一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種擺動驅(qū)動裝置，以磁石和霍爾傳感器作為檢測元件，把磁石固定在秋千等擺動裝置的擺臂上，霍爾傳感器固定在秋千的驅(qū)動馬達(dá)箱上面，霍爾傳感器的表面貼近磁石表面；當(dāng)秋千擺動時，在秋千擺動的不同角度，霍爾傳感器與磁石表面的不同位置貼近，霍爾傳感器感應(yīng)出不同的電壓，而電壓代表秋千所處的位置。利用秋千擺動的絕對位置可以計(jì)算出秋千的擺動方向以及擺動頂點(diǎn)，秋千的驅(qū)動控制器可以根據(jù)其擺動方向或擺動頂點(diǎn)來調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的輸出電壓或者推動周期，以實(shí)現(xiàn)秋千擺動的靈活調(diào)節(jié)，來適應(yīng)于不同用戶的使用需求。
【專利說明】一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動搖擺裝置，一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電動秋千、搖籃、搖床和搖椅(以下簡稱秋千)的驅(qū)動器方案，或是只能檢測秋千擺動的大致位置，或是檢測秋千的速度和擺動的相對位置，或是檢測秋千的擺動方向，或是不檢測秋千的擺動，均不能準(zhǔn)確檢測秋千擺動的絕對位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置，應(yīng)用于電動擺動裝置，包
括:
一固定在電動擺動裝置上的磁體，該磁體的磁場強(qiáng)度從磁體一端至另一端逐漸減弱或增強(qiáng)；
ー霍爾傳感器，用于檢測所述磁體的磁場強(qiáng)度并感應(yīng)出相應(yīng)磁場強(qiáng)度的電壓；
ー電機(jī)，用于驅(qū)動電動擺動裝置的擺臂擺動；
ー控制電路板，該控制電路板的一信號檢測輸入端與霍爾傳感器的輸出端連接，該控制電路板的輸出端與電機(jī)連接，該控制電路板用于控制電機(jī)的啟動與停止以及根據(jù)霍爾傳感器檢測到的感應(yīng)電壓調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出或轉(zhuǎn)動方向。
[0005]其還包括一齒輪箱，所述齒輪箱的輸入軸與電機(jī)的輸出軸固定連接，所述齒輪箱的輸出軸與電動擺動裝置的擺臂垂直并固定連接。
[0006]所述擺臂與齒輪箱輸出軸的連接部為ー以齒輪箱輸出軸為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體，所述磁體為圓弧形磁體，該圓弧形磁體固定在所述旋轉(zhuǎn)體，且圓弧形磁體的圓心處于旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸上，所述霍爾傳感器與圓弧形磁體的表面接近。
[0007]所述圓弧形磁體設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體的頂部，所述霍爾傳感器在旋轉(zhuǎn)體靜止時位于圓弧形磁體外圓弧或內(nèi)圓弧中心附近，并固定在齒輪箱上。
[0008]所述磁體為充磁的磁石或磁鐵。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置以磁石和霍爾傳感器作為檢測元件，把磁石固定在秋千等擺動裝置的擺臂上，霍爾傳感器固定在秋千的驅(qū)動馬達(dá)箱上面，霍爾傳感器的表面貼近磁石表面；當(dāng)秋千擺動時，在秋千擺動的不同角度，霍爾傳感器與磁石表面的不同位置貼近，霍爾傳感器感應(yīng)出不同的電壓，而電壓代表秋千所處的位置。利用秋千擺動的絕對位置可以計(jì)算出秋千的擺動方向以及擺動頂點(diǎn)，秋千的驅(qū)動控制器可以根據(jù)其擺動方向或擺動頂點(diǎn)來調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的輸出電壓或者推動周期，以實(shí)現(xiàn)秋千擺動的靈活調(diào)節(jié)，來適應(yīng)于不同用戶的使用需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0011]圖1是本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置的裝配圖；
圖2是磁石的磁場強(qiáng)度模型；
圖3是本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置的原理框圖；
圖4是應(yīng)用本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置的搖椅裝配圖；
圖5是霍爾傳感器電壓輸入單片機(jī)的電路圖；
圖6是霍爾傳感器電壓輸入單片機(jī)的波形圖；
圖7是應(yīng)用本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1、圖3所示為本發(fā)明以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置，應(yīng)用于電動擺動裝置，包括:
一固定在電動擺動裝置上的磁體10,該磁體10的磁場強(qiáng)度從磁體10 —端至另一端逐漸減弱或增強(qiáng)，見圖2;
一霍爾傳感器20，用于檢測所述磁體10的磁場強(qiáng)度并感應(yīng)出相應(yīng)磁場強(qiáng)度B的電壓； 一電機(jī)30，用于驅(qū)動電動擺動裝置的擺臂40擺動；
一齒輪箱50,所述齒輪箱50的輸入軸與電機(jī)30的輸出軸固定連接,所述齒輪箱50的輸出軸與電動擺動裝置的擺臂40垂直并固定連接；
一控制電路板60，該控制電路板60的輸出端與電機(jī)30連接，該控制電路板60用于控制電機(jī)30的啟動與停止以及根據(jù)霍爾傳感器20檢測到的感應(yīng)電壓調(diào)節(jié)電機(jī)30的輸出(推動電壓、推動時間)、轉(zhuǎn)動(推動)方向。
[0013]如圖1所示，擺臂40與齒輪箱50輸出軸的連接部為一以齒輪箱50輸出軸為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體70，所述磁體10為圓弧形磁體，該磁體10固定在所述旋轉(zhuǎn)體70頂部的外表面，且圓弧形磁體的圓心處于旋轉(zhuǎn)體70的轉(zhuǎn)軸上；所述霍爾傳感器20在旋轉(zhuǎn)體70靜止時位于圓弧形磁體外圓弧或內(nèi)圓弧中心附近，并固定在齒輪箱50上。
[0014]其中，本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置所采用的磁體10為充磁的磁石或磁鐵。
[0015]如圖4所不,為應(yīng)用本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置的具體實(shí)施例，電動搖椅,該搖椅具有一支撐架100、一坐靠板200、兩個箱體300、兩個擺臂40、以及本發(fā)明的擺動驅(qū)動裝置，兩個擺臂40分別位于坐靠板200的兩側(cè)，其中一擺臂40的兩端分別連接坐靠板200與支撐架100的一端頂部軸連，另一擺臂40的兩端分別連接坐靠板200與齒輪箱50的輸出軸，兩個箱體300分別固定在支撐架100的左、右端頂部，其中與磁體10所在端的箱體300內(nèi)裝置有電機(jī)30、齒輪箱50、控制電路板60 ;本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置的磁體10固定在擺臂40 —端的旋轉(zhuǎn)體70頂部的外表面，霍爾傳感器20與圓弧形磁體10的表面接近，且霍爾傳感器20位于圓弧形磁體10的中心正上方并固定在齒輪箱50上。
[0016]本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置的工作原理為，當(dāng)搖椅、秋千等擺動裝置的擺臂擺動時，秋千(以秋千為例)擺動會有不同角度，霍爾傳感器與擺臂上磁石表面的不同位置貼近，霍爾傳感器感應(yīng)出不同的電壓并反饋給控制電路板的單片機(jī)，而電壓代表秋千所處的位置，控制電路板便可利用秋千擺動的絕對位置可以計(jì)算出秋千的擺動方向以及擺動頂點(diǎn)，根據(jù)其擺動方向或擺動頂點(diǎn)來調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的輸出電壓或者推動周期，以實(shí)現(xiàn)秋千擺動的靈活調(diào)節(jié)，來適應(yīng)于不同用戶的使用需求。
[0017]下面介紹霍爾傳感器電壓輸入單片機(jī)時的電路模型，如圖6所示，其中:
A點(diǎn)是ー個方波信號，由CPU發(fā)出；
B點(diǎn)是A點(diǎn)的信號經(jīng)過阻容濾波(R104、C104)以后的信號；
C點(diǎn)是霍爾傳感器輸出電壓；
D點(diǎn)是經(jīng)過比較器LMlll比較B、C的電壓以后的輸出信號；
圖6所示為霍爾傳感器電壓輸入單片機(jī)的波形圖，波形圖中Cl、C2是C點(diǎn)經(jīng)過電位器調(diào)節(jié)的不同電壓，D(Cl)是在Cl電壓下比較器的輸出波形，D(C2)是在C2電壓下比較器的輸出波形，用CPU掃描D點(diǎn)的信號高電位的波形寬度，在實(shí)際應(yīng)用中，C點(diǎn)處于不同電壓下，得到的寬度值是不一樣的，而掃描得到的寬度值代表秋千的位置。
[0018]如上所述，控制電路板可利用秋千擺動的絕對位置可以計(jì)算出秋千的擺動方向以及擺動頂點(diǎn)，以利用秋千的絕對位置判斷秋千的擺動方向?yàn)槔琖 (n)表示秋千在n時刻的位置:
當(dāng)W (n)-ff (n-1) > 0，代表秋千往+方向運(yùn)動；
當(dāng)W (n)-ff (n-1) < 0，代表秋千柱-方向運(yùn)動；
當(dāng)W (n)-ff (n-1) = 0，代表秋千運(yùn)動方向沒有變化；
從上面的描述，我們可以根據(jù)本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置判斷搖擺裝置的擺動方向，以此介紹ー個本發(fā)明應(yīng)用判斷擺動方向的工作流程實(shí)施例，見圖7，包括以下步驟:
51、開始啟動本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置；
52、初始化控制電路板模塊，同時載入初始推動周期、載入設(shè)定最大電壓、載入初始推動方向、初始化推動時間為O、設(shè)置初始電壓為ー最小電壓；
53、判斷推動時間是否達(dá)到推動周期的3/4，若是，則進(jìn)入步驟S42，否則進(jìn)入步驟S41；
541、判斷實(shí)際推動電壓是否達(dá)到最大電壓，若是則電壓保持最大電壓，否則電壓増加一個單位；進(jìn)入S5 ；
542、電壓降到最小電壓；進(jìn)入S5；
55、推動時間+1；
56、判斷擺動方向是否反轉(zhuǎn)，若是則進(jìn)入S7，否則，返回S3；
57、改變電機(jī)的推動方向；
58、取當(dāng)前推動時間為新推動周期；
59、推動時間置零；
S10、讀取新的最大電壓，返回S3。
[0019]如上所述，該工作流程實(shí)施了本發(fā)明擺動驅(qū)動裝置的ー種應(yīng)用模式，即利用擺動方向?qū)嵤?qū)動裝置的具體控制，初始以較小電壓推動(平穩(wěn)啟動)，再逐步加大電壓，達(dá)到某一時間點(diǎn)再降低到最小電壓，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)擺動的平穩(wěn)過渡，反轉(zhuǎn)時，改變電機(jī)推動方向，實(shí)施另ー方向的推動周期，推動周期采用上一次推動時間長度，通過多個周期的循環(huán)，可以找到與擺動裝置固有擺動頻率匹配的推動周期。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置，應(yīng)用于電動擺動裝置，其特征在于包括: 一固定在電動擺動裝置上的磁體，該磁體的磁場強(qiáng)度從磁體一端至另一端逐漸減弱或增強(qiáng)； 一霍爾傳感器，用于檢測所述磁體的磁場強(qiáng)度并感應(yīng)出相應(yīng)磁場強(qiáng)度的電壓； 一電機(jī)，用于驅(qū)動電動擺動裝置的擺臂擺動； 一控制電路板，該控制電路板的一信號檢測輸入端與霍爾傳感器的輸出端連接，該控制電路板的輸出端與電機(jī)連接，該控制電路板用于控制電機(jī)的啟動與停止以及根據(jù)霍爾傳感器檢測到的感應(yīng)電壓調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出或轉(zhuǎn)動方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置，其特征在于:其還包括一齒輪箱，所述齒輪箱的輸入軸與電機(jī)的輸出軸固定連接，所述齒輪箱的輸出軸與電動擺動裝置的擺臂垂直并固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置，其特征在于:所述擺臂與齒輪箱輸出軸的連接部為一以齒輪箱輸出軸為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)體，所述磁體為圓弧形磁體，該圓弧形磁體固定在所述旋轉(zhuǎn)體，且圓弧形磁體的圓心處于旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸上，所述霍爾傳感器與圓弧形磁體的表面接近。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置，其特征在于:所述霍爾傳感器在旋轉(zhuǎn)體靜止時位于圓弧形磁體外圓弧或內(nèi)圓弧中心附近，并固定在齒輪箱上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以磁體和霍爾傳感器作為檢測元件的擺動驅(qū)動裝置，其特征在于:所述磁體為充磁的磁石或磁鐵。
【文檔編號】H02K7/116GK103607069SQ201310586827
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】朱萱 申請人:朱萱