本發(fā)明涉及嬰兒搖床，尤其是涉及一種閉環(huán)式自動控制的嬰兒搖床。

背景技術(shù)：

眾所周知，嬰兒車和嬰兒床在市場上占有很大的份額。隨著一個新的生命的誕生，每個家庭都少不了去市場上購買嬰兒車和嬰兒床，并且隨著寶寶的成長，一些家庭會購買不止一個。但是，市面上絕大多數(shù)的嬰兒車床都沒有自動搖床的功能，即便有，很多也是需要人工控制它的開關(guān)狀態(tài)，至于那種自動控制，無需家長看護的嬰兒車床，簡直是鳳毛麟角。

傳統(tǒng)的手動搖籃擺幅大小不穩(wěn)定，擺的速度也不穩(wěn)定，在搖動過程中會出現(xiàn)頭昏、吐奶等現(xiàn)象。目前，市場上的嬰兒搖床大多是電動搖床，且以國外進口為主，國內(nèi)的電動搖床一般有強制式和協(xié)振式兩種，強制式電動搖床的功率太大，不適合嬰兒嬌嫩的身體，而協(xié)振式電動搖床的負載能力往往不夠，搖動幅度小，起不到搖動的作用。

通過查閱國內(nèi)外一些資料可得知，凡是涉及到自動控制功能的嬰兒車床，其價格都是一般嬰兒車的好幾倍，動輒就是上千上萬，一般的家庭難以承受。而且，具有這種功能的嬰兒車床在國內(nèi)市場上一般都是從外國進口的，其中的大部分利潤都是被提供技術(shù)的國家所賺去，而且一旦哪個零部件損壞，也要從相應(yīng)的去購買相應(yīng)的標(biāo)準配件，很不方便。因此，開發(fā)出一款具有自動控制功能的嬰兒搖床對我們國內(nèi)的工程師來說刻不容緩。

中國專利ZL201310351075.X公開了一種嬰兒搖床自動搖擺方法和裝置及其嬰兒搖床，其內(nèi)床通過懸掛桿懸掛在外床內(nèi)，懸掛桿與內(nèi)床相固連，懸掛桿垂直連接擺桿，擺桿與撥桿相連，且撥桿與懸掛桿平行，懸掛桿位于擒縱爪的撥叉內(nèi)，利用懸掛桿、擺桿和撥桿與搖擺裝置相連，接受來自搖擺裝置的能量，搖床搖擺過程中又推動擒縱爪，解放擒縱輪，搖擺裝置四周設(shè)置有用于密封搖擺裝置、擺桿和撥桿的隔音板，隔音板圍成矩形箱體，懸掛桿一端伸入矩形箱體中，且懸掛桿與矩形箱體接觸處設(shè)置有密封軸套；手柄設(shè)置于矩形箱體外，且連接手柄的第一傳動軸與矩形箱體接觸處設(shè)置有密封軸套，以便降低搖擺裝置運行中的噪音。但是該發(fā)明結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)龐大、費用高、由于涉及到的零部件多，易損件也多，更換困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種智能控制、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便的閉環(huán)式自動控制的嬰兒搖床。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種閉環(huán)式自動控制的嬰兒搖床，其特征在于，包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、支撐裝置、嬰兒床體及附件、自動控制系統(tǒng)，所述的動力系統(tǒng)連接傳動系統(tǒng)，所述的傳動系統(tǒng)連接設(shè)置在支撐裝置上的嬰兒床體及附件，所述的自動控制系統(tǒng)連接動力系統(tǒng)，控制動力系統(tǒng)驅(qū)動傳動系統(tǒng)帶動嬰兒床體及附件在支撐裝置上搖動。

所述的嬰兒床體及附件包括床體、及其下方設(shè)置的輪子支架和輪子；

所述的支撐裝置包括軌道及其下方設(shè)置的軌道支撐架，所述的嬰兒床體及附件在所述軌道上滑動。床體下面的軌道用特殊性質(zhì)的軌道來代替圓弧型軌道，以便更加真實的模擬寶寶在媽媽懷抱中的感受。

所述的輪子支架上還設(shè)有磁鐵，所述的軌道兩端設(shè)有控制感受器，該控制感受器探測磁鐵的位置信號，并將其傳輸給自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)控制動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，從而控制床體在軌道上轉(zhuǎn)向。

所述的控制感受器為霍爾傳感器。

所述的自動控制系統(tǒng)包括控制面板、微控制器、繼電器，所述的微控制器連接所述霍爾傳感器，并通過繼電器連接動力系統(tǒng)；當(dāng)霍爾傳感器感受周圍的磁場強度大于設(shè)定值時，霍爾傳感器信號引腳變低電平，微控制器對霍爾傳感器信號引腳電平進行讀取，判斷嬰兒車是否運行到兩邊限，當(dāng)微控制器讀取到霍爾傳感器信號引腳低電平，控制繼電器的通斷來使動力系統(tǒng)改變轉(zhuǎn)向，自動的改變動力系統(tǒng)兩端電壓從而改變動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，使輪子再向右或左運動，如此往復(fù)，完成自動搖籃的功能。在合適的位置設(shè)置控制面板，只需操作面板即可實現(xiàn)機構(gòu)的運轉(zhuǎn)。

所述的動力系統(tǒng)包括電動機；

所述的傳動系統(tǒng)包括齒輪軸、小齒輪、軸、齒條、推力桿、大齒輪；

所述的電動機連接齒輪軸，齒輪軸與小齒輪嚙合，小齒輪與大齒輪通過軸連接，所述的齒條位于大齒輪底部，并與大齒輪嚙合，所述的推力桿一端固定在齒條上，另一端固定在嬰兒床體底部；

電動機驅(qū)動齒輪軸，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，并通過軸帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒條前后移動，帶動推力桿推動嬰兒床體移動。

所述的電動機通過軸套連接齒輪軸，所述的小齒輪和大齒輪通過齒輪軸軸套和軸承與軸連接。

該機構(gòu)的傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)做得更加緊湊一些，減少裝置的空間，可以再加上一個外殼將整個傳動機構(gòu)包住，增加機構(gòu)美觀性的同時也提高安全性。

所述的支撐裝置包括底部支撐板、齒條支撐架、電機座、電動機支撐架、軸承支撐座、軌道支撐架，所述的齒條支撐架設(shè)有至少兩個，固定在支撐板上，用于支撐齒條，所述的電機座固定在支撐板上，其上方設(shè)有電動機支撐架，所述的軸兩端固定在所述軸承支撐座上，所述的軌道支撐架設(shè)置在軌道下方。

所述的床體底部設(shè)有濕度感應(yīng)器，當(dāng)寶寶尿床以后可以及時發(fā)出提示，當(dāng)嬰兒陷入美夢時，可以伴隨著床體的停止自動關(guān)閉音樂。

所述的床體四周裝有音樂播放器，伴隨著搖床的擺動而工作。

這種閉環(huán)式的自動控制裝置可以在無人看護的情況下運行，在嬰兒的手上戴上一個手環(huán)式的心率傳感器，可以采集并反饋嬰兒的心率狀況(嬰兒在睡眠狀態(tài)下和清醒狀態(tài)下的心率會有20次/分左右的差異，睡眠狀態(tài)下的心率會比清醒狀態(tài)下低)。

為了提高這種裝置運行的可靠性，該裝置在運行初期一段時間內(nèi)是按設(shè)定的默認值運行的，這段時間內(nèi)心率傳感器會采集那幾天中嬰兒的心率狀態(tài)(高峰區(qū)間和低谷區(qū)間)并且反饋給主板。主板中已經(jīng)存在的程序會根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)進行處理，并且判斷和估算該嬰兒在睡眠狀態(tài)下和清醒狀態(tài)下的平均心率，將計算所得數(shù)據(jù)(睡眠心率值Rmin和清醒心率值Rmax)存儲于內(nèi)存中。

采集完數(shù)據(jù)以后該裝置可以進入正常運行，首先它會根據(jù)心率傳感器反饋的數(shù)據(jù)來判斷此時嬰兒是否處于睡眠狀態(tài)，如果是，則該裝置不運行；如果不是，主板會控制電路控制器使電動機處于運行狀態(tài)。但是市面上一般的電動機都是單向轉(zhuǎn)動，如果強行用程序控制電動機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，很容易造成控制器的運行失誤，因此，該裝置采用另外一種自動控制電動機旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的方法。

使用時，先在小車輪子支架上安裝兩塊磁鐵，再在軌道的兩個極限位置安裝兩個霍爾傳感器，霍爾傳感器由單片機提供5V電壓，霍爾傳感器信號引腳外部加上拉電阻?；魻杺鞲衅骺梢愿惺苤車拇艌?，當(dāng)它周圍的磁場強度大于一定值時(也就是磁鐵和霍爾傳感器的距離小于一定值時)，霍爾傳感器信號引腳變低電平。微控制器數(shù)字輸入I/O口對霍爾傳感器信號引腳電平進行讀取，便可判斷嬰兒車是否運行到兩邊限，并在程序中加入延時防抖避免誤判斷。當(dāng)微控制器讀取到霍爾傳感器信號引腳低電平，會控制繼電器的通斷來使電動機改變轉(zhuǎn)向。這樣一來，一旦小車運行到最左(右)端位置時，微控制器會自動的改變電機兩端電壓從而改變電機轉(zhuǎn)向，從而小車再向右(左)運動，如此往復(fù)，完成自動搖籃的功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)智能控制：可以根據(jù)寶寶的睡眠狀態(tài)自動調(diào)節(jié)控制機器的運行情況，是國內(nèi)市場上絕大多數(shù)嬰兒車不具有的功能。

(2)無需家長監(jiān)護：一般有搖床功能的嬰兒車床都需要家長在旁邊輔助，該裝置可以徹底解放父母的雙手。

(3)成本低：該裝置采用的零件多數(shù)都是標(biāo)準零件，大大降低了制造成本。

結(jié)構(gòu)簡單，維修方便：該裝置的內(nèi)部各個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，沒有太多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，一旦損壞，其維修也是比較簡單的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明側(cè)視圖；

圖中標(biāo)識：支撐板1、齒條支撐架2、電機座3、電動機支撐架4、電動機5軸套6、齒輪軸7、齒輪軸軸套8、軸承9、小齒輪10、控制感受器11、軌道12、輪子13、輪子支架14、床體15、磁鐵16、推力桿17、齒條18、軸19、大齒輪20、軸承支撐座21、軌道支撐架22。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1～2所示，一種閉環(huán)式自動控制的嬰兒搖床，包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、支撐裝置、嬰兒床體及附件、自動控制系統(tǒng)，所述的動力系統(tǒng)連接傳動系統(tǒng)，所述的傳動系統(tǒng)連接設(shè)置在支撐裝置上的嬰兒床體及附件，所述的自動控制系統(tǒng)連接動力系統(tǒng)，控制動力系統(tǒng)驅(qū)動傳動系統(tǒng)帶動嬰兒床體及附件在支撐裝置上搖動。

其中：

動力系統(tǒng)：包括電動機5，電動機5通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動床體15左右擺動；

傳動系統(tǒng)：包括齒輪軸7、小齒輪10、軸19、齒條18、推力桿17、大齒輪20；所述的電動機5通過軸套6連接齒輪軸7，齒輪軸7與小齒輪10嚙合，小齒輪10和大齒輪20通過齒輪軸軸套8和軸承9與軸19連接，所述的齒條18位于大齒輪20底部，并與大齒輪20嚙合，所述的推力桿17一端固定在齒條18上，另一端固定在嬰兒床體底部；電動機5驅(qū)動齒輪軸7，帶動小齒輪10轉(zhuǎn)動，并通過軸19帶動大齒輪20轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒條18前后移動，帶動推力桿17推動嬰兒床體移動。傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)做得更加緊湊一些，減少裝置的空間，可以再加上一個外殼將整個傳動機構(gòu)包住，增加機構(gòu)美觀性的同時也提高安全性。

支撐裝置:包括支撐板1、齒條支撐架2、電機座3、電動機支撐架4、軸承支撐座21、軌道12、軌道支撐架22，所述的支撐板1位于整個系統(tǒng)的底部，所述的齒條支撐架2設(shè)有至少兩個，固定在支撐板1上(本實施例中設(shè)有3個)，用于支撐齒條18，所述的電機座3固定在支撐板1上，其上方設(shè)有電動機支撐架4，用來固定電動機5，所述的軸19兩端固定在所述軸承支撐座21上，所述的軌道支撐架22設(shè)置在軌道12下方，所述的嬰兒床體及附件在所述軌道12上滑動。

嬰兒床體及附件：包括床體15、及其下方設(shè)置的輪子支架14和輪子13；所述的輪子支架14上還設(shè)有磁鐵16，所述的軌道12兩端設(shè)有控制感受器11，該控制感受器11探測磁鐵16的位置信號，并將其傳輸給自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)控制動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)向，從而控制床體15在軌道12上轉(zhuǎn)向。所述的控制感受器11為霍爾傳感器。先在床體15的輪子支架14上安裝兩塊磁鐵16，再在軌道12的兩個極限位置安裝兩個霍爾傳感器，霍爾傳感器由單片機提供5V電壓，霍爾傳感器信號引腳外部加上拉電阻?；魻杺鞲衅骺梢愿惺苤車拇艌觯?dāng)它周圍的磁場強度大于一定值時(也就是磁鐵和霍爾傳感器的距離小于一定值時)，霍爾傳感器信號引腳變低電平。

自動控制系統(tǒng)：包括控制面板、微控制器、繼電器，所述的微控制器連接所述霍爾傳感器，并通過繼電器連接動力系統(tǒng)；微控制器數(shù)字輸入I/O口對霍爾傳感器信號引腳電平進行讀取，便可判斷嬰兒床體是否運行到兩邊限，并在程序中加入延時防抖避免誤判斷。當(dāng)微控制器讀取到霍爾傳感器信號引腳低電平，會控制繼電器的通斷來使電動機改變轉(zhuǎn)向。這樣一來，一旦嬰兒床體運行到最左(右)端位置時，微控制器會自動的改變電機兩端電壓從而改變電機轉(zhuǎn)向，從而嬰兒床體再向右(左)運動，如此往復(fù)，完成自動搖籃的功能。在合適的位置設(shè)置控制面板，只需操作面板即可實現(xiàn)機構(gòu)的運轉(zhuǎn)。

所述的床體15底部還可以安裝濕度感應(yīng)器，當(dāng)寶寶尿床以后可以及時發(fā)出提示。

所述的床體15四周還可以安裝音樂播放器，伴隨著搖床的擺動而工作，當(dāng)嬰兒陷入美夢時，可以伴隨著床體的停止自動關(guān)閉音樂。