專利名稱：一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及控制器，特別是指一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器。
背景技術(shù)：
一般的嬰童搖椅或秋千，其擺動(dòng)通常是屬于一種復(fù)擺運(yùn)動(dòng)
(compound pendulum);亦即，在無外力的作用下其擺動(dòng)的周期系隨擺 臂的長(zhǎng)短與質(zhì)量而定；當(dāng)質(zhì)量與擺長(zhǎng)固定，擺幅大、擺動(dòng)的路徑長(zhǎng)， 則擺速勢(shì)必加快；反之，當(dāng)擺幅小、擺動(dòng)的路徑減短，則速度也必將 相對(duì)地減慢。
乘坐搖椅或秋千時(shí)，感官刺激的來源至少有兩種， 一是擺動(dòng)的高 度(擺幅)， 一是擺動(dòng)的速度。然而目前所有的電動(dòng)秋千都只能設(shè)定擺 幅而無法設(shè)定擺速，且無法隨意設(shè)定秋千的擺動(dòng)模式、及在不同的擺 動(dòng)模式下的擺幅與擺速。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型在于提供一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，以解決上 述秋千法隨意設(shè)定秋千的擺動(dòng)模式、及在不同的擺動(dòng)模式下的擺幅與 擺速的問題。
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，包括 安裝在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的殼座內(nèi)的控制器，所述控制器的使用者接口安裝在 殼座外側(cè)，接收來自使用者選擇的擺動(dòng)模式的控制命令，使用者接口 連接存儲(chǔ)所述擺動(dòng)模式所對(duì)應(yīng)位移信號(hào)量的第一記憶單元；連接驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)或擺臂檢須'H立移的位移信號(hào)產(chǎn)生器，將檢測(cè)的位移量相對(duì)應(yīng)的位 移信號(hào)存儲(chǔ)在連接的第二記憶單元，第二記憶單元連接信號(hào)處理器， 信號(hào)處理器比較第二記憶單元和第一記憶單元內(nèi)位移量的大小，控制 連接的脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器，脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和擺
3動(dòng)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)還連接減速齒輪組及傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸連接擺臂。 優(yōu)選的，位移信號(hào)產(chǎn)生器包括光遮斷器和編碼器。
優(yōu)選的，信號(hào)處理器統(tǒng)計(jì)位移信號(hào)量并計(jì)算出平均值與儲(chǔ)存于該 第一記憶單元所存的設(shè)定值比對(duì)，使用比對(duì)的結(jié)果調(diào)整該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)每 一擺動(dòng)周期的角位移量。
優(yōu)選的，信號(hào)處理器統(tǒng)計(jì)位移信號(hào)量并計(jì)算出平均值與儲(chǔ)存于該 第一記憶單元所存的設(shè)定值比對(duì)，使用比對(duì)的結(jié)果調(diào)整擺臂的擺動(dòng)量。
本實(shí)用新型中的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，可隨著選擇設(shè)定的模式，選擇 相應(yīng)的擺幅和速度，從而實(shí)現(xiàn)不同的擺幅和速度，安裝在秋千或搖椅 上，以不同的擺幅和速度擺動(dòng)，為使用者帶來樂趣。


圖1是嬰童搖椅的結(jié)構(gòu)圖； 圖2是擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖； 圖3是控制器的結(jié)構(gòu)圖； 圖4是控制器的流程圖。
具體實(shí)施方式
為清楚說明本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并 結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
參見圖1，圖l是嬰童搖椅的結(jié)構(gòu)圖，包括支撐骨架31、承載 單元32(如座位或床)，以及一對(duì)擺臂33。其中支撐骨架31由前支撐 架34及后支撐架35兩者樞接而成，并且能展開固定或收折以減少空 間。
在支撐骨架31的上端設(shè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16供驅(qū)動(dòng)擺臂33。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16 的結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括殼座161、電源162、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17連接 減速齒4侖組163及傳動(dòng)軸164。本實(shí)施例中電源162可為蓄電池，通 過控制器中的脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器15操作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17。減速齒輪組163降低驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17的輸出轉(zhuǎn)速而放大其扭力，經(jīng)由傳動(dòng)軸164驅(qū)動(dòng) 連接的擺臂33，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17可為一般直流有刷馬達(dá)或無刷馬達(dá)，通 過脈寬調(diào)變電路及轉(zhuǎn)向控制電路，控制其正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)軸的 角位移量，用以驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16完成擺動(dòng)周期。
控制器主要包括如圖3所示的使用者接口 10、第一記憶單元ll、 第二記憶單元12、位移信號(hào)產(chǎn)生器13、信號(hào)處理器14及脈寬調(diào)變電 壓調(diào)節(jié)器(PWM VOLTAGE REGULATOR) 15 。
其中使用者接口 10可設(shè)于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16的殼座161上，包括以旋 鈕或按鈕提供使用者以復(fù)數(shù)種擺動(dòng)模式設(shè)定選擇，譬如以1擋、2 擋、3擋、4擋等代表直觀的極快、快速、平速及慢速，或代表第一種 擺幅、第二種擺幅、第三種擺幅或第四種擺幅等的擺動(dòng)模式。每一擺 動(dòng)模式的設(shè)定分別對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17或擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16于完成擺動(dòng)周期的 位移信號(hào)量。當(dāng)使用者完成選擇，使用者接口 IO將被選擇檔次所對(duì)應(yīng) 的位移信號(hào)量設(shè)定值儲(chǔ)存于第一記憶單元11。
位移信號(hào)產(chǎn)生器13用以偵測(cè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16之特定位移部位的位移， 譬如偵測(cè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17之轉(zhuǎn)軸的角位移或擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16之?dāng)[臂33的位移 量，從而產(chǎn)生與該位移量相對(duì)應(yīng)的位移信號(hào)儲(chǔ)存于第二記憶單元12。 由位移信號(hào)產(chǎn)生器13偵測(cè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17轉(zhuǎn)軸的角位移 量，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的位移信號(hào)，或位移信號(hào)產(chǎn)生器13則系偵測(cè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu) 16的擺臂33擺動(dòng)的位移量，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的位移信號(hào)儲(chǔ)存于第二記 憶單元12。
位移信號(hào)產(chǎn)生器13可為一般在工業(yè)上用以偵測(cè)移動(dòng)或位移的商 品；譬如以光遮斷器131以及編碼器132 (encoder)所組合者，其中 光遮斷器131為具有等距葉片或記號(hào)的1310之盤體，連接于驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 17之轉(zhuǎn)軸171的第二端部而隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。編碼器132通過的葉片或記號(hào) 1310,逐一對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生位移信號(hào)，儲(chǔ)存于第二記憶單元12。
信號(hào)處理器14可為微處理器(MCU)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),用 以讀取并統(tǒng)計(jì)于每一擺動(dòng)周期被儲(chǔ)存于第二記憶單元12的位移信號(hào) 量，并計(jì)算復(fù)數(shù)次擺動(dòng)周期之位移信號(hào)量的平均值，并以此平均值與第一記憶單元11所儲(chǔ)存的位移信號(hào)設(shè)定值比對(duì)。根據(jù)此比對(duì)的結(jié)果，
每隔復(fù)數(shù)次擺動(dòng)周期改變脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器15的輸出，使驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 17的角位移及擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16的擺動(dòng)得以更接近于設(shè)定值。
控制器的主要控制流程如圖4所示意，在步驟20啟動(dòng)之后，令信 號(hào)處理器14在步驟21從第一記憶單元11讀取位移信號(hào)量設(shè)定值，在 步驟22從第二記憶單元12統(tǒng)計(jì)每一擺動(dòng)周期的位移信號(hào)量，每經(jīng)一 定的時(shí)間或擺動(dòng)周期在步驟23計(jì)算出復(fù)數(shù)次擺動(dòng)周期之位移信號(hào)量 的平均值，并且在步驟24比對(duì)該平均值是否大于該設(shè)定值；當(dāng)平均值 大于設(shè)定值時(shí)，執(zhí)行步驟25使脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器15減少馬達(dá)17 轉(zhuǎn)軸的角位移量；當(dāng)平均值等于設(shè)定值時(shí)，執(zhí)行步驟26使脈寬調(diào)變電 壓調(diào)節(jié)器15維持馬達(dá)17轉(zhuǎn)軸的角位移量；而當(dāng)平均值小于設(shè)定值時(shí)， 執(zhí)行步驟27使脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器15增加馬達(dá)17轉(zhuǎn)軸的角位移量， 滿足使用者的擺動(dòng)模式設(shè)定。
由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)17轉(zhuǎn)軸的角位移量經(jīng)一段時(shí)間或復(fù)數(shù)次擺動(dòng)周期 才根據(jù)平均值與設(shè)定值的比對(duì)結(jié)果調(diào)整一次，因此擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16的擺動(dòng) 可自然地在一定的范圍內(nèi)作些許規(guī)律性的變化，避免單調(diào)。
本實(shí)用新型中的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，可隨著選擇設(shè)定的模式，選擇 相應(yīng)的擺幅和速度，從而實(shí)現(xiàn)不同的擺幅和速度，安裝在秋千或搖椅 上，以不同的擺幅和速度擺動(dòng)，為使用者帶來樂趣。
對(duì)于本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所闡述的控制器，凡在本實(shí)用新型
的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，其特征在于，包括安裝在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(16)的殼座(161)內(nèi)的控制器，所述控制器的使用者接口(10)安裝在殼座(161)外側(cè)，接收來自使用者選擇的擺動(dòng)模式的控制命令，使用者接口(10)連接存儲(chǔ)所述擺動(dòng)模式所對(duì)應(yīng)位移信號(hào)量的第一記憶單元(11)；連接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(17)或擺臂(33)檢測(cè)位移的位移信號(hào)產(chǎn)生器(13)，將檢測(cè)的位移量相對(duì)應(yīng)的位移信號(hào)存儲(chǔ)在連接的第二記憶單元(12)，第二記憶單元(12)連接信號(hào)處理器(14)，信號(hào)處理器(14)比較第二記憶單元(12)和第一記憶單元(11)內(nèi)位移量的大小，控制連接的脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器(15)，脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器(15)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(17)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(16)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，其特征在于，驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)(17)還連接減速齒輪組(163)及傳動(dòng)軸(164)，傳動(dòng)軸連接擺 臂(33 )。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，其特征在于，位移 信號(hào)產(chǎn)生器(13)包括光遮斷器(131)和編碼器(132)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，其特征在于，信號(hào) 處理器(14)統(tǒng)計(jì)位移信號(hào)量并計(jì)算出平均值與儲(chǔ)存于該第一記憶單 元(11)所存的設(shè)定值比對(duì)，使用比對(duì)的結(jié)果調(diào)整該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(17) 每一擺動(dòng)周期的角位移量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，其特征在于，信號(hào) 處理器(14)統(tǒng)計(jì)位移信號(hào)量并計(jì)算出平均值與儲(chǔ)存于該第一記憶單 元(11)所存的設(shè)定值比對(duì)，使用比對(duì)的結(jié)果調(diào)整擺臂(33)的擺動(dòng) 量。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，包括安裝在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的殼座內(nèi)的控制器，所述控制器的使用者接口安裝在殼座外側(cè)，接收來自使用者選擇的擺動(dòng)模式的控制命令，使用者接口連接存儲(chǔ)所述擺動(dòng)模式所對(duì)應(yīng)位移信號(hào)量的第一記憶單元；連接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或擺臂檢測(cè)位移的位移信號(hào)產(chǎn)生器，將檢測(cè)的位移量相對(duì)應(yīng)的位移信號(hào)存儲(chǔ)在連接的第二記憶單元，第二記憶單元連接信號(hào)處理器，信號(hào)處理器比較第二記憶單元和第一記憶單元內(nèi)位移量的大小，控制連接的脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器，脈寬調(diào)變電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型中的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器，可選擇相應(yīng)的擺幅和速度，從而實(shí)現(xiàn)不同的擺幅和速度，以不同的擺幅和速度擺動(dòng)，為使用者帶來樂趣。
文檔編號(hào)G05D27/00GK201266327SQ20082013311
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者葉川銘, 楊正帆, 蔡育良 申請(qǐng)人:中山市隆成日用制品有限公司