CN201749368U - 秋千摆动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种秋千摆动控制装置，包括用于驱动秋千摆动的电机、处理器、电机信号反馈电路，电机信号反馈电路输入端与电机输入端相电连接、输出端与处理器一输入端相电连接，当电机处于一个PWM周期的断电时间内，秋千的惯性摆动使得电机自身产生电动势并通过电机信号反馈电路将相应电信号输出至处理器，处理器根据接收的电信号进行当前秋千摆动方向和摆动幅度的判断，并与设定摆幅值进行比较从而调整下一周期PWM波形信号的输出。本实用新型克服了现有技术中采用传感器而增加秋千结构制造复杂的问题，降低了制造成本，值得推广应用。

Description

秋千摆动控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种秋千，尤其涉及一种用于儿童秋千上的摆动控制装置。

背景技术

儿童秋千在现代家庭中已受到越来越多的青睐，秋千的摆动可给孩子带来许多快乐，很多家长也喜欢将孩子放在秋千中使其在秋千的摆动下入眠。现有的秋千其摆动多为人工助动，人工的助动不能保证摆幅的均匀性，而且比较费力。美国一专利号为US 6,339,304B1公开了一种利用电机来驱动秋千摆动的技术方案，在秋千摆动过程中，处理器通过光电传感器采集秋千的摆幅并与预选的摆幅值相比较，当当前摆幅不同于预选的摆幅值，处理器调整电机的输出功率以实现对秋千摆幅的调整，由于采用光电传感器进行摆幅幅度的采集，需要在秋千上专门设置一位置用来安装光电传感器，由此增加了秋千结构开发的复杂度，使得制造成本较高。

实用新型内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种无需采用传感器即可进行秋千摆幅检测和控制的秋千摆动控制装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种秋千摆动控制装置，包括

电机，其用于驱动秋千摆动；

处理器，其一输出端与所述的电机输入端相电连接，所述的处理器用于根据设定的秋千摆幅值向电机输出相应占空比的PWM波形信号，所述的PWM占空比定义为在一个周期里电机通电时间与断电时间的比值；

电机信号反馈电路，其输入端与所述的电机输入端相电连接、输出端与所述的处理器一输入端相电连接，当电机处于一个PWM周期的断电时间内，秋千的惯性摆动使得电机自身产生电动势并通过电机信号反馈电路将相应电信号输出至处理器，所述的处理器根据接收的电信号进行当前秋千摆动方向和摆动幅度的判断，并与设定摆幅值进行比较从而调整下一周期PWM波形信号的输出。

进一步地，所述的电机信号反馈电路为放大电路。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型利用秋千在断电期间惯性摆动将使得电机产生电动势的原理，在电机的两输入端连接一电机信号反馈电路将产生的电能反馈至处理器，从而处理器即可根据接收的电信号进行秋千摆动方向和摆动幅度的判别，当检测到摆幅小于设定档位的摆幅值时，处理器向电机增加PWM信号的输出，当检测的摆幅大于设定档位的摆幅值时，处理器将减少PWM信号的输出，通过这样循环的反馈控制，实现摆幅稳定控制的目的。本实用新型克服了现有技术中采用传感器而增加秋千结构制造复杂的问题，降低了制造成本，值得推广应用。

附图说明

附图1为本实用新型秋千摆动控制装置的电路原理图；

其中：1、电机；2、处理器；3、电机信号反馈电路；4、用户操作界面；5、语音芯片；6、扬声器；7、供电电源；8、稳压电路；9、过流保护电路；10、欠压检测电路；11、电机驱动电路；12、摆幅指示器；

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型优选实施方案进行详细说明：

如图1所示的秋千摆动控制装置，主要包括用于驱动秋千摆动的电机1、处理器2、电连接在处理器2输出端与电机1输入端之间的电机驱动电路11、电连接在电机1输入端与处理器2输入端之间的电机信号反馈电路3、操作界面4、语音芯片5以及供电电源7等，其中，处理器2核心为一单片机，电机信号反馈电路3为一放大电路，电机1为直流电机。我们知道，对于直流电机，其转速的大小由输入的PWM信号决定的，即PWM占空比，所谓PWM占空比是指电机在一个周期里通电时间与断电时间的比值，PWM占空比大，则电机的转速较快，相应的秋千的摆动幅度较大，反之亦然。在本实施例中，PWM信号输出波形为方波，在通电时间内，向电机输出高电平，在断电时间内，向电机输出低电平，由于在电机断电期间，秋千的惯性摆动使得电机产生电能，因此，通过采集电机产生的电能可实现对秋千当前摆幅和摆动方向的判断，以进行秋千的摆幅控制。

具体地，当供电电源7为处理器2上电后，处理器2首先检测电机信号反馈电路3是否有信号，如没有信号，则处理器2输出设定摆幅值的电信号至电机驱动电路11，从而电机2将输入的电能变成动能驱动秋千摆动。在摇摆过程中，在每个PWM周期的断电时间内，电机1受秋千的摆动而产生电能，从而通过电机信号反馈电路3输入至处理器2，处理器2根据接收的信号可进行秋千摆动方向和摆幅大小的判断，当检测到秋千的摆动幅度小于设定的摆幅值时，处理器2将增加PWM输出，当见到到秋千的摆动幅度大于设定的摆幅值时，将减少PWM输出，通过这样循环的反馈控制，达到设定档位控制要求。

为了增加秋千摆动时的乐趣，本实施例秋千摆动控制装置还设置有语音芯片5，该语音芯片5也通过单片机实现，同时，为了方便操作控制，还在秋千上设置有与语音芯片5相连接的操作界面4，该操作界面4设置有摆幅按键、音乐按键以及音量按键等，其还包括用于设定不同摆幅档位的按键，语音芯片5的输入端与用户操作界面4的各按键相电连接，在语音芯片5内设定有多首音乐，与语音芯片5输出端相连接一扬声器6，通过该扬声器6播放音乐或进行声音提示，同时，本实施例中，与语音芯片5输出端相连接的还包括摆幅指示器12，该摆幅指示器可采用LED灯，摆幅指示器12用于对秋千的摆幅档位进行显示。

本实施例还提供了对该控制装置进行保护的电路，包括稳压电路8和过流保护电路9，通过稳压电路8对供电电源8输出的电压进行稳压，当电路发生短路，过流保护电路9将对电机及各单片机进行过流保护。在供电电源7的输出端与语音单片机的输入端还电连接有欠压检测电路10，该欠压检测电路10对电源电压进行采集检测，供电电源7通常采用干电池，当电池电量不足，欠压检测电路10将触发语音单片机，从而驱动扬声器6发生以进行提示，上述电路可采用常规电路实现，在此对其电路的具体实现不再赘述。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种秋千摆动控制装置，包括

电机(1)，其用于驱动秋千摆动；

处理器(2)，其一输出端与所述的电机(1)输入端相电连接，所述的处理器(2)用于根据设定的秋千摆幅值向电机(1)输出相应占空比的PWM波形信号；

电机信号反馈电路(3)，其输入端与所述的电机(1)输入端相电连接、输出端与所述的处理器(2)一输入端相电连接，当电机(1)处于一个PWM周期的断电时间内，秋千的惯性摆动使得电机(1)自身产生电动势并通过电机信号反馈电路(3)将相应电信号输出至处理器(2)，所述的处理器(2)根据接收的电信号进行当前秋千摆动方向和摆动幅度的判断，并与设定摆幅值进行比较从而调整下一周期PWM波形信号的输出。

2.根据权利要求1所述的秋千摆动控制装置，其特征在于：所述的电机信号反馈电路(3)为放大电路。

3.根据权利要求1或2所述的秋千摆动控制装置，其特征在于：所述的PWM波形信号为方波信号。

4.根据权利要求1所述的秋千摆动控制装置，其特征在于：该装置还包括与处理器(2)相电连接的用户操作界面(4)，所述的用户操作界面(4)用于用户从多个预设的摆幅中选择，并将选择的摆幅值进行显示。

5.根据权利要求4所述的秋千摆动控制装置，其特征在于：它还包括与所述的处理器(2)相电连接用于产生音乐的语音芯片(5)，所述的语音芯片(4)的输出端与一扬声器(6)相连接。

6.根据权利要求1所述的秋千摆动控制装置，其特征在于：它还包括与供电电源(7)相电连接用于为电机(1)及各控制单片机提供稳定电压和过流保护的稳压电路(8)、过流保护电路(9)。

7.根据权利要求6所述的秋千摆动控制装置，其特征在于：该控制装置还包括用于检测供电电源(7)电压量的欠压检测电路(10)，当欠压检测电路(10)检测到供电电源(7)电压不足，其输出控制信号至语音芯片(5)以驱动扬声器(6)发声提示。 

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