專利名稱：自動(dòng)擺動(dòng)秋千的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一自動(dòng)擺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體地說，涉及一種秋千，它具有一個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)和一套自適應(yīng)控制系統(tǒng)，用以周期性地驅(qū)動(dòng)該擺動(dòng)馬達(dá)以維持一個(gè)秋千座的擺動(dòng)，是沿著一擺動(dòng)弧形進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，它與秋千座的自然頻率(及周期)相容。更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)電擺動(dòng)馬達(dá)的秋千，該電擺動(dòng)馬達(dá)被固定在一堅(jiān)固的框架上并被周期性地運(yùn)轉(zhuǎn)，以使懸掛在框架上的秋千座進(jìn)行擺動(dòng)。
被如此地安置的任一剛體稱為復(fù)擺，即它能在一垂直平面內(nèi)繞著通過它的一根軸線并在重力作用下進(jìn)行擺動(dòng)。一個(gè)安裝在框架上能繞一擺動(dòng)軸作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的秋千座正是復(fù)擺的一個(gè)例子，因?yàn)樵撉锴ё芟窭鲜铰涞冂娭械臄[那樣沿著一擺動(dòng)弧線來回?cái)[動(dòng)。
像鐘擺和秋千座那樣的擺，是沿著一條擺動(dòng)弧線在第一和第二擺動(dòng)終端位置之間來回?cái)[動(dòng)?！皵[幅”被理解為角運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)范圍，即第一終端位置至第二終端位置之間的角度量度。
擺的運(yùn)動(dòng)是一種周期性的振蕩運(yùn)動(dòng)。任何運(yùn)動(dòng)，凡是在相等的時(shí)間間隔內(nèi)作重復(fù)運(yùn)動(dòng)，稱作周期運(yùn)動(dòng)。一個(gè)物體在它的周期運(yùn)動(dòng)中凡是來回都在同一條路線上的，就是在作振蕩運(yùn)動(dòng)。擺的運(yùn)動(dòng)“周期”是在擺完成一周并開始重復(fù)其運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間間隔。一個(gè)周期是一次完整的來回運(yùn)動(dòng)(例如從第一擺動(dòng)終端位置擺至第二擺動(dòng)終端位置后又?jǐn)[回到第一擺動(dòng)終端位置的一個(gè)擺動(dòng))。
任何擺的周期都是三個(gè)因素的函數(shù)(1)重力；(2)擺的重心與其擺動(dòng)軸線之間的距離；(3)擺動(dòng)幅度(特別是在擺幅大于幾度的情況下)。擺的周期通常是以每周多少秒來量度。必須理解的是，擺的周期與擺的質(zhì)量無關(guān)。
擺的自然頻率是當(dāng)擺被拉開然后釋放它在每單位時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的周期數(shù)。擺的自然頻率也是上面就擺的周期進(jìn)行討論時(shí)所述的三個(gè)因素的函數(shù)。擺的自然頻率與擺的質(zhì)量無關(guān)，它通常以每秒多少周來量度。
如果沒有摩擦或風(fēng)的阻力作用于擺時(shí)，它會無限止地振蕩下去。實(shí)際上，如果沒有振蕩性的外力作用下，擺的振蕩幅度會逐步衰減到零，這是由于擺在擺動(dòng)時(shí)有摩擦和風(fēng)的阻力作用在擺上的結(jié)果。在某些情況下為了維持?jǐn)[的擺動(dòng)，它要接受在一定頻率振蕩下的外力作用，該頻率不同于擺的自然頻率。擺的響應(yīng)取決于外力與自然頻率兩者之間的關(guān)系。
各種擺動(dòng)馬達(dá)被用來維持?jǐn)[的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，正如鐘的擺或秋千座在選定幅度下來回?cái)[動(dòng)。一些老式落地鐘一般由卷繞彈簧作動(dòng)力而電鐘則一般由電動(dòng)馬達(dá)作動(dòng)力。兒童秋千通常同彈簧或電擺動(dòng)馬達(dá)作動(dòng)力，用以維持秋千座作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
人們已知用電動(dòng)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)鐘擺、車用顯示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或新穎的秋千。例如，參見美國專利Nos.3802181；3486321；3434279；3417498；3290844；2617247及2091841。
也已知用其他電磁方法來驅(qū)動(dòng)秋千或鐘擺，例如，參見美國專利Nos.4616824；4491317；3883136及3842450。
用電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)秋千，也已為人們所熟知。例如，參見美國專利號Nos.5326327；5139462；4911429；4822033；4807872；4785678；4722521；4452446；4421401及4150820。另見美國專利Nos.3692305；3146985；2972152；2609031；2564547；2024855；1702190；1505117以及1016712。一件含有一臺電動(dòng)馬達(dá)的自動(dòng)草坪擺動(dòng)秋千，早在1911年就申請到美國專利，專利號為989517。
在一些普通兒童玩的秋千中存在的問題之一是用以維持兒童秋千進(jìn)行擺動(dòng)所加的振蕩外力，其頻率至少在擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，與擺動(dòng)裝置的自然頻率有很大的差別。對擺動(dòng)著的兒童秋千周期性地施加這樣一種“不匹配”的外力，其結(jié)果趨向于削弱兒童秋千的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)而不是加強(qiáng)這種運(yùn)動(dòng)。無論是用卷繞彈簧還是用電擺動(dòng)馬達(dá)作動(dòng)力，這一問題都會影響兒童秋千的運(yùn)轉(zhuǎn)，。
對兒童秋千的制造商來說，他們難以事先(在兒童秋千的設(shè)計(jì)階段)知道，兒童秋千在某一刻擺動(dòng)時(shí)，其秋千座的自然頻率(和周期)是多少。因?yàn)閮和锴ё淖匀活l率(和周期)如上所述，是三個(gè)可變因素的函數(shù)。即，作用在兒童秋千上的這三個(gè)因素為重力，童座重心與穿過秋千框架且秋千座繞其進(jìn)行搖擺的轉(zhuǎn)軸之間的距離以及童座的搖擺幅度(尤其是在童座搖擺幅度大于幾度以及約50°的情況下)。由于有這些困難，許多兒童秋千中的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其是對由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的兒童秋千施加一個(gè)外力是失敗的，它對童座的自然頻率不是強(qiáng)化就是壓制。下面例舉幾個(gè)造成童座自然頻率發(fā)生變化的因素的例子。
第一個(gè)因素是重力。兒童秋千座的自然頻率(和周期)由于重力的變化而改變，即隨不同的海拔高度而改變。在海邊使用時(shí)一個(gè)兒童秋千座有一個(gè)自然頻率而在山上高處使用時(shí)會有另一個(gè)自然頻率。
第二個(gè)因素是重心的位置。坐有兒童的兒童秋千座，其自然頻率與沒有坐兒童的同一兒童秋千座的自然頻率是不同的，因?yàn)樯鲜鰞上到y(tǒng)的重心與兒童秋千座旋轉(zhuǎn)軸之間的距離是不同的。此外，坐著兒童的秋千座，其自然頻率(和周期)可以隨著以下的不同情況而改變(1)每當(dāng)兒童在童座里移動(dòng)時(shí)；(2)每當(dāng)換一個(gè)兒童坐著時(shí)；(3)每當(dāng)改變兒童位置而調(diào)節(jié)靠背時(shí)，例如垂直坐著的位置，后傾一定角度或水平躺著的位置改變時(shí)。這是因?yàn)橥蛢和闹匦牡絻和锴У霓D(zhuǎn)軸之間的距離將會有所改變。
第三個(gè)因素是擺幅。如果使用者把兒童秋千座沿著它的擺動(dòng)弧線向后拉到一點(diǎn)然后釋放開，而這一點(diǎn)離開它的平衡位置(也就是說掛在那里，靜止不動(dòng)時(shí)的位置)呈30°，此時(shí)它的自然頻率就和使用者把兒童秋千座沿著它的擺動(dòng)弧線向后拉到離開它的平衡位置呈50°時(shí)的自然頻率是不同的。
許多常有的兒童秋千，其秋千不能使它們的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適應(yīng)童座的自然頻率(和周期)的變化，因此，不能有效地和有力地維持童座的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。請參閱Punch和Turner及Hyde等人的美國專利5378196以及4722521。在Pinch及Turner的‘196專利中，一個(gè)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)的外力是施加在童座的終極位置處。在Hyde等人的‘521專利中，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)的外力是加在一驅(qū)動(dòng)位置處，該位置對于支撐兒童秋千的框架來說是固定不變的。
本發(fā)明的目的是為人們提供一個(gè)“定時(shí)的”秋千擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在正確的時(shí)刻及時(shí)地在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)加上一個(gè)轉(zhuǎn)矩，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)維持其擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，或同時(shí)在一個(gè)擺動(dòng)周期內(nèi)，所加轉(zhuǎn)矩與擺的自然頻率相合拍和相適應(yīng)，以便使擺在沿著一條擺動(dòng)弧線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到一個(gè)增強(qiáng)擺動(dòng)的角推力。具有這樣一種定時(shí)的秋千擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)的兒童秋千，它能有效和實(shí)用地工作，以維持兒童秋千座的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這與該座的自然頻率無關(guān)，也不管其中有否有兒童坐著，還是在其中移動(dòng)著。做父母的，以及其他照管孩子的人，當(dāng)然會歡迎具有這樣一種定時(shí)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的，電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的兒童秋千。
本發(fā)明提供了一種自動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用以維持一個(gè)擺繞其轉(zhuǎn)軸作擺動(dòng)，它適配于擺的自然頻率和周期。根據(jù)本發(fā)明的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可適用于一些擺和任何物體，例如，能像擺那樣繞其轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)的秋千。
按照本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，一秋千包括一支持架及一個(gè)置于其上的、沿著擺動(dòng)弧線來回自由擺動(dòng)的秋千座架，它繞著一個(gè)轉(zhuǎn)軸在第一和第二終端位置之間擺動(dòng)。秋千還包括一些推動(dòng)裝置用以在一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對秋千座架施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩。這樣，所述秋千座架就在它沿著所述擺動(dòng)弧線作擺動(dòng)時(shí)受到一角推力的作用(即作用在一物體上為時(shí)極短的轉(zhuǎn)矩)，以維持其來回?cái)[動(dòng)。
在秋千中有一些措施用以驅(qū)動(dòng)位于座架驅(qū)動(dòng)處的推動(dòng)裝置，而使該秋千座架處于第一和第二終端位置之間的擺動(dòng)弧線上，從而使驅(qū)動(dòng)位置按照相對于支持架來說是不固定的。這樣，推動(dòng)裝置按照座架的自由擺動(dòng)到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置時(shí)被驅(qū)動(dòng)起來，不管座架在什么位置，一旦驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)裝置就會對座架施加有預(yù)定時(shí)間間隔的轉(zhuǎn)矩，使秋千座架從驅(qū)動(dòng)位置向著第二終端位置作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
在較佳實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)設(shè)施的結(jié)構(gòu)可使其驅(qū)動(dòng)推動(dòng)裝置，響應(yīng)沿著擺動(dòng)弧從第一終端位置通過一預(yù)定的角度到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置的座架的角位移。該驅(qū)動(dòng)設(shè)施有效地在擺弧上的一個(gè)“可變”點(diǎn)上設(shè)定驅(qū)動(dòng)位置，即對第一終端位置成固定角度關(guān)系，而對于支持架來說是不固定的。它之所以稱為可變點(diǎn)，是因?yàn)樗诨⌒温肪€上并相對于支持架的位置能夠隨著每一擺動(dòng)周期而改變，因?yàn)榇宋恢檬乔锴ё艿谝唤K端位置的角位移的函數(shù)，而其第一終端位置是秋千座架自然頻率的函數(shù)。這就使得驅(qū)動(dòng)用的推動(dòng)裝置響應(yīng)于秋千座架從第一終端位置所作的某些角位移，而不考慮座架對支持架的相對位置。
秋千座架的任何自然頻率變化都會改變在擺動(dòng)弧線上的第一終端位置。根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)設(shè)施自動(dòng)適應(yīng)秋千座架的自然頻率而不用父母親或照管孩子的人的介入或調(diào)節(jié)，因?yàn)樗鼘Q定于秋千座架從第一終端位置所作的預(yù)定的角位移，而無關(guān)于第一終端處在弧線上的位置，也無關(guān)于秋千座架相對于它的平衡位置和支持架的位置。根據(jù)本發(fā)明的秋千有一個(gè)動(dòng)力化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它對于驅(qū)動(dòng)空著的、坐有體重輕的或重的孩子的或者坐有靜止的或動(dòng)著的孩子的秋千座都非常適合，因?yàn)樗羞@些改變秋千座和秋千的自然頻率的可變因數(shù)，可以自動(dòng)地適應(yīng)與其自然頻率無關(guān)的秋千座。
所述秋千座架包含有一個(gè)安裝在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸，用以繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以及一個(gè)耦合于以此而轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸上的秋千座。推動(dòng)裝置包括一電擺動(dòng)馬達(dá)以及一轉(zhuǎn)矩傳遞聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述轉(zhuǎn)矩傳遞聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一根尼龍驅(qū)動(dòng)線，并與電擺動(dòng)馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)軸相連，從而使馬達(dá)推動(dòng)該聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)來轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸并擺動(dòng)秋千座。
驅(qū)動(dòng)設(shè)施包括一個(gè)推力啟動(dòng)開關(guān)和一個(gè)與電擺動(dòng)馬達(dá)及推力啟動(dòng)開關(guān)相連接的電路。推力啟動(dòng)開關(guān)包括一導(dǎo)電的滑動(dòng)環(huán)，該滑動(dòng)環(huán)套在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立起一可滑動(dòng)的摩擦配合，另外還包括一個(gè)附著于滑動(dòng)臂上可以與其一起移動(dòng)的開關(guān)臂。所述電路包括一電源和一個(gè)推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)與開關(guān)臂相嚙合，在秋千座架從第一終端位置經(jīng)過一預(yù)定角度到驅(qū)動(dòng)位置作角運(yùn)動(dòng)的過程中，響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸上滑動(dòng)環(huán)的運(yùn)動(dòng)。電路的接通是靠開關(guān)臂與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)的嚙合，使導(dǎo)電滑動(dòng)開關(guān)去驅(qū)動(dòng)電擺動(dòng)馬達(dá)，。
推動(dòng)裝置還包括一定時(shí)器，使電擺動(dòng)馬達(dá)在秋千座架從驅(qū)動(dòng)位置向第二終端位置擺動(dòng)時(shí)，在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)，保持馬達(dá)處于接通狀態(tài)。這可以在預(yù)定時(shí)間內(nèi)將轉(zhuǎn)矩加到秋千座架的驅(qū)動(dòng)軸上，利用連接在電擺動(dòng)馬達(dá)上的轉(zhuǎn)矩傳遞聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而使秋千座架在從驅(qū)動(dòng)位置擺向第二終端位置時(shí)受到一角沖力或“擊拍”。
定時(shí)器被配置成在秋千座架到達(dá)第二終端位置之前，關(guān)閉電擺動(dòng)馬達(dá)的電源。當(dāng)秋千座架改變搖擺方向，從第二終端位置擺向第一終端位置時(shí)，定時(shí)器復(fù)位以備在下一周期中起用。
在使用中，秋千座架和秋千座開始以下列方式擺動(dòng)使用者先沿著擺動(dòng)弧線拉動(dòng)(或推動(dòng))秋千座，然后把手放開。在某些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的秋千是自動(dòng)啟動(dòng)的，因?yàn)楹⒆釉谇锴ё械囊苿?dòng)足以使秋千開始擺動(dòng)，而推動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)設(shè)施起著維持秋千作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的作用。一旦搖擺著的秋千座達(dá)到(以任何方式)第一終端位置，一個(gè)新的搖擺周期即開始。
在每一周期開始時(shí)，秋千座處于第一終端位置，而電擺動(dòng)馬達(dá)的電源是關(guān)閉的。而后秋千座沿著擺動(dòng)弧線從第一終端位置朝第二終端位置自由擺動(dòng)一預(yù)定的角度(例如5度)而到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置。與此同時(shí)，推力啟動(dòng)開關(guān)隨著軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸而轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向電路中的推力啟動(dòng)觸點(diǎn)。一旦秋千座達(dá)到驅(qū)動(dòng)位置，推力啟動(dòng)開關(guān)的一部分與電路中的推力啟動(dòng)觸點(diǎn)嚙合，從而使電路形成回路，啟動(dòng)電擺動(dòng)馬達(dá)和定時(shí)器動(dòng)作。一旦馬達(dá)啟動(dòng)，馬達(dá)及定時(shí)器產(chǎn)生一角推力并傳遞給驅(qū)動(dòng)軸，使得秋千座沿著擺動(dòng)弧線朝第二終端位置擺動(dòng)一預(yù)定的時(shí)間間隔，直到定時(shí)器關(guān)斷輸給馬達(dá)的電流為止。然后，秋千座沿著擺動(dòng)弧線自由地向著同一方向擺動(dòng)，直到它到達(dá)第二終端位置。在秋千座“頂峰”到第二終端位置時(shí)，它又自由地沿著弧形擺動(dòng)路線向著另一方向擺動(dòng)，直到它達(dá)到第一終端位置。接著開始下一個(gè)擺動(dòng)周期。當(dāng)秋千座從第二終端位置自由地?cái)[向第一終端位置時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位。秋千座每次在到達(dá)第一及第二終端位置時(shí)都自由地?cái)[動(dòng)著。
根據(jù)本發(fā)明的秋千包括一電動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，它由定時(shí)器脈動(dòng)地啟動(dòng)，而并非在每一擺動(dòng)周期內(nèi)連續(xù)運(yùn)行。該秋千包括一個(gè)能識別秋千座的自然頻率和與其相匹配的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該馬達(dá)不是在沿著擺動(dòng)弧線擺動(dòng)的秋千座的第一或第二終端位置上驅(qū)動(dòng)秋千座的，也不是在秋千座每周到達(dá)擺動(dòng)弧線上的相對于支持架的一個(gè)固定位置上被驅(qū)動(dòng)的，它是在一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)被驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生一角推力，并將該角推力施加到正在擺動(dòng)弧線上擺動(dòng)的秋千座上。該秋千無聲地運(yùn)行，因?yàn)樗鼪]有齒輪，也沒有高耗電的使電動(dòng)機(jī)慢轉(zhuǎn)的電阻器。
本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)在本發(fā)明領(lǐng)域的熟練人士閱讀了較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述之后將變得非常清楚。以下的實(shí)施例只舉例說明目前認(rèn)為是實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。
以下是附圖的簡單說明。參見附圖，其中

圖1是一個(gè)秋千的透視圖，它包括一按照本發(fā)明的包括有自動(dòng)擺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的秋千，并示出一支持架，一個(gè)懸在支持架上的秋千座架，它帶有一秋千座，以及一三角形的裝有自動(dòng)擺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的罩殼；圖2是圖1所示秋千的示意圖；圖3是圖1所示秋千的側(cè)視圖，圖中示出了一秋千座，它沿著短的擺動(dòng)弧線，從第一終端(或后端)位置(虛線)擺向第二(或前端)終端位置(虛線)；圖4與圖3相似，它示出一秋千座，沿著長的弧形擺動(dòng)線從第一終端(或后端)位置(虛線)擺向第二終端(或前端)位置(虛線)；圖5是三角形罩殼和圖4的秋千座架的部分放大側(cè)視圖，圖中示出了秋千座架的一個(gè)搖擺周期，其中，秋千座架(實(shí)線)在第一終端位置開始，自由地?cái)[動(dòng)一預(yù)定的5度的角度(虛線畫的短的雙線箭頭)而到達(dá)一驅(qū)動(dòng)位置，當(dāng)它從驅(qū)動(dòng)位置向第二終端位置擺動(dòng)時(shí)(實(shí)線雙箭頭)，在一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)被一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，之后，再自由地?cái)[動(dòng)而達(dá)到第二終端位置(虛線長雙箭頭)，最后自由地反方向擺動(dòng)(虛線最長雙箭頭)，自第二終端位置擺回到第一終端位置，準(zhǔn)備開始下一個(gè)周期。
圖6是目前認(rèn)為較佳的自動(dòng)擺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，圖中示出了一個(gè)電擺動(dòng)馬達(dá)，一個(gè)電池組，一根與驅(qū)動(dòng)軸相連的驅(qū)動(dòng)桿，一根與驅(qū)動(dòng)桿相連的驅(qū)動(dòng)帶和一圍繞在馬達(dá)軸上的驅(qū)動(dòng)線張彈簧組件，，一個(gè)擺動(dòng)弧線控制電位器，一與驅(qū)動(dòng)軸相連的滑動(dòng)開關(guān)，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)-停止開關(guān)以及一空轉(zhuǎn)超限裝置，它把秋千座懸臂與帶有滑動(dòng)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)軸的那一部分聯(lián)接起來。
圖7是沿圖1中7-7線截取的正視圖，示出了處于平衡位置的秋千座架的懸臂(實(shí)線)；圖8是一類似于圖7的視圖，示出了在擺動(dòng)周期開始時(shí)處于第一終端位置的懸臂，馬達(dá)在擺動(dòng)周期的這一階段是關(guān)閉的；圖9是與圖7及圖8相似的視圖，示出了移過一預(yù)定的角度到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置后的懸臂，以及推力啟動(dòng)開關(guān)移動(dòng)去耦合電路中的推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，促使電路定時(shí)器開始工作，從而使馬達(dá)通電一預(yù)定的時(shí)間；圖10是一類似于圖7-圖9的視圖，它示出了當(dāng)電路中的定時(shí)器所控制的時(shí)間序列結(jié)束時(shí)以及定時(shí)器關(guān)閉馬達(dá)的電源時(shí)懸臂的位置；圖11是一類似于圖7-圖10的視圖，它示出馬達(dá)關(guān)閉時(shí)，懸臂從其馬達(dá)關(guān)閉位置自由擺動(dòng)到它的第二終端位置時(shí)的狀態(tài)；圖12是與圖7-圖11相類似的視圖，示出了馬達(dá)關(guān)閉，懸臂從第二終端位置經(jīng)過一預(yù)定的角度作自由擺動(dòng)到達(dá)第一終端位置后，推力啟動(dòng)開關(guān)動(dòng)作與電路內(nèi)的定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)相嚙合以使定時(shí)器復(fù)位，以便進(jìn)入下一擺動(dòng)周期；圖13是按照本發(fā)明的自動(dòng)擺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)目前所采納的電路示意圖；圖14是沿圖1的14-14線截取的剖視圖，示出了在一根懸臂和一根驅(qū)動(dòng)軸之間的空轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)聯(lián)接；圖15是一與圖7-圖12類似的視圖，示出了一驅(qū)動(dòng)銷釘，與一懸架相嚙合以驅(qū)動(dòng)秋千座；圖16是一與圖15相似的視圖，示出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)桿移動(dòng)得與馬達(dá)附近的止動(dòng)件相嚙合時(shí)，懸架中的空轉(zhuǎn)允許秋千座架向前進(jìn)而裝在驅(qū)動(dòng)桿上的驅(qū)動(dòng)軸不再轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖17是與圖2相類似的，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖，示出了與一單股驅(qū)動(dòng)帶相連的半圓擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器；圖18是圖17的自動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的部分透視圖；圖19是圖18中的裝置的側(cè)視圖，示出了處在定時(shí)器復(fù)位位置的滑動(dòng)開關(guān)；圖20是包含在本發(fā)明的自動(dòng)擺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中另一實(shí)施例的擺動(dòng)馬達(dá)罩殼內(nèi)部的側(cè)視剖面圖，示出了一個(gè)有一馬達(dá)軸的電擺動(dòng)馬達(dá)，一個(gè)電池組，一根具有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸相連的基端和一個(gè)一帶有一滑輪的自由端的驅(qū)動(dòng)桿，一具有一帶有一滑輪的自由端的線張彈簧，馬達(dá)軸位于第一、第二驅(qū)動(dòng)線柱之間，一根驅(qū)動(dòng)帶，其一端與第一驅(qū)動(dòng)線柱相連，另一端與第二驅(qū)動(dòng)線柱相連，中間部分被繞在驅(qū)動(dòng)線張彈簧的滑輪、馬達(dá)軸及驅(qū)動(dòng)桿的滑輪上，此外還有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸相連的滑動(dòng)開關(guān)。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述如圖1所示，秋千10包括一支持架12，一秋千座架14，它被安裝在支持架12上以繞旋轉(zhuǎn)軸16作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。秋千座18被安裝在秋千座架14上，如圖1所示，一擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20被裝在支持架12上的罩殼22內(nèi)。擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20被構(gòu)成為對秋千座架14施加一個(gè)繞旋轉(zhuǎn)軸16和沿?cái)[動(dòng)弧形路線擺動(dòng)的角推力，以維持秋千座18和秋千座架14的擺動(dòng)。基本上，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20是一種依從式擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗唤o擺提供能量維持該擺的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，擺處在可以接受和使用此能量的位置上。
圖1顯示支持架12包括一對著地腳24、26，一個(gè)側(cè)板28及一對傾斜的、相互平行、分在兩旁的撐腳30、32。每一撐腳30、32下端延伸至側(cè)板28下端，上端位于著地腳24、26之上方。
包含擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20的罩殼22被安裝在右撐腳30的上端，而一個(gè)配對的但幾乎是空的罩殼34被安裝在左撐腳32的上端。擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20可以安裝在罩殼22和34的任一之中。
秋千座架14包含一個(gè)右側(cè)懸臂36和左側(cè)懸臂38，它們分別以可作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被裝在罩殼22及罩殼34上，從而使秋千座架14及秋千座18能夠沿著擺動(dòng)弧線繞旋轉(zhuǎn)軸16來回自由擺動(dòng)。雖然有許多型式的秋千座可以安裝在秋千座架14上，但是一種合適的秋千座被表明在美國專利申請第08/344723號中，申請日為1994年11月4日。
圖2表示一個(gè)類似于秋千10的秋千40以及裝置在秋千40上的類似擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20的示意圖，秋千40包含兩個(gè)支持架42、44，一秋千座46以及一個(gè)秋千座架47，它包括一根驅(qū)動(dòng)軸48裝在右側(cè)支持架42上作轉(zhuǎn)動(dòng)用，一右側(cè)懸臂50將秋千座46和驅(qū)動(dòng)軸48相互連接，一根輔助軸52裝在左側(cè)支持架44上作轉(zhuǎn)動(dòng)用，一根左側(cè)懸臂54將秋千座46和輔助軸52相互連接。
擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20包含一個(gè)轉(zhuǎn)矩發(fā)生系統(tǒng)56，用以對驅(qū)動(dòng)軸48提供一轉(zhuǎn)矩以維持秋千座46繞旋轉(zhuǎn)軸16的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，還包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)58以控制轉(zhuǎn)矩發(fā)生系統(tǒng)56的驅(qū)動(dòng)和運(yùn)行時(shí)間。在一目前認(rèn)為是較佳的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩發(fā)生系統(tǒng)56對驅(qū)動(dòng)軸48施加一個(gè)33g-cm左右的轉(zhuǎn)矩，且驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)58允許此轉(zhuǎn)矩施加的持續(xù)時(shí)間為0.2到0.7秒鐘。
轉(zhuǎn)矩發(fā)生系統(tǒng)56包含一根馬達(dá)軸60，它由電動(dòng)馬達(dá)62來轉(zhuǎn)動(dòng)，一根驅(qū)動(dòng)桿64被固定或鍵銷在驅(qū)動(dòng)軸48上一起轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)線張彈簧66，一根驅(qū)動(dòng)帶68，其一端70接在驅(qū)動(dòng)桿64的自由端上，另一端72接在線張彈簧66上，中間一部分繞在馬達(dá)軸60上，另一部分嚙合在惰輪74上。在一目前較佳的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)桿64對馬達(dá)軸60之傳動(dòng)比為50∶1。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)58包含一個(gè)含有通-斷開關(guān)78的電路76，電池80，擺弧控制器82，馬達(dá)定時(shí)器84，推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86及定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)58還包含一個(gè)導(dǎo)電滑動(dòng)開關(guān)90，它裝在驅(qū)動(dòng)軸48的一端，它的構(gòu)成是使它可以和推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86相接觸(建立電接觸)以在每一次擺動(dòng)周期的適當(dāng)時(shí)刻啟動(dòng)馬達(dá)定時(shí)器84及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)62。在一目前可取的實(shí)施例中，滑動(dòng)開關(guān)90也被安排和構(gòu)成可以在一擺動(dòng)周期期間在一適當(dāng)時(shí)刻與定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88建立電接觸，以使馬達(dá)定時(shí)器84復(fù)位，準(zhǔn)備在作下一次擺動(dòng)時(shí)使用。馬達(dá)定時(shí)器84并不一定要用該觸點(diǎn)來復(fù)位。此方法在這里被使用的目的是，如果滑動(dòng)開關(guān)90反跳而再次接觸推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86時(shí)，馬達(dá)62不會再在同一時(shí)期被脈動(dòng)。
雖然下面將對擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20的操作作較詳細(xì)的描述，但是先了解一下滑動(dòng)開關(guān)90是有益的?；瑒?dòng)開關(guān)90的安裝和結(jié)構(gòu)使它不論繞旋轉(zhuǎn)軸16擺動(dòng)的秋千座46在擺動(dòng)期間是空著的，或者坐在上面的不同體重的孩子在動(dòng)著，都可以識別、感受或檢測出秋千座架47和秋千座46的自然頻率(和周期)。因?yàn)檫@種滑動(dòng)開關(guān)90能夠驅(qū)動(dòng)馬達(dá)62以使轉(zhuǎn)矩發(fā)生系統(tǒng)56在一擺動(dòng)周期的適當(dāng)時(shí)刻給秋千座47施加一轉(zhuǎn)矩，它與秋千座架48、50、54，秋千座46以及秋千座中的任何靜止或移動(dòng)著的入座者(未示出)的自然頻率相合拍。由馬達(dá)62及馬達(dá)定時(shí)器84產(chǎn)生的角推力始終與秋千座行進(jìn)的方向一致，因此此推力絕不會與秋千座架14及秋千座18的自然運(yùn)動(dòng)相悖，因此不會使秋千慢下來或過度消耗電流。馬達(dá)62運(yùn)行并經(jīng)過驅(qū)動(dòng)軸48，驅(qū)動(dòng)桿64及驅(qū)動(dòng)帶68將轉(zhuǎn)矩加到秋千座架47上，并傳至秋千座46，直到馬達(dá)62運(yùn)行了一預(yù)定的短時(shí)間后，馬達(dá)定時(shí)器84將馬達(dá)62關(guān)閉為止。馬達(dá)的啟動(dòng)時(shí)間及運(yùn)行時(shí)間不受秋千座架47相對于支持架42及44的位置的影響，而是受控于(1)驅(qū)動(dòng)軸48和右側(cè)懸臂50繞旋轉(zhuǎn)軸16及相對于沿?cái)[動(dòng)弧線的第一終端位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置；(2)馬達(dá)定時(shí)器84所設(shè)定的時(shí)間間隔。
在應(yīng)用中，滑動(dòng)開關(guān)90與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86的電契合使馬達(dá)定時(shí)器84開始工作，從而啟動(dòng)馬達(dá)62。然后，電動(dòng)馬達(dá)62在當(dāng)秋千座46沿?cái)[動(dòng)弧線上第一終端和第二終端之間的方向97上作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)被馬達(dá)定時(shí)器84關(guān)閉。之后，馬達(dá)定時(shí)器84復(fù)位，這是由于在秋千座46沿第二終端位置至第一終端位置以相反方向作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間滑動(dòng)開關(guān)90與定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88的電契合所致。在一目前較好的實(shí)施例中，馬達(dá)62被驅(qū)動(dòng)并被允許運(yùn)行一預(yù)定的時(shí)間間隔以在每一擺動(dòng)周期期間對秋千座架和秋千座施加一次角推力。然而，用轉(zhuǎn)矩發(fā)生系統(tǒng)56及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)58對秋千座架及秋千座在每一擺動(dòng)周期期間或任何預(yù)定或隨意的多個(gè)擺動(dòng)周期期間施加一個(gè)或多個(gè)角推力的情況也落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
驅(qū)動(dòng)軸48包含一個(gè)秋千座運(yùn)動(dòng)限制器92，它被構(gòu)成為當(dāng)秋千座46沿著弧線擺動(dòng)時(shí)限制施加到秋千座架47上的轉(zhuǎn)矩。雖然在一目前較好的秋千座運(yùn)動(dòng)限制器92的實(shí)施例中包含一個(gè)位于圖2所示的機(jī)械組件的定位示意圖(在圖6及圖4-圖16中有更詳細(xì)的表示)，秋千座運(yùn)動(dòng)限制器92也可以是一種電子限位開關(guān)和電路系統(tǒng)(未示出)，用以感受及限制施加到秋千座架47和秋千座46上的轉(zhuǎn)矩。對秋千座運(yùn)動(dòng)限制器92的更詳細(xì)的描述將在下文給出。
使擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20開始工作可以有許多方法，在圖3及圖4中示出了其中的一些方法。一使用者(例如父母或照顧孩子的人)可以把秋千座18往后拉向94到第一終端位置96，然后加以釋放，或者把秋千座18往前推向97到第二終端位置98然后松開。圖3顯示，甚至秋千座18從它的平衡位置100到如此小的角位移99就足以使擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20開始運(yùn)行。事實(shí)上，在許多情況下，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20幾乎是自驅(qū)動(dòng)的，因?yàn)榍锴ё?8的任何繞軸16的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，例如坐在秋千座18中的一個(gè)孩子相對于秋千座18的一個(gè)移動(dòng)就足以使秋千座18開始擺動(dòng)及擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20開始工作。圖4示出的是秋千座18，如何從平衡位置100到一個(gè)較大的角位移110就足以使秋千座18擺動(dòng)和使擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20開始工作。
在一個(gè)典型的擺動(dòng)周期中秋千座架的自由擺動(dòng)與由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)順序被示于圖5中。在此說明中，根據(jù)圖4所示，當(dāng)秋千座架14占居第一終端位置96時(shí)，從它的平衡位置100位移一個(gè)約20°的角度111，如圖5所示。擺動(dòng)弧度控制器82已移到“大擺動(dòng)弧”的設(shè)定位置。如前所述，秋千座架14最初是怎樣被開始移動(dòng)到第一終端位置96是無關(guān)緊要的。此外，習(xí)慣上說，擺動(dòng)周期在位置96“開始”只是基于說明的目的，因?yàn)橐粋€(gè)周期是可以在一個(gè)振蕩體，例如一秋千座架和秋千座的擺動(dòng)弧上任何一點(diǎn)開始的。
一個(gè)目前較好的工作順序如下首先，秋千座架14可以通過一預(yù)定角度112從第一終端位置96自由擺向97到達(dá)一個(gè)驅(qū)動(dòng)位置114(由滑動(dòng)開關(guān)90和推力啟動(dòng)觸點(diǎn)96的電契合來建立)，其方式如圖中短的虛線雙箭頭116表示。當(dāng)秋千座架14在它的第一終端位置96或在它從第一終端位置移到驅(qū)動(dòng)位置114的任意點(diǎn)期間，馬達(dá)62是不運(yùn)轉(zhuǎn)的。當(dāng)秋千座架14到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置114時(shí)，馬達(dá)定時(shí)器84被啟動(dòng)，從而啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)62。
第二步，電動(dòng)馬達(dá)62運(yùn)轉(zhuǎn)一段由馬達(dá)定時(shí)器84設(shè)定的預(yù)定時(shí)間間隔，以便當(dāng)秋千座架14在如實(shí)線雙箭頭118所示的方向97上移動(dòng)時(shí)將一角推力施加于其上。秋千座架14從驅(qū)動(dòng)位置114到馬達(dá)停止位置122的角位移120是可以改變的，因?yàn)轳R達(dá)的運(yùn)行時(shí)間只是馬達(dá)定時(shí)器84所控制的時(shí)間的函數(shù)，而不是一個(gè)預(yù)定的角度。
第三，秋千座架14被允許在方向97上從它的馬達(dá)停止位置122到它的第二終端位置作自由擺動(dòng)，如圖中虛線長雙箭頭124所示。當(dāng)秋千座架14在其第二終端位置98或在秋千座架14從馬達(dá)停止位置122到第二終端位置98運(yùn)動(dòng)期間的任何時(shí)刻，馬達(dá)62都是關(guān)閉的。
第四，秋千座架14被允許在方向94上從第二終端位置98到第一終端位置96作自由擺動(dòng)，如圖中虛線最長的雙箭頭126所示，以結(jié)束擺動(dòng)幅度為128的一個(gè)擺動(dòng)周期，而后就開始第二個(gè)周期。在秋千座架14從第二終端裝置98到第一終端位置96這樣的自由擺動(dòng)期間，馬達(dá)定時(shí)器84自動(dòng)復(fù)位。這樣的步序可以用來維持秋千座18的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，與擺幅128的大小無關(guān)(它可以用擺動(dòng)弧度控制器來改變)。
轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生系統(tǒng)56和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)58的實(shí)施例透視圖示于圖5與圖6中，，其工作情況示于圖7-圖12中。參閱圖6，包含在罩殼22中的一塊板130上裝有一塊電路板132。電路板132上有一個(gè)合適的如圖13的原理圖所示的電路76，電路板132上還有一個(gè)通斷開關(guān)78，擺動(dòng)弧線控制電位器82，馬達(dá)定時(shí)器84，推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86，定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88，馬達(dá)接線端134,136，電池接線端138,140，以及接地端142。一根驅(qū)動(dòng)桿144被可旋轉(zhuǎn)地連接在電路板132上，并與通-斷開關(guān)78相連，并通過一條形成在罩殼22中的狹槽146突伸出來，以便使用者可從罩殼22外面用手動(dòng)來開關(guān)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20。
一個(gè)馬達(dá)座148被裝在罩殼板130上，它支承著馬達(dá)62，以使馬達(dá)軸60位于馬達(dá)座148內(nèi)的空間內(nèi)、并在罩殼板130和馬達(dá)62之間。馬達(dá)座148開有第一和第二側(cè)孔150和152用以接受驅(qū)動(dòng)帶68的一部分，如圖6及圖7所示。適合用作馬達(dá)62的一種產(chǎn)品是Mabuchi RF-500 TB-18280，可從Michigan州Detroit市的Mabuchi馬達(dá)公司購得。導(dǎo)線154把馬達(dá)62接到正端134，導(dǎo)線156把馬達(dá)62接到負(fù)端136。
四節(jié)1.5伏電池彼此相連，并用導(dǎo)線158,160接到電池接線端138,140，給電路133提供電流。任何合適的其他方法都可用來給電路133供電。所述的擺動(dòng)弧線控制電位器的型號是No.317-2090-500K，可從Mouser購得。
驅(qū)動(dòng)帶68是一種單股線，它最好是用尼龍制成的，但也可以用尿烷、鋼、橡皮等制成，或者用多股的材料。在其他實(shí)施例中(未示出)，驅(qū)動(dòng)帶68可以代之以齒輪裝置，即正齒輪或齒條與副齒輪傳輸或者用摩擦傳動(dòng)。驅(qū)動(dòng)帶68可以是一根連續(xù)環(huán)或一根傳動(dòng)帶。
所述的線張彈簧66是一對恒力(反旋)彈簧162，它們以“背對背”方式被安裝在固定于罩殼板130上的軸承154上，如圖6所示。通過使彈簧162以背對背的方式對齊，可以防止不希望有的彈簧162的扭曲。每根彈簧162具有一自由端166，該自由端166通過一連接于驅(qū)動(dòng)帶68一端72的連接器168而連接在一起，如圖6所示。每一彈簧162可從Sandwich Steel購得，它有如下特點(diǎn)材質(zhì)軋制碳鋼，厚0.006英寸，寬0.375英寸，長17英寸。線張彈簧66，特別是這對恒力彈簧162，起著使驅(qū)動(dòng)帶68足夠繃緊的作用，使其不會在馬達(dá)軸60上打滑，也可以用重力平衡錘(未示)連到驅(qū)動(dòng)帶68上，用以代替恒力彈簧162。還有其他許多類型的彈簧也可以使用。在一個(gè)實(shí)施例中(未示出)，用的是用彈簧張緊的循環(huán)圈代替驅(qū)動(dòng)帶68和恒力彈簧162。在另一個(gè)實(shí)施例中，用一個(gè)恒力彈簧和一套滑輪系統(tǒng)來張緊驅(qū)動(dòng)帶，如圖20所示。
在圖6和圖14中所示的驅(qū)動(dòng)軸48是最好的。驅(qū)動(dòng)軸48由安裝在罩殼22內(nèi)的軸承170、172所支承，使其可繞旋轉(zhuǎn)軸16旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)軸48是用諸如填充玻璃的尼龍等塑料制成的，它包含有一個(gè)與外軸承170嚙合的第一軸套174，一個(gè)與內(nèi)軸承172相嚙合的第二軸套176，一個(gè)位于第一和第二軸套174、176之間的滑動(dòng)開關(guān)座178及附在第二軸套176的一端的止動(dòng)部份180及一個(gè)止動(dòng)臺肩181(見圖14)。
在一目前較佳的實(shí)施例中，一個(gè)導(dǎo)電的緊固件182，包括一安裝在滑動(dòng)開關(guān)座178上的圓套筒184，一個(gè)環(huán)形法蘭186附在圓套筒184的一端上。在一目前認(rèn)為較佳的實(shí)施例中，圓套筒的外徑為0.625英寸(15.88毫米)，由黃銅制成。
在驅(qū)動(dòng)軸48繞旋轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)期間，導(dǎo)電緊固件182采用諸如保持與圓套筒184電接觸的方式為裝在驅(qū)動(dòng)軸48上的導(dǎo)電滑動(dòng)開關(guān)90供電。一接地線188把環(huán)形法蘭(未示)186連到電路板132的接地端142上，使導(dǎo)電緊固件182接地，在另一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸48的至少174,178兩部分都是用導(dǎo)電塑料制成的，接地線188可以連接到任一部分178,174上或別的合適部分，而滑動(dòng)開關(guān)90則被安裝得與導(dǎo)電部分178建立電接觸，因此，不需緊固件182。
滑動(dòng)開關(guān)90包含一個(gè)滑環(huán)190，它套在導(dǎo)電緊固件182的圓套筒184周圍，導(dǎo)電緊固件182被安裝在驅(qū)動(dòng)軸48的滑動(dòng)開關(guān)座178上?；瑒?dòng)開關(guān)90還包含一個(gè)裝在滑環(huán)190上的開關(guān)臂192，該開關(guān)臂從驅(qū)動(dòng)軸48垂下，并處于推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86和定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88之間所形成的空間處，如圖6-圖12及圖14中所示?；瑒?dòng)開關(guān)90由黃銅等導(dǎo)電材料制成，從而在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，它可以和導(dǎo)電的緊固件182，以及推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86或定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88建立電的交流。
滑環(huán)190的尺寸設(shè)計(jì)要使其相對于圓套筒184和驅(qū)動(dòng)軸48上的滑動(dòng)開關(guān)座178來說能與它們建立起一可滑動(dòng)的摩擦配合。在目前可取的實(shí)施例中，滑環(huán)的內(nèi)徑為0.635英寸(16.13毫米)。圓套筒184固定于滑動(dòng)開關(guān)座178上隨之一起旋轉(zhuǎn)?；h(huán)190與開關(guān)臂192只是當(dāng)開關(guān)臂192由于滑環(huán)90和圓套筒184之間的摩擦嚙合而在橫向隔開的推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86與定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88之間作角運(yùn)動(dòng)期間，才作為一個(gè)單元與驅(qū)動(dòng)軸48及導(dǎo)電緊固件182一起轉(zhuǎn)動(dòng)。(如果驅(qū)動(dòng)軸48本身是由導(dǎo)電塑料制成的，則磨擦嚙合將直接建立在這樣一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和滑環(huán)90之間)。在開關(guān)臂192與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86或開關(guān)臂192與定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88嚙合之后，每當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸48繼續(xù)繞旋轉(zhuǎn)軸16旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑環(huán)90將在圓套筒184上“滑動(dòng)”，這樣，響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)軸48繞轉(zhuǎn)軸16的某些旋轉(zhuǎn)，在滑動(dòng)開關(guān)90和驅(qū)動(dòng)軸48之間就建立起了空轉(zhuǎn)連接機(jī)構(gòu)。
一轉(zhuǎn)矩傳遞聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)194建立在驅(qū)動(dòng)軸48及秋千座架14的右側(cè)懸臂36之間。此轉(zhuǎn)矩傳遞聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)194的一個(gè)目前較好的實(shí)施例示于圖6及圖14中，下面將聯(lián)系秋千座運(yùn)動(dòng)限制器92及圖14-圖16的討論作較詳細(xì)的敘述。一個(gè)用聚丙烯模制而成的具有一端蓋193的吊架座195與右側(cè)懸臂36的上自由端196相連，一個(gè)驅(qū)動(dòng)銷釘197固定于第二軸套176的一端，如圖6及圖14所示，它處在吊架座195的驅(qū)動(dòng)插座198內(nèi)。在圖示的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)插座198的大小和其結(jié)構(gòu)要使其在某些情況下在驅(qū)動(dòng)銷釘197和驅(qū)動(dòng)插座198之間提供一定量的空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(下面將較詳細(xì)敘述)。在其他一些實(shí)施例中(未示出)，驅(qū)動(dòng)銷釘197始終嚙合驅(qū)動(dòng)插座198以在其間提供一直接的驅(qū)動(dòng)的連接。
一個(gè)推動(dòng)墊圈或扣環(huán)199用于將吊架座195保持在驅(qū)動(dòng)軸48的止動(dòng)部分180上，如圖14所示。一環(huán)形臺肩181被模制在圓筒形止動(dòng)部分180上，如圖6及圖14所示，而扣環(huán)199被裝到止動(dòng)臺肩181上，如圖14所示。轉(zhuǎn)矩通過吊架座195中的驅(qū)動(dòng)釘197和插座198建立的轉(zhuǎn)矩傳遞聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)194，從驅(qū)動(dòng)軸48傳至右側(cè)懸臂36。
當(dāng)秋千座架14懸在平衡位置100時(shí)，秋千10的結(jié)構(gòu)形態(tài)如圖7所示。在這一視圖中，罩殼22的一部分已除去，露出擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20中各部件的位置和方向。馬達(dá)62及馬達(dá)定時(shí)器84分別以圖和文字說明一起來表示。圖1中所示的秋千10處在平衡位置，圖2中的秋千40也處于它的平衡位置。應(yīng)予理解的是，右側(cè)懸臂36的形狀相對圖1實(shí)施例中的形狀已稍作改變，而具有類似于如圖2中所示的右側(cè)懸臂50的“垂直”形狀(或圖35中的懸臂的形狀)，從而使示于圖7-圖12中的擺動(dòng)周期的討論比較容易理解。
如圖7所示，父母親或照顧孩子的人可沿方向94把秋千座架14往后拉向撐腳30，從它的平衡位置100經(jīng)角度210到第一終端位置96(以虛線示出)。如前所述，這只是使秋千座架在一個(gè)擺動(dòng)周期開始時(shí)達(dá)到它的第一終端位置96的許多方法之一。雖然秋千座架14和秋千座18的自然頻率(和周期)是角210的函數(shù)，但擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20不管角度是大是小都將進(jìn)行工作。
繼續(xù)參閱圖7，可以看出，秋千座架14從平衡位置100經(jīng)角度212移動(dòng)到一中間位置214時(shí)，滑動(dòng)開關(guān)90在方向94上繞軸16旋轉(zhuǎn)。但是此時(shí)滑動(dòng)開關(guān)90沿方向94繞旋轉(zhuǎn)軸16的持續(xù)運(yùn)動(dòng)，被開關(guān)臂192及定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88的嚙合所阻止。應(yīng)予理解的是由于滑環(huán)90及驅(qū)動(dòng)軸48上的導(dǎo)電緊固件182之間的摩擦接觸，滑動(dòng)開關(guān)90能夠在秋千座架14向后拉時(shí)繞旋轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)角度212。由于在滑動(dòng)開關(guān)90和驅(qū)動(dòng)軸48之間的空轉(zhuǎn)連接(上面曾提到過)，秋千座架14及驅(qū)動(dòng)軸48都能夠沿94方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到秋千座架達(dá)到第一終端位置96。這是可能發(fā)生的，因?yàn)楫?dāng)秋千座架14如圖7所示，移過角216從中間位置214到第一終端位置96時(shí)，滑動(dòng)開關(guān)90的滑動(dòng)環(huán)190能夠在導(dǎo)電緊固件182上滑動(dòng)。
當(dāng)秋千座架14處于它的第一終端位置96時(shí)，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20的情況如圖8所示。此時(shí)電動(dòng)馬達(dá)62關(guān)閉，馬達(dá)定時(shí)器84也不工作。通-斷開關(guān)78被人為移到“通”的位置以驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20。秋千座架從圖7所示的平衡位置100運(yùn)動(dòng)到如圖8所示的第一終端位置96使驅(qū)動(dòng)桿64沿方向94繞旋轉(zhuǎn)軸16逆著一個(gè)由線張彈簧66所張緊的驅(qū)動(dòng)帶68提供的阻力作樞轉(zhuǎn)。一個(gè)線柱218被安裝在罩殼板130上，并被安排成沿水平位置延伸，且位于罩殼22內(nèi)，如圖6,7,8所示。線柱218提供一障礙以阻擋驅(qū)動(dòng)桿64沿方向94超過一預(yù)定極限位置的樞動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
在每一擺動(dòng)周期開始時(shí)，如圖9所示，秋千座架14沿方向97從第一終端位置96(以虛線表示)向下擺到驅(qū)動(dòng)位置114(以實(shí)線表示)，通過一預(yù)定的角度112，如圖中虛線短雙箭頭所示。與此同時(shí)，驅(qū)動(dòng)桿64沿方向97繞轉(zhuǎn)軸16作樞轉(zhuǎn)，而驅(qū)動(dòng)帶68上的任何松弛將被線張彈簧66所提供的張力拉緊。如圖9所示，由于在滑動(dòng)開關(guān)90和驅(qū)動(dòng)軸48之間的摩擦連接，在秋千座架14從第一終端位置96到驅(qū)動(dòng)位置114的運(yùn)動(dòng)期間，開關(guān)臂192繞轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)過一個(gè)角度112。至此，開關(guān)臂192嚙合推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86以形成一電回路，它產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號以使馬達(dá)定時(shí)器84開始發(fā)出一定時(shí)序列，繼而使馬達(dá)62處于開通狀態(tài)。一旦電動(dòng)馬達(dá)62被驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)軸60將轉(zhuǎn)動(dòng)并拉曳驅(qū)動(dòng)帶68以產(chǎn)生一個(gè)繞樞軸16沿方向97拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿64的力?？梢岳斫?，驅(qū)動(dòng)帶68及作樞轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿64起著將馬達(dá)62所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳給驅(qū)動(dòng)軸48的作用。電動(dòng)馬達(dá)62的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間由馬達(dá)定時(shí)器84加以控制。
如圖10所示，一旦編入馬達(dá)定時(shí)器84的定時(shí)程序結(jié)束，流到電動(dòng)馬達(dá)62的電流就將自動(dòng)地被截?cái)?。甚至在馬達(dá)62處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，馬達(dá)軸60也將由于驅(qū)動(dòng)帶68施加的轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。馬達(dá)62、馬達(dá)60、驅(qū)動(dòng)帶68以及可作樞轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿64的作用是在秋千座架14從驅(qū)動(dòng)位置114運(yùn)動(dòng)至馬達(dá)關(guān)斷位置122期間，對驅(qū)動(dòng)軸48和秋千座架14施加一個(gè)角推力，如圖10中實(shí)線雙箭頭118所示。秋千座架14在馬達(dá)62運(yùn)行時(shí)已移過一個(gè)角位移120，但是，角位移122只受馬達(dá)定時(shí)器的控制，它不是一個(gè)基于秋千座架14相對于支持架12而運(yùn)動(dòng)的一個(gè)預(yù)定角度。
秋千座架14從馬達(dá)關(guān)斷位置122(以虛線示出)到第二終端位置98(以實(shí)線示出)的運(yùn)動(dòng)示于圖11。在此階段，伴隨秋千座架14的動(dòng)量已使驅(qū)動(dòng)軸48及附在其上的驅(qū)動(dòng)桿64轉(zhuǎn)動(dòng)到圖11所示的位置。驅(qū)動(dòng)帶68上的任何松弛，又已被線張彈簧66所繃緊。當(dāng)秋千座架14到達(dá)第二終端位置98時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)62處于馬達(dá)關(guān)閉狀態(tài)，馬達(dá)定時(shí)器84處于非工作狀態(tài)。秋千座架14從它的馬達(dá)關(guān)閉位置122到它的第二終端位置98的運(yùn)動(dòng)在圖中用虛線長雙箭頭124表示。在此位置，滑動(dòng)開關(guān)90的開關(guān)臂192保持與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86的嚙合。
滑動(dòng)開關(guān)90可以用圖12中的方式使馬達(dá)定時(shí)器84復(fù)位。一旦秋千座架14到達(dá)其第二終端位置最高點(diǎn)時(shí)，它改變方向，并開始沿方向94擺動(dòng)，由于重力而把它反拉向第一終端位置96(虛線)。由于滑動(dòng)開關(guān)90和驅(qū)動(dòng)軸48的摩擦嚙合，秋千座架14沿方向94從第二終端位置98(虛線)經(jīng)角112到定時(shí)器復(fù)位位置220(實(shí)線)的角運(yùn)動(dòng)使開關(guān)臂192繞旋轉(zhuǎn)軸16作樞轉(zhuǎn)，從與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86的嚙合處經(jīng)角112到嚙合定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)88的位置。這種嚙合使電路形成回路而造成馬達(dá)定時(shí)器84復(fù)位，為下一次擺動(dòng)循環(huán)作準(zhǔn)備。與此同時(shí)，由于在滑動(dòng)開關(guān)90和驅(qū)動(dòng)軸48之間的空轉(zhuǎn)連接，秋千座架14能夠繼續(xù)沿方向94自由擺動(dòng)直到它達(dá)到第一終端位置96(虛線)。秋千座架14能夠沿方向94自由地?cái)[動(dòng)，從它的第二終端位置直至第一終端位置96，如圖中虛線最長雙箭頭126所示，這是因?yàn)轳R達(dá)62在秋千座架14從第二終端位置98擺動(dòng)到第一終端位置96的整段時(shí)間中，馬達(dá)62呈關(guān)閉狀態(tài)。
當(dāng)秋千座18自然地向前擺動(dòng)(方向97)時(shí)，滑動(dòng)開關(guān)90與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)86相接觸以啟動(dòng)定時(shí)器電路。定時(shí)器電路的時(shí)間設(shè)定是由擺弧控制電位器82來設(shè)置。電路導(dǎo)通，發(fā)出一個(gè)推力給馬達(dá)62，幫助秋千座18向前運(yùn)動(dòng)(沿方向97)，在秋千座18沿方向94作擺回運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)開關(guān)90接觸時(shí)間復(fù)位觸點(diǎn)88，使馬達(dá)定時(shí)器84復(fù)位，等待下一周期。電位器的設(shè)定值越大，馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間就越長，擺弧越大。在一目前認(rèn)為較佳的實(shí)施例中，將電位器182設(shè)定于小的擺弧值時(shí)，馬達(dá)定時(shí)器84運(yùn)轉(zhuǎn)0.02秒，將電位器182設(shè)定于大的擺動(dòng)弧時(shí)，馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間是1.2秒。
圖13示出了一個(gè)合適的電路76的例子。該電路包括定時(shí)器啟動(dòng)輸入86，定時(shí)器復(fù)位輸入88，接地線142，電池正極端134，馬達(dá)正極端136，馬達(dá)負(fù)極端138及電池負(fù)極端140。
電路76包括電路元件300,302,304及306。這些元件300,302,304和306都是包含在74HCOO DIP(雙列直插式封裝)集成電路里的正觸發(fā)器與非門。此外，電路76還包括電路元件308,310,312及314。這些元件308,310,312,314都是正Schmidt(斯密特)觸發(fā)器與非門，被集成在一個(gè)74HCl32DIP集成電路內(nèi)。
電路76還包括(4W,10KP)電阻316,(4W,10KP)電阻318(4W,100KP)電阻320，(TRIMPOT 500KP)可變電阻82及(4W,1KP)電阻324以及(50PiV)二級管326,(1.0微法電解質(zhì))電容器328,(0.1微法單片式)電容器320以及SPST-NO開關(guān)78。
該電路對秋千10提供開-關(guān)及擺動(dòng)弧的控制作用。4只電池80組成的電源加到接線端138,140上。秋千10的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20由閉合開關(guān)78而開通。于是電源供給到控制電路76，并通過接線端134到馬達(dá)62的正側(cè)。單穩(wěn)態(tài)不可重復(fù)觸發(fā)的定時(shí)器電路，在當(dāng)秋千座架14到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置114時(shí)，通過把80接地到142而被驅(qū)動(dòng)。然后由元件304,306,312,320,82,326,328組成的電路被觸發(fā)，并提供一定時(shí)輸出脈沖給元件332，元件332是一個(gè)大功率達(dá)靈登硅功率晶體管，件號是TIP120，當(dāng)元件332導(dǎo)通時(shí)，馬達(dá)62的負(fù)接線端136被接地，因此開通了馬達(dá)62。馬達(dá)的開通時(shí)間由擺弧控制電位器82的位置所決定，單穩(wěn)態(tài)不可重復(fù)觸發(fā)的定時(shí)器電路在秋千座架14的定時(shí)器復(fù)位位置220通過把88接地到142而被復(fù)位。于是周期繼續(xù)，直至擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20被開關(guān)78關(guān)斷。
在秋千座架14的正常馬達(dá)驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，由馬達(dá)62產(chǎn)生的角推力是通過驅(qū)動(dòng)軸48上的驅(qū)動(dòng)釘197與吊架座195上的驅(qū)動(dòng)插座198在接觸點(diǎn)230的嚙合而從驅(qū)動(dòng)軸48傳到吊架座195(秋千座架14的右側(cè)懸臂36)的，如圖15所示。
包括驅(qū)動(dòng)釘197及空轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)插座198的秋千座運(yùn)動(dòng)的限制器92，用在某些超過正常范圍的情況下，限制從驅(qū)動(dòng)軸48傳到吊架座195及秋千座架14的運(yùn)動(dòng)。例如，如果擺弧控制器82被設(shè)定在建立一個(gè)最大的擺動(dòng)弧(如圖5所示)，而且在秋千座18中有很少或沒有質(zhì)量，驅(qū)動(dòng)桿64將在繞轉(zhuǎn)軸16作來回樞轉(zhuǎn)時(shí)，抵住機(jī)械止動(dòng)件218,219，如圖6,15及16所示。在這樣一種情況下，如果吊架座195被牢固地鍵合于驅(qū)動(dòng)軸48，秋千座架14和秋千座18的自然擺弧將突然中斷。為了避免這種情況的發(fā)生，吊架座195設(shè)計(jì)了一個(gè)空轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)插座198，由于驅(qū)動(dòng)插座198和驅(qū)動(dòng)釘197之間的空轉(zhuǎn)連接，它可以在驅(qū)動(dòng)部分180上的軸承表面232處的驅(qū)動(dòng)軸48上滑動(dòng)，如圖14及16所示。吊架座195(和連在吊架195上的秋千座架14及秋千座18)甚至在機(jī)械止動(dòng)件219和鍵合在秋千座架14上一起旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿64嚙合之后，驅(qū)動(dòng)軸48繞轉(zhuǎn)軸16不再旋轉(zhuǎn)，仍被允許沿方向97前進(jìn)(擺動(dòng))。這種運(yùn)動(dòng)顯示空轉(zhuǎn)連接起著作用。在驅(qū)動(dòng)釘197和驅(qū)動(dòng)插座198之間的秋千座運(yùn)動(dòng)限制器92的空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)角233大約是5°左右，如圖16所示。
吊架座195是用聚丙烯模制而成的，它幫助控制軸承表面232處的摩擦并耐磨。吊架座195的結(jié)構(gòu)使其在連到秋千座架14的右側(cè)的驅(qū)動(dòng)軸48和連接到秋千座架14的左側(cè)的輔助軸52(圖2)之間的軸失配的情況下，相對于支持架12自行定值(浮動(dòng))。(吊架座和軸之間的間隙是0.010英寸(0.025厘米)(徑向)。在吊架座195和驅(qū)動(dòng)軸48之間如圖14所示的間隙234確保在運(yùn)輸或把秋千座18裝上秋千座架14之前，吊架座195不會過分的擺動(dòng)。端蓋193包括一圓筒形罩帽101，它具有一個(gè)容納驅(qū)動(dòng)軸48的止動(dòng)部分的自由端的內(nèi)部區(qū)域，如圖14所示，在軸承表面232處的摩擦有助于衰減過度的擺弧以緩沖突然的停止。在另一個(gè)實(shí)施例(未示出)中，有一個(gè)電子限位開關(guān)可以限制傳到秋千座架14的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)秋千座架14沿著方向94回?cái)[時(shí)，吊架座195的驅(qū)動(dòng)插座198在點(diǎn)231再次嚙合驅(qū)動(dòng)軸48的驅(qū)動(dòng)釘197，并使一切回到原來的狀態(tài)。然后驅(qū)動(dòng)軸48與吊架座195一起旋轉(zhuǎn)，擺動(dòng)周期再次開始。
按照本發(fā)明的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)420的另一實(shí)施例示于圖17-圖19。擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置420示意性地示于圖17中，一部分?jǐn)[動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置420示于圖18和19中。基本上擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置420包括擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430以取代前面實(shí)施例中描述的那種驅(qū)動(dòng)桿64。
如圖17所示，秋千410包括支持架44及一個(gè)秋千座架47，其中包括第一、第二懸臂50、54，其上裝有秋千座46。一個(gè)罩殼22安裝在支持架46上，并在其中置放著擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置420。擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置420的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其可以周期性地為秋千座架47的懸臂50提供一個(gè)轉(zhuǎn)矩，以維持秋千座架47繞轉(zhuǎn)軸16的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置420包括以下部分(1)點(diǎn)16是秋千座架47的中心軸，滑動(dòng)開關(guān)428及擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)軸承界面432是在滑動(dòng)開關(guān)428和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430之間的一個(gè)低磨擦滑動(dòng)配合；(3)點(diǎn)434和436是滑動(dòng)開關(guān)428和接觸柱438、440之間的電接觸點(diǎn)；(4)線張彈簧66是一對磨擦恒力(反旋)彈簧，它具有約2英寸長的預(yù)卷段。
驅(qū)動(dòng)帶68是單股塑料線、鋼、尿烷或其他柔性材料制成，此帶在點(diǎn)450處與擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430連接，并與擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430的半圓形邊嚙合。在此，用圓形擺驅(qū)動(dòng)器430代替圖2和圖6所示的驅(qū)動(dòng)桿臂64，以使擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器30和馬達(dá)軸60之間的傳動(dòng)比保持恒定。如圖19所示，“a”的大小與“b，，相等，不管擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430是從什么地方拉的，a與b之比保持不變，并且加給驅(qū)動(dòng)帶68的拉力保持恒定。
當(dāng)馬達(dá)62被馬達(dá)定時(shí)器84所啟動(dòng)，軸60開始沿方向97旋轉(zhuǎn)時(shí)，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430也沿方向97轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)樗怯衫@在馬達(dá)軸62上的驅(qū)動(dòng)帶68所拉動(dòng)的。主軸48被鍵合在擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430上，因此也沿方向97轉(zhuǎn)動(dòng)。(秋千座吊架系統(tǒng)和秋千座都是連在主軸60上的)。馬達(dá)軸60的直徑和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430的直徑比近似為50∶1，這在機(jī)械上是有益的。馬達(dá)軸60的表面速度必需大于擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430的表面速度，因此當(dāng)馬達(dá)62轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終在擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430上保持一個(gè)拉力。擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430的表面速度取決于繞著軸16作樞轉(zhuǎn)的懸擺46,50,54的自然頻率(周期)。吊架系統(tǒng)50、54，秋千座46的質(zhì)量和秋千座中的(孩子)(未示)質(zhì)量在這里稱為“懸擺”。周期決定于從軸16到秋千座46及50,54的重心、置于秋千座46中的質(zhì)量以及該質(zhì)量的重力。為了便于描述起見，這里忽略了運(yùn)動(dòng)部件的磨擦和空氣阻力。
滑動(dòng)開關(guān)428開始與擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430一起繞軸16旋轉(zhuǎn)。滑動(dòng)開關(guān)428被安裝在帶有滑動(dòng)配合擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430的轂464上。磨擦力(它取決于對滑動(dòng)開關(guān)428及擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430的材料的選擇)和滑動(dòng)開關(guān)428在軸承界面432處的重力使滑動(dòng)開關(guān)428與擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430一起轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)橛糜隍?qū)動(dòng)懸擺的力很小且功率消耗也較小，滑動(dòng)開關(guān)428的磨擦力很小，。本發(fā)明中的低磨擦是一個(gè)獨(dú)到之處，因?yàn)槠渌麄鹘y(tǒng)的系統(tǒng)沒有同樣多考慮到功耗的問題。
當(dāng)滑動(dòng)開關(guān)428與推力啟動(dòng)接觸柱438接觸時(shí)(如圖19所示)，停轉(zhuǎn)。擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430由于其與滑動(dòng)開關(guān)428之間的滑動(dòng)配合而能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這是關(guān)鍵的工作特點(diǎn)之一。當(dāng)定時(shí)器84關(guān)閉時(shí)，馬達(dá)62隨之停轉(zhuǎn)，但是擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430，由于聯(lián)接在驅(qū)動(dòng)軸60上的擺的質(zhì)量的慣性，繼續(xù)在它的全擺弧內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)弧的角度可以改變，但滑動(dòng)開關(guān)428對該角度的變化并不敏感。因?yàn)獒槍〗强赡艿母淖儯霉潭ǖ母惺艽胧﹣頉Q定懸擺的位置不是一種有效的方法。當(dāng)懸擺到達(dá)它的最大的前進(jìn)弧的位置時(shí)，便停止，而后由于地心引力對懸擺的作用，它開始沿反向轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑒?dòng)開關(guān)428開始再次與擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430一起轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然，不管弧角的大小如何，只有擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器430開始往回轉(zhuǎn)時(shí)，滑動(dòng)開關(guān)428才開始回轉(zhuǎn)。
當(dāng)在秋千座46中放入一質(zhì)量(孩子)時(shí)，重心會改變，使擺弧的中心位置發(fā)生變化。這種質(zhì)量(孩子)中心的變化是傳統(tǒng)系統(tǒng)不能有效地感受到的。此外，如果孩子在秋千座中靠前或靠后，這會大大改變重心，使弧的中心改變位置?；≈行奈恢玫母淖円约盎〉慕嵌鹊淖兓彩莿e的系統(tǒng)所不能感受出來的。新的滑動(dòng)開關(guān)428的設(shè)計(jì)上的獨(dú)特點(diǎn)是它不需要考慮重心在哪里，因?yàn)樗倪\(yùn)動(dòng)決定于自然擺弧。
了解馬達(dá)62與滑動(dòng)開關(guān)28的作用也是很重要的。每當(dāng)馬達(dá)62被驅(qū)動(dòng)時(shí)，它拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)帶68。因?yàn)轳R達(dá)62在轉(zhuǎn)子的任何位置上幾乎都具有相同的轉(zhuǎn)矩，它可以在懸擺的任何位置被起動(dòng)，并且能對懸擺提供同樣大小的力。這是本發(fā)明勝過傳統(tǒng)線圈型馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)之一。馬達(dá)軸60甚至在沒有電源時(shí)也會旋轉(zhuǎn)許多次(大約比擺多50次)，因?yàn)榇藭r(shí)它被懸擺的運(yùn)動(dòng)所帶動(dòng)。因此馬達(dá)62的轉(zhuǎn)子當(dāng)它在應(yīng)該啟動(dòng)時(shí)，可以在任何位置上。如果轉(zhuǎn)子對位置敏感的話，那就很難在懸擺正好在開始其回程時(shí)的精確時(shí)間下被驅(qū)動(dòng)。這是另一個(gè)使本發(fā)明具有獨(dú)到之處的關(guān)鍵因數(shù)。有競爭力的裝置是齒輪連續(xù)驅(qū)動(dòng)的，因此不能“拾取”懸擺的自然頻率來啟動(dòng)馬達(dá)62?；瑒?dòng)開關(guān)428和馬達(dá)62的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了別的傳統(tǒng)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的功能。
本發(fā)明的另一個(gè)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)施例示于圖20。該擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)510十分適合于在例如圖1及圖2所示的實(shí)施例中使用。擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)510比這里示出的其他實(shí)施例的體積小，因?yàn)樗昧艘粋€(gè)線控系統(tǒng)511以控制驅(qū)動(dòng)帶512的位置和運(yùn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)帶被連接到驅(qū)動(dòng)桿514，電動(dòng)馬達(dá)518的馬達(dá)軸516及線張彈簧520上。圖示為線控制系統(tǒng)511，包括一對鄰近馬達(dá)軸516的錨柱522,524，一個(gè)安裝在驅(qū)動(dòng)桿514上的滑輪526，以及另一個(gè)安裝在線張彈簧520上的滑輪528。
擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)510包括一個(gè)緊湊的罩殼529，它安裝在一個(gè)支持架532內(nèi)的撐腳530上，與圖1中所示的支持架30相類似。緊湊的罩殼可以代替圖1中的罩殼22以容納擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)510的各種元部件。
擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)510還包括一由4節(jié)D電池536組成的電池組534，一塊電路板538，其上有一包括一定時(shí)器542，一擺弧控制器544以及一通-斷開關(guān)546的電路540。一種合適的電路是結(jié)合圖1實(shí)施例描述的電路，并表示于圖13中。
一個(gè)滑動(dòng)開關(guān)548設(shè)置在擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)510中，并被安裝在安排得延伸入緊湊罩殼529內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸550上并與右側(cè)的懸臂552相接上。驅(qū)動(dòng)軸550可繞軸554轉(zhuǎn)動(dòng)，滑動(dòng)開關(guān)548在懸臂552擺動(dòng)期間可移動(dòng)以與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)556及定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)558相嚙合?；瑒?dòng)開關(guān)548與(上述)滑動(dòng)開關(guān)90以相同的方式工作，因而在使用中，滑動(dòng)開關(guān)548與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)556的電嚙合使馬達(dá)定時(shí)器542開始工作，從而啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)518。然后，在懸臂552向一個(gè)方向擺動(dòng)期間，由馬達(dá)定時(shí)器542把送向電動(dòng)馬達(dá)518的電源切斷。之后當(dāng)懸臂552在反方向上擺動(dòng)期間，由于滑動(dòng)開關(guān)548與定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)558的電嚙合而使馬達(dá)定時(shí)器542復(fù)位。和圖1及圖2中的實(shí)施例的情況一樣，馬達(dá)518被驅(qū)動(dòng)并被允許運(yùn)轉(zhuǎn)一預(yù)定時(shí)間，在每一擺動(dòng)周期期間，對秋千座架和秋千座施加一次角推力。
驅(qū)動(dòng)桿514包括一連接在驅(qū)動(dòng)軸550上的基礎(chǔ)端560和帶著滑輪526的一個(gè)自由端562。所述的線張彈簧520是一單獨(dú)的恒力彈簧，它被安裝在固定于緊湊罩殼529內(nèi)的一塊板566上的軸承564上。彈簧520含有一個(gè)帶滑輪528的自由端568。
驅(qū)動(dòng)帶512包括一連接于第一錨柱522(安裝在板566上)的一端570。和連接于第二錨柱524(安裝在板566上)的另一端572。驅(qū)動(dòng)帶512還包括一繞在驅(qū)動(dòng)桿514的滑輪526上的中間部分，馬達(dá)軸516及在線張彈簧520上的滑輪528，如圖20所示。驅(qū)動(dòng)桿514可以從滑輪526鄰近驅(qū)動(dòng)軸516的一終端位置(用虛線表示)樞轉(zhuǎn)到滑輪526遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)軸516的另一終端位置(用虛線示出)。在使用中，驅(qū)動(dòng)桿514由于在馬達(dá)軸516旋轉(zhuǎn)期間驅(qū)動(dòng)帶512所施加的力而繞軸554作樞轉(zhuǎn)。
在圖20所示的實(shí)施例中，在一個(gè)小的裝置中產(chǎn)生了大的轉(zhuǎn)矩，通過把驅(qū)動(dòng)帶512連接到錨柱522及滑輪526上面，兩倍的帶長實(shí)現(xiàn)了2∶1的傳動(dòng)比，滑輪528連到線張彈簧520上以1∶2的比例用完多余的驅(qū)動(dòng)帶(否則彈簧將延伸兩倍，從而需要用一較大的罩殼)。這種安排使彈簧力減小一半。
在另一個(gè)實(shí)施例中，除了通-斷開關(guān)78外，電路76中還加進(jìn)了一個(gè)聲激系統(tǒng)。這個(gè)聲激系統(tǒng)提供了可以檢測從坐在秋千中的孩子或附近看管孩子的人的聲音的方法，并用此聲音去觸發(fā)馬達(dá)62和馬達(dá)定時(shí)器84以產(chǎn)生一角推力，使該推力傳給秋千座架14。在使用中，如果坐在秋千座中睡著的孩子醒來，而此時(shí)擺座18處在平衡位置100處，并且孩子開始哭了起來，所述聲激系統(tǒng)通過一安裝在秋千10上的麥克風(fēng)可以檢測這種哭聲，并命令馬達(dá)62及馬達(dá)定時(shí)器84產(chǎn)生一角推力以啟動(dòng)秋千座18的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。如果剛剛醒來的孩子在秋千座18中動(dòng)了一下，而開始了一個(gè)如圖3所示的那種小的擺弧，孩子的哭聲能使聲激系統(tǒng)產(chǎn)生一角推力足以維持秋千座18的這種擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
盡管本發(fā)明對上述幾個(gè)較佳實(shí)施例作了詳細(xì)描述，下列權(quán)項(xiàng)中描述和闡述的范圍和構(gòu)思精神內(nèi)還可以有許多變化和改型存在。但所有它們的變化和改良都屬于在下列權(quán)項(xiàng)所描述和確立的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)擺動(dòng)秋千，它包括一支持架，一安裝在支持架上的秋千座架，它沿著一擺動(dòng)的弧形路線繞一旋轉(zhuǎn)軸自由地來回?cái)[動(dòng)；在秋千座架沿著擺動(dòng)弧作擺動(dòng)期間，所述秋千座架沿著一第一擺動(dòng)方向作角位移，移動(dòng)到第一終端位置，然后沿著第二擺動(dòng)方向作角位移動(dòng)到第二終端位置，推動(dòng)裝置，用以對所述秋千座架在一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)施加一轉(zhuǎn)矩，促使所述秋千座架在沿著擺動(dòng)弧作擺動(dòng)時(shí)受到一角推力以維持所述秋千座架沿著所述擺動(dòng)弧形路線來回地作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，在秋千座架的驅(qū)動(dòng)位置驅(qū)動(dòng)推動(dòng)裝置，這個(gè)位置處于擺動(dòng)弧線上，并在第一第二兩個(gè)終端之間，它和支持架的相對位置并不固定。秋千座架在第二擺動(dòng)方向從第一擺動(dòng)終端位置向第二擺動(dòng)終端位置的自由擺動(dòng)并擺到驅(qū)動(dòng)位置后，將所述轉(zhuǎn)矩在一預(yù)定時(shí)間間隔之內(nèi)施加于秋千座框架，使其從驅(qū)動(dòng)位置向第二個(gè)終端位置擺動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括一裝置，該裝置用來在沿?cái)[動(dòng)弧的一可變點(diǎn)處建立一驅(qū)動(dòng)位置，所述驅(qū)動(dòng)位置由秋千座架沿?cái)[動(dòng)弧從第一擺動(dòng)終端位置沿著擺動(dòng)弧通過一預(yù)定角度到達(dá)所述可變點(diǎn)的掃描運(yùn)動(dòng)所確定，使所述驅(qū)動(dòng)位置沿著擺弧位于相對第一終端位置成一固定的角度關(guān)系，以使推動(dòng)裝置響應(yīng)于秋千座架從第一終端位置起的某一角位移處驅(qū)動(dòng)推動(dòng)裝置而不管秋千座架相對于支持架的位置如何。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括連接于建立驅(qū)動(dòng)位置的裝置，用以把一驅(qū)動(dòng)信號傳到推動(dòng)裝置以響應(yīng)秋千座架從第一終端位置通過所述預(yù)定角度到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置的角運(yùn)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)推動(dòng)裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一被支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸用以繞軸旋轉(zhuǎn)以及一連在驅(qū)動(dòng)軸上的秋千座，所述驅(qū)動(dòng)位置建立裝置包括一驅(qū)動(dòng)信號發(fā)生器及一推力啟動(dòng)開關(guān)，所述開關(guān)具有一滑動(dòng)環(huán)，它圍繞在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)的摩擦配合，以及一連于所述滑動(dòng)環(huán)的開關(guān)臂，它可以在秋千座架從第一終端位置經(jīng)過所述預(yù)定角度到驅(qū)動(dòng)位置期間響應(yīng)滑動(dòng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)，與驅(qū)動(dòng)信號發(fā)生器嚙合以產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號。
5.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸，用以繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以及一連在驅(qū)動(dòng)軸上的秋千座，且所述驅(qū)動(dòng)位置建立裝置包括一推力啟動(dòng)開關(guān)，它具有一滑動(dòng)環(huán)圍繞在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)的摩擦配合，以及一與滑動(dòng)環(huán)相連的開關(guān)臂，此開關(guān)臂與滑動(dòng)環(huán)一起移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一電擺動(dòng)馬達(dá)和與擺動(dòng)馬達(dá)及驅(qū)動(dòng)軸相連的一轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)位置建立裝置包括一與電擺動(dòng)馬達(dá)及推力啟動(dòng)開關(guān)的電路，所述電路包括一推力啟動(dòng)接觸點(diǎn)，它可在秋千座架從第一終端位置通過所述預(yù)定角度到達(dá)所述驅(qū)動(dòng)位置的角運(yùn)動(dòng)期間響應(yīng)滑動(dòng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)著的驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)而與開關(guān)臂嚙合。
7.如權(quán)利要求5所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一殼體，其中設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置，與驅(qū)動(dòng)軸相連的驅(qū)動(dòng)桿與驅(qū)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)并位于殼體內(nèi)接近滑動(dòng)環(huán)的地方，一連接裝置，它在秋千座架從第一終端位置到驅(qū)動(dòng)位置的運(yùn)動(dòng)期間，響應(yīng)滑動(dòng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)著的驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)而使驅(qū)動(dòng)桿繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)裝置相連的電擺動(dòng)馬達(dá)，所述馬達(dá)具有一馬達(dá)開通和關(guān)閉兩種狀態(tài)，一由電擺動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)軸，一與馬達(dá)軸和秋千座架相連的轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置，它響應(yīng)由驅(qū)動(dòng)裝置提供的信號把電擺動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)換到開通狀態(tài)而把轉(zhuǎn)矩施加到繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的秋千座架上。
9.如權(quán)利要求8所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置還包括一與電擺動(dòng)馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)裝置相連的定時(shí)電路，所述定時(shí)電路包括在接到來自驅(qū)動(dòng)裝置的信號后把電擺動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)換到馬達(dá)開通狀態(tài)以及在預(yù)定的時(shí)間間隔結(jié)束后自動(dòng)地把電擺動(dòng)馬達(dá)從馬達(dá)開通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到關(guān)閉狀態(tài)的裝置，以便停止由轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置施加給秋千座架的轉(zhuǎn)矩。
10.如權(quán)利要求9所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述開關(guān)裝置包括沿著擺弧在一可變的點(diǎn)處建立一驅(qū)動(dòng)位置的裝置，所述驅(qū)動(dòng)位置是由秋千座架沿?cái)[弧從第一擺動(dòng)終端位置經(jīng)過一預(yù)定的角度到達(dá)所述可變點(diǎn)的掃描運(yùn)動(dòng)所確定的從而使所述驅(qū)動(dòng)位置位于沿?cái)[動(dòng)弧與所述第一擺動(dòng)終端位置成一固定的角度關(guān)系，它還包括響應(yīng)于該秋千座架從第一擺動(dòng)終端位置到驅(qū)動(dòng)位置的預(yù)定角位移致使電馬達(dá)被轉(zhuǎn)換到馬達(dá)開通狀態(tài)的裝置，而不管秋千座架相對于支撐架的相對位置如何。
11.如權(quán)利要求8所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在支持架上以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸及一與驅(qū)動(dòng)軸相連的秋千座，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)軸相連并與之一起旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿以及一驅(qū)動(dòng)帶，該驅(qū)動(dòng)帶與馬達(dá)軸及驅(qū)動(dòng)桿相連。
12.如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)擺動(dòng)或秋千，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置還包括一恒力彈簧，且所述驅(qū)動(dòng)帶包括一連接到驅(qū)動(dòng)桿的第一端和連接于恒力彈簧的第二端，以及一在第一及第二端中間嚙合馬達(dá)軸的中間部分。
13.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸，用以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)且與所述秋千座架相連，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)軸相連以與它一起旋轉(zhuǎn)的推力啟動(dòng)開關(guān)。
14.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置還包括一具有馬達(dá)開通狀態(tài)和一馬達(dá)關(guān)閉態(tài)的電擺動(dòng)馬達(dá)，一推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)與電擺動(dòng)馬達(dá)電氣相連并設(shè)置在秋千座架已從第一擺動(dòng)終端位置經(jīng)過一預(yù)定的角度到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置不管它相對于支持架的相對位置后，在秋千座架沿?cái)[弧從第一擺動(dòng)終端位置到第二擺動(dòng)終端位置期間可嚙合推力啟動(dòng)開關(guān)。
15.如權(quán)利要求14所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置還包括一定時(shí)裝置，用以允許電擺動(dòng)馬達(dá)在秋千座架沿著擺弧向第二擺動(dòng)終端位置擺動(dòng)期間在一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)保持在馬達(dá)開通狀態(tài)，然后，在秋千座架到達(dá)第二擺動(dòng)終端位置前將電擺動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)換到馬達(dá)關(guān)閉狀態(tài)以使秋千座架自由地?cái)[向第二擺動(dòng)終端位置。
16.如權(quán)利要求15所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述定時(shí)器裝置包括一可復(fù)位的時(shí)鐘，用以限定所述預(yù)定時(shí)間間隔，一與可復(fù)位設(shè)定的時(shí)鐘電氣相連的，且位于在秋千座架沿?cái)[弧從第二擺動(dòng)終端位置到第一擺動(dòng)終端位置的擺動(dòng)期間可嚙合推力啟動(dòng)開關(guān)的時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)，以及響應(yīng)推力啟動(dòng)開關(guān)與時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)的嚙合在秋千座架沿?cái)[弧從第二擺動(dòng)終端位置向第一擺動(dòng)終端位置的擺動(dòng)期間使時(shí)鐘復(fù)位的裝置從而定時(shí)器裝置得以設(shè)定以允許電擺動(dòng)馬達(dá)在接著下來的推力啟動(dòng)開關(guān)和時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)在秋千座架沿?cái)[弧擺動(dòng)期間嚙合時(shí)得以在一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)保持馬達(dá)開通狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推力啟動(dòng)開關(guān)包括一滑動(dòng)環(huán)，它圍繞地裝在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一摩擦配合，以及一與滑動(dòng)環(huán)相連的開關(guān)臂，所述推動(dòng)裝置包括一推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)不管秋千座架與支持架的相對位置如何，可在秋千座架已從第一擺動(dòng)終端位置經(jīng)一預(yù)定角度擺到驅(qū)動(dòng)位置之后，在秋千座架沿?cái)[弧從第一擺動(dòng)終端位置擺向第二擺動(dòng)終端位置期間嚙合開關(guān)臂，一擺動(dòng)馬達(dá)，它可產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，一與擺動(dòng)馬達(dá)及秋千座架相連的轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置，用以把轉(zhuǎn)矩施加于秋千座架使其繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，以及指令擺動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置，響應(yīng)開關(guān)臂與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)的嚙合，把轉(zhuǎn)矩加到秋千座架上。
18.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸用以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并與所述秋千座架及一電擺動(dòng)馬達(dá)相連，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括一推力啟動(dòng)開關(guān)，它與驅(qū)動(dòng)軸相連并與之一起旋轉(zhuǎn)，一信號裝置，在所述驅(qū)動(dòng)軸及與所述驅(qū)動(dòng)軸相連的推力啟動(dòng)開關(guān)旋轉(zhuǎn)過一預(yù)定的角度時(shí)，用以發(fā)送一電驅(qū)動(dòng)信號以驅(qū)動(dòng)電擺動(dòng)馬達(dá)。
19.如權(quán)利要求18所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推力啟動(dòng)開關(guān)包括一套在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)的摩擦配合的滑動(dòng)環(huán)，一與滑動(dòng)環(huán)相連并在滑動(dòng)環(huán)與驅(qū)動(dòng)軸摩擦嚙合時(shí)繞旋轉(zhuǎn)軸作樞轉(zhuǎn)的開關(guān)臂。
20.如權(quán)利要求18所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述信號裝置包括一與擺動(dòng)馬達(dá)相連的電路，一與電路相連的電源，一與電路相連的推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，所述推力啟動(dòng)開關(guān)包括一套在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)的摩擦配合的滑動(dòng)環(huán)，一開關(guān)臂，它與滑動(dòng)環(huán)相連并接到電路上，在秋千座架沿著擺弧從第一擺動(dòng)終端位置經(jīng)過一預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間可以移動(dòng)以與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)相嚙合而產(chǎn)生一電驅(qū)動(dòng)信號并使該電驅(qū)動(dòng)信號通過所述電路發(fā)送到電擺動(dòng)馬達(dá)。
21.一種自動(dòng)擺動(dòng)秋千，它包括一支持架，一安裝在支持架上的秋千座架，它沿著一擺動(dòng)弧線繞一旋轉(zhuǎn)軸以在第一擺動(dòng)方向和第二擺動(dòng)方向自由地來回?cái)[動(dòng)，以及，一推動(dòng)裝置，它與秋千座架相連，用以在一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，對秋千座架旋加一轉(zhuǎn)矩，從而使秋千座架在沿?cái)[動(dòng)弧線擺動(dòng)時(shí)受到一角推力以維持所述秋千座架沿?cái)[路弧線的來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
22.如權(quán)利要求21所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一推力啟動(dòng)開關(guān)，它與秋千座架相連并與之一起運(yùn)動(dòng)，一具有一馬達(dá)開通狀態(tài)和一馬達(dá)關(guān)閉狀態(tài)的電擺動(dòng)馬達(dá)，一與電擺動(dòng)馬達(dá)電氣相連的推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)的位置可在秋千座架沿著擺弧作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間與推力啟動(dòng)開關(guān)嚙合，以及把推力啟動(dòng)開關(guān)與電擺動(dòng)馬達(dá)作電氣相連以使電擺動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)換到馬達(dá)開通狀態(tài)響應(yīng)推力啟動(dòng)開關(guān)與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)的嚙合而產(chǎn)生一力矩。
23.如權(quán)利要求22所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一定時(shí)器裝置，用以在秋千座架沿?cái)[動(dòng)弧在第一方向擺動(dòng)期間允許電擺動(dòng)馬達(dá)在所述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)維持馬達(dá)的開通狀態(tài)。
24.如權(quán)利要求23所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述定時(shí)器裝置包括一可重新復(fù)位設(shè)定的時(shí)鐘，用以限定所述預(yù)定的時(shí)間間隔，以及一時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)，它與所述可重新復(fù)位設(shè)定的時(shí)鐘電氣相連，且其位置使它可在秋千座架沿著擺弧在一與第一方向相反的第二方向擺動(dòng)期間與推力啟動(dòng)開關(guān)嚙合，以及一裝置，該裝置用來在秋千座架沿著擺弧在第二方向擺動(dòng)期間，響應(yīng)所述推力啟動(dòng)開關(guān)及時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)的嚙合而使所述時(shí)鐘復(fù)位以使定時(shí)器裝置被設(shè)定得可以允許電擺動(dòng)馬達(dá)在秋千座架沿?cái)[弧在第一方向的擺動(dòng)期間，在推力啟動(dòng)開關(guān)與推力起動(dòng)觸點(diǎn)接著下來嚙合時(shí)，使電擺動(dòng)馬達(dá)在所述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)保持馬達(dá)的開通狀態(tài)。
25.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推動(dòng)裝置包括一具有一馬達(dá)軸的電擺馬達(dá)，一轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置，它與電擺動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)軸及秋千座架相連，其結(jié)構(gòu)可響應(yīng)于所述電擺動(dòng)馬達(dá)的通電給秋千座架繞著旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸上施加一轉(zhuǎn)矩，以及一定時(shí)器電路，用以周期性地在所述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)為電擺動(dòng)馬達(dá)提供電能以產(chǎn)生所述角推力。
26.如權(quán)利要求25所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸，用以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，而所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)軸相連并與之一起旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿，還包括一與馬達(dá)軸及驅(qū)動(dòng)桿相連的一驅(qū)動(dòng)帶。
27.如權(quán)利要求26所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置還包括一恒力彈簧，而驅(qū)動(dòng)帶則包括一連接于驅(qū)動(dòng)桿的第一端及連接于恒力彈簧的第二端，以及一在第一、第二端之間嚙合馬達(dá)軸的中間部分。
28.一種自動(dòng)擺動(dòng)秋千，它包括一支持架，一安裝在所述支持架上的一秋千座架，用以在秋千座沿著擺弧作擺動(dòng)時(shí)的每周期期間，沿著擺動(dòng)弧繞旋轉(zhuǎn)軸，沿?cái)[到第一擺動(dòng)終端位置的第一擺動(dòng)方向及擺到第二擺動(dòng)終端位置的相反方向自由地來回?cái)[動(dòng)，一轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)裝置，用以當(dāng)秋千座架沿著擺弧擺動(dòng)時(shí)在秋千座架上施加一轉(zhuǎn)矩，所述轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)裝置包括一可予以啟動(dòng)以產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩的電擺動(dòng)馬達(dá)，以及一定時(shí)器裝置，用以在每擺動(dòng)周期期間只啟動(dòng)和停止一次電擺動(dòng)馬達(dá)以使擺動(dòng)馬達(dá)在秋千座架沿著擺弧在第一和第二擺動(dòng)終端位置擺動(dòng)期間僅在一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，此預(yù)定時(shí)間間隔比秋千座架在第一或第二擺動(dòng)方向沿?cái)[弧擺動(dòng)期間，在第一及第二終端位置之間的一個(gè)方向上擺動(dòng)所需時(shí)間要短。
29.一種自動(dòng)擺動(dòng)秋千，它包括一支持架；一安裝在支持架上的一秋千座架，用以在秋千座沿著擺弧的每次擺動(dòng)的周期期間，沿著擺弧在向第一終端位置的第一擺動(dòng)方向及向第二終端位置的一相反擺動(dòng)方向沿?cái)[弧繞旋轉(zhuǎn)軸來回自由擺動(dòng)；一轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)裝置，用以在秋千座架沿著擺弧擺動(dòng)時(shí)為秋千座架施加一轉(zhuǎn)矩，所述轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)裝置包括一擺動(dòng)馬達(dá)，此馬達(dá)可被啟動(dòng)以產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，以及馬達(dá)控制裝置，用以周期性地提供然后停止供給擺動(dòng)馬達(dá)的電源以使擺動(dòng)馬達(dá)只在一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所述預(yù)定時(shí)間間隔小于在秋千座架沿?cái)[弧在第一及第二擺動(dòng)方向之一在第一和第二擺動(dòng)終端位置之間擺動(dòng)所需的時(shí)間。
30.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述馬達(dá)控制裝置包括沿著擺弧在一可變點(diǎn)建立秋千座架的驅(qū)動(dòng)位置，所述可變點(diǎn)驅(qū)動(dòng)位置由秋千座架沿?cái)[動(dòng)弧從第一擺動(dòng)終端位置經(jīng)一預(yù)定角度到所述可變點(diǎn)的掃描運(yùn)動(dòng)所確定，以使驅(qū)動(dòng)位置位于沿?cái)[弧與第一擺動(dòng)終端位置成一固定的角度關(guān)系，以及包括一馬達(dá)啟動(dòng)裝置，用于使擺動(dòng)馬達(dá)響應(yīng)于秋千座架從第一終端位置到驅(qū)動(dòng)位置的預(yù)定角位移而啟動(dòng)，而不論秋千座架相對于支持架的位置如何。
31.如權(quán)利要求30所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述馬達(dá)控制裝置還包括馬達(dá)停止裝置，用以在預(yù)定時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)以及秋千座架沿?cái)[弧在驅(qū)動(dòng)位置及第二擺動(dòng)終端位置擺動(dòng)期間，停止供電給擺動(dòng)馬達(dá)。
32.如權(quán)利要求29述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述擺動(dòng)馬達(dá)包括一與定時(shí)器電路裝置相連的電驅(qū)動(dòng)裝置及一由電驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)的馬達(dá)軸。
33.如權(quán)利要求32所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)裝置還包括一與馬達(dá)軸及秋千座架相連的轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)可以只在所述預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)為秋千座架提供所述轉(zhuǎn)矩。
34.如權(quán)利要求33所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸用以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以及一與驅(qū)動(dòng)軸相連的秋千座，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)軸相連并與之一起旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿以及一與馬達(dá)軸及驅(qū)動(dòng)桿相連的驅(qū)動(dòng)帶。
35.如權(quán)利要求32所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸用以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，以及一與驅(qū)動(dòng)軸相連的秋千座，所述馬達(dá)控制裝置包括一電路裝置，用以為電驅(qū)動(dòng)裝置提供電流以及一與驅(qū)動(dòng)軸及電路裝置相連的馬達(dá)啟動(dòng)開關(guān)。
36.如權(quán)利要求35所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述電路裝置包括一具有一時(shí)鐘的定時(shí)器，用以設(shè)定所述預(yù)定時(shí)間間隔，一與時(shí)鐘相連的馬達(dá)啟動(dòng)觸點(diǎn)，一與時(shí)鐘相連的定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)以及一電源，所述馬達(dá)啟動(dòng)開關(guān)包括一安裝在驅(qū)動(dòng)軸上以與之一起旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)環(huán)，一開關(guān)臂，其一端與滑動(dòng)環(huán)相連，另一端為自由端，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，該自由端在定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)及電路裝置中的馬達(dá)起動(dòng)觸點(diǎn)之間移動(dòng)并與兩者相聯(lián)，所述電路裝置還包括一裝置，該裝置用來響應(yīng)開關(guān)臂與馬達(dá)啟動(dòng)觸點(diǎn)的嚙合，利用時(shí)鐘把電源在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)供應(yīng)給電驅(qū)動(dòng)裝置。
37.如權(quán)利要求35所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述電路還包括響應(yīng)開關(guān)臂與定時(shí)器復(fù)位觸點(diǎn)的嚙合而重新設(shè)定時(shí)鐘的裝置。
38.如權(quán)利要求29所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述馬達(dá)控制裝置包括一可設(shè)定所述預(yù)定時(shí)間間隔的時(shí)鐘，一開關(guān)裝置，用以在秋千座架沿著擺弧在第一及第二擺動(dòng)終端位置之間運(yùn)動(dòng)到一馬達(dá)啟動(dòng)位置時(shí)，起動(dòng)擺動(dòng)馬達(dá)及時(shí)鐘，以使秋千座架在其沿著擺弧在第一擺動(dòng)終端位置及馬達(dá)起始位置之間的自由擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)之后，當(dāng)它沿?cái)[弧擺動(dòng)時(shí)受到一角推力，以維持自動(dòng)擺動(dòng)秋千沿?cái)[動(dòng)弧來回?cái)[動(dòng)，以及一裝置，該裝置用來在預(yù)定時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)可利用時(shí)鐘停止擺動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以便讓秋千座架當(dāng)擺動(dòng)馬達(dá)被所述裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能從被秋千座架所占據(jù)的位置自由地?cái)[動(dòng)至少直到秋千座架到達(dá)第二擺動(dòng)終端位置為止。
39.如權(quán)利要求38所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，擺動(dòng)馬達(dá)包括一電驅(qū)動(dòng)裝置及一由電驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)的馬達(dá)軸，所述開關(guān)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)軸相連以與之一起旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)啟動(dòng)開關(guān)，以及包括一裝置，用以在驅(qū)動(dòng)軸及與之相連的馬達(dá)起動(dòng)開關(guān)在第一擺動(dòng)終端位置及馬達(dá)起動(dòng)位置之間旋轉(zhuǎn)過一預(yù)定角度后，為電驅(qū)動(dòng)裝置提供電流以啟動(dòng)擺動(dòng)馬達(dá)并轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)軸。
40.如權(quán)利要求39所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述預(yù)定角度約為5度左右。
41.如權(quán)利要求39所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述馬達(dá)啟動(dòng)開關(guān)包括一套在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)的配合的滑動(dòng)環(huán)，它還包括一與滑動(dòng)環(huán)相連的開關(guān)臂，所述開關(guān)臂在秋千座架沿?cái)[弧作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間周期地嚙合和脫離所述利用裝置。
42.一種搖擺或自動(dòng)擺動(dòng)秋千，它包括一支持架；一安裝在支持架上的秋千座框以在第一擺動(dòng)方向及一相反的擺動(dòng)方向繞一旋轉(zhuǎn)軸沿?cái)[弧來回自由擺動(dòng)，一電擺動(dòng)馬達(dá)，它具有一馬達(dá)軸及具有一馬達(dá)開通和關(guān)閉狀態(tài)的馬達(dá)軸，一推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，它安裝在支持架的一固定位置上并與一電擺動(dòng)馬達(dá)電氣相連，一推力啟動(dòng)開關(guān)，它與秋千座架相連并與之一起運(yùn)動(dòng)，其位置安排得可在秋千座架沿?cái)[弧擺動(dòng)期間嚙合所述推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，一馬達(dá)電路，它電氣地連接推力起動(dòng)開關(guān)和電擺動(dòng)馬達(dá)，以響應(yīng)推力啟動(dòng)開關(guān)和推力啟動(dòng)觸點(diǎn)的相互嚙合，將電擺動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)換到開通狀態(tài)而使馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)繞旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩；一與電擺動(dòng)馬達(dá)馬達(dá)軸及秋千座架相連的轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置，它響應(yīng)電擺動(dòng)馬達(dá)向馬達(dá)開通狀態(tài)的轉(zhuǎn)換而繞旋轉(zhuǎn)軸施加一轉(zhuǎn)矩；一與馬達(dá)電路相連的定時(shí)器電路，它可以在秋千座架沿?cái)[動(dòng)弧在第一方向擺動(dòng)期間允許電擺動(dòng)馬達(dá)在一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)保持在開通狀態(tài)以轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)軸使秋千座架沿?cái)[弧在第一方向擺動(dòng)時(shí)受到一角推力，從而維持秋千座架沿?cái)[弧的來回?cái)[動(dòng)。
43.如權(quán)利要求42所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述定時(shí)器電路包括一可重新復(fù)位設(shè)定的時(shí)鐘，用以設(shè)定所述預(yù)定的時(shí)間間隔。
44.如權(quán)利要求43所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述定時(shí)器電路還包括一時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)，它與一可重新復(fù)位設(shè)定的時(shí)鐘電氣相連，其位置可在秋千座架沿?cái)[弧在與第一方向相反的第二方向上擺動(dòng)時(shí)嚙合推力啟動(dòng)開關(guān)，以及一復(fù)位機(jī)構(gòu)，它在秋千座架沿?cái)[弧在第二方向擺動(dòng)期間響應(yīng)推力啟動(dòng)開關(guān)及時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)的嚙合使時(shí)鐘復(fù)位，以使定時(shí)器裝置被設(shè)置得可允許在秋千座架沿?cái)[動(dòng)弧在第一方向擺動(dòng)期間，在推力啟動(dòng)開關(guān)和推力啟動(dòng)觸點(diǎn)的接下來的嚙合時(shí)，在所述預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)使電擺動(dòng)馬達(dá)保持馬達(dá)的開動(dòng)狀態(tài)。
45.如權(quán)利要求44所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)安裝在一固定位置，此位置與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)相隔開的關(guān)系。
46.如權(quán)利要求44所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述時(shí)鐘復(fù)位觸點(diǎn)安裝在支持架上的一固定位置。
47.如權(quán)利要求42所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在支持架上的驅(qū)動(dòng)軸以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)軸相連并與之一起旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿以及一與馬達(dá)軸及驅(qū)動(dòng)桿相連的驅(qū)動(dòng)帶。
48.如權(quán)利要求47所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置還包括一恒力彈簧，所述驅(qū)動(dòng)帶包括一與驅(qū)動(dòng)桿相連的第一端和與所述恒力彈簧相連的第二端，以及一在第一和第二端之間、與馬達(dá)軸相嚙合的中間部分。
49.如權(quán)利要求42所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在所述支持架上的驅(qū)動(dòng)軸以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，一與所述驅(qū)動(dòng)軸相連的秋千座，所述秋千座架安排在支持架上以沿?cái)[弧繞旋轉(zhuǎn)軸自由地來回?cái)[動(dòng)，在秋千座架沿?cái)[弧的每周擺動(dòng)期間，所述秋千座在第一方向以角位移方式向第一擺動(dòng)終端位置擺動(dòng)，然后，在第二方向以角位移方式向第二擺動(dòng)終端位置擺動(dòng)，所述推力啟動(dòng)開關(guān)有一滑動(dòng)環(huán)套在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)的摩擦配合，一開關(guān)臂連接于滑動(dòng)環(huán)，它可移動(dòng)得與推力啟動(dòng)觸點(diǎn)相嚙合以在秋千座架沿第二擺動(dòng)方向從第一擺動(dòng)終端方向向第二擺動(dòng)終端位置并到達(dá)位于擺動(dòng)弧上并在第一和第二終端位置之間的驅(qū)動(dòng)位置后，響應(yīng)滑動(dòng)環(huán)以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號，以在秋千座架從驅(qū)動(dòng)位置向第二擺動(dòng)終端位置擺動(dòng)期間，在一預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對秋千座架施加所述轉(zhuǎn)矩。
50.如權(quán)利要求49所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述推力啟動(dòng)開關(guān)位于可以在沿著擺動(dòng)弧的一可變點(diǎn)建立一驅(qū)動(dòng)位置，所述可變點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)位置由秋千座架沿著擺動(dòng)弧從第一終端位置通過一預(yù)定角度到達(dá)所述可變點(diǎn)的掃描運(yùn)動(dòng)所確定，以使驅(qū)動(dòng)位置位于沿著擺弧相對于第一終端位置到驅(qū)動(dòng)位置的預(yù)定角位移處轉(zhuǎn)換至馬達(dá)開通狀態(tài)而不管秋千座架相對于支撐架的相對位置如何。
51.如權(quán)利要求42所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在支持架上以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸，以及一連接于驅(qū)動(dòng)軸的秋千座，所述推力起動(dòng)開關(guān)包括一套在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)摩擦配合的滑動(dòng)環(huán)，以及一連接于滑動(dòng)臂及可以與之一起移動(dòng)的開關(guān)臂。
52.如權(quán)利要求51所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，推力起動(dòng)觸點(diǎn)可以響應(yīng)在秋千座架從第一終端位置通過預(yù)定角度到達(dá)所述驅(qū)動(dòng)位置的角位移期間、滑動(dòng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)，而與開關(guān)臂相嚙合。
53.如權(quán)利要求42所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述秋千座架包括一支承在支持架上以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸，以及一與驅(qū)動(dòng)軸相連的秋千座，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置包括一與驅(qū)動(dòng)軸相連并與之一起旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)桿，以及一與馬達(dá)軸及驅(qū)動(dòng)桿相連的驅(qū)動(dòng)帶。
54.如權(quán)利要求53所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳遞連動(dòng)裝置還包括一恒力彈簧，所述驅(qū)動(dòng)帶包括一與驅(qū)動(dòng)桿相連的第一端和一與恒力彈簧相連的第二端，以及一在第一及第二端之間、嚙合馬達(dá)軸的中間部分。
55.如權(quán)利要求42所述的自動(dòng)擺動(dòng)秋千，其中，秋千座架包括一支承在支持架上以繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸，所述啟動(dòng)開關(guān)包括一套在驅(qū)動(dòng)軸上并與之建立一可滑動(dòng)摩擦配合的滑動(dòng)環(huán)，一與滑動(dòng)環(huán)相連的開關(guān)臂，一推力啟動(dòng)觸點(diǎn)，其位置安排得秋千座架在沿?cái)[弧從第一擺動(dòng)終端位置至第二擺動(dòng)終端位置的擺動(dòng)期間，已從第一終端位置通過一預(yù)定角度到達(dá)驅(qū)動(dòng)位置后其可與所述開關(guān)臂嚙合，上述秋千座架從第一擺動(dòng)終端位置通過一預(yù)定角度到達(dá)的驅(qū)動(dòng)位置與秋千座架相對于支撐架的位置無關(guān)。
全文摘要
一自動(dòng)擺動(dòng)秋千包括一擺動(dòng)馬達(dá)和一自適應(yīng)控制系統(tǒng)用以周期性地驅(qū)動(dòng)該擺動(dòng)馬達(dá),從而使秋千座沿著一擺動(dòng)弧線以與其自然頻率相適應(yīng)的方式保持?jǐn)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)。該自動(dòng)擺動(dòng)秋千還包括一支持架和一個(gè)安裝在支持架上的帶有秋千座的秋千架,所述自適應(yīng)控制系統(tǒng)包括一推動(dòng)機(jī)構(gòu),后者對座架施加一個(gè)轉(zhuǎn)矩,且所述推動(dòng)機(jī)構(gòu)在沿著所述擺弧在第1和第2終端位置之間的可變點(diǎn)被驅(qū)動(dòng),而該點(diǎn)與秋千座相對于支持架的位置無關(guān)。
文檔編號A47D13/10GK1234747SQ97199159
公開日1999年11月10日 申請日期1997年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月28日
發(fā)明者丹尼爾·R·平克, 丹尼斯·M·特納 申請人:克斯克公司