专利名称：多功能自动摇篮的制作方法
技术领域：
多功能自动摇篮属于生活用品领域儿童家具类。
目前国外有采用电机作动力的自动摇篮。它采用限位开关对电机进行换向，从而实现摇篮的来回摆动。电机通过齿轮和齿圈把动力传递到摇篮的运动部分。它的缺点是当运动机构被人为制动或卡死时，电机会过载而损失甚至起火。而且难以用低成本使用安全电压，功耗高，噪声大。国内有采用牵引电磁铁作动力的摇篮方案。它的缺点是起动时必须用手推一下，不能自起动。且运行时牵引电磁铁的撞击噪声较大。同样存在运动机构卡死时，电磁铁长时间加电损坏的可能。
本实用新型发明目的在于克服现有技术的缺点，发明一种低成本、低噪声、低功耗多功能自动摇篮，当机构卡死时会自动停止加电。
本实用新型发明目的是通过驱动机构，检测处理单元及控制单元来实现的。
图1为本实用新型整体结构图。它的机械结构是由立在地面上用来支撑篮框的支架①和可以相对支架运动的篮框②两个部分组成。篮框通过两个支撑点A、B，和支架连为一体，篮框可绕两个支撑点确定的轴线转动。它的动力部分主要是由固定在篮框上的弧形加力杆③和固定在支架上的线圈④构成。弧形加力杆可在线圈内往复运动。弧形加力杆的圆心是该篮框端的支撑点。弧形加力杆由两种材料做成。其中间点的一边为能被电磁线圈吸引的金属材料或永磁材料。其中间点的另一边为不能被电磁线圈吸引的材料。当支架放在水平地面篮框中未加负载时，弧形加力杆的中心点正好在线圈的1／2处。只要加力杆的中间点在线圈中，当线圈加电时能被吸引的那一边就会受力，使加力杆和篮框运动。由于线圈有一定长度，受力范围较宽，当支架放在不太平的地面或放入婴儿，造成线圈和加力杆中间点的偏离时，只要中间点不超出线圈两端，加力部分均能可靠工作。
如果我们能够正确检测出加力杆中间点在线圈中的位置，就可以控制线圈上的加电时间实现机构的连续运动。当检测到加力杆中间点在线圈内部时，控制电路给线圈加电，加力杆受到吸引力，向受力方向运动。当中间点运动到线圈端点或起动中吸引力和重力分力相平衡运动停止时，控制电路切断线圈电源。篮框会在重力的作用下从最大摆动点向受力方向的反方向回位摆动。当摆动自然停止时，它会再次向受力方向摆动。检测电路和控制电路重复上面的过程，使篮框继续运动。虽然每一次加的力很小，但由于这是个力的能量积累过程，所以篮框会慢慢摆动起来。如果所加的力能够克服各种摩擦力，篮框摆动幅度就会越来越大。使篮框的主功能得以实现。故本实用新型设计光电检测处理单元。它是一个和篮框连为一体的薄片⑤，该薄片所在的平面和篮框转动轴在空间上是垂直的，可以把薄片放置在加力杆一侧的篮框端。红外发光管⑥和接收管⑦相对地固定在薄片两侧(图2)和支架连为一体。在薄片上有一些直径一样的小圆孔⑧或窄缝，所有小圆孔的圆心或窄缝都成弧形均匀地分布在薄片上。该圆弧所在圆的圆心就是篮框的一个支撑点A或B。所以该薄片实际上是一个转动的光栅。当篮框转动时，小圆孔就会透过红外线，接收管输出一连串的脉冲信号。当加力杆中间点在线圈一端头时，光轴通过第一个小圆孔；中间点在线圈另一端时，光轴通过最后一个小圆孔。均匀分布小圆孔的多少以接收管的分辨率为准。这种位置关系保证了当加力杆的中间点在线圈内部时，接收管一定有脉冲。当中间点出线圈时，接收管无脉冲输出。我们知道，篮框的摆动类似于一个物理学中的单摆。当摆在平衡位置时动能最大，线速度最大，红外线通过一个小圆孔的时间最短，即脉冲最窄，也可以说频率最高。而在最大摆幅点，线速度最小，红外线通过一个小圆孔的时间最长，即脉冲最宽，也可以说频率最低。同时，摆幅越大，最高频率也越高，对检测脉冲进行F／V转换(频率与电压转换)，得到一个正弦脉冲电压。正弦波的正峰值点对应着篮框平衡中心，负峰值点对应着两个振幅极限位置，正峰值点的电压高低对应着振幅大小，振幅越大，正峰值点的电压越高。
当检测处理单元检测脉冲输出后，送入控制单元中，控制单元固定在支架上。控制单元由F／V转换器、比较器、二进制计数器、与非门、固态继电器、变压器、整流块及PWM控制器组成。(图3)检测处理单元的接收管有脉冲输出，送入IC1F／V转换器进行频率／电压转换后，进入比较器IC3，比较器输出正脉冲。正脉冲的宽度和位置对应着加力区。为采用单方向加力，将比较器输出进入二进制计数器IC5和与非门IC6的组合逻辑电路中，把不应该加力方向对应的比较器输出的正脉冲屏蔽掉，只剩下应该加力方向的正脉冲，再经IC4PWM控制器调制去控制加力电流的通断。变压器将220V电压变为21V电压加在固态继电器J上，通过整流控制线圈加电，从而实现正确的加力方向进行力的能量积累，使篮框逐渐摆动起来。PWM控制器根据幅度设定电位器R1的位置产生调制波对21V电压进行开关调制，从而对加在线圈上的电压进行调压，使篮框在设定幅度范围内摆动。
如果在与非门前级加上定时电路，可对摇篮进行定时控制。定时器的起动有触摸式、声音音量阀值控制和红外遥控。同时系统还可加上声光催眠和尿湿报警等功能。
附
图1为本实用新型结构图。1为支架，2为篮框，3为加力杆，4为线圈，5为薄片，9为控制单元，AB为支撑点。
附图2为本实用新型检测处理单元光栅结构图。6为红外发光管，7为接收管，8为小圆孔。
附图3为本实用新型控制单元电原理图。J为固态继电器，R1为线圈。
下面结合实施例对本实用新型做进一步细述。支架和篮框可采用金属管或注塑材料，尺寸为长1000mm，宽600mm，高820mm，加力杆一边用永磁材料或金属材料，另一边为铝杆或塑料杆，长度都为300mm，直径20mm。薄片采用1mm厚冷轧板，尺寸为30×500mm。控制单元中IC1用LM2907，IC2、IC3、IC7用LM358，IC4PWM控制器型号为3524，IC5用74LS290，IC6用74LS20，J型号为SP1110，电阻R1为33K。
本实用新型优点在于成本低，噪音小，功耗低，可靠性高，使用安全方便。
权利要求1.一种多功能自动摇篮，有支撑篮框的支架和可以相对支架运动的篮框，其特征在于它还有驱动机构、检测处理单元和控制单元，驱动机构是由固定在篮框上的弧形加力杆和固定在支架上的线圈构成，弧形加力杆中间点一边为能被电磁线圈吸引的金属材料或永磁材料，另一边为不能被电磁线圈吸引的材料，检测处理单元是一个和篮框连成一体的薄片，红外发光管和接收管和支架一体相对地固定在薄片两侧，薄片上有一些直径一样的小圆孔或窄缝，所有小圆孔的圆心或窄缝都成弧形均匀分布在薄片上；控制单元由F/V转换器、比较器、二进制计数器、与非门、固态继电器及PWM控制器组成。
专利摘要一种多功能自动摇篮，属于生活用品领域儿童家具类。它有支撑篮框的支架，可以相对支架运动的篮框，有固定在篮框上的弧形加力杆和固定在支架上的线圈、检测单元、控制单元、它成本低、噪音小、功耗低、安全可靠，适用于有儿童的家庭使用。
文档编号A47D9/02GK2100806SQ9122518
公开日1992年4月8日 申请日期1991年9月26日 优先权日1991年9月26日
发明者冯新瑞, 田宝丰 申请人:冯新瑞, 韩文年