JP4439008B2 - Oscillator swing control device - Google Patents
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Description
本発明は、ゆりかご等の揺動体の揺れを制御する揺動体の揺れ制御装置に関するものである。 The present invention relates to a swing control device for a swinging body that controls swinging of a swinging body such as a cradle.
近年、幼児を乗せて動かすことができることはもとより、ゆりかごとして機能可能な乳幼児用椅子が実用に供されている。
この乳幼児用椅子の駆動システムは、乳幼児用椅子に内蔵された駆動用ソレノイド、揺れ(スイング)中心を検出するためのフォトダイオード等により構成される。
In recent years, infant chairs that can function as a cradle as well as being able to carry and move an infant have been put to practical use.
This infant chair drive system includes a drive solenoid incorporated in the infant chair, a photodiode for detecting the center of swinging, and the like.
図16は、従来の乳幼児用椅子駆動システムにおける揺れ制御装置の構成例を示すブロック図である。
この揺れ制御装置1は、図16に示すように、ゆりかご2、フォトセンサ3、タイマ4、およびソレノイド駆動回路5を有している。
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of a swing control device in a conventional infant chair drive system.
As shown in FIG. 16, the
この揺れ制御装置1では、乳幼児が乗せられたゆりかご2が揺れて、たとえば揺れの中心を通過したときフォトダイオード3により揺れ中心が検出され、検出信号S3がタイマ4に出力される。
タイマ4では、検出信号S3が入力されると、図示しない設定ボリュームで決定される固定の駆動パルスS4が発生され、駆動回路5に出力される。
駆動回路5では、駆動パルスS4を受けてあらかじめ決められた駆動力をもってゆりかごの一端部が駆動され(押して、あるいは引いて)、これにより、ゆりかご2が揺動される。
In this
When the detection signal S3 is input to the
In the
しかしながら、上述した従来の揺れ制御装置1では、乗せられる乳幼児の重さ、換言すれば負荷に応じてゆりかご2の揺れ方が異なるにもかかわらず、搭載される揺れ中心を検出したことを示すフォトダイオード3の検出信号S3に基づいて固定の駆動パルスS4によりソレノイドを駆動していることから、ゆりかご2に乗っている乳幼児の重さにより揺れ幅が変わってしまい、期待通りの揺れ制御を行うことができないという不利益がある。
また、固定の駆動パルスS4によりソレノイドを駆動していることから、単調な揺れしか実現できないという不利益がある。
However, in the above-described conventional
Further, since the solenoid is driven by the fixed drive pulse S4, there is a disadvantage that only monotonous shaking can be realized.
そこで、本出願人は、複数のセンサを有し、重さの異なる乳幼児等が乗せられても、負荷に応じた的確な駆動制御が可能な、揺動体の揺れ制御装置を提案している(特許文献1参照)。
しかしながら、上述した従来の揺れ制御装置1では、重さの異なる乳幼児等が乗せられても、負荷に応じた的確な駆動制御が可能であるという利点があるものの、光センサを複数使用していることにより、コストアップとなっており、また、センサ2個の相対的な感度差が性能に影響することから、部品を選別して使用する必要があり、煩雑な手間を要するという不利益があった。
However, the conventional
本発明の目的は、コスト低減を図れ、しかも煩雑な手間を要することなく、重さの異なる乳幼児等が乗せられても負荷に応じた的確な駆動制御が可能で、また、所望の揺れを実現できる揺動体の揺れ制御装置を提供することにある。 The purpose of the present invention is to achieve cost reduction and precise driving control according to the load even if infants with different weights are placed without requiring troublesome work, and also realizes desired swing. An object of the present invention is to provide a swing control device for a swingable body.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点は、所定の軸を中心に互いに対向する方向に揺動する揺動体の揺れ制御装置であって、供給される駆動パルスに応じた駆動力をもって上記揺動体を駆動する駆動手段と、上記揺動体の揺れ幅を検知するセンサ部と、上記センサ部により検知された揺れ幅とあらかじめ設定された揺れの期待値に基づいて次のタイミングに上記揺動体を駆動するためのパルス幅を求めて上記駆動パルスを生成し、上記駆動手段に供給する制御手段と、を有し、上記センサ部は、上記揺動体に配置され、当該揺動体の揺れ方向の略半分の所定範囲にわたって光伝達パターン部が形成された光伝達部と、上記光伝達部に光を照射し、光伝達部により伝達された光を受けて受光レベルに応じたパルス信号を出力するひとつの光センサと、を有し、上記制御手段は、上記光センサによるパルス信号波形に基づいて、波形が発生しない継続時間と変化点のカウントを行い、1周期分のパルスをカウントすることで、揺れ振幅(揺れ幅)を認識し、波形が発生しない時間が所定時間続いたらオフタイムであると認識し、1周期終了と判断し、次のパルスから駆動を開始し、揺れ停止時において、設定される揺れ振幅の度合いに応じて、徐々に揺れ振幅を下げてから停止させるフェードアウト制御を行う。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a swing control device for a swinging body that swings in a direction opposite to each other about a predetermined axis, and a driving force corresponding to a supplied driving pulse. Driving means for driving the oscillating body, a sensor unit for detecting the oscillating width of the oscillating body, the oscillating width detected by the sensor unit and a preset expected value of swaying at the next timing. A control means for obtaining a pulse width for driving the oscillating body and generating the drive pulse and supplying the drive pulse to the driving means, and the sensor unit is disposed on the oscillating body, A light transmission part having a light transmission pattern part formed over a predetermined range approximately half of the direction, and irradiating the light transmission part with light, receiving the light transmitted by the light transmission part, and generating a pulse signal corresponding to the received light level. One to output And the control means counts the duration and the change point at which no waveform is generated based on the pulse signal waveform from the optical sensor, and counts the pulses for one period, thereby shaking. It recognizes the amplitude (swing width), recognizes that it is off-time when the waveform does not occur for a predetermined period of time, determines that one cycle is complete, starts driving from the next pulse, and is set when the shaking is stopped. In accordance with the degree of swing amplitude, fade-out control is performed in which the swing amplitude is gradually lowered and then stopped.
好適には、揺れ振幅の度合いを設定可能な操作部を有し、上記制御手段は、フェードアウト制御において、上記操作部で設定された振幅で揺れ動作を開始し、一定時間を経過すると、上記操作部の設定にかかわらず、揺れ振幅の度合いの最小値を揺れ目標値として揺れ制御動作を行い、終了時間になったら、自動的に停止させる。 Preferably, the control unit has an operation unit capable of setting a degree of swing amplitude, and the control means starts the swing operation with the amplitude set by the operation unit in fade-out control, and the operation is performed after a predetermined time has elapsed. Regardless of the setting of the part, the swing control operation is performed with the minimum value of the swing amplitude as the swing target value, and is automatically stopped when the end time is reached.
好適には、上記制御手段は、1周期タイマを含み、当該1周期タイマがタイムアップした場合は1周期終了として次の周期処理を行う。 Preferably, the control means includes a one-cycle timer, and when the one-cycle timer expires, the next cycle processing is performed with the end of one cycle.
好適には、上記制御手段は、1/fゆらぎを加味してパルス幅を設定する。 Preferably, the control means sets the pulse width in consideration of 1 / f fluctuation.
本発明によれば、コスト低減を図れ、しかも煩雑な手間を要することなく、重さの異なる乳幼児が乗せられても負荷に応じた的確な駆動制御が可能となり、また、所望の揺れを精度高く実現できる利点がある。 According to the present invention, it is possible to reduce costs, and without requiring complicated labor, accurate driving control according to the load can be performed even when infants of different weights are placed, and desired swing can be accurately performed. There are benefits that can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る揺動体としてのゆりかごを搭載した乳幼児用椅子駆動システムの一実施形態を示す概要図、図2は本発明に係る乳幼児用椅子駆動システムの要部構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an infant chair drive system equipped with a cradle as a rocking body according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of the infant chair drive system according to the present invention. It is.
本乳幼児用椅子駆動システム10は、図1に示すように、基台11の上部に対してゆりかごとして機能可能な乳幼児用椅子12が、選択的に固定可能および揺動可能な状態に設定することができるように搭載されている。
また、基台11の下部側には車輪部13a,13bが取付られている。
As shown in FIG. 1, the infant
Further,
この乳幼児用椅子駆動システム10においては、乳幼児用椅子12は、上述したように、図示しない固定部により固定することが可能で、ゆりかごとしての機能を発揮させる場合には、固定部による固定状態を解除すると、図示しない所定の軸を中心に互いに対向する方向(図1においては、左右方向)に揺動するように構成されている。
In the infant
乳幼児用椅子12には駆動用ソレノイド121およびその駆動回路122が内蔵されている。また、乳幼児用椅子12の底面には、乳幼児用椅子12のゆれ幅分に相当するパルス信号を生成するセンサ部14の一部が搭載されている。
また、基台11には、センサ部14の一部、乳幼児用椅子12の駆動制御を行う制御手段としての制御回路15を含む制御系や電源等が搭載されている。
また、基台11には、オンオフスイッチ、メロディの音量調整や揺れ振幅の度合い(レベル)を設定して制御回路15に供給可能な操作部16が搭載されている。
The
The base 11 is mounted with a control system, a power source, and the like including a
The base 11 is also equipped with an
ソレノイド121は、その可動部がたとえば2つの鉄心により構成され、中央に空隙を有しており、中心付近では、常に乳幼児用椅子12の振幅を大きくする方向に力が作用するように構成されている。
The
センサ部14は、図1および図2に示すように、反射板141、および反射型光センサ142を有している。
反射板141は、揺動部としての乳幼児用椅子の基台11内に面する底面に、第1面141aが反射型光センサ142の光の入出入射部142aと対向するように配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
図3は、本実施形態に係る反射板141反射面の構成例を示す図である。
反射板141は、図3に示すように、第1面141aのほぼ半分の領域のみに、所定間隔をおいて形成した複数の長方形状の反射パターンを配置して光伝達パターンとしての反射パターン部1411が形成されている。
なお、反射板141の第1面141aは、反射パターン部1411の形成領域以外の領域は、反射パターン1411aに比べて反射率が十分に低くなる材料により形成されている。
たとえば、反射率の低い基板に、反射パターン部1411を、貼付する、あるいは、蒸着等により形成することにより、反射板141が構成される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the reflecting surface of the reflecting
As shown in FIG. 3, the
The
For example, the
反射側光センサ142は、図2に示すように、発光素子1421および受光素子1422を有し、発光素子1421の出射光が反射板141の反射パターン部1411で反射された反射光を受光素子1422で受光し、受光レベルに応じたパルス信号S142を制御回路15に出力する。
なお、光センサ142は、ゆりかごとしての乳幼児用椅子12が揺れることなく初期状態で停止しているとき、発光素子1421および受光素子1422の配置領域が、図3に示す反射板141の反射パターン部1411の中央よりの端部近傍に配置される。
As shown in FIG. 2, the reflection-
Note that when the
図4は、ゆりかごとしての乳幼児用椅子12が揺れているときのパルス信号S142の波形例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a waveform example of the pulse signal S142 when the
反射板141の第1面141aの揺れ方向(反射板141の長手方向)の略半分の領域に反射パターン部1411が形成されていることから、ゆりかごとしての乳幼児用椅子12が揺れているとき、図4に示すような、センサの出力波形を得ることができる。
図3において、T1で示すタイミングが揺れスタート時、T2で示すポイントのパルスのない期間が他のパルスより長い期間が揺れが最大となっているとき、T3で示すタイミングが次の周期のスタート時である。
制御回路15は、1周期分のパルスをカウントすることで、揺れ振幅(揺れ幅)を認識するができる。
また、センサの出力波形には、図4に示すように、1周期タイムPTMの間には「オフタイムOFTM」という波形が発生しない時間帯が存在する。
Since the
In FIG. 3, when the timing indicated by T1 starts swinging, when the period when there is no pulse at the point indicated by T2 is longer than the other pulses, and the swing is maximum, the timing indicated by T3 is when the next cycle starts. It is.
The
Further, as shown in FIG. 4, the sensor output waveform includes a time zone in which the waveform “off time OFTM” does not occur during one cycle time PTM.
制御回路15は、センサ部14の反射型光センサ142によるパルス信号S142を受けて、パルス信号波形に基づいて、揺れ方向やその変化を判断し、あらかじめ設定した揺れの期待値に沿って駆動するように、あらかじめ設定したテーブルから目標値(たとえばパルスカウント数)を読み出して今回、前回、パルスカウント数と比較する等して次のタイミングに駆動するパルス幅を得、得られたパルス幅の駆動パルスS15を駆動回路122に出力する。
The
制御回路15は、光センサ142の出力パルス信号S142を受けて、いわゆるオフタイムによる制御と1周期タイムによる制御を行う。
The
(1)オフタイムによる制御
制御回路15は、光センサ142の出力パルス信号S142を受けて、いわゆるデータの0の継続時間確認と変化点のカウントを行い、たとえば0の継続時間(波形が発生しない時間)が所定時間、たとえば200ms続いたらオフタイムOFTMであると認識し、1周期終了と判断し、次のパルスから駆動を開始する。
制御回路15は、1周期分のパルスをカウントすることで、揺れ振幅(揺れ幅)を認識するができる。
制御回路15は、以上の情報により次の周期に駆動すべき駆動パルスS15のパルス幅とタイミングを決定する。
(1) Control by off-time The
The
The
(2)1周期タイムによる制御
ゆりかごとして機能可能な乳幼児用椅子12の揺れ振幅が小さくなった場合において、オフタイムの値が小さくなり、パルスが発生しない時間が短くなると、オフタイムの検出ができなくなる可能性がある。
この場合には、乳幼児用椅子12の揺れ周期がほぼ一定であることを利用して、1周期タイマがタイムアップした場合は1周期終了として次の周期処理を行う。
(2) Control by one cycle time When the swing amplitude of the
In this case, using the fact that the swing cycle of the
なお、制御回路15は、パルスカウンタ、オフ時間測定タイマ、1周期タイマ、オフタイムカウンタ、センサフラグ、負方向フラグ、1回目フラグ等を有し、これらのカウンタ、タイマ、フラグの状況に応じて、上記したオフタイムによる制御および1周期タイムによる制御を行う。
具体的な制御については、後でフローチャートに関連付けて詳細に説明する。
The
Specific control will be described in detail later in association with a flowchart.
また、制御回路15は、揺れ停止時において、眠っていた幼児が急に停止すると目を覚ましてしまう可能性があることから、操作部16で設定される揺れ振幅の度合いに応じて、徐々に揺れ振幅を下げてから停止させる、いわゆるフェードアウト制御を行う。
In addition, the
図5は、本実施形態に係る操作部16の構成例を示す図である。
図5の操作部16は、オンオフスイッチ(ON/OFF)161、音量揺れ調整ボリュームスイッチ(−,+)162、4段階のLED表示部163を有している。
揺れ振幅の度合いは音量揺れ調整ボリュームスイッチ162を用いて設定される。図5(A)は最小の揺れ度合い1が設定されている状態を、図5(B)は、最大の揺れ度合い4が設定されている場合を示している。
本例では、揺れ度合い(揺れレベル)は、1,2,3,4の4段階で設定可能である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the
The
The degree of the swing amplitude is set using the volume swing
In this example, the degree of shaking (swing level) can be set in four stages of 1, 2, 3, and 4.
制御回路15は、フェードアウト制御において、たとえばスイッチ161がオンし、手動で動作させると、音量揺れ調整ボリュームスイッチ162で設定された振幅で揺れ動作を開始する。
そして、一定時間を経過すると、ボリュームスイッチ162の設定にかかわらず、ボリュームレベル(度合い)1を揺れ目標値として揺れ制御動作を行う。
そして、終了時間になったら、自動的に停止させる。
In the fade-out control, for example, when the
When a certain time has elapsed, the swing control operation is performed using the volume level (degree) 1 as the swing target value regardless of the setting of the
Then, when the end time is reached, it is automatically stopped.
図6は、本実施形態の揺れ動作のフェードアウト機能を概念的に示す図である。
この例においては、あらかじめ設定されていた停止時間のたとえば45秒前に最小の揺れレベル1になるような設定を行って、たとえば15秒かけて揺れを徐々に減衰させ、最小レベル1でたとえば30秒間だけ揺動させた後、自動的停止として徐々に減衰させて停止させる。
FIG. 6 is a diagram conceptually showing the fade-out function of the shaking operation of the present embodiment.
In this example, setting is made so that the
なお、揺れのフェードアウト制御に関しては、以下に説明するような構成を採用することも可能である。 It should be noted that the configuration described below can be adopted for the fade-out control of shaking.
(1)段階的に目標値が小さくなっていくように、あらかじめ目標値の列を入力しておく。タイマカウンタがある一定になった時点から、周期ごとにメモリ蓄積された目標値の列より順番に読み出し、その周期の目標値として設定する。
これにより、段階的に小さくなっていく目標値に追従して振幅が小さくなっていき、緩やかに停止に至る。
(1) A target value column is input in advance so that the target value is gradually reduced. From the time point when the timer counter becomes constant, it is sequentially read out from the target value column stored in the memory for each period and set as the target value for that period.
As a result, the amplitude decreases following the target value that decreases stepwise, and the operation gradually stops.
(2)タイマカウントがある一定になった時点でイベントを発生させ、それまでたとえばレベル4であった揺れ度合い(ボリューム値)をレベル4より小さい値(たとえばレベル3)に変更する。
これにより、目標値が小さくなり、それに追従して振幅も小さくなる。
変更後の目標値に達するのに十分な時間を空けて、再びタイマカウンタによりイベントを発生させ、さらに小さいボリューム値(たとえばレベル2)に変更する。
これにより、目標値はさらに小さくなり、振幅も小さくなる。
これらを繰り返し、最小ボリューム値に至るまで小さくしていき、最小ボリュームの目標値1に達した時点から適当な時間を空けて、タイマカウンタにより停止イベントを発生する。
(2) An event is generated when the timer count becomes constant, and the degree of shaking (volume value) that has been
As a result, the target value is reduced, and the amplitude is also reduced following the target value.
After a sufficient time to reach the target value after the change, an event is generated again by the timer counter, and the volume value is changed to a smaller volume value (for example, level 2).
Thereby, the target value is further reduced and the amplitude is also reduced.
These steps are repeated until the minimum volume value is reached, and a stop event is generated by the timer counter after an appropriate time from the point when the minimum
(3)タイマカウンタがある一定になった時点から、周期ごと、もしくはある一定の周期間隔で最大駆動時間(最大印加時間)を減じていく。
これにより、駆動力が低下していき、ついには振幅を回復できなくなり停止に至る。
(3) The maximum driving time (maximum application time) is reduced every period or at a certain period interval from the time point when the timer counter becomes constant.
As a result, the driving force decreases, and eventually the amplitude cannot be recovered and the driving stops.
(4)タイマカウンタがある一定になった時点から、周期ごと、もしくはある一定の周期間隔で印加電流を減じていく。
これにより、駆動力が低下していき、ついには振幅を回復できなくなり停止に至る。
(4) The applied current is decreased every period or at a certain period interval from the time point when the timer counter becomes constant.
As a result, the driving force decreases, and eventually the amplitude cannot be recovered and the driving stops.
制御回路の具体的なフェードアウト制御については、後でフローチャートに関連付けて詳細に説明する。 Specific fade-out control of the control circuit will be described in detail later in association with a flowchart.
駆動回路122は、駆動パルスS15のパルス幅に応じた駆動力をもってゆりかごである乳幼児用椅子12を駆動する。
The
次に、本実施形態に係る揺れ制御装置の具体的な動作について、制御回路の制御動作を中心に図7〜図12のフローチャートに関連付けて説明する。 Next, a specific operation of the shake control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
まず、図7に示すように、図示しない電源がオンされると、各部の初期設定が行われ(ST1)、ゆりかご動作を開始させるためのスイッチ入力があったか否かの判別が行われる(ST2,ST3)。なお、このスイッチは押すたびに、開始入力、停止入力が交互に行われる。
ステップST3において、スイッチが押され入力されたものと判別されると、フラグ変数初期化、スタート前センサチェック、ボリュームチェックが行われる(ST4)。
First, as shown in FIG. 7, when a power supply (not shown) is turned on, each part is initialized (ST1), and it is determined whether or not there is a switch input for starting the cradle operation (ST2, ST2). ST3). Each time this switch is pressed, start input and stop input are alternately performed.
If it is determined in step ST3 that the switch is pressed and input, flag variable initialization, pre-start sensor check, and volume check are performed (ST4).
そして、たとえば図示しないメロディ発生部が駆動されメロディオン(メロディが発生される状態)となり(ST5)、ドライブフラグがチェックされる(ST6)。
ステップST6において、ドライブフラグがオンであると判別されると、スイッチが再度入力されたか否かの判別が行われる(ST7,ST8)。
ステップST8において、スイッチが押されていないと判別された場合で、タイムアウトでない場合に(ST9)、駆動パルスS15を発生するためのソリッドステートリレー(Solid State Relay;以下SSRという)をオンさせる許可が出される(ST10)。これにより、SSR許可フラグがオンとなり、ステップST11の処理に移行し、SSRがオンされる。
Then, for example, a melody generation unit (not shown) is driven to turn on melody (a state where a melody is generated) (ST5), and the drive flag is checked (ST6).
If it is determined in step ST6 that the drive flag is on, it is determined whether or not the switch is input again (ST7 and ST8).
If it is determined in step ST8 that the switch has not been pressed and no timeout has occurred (ST9), permission to turn on a solid state relay (hereinafter referred to as SSR) for generating the drive pulse S15 is permitted. (ST10). Thereby, the SSR permission flag is turned on, the process proceeds to step ST11, and the SSR is turned on.
そして、タイムアウトでなく、SSR禁止状態でないことから、駆動すべきパルス数の駆動パルスS15が生成されて駆動回路122に出力され、ソレノイド121により乳幼児用椅子12が駆動される(ST15)。
これにより、乳幼児用椅子12が揺れ出し、反射型光センサ142によるパルス信号S142が所定のパターンをもって制御回路15に入力される。
Since it is not time-out and the SSR is not prohibited, a drive pulse S15 having the number of pulses to be driven is generated and output to the
As a result, the
そして、図8に示すように、光センサ142による信号S142がハイレベルであるか否かの判別が行われる(ST12)。すなわち、反射パターン部1411を検出したか否かの判別が行われる。
ステップST12でハイレベルで反射パターン部1411を検出したと判別すると、前回のセンサ信号S142のレベルがハイレベルであったか否かの判別が行われる(ST13)。
ここで、ハイレベルであったと判別すると、ハイレベルからハイレベル(HからH)の検出であるとして、オフ時間測定タイマがクリアされる(ST14)。
次に、1回目フラグがオンであるか否かの判別が行われる(ST15)。この1回目フラグは、椅子12を手で押したときオフするフラグで、1回目はオンになっている。
次に、1回目フラグがオフとして、1周期タイマがカウントアップしているか否かの判別が行われる(ST16)。
1周期タイマがカウントアップされている場合には、1周期タイマ、およびオフタイマカウンタがクリアされる(ST17)。
そして、1周期が終了したものとして、負方向フラグがセットされ、SSR不許可が出され、ソレノイド121の駆動パルスS15の出力が停止され、パルスカウントが保存された状態で、ステップST12の処理に戻る(ST18)。
Then, as shown in FIG. 8, it is determined whether or not the signal S142 by the
If it is determined in step ST12 that the
If it is determined that the level is high, the off-time measurement timer is cleared (ST14), assuming that the detection is from high level to high level (H to H).
Next, it is determined whether or not the first flag is ON (ST15). The first flag is a flag that is turned off when the
Next, the first flag is turned off, and it is determined whether or not the one-cycle timer is counting up (ST16).
When the 1-cycle timer is counted up, the 1-cycle timer and the off-timer counter are cleared (ST17).
Then, assuming that one cycle has been completed, the negative direction flag is set, SSR disapproval is issued, the output of the drive pulse S15 of the
ステップST12で光センサ142による信号S142がハイレベルでないないと判別すると、前回のセンサ信号S142のレベルがハイレベルであったか否かの判別が行われる(ST19)。
前回のレベルがハイレベルでないと判別すると、ローレベルからローレベル(LからL)の検出であるとして、オフタイマがカウントアップされているか否かの判別が行われる(ST20)。
ここで、オフタイマがカウントアップされたと判別すると、1周期タイマおよびオフタイムカウンタがクリアされ、1回目フラグがオフに保持されてステップST18の処理に移行する。
If it is determined in step ST12 that the signal S142 from the
If it is determined that the previous level is not a high level, it is determined whether or not the off-timer has been counted up (ST20), assuming that the detection is from a low level to a low level (L to L).
If it is determined that the off timer has been counted up, the one-cycle timer and the off-time counter are cleared, the first flag is held off, and the process proceeds to step ST18.
ステップST19で光センサ142による信号S142がハイレベルであると判別すると、ハイレベルからローレベル(HからL)の検出であるとして、オフ時間測定タイマおよびセンサフラグがクリアされ(ST22)、パルスカウンタがカウントアップされて(ST23)、ステップST15の処理に移行する。
If it is determined in step ST19 that the signal S142 from the
ステップST13でローレベルで反射パターン部1411を検出していないと判別すると、ローレベルからハイレベル(LからH)の検出であるとして、オフ時間測定タイマがクリアされ、センサフラグがセットされる(ST24)。
次に、方向フラグが負であるか否かの判別が行われる(ST25)。
ここで、方向フラグが負であると判別すると、負から正方向として、1周期タイマおよび負方向フラグがクリアされ、パルスカウンタが1となり、SSR許可が出されてステップST15の処理に移行する(ST26)。
If it is determined in step ST13 that the
Next, it is determined whether or not the direction flag is negative (ST25).
If it is determined that the direction flag is negative, the one-cycle timer and the negative direction flag are cleared from the negative to the positive direction, the pulse counter is set to 1, SSR permission is issued, and the process proceeds to step ST15 ( ST26).
以上の図8の処理が、制御回路15のオフタイムおよび1周期タイムによる制御動作に相当する。
The above-described processing of FIG. 8 corresponds to the control operation by the off time and one cycle time of the
次に、図9および図10のフローチャートに関連付けて揺れのフェードアウト制御動作の一例を説明する。 Next, an example of shaking fade-out control operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
まず、揺れ目標値がセットされている(ST31)。
そして、揺れSWフラグがオンであるか否かの判別が行われる(ST32)
ここで、揺れフラグがオンであると、フェードアウトタイマがタイムアップしているか否かの判別が行われる(ST33)。
フェードアウトタイマがタイムアップしていると判別すると、揺れ目標値がボリューム(レベル)1とされる(ST34)。
ステップST33でフェードアウトタイマがタイムアップしておらず、また、ステップST34で目標値をレベル1に設定した後、終了タイマがタイムアップしたか否かの判別が行われる(ST35)。
ステップST35で終了タイマがタイムアップし、また、揺れSWフラグがオンでないと判別した場合には、揺れ停止処理を実施する(ST36,ST37)
ステップST35で終了タイマがタイムアップしていないと判別すると、揺れ方向が負であるか否かの判別が行われる(ST38)。
ここで、揺れ方向が負でないと判別すると、SSR許可が出てソレノイド動作許可が出ているか否かが判別され(ST39)、許可されていると、ソレノイドが動作中であるか否かの判別が行われる(ST40)。
ソレノイドが動作中であれば、駆動値まで押したか否かの判別が行われ(ST41)、駆動時間オーバか否かの判別が行われる(ST42)。
そして、ステップST40でソレノイドが動作していないと判別すると、パルスカウントが2か否かが判別され(ST43)、2である場合、ソレノイドをオンし、ソレノイド動作フラグがセットされ、ソレノイド動作タイマがリセットされ(ST44)、ステップST31の処理に戻る。
また、ステップST41において、駆動値まで押していると判別すると、ソレノイドがオフされ、ソレノイド動作フラグがリセットされ、ソレノイド許可フラグがオフされる(ST45)。
また、ステップST42で駆動時間オーバであると判別すると、ソレノイドがオフされる(ST46)。
First, a swing target value is set (ST31).
Then, it is determined whether or not the shaking SW flag is on (ST32).
Here, if the shaking flag is on, it is determined whether or not the fade-out timer has expired (ST33).
If it is determined that the fade-out timer has expired, the swing target value is set to volume (level) 1 (ST34).
In step ST33, the fade-out timer has not expired, and after setting the target value to
If it is determined in step ST35 that the end timer has expired and the shaking SW flag is not on, shaking stop processing is performed (ST36 and ST37).
If it is determined in step ST35 that the end timer has not expired, it is determined whether or not the shaking direction is negative (ST38).
Here, if it is determined that the swing direction is not negative, it is determined whether or not the SSR is permitted and the solenoid operation is permitted (ST39). If it is permitted, it is determined whether or not the solenoid is operating. Is performed (ST40).
If the solenoid is operating, it is determined whether or not the drive value has been pressed (ST41), and it is determined whether or not the drive time is over (ST42).
When it is determined in step ST40 that the solenoid is not operating, it is determined whether the pulse count is 2 (ST43). If it is 2, the solenoid is turned on, the solenoid operation flag is set, and the solenoid operation timer is set. Reset is performed (ST44), and the process returns to step ST31.
If it is determined in step ST41 that the drive value has been pressed, the solenoid is turned off, the solenoid operation flag is reset, and the solenoid permission flag is turned off (ST45).
If it is determined in step ST42 that the drive time is over, the solenoid is turned off (ST46).
一方、ステップST38において、揺れ方向が負であると判別すると、図10のステップST46の処理に移行する。
ステップST46において、方向が正から負への切り替わりか否かの判別が行われる。
ここで、正から負への切り替わりであると判別すると、ソレノイドがオフされ、今回のカウント値が前回のカウント値とされる(ST47)。
次に、揺れカウント値が最大値4であるか否かの判別が行われる(ST48)。
最大値4でない場合、揺れカウント値が第2最大値であるか否かの判別が行われる(ST49)。
そして、第2最大値でない場合、前々回カウント値と前回カウント値および目標値の値に各処理ST51からST53に分岐される(ST50)。
On the other hand, if it is determined in step ST38 that the shaking direction is negative, the process proceeds to step ST46 in FIG.
In step ST46, it is determined whether or not the direction is switched from positive to negative.
If it is determined that the switching is from positive to negative, the solenoid is turned off, and the current count value is set to the previous count value (ST47).
Next, it is determined whether or not the shake count value is the maximum value 4 (ST48).
If the maximum value is not 4, it is determined whether or not the shake count value is the second maximum value (ST49).
If it is not the second maximum value, the process branches from ST51 to ST53 to the previous count value, the previous count value, and the target value (ST50).
ステップST51においては、前々回カウント値と前回カウント値および目標値の値が等しい場合、目標値、前回のカウント値、前々回のカウント値の順で大きい場合、あるいは前々回のカウント値、前回カウント値、目標値の順で大きい場合である。
この場合は、駆動値は変更されず(ST54)、前々回カウント値と前回カウント値を等しくして、ステップST31の処理に戻る(ST55)。
In step ST51, when the previous count value, the previous count value, and the target value are equal, the target value, the previous count value, the previous count value are larger in this order, or the previous count value, the previous count value, the target This is the case where the values are larger in order.
In this case, the drive value is not changed (ST54), the previous count value is made equal to the previous count value, and the process returns to step ST31 (ST55).
ステップST52においては、前々回カウント値と前回カウント値が等しく、目標値がこられの値より大きい場合、前々回のカウント値が前回のカウント値より大きく前回カウント値が目標値と等しい場合、あるいは前々回のカウント値が前回カウント値より大きく目標値が前回のカウント値より大きい場合である。
この場合は、駆動値は+1され(ST56)、駆動値が目標値より大きいか否かの判別が行われ(ST57)、大きくない場合は、ステップST55の処理に移行し、大きい場合には、駆動値と目標値を等しくして(ST58)、ステップST55の処理に移行する。
In step ST52, the count value of the previous time is equal to the previous count value and the target value is larger than this value, the previous count value is greater than the previous count value, or the previous count value is equal to the target value, or This is a case where the count value is larger than the previous count value and the target value is larger than the previous count value.
In this case, the drive value is incremented by 1 (ST56), and it is determined whether or not the drive value is larger than the target value (ST57). If not, the process proceeds to step ST55. The drive value and the target value are made equal (ST58), and the process proceeds to step ST55.
ステップST53においては、前々回カウント値と前回カウント値が等しく、目標値がこれらの値より小さい場合、前々回のカウント値が前回のカウント値より小さく前回カウント値が目標値と等しい場合、あるいは前々回のカウント値が前回カウント値より小さく目標値が前回のカウント値より小さい場合である。
この場合は、駆動値は−1され(ST59)、ステップST55の処理に移行する。
In step ST53, the previous count value is equal to the previous count value and the target value is smaller than these values, the previous count value is smaller than the previous count value, or the previous count value is equal to the target value, or the previous count is counted. This is a case where the value is smaller than the previous count value and the target value is smaller than the previous count value.
In this case, the drive value is decreased by 1 (ST59), and the process proceeds to step ST55.
また、ステップST6において、ドライブフラグがオフであると判別された場合、ステップST8において運転開始後、スイッチが再入力された場合の図11に示す運転終了処理が行われる(ST60)。
具体的には、メロディをオフに、SSRをオフに、ドライブフラグをオフにする処理が行われる。
If it is determined in step ST6 that the drive flag is off, the operation end process shown in FIG. 11 is performed when the switch is re-input after the operation is started in step ST8 (ST60).
Specifically, processing for turning off the melody, turning off the SSR, and turning off the drive flag is performed.
また、ステップST9において、タイムアウトであると判別された場合、図12に示すエラー処理が行われる(ST61)。
具体的には、SSRをオフにし、ボリュームをチェックし、フラグ変数を初期化する処理が行われる。
If it is determined in step ST9 that a timeout has occurred, error processing shown in FIG. 12 is performed (ST61).
Specifically, processing for turning off the SSR, checking the volume, and initializing the flag variable is performed.
図13は本実施形態に係る揺れ制御装置のフェードアウト機能を含む評価結果の例を示す図である。
図13において、横軸は時間を、縦軸は揺れパルス数をそれぞれ表している。
そして、図13において、<1>で示す波形が測定値(目標値)、<2>で示す波形が期待値、<3>で示す波形が駆動値である。
また駆動値は、駆動パルスS15のパルス数に相当する。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an evaluation result including a fade-out function of the shake control device according to the present embodiment.
In FIG. 13, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the number of shaking pulses.
In FIG. 13, the waveform indicated by <1> is a measured value (target value), the waveform indicated by <2> is an expected value, and the waveform indicated by <3> is a drive value.
The drive value corresponds to the number of drive pulses S15.
図13に示すように、最大に揺らす場合、駆動パルス数は略50近傍数に設定されることにより、測定値に沿った期待値を得ることができる。
同様に、最小に揺らす場合、駆動パルス数は略30程度に設定されることにより、測定値に沿った期待値を得ることができる。
また、フェードアウト機能も十分に機能して揺れを徐々に停止させることができる。
As shown in FIG. 13, when swinging to the maximum, the number of drive pulses is set to a value close to 50, so that an expected value along the measured value can be obtained.
Similarly, in the case of rocking to the minimum, the number of drive pulses is set to about 30, so that an expected value along the measured value can be obtained.
In addition, the fade-out function functions sufficiently so that the shaking can be stopped gradually.
以上説明したように、本実施形態によれば、センサ部14は、揺動体に配置され、揺動体の揺れ方向の略半分の所定範囲にわたって反射伝達パターン部1411が形成された反射板141と、反射板141で反射された光を受けて受光レベルに応じたパルス信号S142を出力するひとつの光センサ142と、を有し、制御回路15は、光センサによるパルス信号波形に基づいて、波形が発生しない継続時間と変化点のカウントを行い、1周期分のパルスをカウントして揺れ振幅を認識し、波形が発生しない時間が所定時間続いたらオフタイムであると認識し1周期終了と判断し、次のパルスから駆動を開始し、揺れ停止時において、設定される揺れ振幅の度合いに応じて徐々に揺れ振幅を下げてから停止させるフェードアウト制御を行うので、コスト低減を図れ、しかも煩雑な手間を要することなく、重さの異なる乳幼児が乗せられても負荷に応じた的確な駆動制御が可能となり、精度の高い揺れを実現でき、眠っていた幼児が急に停止すると目を覚ましてしまうことを防止できる利点がある。
As described above, according to the present embodiment, the
また、制御回路15は、上述したように、乳幼児用椅子12の揺れ幅分のパルス信号S142に基づいて、揺れ方向等を判断して期待値に沿ったパルス幅を得るが、これに加えて、期待値をプログラムにより時間的に変化させることにより、いわゆる1/fゆらぎを加味したパルス幅を設定してソレノイド121の駆動力がゆらぐように構成することも可能である。
Further, as described above, the
図14は、1/fゆらぎを加味したパルス幅を設定してソレノイド121を駆動する制御を説明するためのフローチャートである。
また、図15は、1/fゆらぎスペクトルについて説明するための図である。
FIG. 14 is a flowchart for explaining control for driving the
FIG. 15 is a diagram for explaining the 1 / f fluctuation spectrum.
この場合、まず初期値の設定が行われる(ST71)。
乳幼児用椅子12を駆動する際、必要となる初期値のパラメータは以下の通りである。
NN:駆動時間(秒)×100、
F1:1/fスペクトルの下限周波数、
F2:1/fスペクトルの上限周波数、
AW:周波数F1における正弦波の振幅、
YDC:揺らぎの直流成分、
である。
In this case, initial values are set first (ST71).
When the
NN: driving time (seconds) × 100,
F1: 1 / f spectrum lower limit frequency,
F2: upper frequency limit of 1 / f spectrum,
AW: amplitude of a sine wave at frequency F1,
YDC: DC component of fluctuation,
It is.
次に、1/fスペクトルの設定が行われる(ST72)。
ゆらぎ波形は、F1からF2までの周波数を100等分した各周波数の正弦波を重ね合わせることで求める。
そこで、スペクトルが1/fの関係になるように各正弦波の周波数fi と振幅Ai の関係を計算する。合わせて、各正弦波の位相を一様乱数により設定する。
Next, 1 / f spectrum is set (ST72).
The fluctuation waveform is obtained by superposing sine waves of respective frequencies obtained by dividing the frequency from F1 to F2 into 100 equal parts.
Therefore, the relationship between the frequency f i of each sine wave and the amplitude A i is calculated so that the spectrum has a 1 / f relationship. In addition, the phase of each sine wave is set by a uniform random number.
(数1)
DF=(F2−F1)/100
fi =F1+DF×i(i=0,1,2,…,100)
Ai ={(A0 2 ×F1)/fi }1/2
(Equation 1)
DF = (F2-F1) / 100
f i = F1 + DF × i (i = 0, 1, 2,..., 100)
A i = {(A 0 2 × F1) / f i } 1/2
なお、三角関数の計算は時間を要することから、制御中には行わず、最初にテーブルに記憶させることが望ましい。 Since the calculation of the trigonometric function takes time, it is desirable not to perform it during control but to store it in the table first.
次に、ゆらぎの計算処理が行われる(ST73)。
乳幼児用椅子12の固有周波数は、たとえば約0.8秒であることから、駆動力を作用させるタイミングはその半分のほぼ0.4秒ごととなる。
したがって、各正弦波のωtは次式のようになる。
Next, fluctuation calculation processing is performed (ST73).
Since the natural frequency of the
Therefore, ωt of each sine wave is as follows.
(数2)
ωi tj =2πfi ×(360/2π)×0.4×j(j=0,1,2,…)
(Equation 2)
ω i t j = 2πf i × (360 / 2π) × 0.4 × j (j = 0, 1, 2,...)
そして、揺らぎYj は次式より求められる。 The fluctuation Y j is obtained from the following equation.
(数3)
100
Yj =YDC+ΣAi sin(ωi tj +φi )
i=0
(Equation 3)
100
Y j = YDC + ΣA i sin (ω i t j + φ i )
i = 0
次に、ソレノイド作用時間の計算処理が行われる(ST74)。
1/fスペクトル波形をソレノイド作用時間に変換する。この場合、タイマはたとえば2ミリ秒(ms)に設定される。
一定作用時間で乳幼児用椅子12を揺らす場合には、数十ms(たとえば22ms)が適当であることから、駆動時間Tj は次のように設定する。
Next, the solenoid action time calculation process is performed (ST74).
The 1 / f spectrum waveform is converted into solenoid operation time. In this case, the timer is set to 2 milliseconds (ms), for example.
When swinging the
(数4)
Tj =NTj ×2ms={(Yj /5)+0.5}×2ms
(Equation 4)
T j = NT j × 2 ms = {(Y j /5)+0.5}×2 ms
次に、乳幼児用椅子12の中心点通過確認と駆動パルスS15aによるソレノイド駆動処理が行われる(ST75,ST76)。
乳幼児用椅子12が中立点を通過し、センサ部14から送られてくるパルス信号S12、およびタイマのフラグに合わせて駆動パルスS15aを駆動回路122に出力して、ソレノイド121を駆動時間だけ駆動させる。
Next, confirmation of passage of the center point of the
The
そして、ステップST73のゆらぎの計算からステップST76のソレノイド駆動までを駆動時間が終了するまで行われる(ST77)。 Then, the calculation from the fluctuation calculation in step ST73 to the solenoid driving in step ST76 is performed until the driving time is completed (ST77).
このような構成となることにより、負荷に応じた的確な駆動制御が可能となることはもとより、「1/fゆらぎ」のような心地よい揺れ方を実現できる利点がある。 With such a configuration, there is an advantage that a comfortable way of swinging such as “1 / f fluctuation” can be realized as well as accurate drive control according to the load is possible.
10・・・乳幼児用椅子駆動システム
11・・・基台
12・・・乳幼児用椅子
121・・・駆動用ソレノイド
122・・・駆動回路
14・・・センサ部
141・・・反射板
1411・・・反射パターン部
142・・・反射型光センサ
1421・・・発光素子
1422・・・受光素子
15・・・制御回路
16・・・操作部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
供給される駆動パルスに応じた駆動力をもって上記揺動体を駆動する駆動手段と、
上記揺動体の揺れ幅を検知するセンサ部と、
上記センサ部により検知された揺れ幅とあらかじめ設定された揺れの期待値に基づいて次のタイミングに上記揺動体を駆動するためのパルス幅を求めて上記駆動パルスを生成し、上記駆動手段に供給する制御手段と、を有し、
上記センサ部は、
上記揺動体に配置され、当該揺動体の揺れ方向の略半分の所定範囲にわたって光伝達パターン部が形成された光伝達部と、
上記光伝達部に光を照射し、光伝達部により伝達された光を受けて受光レベルに応じたパルス信号を出力するひとつの光センサと、を有し、
上記制御手段は、
上記光センサによるパルス信号波形に基づいて、波形が発生しない継続時間と変化点のカウントを行い、1周期分のパルスをカウントすることで、揺れ振幅を認識し、波形が発生しない時間が所定時間が続いたらオフタイムであると認識し、1周期終了と判断し、次のパルスから駆動を開始し、
揺れ停止時において、設定される揺れ振幅の度合いに応じて、徐々に揺れ振幅を下げてから停止させるフェードアウト制御を行う
揺動体の揺れ制御装置。 A swing control device for a swinging body that swings in a direction facing each other about a predetermined axis,
Driving means for driving the oscillator with a driving force in accordance with the supplied driving pulse;
A sensor unit for detecting a swing width of the swing body;
Based on the swing width detected by the sensor unit and a preset expected swing value, a pulse width for driving the rocking body is obtained at the next timing to generate the drive pulse and supply it to the drive means Control means for
The sensor part
A light transmission portion disposed on the rocking body and having a light transmission pattern portion formed over a predetermined range substantially half of the rocking direction of the rocking body;
One light sensor that irradiates light to the light transmission unit, receives light transmitted by the light transmission unit, and outputs a pulse signal corresponding to a light reception level;
The control means includes
Based on the pulse signal waveform from the above optical sensor, the duration and no change point are counted, and the fluctuation amplitude is recognized by counting pulses for one period, and the time when the waveform is not generated is a predetermined time. If it continues, it is recognized that it is off time, and it is determined that one cycle is completed, and driving is started from the next pulse,
A swing control device for a swinging body that performs fade-out control in which the swing amplitude is gradually lowered and then stopped according to the set swing amplitude when the swing is stopped.
上記制御手段は、フェードアウト制御において、上記操作部で設定された振幅で揺れ動作を開始し、一定時間を経過すると、上記操作部の設定にかかわらず、揺れ振幅の度合いの最小値を揺れ目標値として揺れ制御動作を行い、終了時間になったら、自動的に停止させる
請求項1記載の揺動体の揺れ制御装置。 It has an operation unit that can set the degree of swing amplitude,
In the fade-out control, the control means starts a swing operation with the amplitude set by the operation unit, and after a predetermined time has passed, the minimum value of the swing amplitude degree is set as a swing target value regardless of the setting of the operation unit. The swing control device for a swinging body according to claim 1, wherein the swing control operation is performed and automatically stopped when the end time is reached.
請求項1または2記載の揺動体の揺れ制御装置。 The swing control apparatus for an oscillating body according to claim 1 or 2, wherein the control means includes a one-cycle timer, and when the one-cycle timer expires, the next cycle processing is performed as one cycle ends.
請求項1、2、または3記載の揺動体の揺れ制御装置。
The swing control device for a swinging body according to claim 1, wherein the control means sets a pulse width in consideration of 1 / f fluctuation.
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