專利名稱：一種帶電路控制的擺動(dòng)傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶電路控制的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置，適用于秋千、 搖床、搖籃和搖椅的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置。
技術(shù)背景市面上流行3種電動(dòng)秋千的方案.分別是以美國公司Graco為代表的 彈簧減振方案、美國公司Fish-price為代表的摩擦輪方案和以國內(nèi)廠家為 代表的電機(jī)正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速檢測方案。它們都采用某種軟連接的方式，解決 秋千在起動(dòng)過程中需要通過多次擺動(dòng)，以達(dá)到比較大的擺幅的問題。前兩 者采用機(jī)械的軟連接方式，后者采用電子軟連接方式。它們都存在只適應(yīng) 擺動(dòng)對象本征頻率范圍比較窄的缺點(diǎn)。前兩者是開環(huán)控制，其動(dòng)力只能設(shè) 定與擺動(dòng)對象的本征頻率相同才能實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)；后者雖然是閉環(huán)控制，但是 由于采用轉(zhuǎn)速檢測的方式測定擺動(dòng)對象的擺動(dòng)定點(diǎn)，測量精度有限，對本 征頻率的跟蹤范圍也有限，所以只適應(yīng)擺動(dòng)對象本征頻率范圍比較窄的場合。適應(yīng)擺動(dòng)對象本征頻率范圍比較窄的缺點(diǎn)，在實(shí)際的產(chǎn)品上表現(xiàn)為起 動(dòng)困難，產(chǎn)品的合格率低以及對產(chǎn)品的工藝要求高。在上述及的Gmco和 Fisher-price的產(chǎn)品說明書上都注明當(dāng)起動(dòng)不暢時(shí)，需用手助推起動(dòng)。20072Graco方案對減振彈簧的要求和Fisher-price對摩擦輪的要求幾近苛刻， 才能達(dá)到設(shè)計(jì)性能。因此產(chǎn)品合格率低，對產(chǎn)品的工藝要求高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種帶電路控制的擺動(dòng)傳動(dòng)裝置，它采用位 置和方向傳感器監(jiān)測電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置和方向，對擺動(dòng)傳動(dòng)裝置實(shí)施控制。本 實(shí)用新型是用如下方式實(shí)現(xiàn)的 一種帶電路控制的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置，其特 征在于它具有減速電機(jī)4,其一端連接有擺桿5;減速電機(jī)4的另一端部連接有遮光飛輪2，并且在遮光飛輪2上裝有鼠標(biāo)對管傳感器3,和控制電路板1 。 在控制電路板1上有由單片機(jī)PC 、電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14，二極管D1、 D2、 D3、 D4，三極管T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6、 T7、 T8、 T9，電容C1、 C2,接插件J2和鼠標(biāo)對管傳感 器3組成的整體電路；單片機(jī)的RB(TRB5端口作為設(shè)定輸入電路，R6、 R7、 R8和J2的4個(gè)端口作為鼠標(biāo)對管的輸入電路，T5、 T6、 T4、 T9、 T7、 T8、 Dl、 D2、 D3、 D4、 R9、 Rll、 RIO、 R14、 R12、 R13作為橋式輸出電路。本實(shí) 用新型能夠通過一定的方式安裝在秋千、搖椅、搖籃和搖床的活動(dòng)部分或 固定部分(包括地面)上，通過擺桿與秋千、搖椅、搖籃和搖床的固定部 分(包括地面)或活動(dòng)部分相連接，從而驅(qū)動(dòng)搖椅、搖籃和搖床擺動(dòng)。它 在每個(gè)方向擺動(dòng)的末期，電路板控制電機(jī)的輸出力矩很小或輸出力矩為O待秋千、搖椅、搖籃和搖床的活動(dòng)部分通過擺桿推動(dòng)電機(jī)做反向運(yùn)動(dòng)，傳感器檢測到電機(jī)轉(zhuǎn)向發(fā)生變化，電路板再控制電機(jī)反向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)?shù)竭_(dá)反向運(yùn)動(dòng) 的末期，電路板控制電機(jī)的輸出力矩很小或輸出力矩為O,待秋千、搖椅、 搖籃和搖床的活動(dòng)部分通過擺桿推動(dòng)電機(jī)做正向運(yùn)動(dòng)，傳感器檢測到電機(jī) 轉(zhuǎn)向發(fā)生變化，電路板再控制電機(jī)正向運(yùn)動(dòng).如此反復(fù),擺動(dòng)傳動(dòng)裝置跟蹤 感器檢測出電機(jī)在由正向到反向轉(zhuǎn)變時(shí)刻的位置以及由反向到正向轉(zhuǎn)變時(shí) 刻的位置，由此得到秋千、搖椅、搖籃和搖床的擺動(dòng)幅度，電路板控制電機(jī) 在非末期的輸出力矩，使秋千、搖椅、搖籃和搖床擺動(dòng)到設(shè)定的幅度。它 的位置和方向傳感器，可以表現(xiàn)為鼠標(biāo)對管和遮光飛輪的組合。它通過檢測 電機(jī)在驅(qū)動(dòng)過程中的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，跟蹤擺動(dòng)對象的本征頻率，控制電機(jī)的轉(zhuǎn) 動(dòng)方向，使電機(jī)能按照本征頻率驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)對象；通過檢測電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置， 確認(rèn)擺動(dòng)對象擺動(dòng)的幅度，與設(shè)定的幅度進(jìn)行比對，對電機(jī)進(jìn)行P麗方式 的控制，調(diào)節(jié)擺動(dòng)輸出幅度。本實(shí)用新型使用電子軟連接的方式，閉環(huán)控 制，采用轉(zhuǎn)動(dòng)方向檢測測定擺動(dòng)對象的擺動(dòng)頂點(diǎn)，對擺動(dòng)對象的本征頻率 跟蹤準(zhǔn)確，適應(yīng)的本征頻率范圍寬，解決了上述三種方案缺點(diǎn)是只適應(yīng)擺 動(dòng)對象本征頻率范圍比較窄、起動(dòng)困難、產(chǎn)品合格率低以及對產(chǎn)品的工藝要求高等存在的問題。


圖1是本實(shí)用新型搖床實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型搖床實(shí)施例的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例電路原理圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例控制信號時(shí)序電路產(chǎn)生的控制信號時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
下面以搖床為例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。本實(shí)用新型由以下部 分組成帶多齒遮光片的減速直流電動(dòng)機(jī)；擺桿；位置和方向傳感器；控 制及驅(qū)動(dòng)電路。參照附圖，圖中l(wèi)是控制電路板，2是遮光飛輪，3是鼠標(biāo) 對管傳感器，4是減速電機(jī)，5是擺桿。在實(shí)施例中，電機(jī)安裝在擺動(dòng)對象的 固定部分，擺桿安裝在擺動(dòng)對象的活動(dòng)部分。實(shí)際上也可以反過來安裝， 即電機(jī)安裝在擺動(dòng)對象的活動(dòng)部分，擺桿安裝在擺動(dòng)對象的固定部分。控制電路板分析鼠標(biāo)對管的信號，判斷電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向，發(fā)出相應(yīng)方 向的PWM信號驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在一個(gè)PWM控制信號的半周，P麗信號的脈寬開始 比較窄，逐步加寬，到達(dá)一定的寬度，保持一段時(shí)間，然后變窄，這樣就 能使電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)對象以貼近自然的方式擺動(dòng)。PWM信號逐步加寬到 達(dá)的寬度，由前一個(gè)半周鼠標(biāo)對管給出的位置信號與預(yù)先設(shè)置的參數(shù)比較 決定。當(dāng)鼠標(biāo)對管給出的位置信號比預(yù)先設(shè)置的參數(shù)小，則加大P麗信號的寬度；當(dāng)鼠標(biāo)對管給出的位置信號比預(yù)先設(shè)置的參數(shù)大，則減小PWM信 號的寬度。在一個(gè)半周接近末尾的時(shí)候，控制電路板給出的PWM信號比較 窄，電機(jī)接受的電力驅(qū)動(dòng)比較弱，擺動(dòng)對象的擺動(dòng)對電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力比較 強(qiáng)。當(dāng)擺動(dòng)超過擺動(dòng)的頂點(diǎn)往回?cái)[動(dòng)時(shí)，電機(jī)在擺動(dòng)對象的驅(qū)動(dòng)下做與P麗 信號方向相反的運(yùn)動(dòng)，由鼠標(biāo)對管傳感器檢測出電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向，控制電路板作出相應(yīng)的控制調(diào)整?？刂齐娐酚蓡纹瑱C(jī)、設(shè)定輸入電路、鼠標(biāo)對管 電路和橋式輸出電路組成。在本電路中，選用PTC16C56作為控制單片機(jī)， 單片機(jī)的RB0 RB5端口作為設(shè)定輸入電路，R6、 R7、 R8和J2的4個(gè)端口作 為鼠標(biāo)對管的輸入電路，T5、 T6、 T4、 T9、 T7、 T8、 Dl、 D2、 D3、 D4、 R9、 Rll、 RIO、 R14、 R12、 R13作為橋式輸出電路去控制電機(jī)。如圖5所示，鼠 標(biāo)對管檢測到電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信號，輸入到單片機(jī)的RB6和RB7端口。單片機(jī)依 據(jù)兩端口的信號，判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)向，并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生轉(zhuǎn)向信號。通過 對轉(zhuǎn)向信號的頻率，轉(zhuǎn)向時(shí)間和發(fā)生轉(zhuǎn)向的擺動(dòng)幅度的分析，并與設(shè)定值 進(jìn)行比較，在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號，再通過端口將產(chǎn)生的 PWM信號輸出到橋式輸出電路，并控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求1、一種帶電路控制的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置，其特征在于它具有減速電機(jī)[4]，其一端連接有擺桿[5]；減速電機(jī)[4]的另一端部連接有遮光飛輪[2]，并且在遮光飛輪[2]上裝有鼠標(biāo)對管傳感器[3]，和控制電路板[1]。
2 、根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶電路控制的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置，其特征在于 控制電路板[l]上有由單片機(jī)[^C]、電阻[Rl]、 [R2]、 [R3]、 [R4]、 [R5]、 [R6]、 [R7]、 [R8]、 [R9]、 [RIO]、 [Rll]、 [R12]、 [R13]、 [R14]，二極管[D1]、 [D2]、 [D3]、 [D4]，三極管[Tl]、 [T2] 、 [T3]、 [T4]、 [T5]、 [T6]、 [T7]、 [T8] 、 [T9]，電容[C1]、 [C2]，接插件[J2]和鼠 標(biāo)對管傳感器[3]組成的整體電路；單片機(jī)的RB(TRB5端口作為設(shè)定輸 入電路，[R6]、 [R7]、 [R8]和[J2]的4個(gè)端口作為鼠標(biāo)對管的輸入電路， [T5]、 [T6]、 [T4]、 [T9]、 [T7]、 [T8]、 [Dl]、 [D2]、 [D3]、 [D4]、 [R9]、 [Rll]、 [RIO]、 [R14]、 [R12]、 [R13]作為橋式輸出電路。
專利摘要一種帶電路控制的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置。本實(shí)用新型涉及一種帶電路控制的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置，適用于秋千、搖床、搖籃和搖椅的電動(dòng)擺動(dòng)傳動(dòng)裝置。采用位置和方向傳感器監(jiān)測電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置和方向，對擺動(dòng)傳動(dòng)裝置實(shí)施控制。特征在于它具有減速電機(jī)，其一端連接有擺桿；減速電機(jī)的另一端部連接有遮光飛輪，并且在遮光飛輪上裝有鼠標(biāo)對管傳感器，和控制電路板；在控制電路板上有由單片機(jī)、電阻、二極管、三極管、電容、接插件和鼠標(biāo)對管傳感器組成的整體電路。本實(shí)用新型使用電子軟連接的方式，閉環(huán)控制，采用轉(zhuǎn)動(dòng)方向檢測測定擺動(dòng)對象的擺動(dòng)頂點(diǎn)，對擺動(dòng)對象的本征頻率跟蹤準(zhǔn)確，適應(yīng)的本征頻率范圍寬，解決了只適應(yīng)擺動(dòng)對象本征頻率范圍比較窄、起動(dòng)困難、產(chǎn)品合格率低以及對產(chǎn)品的工藝要求高的問題。
文檔編號H02P1/18GK201171901SQ20072006344
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者張林亭 申請人:張林亭