摇椅的电驱动装置 【技术领域】
本发明属于休闲产品技术领域，涉及摇椅及其他摇摆设备的电驱动装置。
背景技术
目前商品市场上未见电驱动的摇椅或类似产品；我国专利中文献中摇椅摆动的电动装置有：ZL200320115504.5和ZL200620054237.9。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种摇椅的电驱动装置，其节能，结构简单，运行可靠，摆动自然，不需要底座或其他必须的辅助设施。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
摇椅的电驱动装置，它包括电驱动装置支架(下简称支架)，减速马达，电磁离合器，驱动臂，摆动方向监测器(下简称监测器)和微电脑控制器(下简称控制器)，遥控器和机壳等组成。
所述的支架铰接在摇椅或者其他摇摆设备两个弧形支脚上，是供安装减速马达，电磁离合器，驱动臂，监测器和控制器和机壳等部件的平台，并将驱动臂的反推力矩传递到摇椅或者其他摇摆设备上。
所述的减速马达是向驱动臂提供旋转转矩的动力装置，减速马达轴上固接有一电磁离合器的衔铁。
所述的电磁离合器是驱动臂处在应该加载力矩时与减速马达上的衔铁吸合，将减速马达的力矩传递到驱动臂。
所述的驱动臂与电磁离合器固接，当电磁离合器与衔铁吸合时，驱动臂将减速马达的力矩作用于地面而对摇椅或者其他摇摆设备产生反推力。
所述的监测器用于监测摇椅或者其他摇摆设备的摇摆方向，向控制器提供电磁离合器和减速马达接通的信号。
所述的控制器用于控制电磁离合器的通断离合时间，或者电磁离合器和减速马达的通断时间，接受并执行遥控器和键盘的控制指令。
所述的遥控器用于控制摇椅或者其他摇摆设备摆动的启动、停止、运行定时及摆幅的大小。
所述的支架由一根或者若干根金属棒材或管材铰接在摇椅或者其他摇摆设备两弧形支脚上形成一个平台，有一个与支架呈纵向垂直的一减速马达安装板延伸金属杆(简称金属杆)铰接在支架上，金属杆的中间位置架在摇椅的后脚上，金属杆架在摇椅后脚的位置垫有一塑料垫，并有一螺杆插入摇椅后脚管上的孔内。
所述的减速马达安装板固接在金属杆上，减速马达铰接在安装板上；安装板中心有一通孔，减速马达轴穿过安装板，在另一侧与电磁离合器的衔铁板固接。
所述的减速马达安装板也可以直接固接在支架上。
所述的电磁离合器，其内径有滚珠轴承外径与之固接，滚珠轴承内径与减速马达轴固接，电磁离合器与衔铁相对，两者之间留有极为细小的间隙或零间隙。
所述的驱动臂，是金属棒材或管材，与电磁离合器外径或者其他位置固接，驱动臂与地面接触端固接有一滚轮，驱动臂上固接有配重件。
所述的监测器由支撑板，重锤杆，光电开关和光电开关遮板(下简称遮板)和移动架组成；支撑板固接于金属杆或支架上，支撑板上固接有一转轴，重锤杆上有一中心孔套接在支撑板的转轴上，重锤杆下方固接有一重锤，重锤杆的上方有3个通孔，上下两孔用于铰接光电开关和移动架，中间孔用于引出光电开关导线；该安装孔轴线与摆杆中心孔轴线呈垂直状；
所述的光电开关呈“凹”字形，铰接在重锤杆上；
所述的移动架，呈“门”字形，套在光电开关外并与光电开关一并铰接在重锤杆的安装孔；
所述的遮板，是一片“L”形板，长边上有一通孔，用螺丝压一弹簧铰接在支撑板转轴的背面的阻尼板上，遮板和阻尼板之间有轻微的移动阻尼，遮板的短边插入光电开关“凹”形的缺口和移动架“门”字形形成的框架内，插入框架内的遮板可以是整体条状也可以是带有一小缝隙的条状。
所述的微电脑控制器由：微电脑控制模块，信号输入端口，电源输入端口，无线信号接收模块，能量时控输出端口和控制面板组成；(为了表述的简单，把所有的信号，电源输入和能量时控输出分别集合为“端口”，实际上不存在“端口”，在微电脑控制模块上分别各有输出入管脚)。
所述的微电脑控制模块依据信号输入端口和无线信号接收模块给出的数据，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的通断或者电磁离合器和减速马达的通断。
所述的信号输入端口接受光电开关，面板控制按健和无线信号接收模块给出的控制信号并输入微电脑控制模块。
所述的电源输入端口可以通过电源适配器接受交流110～220伏市电转换成的12伏直流电或者汽车点烟器、蓄电池、干电池输入的12伏直流电，它是为微电脑控制器，电磁离合器和减速马达提供能量的端口。
所述的无线信号接收模块接收遥控器给出的无线信号，执行电驱动装置的启动，停止，摆幅大小和定时。
所述的能量时控输出端口由电子开关组成，执行微电脑控制模块的命令，向电磁离合器或者电磁离合器和减速马达的提供脉冲电流。
所述的控制面板由数码显示器和按键组成，数码显示器显示当前电源的通断，摆幅的大小和定时状态；按键执行着和遥控器同样的控制功能。
所述的摇椅的电驱动装置是这样工作的：将摇椅的电驱动装置接通电源，并用人力为摇椅提供启动摆幅，固接于摇椅弧形支脚的电驱动装置的支架和固接在支架上的金属杆及金属杆上的监测器也随摇椅摇摆，监测器的重锤杆在重锤的作用下，保持垂直于地面而与监测器支撑板和遮板形成相对位移；当摇椅摆动顺时针方向，遮板和摇椅一同摆动，而重锤杆由于重锤的作用不摆动，此时，遮板和重锤杆上的光电开关呈相对离去状态，最终遮板受移动架的阻挡，紧贴移动架并随之移动；当摇椅顺时针摆动结束，靠自重势能变为逆时针方向摆动时，遮板和摇椅一同逆时针摆动，而重锤杆由于重锤的作用依旧不摆动，遮板和重锤杆上的光电开关呈相对靠近状态，直至遮板插入光电开关“凹”形的凹槽内，受光电开关凹槽底部的阻挡，紧贴光电开关底部并随之做反向移动；不论摇椅摆幅的大小和人坐躺的重心变化，遮板与光电开关之间始终保持着一个最小的开合距离，以便在摇椅摇摆换向时立即做出反应；当遮板插入光电开关“凹”形的凹槽内，阻断光电开关的耦合，给微电脑控制器一个低电平信号，微电脑控制器根据预先写入的程序给予确认后，给能量时控输出端口一个指令，(也可以光电开关耦合，给微电脑控制器一个高电平信号，这根据微电脑控制模块写入的程序所决定的)，让能量时控输出端口给电磁离合器或者电磁离合器和和减速马达一个电脉冲，此时电磁离合器吸合，减速马达转动；减速马达的转距通过与其轴固接的衔铁传递给与其吸合的电磁离合器，而固接于电磁离合器上的驱动臂将减速马达的力矩作用于地面而对摇椅电驱动装置的支架产生一个反推力，支架的反推力作用于弧形支脚，摇椅的电驱动装置即给了摇椅一个与当时摇摆方向一致的正向的助推力。减速马达和电磁离合器在没有电脉冲时呈分离状态，电磁离合器通过滚珠轴承和减速马达轴呈动配合；微电脑控制器给电磁离合器或者电磁离合器和和减速马达的电脉冲的长短决定了电驱动装置给摇椅正向的助推力的大小，也就决定了摇椅的摇幅的大小。一个摇摆周期内微电脑控制器只许能量时控输出端口启动一次；微电脑控制器等待下一个摇摆周期的低电平(或者高电平)信号，周而复始；微电脑控制器给的电脉冲时长一定要小于其当时摆幅状态半个摆幅周期的时长；减速马达可以是持续旋转，过通电磁离合器的通断离合把减速马达的转距传递给驱动臂，减速马达也可以和电磁离合器同时通断将减速马达的转距传递给驱动臂；减速马达的转速应与摇椅的中等承重状态的自然摆动频率的角速度相匹配；减速马达可以是AC220V，也可以是DC12V、DC24V、DC36V等，减速马达可以是蜗轮减速马达，也可以是齿轮减速马达。
本发明的有益效果是，由于采用摆动方向监测器，不论摇椅摆幅的大小和人坐躺的重心变化，微电脑控制器都可以在摇椅摆动换向时在最短的时间检测出施加正相助推力的最佳时间点；由于采用微电脑控制器，充分利用摇椅摆动的自重势能，电磁离合器和减速马达的工作只是零点几秒的瞬间施加正向助推力，耗电很少，十分节能；由于采用电磁离合器和减速马达配合的摇椅的电驱动装置，结构简单，装置紧凑，运行可靠，不需要电驱动时只要关闭电源即可成为人力驱动，不会增加有另外的负载；由于采用支架平台，装拆整个电驱动装置只要旋动支架与金属杆铰接的一颗旋钮螺杆即可，装拆十分简单，适合安装于各种摇椅及摇摆设备。
【附图说明】
以下用附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明摇椅的电驱动装置不局限于实施例。
图1为本发明安装在摇椅的立体构造图
图2为本发明安装在摇椅的侧面结构示意图；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明摆动方向监测器主视图；
图5为本发明摆动方向监测器左视图；
图6为本发明的右视图；
图7为本发明的左视图；
图8为实施例一本发明的微电脑控制器方框图
图9为实施例二本发明的微电脑控制器方框图
【具体实施方式】
实施例一，参照图1至图8所示，本发明摇椅的电驱动装置，有支架1，减速马达2，电磁离合器3，驱动臂4，监测器5和控制器6。支架1固接在摇椅或者其他摇摆设备两弧形支脚7上，有一个与支架1呈纵向垂直的一金属杆11铰接在支架1上，金属杆的中间位置架在摇椅的后脚管8上，金属杆架在摇椅后脚的位置垫有一塑料垫111，并有一螺杆112插入摇椅后脚管上的孔内；减速马达安装板12固接在金属杆11上，减速马达2铰接在安装板12上。安装板12中心有一通孔，减速马达轴穿过安装板，在安装板的另一面与电磁离合器3的衔铁31固接。电磁离合器3有滚珠轴承外径与之固接，滚珠轴承内径与减速马达轴固接，电磁离合器3与衔铁31相向，之间留有极为细小的间隙或者零间隙。驱动臂4与电磁离合器3外径或者其他位置固接，驱动臂4与地面接触端固接有一滚轮41，驱动臂4上固接有配重件42。监测器5由重锤杆51，支撑板52，光电开关53，光电开关遮板54(下简称遮板)和光电开关遮板移动架55(下简称移动架)组成；支撑板52固接于支架1或金属杆11上，支撑板上固接有一转轴521和阻尼板522，重锤杆51有一中心孔套接在转轴521上，重锤杆下方固接有一重锤512；重锤杆51的上方有3个通孔，3个通孔与重锤杆中心孔轴线呈垂直状；重锤杆51的上下两孔用于安装光电开关53和移动架55，中间孔用于引出光电开关导线531，光电开关导线531与控制器6连接。光电开关53呈“凹”字形，有一“门”字形移动架55与光电开关53一并铰接在重锤杆51上方的安装孔；遮板54是一片“L”形板，长边上有一通孔，用螺丝压一弹簧铰接在支撑板转轴的背面的阻尼板522上，遮板54和阻尼板522之间有轻微的移动阻尼，遮板54的短边插入光电开关53“凹”形的缺口和移动架55形成的框架内。微电脑控制器6由：微电脑控制模块61，信号输入端口62，电源输入端口63，能量时控输出端口64组成；微电脑控制模块61依据信号输入端口62给出的数据，运算出最佳的时控，通过能量时控输出端口64控制电磁离合器和减速马达的通断；信号输入端口62接受驱动信号621(光电开关，微动开关)，键盘控制按钮622，无线信号接收模块623给出的控制信号并输入微电脑控制模块61；电源输入端口63可以通过电源适配器631输入交流110～220伏市电或者汽车点烟器632，蓄电池633输入12伏直流电，它是为电脑控制器，电磁离合器和减速马达提供能量的端口；无线信号接收模块623接收遥控器给出的无线信号，执行电驱动装置的启动，停止，快慢和定时；能量时控输出端口64由大功率开关管或者继电器641组成，执行微电脑控制模块的命令，向电磁离合器和减速马达提供脉冲电流；控制面板由数码显示器和按钮组成，数码显示器显示当前电源的通断，摆幅的大小和定时状态；按钮执行着和遥控器同样的控制功能；本实施例的好处在于：减速马达和电磁离合器都处在一种极短时间的工作状态，75％的时长减速马达和电磁离合器是处于不耗电的关机状态，所以非常节能。
实施例二，参照图9所示，本实用新型摇椅的电驱动装置，与实施例一的不同之处在于，减速马达2不受能量时控输出端口64上的电子开关641控制，直接受控于微电脑控制器6控制的另一电子开关65，本装置开机，微电脑控制器6就打开电子开关65，接通减速马达2，减速马达2持续运转；当监测器给微电脑控制器6信号，微电脑控制模块61给能量时控输出端口64一个指令，让电子开关641给电磁离合器3一个电脉冲，此时电磁离合器3吸合，减速马达2的转距通过与其轴固接的衔铁31传递给与其吸合的电磁离合器3，而固接于电磁离合器上的驱动臂4通过其尾端上的滚轮41将减速马达的力矩作用于地面；电磁离合器3不接通吸合时，减速马达处于空转；本实施例的好处在于：减少减速马达的频繁起动，减少强烈的启动电流对减速马达和其他器件的冲击，运行更为平稳。
摇椅的电驱动装置是这样工作的：将摇椅的电驱动装置接通电源，并用人力为摇椅提供启动摆幅，固接于摇椅弧形支脚的电驱动装置的支架1和固接在支架上的金属杆11及监测器5也随摇椅摇摆，监测器的重锤杆51在重锤512的作用下，始终保持垂直于地面而与支撑板53形成相对位移；当摇椅摆动顺时针方向，遮板54和摇椅一同摆动，而重锤杆51由于重锤512的作用不摆动，此时，遮板54和重锤杆51上的光电开关53呈相对离去状态，直至遮板54受移动架55的阻挡，紧贴移动架55并随之移动；当摇椅顺时针摆动结束，靠自重势能变为逆时针方向摆动时，遮板54和摇椅一同逆时针摆动，而重锤杆51由于重锤512的作用依旧不摆动，遮板54和重锤杆51上的光电开关53呈相对靠近状态，直至遮板54插入光电开关53“凹”形的凹槽内，受光电开关凹槽底部的阻挡，紧贴光电开关底部并随之做反向移动；不论摇椅摆幅的大小和人坐躺的重心变化，遮板与光电开关之间始终保持着一个最小的开合距离；就在摇椅摆动换向的一瞬间，遮板54马上做出遮挡光电开关或避开光电开关的动作。当遮板54插入光电开关53“凹”形的凹槽内阻断光电开关53的耦合，给微电脑控制器6一个低电平信号，微电脑控制器根据预先写入的程序，给能量时控输出端口64一个指令，让能量时控输出端口给电磁离合器3和减速马达2一个电脉冲，此时电磁离合器3吸合，减速马达2转动；减速马达2的转距通过与其轴固接的衔铁31传递给与其吸合的电磁离合器3，而固接于电磁离合器上的驱动臂4通过其尾端上的滚轮41将减速马达的力矩作用于地面，而对摇椅电驱动装置的支架1产生一个反推力，支架1的反推力作用于弧形支脚7，摇椅的电驱动装置即给了摇椅一个与其当时摆动方向相同的正向的助推力。驱动臂4上的配重件42用以保持滚轮41与地面的良好接触。微电脑控制器6给电磁离合器3和减速马达2的电脉冲的长短决定了电驱动装置给摇椅一个正向的助推力的大小，也就决定了摇椅的摇幅的大小。
本发明上述已做了详细的说明并引证了实施例，对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明做出各种替代方案或者修改；因此所有在此基础上做出的替代方案和修改，都包括在本权利要求的精神和范围之内。