CN106691011B - 仿生摇篮 - Google Patents

Abstract

一种仿生摇篮，包括底板，底板的一侧安装有推手，底板的中心处设置有一个承重弹簧，承重弹簧上安装有一个摇篮；底板的上表面一侧滑动连接一个纵向直线步进电机，纵向直线步进电机通过传动结构Ⅰ与摇篮连接，在位于与纵向直线步进电机的轴线相垂直方向的底板的上表面滑动连接一个横向直线步进电机，横向直线步进电机通过传动结构Ⅱ与摇篮连接；纵向直线步进电机和横向直线步进电机分别通过连接控制电路进行传动。该仿生摇篮结构简单，设计新颖，可改变摇摆频率、可改变摇摆幅度。

Description

仿生摇篮

技术领域

本发明涉及一种仿生摇篮，属于家用消费类电子控制领域。

背景技术

随着大众家庭生活水平的提高，年轻父母对照顾婴幼儿过程中的舒适性也有了较高的要求。现阶段的传统摇篮功能已经无法满足人们在照顾婴幼儿过程中的多样化功能需求。为了解决这个问题，有些新型摇篮已经被设计，并取得一定效果。

有一种通过驱动电机驱动摇篮的吊臂实现自动摇摆的自动摇篮；有一种可折叠的通过双联气缸升降实现摇篮平稳均衡摇动的自动摇篮；有全自动摇篮式动态沙发。以上专利要么仅是简单的电机驱动摇篮进行简单的单向摆动，要么通过气缸机械冲程来平衡摇篮的达到自动摇摆的目的，要么将沙发做成摇篮式进行产品延伸，但是均无法模拟母亲行走时子宫的动态环境，也即无法改变摇摆频率、无法改变摇摆幅度、无法四向摆动控制、无法可视操作、无法声音模糊化处理并不支持操作人员语音录入等。

发明内容

根据现有技术的不足，提供一种结构简单，设计新颖，控制稳定的一种仿生摇篮，该仿生摇篮可改变摇摆频率、可改变摇摆幅度。

本发明按以下技术方案实现：

一种仿生摇篮，包括底板，所述底板的一侧安装有推手，所述底板的中心处设置有一个承重弹簧，所述承重弹簧上安装有一个摇篮；所述底板的上表面一侧滑动连接一个纵向直线步进电机，所述纵向直线步进电机通过传动结构Ⅰ与摇篮连接，在位于与纵向直线步进电机的轴线相垂直方向的底板的上表面滑动连接一个横向直线步进电机，所述横向直线步进电机通过传动结构Ⅱ与摇篮连接；所述纵向直线步进电机和横向直线步进电机分别通过连接控制电路进行传动。

优选的是，所述传动结构Ⅰ包括齿轮Ⅰ、锯齿导轨Ⅰ和横向滑道；所述齿轮Ⅰ以紧的配合方式安装在纵向直线步进电机的转轴上或者与纵向直线步进电机的转轴固定连接在一起；所述锯齿导轨Ⅰ安装在摇篮侧面上，通过与齿轮Ⅰ相啮合来实现摇篮纵向来回摇摆；所述横向滑道的底面固定安装在底板上，横向滑道的顶面为一个凹形槽状面，凹形槽状的顶面底部嵌入间隔安装有多个滚筒Ⅰ，所述纵向直线步进电机的底座呈倒T型状，倒T型底座插入到凹形槽内实现纵向直线步进电机在横向滑道上的往复摇摆。

优选的是，所述横向滑道的中间位置安装有一个电动插销Ⅰ，纵向直线步进电机的底座设置有一个凹孔Ⅰ，通过控制电路控制电动插销Ⅰ的伸缩来实现纵向直线步进电机在横向滑道上的滑动与固定。

优选的是，所述传动结构Ⅱ包括齿轮Ⅱ、锯齿导轨Ⅱ和纵向滑道；所述齿轮Ⅱ以紧的配合方式安装在横向直线步进电机的转轴上或者与横向直线步进电机的转轴固定连接在一起；所述锯齿导轨Ⅱ安装在摇篮侧面上，通过与齿轮Ⅱ相啮合来实现摇篮横向来回摇摆；所述纵向滑道的底面固定安装在底板Ⅰ上，纵向滑道的顶面为一个凹形槽状面，凹形槽状的顶面底部嵌入间隔安装有多个滚筒Ⅱ，所述横向直线步进电机的底座呈倒T型状，倒T型底座插入到凹形槽内实现横向直线步进电机在纵向滑道上的往复摇摆。

优选的是，所述纵向滑道的中间位置安装有一个电动插销Ⅱ，横向直线步进电机的底座设置有一个凹孔Ⅱ，通过控制电路控制电动插销Ⅱ的伸缩来实现横向直线步进电机在纵向滑道上的滑动与固定。

优选的是，所述控制电路包括控制器Ⅰ，可视操作屏，继电器组；所述控制器Ⅰ设置在可视操作屏内并与其相连，用于判断和输出可视操作屏的操作信息；所述控制器Ⅰ通过其输出触点P1、触点P2、触点P3和触点P4来进行控制纵向直线步进电机和横向直线步进电机的运动状态；三相交流电的任一相交流电连接有四支相并接的控制电路，其中控制电路Ⅰ包括依次相串接的触点P1、继电器KM2常闭触点、继电器KM1和行程开关SL1触点，继电器KM1的常开触点与触点P1相并接；控制电路Ⅱ包括依次相串接的触点P2、继电器KM1常闭触点、继电器KM2和行程开关SL2触点，继电器KM2的常开触点与触点P2相并接；控制电路Ⅲ包括依次相串接的触点P3、继电器KM4常闭触点、继电器KM3和行程开关SL3触点，继电器KM3的常开触点与触点P3相并接；控制电路Ⅳ包括依次相串接的触点P4、继电器KM3常闭触点、继电器KM4和行程开关SL4触点，继电器KM4的常开触点与触点P4相并接；所述三相交流电通过继电器KM1的三个常开触点与纵向直线步进电机相串接，所述三相交流电通过继电器KM3的三个常开触点与横向直线步进电机相串接；所述所述控制器Ⅰ又与电动插销Ⅰ、电动插销Ⅱ相连，用于控制各个电动插销的伸缩。

优选的是，还包括调试器T1和调速器T2，所述调试器T1与纵向直线步进电机相串接，所述调速器T2与横向直线步进电机相串接。

优选的是，所述摇篮上还安装有与控制器相连的扬声器，所述可视操作屏上设置有与之相连的语音录入装置。

优选的是，所述摇篮的顶面为开口面，顶面处设置有一个可滑动的遮盖；所述遮盖由两块遮板铰接在一起，其中一块遮板的自由端与摇篮相铰接，另一块遮板的自由端的两侧各安装有一个滚轮，所述滚轮插入到摇篮顶部内侧的嵌槽内，两个嵌槽的底部各设置相互对应的突沿。

优选的是，所述两块遮板铰接方式采用圆柱插入到圆筒的方式，其中一块遮盖顶端两侧各设置有对称的圆柱，另一块遮盖顶端两侧各设置有相对应的圆筒；所述圆筒内壁设置有一周锯齿Ⅰ，所述圆柱的外侧面设置有一周与锯齿Ⅰ相啮合的锯齿Ⅱ。

本发明有益效果：

操作人员通过可视操作屏中的横向直线步进电机控制信号输入端，输入横向直线步进电机的控制信号，实现对摇篮横向摇摆频率和摇摆幅度的控制，仿生孕妇行走期间的子宫横向运动状态；

操作人员通过可视操作屏中的纵向直线步进电机控制信号输入端，输入纵向直线步进电机的控制信号，实现对摇篮纵向摇摆频率和摇摆幅度的控制，仿生孕妇行走期间的子宫纵向运动状态；

操作人员可以将胎教过程中使用的声音信号，以声音录入储存到控制器中，并经过控制器的模糊化处理，通过扬声器实现声音的仿生输出；

通过遮盖的遮挡，使得摇篮内处于黑暗的状态，用于模拟孕妇腹中无光的环境。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为底板俯视图；

图3为摇篮侧视图；

图4为摇篮主视图；

图5为摇篮剖视图；

图6为遮盖侧视图

图7为两块遮板分解图；

图8为圆柱与圆筒啮合剖视图

图9为本发明控制原理框图；

图10为纵向直线步进电机、横向直线步进电机电气原理图；

1—底板，2—蓄电池，3—推手，4—摇篮，5—纵向直线步进电机，6—横向直线步进电机，7—承重弹簧，8—扬声器，9—语音录入装置，10—遮盖，11—遮板，12—滚轮，13—嵌槽，14—突沿，15—圆柱，16—圆筒，17—锯齿Ⅰ，18—锯齿Ⅱ，19—万向轮，101—齿轮Ⅰ，102—锯齿导轨Ⅰ，103—横向滑道，104—电动插销Ⅰ，105—凹孔Ⅰ，106—滚筒Ⅰ，201—齿轮Ⅱ，202—锯齿导轨Ⅱ，203—纵向滑道，204—电动插销Ⅱ，205—凹孔Ⅱ，206—滚筒Ⅱ，501—控制器，502—可视操作屏。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例一：

一种仿生摇篮，包括底板1，底板1的一侧安装有推手3，底板1的中心处设置有一个承重弹簧7，承重弹簧7上安装有一个摇篮4；底板1的上表面一侧滑动连接一个纵向直线步进电机5，纵向直线步进电机5通过传动结构Ⅰ与摇篮4连接，在位于与纵向直线步进电机5的轴线相垂直方向的底板1的上表面滑动连接一个横向直线步进电机6，横向直线步进电机6通过传动结构Ⅱ与摇篮4连接；纵向直线步进电机5和横向直线步进电机6分别通过连接控制电路进行传动。

传动结构Ⅰ包括齿轮Ⅰ101、锯齿导轨Ⅰ102和横向滑道103；齿轮Ⅰ101以紧的配合方式安装在纵向直线步进电机5的转轴上或者与纵向直线步进电机5的转轴固定连接在一起；锯齿导轨Ⅰ102安装在摇篮4侧面上，通过与齿轮Ⅰ101相啮合来实现摇篮4纵向来回摇摆；横向滑道103的底面固定安装在底板1上，横向滑道103的顶面为一个凹形槽状面，凹形槽状的顶面底部嵌入间隔安装有多个滚筒Ⅰ106，纵向直线步进电机5的底座呈倒T型状，倒T型底座插入到凹形槽内实现纵向直线步进电机5在横向滑道103上的往复摇摆。

横向滑道103的中间位置安装有一个电动插销Ⅰ104，纵向直线步进电机5的底座设置有一个凹孔Ⅰ105，通过控制电路控制电动插销Ⅰ104的伸缩来实现纵向直线步进电机5在横向滑道103上的滑动与固定。

传动结构Ⅱ包括齿轮Ⅱ201、锯齿导轨Ⅱ202和纵向滑道203；齿轮Ⅱ201以紧的配合方式安装在横向直线步进电机6的转轴上或者与横向直线步进电机6的转轴固定连接在一起；锯齿导轨Ⅱ202安装在摇篮4侧面上，通过与齿轮Ⅱ201相啮合来实现摇篮4横向来回摇摆；纵向滑道203的底面固定安装在底板Ⅰ1上，纵向滑道203的顶面为一个凹形槽状面，凹形槽状的顶面底部嵌入间隔安装有多个滚筒Ⅱ206，横向直线步进电机6的底座呈倒T型状，倒T型底座插入到凹形槽内实现横向直线步进电机6在纵向滑道203上的往复摇摆。

纵向滑道203的中间位置安装有一个电动插销Ⅱ204，横向直线步进电机6的底座设置有一个凹孔Ⅱ205，通过控制电路控制电动插销Ⅱ204的伸缩来实现横向直线步进电机6在纵向滑道203上的滑动与固定。

控制电路包括控制器501，可视操作屏502，继电器组；控制器501设置在可视操作屏502内并与其相连，用于判断和输出可视操作屏502的操作信息；控制器501通过其输出触点P1、触点P2、触点P3和触点P4来进行控制纵向直线步进电机5（即图中M1）和横向直线步进电机6（即图中M2）的运动状态；三相交流电的任一相交流电连接有四支相并接的控制电路，其中控制电路Ⅰ包括依次相串接的触点P1、继电器KM2常闭触点、继电器KM1和行程开关SL1触点，继电器KM1的常开触点与触点P1相并接；控制电路Ⅱ包括依次相串接的触点P2、继电器KM1常闭触点、继电器KM2和行程开关SL2触点，继电器KM2的常开触点与触点P2相并接；控制电路Ⅲ包括依次相串接的触点P3、继电器KM4常闭触点、继电器KM3和行程开关SL3触点，继电器KM3的常开触点与触点P3相并接；控制电路Ⅳ包括依次相串接的触点P4、继电器KM3常闭触点、继电器KM4和行程开关SL4触点，继电器KM4的常开触点与触点P4相并接；三相交流电通过继电器KM1的三个常开触点与纵向直线步进电机5相串接，三相交流电通过继电器KM3的三个常开触点与横向直线步进电机6相串接；控制器501又与电动插销Ⅰ104、电动插销Ⅱ204相连，用于控制各个电动插销的伸缩。还包括调试器T1和调速器T2，调试器T1与纵向直线步进电机5（即图中M1）相串接，调速器T2与横向直线步进电机6（即图中M2）相串接。

蓄电池2设置在底板1上，蓄电池12通过连接逆变器，将直流电逆变成交流的后为整个系统供电。底板1下安装有多个万向轮19。

当操作人员通过可视操作屏502中控制纵向直线步进电机5控制信号输入端时，控制器501控制电动插销Ⅱ204处于缩回状态，控制电动插销Ⅰ104处于伸出状态，控制器501使得横向直线步进电机6处于停机状态，控制纵向直线步进电机5旋转，实现对摇篮纵向摇摆频率和摇摆幅度的控制，仿生孕妇行走期间的子宫纵向运动状态；

当操作人员通过可视操作屏502中控制横向直线步进电机6控制信号输入端时，控制器501控制电动插销Ⅰ104处于缩回状态，控制电动插销Ⅱ204处于伸出状态，控制器501使得纵向直线步进电机5处于停机状态，控制横向直线步进电机6旋转，实现对摇篮横向摇摆频率和摇摆幅度的控制，仿生孕妇行走期间的子宫横向运动状态。

实施例二：

在实施例一的基础上，摇篮4上还安装有与控制器501相连的扬声器8，可视操作屏502上设置有与之相连的语音录入装置9。操作人员可以将胎教过程中使用的声音信号，以声音录入储存到控制器501中，并经过控制器501的模糊化处理，通过扬声器8实现声音的仿生输出。

实施例三：

在实施例一的基础上，摇篮4的顶面为开口面，顶面处设置有一个可滑动的遮盖10；遮盖10由两块遮板11铰接在一起，其中一块遮板的自由端与摇篮4相铰接，另一块遮板的自由端的两侧各安装有一个滚轮12，滚轮12插入到摇篮4顶部内侧的嵌槽13内，两个嵌槽13的底部各设置相互对应的突沿14。

进一步的是，两块遮板11铰接方式采用圆柱15插入到圆筒16的方式，其中一块遮盖顶端两侧各设置有对称的圆柱15，另一块遮盖顶端两侧各设置有相对应的圆筒16；圆筒16内壁设置有一周锯齿Ⅰ17，圆柱15的外侧面设置有一周与锯齿Ⅰ17相啮合的锯齿Ⅱ18。

通过遮盖10的遮挡，使得摇篮4内处于黑暗的状态，用于模拟孕妇腹中无光的环境；圆柱15与圆筒16之间通过锯齿啮合，用于当带有滚轮12的遮板滑动预定距离后，用于将两块遮板固定成一定角度，可以根据实际需求，调节两块遮板的角度，以便调节摇篮4内的光度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种仿生摇篮，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）的一侧安装有推手（3），所述底板（1）的中心处设置有一个承重弹簧（7），所述承重弹簧（7）上安装有一个摇篮（4）；

所述底板（1）的上表面一侧滑动连接一个纵向直线步进电机（5），所述纵向直线步进电机（5）通过传动结构Ⅰ与摇篮（4）连接，在位于与纵向直线步进电机（5）的轴线相垂直方向的底板（1）的上表面滑动连接一个横向直线步进电机（6），所述横向直线步进电机（6）通过传动结构Ⅱ与摇篮（4）连接；

所述纵向直线步进电机（5）和横向直线步进电机（6）分别通过连接控制电路进行传动；

所述传动结构Ⅰ包括齿轮Ⅰ（101）、锯齿导轨Ⅰ（102）和横向滑道（103）；

所述齿轮Ⅰ（101）以紧的配合方式安装在纵向直线步进电机（5）的转轴上或者与纵向直线步进电机（5）的转轴固定连接在一起；

所述锯齿导轨Ⅰ（102）安装在摇篮（4）侧面上，通过与齿轮Ⅰ（101）相啮合来实现摇篮（4）纵向来回摇摆；

所述横向滑道（103）的底面固定安装在底板（1）上，横向滑道（103）的顶面为一个凹形槽状面，凹形槽状的顶面底部嵌入间隔安装有多个滚筒Ⅰ（106），所述纵向直线步进电机（5）的底座呈倒T型状，倒T型底座插入到凹形槽内实现纵向直线步进电机（5）在横向滑道（103）上的往复摇摆。

2.根据权利要求1所述的仿生摇篮，其特征在于：所述横向滑道（103）的中间位置安装有一个电动插销Ⅰ（104），纵向直线步进电机（5）的底座设置有一个凹孔Ⅰ（105），通过控制电路控制电动插销Ⅰ（104）的伸缩来实现纵向直线步进电机（5）在横向滑道（103）上的滑动与固定。

3.根据权利要求1所述的仿生摇篮，其特征在于：所述传动结构Ⅱ包括齿轮Ⅱ（201）、锯齿导轨Ⅱ（202）和纵向滑道（203）；

所述齿轮Ⅱ（201）以紧的配合方式安装在横向直线步进电机（6）的转轴上或者与横向直线步进电机（6）的转轴固定连接在一起；

所述锯齿导轨Ⅱ（202）安装在摇篮（4）侧面上，通过与齿轮Ⅱ（201）相啮合来实现摇篮（4）横向来回摇摆；

所述纵向滑道（203）的底面固定安装在底板（1）上，纵向滑道（203）的顶面为一个凹形槽状面，凹形槽状的顶面底部嵌入间隔安装有多个滚筒Ⅱ（206），所述横向直线步进电机（6）的底座呈倒T型状，倒T型底座插入到凹形槽内实现横向直线步进电机（6）在纵向滑道（203）上的往复摇摆。

4.根据权利要求3所述的仿生摇篮，其特征在于：所述纵向滑道（203）的中间位置安装有一个电动插销Ⅱ（204），横向直线步进电机（6）的底座设置有一个凹孔Ⅱ（205），通过控制电路控制电动插销Ⅱ（204）的伸缩来实现横向直线步进电机（6）在纵向滑道（203）上的滑动与固定。

5.根据权利要求4所述的仿生摇篮，其特征在于：所述控制电路包括控制器（501），可视操作屏（502），继电器组；

所述控制器（501）设置在可视操作屏（502）内并与其相连，用于判断和输出可视操作屏（502）的操作信息；

所述控制器（501）通过其输出触点P1、触点P2、触点P3和触点P4来进行控制纵向直线步进电机（5）和横向直线步进电机（6）的运动状态；

三相交流电的任一相交流电连接有四支相并接的控制电路，其中控制电路Ⅰ包括依次相串接的触点P1、继电器KM2常闭触点、继电器KM1和行程开关SL1触点，继电器KM1的常开触点与触点P1相并接；

控制电路Ⅱ包括依次相串接的触点P2、继电器KM1常闭触点、继电器KM2和行程开关SL2触点，继电器KM2的常开触点与触点P2相并接；

控制电路Ⅲ包括依次相串接的触点P3、继电器KM4常闭触点、继电器KM3和行程开关SL3触点，继电器KM3的常开触点与触点P3相并接；

控制电路Ⅳ包括依次相串接的触点P4、继电器KM3常闭触点、继电器KM4和行程开关SL4触点，继电器KM4的常开触点与触点P4相并接；

所述三相交流电通过继电器KM1的三个常开触点与纵向直线步进电机（5）相串接，所述三相交流电通过继电器KM3的三个常开触点与横向直线步进电机（6）相串接；

所述控制器（501）又与电动插销Ⅰ（104）、电动插销Ⅱ（204）相连，用于控制各个电动插销的伸缩。

6.根据权利要求5所述的仿生摇篮，其特征在于：还包括调试器T1和调速器T2，所述调试器T1与纵向直线步进电机（5）相串接，所述调速器T2与横向直线步进电机（6）相串接。

7.根据权利要求5所述的仿生摇篮，其特征在于：所述摇篮（4）上还安装有与控制器（501）相连的扬声器（8），所述可视操作屏（502）上设置有与之相连的语音录入装置（9）。

8.根据权利要求1至7任一项所述的仿生摇篮，其特征在于：所述摇篮（4）的顶面为开口面，顶面处设置有一个可滑动的遮盖（10）；

所述遮盖（10）由两块遮板（11）铰接在一起，其中一块遮板的自由端与摇篮（4）相铰接，另一块遮板的自由端的两侧各安装有一个滚轮（12），所述滚轮（12）插入到摇篮（4）顶部内侧的嵌槽（13）内，两个嵌槽（13）的底部各设置相互对应的突沿（14）。

9.根据权利要求8所述的仿生摇篮，其特征在于：所述两块遮板（11）铰接方式采用圆柱（15）插入到圆筒（16）的方式，其中一块遮盖顶端两侧各设置有对称的圆柱（15），另一块遮盖顶端两侧各设置有相对应的圆筒（16）；

所述圆筒（16）内壁设置有一周锯齿Ⅰ（17），所述圆柱（15）的外侧面设置有一周与锯齿Ⅰ（17）相啮合的锯齿Ⅱ（18）。

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