CN101559284A - 悬挂电动摇摆装置及装有该装置的自动秋千 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种悬挂电动摇摆装置及装有该装置的自动秋千，其有结构简单，运行可靠，省电节能，静音运行，便于携带，适用面广等特点；它包括支架、横梁、悬挂摆杆、摇摆推杆、蜗轮减速马达、电磁离合器、转距输出板、方向变换摆块、摇摆方向监测器、安全开关、微电脑控制器以及秋千椅的各部件等组成；蜗轮减速马达轴固接电磁离合器，电磁离合器端面固设两个刚性销钉，刚性销钉卡在转距输出板的两边，转距输出板推动方向变换摆块，方向变换摆块推动摇摆推杆，摇摆推杆推动悬挂摆杆和悬挂体摇摆。摇摆方向监测器由转动环，阻尼环，摩擦环，光电遮板，遮板挡板，光电开关支架和光电开关组成。光电开关、减速马达、电磁离合器和微电脑控制器电联接。

Description

悬挂电动摇摆装置及装有该装置的自动秋千
技术领域
本发明属于休闲产品技术领域，涉及悬挂摇摆的电动装置及装有该装置的自动秋千。该装置还可应用于摇篮、吊床及其他需要悬挂自动摇摆的领域。
背景技术
自动秋千、自动摇篮在我国专利文献中可查得不少，但目前在商品市场难以见到，可见这方面的现有技术还存在一些缺陷，成为实现商品化的障碍。我国专利文献中与本发明比较接近的有ZL97199159.6自动摆动秋千、ZL03265543.6可调式电动秋千，ZL01237776.7电动秋千等。以上诸专利在结构简单，驱动效率，运行可靠，省电节能，静音运行，便于携带，适用面广等方面还有很大的改进空间。
针对上述专利的改进空间，本发明人曾发明了两项发明专利，分别为：“悬挂摇摆装置”专利申请号200810071117.3和“多功能电动摇摆装置”专利申请号200810070656.5。
专利申请号200810071117.3“悬挂摇摆装置”的秋千摇摆驱动的齿轮减速马达工作状态是：先人力推动秋千-马达加电-马达推动秋千-秋千靠惯量前摆-马达断电-秋千回摆反推马达-马达再加电……如此循环。这样的结构非常简单可靠，但是也存在一个明显的缺陷，就是马达不做圆周旋转，而是：工作(正转)-断电-被推(反转)-再工作，如此只有几齿而不是均匀整圈齿轮工作磨损，这对马达的使用寿命会有所影响。
专利申请号200810070656.5“多功能电动摇摆装置”可以作为秋千的悬挂摇摆驱动装置，也可以作为摇椅弧形脚圈与平面的滚动摇摆的驱动装置。作为秋千的悬挂摇摆的驱动装置存在着安装和驱动的问题，即：由于涡轮减速马达的马达轴和涡轮减速输出轴的轴向成90度夹角，这就造成安装该驱动装置的自动秋千的机壳过于庞大臃肿或者只能选择驱动单个吊杆，驱动单个吊杆又会造成摇摆幅度小的时候主动吊杆和从动吊杆扭动而且机壳的外观也不够美观。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种悬挂电动摇摆装置，其有结构简单，采用涡轮减速马达成本较低且运转几无噪音，装置紧凑，运行可靠，省电节能，便于携带，适用面广等特点，以达到克服或者改进以上所述的技术缺憾；让它成为一种可靠，实用，廉价及节能的大众化休闲产品。
本发明提供的技术解决方案是：悬挂电动摇摆装置其特征在于：悬挂摇电动摆装置包含有：支架横梁；悬挂摆杆；摇摆推杆；减速马达；电磁离合器；转距输出板；方向变换摆块：摇摆方向监测器；安全开关；微电脑控制器等组成。
减速马达是蜗轮减速马达，螺接于支架横梁的安装板上。
电磁离合器由圆盘形衔铁和圆柱形电磁离合器体组成；蜗轮减速马达轴的输出轴螺接着电磁离合器衔铁，电磁离合器体紧贴衔铁，中心的滚珠轴承固接在减速马达轴；电磁离合器体中心的滚珠轴承使电磁离合器体可以与减速马达轴及衔铁相对转动；电磁离合器体背衔铁面直径边沿的轴向固接有两个刚性销钉。
转距输出板为金属板，其强度足以承担减速马达输出的力矩；转距输出板上固接有一轴，轴上可以套装一弹性胶套，以使得在推动方向变换摆块时可以缓冲和降噪。
转距输出板中心有一螺丝与减速马达轴中心松动连接，转距输出板的宽度小于电磁离合器体上的两刚性销钉的间距(大约为5份之一)，长度大于两刚性销钉的间距，电磁离合器体上的两刚性销钉卡在转距输出板的两边，两刚性销钉可以各套装一弹性胶套，以使得在推动转距输出板时可以缓冲和降噪。
方向变换摆块的轴承座固接于安装板上，方向变换摆块固接一滚珠轴承或滚动轴承并安装于轴承座，方向变换摆块上固接一轴，轴上可以套装一弹性胶套，以使得在推动摇摆推杆时可以缓冲和降噪。
悬挂摆杆上的滚珠轴承分别和悬挂摆杆与横梁固接。
摇摆推杆将多个悬挂摆杆连接，摇摆推杆在与方向变换摆块相对的位置固接一轴承座，上装有滚珠轴承或滚动轴承。
摇摆方向监测器由转动环，阻尼环，摩擦环，光电遮板，遮板挡板，光电开关支架和光电开关组成。
悬挂摆杆上任一滚珠轴承外固接一转动环，转动环和横梁有一定间隙，转动环随滚珠轴承外圈转动，；转动环外径套装有阻尼环，阻尼环由高分子材料做成；阻尼环外套装有摩擦环，光电遮板固接在摩擦环上；光电遮板转动半径范围内，在横梁上固接有光电开关支架并装有光电开关，光电开关发射接收两元件开口处设有遮板挡板；光电遮板置于光电开关发射接收两元件缝隙和遮板挡板之间，光电遮板的摆动使光电开关阻断或者耦合。
安全开关安装在机壳的悬挂摆杆摇摆幅度超过安全极限时会触碰到的位置。
微电脑控制器由微处理器，信号输入端口，电源输入端口，无线信号接收模块，能量时控输出端口组成；减速马达，电磁离合器，光电开关，安全开关和微电脑控制器电连接。
信号输入端口接受光电开关，面板按键和无线信号接收模块给出的控制信号并输入微处理器；微处理器根据信号输入端口输入的数据运算出最佳的时控，通过能量时控输出端口控制电磁离合器和减速马达的通断或者电磁离合器的通断。
本发明还提供一种自动秋千，该自动秋千包含有：支架、横梁、机壳、秋千等；支架呈“h”形，有竖柱，曲柱，纵加强管，横加强管；横梁固接于支架上，横梁中部设有安装板，悬挂电动摇摆装置安装于其上；有悬挂摆杆通过滚珠轴承固接于横梁上；秋千由吊杆、靠背、椅座、扶手和脚垫组成；吊杆和扶手是一体，承担着连接悬挂摆杆、靠背、椅座的作用；脚垫固接在椅座上，供使用者搁脚之用。
本发明的有益效果是：采用蜗轮减速马达成本较低且运转平稳，几无噪音，装置紧凑，运行可靠，省电节能，便于携带，适用面广等特点；解决了由于涡轮减速马达的马达轴和涡轮减速输出轴的轴向成90度夹角，造成安装该驱动装置的自动秋千的机壳过于庞大臃肿或者只能选择驱动单个吊杆，而驱动单个吊杆又会造成摇摆幅度小的时候主动吊杆和从动吊杆扭动而且机壳的外观也不够美观等缺憾。
附图说明
图1为本发明悬挂电动摇摆装置实施例一主视图。
图2为本发明悬挂电动摇摆装置实施例一图1A-A剖视图。
图3为本发明悬挂电动摇摆装置实施例一图1B-B剖视图。
图4为本发明悬挂电动摇摆装置实施例一图1C-C剖视图1。
图5为本发明悬挂电动摇摆装置实施例一图1C-C剖视图2。
图6为本发明悬挂电动摇摆装置实施例一图1摇摆方向监测器E放大图。
图7为本发明悬挂电动摇摆装置实施例一图6H向向视图。
图8为本发明悬挂电动摇摆装置光电开关2.8.5和遮板挡板2.8.4立体图。
图9为本发明悬挂电动摇摆装置微电脑控制器方框图。
图10为本发明悬挂电动摇摆装置实施例二主视图。
图11为本发明悬挂电动摇摆装置实施例二图10F部放大图。
图12为本发明悬挂电动摇摆装置实施例二图11G向向视图。
图13为本发明悬挂电动摇摆装置自动秋千主视图。
图14为本发明悬挂电动摇摆装置自动秋千左视图。
具体实施方式
为了能对本发明悬挂电动摇摆装置的特征、效果做进一步的理解与认识，以下列举二个实施例配合附图加以进一步详细说明，但本发明悬挂摇摆装置不局限于实施例。
实施例一：本发明悬挂摇摆装置参照图1至9所示，悬挂电动摇摆装置包含有：支架1，横梁2，悬挂摆杆2.2，摇摆推杆2.3，减速马达3，电磁离合器4，转距输出板4.2，方向变换摆块2.6，摇摆方向监测器2.8，安全开关7，悬挂体8和微电脑控制器5等组成。
减速马达3是蜗轮减速马达，螺接于支架横梁的安装板2.1上。
电磁离合器4由圆盘形衔铁和圆柱形电磁离合器体组成；蜗轮减速马达3的输出轴螺接着电磁离合器衔铁，电磁离合器体紧贴衔铁，中心的滚珠轴承固接在减速马达轴；电磁离合器体中心的滚珠轴承使电磁离合器体可以与减速马达轴和衔铁相对转动；电磁离合器体背衔铁面直径边沿的轴向固接有两个刚性销钉4.1。
转距输出板4.2为金属板，其强度足以承担减速马达输出的力矩；转距输出板上固接有一轴4.3，轴上可以套装一弹性胶套，以使得在推动方向变换摆块2.6时可以缓冲降噪。
转距输出板中心有一螺丝与减速马达轴中心松动连接，转距输出板的宽度小于电磁离合器体上的两刚性销钉的间距(大约为5份之一)，长度大于两刚性销钉的间距，电磁离合器体上的两刚性销钉4.1卡在转距输出板4.2的两边，两刚性销钉可以各套装一弹性胶套，以使得在推动转距输出板时可以缓冲降噪。
转距输出板4.2在与方向变换摆块2.6相接触的位置固接一轴4.3，轴4.3可以套装弹性胶套，以使得在推动方向变换摆块2.6时可以缓冲降噪。
方向变换摆块2.6通过一滚珠轴承座2.5固接于安装板2.1上，方向变换摆块2.6与滚珠轴承座2.5之间有一滚珠轴承，方向变换摆块2.6上固接一轴2.7，轴2.7上可以套装一弹性胶套，以使得在推动摇摆推杆2.3时可以缓冲降噪。
悬挂摆杆2.2上的滚珠轴承2.2.1分别和悬挂摆杆2.2与横梁2固接。
悬挂摆杆2.2下端螺接着悬挂体8(可以是秋千，吊床或者摇篮)
摇摆推杆2.3将不少于两个的悬挂摆杆2.2连接，摇摆推杆2.3在与方向变换摆块2.6相对的位置固接一轴承座2.4，轴承座2.4上装有滚珠轴承。
摇摆方向监测器2.8由转动环2.8，阻尼环2.8.1，摩擦环2.8.2，光电遮板2.8.3，遮板挡板2.8.4和光电开关2.8.5组成。
任意一悬挂摆杆2.2上的滚珠轴承2.2.1外固接一转动环2.8，转动环转动不和横梁2接触，转动环外径套装有阻尼环2.8.1，阻尼环由高分子材料做成；阻尼环2.8.1外套装有摩擦环2.8.2，光电遮板2.8.3固接在摩擦环2.8.2上；光电遮板转动半径范围内，在横梁上固接有光电开关支架2.8.6并装有光电开关2.8.5，光电开关发射接收两元件开口处设有遮板挡板2.8.4；光电遮板2.8.3置于光电开关2.8.5发射接收两元件缝隙和遮板挡板2.8.4之间的封闭空间，光电遮板2.8.3限制在光电遮板和光电开关底部的空间内摆动，使光电开关阻断或者耦合。
安全开关7安装在机壳悬挂摆杆摇摆幅度超过安全极限时会触碰到的位置，当悬挂摆杆2.2的摇摆幅度超过安全极限，悬挂摆杆2.2会触碰到安全开关7，安全开关7给微电脑控制器5信号，微处理器会做出停止几次摇摆驱动以衰减摇摆幅度。
微电脑控制器5由微处理器5.1，信号输入端口5.2，电源输入端口5.3，无线信号接收模块523，能量时控输出端口54组成；减速马达3，电磁离合器4，光电开关2.8.5，安全开关7和微电脑控制器5电连接。
信号输入端口52接受光电开关驱动信号521，面板按键522和无线信号接收模块523给出的控制信号并输入微处理器51；微处理器51根据信号输入端口52输入的数据运算出最佳的时控，通过能量时控输出端口54控制电磁离合器4和减速马达3的通断。
实施例二：本发明悬挂电动摇摆装置参照图8至12所示，悬挂电动摇摆装置包含有：支架1，横梁2，悬挂板2.9，悬挂摆杆9，摇摆推杆2.3，减速马达3，电磁离合器4，转距输出板4.2，摇摆方向监测器9.2，安全开关7，悬挂体8和微电脑控制器5等组成。悬挂板2.9固接于横梁2上，两轴承座装有滚珠轴承2.9.1固接于悬挂板2.9上；悬挂摆杆9的一端固接有转轴9.1，转轴9.1套装于轴承2.9.1，其中有一转轴9.1轴向延长，阻尼环9.2.2套装于转轴9.1的延长段上，摩擦环9.2套装于阻尼环9.2.2，摩擦环9.2上固接有光电遮板9.2.1，光电遮板转动半径范围内，在横梁上固接有光电开关支架2.8.6并装有光电开关2.8.5，光电开关发射接收两元件开口处设有遮板挡板2.8.4；光电遮板9.2.1置于光电开关2.8.5发射接收两元件缝隙和遮板挡板2.8.4之间的封闭空间，光电遮板9.2.1限制在光电遮板和光电开关底部的空间内摆动，使光电开关阻断或者耦合。悬挂摆杆9的另一端铰接悬挂体8；至少两个的悬挂摆杆9有一摇摆推杆2.3将其连成一体。安全开关7安装在机壳悬挂摆杆摇摆幅度超过安全极限时会触碰到的位置，当悬挂摆杆9的摇摆幅度超过安全极限，悬挂摆杆9会触碰到安全开关7，安全开关7给微电脑控制器5信号，微处理器会做出停止几次摇摆驱动以衰减摇摆幅度。
所述的自动秋千包含有：支架1，横梁2，机壳6，秋千8等；支架1呈“h”形，有竖柱1，曲柱1.1，纵加强管1.2，横加强管1.3；横梁2固接于支架1上，横梁2中部有安装板2.1，悬挂电动摇摆装置安装于其上；有悬挂摆杆2.2通过滚珠轴承2.2.1固接于横梁2上；秋千8由吊杆8，靠背8.1，椅座8.2，扶手8.3，脚垫8.4组成；吊杆8和扶手8.3是一体，承担着连接悬挂摆杆2.2靠背8.1椅座8.2的作用；脚垫8.4固接在椅座8.2上，供使用者搁脚之用。
悬挂电动摇摆装置是这样工作的：人力给悬挂体8以推动，悬挂体8带动悬挂摆杆2.2转动环2.8阻尼环2.8.1摩擦环2.8.2和光电遮板2.8.3一起转动，转动一定角度光电遮板2.8.3受到遮板挡板2.8.4的阻挡，阻挡力大于阻尼摩擦力，摩擦环2.8.2在阻尼环2.8.1与转动环2.8之间滑动，光电遮板停留在遮板挡板2.8.4处；外力加诸悬挂体8耗尽时，悬挂体8积蓄的势能使得悬挂体8回摆，悬挂体8带动悬挂摆杆2.2转动环2.8阻尼环2.8.1摩擦环2.8.2和光电遮板2.8.3一起回摆，回摆一定角度光电遮板2.8.3受到光电开关2.8.5底部的阻挡，阻挡力大于阻尼摩擦力，摩擦环2.8.2在阻尼环2.8.1与转动环2.8之间滑动，光电遮板停留在光电开关2.8.5底部处；光电遮板2.8.3置于光电开关2.8.5发射接收两元件缝隙和遮板挡板2.8.4之间的封闭空间，光电遮板2.8.3限制在光电遮板和光电开关底部的空间内摆动，使光电开关阻断或者耦合。光电遮板2.8.3在悬挂体8正摆或者回摆变换的一刹那做出使光电开关阻断或者耦合的动作，使得光电开关2.8.5向微电脑控制器5给出底电平或者高电平信号，控制着减速马达3和电磁离合器4的通断。
当微电脑控制器5接通减速马达3和电磁离合器4的电源，电磁离合器4的衔铁和电磁离合器体吸合，减速马达3带动电磁离合器体转动，电磁离合器4上的两刚性销钉4.1卡在转距输出板4.2的两边，两刚性销钉带动转距输出板4.2旋转，转距输出板4.2与方向变换摆块2.6相接触的位置固接一轴4.3，转距输出板4.2的转动使得轴4.3把方向变换摆块2.6向下推动，方向变换摆块2.6把减速马达3的旋转方向变换90度，方向变换摆块2.6上固接一轴2.7，轴2.7推动摇摆推杆2.3上的滚珠轴承，摇摆推杆2.3和至少两个悬挂摆杆2.2相连，悬挂体8螺接于悬挂摆杆2.2上，减速马达3输出的转距作用于悬挂体8。
当微电脑控制器5接通减速马达3和电磁离合器4的电源时，微电脑控制器5的微处理器开始计时，到达程序设置的时长时，微电脑控制器5切断向减速马达3和电磁离合器4输出的电源，马达停转，电磁离合器与衔铁脱离吸合；此时悬挂体8还承载着减速马达3推动的惯量继续前摆；当悬挂体8的惯量耗尽时，其积蓄的势能使得悬挂体8停止正摆并反向回摆，摇摆推杆2.3反推方向变换摆块2.6，方向变换摆块2.6反推转距输出板4.2，转距输出板4.2反推电磁离合器4，此时电磁离合器4失电，电磁离合器体中心的滚珠轴承使电磁离合器体可以与减速马达轴与衔铁相对回转；回摆的势能耗尽时，开始重复着前面的加载过程。安全开关7限制悬挂体的最大摆幅，当悬挂摆杆触碰到安全开关，安全开关给微电脑控制器5信号，微处理器会做出停止若干次摇摆驱动以衰减摇摆幅度。
微电脑控制器5通过面板按键和遥控器可以选定程序预设的各档通电时长；通电的时间长短决定悬挂体的摇摆幅度。
悬挂体百分之八十以上的时长是靠惯量在摇摆，微电脑控制器5只要输出很小的动能来补充悬挂体摇摆时滚珠轴承2.2.1产生的摩擦损失和风阻就可以非常节能地持续不断的摇摆。
当悬挂电动摇摆装置不加电或者关闭，仍然可以非常轻松自如的摇摆；不必人工设置离合器的空挡或挂档。
本发明上述已做了详细的说明并引证了实施例，但不能用来限定本发明所实施的范围。

Claims (10)

1.悬挂电动摇摆装置，包含一个承载悬挂物的支架横梁和悬挂摆杆，悬挂摆杆通过滚珠轴承和横梁连接或者通过固接于横梁的悬挂板上的滚珠轴承和横梁连接，悬挂摆杆的下方机械连接着悬挂物；其特征是：所述的悬挂电动摇摆装置还包含有蜗轮减速马达、电磁离合器、转距输出板、方向变换摆块、摇摆推杆、摇摆方向监测器、安全开关、微电脑控制器；蜗轮减速马达和横梁上的安装板机械连接，电磁离合器和蜗轮减速马达机械连接，转距输出板活动连接于电磁离合器上，方向变换摆块和安装板机械连接，摇摆方向监测器和悬挂摆杆的轴承或者悬挂摆杆轴连接，摇摆推杆和至少两个的悬挂摆杆机械连接；微电脑控制器和摇摆方向监测器、蜗轮减速马达、电磁离合器电连接；微电脑控制器控制蜗轮减速马达和电磁离合器电源的通断。
2.根据权利要求1所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：在横梁固设有安装板，蜗轮减速马达机械连接于安装板上，电磁离合器衔铁机械连接于蜗轮减速马达机输出轴上。
3.根据权利要求1或2所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：电磁离合器由圆盘形衔铁和圆柱形电磁离合器体组成，电磁离合器体紧贴衔铁，中心的滚珠轴承固接在减速马达轴；电磁离合器体中心的滚珠轴承使电磁离合器体不通电时可以与减速马达轴及衔铁相对转动；电磁离合器体背衔铁面直径边沿的轴向固接有两个刚性销钉，转距输出板中心孔与固接于减速马达轴中心的螺丝松动连接，两刚性销钉卡在转距输出板的两边，转距输出板上固接一轴用于推动方向变换摆块。
4.根据权利要求1所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：方向变换摆块通过一滚珠轴承或滚动轴承和轴承座固接于安装板上，方向变换摆块上固接一轴用于推动摇摆推杆。
5..根据权利要求1或4所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：摇摆推杆和至少两个的悬挂摆杆机械连接，摇摆推杆上固接一滚珠轴承或滚动轴承用于减少方向变换摆块推动摇摆推杆的机械摩擦，悬挂摆杆的下方机械连接着悬挂物。
6.根据权利要求1所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：摇摆方向监测器由转动环，阻尼环，摩擦环，光电遮板，遮板挡板，光电开关支架和光电开关组成；悬挂摆杆上的任一滚珠轴承外圈固接一转动环，转动环外径套装有阻尼环，阻尼环外套装有摩擦环，光电遮板固接在摩擦环上；光电遮板转动半径范围内，在横梁上固接有光电开关支架并装有光电开关和遮板挡板；光电遮板置于光电开关发射接收两元件缝隙和遮板挡板的封闭空间，光电遮板的摆动使光电开关阻断或者耦合。
7.根据权利要求1所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：摇摆方向监测器由阻尼环，摩擦环，光电遮板，遮板挡板，光电开关支架和光电开关组成；悬挂摆杆转轴上套装有阻尼环，阻尼环外套装有摩擦环，光电遮板固接在摩擦环上；光电遮板转动半径范围内，在横梁上固接有光电开关支架并装有光电开关和遮板挡板；光电遮板置于光电开关发射接收两元件缝隙和遮板挡板的封闭空间，光电遮板的摆动使光电开关阻断或者耦合。
8.根据权利要求1所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：微电脑控制器接受摇摆方向监测器的光电开关和遥控器、面板按键控制；微电脑控制器控制蜗轮减速马达和电磁离合器电源的通断。
9.根据权利要求1或6或7所述的悬挂电动摇摆装置，其特征是：摇摆方向监测器的光电开关可以用磁控开关、微动开关或感应开关替代。
10.自动秋千，包含有一个承载悬挂物的支架横梁和悬挂摆杆，其特征是：该自动秋千还包含有如权利要求1所述的悬挂电动摇摆装置和秋千椅；悬挂电动摇摆装置设置于横梁的安装板上，秋千椅由吊杆、靠背、椅座、扶手和脚垫组成；吊杆和扶手连接着悬挂摆杆、靠背和椅座；脚垫固接在椅座上，供使用者搁脚之用。
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