置信号、摆荡角度信号及摆荡方向信号产生启动指令，且启动指令包含正转指令或逆转指令，驱动器11根据正转指令正转或逆转指令逆转，以带动螺杆12正转或逆转，使移动块13沿螺杆12作往复移动。

请一并参阅图6至图8，其分别为本发明的自动控制摆荡装置的第二实施例的应用示意图、本发明的第二实施例的作动示意图一及本发明的第二实施例的作动示意图二。

图6中，自动控制摆荡装置1固设于架体2的顶端，吊挂件131的自由端弯折成钩状，且悬垂体3挂设于吊挂件131自由端的钩状位置，并可前后摆荡。在本实施例中，悬垂体3以吊椅表示，但并不以此为限，也可为秋千、摇篮或吊床等。

当角度侦测装置133侦测到吊挂件131的摆荡角度小于预设角度，且位置侦测装置14侦测到吊挂件131位于螺杆12的左侧时，处理单元15在角度侦测装置133侦测到吊挂件131摆动至左侧预测摆荡高点时发出启动指令，则驱动器11带动螺杆12转动，使移动块13朝向右边移动，且同时间吊挂件131也即将要朝向右侧摆动(如第7图所示)。

当位置侦测装置14侦测到移动块12已位移到右侧预设位置时，则处理单元15终止驱动器11运转，使螺杆12停止转动，同时，若角度侦测装置14侦测吊挂件131的摆荡角度经处理单元15比对仍未达预设角度，则处理单元15在吊挂件131摆荡至右侧预测摆荡高点时驱动螺杆12朝相反方向转动，使移动块13朝向左侧移动，同时，吊挂件131也即将要朝向左侧摆动(如第8图所示)。

如此，使移动块13在螺杆12上数度进行往复运动，且每一次移动都与吊挂件131通过实际摆荡高点之后即将要摆荡的方向相同，则能牵引悬垂体13摆荡角度加大，达到预设角度。

同时，角度侦测装置133持续侦测吊挂件131的摆荡角度及摆荡方向，若摆荡角度已达到预设角度时，则处理单元15终止驱动器11运转，使移动块12停止位移，而仅由悬垂体3受惯性作用持续前后摆荡。待角度侦测装置133再度侦测到吊挂件131的摆荡角度低于预设角度时，则重新驱动螺杆12正转或逆转，以使吊挂件131重新摆荡到预设角度。

在本实施例中，并不限定正转或逆转螺杆12带动移动块13往左或往右移动，端看驱动器11的配置及螺杆12的螺纹方向相互搭配，以使移动块13能于螺杆12上往复运动为用。

由本发明的自动控制摆荡装置1的配置，吊挂件131可以带动悬垂体3和缓流畅地摆荡，而无须由人力推动悬垂体3摆荡；并进一步能以最小施力达到最大摆荡效果，减少马达及电力的消耗。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。

Claims (10)

1.一种自动控制摆荡装置，适用于自动控制一悬垂体摆荡，其特征在于：所述自动控制摆荡装置包含：

一驱动器，其选择性正转或逆转；以及

一移动块，其设置于所述驱动器的一侧，并由所述驱动器正转或逆转以往复移动，所述移动块包含：

一吊挂件，其枢设于所述移动块的下端并供所述悬垂体吊挂；及

一角度侦测装置，其与所述驱动器电性连接，所述角度侦测装置侦测所述吊挂件的一摆荡角度、一摆荡方向及一预测摆荡高点，并于所述摆荡角度小于一预设角度时，启动所述驱动器选择性地正转或逆转，使所述移动块于所述吊挂件位于所述预测摆荡高点时，朝向所述吊挂件经过一实际摆荡高点后即将摆荡的方向移动，以牵引所述悬垂体摆荡；

其中，所述预测摆荡高点小于或等于所述实际摆荡高点。

2.根据权利要求1所述的自动控制摆荡装置，其特征在于：其中所述吊挂件的一端设有一枢轴与所述角度侦测装置对应配置，所述吊挂件以所述枢轴为轴心摆荡。

3.根据权利要求2所述的自动控制摆荡装置，其特征在于：其还包含一处理单元，其与所述驱动器及所述角度侦测装置电性连接，所述处理单元接收所述角度侦测装置所侦测的所述摆荡角度、所述摆荡方向及所述预测摆荡高点，并比对所述摆荡角度与所述预设角，且所述处理单元在所述摆荡角度小于所述预设角度时，根据所述摆荡方向及所述预测摆荡高点产生一启动指令驱动所述驱动器正转或逆转，使所述移动块朝向所述吊挂件通过所述预测摆荡高点及所述实际摆荡高点后即将摆荡的相同方向移动，以牵引所述悬垂体摆荡。

4.根据权利要求3所述的自动控制摆荡装置，其特征在于：其还包含一位置侦测装置，其与所述处理单元连接，所述位置侦测装置侦测所述移动块移动的位置，并在所述移动块移动至一预设位置时，所述处理单元产生一停止指令终止所述驱动器运转。

5.根据权利要求4所述的自动控制摆荡装置，其特征在于：其中所述自动控制摆荡装置还包含一螺杆，所述螺杆为水平设置，所述驱动器与所述螺杆一端连接，且所述移动块套设于所述螺杆上，所述移动块的上端设有一螺孔，所述螺杆穿设该螺孔，并与所述螺孔配合，使所述驱动器带动所述螺杆转动，且所述移动块沿所述螺杆往复移动。

6.一种自动控制摆荡方法，适用于利用一自动控制摆荡装置自动控制一悬垂体摆荡，所述自动控制摆荡装置包含一驱动器及一移动块，所述移动块包含一吊挂件、一角度侦测装置，其特征在于：所述自动控制摆荡方法包含下列步骤：

由所述角度侦测装置侦侧所述吊挂件的一摆荡角度、一摆荡方向及一预测摆荡高点；

当所述摆荡角度小于一预设角度时，启动所述驱动器选择性地正转或逆转；以及

根据所述驱动器正转或逆转的模式，使所述移动块朝向所述吊挂件通过所述预测摆荡高点及一实际摆荡高点之后即将摆荡的相同方向移动，以牵引所述悬垂体摆荡；

其中，所述预测摆荡高点小于或等于所述实际摆荡高点。

7.根据权利要求6所述的自动控制摆荡方法，所述自动控制摆荡装置更包含一处理单元，且所述吊挂件的一端设有一枢轴，其特征在于：所述自动控制摆荡方法更包含下列步骤：

所述吊挂件以所述枢轴为轴心摆荡；

由所述处理单元比对所述角度侦测装置所侦测的所述摆荡角度与所述预设角度；

当所述摆荡角度小于所述预设角度时，所述处理单元产生一启动指令驱动所述驱动器转动；以及

根据所述驱动器转动，使所述移动块朝向所述吊挂件通过所述预测摆荡高点及所述实际摆荡高点之后即将摆荡的相同方向移动。

8.根据权利要求7所述的自动控制摆荡方法，所述自动控制摆荡装置更包含一位置侦测装置，其特征在于：所述自动控制摆荡方法更包含以下步骤：

由所述位置侦测装置侦测所述移动块移动的位置；以及

当所述移动块移动至一预设位置时，所述处理单元产生一停止指令终止所述驱动器运转。

9.根据权利要求8所述的自动控制摆荡方法，其特征在于：所述启动指令包含一正转指令或一逆转指令，所述驱动器根据所述正转指令正转或所述逆转指令逆转，以带动所述移动块往复移动。

10.根据权利要求9所述的自动控制摆荡方法，其特征在于：所述自动控制摆荡装置更包含一螺杆，所述驱动器根据所述正转指令正转或所述逆转指令逆转，带动所述螺杆正转或逆转，使所述移动块沿所述螺杆往复移动。