專利名稱：電動秋千的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及游藝活動用的機(jī)械裝置，尤其是涉及可自動擺蕩的秋千。
中國專利96226094公開了一種采用電磁感應(yīng)原理驅(qū)動的自動消閑秋千。它包括支架、平臺和驅(qū)動器，平臺由四根吊桿懸吊在支架上。支架下部固定有電磁鐵，在平臺下面對應(yīng)電磁鐵的位置固定有永久磁鐵。該結(jié)構(gòu)由于電磁力的大小受到限制，因而驅(qū)動力較小，而四根吊桿又使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、擺蕩時相互牽制、損耗大，造成起蕩速度慢、擺幅小。
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、起蕩速度快、擺幅大的電動秋千。
本實用新型的解決方案如下其整體結(jié)構(gòu)包括支架、吊桿、坐椅和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，坐椅由吊桿懸吊在支架的橫梁上，其特征在于吊桿為兩根；驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)和控制器，直線電機(jī)安裝在吊桿及坐椅為靜止?fàn)顟B(tài)時所處位置的下方，電機(jī)的次級板固定在吊桿下部、與定子成水平懸空相對；電機(jī)通過由控制器所控制的繼電器觸點與電源相連接。
在上述方案中，控制器中連接位置傳感器，其探頭/觸頭面向吊桿、其檢測方向與吊桿的擺蕩方向相交。
以往人們認(rèn)為，若吊桿采用兩桿結(jié)構(gòu)則穩(wěn)定性差、易左右晃動，使驅(qū)動器的感應(yīng)部件之間定位困難，因而均采用四桿結(jié)構(gòu)。本實用新型將吊桿簡化為兩根，同時，采用呈水平放置的直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動、使驅(qū)動力及感應(yīng)面增大，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足。
附


圖1為整體結(jié)構(gòu)示意圖(正面)。
附圖2為附
圖1的剖視圖。
附圖3為電機(jī)安裝示意圖。
附圖4為傳感器安裝示意圖。
附圖5為電機(jī)的電路連接圖。
附圖6為控制器的電路連接圖。
本實用新型的整體結(jié)構(gòu)包括支架、吊桿、坐椅和驅(qū)動機(jī)構(gòu)等基本部件。支架可采用兩立柱或四立柱的形式當(dāng)采用兩立柱時，應(yīng)在立柱1的外側(cè)用牽引繩(或桿)2進(jìn)行固定、以保證支架牢固可靠；兩立柱之間設(shè)置橫梁3、即橫梁兩端架在左右立柱上，橫梁與立柱之間采用活動連接或固定連接；當(dāng)采用四立柱時，橫梁應(yīng)架在前后立柱之間所設(shè)的左右縱梁上。吊桿4為兩根、左右各一，其上端與支架的橫梁間固定連接或活動連接(視橫梁與立柱之間的連接方式而定，該處活動則此處固定，或反之)，固定連接可采用緊固件以便裝卸、活動連接可采用軸承或鉸鏈等以使吊桿靈活擺動；吊桿下部安裝坐椅5，坐椅可直接安裝在吊桿上，或在兩吊桿之間設(shè)置連板6、坐椅安裝在其上——可直接安裝或通過立桿7安裝，該立桿宜采用高度可調(diào)的機(jī)構(gòu)(如絲桿螺母或套管壓簧等機(jī)構(gòu))、以便調(diào)整坐椅高度。由上可知，坐椅由吊桿懸吊在支架的橫梁上，橫梁即作為吊桿及坐椅的擺蕩軸。
驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)和控制器，其中直線電機(jī)安裝在吊桿及坐椅為靜止?fàn)顟B(tài)時所處位置的下方，電機(jī)的次級板8固定在吊桿下部(如坐椅或連板的下面)、電機(jī)的定子9則可固定在地面上或支架的底座上，兩者相對、并成水平懸空狀，即次級板與定子之間的感應(yīng)面為水平設(shè)置、并應(yīng)設(shè)計為前后略高的弧面(定子也可簡化為平面)，其弧度半徑即為吊桿的長度值，次級板與定子之間有間隙、且不大于20mm，次級板的受力方向為縱向，即與橫梁垂直、使次級板沿前后方向運(yùn)動。電機(jī)通過由控制器10所控制的工作繼電器KM的常開觸點與電源相連接，最好再增加過熱保護(hù)器FR、過流保護(hù)器FU和開關(guān)QS等起保護(hù)作用?？刂破靼惭b在支架立柱的下部、以便操作，其電路可采用繼電器控制電路，由開關(guān)SB、工作繼電器KM和時間繼電器KT等組成。
在上述方案中，最好還采用傳感器進(jìn)行位置檢測，以減小控制誤差。位置傳感器11可采用接近傳感器、光電傳感器或行程開關(guān)等，其探頭/觸頭12至少為兩個，安裝在支架立柱的上部、以使幾個傳感器探頭/觸頭之間的安裝間距不致過大，探頭/觸頭面向吊桿、其檢測方向與吊桿的擺蕩方向相交，在吊桿上與傳感器探頭/觸頭相對應(yīng)的位置處安裝檢測板13，由于吊桿的擺蕩、使之逐一經(jīng)過傳感器的探頭/觸頭而形成感應(yīng)，因而可根據(jù)吊桿所處的位置而決定電路的通斷。例如，設(shè)傳感器的探頭/觸頭為三個，其中1K對應(yīng)于吊桿靜止時所處的位置，2K對應(yīng)于吊桿前行擺蕩時第一次所到達(dá)的最大位置，3K對應(yīng)于吊桿前行擺蕩時所處的極限位置(由設(shè)計者根據(jù)安全高度而設(shè)定)，而且3K的安裝方式應(yīng)設(shè)置成可移式、使吊桿極限位置可調(diào)，或者以支架上安裝的限位件(例如擋板)來替代3K，即采用機(jī)械結(jié)構(gòu)來限制吊桿的擺幅。當(dāng)采用傳感器與繼電器相結(jié)合的控制方式時，控制器的電路即由開關(guān)SB、位置傳感器觸點K、工作繼電器KM、中間繼電器KA和時間繼電器KT等組成。
以有傳感器的控制電路為例，本實用新型的工作過程如下在吊桿靜止?fàn)顟B(tài)下，接通控制器上的啟動開關(guān)SB2(可采用手動或遙控的方式)，此時中間繼電器KA0接通；當(dāng)傳感器的探頭/觸頭1K導(dǎo)通、使中間繼電器KA1接通時，工作繼電器KM接通，電機(jī)工作，使吊桿前行；當(dāng)經(jīng)過時間繼電器KT1所確定的時間S1后，工作繼電器KM關(guān)斷，電機(jī)停止，吊桿在慣性力的作用下繼續(xù)前行；當(dāng)?shù)鯒U擺蕩到達(dá)探頭/觸頭2K使其導(dǎo)通時，中間繼電器KA2接通而KA1關(guān)斷，吊桿向后回落再經(jīng)過2K、1K(最低點)時，工作繼電器KM均不接通；當(dāng)經(jīng)過時間繼電器KT2所確定的時間S2后，中間繼電器KA2關(guān)斷，吊桿向前回落再次到達(dá)最低點時，又使中間繼電器KA1接通、工作繼電器KM接通，電機(jī)工作，此時新一輪擺蕩重新開始。而且，由于在最低點處初始速度的疊加，后一輪擺蕩總能超過前一輪所到達(dá)的最高點，使秋千越蕩越高；當(dāng)擺蕩到達(dá)極限位置時，探頭/觸頭3K導(dǎo)通、使中間繼電器KA3接通，由此工作繼電器KM關(guān)斷、電機(jī)停止，即使2K、1K導(dǎo)通亦不會使電機(jī)工作，由于摩擦力等損耗，使秋千越蕩越低，甚至停止；當(dāng)經(jīng)過時間繼電器KT3所確定的時間S3后，中間繼電器KA3關(guān)斷，整個控制電路又恢復(fù)上述狀況。在電路中還可設(shè)置時間繼電器KT0，當(dāng)經(jīng)過時間S0后，關(guān)斷中間繼電器KA0，電路不再接通，從而可自動限制每個擺蕩過程的總時間。時間繼電器的具體控制時間可根據(jù)實際結(jié)構(gòu)的大小及乘坐者的要求等而設(shè)定，S1的最大值為電機(jī)的次級板與定子相分離的時刻，S2略大于1/2擺蕩周期，S3為1～5個周期、或者直到停止的時間，S0則可隨意選擇(但至少大于一個周期)、一般可設(shè)為10～30個周期。
附圖所示即為一實施例。支架為兩立柱形式，高度為6m、直徑0.08m，橫梁的長度(即兩立柱的間距)為2.2m即大于人體手臂的伸展寬度以免對乘坐者造成傷害；牽引繩為左右各兩根、呈45°斜拉；吊桿長度為5.5m、直徑0.03m、兩吊桿的間距應(yīng)略大于人體的寬度以使乘坐者感覺舒適(還可在坐椅下方設(shè)置向前伸出的踏板14)；橫梁直徑0.08m，其與立柱或吊桿間的活動連接可選用滾動軸承以使吊桿擺動靈活；電機(jī)推力為400N；傳感器為接近傳感器；S0、S1、S2、S3的時間分別為120秒、0.6秒、3秒、15秒。
綜上所述，本實用新型將吊桿簡化為兩根，使結(jié)構(gòu)簡單、擺蕩靈活，且擺蕩時無相互牽制、損耗小；同時，采用呈水平放置的直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，不僅使驅(qū)動力增大，而且也使感應(yīng)面增大、感應(yīng)部件之間的配合范圍廣，不會造成定位困難，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足。本實用新型根據(jù)時間繼電器的具體時間設(shè)定可在40～60秒左右即達(dá)到30°以上的擺幅，起蕩速度快、擺幅大，擺蕩過程驚險刺激，是一種很好的休閑娛樂設(shè)施。
權(quán)利要求1.一種電動秋千，其整體結(jié)構(gòu)包括支架、吊桿、坐椅和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，坐椅由吊桿懸吊在支架的橫梁上，其特征在于吊桿(4)為兩根；驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)和控制器，直線電機(jī)安裝在吊桿及坐椅(5)為靜止?fàn)顟B(tài)時所處位置的下方，電機(jī)的次級板(8)固定在吊桿下部、與定子(9)成水平懸空相對；電機(jī)通過由控制器(10)所控制的繼電器觸點與電源相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電動秋千，其特征在于所述的控制器中連接位置傳感器(11)，其探頭/觸頭(12)面向吊桿、其檢測方向與吊桿的擺蕩方向相交。
專利摘要本實用新型涉及電動秋千,其整體結(jié)構(gòu)包括支架、吊桿、坐椅和驅(qū)動機(jī)構(gòu),坐椅由吊桿懸吊在支架的橫梁上。它將吊桿簡化為兩根,使結(jié)構(gòu)簡單、擺蕩靈活,且擺蕩時無相互牽制、損耗小;同時,采用呈水平放置的直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動,不僅使驅(qū)動力增大,而且也使感應(yīng)面增大、感應(yīng)部件之間的配合范圍廣,不會造成定位困難,從而克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足。
文檔編號A63G9/00GK2499086SQ0123777
公開日2002年7月10日 申請日期2001年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月11日
發(fā)明者孔凡讓, 王建平, 舒玉恒, 李伍強(qiáng), 劉志剛, 馮志華, 張平, 劉維來 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)