CN116965650A - 摆动装置和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及摆动装置和控制方法。本公开的一方式的摆动装置(1)具备:座椅(3),其支承使用者的身体;马达(5),其通过使旋转轴向第1旋转方向和与第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转来经由安装于旋转轴的齿轮供给用于使座椅(3)摆动的动力;以及控制器(7),其经由马达(5)来控制座椅(3)的摆动,座椅(3)与旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作,座椅(3)与旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作,控制器(7)在第1动作与第2动作之间设置预定的停止期间,控制座椅(3)的摆动。
Description
技术领域
本公开涉及摆动装置和控制方法。
背景技术
作为现有技术已知有一种摆动装置,其通过使座椅等以一定周期摆动来使使用者放松且有助于对睡眠的引导等。在专利文献1中公开了一种振幅波动摆动控制装置,其对座椅的摆动幅度赋予适度的波动。在专利文献2中公开了一种自动摆动装置,其使摆动台的摆动顺畅,进一步给予幼儿舒适感。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2002-345606号
专利文献2:日本国特开平8-89377号
发明内容
发明要解决的问题
然而,对于上述那样的现有技术,由于在摆动中加速度快速地变化,因此存在因该加速度变化而给使用者带来冲击的问题。
本公开的一技术方案是鉴于上述的问题而完成的,其目的在于实现一种能够在使座椅等摆动的情况下缓和加速度变化的冲击的摆动装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述的问题,本公开的一技术方案的摆动装置具备:支承构件,其支承使用者的身体;马达,其通过使旋转轴向第1旋转方向和与所述第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转来经由安装于所述旋转轴的齿轮供给用于使所述支承构件摆动的动力;以及控制器,其经由所述马达来控制所述支承构件的摆动,所述支承构件与所述旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作,所述支承构件与所述旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作,所述控制器在所述第1动作与所述第2动作之间设置预定的停止期间,控制所述支承构件的摆动。
本公开的一技术方案的控制方法是在摆动装置中经由马达来控制支承构件的摆动的控制方法,该摆动装置具备:所述支承构件,其支承使用者的身体;以及所述马达,其通过使旋转轴向第1旋转方向和与所述第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转来经由安装于所述旋转轴的齿轮供给用于使所述支承构件摆动的动力,所述支承构件与所述旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作,所述支承构件与所述旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作,其中,在所述第1动作与所述第2动作之间设置预定的停止期间,控制所述支承构件的摆动。
发明的效果
根据本公开的一技术方案,能够实现一种能够在使座椅等摆动的情况下缓和加速度变化的冲击的摆动装置。
附图说明
图1是表示摆动装置的外观的一例的图。
图2是表示座椅的框架的一例的图。
图3是表示座椅的俯仰方向上的摆动的一例的图。
图4是表示小齿轮和扇形齿轮的一例的图。
图5是包含座椅的框架的附图的一例。
图6是表示控制器使座椅摆动的速度的一例的图。
附图标记说明
1、摆动装置;3、座椅;5、马达;7、控制器;13、24、扇形齿轮;20、22、小齿轮。
具体实施方式
以下,详细地说明本公开的一实施方式。
〔1.摆动装置的结构例和处理例〕
图1是表示本公开的摆动装置1的外观的一例的图。如图1所示,摆动装置1具备座椅3、马达5和控制器7等构件。
座椅3是支承使用者的身体的支承构件。以下,作为支承构件,以座椅为例进行说明,但并不限定于此,也可以是能作为床、沙发或以这些物品为标准的、使用者能够坐在上侧的其他构件来实现的结构。
另外,也包括座椅3在内地设为摆动装置1设于移动体来进行说明,但并不限定于此,也可以是设于建筑物等不移动的场所的结构。另外,设为移动体是车辆来进行说明,但并不限定于此,也可以是船舶或飞机等。另外,摆动装置1并不限定于设于移动体的驾驶座的结构,也可以是设于移动体的除了驾驶座以外的座位的结构。
座椅3在底座9上以支点11为轴而被固定,以支点11为轴而在俯仰方向12上摆动。在此,座椅3的摆动意为座椅3进行交替地反复进行后述的第1动作和第2动作的往复运动。通过座椅3摆动,从而产生使就座于座椅3的使用者放松的效果以及刺激与该使用者的平衡感相关的耳石来引起睡意的效果。另外,以下,以图1的例子中的右方向为座椅3的“前(前方)”并以图1的例子中的左方向为座椅3的“后(后方)”来进行说明。
图2是表示座椅3的框架的一例的图。座椅3具有座面4和背面6,能够通过斜倚功能来调节座面4与背面6之间的角度14。
另外,图3的各图是表示图1所示的俯仰方向12上的摆动的一例的图。座椅3在摆动中交替地反复进行如侧视图301所示那样向后方倾斜的动作和如侧视图302所示那样向前方倾斜的动作。如图3所例示那样,期望在将座面4与背面6的角度固定的状态下进行摆动,但这不是必需的结构。另外,如图3的各图所示,座椅3的背面6也可以是具备座椅靠背61和头枕62的结构。
在图1中,在固定于地面10的底座9设有马达5和包括扇形齿轮13的多个齿轮。马达5基于控制器7的控制来使旋转轴向第1旋转方向和与第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转,由此,经由安装于旋转轴的小齿轮20供给用于使座椅3摆动的动力。作为一例,也可以规定为,第1旋转方向是左旋转(逆时针旋转),第2旋转方向是右旋转(顺时针旋转),也可以与其相反地规定。
图4是表示具有与图1所示的结构不同的形状的小齿轮和扇形齿轮的一例的图。在图4中,小齿轮22设于图1所示的马达5的旋转轴,小齿轮22的动力向扇形齿轮24传递。在一方式中,扇形齿轮24相对于板16固定,该板16用于间接地对图1和图2所示的座椅3的下方施加力。或者,扇形齿轮24与上述的板16成为一体。另外,也可以是在小齿轮22与扇形齿轮24之间设置1个或多个其他齿轮的结构。
在图1的例子中,经由固定有扇形齿轮13的第1板15、第2板17和托架18来对座椅3的下方施加力。第1板15与第2板17之间的角度以及第2板17与托架18之间的角度是可变的。第1板15以支点19为轴而在一定范围内旋转。也就是说,在第1板15的前方位于上方的情况下,该第1板15的后方位于下方,在第1板15的后方位于上方的情况下,该第1板15的前方位于下方。扇形齿轮13左右旋转,由此,第1板15的前方上下运动,座椅3反复进行以支点11为轴的往复运动。
摆动装置1具有齿轮齿条机构,该齿轮齿条机构将设于马达5的小齿轮20的各方向上的旋转运动转换为使座椅3的前方上下运动的直线运动。因此,对座椅3的下方,向上方向和下方向交替地施加力。
座椅3与马达5的旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作。此外,本公开中的“移动”包括仅座椅3的一部分或全部相对于地面10的角度发生变化的情况。另外,座椅3与马达5的旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作。在此,上述的移动包括仅座椅3相对于设有摆动装置1的地面10的角度发生变化的情况。图1的俯仰方向12的箭头的各个方向是第1移动方向和第2移动方向的一例。
扇形齿轮13在马达5的旋转轴向第1旋转方向旋转的情况下向与马达5的旋转轴向第2旋转方向旋转的情况相反的方向旋转。例如,在图1中,在马达5的旋转轴向第1旋转方向旋转而扇形齿轮13左旋转(逆时针旋转)的情况下,第1板15的前方被向上方抬起,座椅3向后方倾斜。在该情况下,座椅3向后方倾斜的动作是座椅3向第1移动方向移动的第1动作的一例。
另外,在马达5的旋转轴向第2旋转方向旋转而扇形齿轮13右旋转(顺时针旋转)的情况下,第1板15的前方被向下方压下,座椅3向前方倾斜。在该情况下,座椅3向前方倾斜的动作是座椅3向第2移动方向移动的第2动作的一例。
图5是包括座椅3的框架的附图的一例。图5示出了对座椅3连接有与图1所示的结构不同的形状的齿轮的例子。在图5的例子中,扇形齿轮与第1板21成为一体。另外,小齿轮的齿轮部分与第1板21的齿轮部分啮合。在第1板21设有供固定轴29贯穿的孔部31。固定轴29的位置被固定,第1板21在固定轴29能够在孔部31内相对移动的范围内以支点33为轴而旋转。由此,第1板21的前方上下运动,进行座椅3的摆动。
另外,如图5所例示那样,也可以是如下结构:在与第1板21以及第2板23分别在座椅3的左右方向上相对的位置设有第3板25以及第4板27。由此,能够提高摆动装置1的强度。另外,也可以是如下结构:在第3板25中也具有与扇形齿轮成为一体的形状,并将从马达5供给的动力经由第4板27向座椅3的下方传递,但这不是必需的结构。
图6是表示控制器7使座椅3摆动的速度的一例的图。在图6的图表中,横轴表示时间(秒),纵轴表示摆动的速度。另外,纵轴的正值表示第1动作的速度,纵轴的负值表示第2动作的速度。此外,纵轴的“100”这一值表示马达5的旋转轴向第1旋转方向旋转的情况下的与最高转速对应的第1动作的速度,纵轴的“-100”这一值表示马达5的旋转轴向第2旋转方向旋转的情况下的与最高转速对应的第2动作的速度。另外,横轴的“0”这一值与座椅3的摆动中的某个时刻对应。
在图6的例子中,控制器7在0秒的线~2秒的线之间的期间,使座椅3的第1动作的速度单调增加,并且使座椅3向第1移动方向移动,在2秒的线~4秒的线之间的期间,以预定速度使座椅3向第1移动方向移动。如图6所示,与0秒的线~2秒的线之间的期间对应的图表的部分描绘出平滑的曲线。该曲线例如为正弦曲线。另外,第1动作的速度发生变化的4秒的线~6秒的线之间的期间和16秒的线~18秒的线之间的期间以及第2动作的速度发生变化的8秒的线~10秒的线之间的期间和12秒的线~14秒的线之间的期间的部分也是同样的。
这样,对于控制器7而言,在使座椅3开始了第1动作的情况下,在第1动作的速度到达预定速度为止的期间,使第1动作的速度单调增加,在第1动作的速度到达了预定速度的情况下,使以预定速度进行的第1动作持续预定期间。在图6的例子中,上述的预定期间为2秒,但并不限定于此,例如也可以是1秒,也可以是3秒以上。
另外,对于控制器7而言,在4秒的线~6秒的线之间的期间,使第1动作的速度单调减小,并且使座椅3向第1移动方向移动。也就是说,对于控制器7而言,在使座椅3结束第1动作的情况下,在第1动作的速度到达零为止的期间,使第1动作的速度单调减小。
这样,控制器7进行如下控制:在0秒的线~6秒的线之间的期间,使马达5的旋转轴向第1旋转方向旋转,如上述那样使座椅3执行第1动作。此外,也可以将上述的“第1动作的速度”分别改称为“马达5的旋转轴的第1旋转方向上的旋转速度”来应用说明。
此外,对于控制器7而言,在6秒的线~8秒的线之间的期间,使座椅3停止。在6秒的线~8秒的线之间的期间,座椅3位于摆动的范围的一端。
接下来,对于控制器7而言,在8秒的线~10秒的线之间的期间,使座椅3的第2动作的速度单调增加,并且使座椅3向第2移动方向移动,在10秒的线~12秒的线之间的期间,以预定速度使座椅3向第2移动方向移动。
这样,对于控制器7而言,在使座椅3开始了第2动作的情况下,在第2动作的速度到达预定速度为止的期间,使第2动作的速度单调增加,在第2动作的速度到达了预定速度的情况下,使以预定速度进行的第2动作持续预定期间。
另外,对于控制器7而言,在12秒的线~14秒的线之间的期间,使第2动作的速度单调减小,并且使座椅3向第2移动方向移动。也就是说,对于控制器7而言,在使座椅3结束第2动作的情况下,在第2动作的速度到达零为止的期间,使第2动作的速度单调减小。
这样,控制器7进行如下控制:在8秒的线~14秒的线之间的期间,使马达5的旋转轴向第2旋转方向旋转,如上述那样使座椅3执行第2动作。此外,也可以将上述的“第2动作的速度”分别改称为“马达5的旋转轴的第2旋转方向上的旋转速度”来应用说明。
另外,对于控制器7而言,在14秒的线~16秒的线之间的期间,使座椅3停止。座椅3在6秒的线~8秒的线之间的期间所处的位置和该14秒的线~16秒的线之间的期间所处的位置之间摆动。另外,对于控制器7而言,在16秒以后,反复进行与0秒的线~16秒的线的期间相同的摆动。
至此如上述那样,控制器7是执行如下控制方法的结构:在第1动作与第2动作之间设置预定的停止期间,控制座椅3的摆动。根据上述的结构,座椅3在摆动中在向相反方向折返时暂时停止。由此,能够实现能够在使座椅3摆动的情况下充分地缓和加速度变化的冲击的摆动装置1。此外,能够通过在摆动中设置停止期间的结构来抑制马达5成为过热状态的情况。
此外,预定的停止期间并不限定于特定的期间,也可以是1秒~5秒左右,更期望的是2秒~3秒左右。在图6的例子中,停止期间为2秒。另外,对于马达5的输出扭矩为零的期间,即使座椅3由于惯性而稍微移动,也可以视为包含于停止期间。
〔2.变形例〕
座椅3的摆动即第1动作和第2动作并不限定于仅座椅3相对于设有摆动装置1的地面10的角度发生变化的结构。例如,座椅3也可以是如下结构:在摆动时相对于地面10的角度保持恒定,在作为第1移动方向和第2移动方向的、座椅3的前后方向上移动。或者,座椅3也可以是如下结构:在作为第1移动方向和第2移动方向的、以地面10为基准的上下方向上移动。
另外,座椅3也可以是通过座面4与背面6之间的角度发生变化的斜倚功能而摆动的结构。在一方式中,也可以是如下结构:座面4被固定,仅背面6相对于座面4的角度在一定范围内反复增减。另外,座椅3也可以是如下结构:在参照图3如上述那样背面6具备座椅靠背61和头枕62的情况下,通过头枕62相对于座椅靠背61的角度发生变化而摆动。
另外,也可以是如下结构:座椅3的摆动通过多个动作的组合来实现。例如,座椅3也可以是进行组合使相对于地面10的角度发生变化的摆动、在前后方向上移动的摆动、在上下方向上移动的摆动、基于斜倚功能的摆动以及头枕62的角度发生变化的摆动中的多个摆动而得到的摆动的结构。
另外,也可以是如下结构:座椅3的座面4的摆动和背面6的摆动由各自分开的马达5以及齿轮来实现。换言之,也可以是使座面4摆动的机构和使背面6摆动的机构分别独立地构成的结构。在座面4与背面6之间的角度保持恒定而摆动的结构中也是同样的。
另外,座椅3具备背面6的结构不是必需的,也可以是仅具备座面4的座椅3摆动的结构。
另外,在多个座椅3设于同一移动体内的情况下、或者多个座椅3相互靠近地设置的情况下,也可以是如下结构:单一的控制器7控制多个座椅3各自的摆动,也可以是如下结构:准备与座椅3的数量相同数量的控制器7,使各座椅3与各控制器7一对一地对应,各控制器7控制对应的座椅3的摆动。
另外,摆动装置1也可以是设于自动驾驶车辆的结构。根据前述的结构,例如在自动驾驶车辆的座椅3中有助于促进全体使用者进行舒适的睡眠。
〔3.基于软件来实现的例子〕
控制器7(以下称为“装置”)的功能能够通过程序来实现,该程序用于使计算机作为该装置来发挥功能,用于使计算机作为该装置的各控制块来发挥功能。
在该情况下,上述装置具备计算机来作为用于执行上述程序的硬件,该计算机具有至少一个控制装置(例如处理器)和至少一个存储装置(例如存储器)。通过由该控制装置和存储装置执行上述程序,从而实现在上述各实施方式中说明的各功能。
上述程序也可以不是临时的,而是记录于计算机可读取的1个或多个记录介质。上述装置也可以具备该记录介质,也可以不具备该记录介质。在后者的情况下,上述程序也可以经由有线或无线的任意的传送介质向上述装置供给。
另外,上述各控制块的功能的一部分或全部也能够由逻辑电路来实现。例如,形成有作为上述各控制块来发挥功能的逻辑电路的集成电路也包含在本公开的范围。此外,例如也能够由量子计算机来实现上述各控制块的功能。
本公开并不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求所示出的范围内进行各种变更,通过适当组合在不同的实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本公开的保护范围。
本公开的方式1的摆动装置具备:支承构件,其支承使用者的身体;马达,其通过使旋转轴向第1旋转方向和与所述第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转来经由安装于所述旋转轴的齿轮供给用于使所述支承构件摆动的动力;以及控制器,其经由所述马达来控制所述支承构件的摆动,所述支承构件与所述旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作,所述支承构件与所述旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作,所述控制器在所述第1动作与所述第2动作之间设置预定的停止期间,控制所述支承构件的摆动。
根据上述的结构,作为支承构件的座椅等在摆动中在向相反方向折返时暂时停止。由此,能够实现能够在使座椅等摆动的情况下缓和加速度变化的冲击的摆动装置。
在本公开的方式2的摆动装置中,在上述方式1的基础上,对于所述控制器而言,在使所述支承构件开始了所述第1动作或所述第2动作的情况下,在该动作的速度到达预定速度为止的期间,使所述动作的速度单调增加,在使所述支承构件结束所述第1动作或所述第2动作的情况下,在该动作的速度到达零为止的期间,使所述动作的速度单调减小。
根据上述的结构,在使座椅等摆动的情况下,能够进一步缓和加速度变化的冲击。
在本公开的方式3的摆动装置中,在上述方式1或2的基础上,所述支承构件在摆动时相对于设有摆动装置的地面的角度是恒定的,所述支承构件在作为所述第1移动方向和所述第2移动方向的、所述支承构件的前后方向上移动。
根据上述的结构,例如,能够不使支承构件倾斜地进行摆动。
在本公开的方式4的摆动装置中,在上述方式1或2的基础上,所述支承构件在作为所述第1移动方向和所述第2移动方向的、以所述地面为基准的上下方向上移动。
根据上述的结构,有助于减少为了设置摆动装置所需要的平面空间。
在本公开的方式5的摆动装置中,在上述方式1或2的基础上,所述支承构件是具备座面和背面的座椅,所述支承构件通过所述座面与所述背面之间的角度发生变化的斜倚功能而摆动。
根据上述的结构,例如能够降低摆动装置的消耗电力,并且能够以比较简单的结构来实现摆动。
在本公开的方式6的摆动装置中,在上述方式1或2的基础上,该摆动装置是设于移动体的装置。
根据上述的结构,例如在移动体的座椅中有助于促进使用者进行舒适的睡眠。
在本公开的方式7的摆动装置中,在上述方式6的基础上,该摆动装置是设于自动驾驶车辆的装置。
根据上述的结构,例如在自动驾驶车辆的座椅中有助于促进全体使用者进行舒适的睡眠。
在本公开的方式8的摆动装置中,在上述方式2的基础上,对于所述控制器而言,在使所述第1动作或所述第2动作的速度单调增加且该动作的速度到达了所述预定速度的情况下,使以所述预定速度进行的该动作持续预定期间。
根据上述的结构,在摆动装置中,有助于减少使用者感觉到的加速度变化。
本公开的方式9的控制方法是在摆动装置中经由马达来控制支承构件的摆动的控制方法,该摆动装置具备:所述支承构件,其支承使用者的身体;以及所述马达,其通过使旋转轴向第1旋转方向和与所述第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转来经由安装于所述旋转轴的齿轮供给用于使所述支承构件摆动的动力,所述支承构件与所述旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作,所述支承构件与所述旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作,其中,在所述第1动作与所述第2动作之间设置预定的停止期间,控制所述支承构件的摆动。
根据上述的结构,起到与上述方式1的摆动装置相同的效果。
本公开的各方式的摆动装置的控制器也可以由计算机来实现,在该情况下,通过使计算机作为所述控制器(软件要素)工作而使所述控制器由计算机来实现的控制程序以及记录有该控制程序的计算机可读取的记录介质也处于本公开的范围。
Claims (9)
1.一种摆动装置,其中,
该摆动装置具备:
支承构件,其支承使用者的身体;
马达,其通过使旋转轴向第1旋转方向和与所述第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转来经由安装于所述旋转轴的齿轮供给用于使所述支承构件摆动的动力;以及
控制器,其经由所述马达来控制所述支承构件的摆动,
所述支承构件与所述旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作,
所述支承构件与所述旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作,
所述控制器在所述第1动作与所述第2动作之间设置预定的停止期间,控制所述支承构件的摆动。
2.根据权利要求1所述的摆动装置,其中,
对于所述控制器而言,
在使所述支承构件开始了所述第1动作或所述第2动作的情况下,在该动作的速度到达预定速度为止的期间,使所述动作的速度单调增加,
在使所述支承构件结束所述第1动作或所述第2动作的情况下,在该动作的速度到达零为止的期间,使所述动作的速度单调减小。
3.根据权利要求1或2所述的摆动装置,其中,
所述支承构件在摆动时相对于设有摆动装置的地面的角度是恒定的,
所述支承构件在作为所述第1移动方向和所述第2移动方向的、所述支承构件的前后方向上移动。
4.根据权利要求1或2所述的摆动装置,其中,
所述支承构件在作为所述第1移动方向和所述第2移动方向的、以设有摆动装置的地面为基准的上下方向上移动。
5.根据权利要求1或2所述的摆动装置,其中,
所述支承构件是具备座面和背面的座椅,
所述支承构件通过所述座面与所述背面之间的角度发生变化的斜倚功能而摆动。
6.根据权利要求1或2所述的摆动装置,其中,
该摆动装置是设于移动体的装置。
7.根据权利要求6所述的摆动装置,其中,
该摆动装置是设于自动驾驶车辆的装置。
8.根据权利要求2所述的摆动装置,其中,
对于所述控制器而言,
在使所述第1动作或所述第2动作的速度单调增加且该动作的速度到达了所述预定速度的情况下,使以所述预定速度进行的所述动作持续预定期间。
9.一种控制方法,其是在摆动装置中经由马达来控制支承构件的摆动的控制方法,该摆动装置具备:所述支承构件,其支承使用者的身体;以及所述马达,其通过使旋转轴向第1旋转方向和与所述第1旋转方向反向旋转的第2旋转方向旋转来经由安装于所述旋转轴的齿轮供给用于使所述支承构件摆动的动力,所述支承构件与所述旋转轴向第1旋转方向旋转的情况联动而执行向第1移动方向移动的第1动作,所述支承构件与所述旋转轴向第2旋转方向旋转的情况联动而执行向第2移动方向移动的第2动作,其中,
在所述第1动作与所述第2动作之间设置预定的停止期间,控制所述支承构件的摆动。
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