TW202400054A - 上擺搖床組件及使用方法 - Google Patents
上擺搖床組件及使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202400054A TW202400054A TW112111752A TW112111752A TW202400054A TW 202400054 A TW202400054 A TW 202400054A TW 112111752 A TW112111752 A TW 112111752A TW 112111752 A TW112111752 A TW 112111752A TW 202400054 A TW202400054 A TW 202400054A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- assembly
- swing
- clockwork
- swing arm
- escapement
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 79
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 165
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims description 60
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 34
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 26
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 20
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 11
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims description 10
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 240000005002 Erythronium dens canis Species 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47D—FURNITURE SPECIALLY ADAPTED FOR CHILDREN
- A47D13/00—Other nursery furniture
- A47D13/10—Rocking-chairs; Indoor Swings ; Baby bouncers
- A47D13/105—Rocking-chairs; Indoor Swings ; Baby bouncers pivotally mounted in a frame
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47D—FURNITURE SPECIALLY ADAPTED FOR CHILDREN
- A47D9/00—Cradles ; Bassinets
- A47D9/02—Cradles ; Bassinets with rocking mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G1/00—Spring motors
- F03G1/02—Spring motors characterised by shape or material of spring, e.g. helical, spiral, coil
- F03G1/024—Spring motors characterised by shape or material of spring, e.g. helical, spiral, coil using helical springs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G1/00—Spring motors
- F03G1/06—Other parts or details
- F03G1/08—Other parts or details for winding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Chairs For Special Purposes, Such As Reclining Chairs (AREA)
Abstract
本公開涉及一種發條式擺動組件。該發條式擺動組件包括擺臂組件、驅動彈簧和擒縱組件。擺臂組件、驅動彈簧和擒縱組件的每個軸線可以相對於彼此成角度。驅動彈簧的軸線可以相對於垂直平面在非垂直方向上成角度。擺臂組件的軸線可以相對於水平平面或支撐表面在非水平方向上成角度。
Description
〔相關申請的交叉引用〕
本申請要求2022年3月29日提交的美國臨時專利申請第63/324,825號、2022年9月23日提交的美國臨時專利申請第63/409,439號和2023年2月17日提交的美國臨時專利申請第63/485,756號的優先權,所有這些申請都以引用(如同其全部內容被完全闡述一樣)的方式併入本文。
本公開大體上涉及一種兒童擺動組件,更具體地說涉及一種非電動(non-motorized)兒童擺動組件。
兒童擺動裝置是眾所周知的。許多已知的兒童擺動裝置通過電力或電池提供動力。這種類型的兒童擺動裝置可以被認為是電動擺動裝置,因為有專用的電機單元或其他驅動機構來產生週期性運動或搖擺運動且需要電源。由於對環境的關注,許多消費領域對無需電力運行的更環保的產品的商業需求日益增長,而電力運行通常需要消耗化石燃料或電池,對環境有害。
在電動擺動裝置的商業化出現之前,許多已知的兒童擺動裝置依賴於人力或由水平定位的驅動彈簧驅動。通常,驅動彈簧具有沿著水平方向延伸的中心軸線(即,驅動彈簧軸線),並且被佈置在兒童擺動裝置的上方。
雖然使用驅動彈簧為擺動組件提供動力可以滿足日益增長的對更環保的兒童擺動裝置選擇的需求,但是由傳統的驅動彈簧提供動力的擺動裝置通常存在缺陷,這可能會使其不太受歡迎。例如,傳統的發條(windup,捲繞)式擺動裝置在被完全捲繞後具有相對較短的執行時間(例如,20分鐘)。此外,傳統的發條式擺動裝置通常需要較大的占地面積或佔據較大的空間。
對於發條式兒童擺動裝置,除了增加執行時間和減少占地面積之外,還可能難以在擺動組件的各個子部件,例如驅動彈簧、擒縱組件(escapement assembly)和擺臂組件之間有效地傳遞力。
由於在彈簧中所能儲存的能量相對較低,因此將摩擦造成的能量損失降至最低至關重要。因此,需要低摩擦設計,尤其是在軸之間傳遞旋轉時。這對於彼此不平行的軸也是有利的。有利的是,各種部件的軸之間的能量傳遞是以最小的摩擦損失實現的,同時還保持了成本效益且可行的設計。
因此,希望提供一種緊湊的發條式兒童擺動裝置,並提供相對較長的執行時間,還能有效地在主要部件之間傳遞力。
本公開涉及一種發條式兒童擺動裝置,其解決了傳統發條式擺動裝置的典型缺點。與驅動彈簧沿擺動裝置自身上方的水平軸線定向的傳統發條式擺動裝置不同,本公開的擺動組件具有驅動彈簧,該驅動彈簧具有沿非水平方向定向的中心軸線(即驅動彈簧軸線)。在一些實施例中,驅動彈簧軸線可以相對於垂直方向成若干度角。在一些實施例中,驅動彈簧軸線可以與地面支撐表面成45度至90度(即垂直於地面支撐表面)的任何角度。在其他實施例中,驅動彈簧軸線可以沿著垂直方向延伸。本文公開的發條式擺動裝置還具有更長的執行時間,基於用戶使驅動彈簧捲繞大約20秒或大約20圈-30圈,該執行時間可以超過45分鐘-60分鐘。
在一個實施例中,提供了一種發條式擺動組件,包括擺臂組件,該擺臂組件具有擺臂和擺臂樞轉件。擺臂軸線(X1)相對於地面在非水平方向上定向。發條式擺動組件被構造為通過擺臂樞轉件向擺臂施加搖擺運動,擺臂附接到座椅框架。搖擺運動可以在左右方向上提供類似鐘擺的運動,而不是在前後方向上的擺動運動。傳輸到座椅框架的運動可以具有弧形輪廓,並且可以在非垂直平面中傳輸。本領域普通技術人員將會理解,座椅框架本身也可以旋轉,使得座椅框架根據其方向左右移動或前後移動。
可以設置具有驅動彈簧軸線(X3)的驅動彈簧。驅動彈簧軸線(X3)可以在非垂直方向上定向,並且可以相對於擺臂軸線(X1)成角度。
還包括具有擒縱軸線(X2)的擒縱組件,該擒縱軸線可以相對於擺臂軸線(X1)成角度。
擺臂軸線(X1)、擒縱軸線(X2)和驅動彈簧軸線(X3)可以各自相對於彼此成角度。
擺臂組件可以包括調整組件和座椅框架,並且調整組件可以被構造為調整座椅框架的後傾角度。
驅動彈簧可以設置為從座椅框架側向偏移,而不是設置在座椅框架上方。
可以設置框架組件和基座元件,以相對於地面大體地支撐擺動組件。框架組件可以包括被構造為放置在地面上的下端上的支撐件和限定在上端上的手柄。這兩個特徵都可以為擺動組件提供額外的穩定性,尤其是在捲繞或曲柄轉動的過程中。
曲柄組件也可以設置在框架組件上。曲柄組件可以設置在框架組件的上表面上。曲柄組件可以包括被構造為從框架組件延伸的曲柄手柄,並且繞曲柄樞轉件旋轉曲柄手柄向彈簧元件提供旋轉輸入。
曲柄手柄可以被構造為在使用狀態下從框架組件向外折疊,並且可以被構造為在收合狀態下折疊到限定在框架組件上的口袋中。如本領域普通技術人員將理解的,曲柄組件可以有其他設置。例如,曲柄組件可以設置在框架的下部。
捲繞機構可以佈置在曲柄組件與驅動彈簧之間。捲繞軸可以在第一端處與曲柄組件連接,並在驅動彈簧的內部延伸。捲繞軸可以在第二端處與捲軸連接。驅動彈簧的一端也與捲軸連接,經由捲軸使捲繞軸的旋轉驅動彈簧捲繞。
驅動彈簧可以包括與附接板連接的第一端和與捲軸連接的第二端。附接板可以附接到第一捲繞齒輪,該第一捲繞齒輪圍繞捲繞軸佈置並且被構造為與第二捲繞齒輪匹配接合。第二捲繞齒輪可以連接到擒縱組件。第二捲繞齒輪可以被構造為旋轉地驅動擒縱軸。
擒縱組件還可以包括固定到擒縱軸的擒縱齒輪。擒縱齒輪可以被構造為經由第二捲繞齒輪被驅動。擒縱組件還可以包括棘爪、卡爪、支架、致動器和推動件。推動件可以包括與致動器連接的第一端和與擺臂樞轉件連接的第二端。
可以設置振幅控制元件,該振幅控制元件包括被構造為選擇性地限制卡爪行程的下落板和被構造為選擇性地調整下落板位置的振幅控制杆。下落板可以包括被構造為通過控制邊緣與卡爪的一部分接合的接合部分、與控制邊緣相鄰的凹陷部分、以及被構造為與振幅控制杆的一部分接合的附件(appendage)。振幅控制杆可以包括彼此隔開的第一止動件和第二止動件,並且每個止動件都被構造為與下落板的附件接合。
發條式擺動組件還可以包括扭矩限制離合器,其被構造為防止驅動彈簧過度捲繞。在一實施方式中,扭矩限制離合器可以包括組裝在捲軸上的扭矩離合器彈簧,該扭矩離合器彈簧被構造為當捲繞軸沿捲繞方向旋轉時進行捲繞,並且當驅動彈簧被捲繞超過預定扭矩時進行滑動。
在另一實施方式中,扭矩限制離合器包括固定到框架組件並與曲柄組件可操作地連接的第一殼體,該第一殼體包括離合器驅動齒、固定到曲柄組件的離合器轂和經由偏壓元件與離合器轂可樞轉地連接的離合器棘爪,離合器棘爪被偏壓元件偏壓以選擇性地接合離合器驅動齒。當驅動彈簧經由曲柄組件被捲繞時,離合器棘爪與離合器驅動齒接合直到預定的扭矩限值(limit),以將扭矩從曲柄組件傳遞到驅動彈簧。當由曲柄組件傳遞到驅動彈簧的扭矩超過預定扭矩限值時,離合器棘爪與離合器驅動齒脫離接合,以防止扭矩從曲柄組件進一步傳遞到驅動彈簧。
在另一實施方式中,扭矩限制離合器包括:輸入軸,與曲柄組件連接;輸出軸,與驅動彈簧連接;蓋,固定到輸入軸;以及捲軸,固定到輸出軸並夾緊到蓋。當克服預定的力時,蓋和捲軸可以相對於彼此滑動,以防止驅動彈簧被過度捲繞。
在另一實施例中,提供了一種擺動組件,包括相對於垂直平面在非垂直方向上定向的框架組件和與框架組件連接的擺臂組件,擺臂組件包括與框架組件可樞轉地附接的擺臂樞轉件,擺臂具有與擺臂樞轉件可樞轉地連接的第一端和與座椅元件連接的第二端。擺臂能繞相對於水平平面在非水平方向上定向的擺臂軸線(X1)旋轉。擺臂還包括支撐轂,該支撐轂位於擺臂的第二端並被構造為接收座椅元件。
在另一實施例中,提供了一種發條式擺動組件,包括:框架組件;驅動彈簧,位於框架組件內並相對於垂直平面在非垂直方向上定向;曲柄組件,設置在框架組件上;曲柄組件被構造為向驅動彈簧輸入驅動扭矩;座椅框架,與框架組件能旋轉地連接;座椅框架包括相對於水平平面在非水平方向上定向的擺臂;以及齒輪組件,與曲柄組件和驅動彈簧連接以傳遞來自驅動彈簧的能量從而向座椅框架提供擺動運動。
提供了一種使用發條式擺動組件的方法。該方法包括通過使曲柄手柄旋轉與曲柄組件接合,其中曲柄組件與捲繞機構連接,捲繞與彈簧機構連接的驅動彈簧,並且經由具有支架的擒縱組件選擇性地從驅動彈簧釋放能量,該支架經由推動件與擺臂樞轉件連結,使得擺臂樞轉件在動力行程期間在第一方向上移動,並且擺臂樞轉件在非動力行程期間在第二方向上移動。
提供了一種驅動發條式擺動組件的座椅框架的方法。該方法包括:使與驅動彈簧連接的曲柄組件旋轉,使得驅動彈簧捲繞,驅動彈簧沿著相對於垂直平面在非垂直方向上定向的驅動彈簧軸線(X3)被定位,將能量從捲繞後的驅動彈簧傳遞到擒縱組件,擒縱組件具有相對於驅動彈簧軸線(X3)成角度的擒縱軸線(X2),並且選擇性地將能量從擒縱組件釋放到擺臂樞轉件。擺臂樞轉件連接到座椅框架並且具有擺臂軸線(X1),該擺臂軸線(X1)相對於水平平面在非水平方向上定向,並且相對於驅動彈簧軸線(X3)和擒縱軸線(X2)成角度。
下面將描述另外的實施方式。
以下描述中使用的某些術語只是為了方便,而非限制性的。詞語「前」、「後」、「上」和「下」表示附圖中參考的方向。術語「向內」和「向外」指的是朝向和遠離附圖中所示部件的方向。引用 「a、b或c中的至少一個」(其中a、b和c代表列出的項目)的項目列表是指專案a、b或c中的任何一個或以上的組合。該術語包括上面特別提到的詞語、其衍生詞和類似含義的詞語。
如圖1A-圖1C所示,本文大體公開了一種發條式擺動組件10。如圖2、圖4B和圖5E所示,發條式擺動組件10包括擺臂組件12,該擺臂組件12包括擺臂25和具有擺臂軸線(X1)的擺臂樞轉件27。如圖4A所示,擺臂樞轉件27通常可以包括樞轉件殼體27a和至少一個軸承27b。例如但不限於至少一個軸承27b可以包括兩個軸承,其中第一軸承在樞轉件殼體27a的上部區域,第二軸承在樞轉件殼體27a的下部區域。樞轉件殼體27a的底部可以經由框架組件35a的一部分,例如直立框架構件(upright frame member)35c被支撐,這將在本文中更詳細地描述。
樞轉件殼體27a可以包括開口27c,該開口27c被構造為接收推動件90的一部分(即推動件90的第一端90a),如圖5C-圖5D所示並在此進行更詳細的描述。樞轉件殼體27a被構造為支撐擺臂25,並且擺臂25繞擺臂樞轉件27樞轉。擺臂25可以包括被構造為與擺臂樞轉件27接合的第一端25a和被構造為支撐座椅框架15的第二端25b。可以設置殼體26來封閉擺臂25的第一端25a與擺臂樞轉件27之間的接面。
擺臂軸線(X1)可以在非水平方向或相對於地面或沿x軸的水平平面(P1)成角度的方向上定向。在一個方案中,擺臂軸線(X1)可以在非垂直方向或者相對於垂直平面(P2)成角度的方向上定向。圖4B中示出擺臂軸線(X1)與水平平面(P1)之間的角度(θ1)。擺臂軸線(X1)可以相對於地面或水平平面(P1)成30度-70度的角度。優選地,擺臂軸線(X1)可以相對於地面或水平平面(P1)成40度-60度的角度。更優選地,擺臂軸線(X1)可以相對於地面或水平平面(P1)成45度-55度的角度。在另一個實施例中,擺臂軸線(X1)可以相對於地面或水平平面(P1)成50度的角度。擺臂軸線(X1)的相對方位和角度被構造為使發條式擺動組件10的勢能最大化,從而增加其執行時間。此外,擺臂軸線(X1)被佈置成使發條式擺動組件10的占地面積最小化。10
發條式擺動組件10還包括具有驅動彈簧軸線(X3)的驅動彈簧60。驅動彈簧軸線(X3)可以在非垂直方向或相對於沿著y軸的垂直平面(P2)成角度的方向上定向,並且可以相對於擺臂軸線(X1)成角度。在一個方案,驅動彈簧軸線(X3)可以在非水平方向或相對於地面或沿x軸的水平平面(P1)成角度的方向上定向。本領域技術人員將認識到,垂直平面(P2)垂直於水平平面(P1)。在圖4B中示出了驅動彈簧軸線(X3)與垂直平面(P2)之間的角度(θ3)。驅動彈簧軸線(X3)可以相對於垂直平面(P2)成5度到20度的角度。本領域普通技術人員將會理解,根據任何相關的錐齒輪(bevel gear)的佈置,在另一種構造中,驅動彈簧軸線(X3)可以相對於垂直平面(P2)成大於20度的角度。優選地,驅動彈簧軸線(X3)可以相對於垂直平面(P2)成5度-15度的角度。更優選地,驅動彈簧軸線(X3)可以相對於垂直平面(P2)成5度-10度的角度。在一個實施例中,驅動彈簧軸線(X3)可以相對於垂直平面(P2)成7度的角度。可以選擇驅動彈簧軸線(X3)的定向和角度,以優化發條式擺動組件10的穩定性,同時還確保發條式擺動組件10的重心相對於基座組件35b定位,以最小化任何意外的傾斜風險。
發條式擺動組件10還包括具有擒縱軸線(X2)的擒縱組件70。擒縱軸線(X2)可以相對於擺臂軸線(X1)成角度。擒縱軸線(X2)可以基本上平行於地面或水平平面(P1)。可選地,本領域普通技術人員將理解擒縱軸線(X2)可以相對於地面或水平平面(P1)成角度。
如圖2、圖4B和圖5E所示,擺臂軸線(X1)、擒縱軸線(X2)和驅動彈簧軸線(X3)可以相對於彼此成角度。如圖4B所示,擺臂軸線(X1)、擒縱軸線(X2)和驅動彈簧軸線(X3)可以相對於彼此成角度。在一個實施方式中,第一軸線、第二軸線和/或第三軸線(X1、X2、X3)中的任何一個軸線之間的相對角度可以是0度到90度。本領域普通技術人員將會理解,這些角度可以根據發條式擺動組件10所需的特定構造而變化。此外,在另一個實施方式中,第一軸線、第二軸線和/或第三軸線(X1、X2、X3)可以以任何相對角度佈置,並且可以佈置在多個不同的平面中。
返回參照圖1A和圖1B,除了擺臂25之外,擺臂組件12可以包括調整組件20和座椅框架15。調整組件20可以被構造為調整座椅框架15的後傾角度,且調整組件20可以經由按鈕、杠杆或其他致動/調整特徵來釋放或接合。座椅框架15可以被構造為可以從相對於水平平面(即,平面)的0度調整到相對於水平平面(在正方向或負方向上)的至少20度-30度的傾斜。
與需要垂直空間來支撐驅動彈簧的上方發條式彈簧組件相比,本文公開的發條式擺動組件10將驅動彈簧60定位為與座椅框架15橫向相鄰或到座椅框架15的側面。因此,驅動彈簧60不位於相對於座椅框架15的上方。
發條式擺動組件10還包括框架組件35a、基座組件35b和直立框架構件35c。包括直立框架構件35c和基座元件35b的框架組件35a可以包括通常包圍或包住內部部件,例如驅動彈簧60的外殼或殼體。
框架組件35a可以包括位於下端的支撐件37和位於上端的手柄36。支撐件37被構造為提供與地面接合的附加穩定表面。支撐件37可以形成為突起,該突起足夠大以在上側接收用戶的腳,使得用戶可以踩在支撐件37上並穩定發條式擺動組件10,同時經由曲柄組件40使驅動彈簧60捲繞。支撐件37可以從框架組件35a的剩餘部分向外延伸。例如但不限於,支撐件37可以從框架組件35a向外延伸至少3英寸。在實施例中並且不限於,支撐件37的高度可以小於1英寸。支撐件37優選地從框架組件35a沿與基座組件35b相反的方向延伸。
手柄36可以設置為形成在框架組件35a上的唇緣、邊緣或其他類型的凹槽。本領域普通技術人員將會理解,除了框架組件35a之外,手柄36可以形成在發條式擺動組件10的其他區域上。手柄36的尺寸或構造可以接收用戶的手,以在使驅動彈簧60捲繞的同時為發條式擺動組件10提供額外的支撐。手柄36也可以用於提升或以其他方式移動發條式擺動組件10。例如但不限於,手柄36的深度可以為至少1英寸,優選至少2英寸。手柄36被構造為允許用戶更容易地移動發條式擺動組件10,並提高發條式擺動組件10的整體靈活性。
基座元件35b可以形成為從直立框架構件35c延伸的兩個支腳39a、39b,這在圖1C的俯視圖中示出。在一個實施例中,基座元件35b可以包括兩個彎曲或弓形的支腳39a、39b,該支腳39a、39b通常具有U形輪廓或馬蹄形輪廓。如圖1C所示,基座元件35b的輪廓通常可以至少部分重疊或落入座椅框架15的輪廓或外形內(如支腳39a、39b的端部所示)。本領域普通技術人員將理解,基座元件35b的輪廓可以變化。
發條式擺動組件10還包括曲柄組件40,該曲柄組件40為使用者提供接面,以將作動或能量施加到驅動彈簧60上。曲柄組件40通常可以佈置在框架組件35a上。曲柄組件40可以設置在框架組件35a的上表面上。本領域普通技術人員將會理解,曲柄組件40可以佈置在框架組件35a的其他部分或區域上,或者發條式擺動組件10的任何其他部分上。
如圖3A和圖3B所示,曲柄組件40可以包括被構造為從框架組件35a延伸的曲柄手柄44。繞曲柄樞轉件46旋轉曲柄手柄44以向驅動彈簧60提供輸入。曲柄手柄44可以被構造為在使用狀態下從框架組件35a向外折疊,並且可以被構造為在收合狀態下折疊到限定在框架組件35a上的口袋47中。把手42可以設置在曲柄手柄44上,該曲柄手柄被構造為在使驅動彈簧60捲繞時由用戶接合。
可以為發條式擺動組件10提供能量水準指示器。在圖3A和圖3B的一個實施例中示出了能量水準指示器120。在一個實施例中,能量水準指示器120可以是扭矩感測器,並且能夠可操作地佈置在驅動彈簧60與曲柄組件40之間。能量水準指示器120可以提供標記(例如儀錶),標記顯示由驅動彈簧60儲存的能量的量。用戶可以快速確定還剩下多少時間來繼續擺動運動,並決定進一步接合曲柄組件40。能量水準指示器120可以包括與驅動彈簧60串聯佈置的感測器或彈簧。本領域普通技術人員將會理解,各種結構用於測量驅動彈簧60中的能量都是可能的。此外,能量水準指示器120的位置和具體形式可以變化。
如圖3C-圖3F所示,可以為曲柄組件40提供各種結構。如圖3C所示,曲柄組件40的臂144可以作為手柄操作,在使用位置或曲柄轉動位置向外旋轉,並且可以相對於框架的中間部分偏心設置。如圖3D所示,曲柄組件40的臂244可以作為手柄操作,該手柄也從框架向外旋轉。增加臂長可以為驅動彈簧60提供更大的輸入。如圖3E所示,曲柄組件40的臂344可以徑向向外平移以作為手柄操作。如圖3F所示,曲柄組件40的臂444可以具有旋轉部分444a,該旋轉部分444a被構造為由用戶抓握。
圖3G-圖3I提供了根據另一個實施例的曲柄組件的附加視圖。在一種構造中,設置有通常與框架組件的頂部附接的塔帽(tower cap)540。塔帽540可以包括開口542,該開口被構造為允許曲柄組件40的臂544延伸穿過。也可以稱為旋鈕的臂544,可以被構造為旋轉以使驅動彈簧60捲繞。臂544可以被構造為被彈簧或偏壓元件偏壓到關閉位置或非使用位置,這可以用作安全功能。塔帽540可以搭扣配合到框架組件35a的本體上。塔帽540可以包括內壁546,該內壁對應於扭矩限制離合器組件400的第一殼體402的壁(在圖12A-圖12G中更詳細地示出,並在本文中更詳細地描述),這在塔帽540與第一殼體402之間產生緊密配合,兩者之間的旋轉運動(例如扭動)最小。內壁546還有助於在組裝過程中將塔帽540與離合器元件400對準。出於安全目的以及更整潔的美學外觀,捲繞旋鈕或臂544可以被構造為向下樞轉以與塔帽540齊平。
如圖4A和圖4B詳細所示,發條式擺動組件10還包括捲繞機構50,該捲繞機構設置在曲柄組件40與驅動彈簧60之間。捲繞機構50通常被構造為在曲柄組件40與驅動彈簧60之間提供接面,使得來自用戶的曲柄轉動輸入被轉換成驅動彈簧60的捲繞。如圖4B所示,捲繞機構50可以包括在捲繞軸55的第一端55a處與曲柄組件40連接的捲繞軸55。如圖4D-圖4E所示,捲繞軸55可以在驅動彈簧60的內部延伸,並且可以在捲繞軸55的第二端55b處與靜音捲繞捲軸105連接。可以提供捲繞軸55的替代佈置。
參照如圖4A和圖4B所示的捲繞機構50,附接板52可以附接到第一捲繞齒輪54,該第一捲繞齒輪圍繞捲繞軸55設置,並被構造為與第二捲繞齒輪56配合接合。在一個實施例中,第一和第二捲繞齒輪54、56可以是錐齒輪。第二捲繞齒輪56可以與擒縱組件70連接。在一種構造中,第二捲繞齒輪56被構造為旋轉地驅動擒縱軸75(如圖5A-圖5B所示)。可以設置替代的佈置來將作動或能量從驅動彈簧60傳遞到擒縱組件70。
如圖4A-圖4E所示,驅動彈簧60可以包括與附接板52連接的第一端60a和與靜音捲繞捲軸105連接的第二端60b,使得捲繞軸55的旋轉經由靜音捲繞捲軸105使驅動彈簧60捲繞。
如圖4C-圖4E所示,設置了動力管66,該動力管使驅動彈簧60居中,並防止驅動彈簧60在捲繞過程中彎曲或以其他方式纏結。可以設置第一軸承64來支撐捲繞軸55和動力管66二者。可以在直立框架構件35c的一部分與捲繞軸55之間設置第二軸承106。
靜音捲繞捲軸105可以限定與驅動彈簧60的第二端60b連接的連接件62。捲繞軸55順時針轉動使得靜音捲繞捲軸105旋轉,靜音捲繞捲軸105經由連接件62使驅動彈簧60捲繞。可以設置使捲繞軸55與靜音捲繞捲軸105連接的連接器108。連接器108可以包括固定螺釘、滾花連接件或連接捲繞軸55和靜音捲繞捲軸105的任何其他附接結構。
還可以設置滑動離合器彈簧100,滑動離合器彈簧100通常被構造為防止捲繞軸55在非捲繞方向上旋轉。使捲繞軸55沿捲繞方向(例如圖中所示的順時針方向)轉動使得滑動離合器彈簧100打開並滑動。相反,使捲繞軸55沿非捲繞方向轉動使得滑動離合器彈簧100繞靜音捲繞捲軸105收緊。當用戶停止捲繞捲繞軸55時,靜音捲繞捲軸105的逆時針力使得滑動離合器彈簧100收緊。每當驅動彈簧60處於捲繞位置時,無論是在捲繞過程中還是在擺動裝置運行時,該滑動離合器彈簧100都阻止驅動彈簧60釋放能量。因此,在擒縱機構出現機械故障的情況下,捲繞曲柄(即旋鈕、彈簧等)不會不受控制地旋轉而釋放能量,這提供了安全特徵並防止對使用者的傷害。如圖4C-圖4E所示,可以設置固定到直立框架構件35c的支架35d。因此,驅動彈簧60的旋轉扭矩被滑動離合器彈簧100與銷102的附接所抵抗,銷102連接到支架35d或直立框架構件35c。僅為了說明的目的,圖4E示出了從框架底部向上拉動的驅動彈簧60。如圖4F所示,滑動離合器彈簧100的一端100’可以被固定到支架35d或直立框架構件35c的一部分。
擒縱組件70被構造為控制來自驅動彈簧60的能量釋放,並且被構造為提供離散的和受控的能量爆發來驅動座椅框架15。擒縱組件70還被構造為防止驅動彈簧60意外鬆開。擒縱組件70可以包括擒縱齒輪74,該擒縱齒輪包括多個齒74a,並且被構造為經由擒縱軸75與第二捲繞齒輪56連接而被驅動。擒縱齒輪74可以被固定到擒縱軸75。美國專利6,283,870中公開了一種這樣的擒縱組件,該專利通過引用被併入本文中,如同在本文中完全闡述一樣。
圖5A-圖5B中更詳細地示出了擒縱組件70、以及下落板85和振幅控制杆95一起。擒縱組件70還可以包括支架72、棘爪76、致動器78、卡爪80和推動件90,本文將對它們中的每一個進行更詳細的描述。
棘爪76被可樞轉地支撐在棘爪樞轉件76c處。在一個方案中,棘爪樞轉件76c可以能樞轉地附接到框架組件35a的一部分(例如直立框架構件35c)。驅動彈簧60的力偏壓擒縱齒輪74以沿驅動方向(例如順時針方向)旋轉。然而,在初始狀態下,棘爪齒76a與擒縱齒輪74的齒74a接合,以防止擒縱齒輪74順時針旋轉,並且還防止驅動彈簧60在同一時間鬆開。由於驅動彈簧60的力而對擒縱齒輪74進行順時針偏壓,使得擒縱齒輪74對棘爪76施加力,該力保持棘爪齒76a與擒縱齒輪74接合。在沒有這種接合的情況下,棘爪配重76e將使得棘爪76由於重力而順時針旋轉,從而旋轉脫離與擒縱齒輪74的接合。
支架72與擒縱軸75連接並被構造為繞擒縱軸線(X2)旋轉。支架72還與推動件90的第一端90a連接。推動件90的第二端90b與擺臂組件12連接。當擒縱齒輪74經由擒縱軸75與第二捲繞齒輪56的連接而被驅動時,支架72在動力行程期間推動擺臂組件12旋轉,並且在非動力行程期間被擺臂組件12推動。擺臂組件12被構造為以鐘擺狀運動擺動。在動力行程期間,來自驅動彈簧60的能量通過擒縱組件70傳遞,以在第一方向上驅動擺臂組件12。在到達該行程或搖擺的終點之後,由於慣性,然後在與第一方向相反的第二方向上驅動擺臂組件12。只要存在來自驅動彈簧60的捲繞的剩餘儲存能量,該過程就持續。
卡爪80在卡爪樞轉件80c處能樞轉地固定到支架72,使得當支架72隨著擺臂組件12繞擒縱軸線(X2)旋轉時,卡爪80與支架72一起移動。卡爪80的形狀和卡爪齒80a、80d的構造導致卡爪配重使卡爪80繞卡爪樞轉件80c順時針旋轉,以使卡爪齒80a與擒縱齒輪74的齒74a脫離接合。
致動器78與擒縱軸連接,並被構造為繞擒縱軸線(X2)旋轉。致動器78被構造為經由與卡爪控制臂80b接合的卡爪接合表面78b而與卡爪80選擇性地接合。致動器78還被構造為經由與棘爪控制臂76b接合的棘爪接合表面78a而與棘爪76選擇性地接合。這種選擇性接合控制卡爪80和棘爪76的運動。致動器78還包括致動器配重78c,該配重被定位成使得致動器78在不受棘爪76或卡爪80作用時沿順時針方向偏壓。
推動件90使擒縱組件70與擺臂組件12可操作地連接。推動件90通常被構造為將來自擒縱組件70的繞擒縱軸線(X2)的旋轉轉換成擺臂25繞擺臂軸線(X1)的搖擺或擺動。在一個實施例中,推動件90可以是剛性線材(wire)。本領域普通技術人員將會理解,推動件90可以包括一對錐齒輪或任何類型的機械連杆。例如,在圖13A和圖13B所示的實施方式中,擺臂樞轉件127可以包括第一錐齒輪190a。第二錐齒輪190b可以被構造為與第一錐齒輪190a能驅動地接合。第二錐齒輪190b可以與支架72或框架組件的另一部分連接。在一種構造中,第二錐齒輪190b可以與支架72一體形成。錐齒輪190a、190b之間的驅動連接件將搖擺或擺動運動傳遞給擺臂25,並且以其他方式提供與推動件90及其相關部件相同的功能。包括錐齒輪的構造可以被構造為在第一錐齒輪190a與第二錐齒輪190b之間提供1:1的旋轉運動比,從而提供更有效的擺動構造。
推動件90包括與支架72連接的第一端90a和與擺臂樞轉件27連接的第二端90b。推動件90可以被構造為以多個自由度旋轉和移動。推動件90的第一端90a和第二端90b可以以預定量的鬆弛或預定公差保持在支架72和擺臂樞轉件27內,使得當推動件90被來回驅動以進行擺動運動時,可以有一些預定量的游隙(play)。
如圖5C和圖5D所示,推動件90的第一端90a和第二端90b可以包括相對於推動件90的主體彎曲或成角度的部分。例如,第一端90a可以向上彎曲,第二端90b可以向下彎曲。第一端90a被構造為保持在支架72的開口72a中。支架72中的開口72a可以包括通孔,具有至少一個與該通孔相鄰的錐形區域。樞轉件殼體27a中的開口27c還可以包括通孔和至少一個與通孔相鄰的錐形區域。通過不將端部90a、90b相對於支架72和樞轉件殼體27a剛性固定,推動件90被允許更自由地擺動,這使得擺動時間增加。
圖5E-圖5H示出了推動件90結構的其他方案。參考圖5E,能量需要從擒縱軸線(X2)傳遞到擺臂樞轉軸線(X1)。這些軸線可以佈置成彼此不平行,並且在一種構造中,可以相對於彼此成40度至60度的角度。推動件90佈置在支架72與樞轉件殼體27a之間,以便提供改進的彎曲強度來傳遞扭矩。推動件90與擒縱軸線(X2)上的支架72和擺臂樞轉軸線(X1)上的樞轉件殼體27a的連接件被構造為允許推動件90與支架72上的相應連接孔72a和樞轉件殼體27a上的連接孔27c自對準。本領域普通技術人員將會理解,推動件90與樞轉件殼體27a的連接件是類似的。推動件90的端部90a、90b的輪廓可以是圓形或圓柱形。如圖5C和圖5D所示,設置在樞轉件殼體27a的連接孔27c內的弧形接觸表面可以為推動件90的第一端90a提供接合表面。儘管元件90被表示為推動件90,但是本領域普通技術人員將理解,可以在支架72與樞轉件殼體27a之間設置被構造為施加推力或拉力(即張力)的任何連杆或連接件。
圖6A-圖6D示出了發條式擺動組件10的各種狀態。圖6A大體上示出了非通電階段,圖6B示出了從非通電階段到通電階段的過渡階段,圖6C示出了通電階段,圖6D示出了從通電階段到非通電階段的過渡階段。
圖6A示出了當驅動彈簧60被完全捲繞時處於中間位置(即,非動力階段)的擒縱組件70。如圖6A所示,棘爪齒76a與擒縱齒輪74的齒74a接合,以防止擒縱齒輪74順時針旋轉(由於來自被捲繞的驅動彈簧60的能量),並且還防止驅動彈簧60無意中突然鬆開。在這種狀態下,致動器78上的卡爪接合表面78b和卡爪控制臂80b彼此脫離接合。圖6A大體上示出了非動力狀態,其中卡爪80完全脫離接合,棘爪76被接合,並且對於致動器72而言,被構造為在逆時針方向上旋轉。
圖6B示出了擺臂組件12和支架72,其中由於擺臂組件12最初被使用者推動,支架72逆時針旋轉。該運動與來自驅動彈簧60的彈簧力相反,驅動彈簧60通常驅動擺臂組件12沿順時針方向旋轉。如圖6B所示,來自初始推動的慣性導致擺臂組件12沿逆時針方向移動,並驅動推動件90,然後推動件90驅動支架72開始沿逆時針方向旋轉。支架72的這種運動也逆時針驅動卡爪80。卡爪80沿逆時針方向的運動使得卡爪控制臂80b與致動器78的卡爪接合表面78b接合。這種接合使得卡爪80繞卡爪樞轉件80c旋轉,並且卡爪齒80a被驅動以與擒縱齒輪74的齒74a接合。來自擺臂組件12的慣性被施加到卡爪齒80a,使得來自驅動彈簧60的扭矩此時位於一端的座椅框架(即直立框架構件35c)與另一端的卡爪齒80之間。由於卡爪80與支架72連接,從擺臂組件12傳遞到支架72的任何運動也驅動卡爪80。接合的卡爪80然後逆時針旋轉擒縱齒輪74,並釋放棘爪76上的力。
由於棘爪配重76e,棘爪76被重力偏壓,然後順時針旋轉並與擒縱齒輪74脫離接合。在這個階段,擒縱齒輪74對棘爪76施加的扭力被釋放,棘爪76與擒縱齒輪74暫時脫離接合。卡爪80(此時正接合到擒縱齒輪74)將彈簧扭矩從擒縱齒輪74傳遞到支架72中,從而提供能量以逆時針鐘擺運動驅動擺臂組件。
圖6C示出了動力行程階段,其中擺臂組件12順時針旋轉。在這個階段,驅動彈簧60施加沿順時針方向驅動擒縱齒輪74的力。在這個階段,棘爪76與擒縱齒輪74脫離接合,並且卡爪80與擒縱齒輪74接合。擒縱齒輪74被構造為驅動卡爪80順時針旋轉,然後又順時針驅動支架72。固定到推動件90的支架72然後通過推動件90將這種驅動運動傳遞給擺臂組件12,從而為擺動運動提供動力。在這個階段,棘爪76保持脫離接合,這對於擒縱齒輪74可以順時針方向旋轉是必要的。當卡爪80順時針旋轉時,卡爪80保持與致動器78接觸。基於這種接合,卡爪80被構造為控制致動器78順時針旋轉的時機。致動器78通常由於重力(即,由於致動器配重78c)而被偏壓進行順時針旋轉,並且卡爪80控制該旋轉,直到致動器78與棘爪76接合。
參照圖6D,當擺動組件從動力階段過渡到非動力階段時,致動器78使棘爪76與擒縱齒輪74接合(即,通過棘爪接合表面78a與棘爪控制臂76b之間的接合)。在這個階段,支架72繼續順時針旋轉,從與致動器78的接合中釋放卡爪80(即,使卡爪接合表面78b與卡爪控制臂80b脫離接合),這允許卡爪80繞卡爪樞轉件80c順時針旋轉,以與擒縱齒輪74脫離接合。在致動器78使得棘爪76落入擒縱齒輪74的下一個齒74a中之後,隨著棘爪齒76a與擒縱齒輪74接合,扭矩被傳遞到棘爪齒76a。在該步驟中,由於重力(即由於卡爪的形狀及其樞轉位置),卡爪80與擒縱齒輪74脫離接合。因此,動力不再通過驅動彈簧60提供給擺臂組件12,即使擺臂組件12仍在順時針方向旋轉。在棘爪齒76a與擒縱齒輪74接合之後不久,棘爪齒76a不再被致動器78保持在適當的位置。然而,棘爪76控制致動器78的位置,並防止致動器78由於重力而進一步順時針旋轉。擺臂組件12在剩餘的動力行程中繼續順時針擺動,然後擺臂組件12開始逆時針行進。這發生在從動力行程到擺臂組件12的動量停止之後。
當擺動組件轉換回完全無動力階段時,支架72和擺臂組件12開始逆時針行進,卡爪80與致動器78接合,致動器78使得卡爪齒80a繞卡爪樞轉件80c逆時針旋轉,並與擒縱齒輪74的下一個齒接合。在這一步驟之後,重複動力行程。
參考圖7A-圖7D,可以設置大體控制擺動振幅的振幅控制元件92。振幅控制元件92可以包括:下落板85,被構造為選擇性地限制卡爪80的行程;以及振幅控制杆95,被構造為選擇性地調整下落板85的位置。振幅控制杆95可以被構造為設定擺動振幅的限值。如果實際擺動振幅開始超過振幅控制杆95設定的限值,則振幅控制元件92防止擒縱組件70從驅動彈簧60向擺臂組件12釋放額外的能量。
下落板85可以包括:接合部分85a,被構造為經由控制邊緣85d與卡爪80的一部分接合;凹陷部分85b,與控制邊緣85d相鄰;以及附件85c,被構造為與振幅控制杆95的一部分接合。用戶可以手動接合振幅控制杆95來調整擺動振幅。振幅控制杆95可以包括彼此間隔開的第一止動件95a和第二止動件95b。每個止動件95a、95b可以被構造為與下落板85的附件85c接合。在一個實施例中,第二止動件95b可以形成在框架或殼體的一部分上。
下落板85被構造為經由下落板85的接合部分85a與卡爪控制臂80b之間的摩擦接合而與支架72一起旋轉。下落板85的旋轉受到第一止動件95a和第二止動件95b的限制。如果實際擺動振幅在振幅控制元件92設定的預定限值內,則卡爪80保持與下落板85的接合部分85a接合,從而防止下落板85下落。下落板85包括狹槽85e,擒縱軸75被構造為延伸穿過該狹槽,這允許下落板85移動或下落。當振幅控制杆95向上或逆時針旋轉時,允許更大的擺動振幅。允許下落板85的附件85c在止動件95a、95b之間旋轉更大的距離,使得當擺臂組件12擺動得更高時,卡爪控制臂80b保持與下落板85的接合部分85a接觸更長時間。如圖7B和圖7C所示,只要下落板85的接合部分85a與卡爪控制臂80b接合,下落板85就不會落下。
圖7D示出了實際擺動振幅超過預定或設定限值的情況或階段。如圖7D所示,下落板85下落,使得卡爪控制臂80b接合超過控制邊緣85d,並接收在與控制邊緣85d相鄰的凹陷部分85b內。下落板85的控制邊緣85d將卡爪齒80a驅動到擒縱齒輪74上與其先前接合的同一齒74a中,而不是擒縱齒輪74上的下一個齒74a中。因此,在致動器78以其他方式驅動卡爪齒80a回到與擒縱齒輪74接合之前,控制邊緣85d驅動卡爪齒80a與擒縱齒輪74接合。此外,下落板85的控制邊緣85d成角度,從而允許卡爪控制臂80b在逆時針擺動時向上推動下落板85。
如果擺臂組件12擺動超過預定的振幅限值,則下落板85下落,導致卡爪齒80a與擒縱齒輪74接合,然後上升。對每個擺動週期重複這一過程,直到振幅下落到預定限值以下。當擺臂組件12順時針(即,驅動彈簧60釋放其能量的方向)行進時,下落板85落下,並且卡爪控制臂80b接收在下落板85的凹陷部分85b中。
相對於擒縱齒輪74(更具體地說相對於擒縱齒輪74上的第一組齒74a),棘爪齒76a和卡爪齒80a顯示為處於各種狀態。示出了棘爪安全齒76d和卡爪安全齒80d。擒縱齒輪74上的第二組齒74b被構造為與棘爪安全齒76d和卡爪安全齒80d接合。棘爪安全齒76d和卡爪安全齒80d通常被構造為在使驅動彈簧60捲繞時與擒縱齒輪74上的第二組齒74b中的相應齒接合,以防止驅動彈簧60意外鬆開。卡爪安全齒80d可以被構造為當卡爪80在擺動過程中與擒縱齒輪74脫離接合時防止卡爪80下落得太遠。
圖8A-圖8C示出了棘爪安全齒76d的其他特徵。本領域普通技術人員將會理解,本文提供的關於棘爪安全齒76d的功能的描述也將適用於卡爪安全齒80d。為了說明的目的,沒有示出支撐棘爪安全齒76d的棘爪76的一部分,以便示出棘爪安全齒76d與擒縱齒輪74上的第二組齒74b之間的接合。在正常操作期間,當棘爪齒76a和卡爪齒80a相對於擒縱齒輪74被規則地向內和向外驅動時,棘爪安全齒76d和卡爪安全齒80d通常跟隨相應的棘爪齒76a和卡爪齒80a。在其中一個部件出現潛在故障(例如卡爪齒80a斷裂)的情況下,希望棘爪76重新接合,以防止驅動彈簧60在擒縱齒輪74中產生高扭矩,而不管致動器位置和擒縱機構如何。如果卡爪齒80a不可操作,則卡爪齒80不能阻止擒縱齒輪74的任何相對運動,並且存在來自擒縱齒輪74上的驅動彈簧60的高風險:釋放不受控制的扭矩。在這種情況下,正在開始高速旋轉的第二組齒74b被構造為以高速方式(而不是重力產生的通常逆時針方向的力)接觸棘爪安全齒76d。這強制地將棘爪齒76a向下拉入第一組齒74a之間的空隙中,這完全獨立於通常控制棘爪76運動的致動器78的任何運動。然後,棘爪齒76a以相當大的能量和動量被驅動朝向擒縱齒輪74。在這種狀態下,擒縱齒輪74沿順時針方向高速旋轉。棘爪齒76a與第一組齒74a的接合使齒輪轉動停止。在棘爪齒76a損壞或以其他方式失效並且卡爪安全齒80d必須停止擒縱齒輪74的不受控制的旋轉的情況下,也會發生這種相同類型的構造。
作為附加特徵,轉矩限制離合器也可以與發條式擺動組件10一起實施,該轉矩限制離合器被構造為防止用戶使驅動彈簧60捲繞超過預定的轉矩限值。扭矩限制離合器也可以被構造為在相反或非捲繞方向捲繞時滑動。
具體參照圖9A-圖9C,可以設置扭矩限制離合器來防止過度捲繞造成的損壞。靜音捲繞捲軸105可以分成上部105a和下部105b,以便為驅動彈簧60提供扭矩限制構造。在捲繞期間,扭矩通過扭矩離合器彈簧900從下部105b傳遞到上部105a。
扭矩離合器彈簧900被構造為使得在被組裝到靜音捲繞捲軸105之前,其內徑小於靜音捲繞捲軸105的外徑。通過暫時擴大扭矩彈簧900的內徑,扭矩離合器彈簧900被組裝到靜音捲繞捲軸105的上部105a和下部105b。這是通過對扭矩離合器彈簧900施加扭矩力來實現的。一旦組裝到靜音捲繞捲軸105上,扭矩力被移除,並且扭矩彈簧900夾緊靜音捲繞捲軸105的上部105a和下部105b。靜音捲繞捲軸部分105上的扭矩離合器彈簧900的這種緊固允許扭矩從下部105b傳遞到上部105a。
在捲繞期間,來自捲繞軸55的扭矩使下部105b轉動。該扭矩然後被傳遞到上部105a,並且上部105a的旋轉使驅動彈簧60捲繞。扭矩離合器彈簧900的線圈捲繞方向使得當傳遞捲繞扭矩時,扭矩離合器彈簧900的線圈被構造為以給定或預定的扭矩滑動。然而,當被完全捲繞的驅動彈簧60的扭矩受到抵抗時,扭矩離合器彈簧900將靜音捲繞捲軸105的上部105a鎖定到下部105b。然後,在銷102和下部105b的連接下,扭矩受到滑動離合器彈簧100的進一步抵抗。
本領域普通技術人員將會理解,可以對發條式擺動組件進行各種修改。例如,如圖10B、圖10C和圖11所示,在一種構造中,可以結合齒輪組件300,以便於更容易地捲繞擺動裝置。齒輪組件300可以包括多個齒輪。例如,曲柄齒輪302可以與連接到曲柄組件40的連接軸140連接。在一個實施例中,曲柄齒輪302可以直接與彈簧齒輪306接合。在一個實施例中,空轉齒輪或中間齒輪304可以佈置在曲柄齒輪302與彈簧齒輪306之間。彈簧齒輪306可以與捲繞軸55能旋轉地固定在一起。可以設置空轉齒輪304來維持用戶輸入/旋轉和彈簧捲繞的旋轉。齒輪組件300減小了使用者施加到曲柄組件40上所需的力,並且還允許曲柄組件40相對於殼體居中定位。本領域普通技術人員將會理解,曲柄組件40不需要居中定位,而是可以位於各種位置。與曲柄組件40連接的軸140通常可以具有更居中定位的旋轉軸線,捲繞軸55的旋轉軸線偏離軸140的旋轉軸線。雖然示出了一種特定的齒輪結構,但是本領域普通技術人員將會理解,可以使用各種齒輪結構,這些齒輪結構使得擺動裝置更容易捲繞,並且出於穩定性和重量分佈的目的,曲柄組件40還可位於殼體的更理想的位置。
還可以設置扭矩限制離合器元件400,如圖12A-圖12G更詳細地示出。扭矩限制離合器元件400可以包括第一殼體402,該第一殼體被構造為支撐曲柄組件40的一部分(例如把手42)。第一殼體402可以被認為是上殼體或上部。第一殼體402可以包括離合器驅動齒402a。可以設置第二殼體406,該第二殼體可以用作扭矩限制離合器元件400的蓋或下部。在一些實施方式中,可以省略第二殼體406。
還設置了離合器轂404,該離合器轂被構造為與第一殼體402相互作用或接合,更具體地與離合器驅動齒402a相互作用或接合。離合器轂404可以與曲柄組件40能旋轉地鎖定在一起。離合器轂404可以包括至少一個棘爪404a。在一個實施例中,至少一個棘爪404a可以包括兩個棘爪。棘爪404a可以包括至少一個棘爪齒404b,棘爪齒404b可以被構造為與離合器驅動齒402a選擇性地接合。離合器轂404還可以包括偏壓元件404c,該偏壓元件404c被構造為向外樞轉或驅動棘爪404a,使得棘爪齒404b與離合器驅動齒402a接合。在一個實施例中,偏壓元件404c可以包括彈簧。樞轉連接件404d可以設置在至少一個棘爪404a的一端處,以將棘爪404a附接到離合器轂404的本體。
扭矩被施加到第一殼體402上,從而使離合器驅動齒402a與棘爪齒404b接合。棘爪404a被構造為經由離合器驅動齒402a與棘爪齒404b之間的接觸而被順時針驅動。扭矩由此從曲柄組件40傳遞到驅動彈簧60。棘爪404a通常經由偏壓元件404c被徑向向外偏壓。在給定或預定的扭矩下,通過施加到曲柄組件40的捲繞扭矩來克服偏壓元件404c的力。當這種情況發生時,棘爪404a順時針旋轉,從而使棘爪齒404b與離合器驅動齒402a脫離接合。因此,不再有更多的扭矩從曲柄組件40傳遞到驅動彈簧60。這防止了系統的過度捲繞,這種過度捲繞可能損壞曲柄組件40的部件、驅動彈簧60和相關部件。
如圖12D和圖12E所示,箭頭表示用戶施加的捲繞扭矩。在這種狀態下,棘爪齒404b和離合器驅動齒402a接合。如圖12F所示,在使用者對曲柄組件40施加過大扭矩的情況下,棘爪齒404b與離合器驅動齒402a脫離接合。在這種情況下,由於扭矩限制離合器元件400脫離接合,扭矩不會從曲柄組件40傳遞到驅動彈簧60。扭矩限制離合器元件400被構造為確保施加到發條式擺動組件的扭矩或輸入不超過預定的扭矩量。如圖12G中更詳細所示,第一殼體402還限定了多個副齒404e,這些副齒被構造為允許棘爪404a的鼻部越過副齒404e,並發出由於輸入到系統中的輸入扭矩太大而導致離合器脫離接合的可聽見的噪音。棘爪齒404b被構造為當第一殼體402和離合器轂404繼續旋轉預定的圓周範圍(例如180度)時,鉤住離合器驅動齒402a。
圖12H和圖12I示出了根據本公開的一個方案的扭矩限制離合器400’的替代方案。扭矩限制離合器400’可以與發條式擺動組件10一起實施,以防止用戶捲繞驅動彈簧60超過預定的扭矩限值。扭矩限制離合器400’位於輸入軸402’與輸出軸404’之間。輸入軸402’與曲柄組件40可操作地連接,輸出軸404’與驅動彈簧60可操作地連接。扭矩限制離合器400’還可以包括蓋406’、捲軸408’和彈簧410’。蓋406’被固定到輸入軸402’,捲軸408’被固定到輸出軸404’。蓋406’和捲軸408’通過彈簧410’被夾緊在一起,並且當克服摩擦力時可以相對於彼此滑動。蓋406’與捲軸408’之間的滑動可以防止驅動彈簧60被過度捲繞。
圖12J-圖12M示出了根據本公開的一個方案的扭矩限制離合器元件420的替代方案。圖12K-圖12M所示的扭矩限制離合器組件420的操作類似於圖12A-圖12G所示的扭矩限制離合器元件400,但只需要更少的部件,這可以減小扭矩限制離合器元件420的尺寸和成本,並且還減少了機械問題和不正確組裝的可能性。扭矩限制離合器元件420可以包括輸入轂422和輸出轂424。輸出轂424能旋轉地鎖定到軸140上。輸入轂422可以被認為是上部,並且可以支撐曲柄組件40的一部分,例如把手42。輸入轂422可以包括至少一個接合件(catch)426,以與輸出轂424的至少一個突起428接合。該至少一個接合件426可以是例如彈性材料(例如具有接合部分432的彈簧夾430(spring finger,彈簧指)),該接合部分432例如為接合孔或接合表面,被構造為與輸出轂424的至少一個突起428接合。
輸入轂422可以與曲柄組件40能旋轉地鎖定在一起。輸出轂424可以位於輸入轂422的下部。輸入轂422的至少一個接合件426可以被偏壓以與輸出轂424的至少一個突起428接合。施加到輸入轂422的扭矩使得至少一個接合件426與至少一個突起428接合。扭矩由此從曲柄組件40傳遞到驅動彈簧60。在給定或預定的扭矩下,通過施加到曲柄組件40的捲繞扭矩來克服接合件426的力。當這種情況發生時,突起428從接合件426滑動或脫離接合,以防止扭矩從曲柄組件40傳遞到驅動彈簧60。這防止了驅動彈簧60的過度捲繞,這種過度捲繞可能損壞曲柄組件40的部件、驅動彈簧60和相關部件。
圖12J-圖12M示出了具有三個接合件426的輸入轂422和具有三個突起428的輸出轂424;然而,本領域的技術人員將會認識到,在本公開的範圍內,可以利用接合件426和突起428的數量的其他變型。此外,本領域技術人員將認識到,至少一個接合件426和至少一個突起428的位置可以顛倒,使得至少一個突起428位於輸入轂422上,並且至少一個接合件426位於輸出轂424上。
圖12N-圖12Q示出了根據本公開一個方案的扭矩限制離合器元件440的替代方案。扭矩限制離合器元件440可以包括輸入轂442和輸出轂448。輸出轂424能旋轉地鎖定到軸140。輸入轂442可以包括上部444和下部446。上部444可以支撐曲柄組件40的一部分(例如把手42)。輸出轂448可以位於輸入轂442的上部444的下方。輸出轂448可以包括上部450和下部452。在一個實施例中,輸出轂448的上部450和下部452可以位於輸入轂442的上部444和下部446內。
輸入轂442可以包括至少一個接合件454,該接合件具有接合表面455,以與輸出轂448的至少一個突起456接合。至少一個接合件454可以例如樞轉地附接到輸入轂442或輸入轂442的彈性部分。彈簧458可以附接到至少一個接合件454上,以將接合件454向輸出轂448向內偏壓。在一個實施例中,輸入轂442包括兩個接合件454,輸出轂444包括兩個接合突起456,並且彈簧458將每個接合件454的接合表面455向與突起456的接合進行偏壓。
輸入轂442可以與曲柄組件40能旋轉地鎖定在一起。施加到輸入轂442的扭矩使得至少一個接合件454的接合表面455與至少一個突起456接合。扭矩由此從曲柄組件40傳遞到驅動彈簧60。在給定或預定的扭矩下,通過施加到曲柄組件40的捲繞扭矩來克服接合件454的偏壓力。當這種情況發生時,突起456從接合件454的接合表面455滑動或脫離接合,以防止扭矩從曲柄組件40傳遞到驅動彈簧60。這防止了驅動彈簧60的過度捲繞,這種過度捲繞可能損壞曲柄組件40的部件、驅動彈簧60和相關部件。
圖12N-圖12Q示出了具有兩個接合件454的輸入轂442和具有兩個突起456的輸出轂448;然而,本領域的技術人員將會認識到,在本公開的範圍內,可以利用接合件454和突起456的數量的其他變化。此外,本領域技術人員將認識到,至少一個接合件454和至少一個突起456的位置可以顛倒,使得至少一個突起456位於輸入轂442上,並且至少一個接合件454位於輸出轂448上。
如圖14所示,可以設置擺臂轂22,該擺臂轂與擺臂25連接並且還與擺臂25的第一端25a和第二端25b連接。基於調整組件20的角度限定後傾軸線(axis of recline, AR),並且限定座椅旋轉軸線(ASR),該軸線大致垂直於擺臂轂22延伸。圖14中還示出了重心(COG)散點圖。重心(COG)通常基於框架本身的重量分佈以及擺動裝置中的乘坐者或兒童來確定。總的來說,發條式擺動組件10提供了一種改進的構造,該構造比其他已知的擺動組件更易於使用,擺動持續時間更長,擺動更平穩,振幅更可預測。後傾軸線(AR)和座椅旋轉軸線(ASR)相互交叉,並且都大致延伸穿過重心(COG)。圖14示出了乘坐者的示意圖。本領域普通技術人員將理解,可以設置軟的物品或座椅元件來支撐乘坐者。乘坐者的重量大致位於座椅框架15的這樣一個區域,即重心(COG)與後傾軸線(AR)和座椅旋轉軸線(ASR)相交。本領域普通技術人員將理解,可以調整或修改各種設計考慮,例如座椅框架15的形狀、擺臂25的長度/角度、軟的物品的輪廓等。基於後傾軸線(AR)和座椅旋轉軸線(ASR)以及重心的定位,圖14所示的構造提高了發條式擺動組件10的穩定性。
圖15A-圖15C示出了擺臂25及其與擺臂樞轉件127的接面的附加方案或特徵。可以設置擺臂連接器125,該擺臂連接器具有固定到擺臂樞轉件127的第一端,並且被構造為附接到或連接到擺臂25。例如,擺臂25可以被接收在擺臂連接器125內,並且通過鉚釘125a和卡銷125b被進一步固定。卡銷125b可以設置在擺臂25上,並且可以被構造為接收在擺臂連接器125上的開口內。鉚釘125a可以延伸穿過擺臂連接器125上的開口並且位於限定在擺臂25上的狹槽125c內。這種連接件的佈置減少或限制了擺臂25與擺臂樞轉件127之間的任何游隙或鬆動連接,從而提供了改進的擺動時間。此外,該連接件允許用戶快速且容易地從擺臂樞轉件127上移除擺臂25以進行拆卸。卡銷125b可以防止兩個部件彼此移除,並且鉚釘/狹槽連接件使擺臂25與擺臂樞轉件127之間的扭轉和旋轉運動最小化。
本文公開的發條式擺動組件10通常提供較小的占地面積,其沒有任何上方或垂直支撐,並且只需要非常有限的能源來驅動擺臂組件。本文公開的發條式擺動組件10還提供了用於在多條軸線(即,擺臂軸線(X1)、擒縱軸線(X2)和驅動彈簧軸線(X3))之間傳遞力的改進且有效的構造。這種構造通過使用軸承賦予擺臂類似鐘擺的運動,以便克服風阻並增加發條式擺動組件10的執行時間。本文公開的發條式擺動裝置還具有更長的執行時間,基於用戶捲繞驅動彈簧大約20秒或大約20圈-30圈,該執行時間可以超過45分鐘-60分鐘。
圖16-圖27示出了根據本公開的發條式擺動組件600的替代方案。圖16-圖27中公開的發條式擺動組件600的替代方案的部分類似於圖1-圖15中描述的發條式擺動組件10的方案,並且這些部分的功能與上述部分類似。發條式擺動組件600包括擺臂組件612,該擺臂組件包括座椅框架615和與擺臂樞轉件627連接的擺臂625。發條式擺動組件600還包括框架組件635和曲柄組件640。
擺臂625在擺臂樞轉件627與座椅框架615之間延伸。擺臂625形成近似L形。擺臂625的形狀和位置可以通過使兒童的手、手指、腳或頭卡在擺臂625與座椅框架615之間的可能性最小化來減輕安全顧慮。應當理解,出於安全考慮,擺臂625可以包括其他形狀以變化擺臂625與座椅框架615之間的間距。
連接擺臂625和框架組件635的構造允許輕鬆地接近座椅框架615上的座椅。例如,在座椅框架615的正上方沒有任何結構(見圖16B)。這種構造形成了開放通道,允許護理人員將兒童放入和移出擺動組件600。應當理解,可移動的玩具杆或其他可移動或可移除的遊戲玩具可以被包括在座椅框架615上,而不會妨礙接近座椅框架615上的座椅的開放通道。
曲柄組件640包括曲柄臂644、環646和板648。環646繞板648的週邊延伸,並且可以固定到座椅框架615。曲柄臂644連接到板648,使得曲柄臂644的旋轉引起板648的旋轉。曲柄臂644和板648可以繞相同的旋轉軸線旋轉。曲柄臂644的旋轉可以使驅動彈簧60捲繞。在操作過程中(如下面進一步描述的),當用戶捲繞曲柄臂644以使驅動彈簧60捲繞時,用戶可以抓住環646以有助於捲繞動作。
曲柄臂644的形狀可以是彎曲或圓形形狀,並且可以朝著板648向下旋轉。在一個方案中,曲柄臂644可以向下旋轉到由板648限定的凹槽或開口中。向下旋轉的能力和曲柄臂644的形狀可以盡可能減少「鉤住」(例如,繩子、衣服或其他材料被鉤住或纏繞在曲柄臂644區域中)。
圖18-圖26示出了根據本公開的擺臂組件和座椅元件740的替代方案。擺臂組件712包括擺臂725和支撐轂727。擺臂725可以在擺臂樞轉件627與支撐轂727之間延伸。座椅元件740包括座椅框架715、座椅部分717和基座元件719。座椅元件740能夠可拆卸地連接到支撐轂727(見圖19和圖20)。
參考圖21A至圖21D,支撐轂727可以包括旋轉轂750和靜止轂752。靜止轂752可以固定地連接到擺臂725。旋轉轂750能旋轉地連接到靜止轂752,使得旋轉轂750可以繞旋轉軸線A相對於靜止轂752旋轉。旋轉轂750包括從旋轉基座753向上延伸的旋轉本體754。旋轉本體754被構造為在其上接收座椅元件740。旋轉本體754限定了圓形凹陷部756和至少一個防旋轉通道758。圓形凹陷部756可以位於旋轉本體754的中心。在一個方案中,圓形凹陷部756的中心可以位於旋轉軸線A上。旋轉本體754還包括至少一個閂鎖凸緣760。至少一個閂鎖凸緣760可以位於至少一個防旋轉通道758內。應當理解,至少一個閂鎖凸緣760可以位於旋轉轂750上的其他位置。在一個方案中,旋轉本體754包括四個防旋轉通道758和位於相應防旋轉通道758內的四個閂鎖凸緣760。應當理解,旋轉本體754可以包括更少或更多的防旋轉通道758和閂鎖凸緣760。
參考圖21C和圖21D,支撐轂727還可以包括柱塞762和偏壓元件764。偏壓元件可以是彈性構件(例如彈簧)。柱塞762和偏壓元件764可以至少部分地位於旋轉轂750與靜止轂752之間。旋轉轂750可以限定至少一個柱塞凹槽或止動器(detent)766。至少一個柱塞凹槽766的形狀和構造對應於柱塞762,使得柱塞762可以被至少一個柱塞凹槽766接收。柱塞762與至少一個柱塞凹槽766之間的連接在旋轉轂750與靜止轂752之間產生了暫時的旋轉鎖定。可以通過向旋轉轂750施加旋轉力以迫使偏壓元件764將柱塞762從至少一個柱塞凹槽766中縮回來克服暫時的旋轉鎖定。旋轉轂750可以包括繞旋轉轂750周向間隔開的四個柱塞凹槽766。應當理解,旋轉轂750可以包括少於或多於四個的柱塞凹槽766。在一個方案中,柱塞凹槽766可以繞旋轉轂750彼此等距間隔。
參照圖22,座椅元件740還包括至少一個支撐腿768、支撐基座770和連接元件772。至少一個支撐腿768從支撐基座770向上延伸,並且被構造為在支撐基座770上方支撐座椅框架715和座椅部分717。如圖所示,至少一個支撐腿768包括兩條支腳。應當理解,至少一個支撐腿768可以包括更少或更多的支腳。支撐基座770可以限定例如搖杆、平坦表面或其他形狀,使得附接到支撐基座770的座椅元件740可以獨立於擺臂組件712被使用,並且放置在表面(例如,地板、工作臺面等)上被使用。
連接元件772可以與支撐轂727連接。參照圖23A和圖23B,連接元件772限定了連接凹槽776。連接凹槽776的尺寸適於在其中接收支撐轂727,以將座椅元件740連接到擺臂725。在一個方案中,連接凹槽776限定了與旋轉本體754的外表面的形狀大致對應的形狀。
座椅元件740還包括至少一個致動器774。至少一個致動器774可以控制連接元件772與支撐轂727之間的釋放連接,如下面進一步描述的。至少一個致動器774可以與至少一個支撐腿768、支撐基座770和連接元件772中的至少一個連接。
根據本公開的替代方案,圖24A和圖24B示出了連接元件872和支撐轂827。連接元件872可以包括至少一個連接凹槽874。支撐轂827可以包括至少一個連接螺柱829。當連接元件872被位於支撐轂827上時,至少一個連接螺柱829可以被接收在至少一個連接凹槽874內。至少一個連接螺柱829與至少一個連接凹槽874之間的連接在連接元件872與支撐轂827之間提供了進一步的旋轉鎖定(例如扭矩鎖定)。通過減少連接元件872與支撐轂827之間的運動,在擺動組件600的操作過程中將浪費更少的能量。應當理解,至少一個螺柱829和至少一個凹槽874可以位於連接元件872和支撐轂827中的任一者上。例如,支撐轂827可以包括至少一個凹槽874,並且連接元件872可以包括相應的至少一個螺柱829。
圖25-圖27示出了至少一個致動器774和連接元件772的一部分的橫截面。連接元件772包括致動器偏壓元件777、樞轉構件778和轂閂鎖780。連接元件772還限定了連接凹槽776內的轂突起782和至少一個防旋轉肋784。至少一個防旋轉肋784的尺寸被設置為接收在相應的旋轉轂750的至少一個防旋轉通道758內。至少一個肋784位於至少一個防旋轉通道758內的連接基本上防止了連接元件772與旋轉轂750之間的旋轉。應當理解,旋轉轂750可以包括至少一個肋,並且連接元件772包括至少一個被構造為接收該至少一個肋的通道。轂突起782的尺寸被設置為被旋轉轂750的圓形凹陷部756接收。
致動器偏壓元件777可以是例如彈性構件(例如彈簧),並且連接在至少一個致動器774與樞轉構件778之間。樞轉構件778可以是例如樞轉軸或樞轉閂鎖,並且在樞轉連接件779處與連接元件772的本體772a可樞轉地連接。樞轉構件778還連接在偏壓元件777與轂閂鎖780之間。樞轉構件778的第一端778a連接到至少一個致動器774,並受到偏壓元件777的偏壓力。樞轉構件778的第二端778b連接到轂閂鎖780,並將轂閂鎖780偏壓到鎖定位置,使得轂閂鎖780可以與旋轉轂750接合。轂閂鎖780可以與連接元件772的本體772a可以樞轉地連接。致動器774的致動或至少一個致動器774移動到致動位置使得轂閂鎖780在解鎖位置(圖26)與鎖定位置(圖27)之間轉換。例如,參照圖26,當致動器774被致動時(例如,在圖26所示的視圖中向上移動),致動器774克服偏壓元件777的偏壓力,並使樞轉構件778繞樞轉連接件779樞轉。樞轉構件778的樞轉運動將轂閂鎖780從鎖定位置轉換到解鎖位置。當至少一個致動器774被釋放時,偏壓元件777向下拉動至少一個致動器774,並使樞轉構件778繞樞轉連接件779旋轉,這使得轂閂鎖780轉換到鎖定位置。
參照圖27,轂閂鎖780處於鎖定位置,旋轉轂750位於連接凹槽776內。轂閂鎖780處於鎖定位置,並與旋轉轂750的至少一個閂鎖凸緣760接合。至少一個閂鎖凸緣760與轂閂鎖780之間的接合基本上將座椅元件740鎖定到旋轉轂750上。為了移除座椅元件740,可以致動至少一個致動器774,以將轂閂鎖780轉換到解鎖位置。在解鎖位置,座椅元件740可以從旋轉轂750移除。
還公開了一種使用發條式擺動組件10的方法。應當理解,使用發條式擺動組件10的方法也可用於操作發條式擺動組件600。該方法可以包括通過使曲柄手柄44旋轉來與曲柄組件40接合。曲柄組件40與捲繞機構50可操作地連接,使得來自曲柄組件40的旋轉輸入被傳遞到捲繞機構50。旋轉曲柄手柄44使與捲繞機構50連接的驅動彈簧60捲繞。該方法包括經由擒縱組件70選擇性地從驅動彈簧60釋放能量,該擒縱組件可以包括支架72。支架72也可以通過推動件90與擺臂樞轉件27連結。基於這種佈置,在動力行程期間,由於經由擒縱組件70驅動彈簧60的能量的離散釋放,擺臂樞轉件27在第一方向上移動(即被驅動)。在非動力行程期間,擺臂樞轉件27沿與第一方向相反的第二方向移動。這種第二方向的運動是基於動量或重力的。擺臂樞轉件27被構造為基於來自驅動彈簧60的能量而左右搖擺,而不是在前後方向上搖擺。
本文還公開了一種驅動發條式擺動組件10的座椅框架15的方法。應當理解的是,驅動發條式擺動組件10的座椅框架15的方法也可以用於操作發條式擺動組件600。該方法可以包括使與驅動彈簧60連接的曲柄組件40旋轉,從而捲繞驅動彈簧60。驅動彈簧60可以具有在非垂直方向上定向的驅動彈簧軸線(X3)。該方法包括將能量從捲繞後的驅動彈簧60傳遞到擒縱組件70,該擒縱組件可以具有相對於驅動彈簧軸線(X3)成角度的擒縱軸線(X2)。該方法可以包括選擇性地將能量從擒縱組件70釋放到擺臂樞轉件27。擺臂樞轉件27可以連接到座椅框架15,並且可以具有相對於驅動彈簧軸線(X3)和擒縱軸線(X2)成角度的擺臂軸線(X1)。
與已知的非電動或手動驅動的擺動組件相比,本文公開的發條式擺動組件10還提供了加強的執行時間或擺動時間。例如,本文公開的發條式擺動組件可以提供大約一個小時的執行時間。該執行時間是基於使用者用曲柄轉動捲繞裝置大約20秒或大約20圈-30圈的。
與已知的發條式擺動組件相比,本文公開的發條式擺動組件10提供了占地面積減少,同時還提供了改進支撐兒童的座椅框架的可行性。如圖所示,驅動彈簧60相對於座椅框架被佈置在非上方位置。這提供了多個優點,包括不受阻礙地接近座椅框架和兒童,並且與需要將驅動彈簧60相對於座椅框架佈置在上方的發條式擺動組件相比,通過將驅動彈簧60佈置在相對更靠近地面的位置,還提供了理想的重心。基於這種定位,重心下降到地面,因此對於框架而言,只需要相對較小的支撐元件。
上述擺動組件可以以各種構造實施,並以下面列出的各種方法操作:
1. 一種發條式擺動組件,包括:框架組件,包括殼體;驅動彈簧,位於殼體內並且具有相對於垂直平面在非垂直方向上定向的驅動彈簧軸線(X3);以及擺臂組件,與框架組件連接以接收來自驅動彈簧的能量,擺臂組件包括擺臂和擺臂樞轉件,擺臂可繞擺臂軸線(X1)旋轉,擺臂軸線相對於水平平面在非水平方向上定向。
2. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,驅動彈簧軸線(X3)相對於擺臂軸線(X1)成角度。
3. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,擺臂軸線(X1)相對於水平平面成30度-70度的角度定向。
4. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,驅動彈簧軸線(X1)相對於垂直平面成5度-20度的角度定向。
5. 根據方法1所述的發條式擺動組件,還包括擒縱組件,擒縱組件與框架組件連接,擒縱組件具有相對於擺臂軸線(X1)成角度的擒縱軸線(X2)。
6. 根據方法5所述的發條式擺動組件,其中,擺臂軸線(X1)、擒縱軸線(X2)和驅動彈簧軸線(X3)各自相對於彼此成角度。
7. 根據方法5所述的發條式擺動組件,其中,擒縱軸線(X2)基本上平行於水平平面。
8. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,擺臂組件包括調整組件和座椅框架,並且調整組件被構造為調整座椅框架的後傾角度。
9. 根據方法8所述的發條式擺動組件,其中,驅動彈簧相對於座椅框架橫向佈置。
10. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,框架組件包括:上端和下端;基座,位於框架組件的下端;以及直立框架構件,從基座延伸到框架組件的上端。
11. 根據方法10所述的發條式擺動組件,其中,框架組件還包括:支撐件,位於框架組件的下端,該支撐件被構造為放置在地面上;以及手柄,位於與框架組件的上端相鄰。
12. 根據方法11所述的發條式擺動組件,其中,支撐件從基座沿相反方向延伸。
13. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,在框架組件上設置曲柄組件以使驅動彈簧捲繞。
14. 根據方法13所述的發條式擺動組件,其中,曲柄組件包括被構造為遠離框架組件延伸的曲柄手柄,並且繞曲柄樞轉件旋轉曲柄手柄使驅動彈簧捲繞。
15. 根據方法14所述的發條式擺動組件,其中,曲柄手柄被構造為在使用狀態下從框架組件向外折疊,並且被構造為在收合狀態下折疊到限定在框架組件上的口袋中。
16. 根據方法13所述的發條式擺動組件,還包括捲繞機構,捲繞機構佈置在曲柄組件與驅動彈簧之間,以轉換來自曲柄組件的曲柄轉動輸入,從而使驅動彈簧捲繞。
17. 根據方法16所述的發條式擺動組件,其中:捲繞機構包括捲繞軸,該捲繞軸在第一端處與曲柄組件連接,在第二端處與捲軸連接;並且驅動彈簧包括與圍繞捲繞軸佈置的附接板連接的第一端和與捲軸連接的第二端,使得捲繞軸的旋轉經由捲軸捲繞驅動彈簧。
18. 根據方法17所述的發條式擺動組件,還包括佈置在曲柄組件與驅動彈簧之間的齒輪組件,以減小使驅動彈簧捲繞所需的力,該齒輪組件包括:曲柄齒輪,固定到與曲柄組件連接的軸;以及彈簧齒輪,與曲柄齒輪接合並固定到捲繞軸。
19. 根據方法1所述的發條式擺動組件,還包括捲繞機構,該捲繞機構包括沿著驅動彈簧軸線(X3)定位的捲繞軸,該捲繞機構具有與曲柄組件連接的第一端和與捲軸連接的第二端。
20. 根據方法19所述的發條式擺動組件,其中,驅動彈簧包括與圍繞捲繞軸佈置的附接板連接的第一端和與捲軸連接的第二端,使得捲繞軸旋轉經由捲軸使驅動彈簧捲繞。
21. 根據方法20所述的發條式擺動組件,其中,捲繞機構還包括:第一捲繞齒輪,繞捲繞軸佈置並附接到附接板;以及第二捲繞齒輪,與第一捲繞齒輪匹配接合;其中來自驅動彈簧的儲存能量的釋放能旋轉地驅動第一捲繞齒輪,該第一捲繞齒輪能旋轉地驅動第二捲繞齒輪。
22. 根據方法21所述的發條式擺動組件,還包括擒縱組件,擒縱組件與框架組件連接,擒縱組件包括與第二捲繞齒輪連接的擒縱軸,以能旋轉地驅動擒縱軸,該擒縱軸沿著擒縱軸線(X2)定向。
23. 根據方法22所述的發條式擺動組件,其中,擒縱軸線基本上平行於水平平面定向。
24. 根據方法22所述的發條式擺動組件,其中,擒縱組件還包括固定到擒縱軸上的擒縱齒輪,該擒縱齒輪被構造為經由第二捲繞齒輪被驅動。
25. 根據方法24所述的發條式擺動組件,其中,擒縱組件還包括:支架,連接到擒縱軸並被構造為繞擒縱軸線(X2)旋轉;以及推動件,包括與支架連接的第一端和與擺臂組件連接的第二端,其中當經由擒縱軸與第二捲繞齒輪的連接釋放驅動彈簧儲存的能量來驅動擒縱齒輪時,推動件驅動擺臂組件旋轉。
26. 根據方法25所述的發條式擺動組件,其中,推動件:包括線材,推動件的第一端和第二端包括相對於推動件的主體成角度的部分,推動件的第一端被構造為保持在支架的開口中,該開口包括通孔並具有至少一個與通孔相鄰的錐形區域, 並且推動件的第二端被構造為保持在擺臂組件的樞轉件殼體中的開口內,該開口包括通孔和至少一個與通孔相鄰的錐形區域。
27. 根據方法25所述的發條式擺動組件,其中,推動件包括第一錐齒輪和與第一錐齒輪能驅動地接合的第二錐齒輪,第一錐齒輪與擺臂樞轉件附接,第二錐齒輪與支架連接。
28. 根據方法25所述的發條式擺動組件,其中,擒縱齒輪包括多個齒,並且擒縱組件還包括:棘爪,樞轉地附接到框架組件,棘爪包括棘爪齒,棘爪齒選擇性地與擒縱齒輪的齒接合,以防止當擺臂處於中間狀態時擒縱齒輪在驅動方向上旋轉;以及卡爪,樞轉地附接到支架上,當擺臂旋轉且棘爪齒與擒縱齒輪脫離接合時,該卡爪選擇性地與擒縱齒輪的齒接合。
29. 根據方法28所述的發條式擺動組件,其中,擒縱組件還包括與擒縱軸連接並被構造為繞擒縱軸線(X2)旋轉的致動器,致動器選擇性地使棘爪和卡爪接合,以控制棘爪和卡爪與擒縱齒輪之間的選擇性接合。
30. 根據方法28所述的發條式擺動組件,還包括振幅控制元件,該振幅控制元件包括被構造為選擇性地限制卡爪行程的下落板和被構造為選擇性地調整下落板位置的振幅控制杆。
31. 根據方法30所述的發條式擺動組件,其中,下落板包括被構造為與卡爪的一部分接合的接合部分和被構造為與振幅控制杆的一部分接合的附件。
32. 根據方法31所述的發條式擺動組件,其中,振幅控制杆包括第一止動件和第二止動件,第一止動件和第二止動件彼此間隔開,並且各自被構造為與下落板的附件接合,以控制擺動振幅。
33. 根據方法19所述的發條式擺動組件,還包括扭矩限制離合器,扭矩限制離合器被構造為防止驅動彈簧的過度捲繞。
34. 根據方法33所述的發條式擺動組件,其中,扭矩限制離合器包括扭矩離合器彈簧,該扭矩離合器彈簧組裝在捲軸上並且被構造為當捲繞軸沿捲繞方向旋轉時進行捲繞,並且當驅動彈簧被捲繞超過預定扭矩時進行滑動。
35. 根據方法33所述的發條式擺動組件,其中,扭矩限制離合器包括:第一殼體,與曲柄組件可操作地連接,該第一殼體包括離合器驅動齒;離合器轂,固定到曲柄組件;以及離合器棘爪,經由偏壓元件與離合器轂能樞轉地連接,離合器棘爪被偏壓元件偏壓以選擇性地接合離合器驅動齒;其中,當驅動彈簧通過曲柄組件被捲繞時,離合器棘爪接合離合器驅動齒直到預定扭矩限值,以將扭矩從曲柄組件傳遞到驅動彈簧,並且當曲柄組件傳遞到驅動彈簧的扭矩超過預定扭矩限值時,離合器棘爪與離合器驅動齒脫離接合,以防止扭矩從曲柄組件進一步傳遞到驅動彈簧。
36. 根據方法33所述的發條式擺動組件,其中,扭矩限制離合器包括:輸入軸,與曲柄組件連接;輸出軸,與驅動彈簧連接;蓋,固定到輸入軸;以及捲軸,固定到輸出軸並夾緊到蓋;其中蓋和捲軸被構造為當克服預定的力時相對於彼此滑動,以防止驅動彈簧被過度捲繞。
37. 根據方法33所述的發條式擺動組件,其中,扭矩限制離合器包括:軸,與曲柄組件連接;輸入轂,包括至少一個接合件;以及輸出轂,與軸連接,該輸出轂包括至少一個與接合件接合的突起;其中,至少一個突起被構造為當克服來自曲柄組件的預定力時與至少一個接合件脫離接合,以防止驅動彈簧被過度捲繞。
38. 根據方法37所述的發條式擺動組件,其中,至少一個接合件是彈性構件,該彈性構件向與至少一個突起的接合被偏壓。
39. 根據方法37所述的發條式擺動組件,其中,至少一個接合件可樞轉地附接到輸入轂。
40. 根據方法37所述的發條式擺動組件,還包括彈簧,該彈簧與至少一個接合件連接並使至少一個接合件向與至少一個突起的接合偏壓。
41. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,擺臂經由擺臂連接器連接到擺臂樞轉件,擺臂連接器包括鉚釘和卡銷。
42. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,擺臂組件包括座椅框架,並且座椅框架內的乘坐者的重心(COG)大致與座椅框架的後傾軸線(AR)和座椅旋轉軸線(ASR)相交。
43. 根據方法1所述的發條式擺動組件,其中,擺臂組件包括座椅框架,並且座椅框架的後傾軸線(AR)與座椅框架的座椅旋轉軸線(ASR)彼此相交,並且兩個軸都延伸穿過由發條式擺動組件的乘坐者和座椅框架限定的重心(COG)。
44. 一種擺動組件,包括:框架組件;以及擺臂組件,與框架組件連接,該擺臂組件包括擺臂樞轉件和擺臂,擺臂樞轉件樞轉地附接到框架組件,擺臂具有與擺臂樞轉件的第一端和與座椅元件連接的第二端;其中擺臂繞相對於水平平面定向在非水平方向上的定向的擺臂軸線(X1)旋轉。
45. 根據方法44所述的擺動組件,其中,擺臂是L形的。
46. 根據方法44所述的擺動組件,其中,擺臂還包括支撐轂,支撐轂位於擺臂的第二端並被構造為接收座椅元件。
47. 根據方法46所述的擺動組件,其中,座椅元件與支撐轂可拆卸地連接。
48. 根據方法46所述的擺動組件,其中,支撐轂可相對於擺臂旋轉。
49. 根據方法46所述的擺動組件,其中,座椅元件包括連接凹槽,並且支撐轂包括接收在連接凹槽內的連接螺柱,以將座椅元件固定到支撐轂。
50. 根據方法46所述的擺動組件,其中,支撐轂包括:靜止轂,固定到擺臂;以及旋轉轂,與靜止轂能旋轉地連接,旋轉轂被構造為與座椅元件附接並相對於靜止轂旋轉。
51. 根據方法50所述的擺動組件,還包括:柱塞;偏壓元件,將柱塞附接到靜止轂;以及止動器,形成在旋轉轂上以選擇性地接收柱塞,從而抑制旋轉轂與靜止轂之間的旋轉。
52. 根據方法50所述的擺動組件,其中,座椅元件還包括:座椅框架;至少一個支撐腿,與座椅框架連接;以及連接元件,包括接收旋轉轂的連接凹槽。
53. 根據方法51所述的擺動組件,其中,旋轉轂包括至少一個肋,並且連接凹槽限定至少一個通道以接收至少一個肋。
54. 根據方法51所述的擺動組件,其中,座椅元件包括致動器,以釋放座椅元件與支撐轂之間的接合。
55. 根據方法54所述的擺動組件,其中,連接元件包括:主體;樞轉構件,具有第一端和第二端,並在位於第一端與第二端之間的樞轉連接件處與主體樞轉地連接,樞轉構件的第一端附接到致動器;致動器偏壓元件,在樞轉構件的第一端上施加偏壓力,以將致動器偏壓至靜止位置;以及轂閂鎖,與樞轉構件的第二端連接並被偏壓到旋轉轂的鎖定位置以將座椅組件固定到旋轉轂;其中致動器向致動位置的運動克服了致動器偏壓元件的偏壓力,並導致樞轉構件繞樞轉連接件樞轉,使得轂閂鎖移動到解鎖位置並與旋轉轂脫離接合。
56. 根據方法52所述的擺動組件,其中,座椅元件還包括支撐基座,當座椅元件從擺臂組件上拆下時,該支撐基座獨立於擺臂組件用於座椅元件。
57. 一種發條式擺動組件,包括:框架組件;驅動彈簧,位於框架組件內,並且相對於垂直平面在非垂直方向上定向;曲柄組件,設置在框架組件上,該曲柄組件被構造為向驅動彈簧輸入驅動扭矩;座椅框架,與框架組件能旋轉地連接,該座椅框架包括相對於水平平面在非水平方向上定向的擺臂;以及齒輪組件,與曲柄組件和驅動彈簧連接以傳遞來自驅動彈簧的能量,從而向座椅框架提供擺動運動。
58. 一種使用發條式擺動組件的方法,該方法包括:通過使曲柄手柄旋轉而與曲柄組件接合,其中曲柄組件與捲繞機構連接;捲繞與捲繞機構連接的驅動彈簧;並且經由擒縱組件選擇性地從驅動彈簧釋放能量,使得擺臂樞轉件在動力行程期間在第一方向上移動,並且擺臂樞轉件在非動力行程期間在第二方向上移動,該擒縱組件具有經由推動件與擺臂樞轉件連結的支架。
59. 一種驅動發條式擺動組件的座椅框架的方法,該方法包括:使與驅動彈簧連接的曲柄組件旋轉,從而捲繞驅動彈簧,驅動彈簧沿著驅動彈簧軸線(X3)定位,該驅動彈簧軸線相對於垂直平面在非垂直的方向上定向;將能量從捲繞後的驅動彈簧傳遞到擒縱組件,擒縱組件具有相對於驅動彈簧軸線(X3)成角度的擒縱軸線(X2);並且選擇性地將能量從擒縱組件釋放到擺臂樞轉件,其中擺臂樞轉件與座椅框架連接並且具有擺臂軸線(X1),該擺臂軸線(X1)相對於水平平面在非水平方向上定向並且相對於驅動彈簧軸線(X3)和擒縱軸線(X2)成角度。
已經詳細描述了本實施方式,本領域的技術人員將會理解和明白,在不改變其中體現的發明概念和原理的情況下,可以進行許多物理變型,在本公開的詳細描述中僅示出其中的一些。
還應當理解,僅結合部分優選實施方式的眾多實施方式是可能的,這些實施方式不改變那些部分中體現的發明概念和原理。
因此,本實施方式和可選構造在所有方面都被認為是示例性的和/或說明性的,而不是限制性的,本公開的範圍由所附申請專利範圍而不是前面的描述來確定,因此,落入所述申請專利範圍的含義和等效範圍內的所有替代實施方式和該實施方式的變型均包含在本公開中。
10:發條式擺動組件
100:滑動離合器彈簧
100’:端
102:銷
105:靜音捲繞捲軸
105a:上部
105b:下部
106:第二軸承
108:連接器
12:擺臂組件
120:能量水準指示器
125:擺臂連接器
125a:鉚釘
125b:卡銷
125c:狹槽
127:擺臂樞轉件
140:軸
144:臂
15:座椅框架
190a:第一錐齒輪
190b:第二錐齒輪
20:調整組件
22:擺臂轂
244:臂
25:擺臂
25a:第一端
25b:第二端
26:殼體
27:擺臂樞轉件
27a:樞轉件殼體
27b:軸承
27c:開口
300:齒輪組件
302:曲柄齒輪
304:齒輪
306:彈簧齒輪
344:臂
35a:框架組件
35b:基座元件
35c:直立框架構件
35d:支架
36:手柄
37:支撐件
39a:支腳
39b:支腳
40:曲柄組件
400:離合器元件
400’:扭矩限制離合器
402:第一殼體
402’:輸入軸
402a:離合器驅動齒
404:離合器轂
404’:輸出軸
404a:棘爪
404b:棘爪齒
404c:偏壓元件
404d:樞轉連接件
404e:副齒
406:第二殼體
406’:蓋
408’:捲軸
410’:彈簧
42:把手
420:扭矩限制離合器元件
422:輸入轂
424:輸出轂
426:接合件
428:突起
430:彈簧夾
432:接合部分
44:曲柄手柄
440:扭矩限制離合器元件
442:輸入轂
444:上部/臂
444a:旋轉部分
446:下部
448:輸出轂
450:上部
452:下部
454:接合件
455:接合表面
456:突起
458:彈簧
46:繞曲柄樞轉件
47:口袋
50:捲繞機構
52:附接板
54:第一捲繞齒輪
540:塔帽
542:開口
544:臂
546:內壁
55:捲繞軸
55a:第一端
55b:第二端
56:第二捲繞齒輪
60:驅動彈簧
60a:第一端
60b:第二端
600:發條式擺動組件
612:擺臂組件
615:座椅框架
62:連接件
625:擺臂
627:擺臂樞轉件
635:框架組件
64:第一軸承
640:曲柄組件
644:曲柄臂
646:環
648:板
66:動力管
70:擒縱組件
712:擺臂組件
715:座椅框架
717:座椅部分
719:基座元件
72:支架
72a:開口
725:擺臂
727:支撐轂
74:擒縱齒輪
74a:齒
74b:第二組齒
740:座椅元件
75:擒縱軸
750:旋轉轂
752:靜止轂
753:旋轉基座
754:旋轉本體
756:圓形凹陷部
758:防旋轉通道
76:棘爪
76a:棘爪齒
76b:棘爪控制臂
76c:棘爪樞轉件
76d:棘爪安全齒
76e:棘爪配重
760:閂鎖凸緣
762:柱塞
764:偏壓元件
766:柱塞凹槽
768:支撐腿
770:支撐基座
772:連接元件
772a:本體
774:致動器
776:凹槽
777:偏壓元件
778:樞轉構件
778a:第一端
778b:第二端
779:樞轉連接件
78:致動器
78a:棘爪接合表面
78b:卡爪接合表面
78c:致動器配重
780:轂閂鎖
782:轂突起
784:肋
80:卡爪
80a:卡爪齒
80b:卡爪控制臂
80c:卡爪樞轉件
80d:卡爪安全齒
827:支撐轂
829:連接螺柱
85:下落板
85a:接合部分
85b:凹陷部分
85c:附件
85d:控制邊緣
85e:狹槽
872:連接元件
874:連接凹槽
90:推動件
90a:第一端
90b:第二端
900:扭矩離合器彈簧
92:振幅控制元件
95:振幅控制杆
95a:第一止動件
95b:第二止動件
A:旋轉軸線
AR:後傾軸線
ASR:座椅旋轉軸線
COG:重心
X1:擺臂軸線
X2:擒縱軸線
X3:驅動彈簧軸線
P1:水平平面
P2:垂直平面
:角度
:角度
當結合附圖閱讀時,將更好地理解前面的概述和下面的詳細描述,附圖圖示了本公開的優選實施方式。在附圖中:
圖1A是發條式兒童擺動組件的立體圖。
圖1B是發條式兒童擺動組件的另一個立體圖。
圖1C是發條式兒童擺動組件的俯視圖。
圖2是移除了殼體框架的發條式兒童擺動組件的立體圖。
圖3A是框架組件的頂部的立體圖,其中曲柄組件處於非使用狀態或收合狀態。
圖3B是框架組件的頂部的立體圖,其中曲柄組件處於使用狀態。
圖3C是根據第一實施方式的曲柄組件的示意圖。
圖3D是根據第二實施方式的曲柄組件的示意圖。
圖3E是根據第三實施方式的曲柄組件的示意圖。
圖3F是根據第四實施方式的曲柄組件的示意圖。
圖3G是根據一個實施例的框架組件的頂部的立體圖,其中曲柄組件處於非使用狀態或收合狀態。
圖3H是根據一個實施例的框架組件的頂部的立體圖,其中曲柄組件處於使用狀態。
圖3I是框架組件的頂部的塔帽的仰視圖。
圖4A是發條式兒童擺動組件的上部的立體圖。
圖4B是發條式兒童擺動組件的上部的側視圖。
圖4C是驅動彈簧的底部的立體圖。
圖4D是驅動彈簧的底部的立體剖視圖。
圖4E是驅動彈簧的底部和框架的一部分的另一個立體圖。
圖4F是根據另一實施例的驅動彈簧的底部和框架的一部分的另一個立體圖。
圖5A是發條式兒童擺動組件的上部的另一個立體圖。
圖5B是擒縱組件的分解立體圖。
圖5C是處於組裝狀態的支架、樞轉件殼體和推動件的立體圖。
圖5D是處於分解狀態的支架、樞轉件殼體和推動件的立體圖。
圖5E是示出了發條式兒童擺動組件的各種軸的側剖視圖。
圖5F是推動件與支架之間的接面的放大視圖。
圖5G是推動件與支架之間的接面的前視圖。
圖5H是被構造為接收推動件的支架的一部分的放大視圖。
圖6A是處於第一狀態的擒縱組件的前視圖。
圖6B是處於第二狀態的擒縱組件的前視圖。
圖6C是處於第三狀態的擒縱組件的前視圖。
圖6D是處於第四狀態的擒縱組件的前視圖。
圖7A是振幅控制組件的立體圖。
圖7B是處於第一狀態的振幅控制元件的前視圖。
圖7C是處於第二狀態的振幅控制元件的前視圖。
圖7D是處於第三狀態的振幅控制元件的前視圖。
圖8A-圖8C示出了棘爪安全齒和第二組齒的各個階段。
圖9A是根據一實施方式的扭矩限制離合器的立體圖。
圖9B是扭矩限制離合器的側視圖。
圖9C是扭矩限制離合器的側剖視圖。
圖10A是框架組件的另一實施例的立體圖。
圖10B是圖10A的框架組件的頂部區域的一部分的放大視圖。
圖10C是圖10A的框架組件的頂部區域的另一個放大視圖。
圖11是根據一個實施例的齒輪組件的俯視立體圖。
圖12A是扭矩限制離合器組件的側視圖。
圖12B是扭矩限制離合器組件的另一個側視圖。
圖12C是扭矩限制離合器元件的分解立體圖。
圖12D是處於第一狀態的扭矩限制離合器元件的俯視圖。
圖12E是處於第二狀態的扭矩限制離合器元件的俯視圖。
圖12F是處於第三狀態的扭矩限制離合器元件的俯視圖。
圖12G是扭矩限制離合器元件的內部的仰視圖。
圖12H是根據一個實施方式的扭矩限制離合器的立體圖。
圖12I是圖12H所示的扭矩限制離合器的分解立體圖。
圖12J是根據一實施方式的扭矩限制離合器的剖視圖。
圖12K是圖12J所示的扭矩限制離合器的分解立體圖。
圖12L是圖12J所示的扭矩限制離合器的上側的立體圖。
圖12M是圖12J所示的扭矩限制離合器的下側的立體圖。
圖12N是根據一實施方式的扭矩限制離合器的立體圖。
圖12O是圖12N所示的扭矩限制離合器的平面圖。
圖12P是沿圖12O所示的平面I-I截取的扭矩限制離合器的剖視圖。
圖12Q是沿圖12O所示的平面II-II截取的扭矩限制離合器的剖視圖。
圖13A是框架組件與擺臂之間的接面的放大視圖。
圖13B是框架組件與擺臂之間的接面的另一個放大視圖。
圖14是在一個方向上的座椅框架的立體圖。
圖15A是擺臂與擺臂樞轉件之間的接面的第一放大視圖。
圖15B是擺臂與擺臂樞轉件之間的接面的第二放大視圖。
圖15C是從擺臂樞轉件上拆下的擺臂的放大視圖。
圖16A是根據本公開的替代方案的發條式兒童擺動組件的立體圖。
圖16B是圖16A所示的發條式兒童擺動組件的側視圖。
圖16C是圖16A所示的發條式兒童擺動組件的立體圖,示出了座椅元件的座椅部分和基座元件。
圖16D是圖16B所示的發條式兒童擺動組件的立體圖,示出了座椅元件的座椅部分和基座元件。
圖17是曲柄組件的俯視立體圖。
圖18是擺臂組件和位於擺臂組件上方的座椅元件的立體圖。
圖19是圖18所示的擺臂組件和座椅元件的第一側視圖,其中座椅元件位於擺臂組件上。
圖20是圖18所示的擺臂組件和座椅元件的第二側視圖,其中座椅元件位於擺臂組件上。
圖21A和圖21B是擺臂組件的立體圖。
圖21C是圖21A和圖21B所示的擺臂組件的支撐轂的分解立體圖。
圖21D是圖21C所示的支撐轂的一部分的仰視立體圖。
圖22是圖18所示的座椅元件的分解立體圖。
圖23A和圖23B是分別包括圖22所示的座椅組件的支撐基座的俯視立體圖和仰視立體圖。
圖24A和圖24B是分別根據本公開的替代方案的連接元件和支撐轂的立體圖。
圖25是處於鎖定位置的圖23B所示的支撐基座的一部分的剖視圖。
圖26是處於解鎖位置的圖23B所示的支撐基座的一部分的剖視圖。
圖27是處於鎖定位置的圖23B所示的支撐基座的一部分的剖視圖,支撐轂位於其中。
10:發條式擺動組件
12:擺臂組件
15:座椅框架
20:調整組件
25:擺臂
25a:第一端
26:殼體
35a:框架組件
35b:基座元件
37:支撐件
40:曲柄組件
Claims (59)
- 一種發條式擺動組件,包括: 一框架組件,包括一殼體; 一驅動彈簧,位於所述殼體內,並且具有相對於垂直平面在非垂直方向上定向的驅動彈簧軸線(X3);和 一擺臂組件,與所述框架組件連接以接收來自所述驅動彈簧的能量,所述擺臂組件包括擺臂和擺臂樞轉件,所述擺臂能繞擺臂軸線(X1)旋轉,所述擺臂軸線相對於水平平面在非水平方向上定向。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述驅動彈簧軸線(X3)相對於所述擺臂軸線(X1)成角度。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述擺臂軸線(X1)相對於水平平面成30-70度角度定向。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述驅動彈簧軸線(X1)相對於所述垂直平面成5-20度角度定向。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,還包括與所述框架組件連接的擒縱組件,所述擒縱組件具有相對於所述擺臂軸線(X1)成角度的一擒縱軸線(X2)。
- 根據請求項5所述的發條式擺動組件,其中,所述擺臂軸線(X1)、所述擒縱軸線(X2)、和所述驅動彈簧軸線(X3)各自相對於彼此成角度。
- 根據請求項5所述的發條式擺動組件,其中,所述擒縱軸線(X2)基本上平行於所述水平平面。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述擺臂組件包括一調整組件和一座椅框架,並且所述調整組件被構造為調整所述座椅框架的後傾角度。
- 根據請求項8所述的發條式擺動組件,其中,所述驅動彈簧相對於所述座椅框架被橫向地佈置。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述框架組件包括: 一上端和一下端; 一基座,位於所述框架組件的下端;以及 一直立框架構件,從所述基座延伸到所述框架組件的上端。
- 根據請求項10所述的發條式擺動組件,其中,所述框架組件還包括: 一支撐件,位於所述框架組件的下端,所述支撐件被構造為放置在地面上,以及 一手柄,與所述框架組件的上端相鄰。
- 根據請求項11所述的發條式擺動組件,其中,所述支撐件從所述基座沿相反方向延伸。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,在所述框架組件上設置有一曲柄組件以使所述驅動彈簧捲繞。
- 根據請求項13所述的發條式擺動組件,其中,所述曲柄組件包括被構造為遠離所述框架組件延伸的一曲柄手柄,並且所述曲柄手柄繞曲柄樞轉件旋轉以使所述驅動彈簧捲繞。
- 根據請求項14所述的發條式擺動組件,其中,所述曲柄手柄被構造為在使用狀態下從所述框架組件向外折疊,並且被構造為在收合狀態下折疊到限定在所述框架組件上的口袋中。
- 根據請求項13所述的發條式擺動組件,還包括一捲繞機構,所述捲繞機構被佈置在所述曲柄組件與所述驅動彈簧之間,以轉換來自所述曲柄組件的曲柄轉動輸入,從而使所述驅動彈簧捲繞。
- 根據請求項16所述的發條式擺動組件,其中: 所述捲繞機構包括一捲繞軸,所述捲繞軸在第一端處與所述曲柄組件連接,在第二端處與捲軸連接;並且 所述驅動彈簧包括與繞所述捲繞軸佈置的附接板連接的第一端和與所述捲軸連接的第二端,使得所述捲繞軸旋轉從而經由所述捲軸使所述驅動彈簧捲繞。
- 根據請求項17所述的發條式擺動組件,還包括一齒輪組件,所述齒輪組件被佈置在所述曲柄組件與所述驅動彈簧之間,以減小使所述驅動彈簧捲繞所需的力,所述齒輪組件包括: 一曲柄齒輪,被固定到與所述曲柄組件連接的軸;以及 一彈簧齒輪,與所述曲柄齒輪接合並被固定在所述捲繞軸上。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,還包括一捲繞機構,所述捲繞機構包括沿著所述驅動彈簧軸線(X3)定位的捲繞軸,所述捲繞機構具有與所述曲柄組件連接的第一端和與所述捲軸連接的第二端。
- 根據請求項19所述的發條式擺動組件,其中,所述驅動彈簧包括與繞所述捲繞軸佈置的附接板連接的第一端和與所述捲軸連接的第二端,使得所述捲繞軸旋轉從而經由所述捲軸使所述驅動彈簧捲繞。
- 根據請求項20所述的發條式擺動組件,其中,所述捲繞機構還包括: 一第一捲繞齒輪,繞所述捲繞軸佈置並附接到所述附接板;以及 一第二捲繞齒輪,與所述第一捲繞齒輪匹配接合; 其中,釋放來自所述驅動彈簧的儲存能量能旋轉地驅動所述第一捲繞齒輪,所述第一捲繞齒輪能旋轉地驅動所述第二捲繞齒輪。
- 根據請求項21所述的發條式擺動組件,還包括與所述框架組件連接的擒縱組件,所述擒縱組件包括與所述第二捲繞齒輪連接的擒縱軸,以能旋轉地驅動所述擒縱軸,所述擒縱軸沿著擒縱軸線(X2)定向。
- 根據請求項22所述的發條式擺動組件,其中,所述擒縱軸線基本上平行於所述水平平面定向。
- 根據請求項22所述的發條式擺動組件,其中,所述擒縱組件還包括擒縱齒輪,所述擒縱齒輪被固定到所述擒縱軸並被構造為經由所述第二捲繞齒輪驅動。
- 根據請求項24所述的發條式擺動組件,其中,所述擒縱組件還包括: 一支架,連接到所述擒縱軸並被構造為繞所述擒縱軸線(X2)旋轉;以及 一推動件,包括與所述支架連接的第一端和與所述擺臂組件連接的第二端, 其中,當通過經由所述擒縱軸與所述第二捲繞齒輪的連接從所述驅動彈簧釋放儲存的能量來驅動所述擒縱齒輪時,所述推動件驅動所述擺臂組件旋轉。
- 根據請求項25所述的發條式擺動組件,其中: 所述推動件包括一線材, 所述推動件的第一端和第二端包括相對於所述推動件的主體成角度的部分, 所述推動件的第一端被構造為保持在所述支架的開口中,所述支架的開口包括通孔和與所述通孔相鄰的至少一個錐形區域,並且 所述推動件的第二端被構造為保持在所述擺臂組件的樞轉件殼體的開口內,所述樞轉件殼體的開口包括通孔和與所述通孔相鄰的至少一個錐形區域。
- 根據請求項25所述的發條式擺動組件,其中,所述推動件包括一第一錐齒輪和與所述第一錐齒輪能驅動地接合的一第二錐齒輪,所述第一錐齒輪附接到所述擺臂樞轉件,並且所述第二錐齒輪與所述支架連接。
- 根據請求項25所述的發條式擺動組件,其中,所述擒縱齒輪包括多個齒,並且所述擒縱組件還包括: 一棘爪,能樞轉地附接到所述框架組件,所述棘爪包括一棘爪齒,所述棘爪齒能選擇性地與所述擒縱齒輪的齒接合,以防止當所述擺臂處於中間狀態時所述擒縱齒輪在驅動方向上旋轉;以及 一卡爪,能樞轉地附接到所述支架上,並且當所述擺臂旋轉並且所述棘爪齒與所述擒縱齒輪脫離接合時,所述卡爪能選擇性地與所述擒縱齒輪的齒接合。
- 根據請求項28所述的發條式擺動組件,其中,所述擒縱組件還包括一致動器,所述致動器與所述擒縱軸連接並被構造為繞所述擒縱軸線(X2)旋轉,所述致動器選擇性地使所述棘爪和所述卡爪接合,以控制所述棘爪和所述卡爪與所述擒縱齒輪之間的選擇性接合。
- 根據請求項28所述的發條式擺動組件,還包括一振幅控制組件,所述振幅控制組件包括被構造為選擇性地限制所述卡爪的行程的下落板和被構造為選擇性地調整所述下落板的位置的振幅控制杆。
- 根據請求項30所述的發條式擺動組件,其中,所述下落板包括被構造為與所述卡爪的一部分接合的接合部分和被構造為與所述振幅控制杆的一部分接合的附件。
- 根據請求項31所述的發條式擺動組件,其中,所述振幅控制杆包括一第一止動件和一第二止動件,所述第一止動件和所述第二止動件彼此間隔開,並且所述第一止動件和所述第二止動件的每一者被構造為與所述下落板的附件接合,以控制擺動振幅。
- 根據請求項19所述的發條式擺動組件,還包括一扭矩限制離合器,所述扭矩限制離合器被構造為防止所述驅動彈簧的過度捲繞。
- 根據請求項33所述的發條式擺動組件,其中,所述扭矩限制離合器包括一扭矩離合器彈簧,所述扭矩離合器彈簧被組裝在所述捲軸上並被構造為當所述捲繞軸沿捲繞方向旋轉時進行捲繞,並且當所述驅動彈簧被捲繞超過預定扭矩時進行滑動。
- 根據請求項33所述的發條式擺動組件,其中,所述扭矩限制離合器包括: 一第一殼體,能操作地連接所述曲柄組件,所述第一殼體包一括離合器驅動齒; 一離合器轂,被固定到所述曲柄組件;以及 一離合器棘爪,經由偏壓元件能樞轉地連接到所述離合器轂,所述離合器棘爪被所述偏壓元件偏壓以選擇性地與所述離合器驅動齒接合; 其中,當所述驅動彈簧經由所述曲柄組件被捲繞時,所述離合器棘爪接合所述離合器驅動齒直到預定扭矩限值,以將扭矩從所述曲柄組件傳遞到所述驅動彈簧,並且 當由所述曲柄組件傳遞到所述驅動彈簧的扭矩超過所述預定扭矩限值時,所述離合器棘爪與所述離合器驅動齒脫離接合,以防止扭矩從所述曲柄組件進一步傳遞到所述驅動彈簧。
- 根據請求項33所述的發條式擺動組件,其中,所述扭矩限制離合器包括: 一輸入軸,連接到所述曲柄組件; 一輸出軸,連接到所述驅動彈簧; 一蓋,被固定到所述輸入軸;以及 一離合器捲軸,被固定到所述輸出軸並夾緊到所述蓋; 其中,所述蓋和所述捲軸被構造為當克服預定的力時相對於彼此滑動,以防止所述驅動彈簧被過度捲繞。
- 根據請求項33所述的發條式擺動組件,其中,所述扭矩限制離合器包括: 一軸,連接到所述曲柄組件; 一輸入轂,包括至少一個接合件;以及 一輸出轂,連接到所述軸,所述輸出轂包括至少一個能與所述接合件接合的突起; 其中,所述至少一個突起被構造為,當克服來自所述曲柄組件的預定力時與所述至少一個接合件脫離接合,以防止所述驅動彈簧被過度捲繞。
- 根據請求項37所述的發條式擺動組件,其中,所述至少一個接合件是彈性構件,所述彈性構件朝向與所述至少一個突起的接合偏壓。
- 根據請求項37所述的發條式擺動組件,其中,所述至少一個接合件能樞轉地附接到所述輸入轂。
- 根據請求項37所述的發條式擺動組件,還包括一彈簧,所述彈簧連接到所述至少一個接合件,並將所述至少一個接合件朝向與所述至少一個突起的接合偏壓。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述擺臂經由所述擺臂連接器與所述擺臂樞轉件連接,所述擺臂連接器包括鉚釘和卡銷。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述擺臂組件包括座椅框架,並且所述座椅框架內的乘坐者的重心(COG)與所述座椅框架的後傾軸線(AR)和座椅旋轉軸線(ASR)相交。
- 根據請求項1所述的發條式擺動組件,其中,所述擺臂組件包括座椅框架,並且座椅框架的後傾軸線(AR)和所述座椅框架的座椅旋轉軸線(ASR)彼此相交,並且兩條軸線延伸穿過由所述發條式擺動組件的乘坐者和所述座椅框架限定的重心(COG)。
- 一種擺動組件,包括: 一框架組件;以及 一擺臂組件,連接到所述框架組件,所述擺臂組件包括一擺臂樞轉件和一擺臂,所述擺臂樞轉件能樞轉地附接到所述框架組件,所述擺臂具有與所述擺臂樞轉件連接的第一端和與座椅元件連接的第二端; 其中,所述擺臂能繞相對於水平平面在非水平方向上定向的擺臂軸線(X1)旋轉。
- 根據請求項44所述的擺動組件,其中,所述擺臂呈L形。
- 根據請求項44所述的擺動組件,其中,所述擺臂還包括位於所述擺臂的第二端的支撐轂,所述支撐轂接收座椅組件。
- 根據請求項46所述的擺動組件,其中,所述座椅元件能拆卸地連接到所述支撐轂。
- 根據請求項46所述的擺動組件,其中,所述支撐轂能相對於所述擺臂旋轉。
- 根據請求項46所述的擺動組件,其中,所述座椅元件包括一連接凹槽,所述支撐轂包括一連接螺柱,所述連接螺柱接收在所述連接凹槽內,以將所述座椅元件固定到所述支撐轂。
- 根據請求項46所述的擺動組件,其中,所述支撐轂包括: 一靜止轂,被固定到所述擺臂;以及 一旋轉轂,能旋轉地連接到所述靜止轂,所述旋轉轂被構造為附接到所述座椅組件並相對於所述靜止轂旋轉。
- 根據請求項50所述的擺動組件,還包括: 一柱塞; 一偏壓元件,將所述柱塞附接到所述靜止轂;以及 一止動器,形成在所述旋轉轂上以選擇性地接收所述柱塞,以抑制所述旋轉轂與所述靜止轂之間的旋轉。
- 根據請求項50所述的擺動組件,其中,所述座椅組件還包括: 一座椅框架; 至少一個支撐腿,連接到所述座椅框架;以及 一連接元件,包括接收所述旋轉轂的一連接凹槽。
- 根據請求項52所述的擺動組件,其中,所述旋轉轂包括至少一個肋,並且所述連接凹槽限定至少一個通道以接收所述至少一個肋。
- 根據請求項52所述的擺動組件,其中,所述座椅組件包括一致動器,以釋放所述座椅元件與所述支撐轂之間的接合。
- 根據請求項54所述的擺動組件,其中,所述連接元件包括: 一主體; 一樞轉構件,具有第一端和第二端,並在位於所述第一端與所述第二端之間的樞轉連接件處能樞轉地連接到所述主體,所述樞轉構件的第一端附接到所述致動器; 一致動器偏壓元件,在所述樞轉構件的第一端施加偏壓力,以將所述致動器偏壓至靜止位置;以及 一轂閂鎖,連接到所述樞轉構件的第二端,並且被偏壓到具有所述旋轉轂的鎖定位置,以將所述座椅組件固定到所述旋轉轂; 其中,所述致動器向致動位置的運動克服了所述致動器偏壓元件的偏壓力,並使所述樞轉構件繞所述樞轉連接件樞轉,這使得所述轂閂鎖移動到解鎖位置並與所述旋轉轂脫離接合。
- 根據請求項52所述的擺動組件,其中,所述座椅組件還包括支撐基座,當所述座椅組件從所述擺臂組件拆下時,所述支撐基座獨立於所述擺臂組件用於所述座椅元件。
- 一種發條式擺動組件,包括: 一框架組件; 一驅動彈簧,位於所述框架組件內,並且相對於垂直平面在非垂直方向上定向; 一曲柄組件,設置在所述框架組件上,所述曲柄組件被構造為向所述驅動彈簧輸入驅動扭矩; 一座椅框架,能旋轉地連接到所述框架組件,所述座椅框架包括相對於水平平面在非水平方向上定向的擺臂;以及 一齒輪組件,與所述曲柄組件和所述驅動彈簧連接以從所述驅動彈簧傳遞能量,從而向所述座椅框架提供擺動運動。
- 一種使用發條式擺動組件的方法,所述方法包括: 通過旋轉曲柄手柄以與所述曲柄組件接合,其中所述曲柄組件與捲繞機構連接; 使與所述捲繞機構連接的驅動彈簧捲繞;並且 經由擒縱組件選擇性地從所述驅動彈簧釋放能量,使得擺臂樞轉件在動力行程期間在第一方向上移動,並且所述擺臂樞轉件在非動力行程期間在第二方向上移動,所述擒縱組件具有經由推動件與所述擺臂樞轉件連結的支架。
- 一種驅動發條式擺動組件的座椅框架的方法,所述方法包括: 旋轉與驅動彈簧連接的曲柄組件,使所述驅動彈簧捲繞,所述驅動彈簧沿著驅動彈簧軸線(X3)定位,所述驅動彈簧軸線相對於垂直平面在非垂直方向上定向; 將能量從捲繞後的驅動彈簧傳遞到擒縱組件,所述擒縱組件具有相對於所述驅動彈簧軸線(X3)成角度的擒縱軸線(X2);並且 選擇性地將來自所述擒縱組件的能量釋放到擺臂樞轉件, 其中,所述擺臂樞轉件與所述座椅框架連接並且具有擺臂軸線(X1),所述擺臂軸線(X1)相對於水平平面在非水平方向上定向並且相對於所述驅動彈簧軸線(X3)和所述擒縱軸線(X2)成角度。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202263324825P | 2022-03-29 | 2022-03-29 | |
US63/324,825 | 2022-03-29 | ||
US202263409439P | 2022-09-23 | 2022-09-23 | |
US63/409,439 | 2022-09-23 | ||
US202363485756P | 2023-02-17 | 2023-02-17 | |
US63/485,756 | 2023-02-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202400054A true TW202400054A (zh) | 2024-01-01 |
Family
ID=88203199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW112111752A TW202400054A (zh) | 2022-03-29 | 2023-03-28 | 上擺搖床組件及使用方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TW202400054A (zh) |
WO (1) | WO2023192266A1 (zh) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4165872A (en) * | 1977-11-10 | 1979-08-28 | Graco Metal Products, Inc. | Motor operated swings |
US4805902A (en) * | 1987-06-30 | 1989-02-21 | Spalding & Evenflo Companies, Inc. | Inclined-axis pendulum swing |
US5378196A (en) * | 1992-09-15 | 1995-01-03 | Cosco, Inc. | Child swing |
US5788014A (en) * | 1995-11-13 | 1998-08-04 | Graco Children's Products Inc. | Motor mechanism for child's swing |
US8187111B2 (en) * | 2005-11-03 | 2012-05-29 | Graco Children's Products Inc. | Child motion device |
CN203106465U (zh) * | 2013-01-07 | 2013-08-07 | 好孩子儿童用品有限公司 | 一种秋千摆动机构及婴儿秋千 |
AU2014201661B2 (en) * | 2013-03-21 | 2016-01-14 | Wonderland Nurserygoods Company Limited | Infant swing apparatus |
-
2023
- 2023-03-28 WO PCT/US2023/016549 patent/WO2023192266A1/en unknown
- 2023-03-28 TW TW112111752A patent/TW202400054A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023192266A1 (en) | 2023-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5788014A (en) | Motor mechanism for child's swing | |
US4211401A (en) | Swing having electrically rewound spring motor drive | |
US8132651B2 (en) | Mechanical motor for toy planes | |
US5378196A (en) | Child swing | |
JP2741340B2 (ja) | 独楽玩具の附勢装置およびアダプタ−装置 | |
US7234177B1 (en) | Auto hammock rocker | |
US11072974B2 (en) | Cordless roller shutter structure | |
JPH10119612A (ja) | チャイルドシート | |
US7950976B2 (en) | Toy for rotating and launching an object | |
US7918710B2 (en) | Rotatable entertainment device | |
TW200408765A (en) | Recoil starter | |
TW202400054A (zh) | 上擺搖床組件及使用方法 | |
CN116889321A (zh) | 发条式摆动组件及其使用方法 | |
TWI279490B (en) | Recoil starter | |
JP4707245B2 (ja) | 巻取り式手動開閉装置 | |
US4563163A (en) | Stand up doll | |
KR20190004453A (ko) | 트랙션 방식의 구동력으로 팽이가 회전발사되는 팽이완구 | |
JPH06304339A (ja) | 目玉と瞼が連動する人形玩具 | |
TW202423755A (zh) | 釋鎖機構、調整裝置、卷盤驅動件及嬰兒車、箱子、嬰兒背帶 | |
WO2010015781A1 (fr) | Jouet volant apte a se mouvoir par battement d'ailes | |
CA1115302A (en) | Pendulum swing | |
JP3033518U (ja) | 車窓用電動ロールスクリーン | |
WO2019205573A1 (zh) | 陀螺组件 | |
JP2866851B2 (ja) | 玩具の回転駆動力発生装置 | |
JPS6125839Y2 (zh) |