CN104661892A - 用于自动摇晃推车的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动摇晃推车的装置，包括：a)电子单元，用于通过提供将所述推车沿向前和/或向后方向移动的命令来操作装置；b)运动轮，其适用于通过摩擦来转动推车的车轮；c)转子，其机械地连接至所述运动轮，用于根据从所述电子单元接收的命令来转动所述运动轮；d)控制轮，其包括轮部和相应的传感器板，该轮部适用于连接至所述推车的车轮，该相应的传感器板适用于感测所述轮部的转动运动并且相应地向所述电子单元提供关于所述推车的车轮的实际转动运动的信息；以及e)电源，用于对所述电子单元供电。

Description

用于自动摇晃推车的装置
技术领域
本发明涉及婴儿推车的领域。更具体地，本发明涉及可以自动摇晃推车的装置。
背景技术
在婴儿生命的前几个月，婴儿推车可能是婴儿花费时间最多的地方之一。婴儿推车可以用于例如购物、在公园里散步的各种常见作业，并且作为基本工具以安全且舒适的方式将婴儿从一个地方转移到另一个地方。
另外，婴儿推车还可以用作婴儿休息和睡眠的地方。公知的是需要使推车的占用者(即婴儿或幼儿)入睡。众所周知的是通过运动婴儿有更好的睡眠，这是因为摇晃推车中的婴儿对婴儿具有安抚作用。换言之，婴儿推车是婴儿的第二个家。然而，摇晃推车(即将推车向前和向后移动)这个简单的动作压制或限制父母(或照顾婴儿的其他人)做其它的事情。
中国专利申请第102198839号公开了一种能够往复运动以使婴儿安静的手推车，该手推车包括手推车框架和往复运动驱动装置。手推车的车轮由连接装置驱动，所以手推车可以以往复运动的方式移动而不是通过在短距离内的人的推动以使手推车上的婴儿安静。可以根据往复运动驱动装置预先设置手推车的往复运动时间、距离和/或频率；以及可以改变手推车的移动方向，并且通过检测手推车内的驱动电机的转数来执行用于使婴儿安静的设置。
然而，这种往复运动驱动装置缺乏准确地“知道”手推车经过的距离的能力，这是因为没有直接从手推车的车轮进行测量。此外，这种往复运动驱动装置缺乏“知道”推车实际上是否移动和推车实际上如何移动的能力，这是因为它仅依赖于没有来自推车车轮的反馈的驱动电机。例如，如果发生故障以使得驱动电机将推车仅沿一个方向(这是因为在一个方向上，装置与推车的车轮之间具有有限摩擦或根本没有摩擦)移动，那么推车将仅沿一个方向前进(在某些环境中这可能是很危险的)，但是装置将不会意识到这种故障情况。
因此，本发明的一个目的是提供一种能够沿任何方向准确测量手推车的实际距离的装置。
本发明的另一目的是提供一种能够“知道”推车实际上是否移动以及推车沿每个方向实际上移动多少的装置。
本发明的还有另一目的是提供一种能够替换将婴儿推车向前和向后移动的手动操作的装置。
本发明的还有另一目的是提供一种在婴儿休息或小憩时能够允许婴儿的监护人做其它工作的装置。
随着描述的进行，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。
发明内容
本发明涉及一种用于自动摇晃推车的装置，包括：a)电子单元，用于通过提供将所述推车沿向前和/或向后方向移动的命令来操作装置；b)运动轮，其适用于通过摩擦来转动推车的车轮；c)转子，其机械地连接至所述运动轮，用于根据从所述电子单元接收的命令来转动所述运动轮；d)控制轮，其包括轮部和相应的传感器板，该轮部适用于连接至所述推车的车轮，该相应的传感器板适用于感测所述轮部的转动运动并且相应地向所述电子单元提供关于所述推车的车轮的实际转动运动的信息；以及e)电源，用于对所述电子单元供电。
根据本发明的实施方式，装置进一步包括用于经由通信信道对电子单元进行控制的控制面板。控制面板可以是专用的电子模块，并且被配置成与下列一起工作：电子单元、能够运行应用程序以容易地与电子单元交互的智能手机或者能够控制电子单元且与电子单元进行通信的任何其它电子模块。
根据本发明的实施方式，通信信道是有线通信链路(例如USB线缆)或无线通信链路(例如蓝牙、Zigbee、WiFi)。
根据本发明的实施方式，电子单元包括微控制器和驱动器。驱动器是用于根据预先定义的程序代码或者根据用户经由控制面板的设置来启动转子的电子模块。
根据本发明的实施方式，电子单元进一步包括用于给电源充电的充电电路。
根据本发明的实施方式，控制轮允许电子单元测量推车沿每个方向(即，向前和/或向后)行进的距离，并且相应地限制推车沿每个方向行进的距离。
附图说明
在附图中：
-图1是本发明的操作方法的总体流程图；
-图2是概括地图示本发明的装置的实施方式的透视图；
-图3示意性地图示了根据本发明的实施方式的装置的控制轮；
-图4是图示根据本发明的实施方式的装置的电子单元和相应的控制面板的框图；
-图5示意性地图示了根据本发明的实施方式的装置的框图；
-图6示意性地图示了根据本发明的实施方式的装置的控制面板的框图；
-图7示意性地图示了根据本发明的实施方式的附接至常用推车的本发明的装置；
-图8示意性地图示了根据本发明的实施方式的用于将装置附接至推车的底盘的快速释放夹具；以及
-图9至图12示意性地图示了根据本发明的一个实施方式的用于自动摇晃推车的装置。
具体实施方式
本发明的装置可以应用于其中有必要摇晃的任何车辆，包括但不限于婴儿推车、轮椅或者因为摇晃而对人具有安抚作用的其它车辆。因为最常见的应用是推车用于携带儿童，所以描述了在推车方面的优选的实施方式。因此，虽然图示了在推车方面的装置，但是本发明预期该装置可以应用于任何合适的车辆。因此，文中所使用的术语“推车”是指推车、童车、轮椅以及适于个体乘坐或躺着并且使用车轮移动的其它车辆。这个术语并不隐含任何特定的形状、构造材料或几何结构，并且本发明适用于所有合适的推车。此外，本发明可以应用于其中需要基本上准确的距离测量的任何车辆。
现在将参考(一个或多个)本发明的若干个实施方式，在附图中图示若干个实施方式的示例。在附图中只要可行就可以使用相似或相同的附图标记，并且相似或相同的附图标记可以指示相似或相同的功能。附图仅出于说明的目的而描绘本发明的实施方式。根据下面的描述，本领域技术人员将容易地认识到在不脱离文中所描述的本发明的原理的情况下，可以使用文中图示的结构和方法的替代实施方式。
文中所使用的术语“例如”、“如”、“可选地”意在用来引入非限制性的示例。虽然某些引用了某些示例系统部件，但是也可以使用其它部件和/或可以将示例部件组合成更少的部件和/或将示例性部件分成进一步的部件。
图1采用框图的形式示意性地图示了根据本发明的实施方式的用于自动摇晃推车的装置的操作方法。在附图中，概括地由标记10指示的装置包括电机1(例如DC电机)、运动轮2、控制轮3、电源4和电子单元(Electronic Unit，EU)5。在这个附图中还示出了可选的控制面板34。如将在下文中进一步详细描述的那样，控制面板34允许用户交互，并且对装置10的操作进行控制。
图2图示了可以结合本发明使用的装置10的示例性实现方式。如图中所图示，装置10的配置是特别方便的，这是因为它可以应用作为现有推车的扩展装置而不需要对推车的结构进行任何改动。装置10可以通过任何合适的附接装置连接至推车的底盘(如关于图7中的推车60所示的)，附接装置例如快速释放夹具6可以连接至装置10的底盘9(或者这种附接装置可以实施为适用于容纳装置10的至少部分部件例如电子单元5的外壳的组成部分)。例如，当将装置10首次安装到推车60的底盘上时，能够调整快速释放夹具6。在图8中可以更好地看到快速释放夹具6的示例性图示。快速释放夹具6包括夹具62和用于锁定/解锁夹具62的快速释放杆63。例如，这种快速释放夹具在它们的夹紧操作方面类似于许多受欢迎的产品，例如小杜德(Little Dude)部件(LDC)快速释放座椅夹具、XLC QR合金座杆夹具等。
控制轮3是未物理地连接至运动轮2、但是连接至推车的车轮(可以是与运动轮2相连接的车轮相同的车轮)的独立的(即，“自由的”)车轮。当推车移动时，推车的车轮转动，并且相应地控制轮3也转动(由于推车的车轮与控制轮3的可转动部分之间的摩擦)。对控制轮3的转动进行测量允许通过将转动(角位移)转换成距离(线位移)来计算推车的行进距离。可以采用本领域已知的多种方式例如光电机构(例如类似于在普通计算机鼠标中使用的技术)、磁体等来执行测量控制轮3的转动的功能。
现在参照图3，图3进一步详细示出了根据本发明的实施方式的控制轮3。控制轮3包括具有一个或多个元件(例如磁体或能够被感测的其它元件)的可转动轮部15，所述一个或多个元件可以由相应的传感器和相应的感测单元例如传感器板12来感测。
控制轮3充当传感器轮，并且适用于与推车的车轮(这可以是与由运动轮2驱动的推车的车轮相同或不同的推车的车轮。当然，这取决于推车的结构和/或装置10的配置)物理地连接。例如，控制轮3的可转动轮部15可以具有约1英寸至2.5英寸的车轮直径和约0.5英寸至1.5英寸的车轮宽度，例如Pololu公司的Solarbotics RW2i橡胶机器轮、Active Robots有限公司的泡沫摩擦轮等。
例如，在这个实施方式中，按照如下方式实施控制轮3：将轮部15设置成包括位于轮部15表面上的至少一个磁体11的可转动元件，并且将相应的感测单元设置成采用圆形板形状的固定部(如由图3中的传感器板12示意性地所指示的)，该固定部包括以圆形的方式部署在该固定部的一个表面上的多个传感器13。根据这个示例，可以通过任何类型的传感器来实现每个传感器13，所述任何类型的传感器是能够感测磁体11并且相应地生成一个或多个信号的例如基于霍尔效应的传感器(例如MST(MagneSensorTechnology)的MH-248霍尔效应传感器)。为了简化控制轮3的物理结构，传感器板12应该具有与轮部15的直径大约相同的直径的圆形形状。根据本发明的一些实施方式，轮部15可以包括多个磁体并且传感器板12将仅有单个传感器。
传感器板12和轮部15应该采用使磁体11和磁体13彼此面对的方式彼此相邻放置。在这个实施方式中，轮部15和板12同轴地定位在同一轮轴14上。轮轴14仅仅是贯穿轮部15和板12两者的轮轴。传感器板12和轮部15应该彼此充分靠近放置，从而每当磁体11“遇到”相应的传感器13中的一个传感器时(即，当轮部15由于推车的移动而转动时)，就会生成电子信号。将生成的信号电传输至电子单元5。电子单元5由于这些生成的信号“知道”推车沿一个方向移动的距离(例如，通过对连续生成的信号进行处理(例如对“遇见”进行计数)来获得对轮部15的转动的测量，并且相应地电子单元5可以计算行进距离)。
现在参照图4，图4示出了根据本发明的实施方式的电子单元5的主要元件和控制面板34的框图。电子单元5包括微控制器单元(micro-controller unit，MCU)32、驱动器33以及可选的还有充电器31，充电器31用来给电源4的电池41充电(参照图5，图5以框图的形式示出了包括电源4和例如电机1的机械元件、运动轮2以及控制轮3的装置10的元件)。电子单元5可以进一步(以有线或无线的方式)连接至控制面板34。
根据本发明的实施方式，用户(例如婴儿的父母)经由控制面板34对装置10进行控制。控制面板34与MCU 32进行通信。MCU 32对驱动器33进行控制。驱动器33经由使运动轮2转动的电机1将来自控制面板34的命令/请求应用于推车的车轮上(参照图5)。
图5以框图的形式示出了根据本发明的实施方式的包括电气元件和机械元件的装置10的元件。在这个实施方式中，电源4包括电池41和相应的充电器31，并且如果需要的话，电源4还包括稳压器34。装置10的机械元件可以包括电机1、运动轮2和控制轮3。在这个附图中，控制轮3与如上所述的轮部15和传感器板12一起示出。
图6以框图的形式示意性地图示了根据本发明的实施方式的控制面板34的示例性实现方式。控制面板34可以包括以下功能：
-开、关、待机(用于范围/距离、时间设置)；
-推车移动范围/距离；
-时间限制；
-推车移动方向：向前和向后、震动。
控制面板34可以是适用于经由任何合适的通信信道与电子单元5交互的电子模块，该通信信道是有线通信链路(例如USB线缆)或者无线通信链路(例如蓝牙、Zigbee、WiFi)。例如，控制面板可以包括以下元件中的一个或多个(或元件的任意组合，如关于图6所示的)：功能键(例如用于启动和停止电机的启动/停止开关53、用于选择期望的用来设定例如时间、范围或速度的模式的模式开关54、用来设置开关模式的期望参数值的例如减小开关(“-”)或增大开关(“+”)的设置开关等)；显示单元51(例如LCD面板或触敏显示器)；(一个或多个)视觉指示器；一个或多个LED；(一个或多个)听觉指示器(例如扬声器或蜂鸣器)；用于处理控制面板元件的微控制器单元(MCU)52等。替代地，控制面板34可以是能够运行专用的应用程序以(例如经由蓝牙)容易地与电子单元5交互的智能手机，或者控制面板34可以是能够控制电子单元5且与电子单元5进行通信的任何其它的电子模块。
除非另有说明，否则文中所描述的电子单元5的功能可以由存储在计算机可读介质中并且在一个或多个基于处理器的系统上运行的可执行代码和指令来执行。然而，还可以使用状态机和/或硬连线的电子电路。进一步，相对于文中所描述的示例处理，不需要达到所有的处理状态，也不必以图示的顺序来执行状态。
图7示意性地图示了根据本发明的实施方式的附接至推车60的本发明的装置10。推车60具有可以经由快速释放夹具6附接至装置10的推车框架构件64。
根据本发明的一个实施方式，装置10包括用于遮盖电子单元5和(例如在外壳71的外表面上)可以附接快速释放夹具6的外壳71。
推车60通常具有三个或四个推车车轮61。本发明设想的是术语推车车轮61还可以包括推车车轮对，这是因为某些推车通常在推车的四个角中的每个角上具有推车车轮对。通常在推车的车轮对之间具有轮轴。因为装置10同样适用于可折叠推车和不可折叠推车，所以文中的术语推车车轮61指的是单个推车车轮或多个推车车轮。
现在参照图9至图12，图9至图12示出了根据本发明的一个实施方式的用于自动摇晃推车的装置10的示例性实现方式。通常，装置10具有两种可能的状态：(ⅰ)连接(即，工作/启动)和(ii)断开(不工作/停用)。根据本发明的实施方式，装置10的外壳71可以包括允许用户容易地操作启动/停用装置10的踏板机构(这种机构的踏板由图9至图12中的标记8指示)。在连接的工作状态下，踏板机构根据需要将运动轮2和控制轮3两者与相应的推车的车轮61相连接。在这个实施方式中，将踏板8的位置从直立位置变成纵向位置将会推动运动轮2朝向推车的车轮61，并且同时，还推动控制轮3使其自由地连接至推车车轮61。
在这个实施方式中，当用户将踏板8的位置从直立位置变成纵向位置时，将启动装置10(例如到给定的时间和距离)。当然，如图11中示意地所图示的，装置10应该以使控制轮3与轮61之间将发生适当啮合的方式附接至推车的框架构件64。
踏板机构以下述方式使装置10偏转/移动：踏板机构将根据需要将运动轮2物理地连接至推车的车轮61(例如如图11中所示的)。在这个示例性配置中，当按压踏板8时，踏板机构将装置10物理地连接至推车的车轮61。在这个实施方式中，为了从推车的轮61断开装置10(即，停用状态)，用户需要抬起踏板8(例如，沿相反的方向从纵向位置到直立位置)。正如本领域技术人员将认识到的，这种踏板机构类似于如许多类型的推车所使用的普通的脚操作制动机构。
当装置10连接至推车60的车轮61并且电机1开始转动时，运动轮2将使推车的车轮61移动(由于运动轮2与推车的轮61之间的摩擦)。
正如本领域技术人员将认识到的，附图中所描述的布置引起推车的自动摇晃。本发明既考虑了可以添加至任何推车(或其它车辆)的独立的装置10，也考虑了可以与这种装置10一起制造的推车。
由本发明提供的附加的优点是准确测量了推车行进的距离，这是因为控制轮3直接连接至推车的车轮。
上述给出的所有描述和示例是为了说明的目的而并不意图以任何方式限制本发明。可以使用许多不同的机构、分析的方法、电子元件和逻辑元件，所有这些都不超出本发明的范围。

Claims (7)

1.一种用于自动摇晃推车的装置，包括：
a.电子单元，用于操作所述装置；
b.运动轮，其适用于通过摩擦转动所述推车的车轮；
c.转子，用于根据从所述电子单元接收的命令来转动所述运动轮；
d.控制轮，其包括轮部和相应的传感器板，所述轮部适用于连接至所述推车的车轮，所述相应的传感器板适用于感测所述轮部的转动运动并且相应地向所述电子单元提供关于所述推车的车轮的实际转动运动的信息；以及
e.电源，用于对所述电子单元供电。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：用于经由通信信道对所述电子单元进行控制的控制面板。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述通信信道是有线通信链路或无线通信链路。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电子单元包括微控制器和驱动器。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述电子单元进一步包括用于给所述电源充电的充电电路。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制轮允许所述电子单元测量所述推车沿每个方向向前或向后行进的距离，并且相应地限制所述推车沿所述方向中的每个方向行进的距离。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制轮的轮部包括至少一个磁体，并且所述传感器板包括一个或多个相应的传感器。
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