專利名稱：兒童運(yùn)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)針對(duì)兒童運(yùn)動(dòng)裝置，且更明確地說(shuō)針對(duì)將擺動(dòng)、彈跳、搖擺、滑 動(dòng)或其它運(yùn)動(dòng)賦予給兒童占用者的兒童運(yùn)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
市售兒童運(yùn)動(dòng)裝置包含擺式秋千及嬰幼兒蹦床座位。這些類型的裝置通常力圖用 于娛樂(lè)、哄慰?jī)和蚴箖和察o。 一開(kāi)始，通常將兒童放置于裝置的座位上。對(duì)于常 規(guī)兒童秋千，所述裝置然后使坐著的兒童以往復(fù)單擺運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)。典型蹦床裝置的 座位由撓性導(dǎo)線框架支撐。然后，兒童自身的移動(dòng)或看護(hù)者所施加的外部力引起兒童 的彈跳式振蕩。
兒童運(yùn)動(dòng)裝置的實(shí)例包含在兒童頭頂上方具有電機(jī)的Fisher-Price (費(fèi)雪兒)擺式 秋千?？赏ㄟ^(guò)使懸吊式擺型秋千臂旋轉(zhuǎn)通過(guò)90度的角度來(lái)沿兩個(gè)任選面向座位的方向 中的一者定向所述秋千的座位。此外，第6，811，217號(hào)美國(guó)專利揭示一種兒童就座裝置， 其可用作搖椅且具有彎曲底部軌道使得所述裝置可模擬搖動(dòng)椅。第4,911,499號(hào)美國(guó)專
利揭示一種具有基底及可附接到所述基底的座位的電機(jī)驅(qū)動(dòng)式搖椅。所述基底并入有 可以搖動(dòng)椅型運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)。第4,805,902號(hào)美國(guó)專利揭示一種擺型秋千中的復(fù)雜設(shè) 備。所述秋千的座位以如下方式移動(dòng)其行進(jìn)路徑的分量包含本專利的圖9中所示的 左右弧形路徑。第6,343,994號(hào)美國(guó)專利揭示另一種兒童秋千，其中基底形成有第一固 定部分及在所述第一部分內(nèi)的可由父母轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的第二部分。座位圍繞水平軸線以 常規(guī)類擺方式擺動(dòng)且父母可使裝置在固定基底部分內(nèi)旋轉(zhuǎn)以改變坐在座位中的兒童的 視野。
盡管存在各種兒童運(yùn)動(dòng)裝置的可用性，但遺憾地，由于哄慰?jī)和牟怀晒Φ膰L試 而使看護(hù)者經(jīng)常發(fā)覺(jué)可用裝置并不盡如人意
發(fā)明內(nèi)容


在結(jié)合繪圖閱讀以下說(shuō)明后，本發(fā)明的目標(biāo)、特征及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，圖中 圖1是具有在分解圖中的座位且根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面構(gòu)造的實(shí)例性兒童運(yùn)動(dòng)裝置 的透視圖。
圖2到圖5是圖1中所示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的透視圖，其中每一視圖顯示以多個(gè)任 選就座定向中的不同就座定向安裝的兒童座位。
圖6A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的經(jīng)配置以為擺動(dòng)臂提供軌道或圓周弧形運(yùn)動(dòng)路徑 的實(shí)例性兒童運(yùn)動(dòng)裝置的示意性俯視圖。
圖6B及6C是根據(jù)本發(fā)明教示內(nèi)容的經(jīng)配置以提供替代擺動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)路徑的兒童運(yùn) 動(dòng)裝置的另外的實(shí)例的示意性側(cè)視圖。
圖7A及7B是根據(jù)本發(fā)明教示內(nèi)容的經(jīng)配置以提供另外的替代擺動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)路徑 的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的又一些實(shí)例的示意性正視圖。
圖8A及8B是根據(jù)本發(fā)明教示內(nèi)容的經(jīng)配置以提供又一些替代擺動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)路徑 的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的又一些實(shí)例的示意性側(cè)視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的經(jīng)配置以提供具有方位角改變及標(biāo)高改變兩者的擺 動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)路徑的另一實(shí)例性兒童運(yùn)動(dòng)裝置的立面?zhèn)纫晥D。
圖10是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圖9的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的透視剖面圖，其顯示驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的從垂直偏移的旋轉(zhuǎn)軸線。
圖11到圖13是用于根據(jù)本發(fā)明教示內(nèi)容構(gòu)造的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的數(shù)個(gè)配置參數(shù)的 固有共振頻率響應(yīng)比的圖表。
圖14是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的再一實(shí)例性兒童運(yùn)動(dòng)裝置的透視圖，其用具有用
于界定復(fù)擺運(yùn)動(dòng)路徑的三個(gè)坐標(biāo)軸的參考框架來(lái)顯示。
圖15到圖17是用于相對(duì)于圖11中所界定的參考框架坐標(biāo)軸的復(fù)擺運(yùn)動(dòng)路徑的 實(shí)例性加速度數(shù)據(jù)的圖表。
圖18是根據(jù)本發(fā)明供電的蹦床方面構(gòu)造的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的實(shí)例性支撐結(jié)構(gòu)及實(shí) 例驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖19及20是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的經(jīng)配置以提供彈跳移動(dòng)的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的基 于凸輪的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)例的透視剖面圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的經(jīng)配置以提供彈跳移動(dòng)的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的基于偏 轉(zhuǎn)的徑向振蕩器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的立面?zhèn)纫晥D。
圖22是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的經(jīng)配置以提供彈跳移動(dòng)的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的基于螺 旋彈簧的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意性表示。
具體實(shí)施例方式
研究已顯示，許多嬰兒或兒童并不能通過(guò)常規(guī)兒童秋千及彈跳座位所提供的運(yùn)動(dòng) 來(lái)哄慰或使其安靜。相反，可仍通過(guò)抱住兒童的父母或看護(hù)者所賦予的運(yùn)動(dòng)而容易地 使兒童安靜或哄慰?jī)和??？醋o(hù)者經(jīng)常用其胳膊且在其軀體前面抱住兒童并以使兒童安 靜及/或哄慰?jī)和姆绞揭苿?dòng)。此類移動(dòng)可包含看護(hù)者來(lái)回?cái)[動(dòng)其胳膊、左右地旋轉(zhuǎn)其 軀體或以組合這些移動(dòng)的方式移動(dòng)時(shí)的左右搖動(dòng)、輕微上下彈跳或輕微旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)。
本發(fā)明大體針對(duì)經(jīng)構(gòu)造以模仿由看護(hù)者提供給嬰幼兒的哄慰移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)裝置。在 一些情況下，哄慰運(yùn)動(dòng)涉及搖動(dòng)式搖擺運(yùn)動(dòng)路徑。另一選擇為或另外，哄慰運(yùn)動(dòng)并入 有大體垂直的彈跳移動(dòng)，像提供給依靠在看護(hù)者的肩膀處或附近的兒童的運(yùn)動(dòng)。更一 般來(lái)說(shuō)，所揭示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置通?；诟改竿ǔＳ脕?lái)哄慰其孩子的移動(dòng)的特性。因 此，所揭示的裝置經(jīng)配置以準(zhǔn)確地模仿此運(yùn)動(dòng)的一個(gè)或一個(gè)以上特性。為這些目的， 所揭示的裝置可經(jīng)配置而用于在對(duì)應(yīng)頻率下的具有各種往復(fù)運(yùn)動(dòng)路徑的操作。舉例來(lái) 說(shuō)，搖動(dòng)式搖擺運(yùn)動(dòng)路徑可涉及在發(fā)現(xiàn)為此類父母哄慰移動(dòng)特性的第一頻率范圍內(nèi)的 頻率下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。大體垂直的彈跳移動(dòng)可涉及在發(fā)現(xiàn)為由父母提供時(shí)的此移動(dòng)的特 性的第二頻率范圍內(nèi)的頻率下的振蕩。如以下所述描述，這些頻率范圍由實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)數(shù) 據(jù)支持，所述實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)是從在哄慰孩子的同時(shí)被監(jiān)測(cè)的父母組中的在統(tǒng)計(jì)上顯著 大多數(shù)的父母中采集的。
在一些實(shí)施例中，兒童運(yùn)動(dòng)裝置可為可定制或以其它方式可調(diào)整以允許看護(hù)者選 擇運(yùn)動(dòng)路徑及提供最有效哄慰的對(duì)應(yīng)頻率?？醋o(hù)者所選擇的操作設(shè)定可提供根據(jù)搖擺 及彈跳運(yùn)動(dòng)中的一者或兩者的移動(dòng)，且因此可涉及所述頻率范圍中的一者或兩者。
所揭示的裝置通常展示出模仿父母的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)特性的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)特性。在一些 情況下，所揭示的裝置經(jīng)配置以提供在統(tǒng)計(jì)上類似于大多數(shù)父母移動(dòng)其孩子所處于的 頻率的頻率下的移動(dòng)。替代在以下所描述的最佳頻率窗口外移動(dòng)兒童的秋千及蹦床產(chǎn)
品，所揭示的裝置經(jīng)配置以遞送與父母所提供的移動(dòng)的特性對(duì)應(yīng)的一個(gè)頻率(或多個(gè) 頻率)下的移動(dòng)。
父母通常以兩種不同的技術(shù)來(lái)哄慰其孩子。第一運(yùn)動(dòng)技術(shù)涉及低頻搖擺/擺動(dòng)運(yùn) 動(dòng)，其由具有大約0.5 Hz (0.4973 Hz)的中頻及0.1244 Hz的標(biāo)準(zhǔn)偏差的正態(tài)分布(即， 貝爾曲線)恰當(dāng)?shù)乇硎净虮判薪啤Ｔ谝粋€(gè)數(shù)據(jù)集中，所述中頻為0.48Hz。第二運(yùn)動(dòng) 技術(shù)涉及具有大約3.0 Hz的主頻與0.15 Hz的標(biāo)準(zhǔn)偏差的高頻彈跳運(yùn)動(dòng)。此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 識(shí)別兩個(gè)主要運(yùn)動(dòng)頻率窗口或范圍(即，約0.37 Hz至lj約0.62 Hz，及約2.85到約3.15 Hz)作為用于某些類型的移動(dòng)的操作的所需頻率。以下所描述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置經(jīng)配置 以提供這些最佳頻率范圍中的每一者內(nèi)的對(duì)應(yīng)移動(dòng)。
在一些方面中，本發(fā)明大體針對(duì)復(fù)擺運(yùn)動(dòng)路徑，其使得可能通過(guò)具有合理裝置尺 寸的系統(tǒng)的固有共振來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)頻率。舉例來(lái)說(shuō)，可經(jīng)由具有大體垂直旋轉(zhuǎn)軸 線的擺式移動(dòng)來(lái)提供低頻范圍內(nèi)的移動(dòng)。為配置在低速頻率范圍內(nèi)操作的裝置，常規(guī)擺式(即，單擺式)秋千將通過(guò)將擺臂長(zhǎng)度調(diào)整為129英尺而具有0.5Hz的固有共振 頻率(單擺固有頻率通過(guò)下式來(lái)計(jì)算W = Sqrt(g/L))。但此長(zhǎng)度對(duì)于典型的全尺寸幼 兒秋千可能是較長(zhǎng)而不方便。其它選項(xiàng)包含形成可以除產(chǎn)品固有頻率以外的頻率驅(qū)動(dòng) 所述產(chǎn)品的直接驅(qū)動(dòng)秋千運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如以下所描述。在一些情況下，此方法可需要極 高的能級(jí)。在其它情況下且如以下所描述，復(fù)擺運(yùn)動(dòng)路徑可涉及從垂直偏移的軸線， 使得所述移動(dòng)包含垂直及水平分量?jī)烧?。因此，裝置可具有更方便的擺臂長(zhǎng)度但仍以 其固有共振頻率移動(dòng)。以此方式，所述裝置依賴于系統(tǒng)的固有共振，且因此僅利用有 限的電力來(lái)克服任何阻尼。
本文中所描述的運(yùn)動(dòng)路徑還使得可能提供平滑的往復(fù)移動(dòng)。在一些情況下，運(yùn)動(dòng) 路徑包含方位角改變及標(biāo)高改變兩者，借此使用重力作為平穩(wěn)方法來(lái)使搖擺運(yùn)動(dòng)的方 向反轉(zhuǎn)。標(biāo)高改變可由偏移的旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生，其單獨(dú)作用將產(chǎn)生位于從水平傾斜的平 面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路徑。標(biāo)高改變還可由擺臂相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的定向產(chǎn)生。在一些情況下， 所述定向的銳角產(chǎn)生可沿運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)一步引入標(biāo)高改變的圓錐形路徑。由于這些類型 的標(biāo)高改變，不合需要的較高頻率分量并未引入到移動(dòng)中，從而使運(yùn)動(dòng)曲線(例如， 移動(dòng)的頻率分布)主要在固有共振頻率下或由固有共振頻率支配。
打算本文中相對(duì)于各種組件的垂直或水平定向所應(yīng)用的術(shù)語(yǔ)大體、大致及類似詞
意指所述組件具有主要垂直或水平的定向，但在定向上不需要是精確地垂直或水平。 所述組件可相對(duì)于垂直或水平成角度，但并非到其中其遠(yuǎn)離所提及的參考大于45度的 程度。在許多情形中，打算術(shù)語(yǔ)"大體"及"大致"準(zhǔn)許從這些類型的修飾詞在本文 中所應(yīng)用到的參考的某一許可偏移或甚至暗示某一既定偏移。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖式，圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的教示內(nèi)容構(gòu)造的兒童運(yùn)動(dòng)裝置20的一個(gè) 實(shí)例。此實(shí)例中的裝置20大體包含框架組合件22，所述框架組合件具有經(jīng)配置以擱 置在地表面26上的基底區(qū)段24。在本實(shí)施方式通篇中，術(shù)語(yǔ)"地表面"用于界定所 述裝置在使用中配置中時(shí)擱置于其上的表面及為易于說(shuō)明而用于與本發(fā)明的其它方 面、部分或方向(例如，垂直、水平等)進(jìn)行比較的參考平面或表面兩者。然而，本 發(fā)明不打算局限于僅與具體地基于地面或者其框架組合件的基底區(qū)段或參考表面的其 它水平定向一起使用。而是，所述地表面及所述參考平面用于幫助描述裝置20的各種 組件之間的關(guān)系。
圖1中所示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置20還具有從基底區(qū)段24的一部分向上延伸的豎直立 管、柱或脊?fàn)钪?8。在此實(shí)例中，脊?fàn)钪?8相對(duì)于其縱向長(zhǎng)度沿大體垂直的定向而 定向。本文中所揭示的脊?fàn)钪械娜我徽呖删哂幸匀我凰杌蜻m合的方式配置的外殼 或蓋。所述外殼可以是裝飾性、功能性或兩者。所述蓋還可以是可移除的以接近所述 裝置的內(nèi)部工作區(qū)(如果需要)。所述脊?fàn)钪稍诙ㄏ?、形狀、大小、配置及?lái)自本 文中所揭示實(shí)例的類似物上頗為不同。
在此實(shí)例中，支撐臂30從脊?fàn)钪?8懸臂伸出且從所述脊?fàn)钪貜较蚍较虼篌w向 外延伸。在此實(shí)例中，支撐臂30具有耦合到脊?fàn)钪?8的一部分的受驅(qū)動(dòng)端32。支撐臂30經(jīng)安裝而用于圍繞其受驅(qū)動(dòng)端的樞轉(zhuǎn)左右移動(dòng)以通過(guò)大體水平的行進(jìn)路徑。如以
下所描述，所述支撐臂可行進(jìn)通過(guò)預(yù)定角度的部分軌道或弧段且可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R旋 轉(zhuǎn)(例如，參見(jiàn)圖6A到圖6C)。在一些情況下且如以下所描述，所述旋轉(zhuǎn)軸線可從 垂直參考偏移且其可從所述脊?fàn)钪妮S線偏移?；蛘撸鲂D(zhuǎn)軸線可與所述垂直參 考、所述脊?fàn)钪妮S線或如果需要?jiǎng)t兩者對(duì)準(zhǔn)。如以下所描述，所述受驅(qū)動(dòng)端耦合到 經(jīng)設(shè)計(jì)以使所述支撐臂往復(fù)運(yùn)動(dòng)或振蕩的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。此實(shí)例中的支撐臂30還具有遠(yuǎn)端 33，所述遠(yuǎn)端具有經(jīng)配置以支撐兒童座位36以與所述支撐臂一起移動(dòng)的座位夾持架 34。
圖1中所示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置20及本文中所描述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的各種替代實(shí)施 例的各種組件可頗為不同且仍歸屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。揭示少量的實(shí)例來(lái)圖解 說(shuō)明組件配置的性質(zhì)及變化。在圖l的實(shí)例中，框架組合件22的基底區(qū)段24呈經(jīng)定 大小以為裝置20在使用中時(shí)提供穩(wěn)定基底的圓箍的形式?；讌^(qū)段24的配置可與圖 1中所示的箍不同，如稍后所論述?；讌^(qū)段24大體定位在座位夾持架24下方以抵 消施加到所述脊?fàn)钪胺胖迷趹冶凵斐龅闹伪鄣淖簧系膬和纬傻呢?fù)載或力 矩。類似地，座位夾持架34可頗為不同且仍歸屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。在此實(shí)例 中，座位夾持架34是環(huán)繞開(kāi)口 38的材料的正方形或矩形環(huán)。還可能有座位夾持架34 的其它配置及構(gòu)造，且本文中圖解說(shuō)明各種替代實(shí)例。在此實(shí)例中，脊?fàn)钪?8包含外 部外殼39，所述外部外殼可經(jīng)配置以提供悅目或所需的美感外觀。外殼39還可充當(dāng) 裝置20的內(nèi)部組件(例如，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))的保護(hù)蓋。
在一個(gè)實(shí)例中，座位夾持架34經(jīng)配置以準(zhǔn)許兒童座位36以若干任選定向安裝于 支撐臂30上。如圖1中所示，兒童座位36可具有仿形底部或基底40，所述底部或基 底具有經(jīng)配置以嚙合座位夾持架34的若干部分使得當(dāng)兒童座位36擱置于所述座位夾 持架上時(shí)其緊固地固持在合適位置中的特征。在此實(shí)例中，所述座位夾持架由管狀線 性側(cè)段形成。所述座位底部在擱置于夾持架34的一個(gè)線性側(cè)段上的一個(gè)端上具有平坦 區(qū)域42。座位基底40的懸垂區(qū)域44經(jīng)定大小以裝配于所述夾持架的開(kāi)口 38內(nèi)。基 底40的另一端具有一個(gè)或一個(gè)以上對(duì)準(zhǔn)凹口 46，所述凹口經(jīng)配置以接納所述夾持架 的相對(duì)線性側(cè)段。懸垂區(qū)域44及凹口 46將兒童座位36在所述夾持架上固持于合適位 置中。還可依賴于重力自身將所述座位保持于合適位置中。在另一實(shí)例中， 一個(gè)或一 個(gè)以上強(qiáng)制手動(dòng)或自動(dòng)閂48可用于所述座位的一部分中，用在所述座位的一個(gè)或兩個(gè) 端處作為座位夾持架34的一部分，及/或用在所述座位夾持架的一個(gè)或兩個(gè)端處以將 兒童座位36在座位夾持架34上緊固地固持于合適位置中。閂48可以是彈簧偏壓的以 在所述座位放置于所述夾持架上時(shí)進(jìn)行自動(dòng)嚙合。
可將幾何條件及對(duì)稱性設(shè)計(jì)到所述夾持架及座位中以準(zhǔn)許所述座位以多個(gè)任選 座位定向放置于所述夾持架上。如圖1中的虛線所表示，所述座位及/或所述座位夾持 架還可經(jīng)配置以準(zhǔn)許所述座位或夾持架偏斜以調(diào)整到各種斜向角度。在另一實(shí)例中， 所述夾持架及/或所述座位可經(jīng)配合設(shè)計(jì)以準(zhǔn)許所述座位或其它兒童支撐裝置在放置于所述夾持架上時(shí)在少于四個(gè)、多于四個(gè)或甚至無(wú)限數(shù)目的面向座位的定向之間旋轉(zhuǎn)。 兩個(gè)部分上的協(xié)作盤可用于實(shí)現(xiàn)無(wú)限的定向調(diào)整。
圖2到圖5圖解說(shuō)明此實(shí)例中的座位夾持架34的正方形形狀所許可的任選兒童 座位定向陣列的一個(gè)實(shí)例。如圖2中所示，兒童座位36可定位在支撐臂30的座位夾 持架34上，其中旋轉(zhuǎn)軸線R定位在兒童的右手側(cè)上。圖3顯示其中旋轉(zhuǎn)軸線R的位 置位于所述兒童座位后面的另一任選就座定向。圖4顯示其中旋轉(zhuǎn)軸線R的位置在所 述兒童座位的左手側(cè)上的另一任選就座定向。圖5顯示其中所述兒童座位面向所述支 撐臂的旋轉(zhuǎn)軸線R的位置的另一替代就座定向。通過(guò)將座位36以不同的定向放置于 所述夾持架中，兒童可在不改變支撐臂行進(jìn)特性的情況下體驗(yàn)不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及各種 不同的視覺(jué)環(huán)境。
圖1到圖5中所大體描繪的實(shí)例性兒童運(yùn)動(dòng)裝置根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面來(lái)構(gòu)造以 模擬或模仿可由母親或父親在其用其胳膊抱住孩子時(shí)采用的各種移動(dòng)。抱住兒童的成 年人將經(jīng)常交替地升高及降低其肩膀或左右樞轉(zhuǎn)其軀體以模擬搖動(dòng)移動(dòng)。其它時(shí)候， 成年人可用其胳膊抱住兒童并左右扭轉(zhuǎn)其軀體以為兒童產(chǎn)生通過(guò)一段弧的搖擺運(yùn)動(dòng)。
其它時(shí)候，成年人可通過(guò)在抱住兒童的同時(shí)左右地橫向移動(dòng)其肘部而僅來(lái)回地?fù)u擺兒 童。有時(shí)成年人可采用此類移動(dòng)的組合及/或可在做這些運(yùn)動(dòng)時(shí)向前屈身并使其脊柱以 一角度朝向兒童傾斜。
在任一情形中，成年人可容易地更改抱在其胳膊中的孩子的位置。有時(shí)成年人可 抱住兒童在有幾分坐著的位置中而孩子背對(duì)其胸膛。在另一實(shí)例中，可抱住兒童在直 接面對(duì)成年人的位置中。在另一實(shí)例中，可抱住兒童以使其腿在一側(cè)而頭在另一側(cè)并 由成年人搖動(dòng)所述兒童。所揭示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置可模擬這些各種已證明的、自然的、
安靜及哄慰移動(dòng)中的任一者或全部的特性。 一個(gè)特性涉及振蕩的頻率。父母通常抱住 孩子并以緩慢均勻的節(jié)奏移動(dòng)孩子以幫助使孩子安靜或哄慰孩子。如以下進(jìn)一步描述， 所揭示的裝置可經(jīng)構(gòu)造以便以還模仿兒童可在被抱在成年人的胳膊中時(shí)體驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)的 程度及頻率的方式操作。
可以各種各樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本文中所揭示裝置的各種運(yùn)動(dòng)。圖6A到圖8B圖解 說(shuō)明替代兒童運(yùn)動(dòng)裝置構(gòu)造及布置的幾個(gè)實(shí)例。圖6A顯示兒童裝置20的俯視圖。如 圖所示，支撐臂30可旋轉(zhuǎn)并往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)小于整圓的行進(jìn)弧。在一個(gè)實(shí)例中，支撐臂 30可在兩個(gè)極端E之間旋轉(zhuǎn)通過(guò)120度的角度"。此角度可變化、可大于360度、可 小于120度，且仍可歸屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。本文中將支撐臂30描述為大致水 平且本文中將旋轉(zhuǎn)軸線R描述為大致垂直，即使其可從這些參考有角度地偏移，如本 文中的若干繪圖所圖解說(shuō)明。
圖6B及6C顯示用于裝置20的替代布置以產(chǎn)生略微不同的運(yùn)動(dòng)路徑。如圖6B 及6C中所示，支撐臂30可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸線R可相對(duì)于參考平面與垂 直軸線V對(duì)準(zhǔn)，如圖6C中所示。然而，在圖6B中所示的實(shí)例中，支撐臂30相對(duì)于 水平參考H以角度"傾斜且垂直于其旋轉(zhuǎn)軸線R。因此，旋轉(zhuǎn)軸線R也相對(duì)于垂直參
10考V以角度M頃斜。在其它實(shí)例中，包含以下所描述的實(shí)例中的一些實(shí)例，所述兩個(gè) 角度可不同以進(jìn)一步產(chǎn)生變化的運(yùn)動(dòng)路徑。在一個(gè)實(shí)例中，角度"可以是約15度，但
所述角度可小于15度、0度或大于15度，且仍歸屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。如果 需要，所述支撐臂及/或所述旋轉(zhuǎn)軸線甚至可遠(yuǎn)離行進(jìn)弧傾斜。
在垂直偏移的布置(例如，圖6B)中，所述支撐臂將掃掠通過(guò)其弧或在相對(duì)于 水平傾斜的平面中行進(jìn)。因此，座位夾持架34的實(shí)際運(yùn)動(dòng)將圍繞其軸線R具有旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)路徑，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)路徑包含水平分量以及垂直分量。在夾持架34沿傾斜的行進(jìn) 平面T內(nèi)的路徑移動(dòng)時(shí)，其位置高度(或標(biāo)高)將在低高程點(diǎn)與高高程點(diǎn)之間變化。 這些高程可經(jīng)設(shè)定以在沿所述行進(jìn)弧的任何位置處出現(xiàn)，此視所述座位夾持架的行進(jìn) 弧的中點(diǎn)M經(jīng)設(shè)計(jì)以出現(xiàn)的位置而定。如果所述行進(jìn)弧的中點(diǎn)M被設(shè)定在由座位夾 持架行進(jìn)弧界定的行進(jìn)平面T的最低高程處，那么相等的高點(diǎn)將出現(xiàn)在所述弧的相對(duì) 極端E處。此配置可最佳地模擬兒童可在被抱在其父母的胳膊中時(shí)體驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)。
在圖6C中，顯示另一替代運(yùn)動(dòng)路徑。在此實(shí)例中，旋轉(zhuǎn)軸線R為精確地垂直且 與垂直參考軸線V (以及此實(shí)例中的脊?fàn)钪S線)共線性。然而，在此實(shí)例中，所述 支撐臂從水平參考H以角度C7向下傾斜。因此，所述座位夾持架將在水平平面中行進(jìn) 通過(guò)圓弧。因此，支撐臂30將移動(dòng)通過(guò)圓錐形C的一段弧且不在平面中。此實(shí)例中 的兒童座位夾持架34略微遠(yuǎn)離脊?fàn)钪?8傾斜。或者，視需要，座位夾持架34可平行 于水平參考H定向或從水平參考H以一角度向上傾斜。對(duì)于圖6B的實(shí)例也是如此。
在這些實(shí)例中的任一者中，支撐臂30可經(jīng)折曲或定向，使得至少在行進(jìn)弧的低 高程點(diǎn)或中點(diǎn)處所述座位經(jīng)定向而與地表面或水平齊平。圖6A及6B以虛線顯示此座 位夾持架定向。相對(duì)于所述支撐臂的座位夾持架角度可變化且甚至可以是可調(diào)整的以 為座位占用者提供額外運(yùn)動(dòng)路徑替代方案。
圖7A及7B是也描繪可并入到裝置20中或由裝置20提供的替代運(yùn)動(dòng)路徑的正 視圖。圖7A的正視圖表示圖6B中所示的裝置的兒童座位的行進(jìn)路徑的一個(gè)實(shí)例。座 位夾持架因其運(yùn)動(dòng)的水平分量及垂直分量?jī)烧叨葘⒆笥倚羞M(jìn)又將掃掠通過(guò)一弧。這 是因?yàn)橹伪?0在相對(duì)于水平參考以角度"傾斜的行進(jìn)平面T中移動(dòng)。圖7B的正視 圖表示圖6C中所示的裝置的兒童座位的行進(jìn)路徑。此裝置的兒童座位將在水平行進(jìn)
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圖7A也可表示其它運(yùn)動(dòng)路徑替代方案?？稍谘b置20中設(shè)計(jì)支撐臂30的受驅(qū)動(dòng) 端32處的凸輪表面或可采用其它機(jī)械構(gòu)件以在所述支撐臂掃掠通過(guò)其行進(jìn)弧時(shí)賦予 所述支撐臂的任選垂直移動(dòng)。在所述臂左右地且根據(jù)沿其行進(jìn)弧的位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 可致使所述臂沿其旋轉(zhuǎn)軸線R的方向垂直移動(dòng)(參見(jiàn)圖8A作為所述運(yùn)動(dòng)的表示)或 垂直樞轉(zhuǎn)(參見(jiàn)圖8B作為表示)。在一個(gè)實(shí)例中，四桿或其它機(jī)械鏈接布置可用于 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中或甚至用于支撐臂及/或夾持架構(gòu)造中。此類鏈接布置可用于產(chǎn)生沿不同方 向的任選運(yùn)動(dòng)，包含所述臂的樞轉(zhuǎn)垂直移動(dòng)、所述臂的線性垂直移動(dòng)、所述臂的縱向 移動(dòng)、所述臂的縱向旋轉(zhuǎn)等等。下文結(jié)合圖18到圖22描述這些類型的大體垂直移動(dòng)的另外的實(shí)例。
圖8A及8B還表示垂直往復(fù)或彈跳運(yùn)動(dòng)?？墒褂脧椈蓙?lái)來(lái)賦予彈跳或振蕩垂直 運(yùn)動(dòng)，如下文還將描述?？扇芜x地設(shè)計(jì)彈跳運(yùn)動(dòng)特征作為所述裝置的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)， 使得兒童座位甚至可在所述支撐臂不以旋轉(zhuǎn)方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)彈跳，或者作為可連同所 述支撐臂的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)一起同時(shí)發(fā)生的額外運(yùn)動(dòng)。同樣垂直運(yùn)動(dòng)可如圖8B中所示為有 角度的或可如圖8A中所示為線性的。
賦予給本文中所揭示支撐臂的運(yùn)動(dòng)特性的類型及復(fù)雜性可變化且仍歸屬于本發(fā) 明的精神及范圍內(nèi)。如果需要，那么所述支撐臂(舉例來(lái)說(shuō))還可經(jīng)設(shè)計(jì)以在改變方 向之前行進(jìn)通過(guò)360度或更多。如果需要，那么座位夾持架34及/或支撐臂30還可以 是可有角度地調(diào)整，以進(jìn)一步更改座位占用者所體驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)。圖8B還表示可任選地 添加到所揭示裝置的此類型調(diào)整特征的一個(gè)實(shí)例。另外，如果需要，那么所述支撐臂 可以是長(zhǎng)度可調(diào)整，以在裝置20中產(chǎn)生甚至更多的運(yùn)動(dòng)多樣性。如以下所描述，此類 型的調(diào)整可給用戶提供修改系統(tǒng)的固有共振頻率的選項(xiàng)，此又改變了裝置的操作(例 如，振蕩)頻率。另一選擇為或另外，座位位置可以是沿所述支撐臂從遠(yuǎn)端向內(nèi)朝向 受驅(qū)動(dòng)端可以滑動(dòng)方式調(diào)整或特定位置可調(diào)整。此類基于座位位置的調(diào)整還可用于實(shí) 現(xiàn)上述頻率調(diào)整。
圖9及10描繪根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的實(shí)例性兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其通常以50來(lái)指示， 經(jīng)配置而用于所需頻率下的振蕩。裝置50的配置定向兒童占用者，使得移動(dòng)的特性(且 明確地說(shuō)，頻率)模仿由看護(hù)者提供給兒童的哄慰運(yùn)動(dòng)。下文對(duì)裝置50進(jìn)行描述以提 供關(guān)于具有復(fù)合運(yùn)動(dòng)路徑(例如，而非單擺式)的兒童運(yùn)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)例以及在一 些情況下所述復(fù)合運(yùn)動(dòng)路徑可如何支持所需頻率范圍內(nèi)的移動(dòng)的另外的細(xì)節(jié)。下文說(shuō) 明是基于以下理解提供的所述細(xì)節(jié)中的許多細(xì)節(jié)(如果不是全部)同樣地或類似地 可應(yīng)用于上文所描述的裝置及裝置配置中的一者或多者。
可以類似于上文所描述的裝置的方式大體地配置兒童運(yùn)動(dòng)裝置50。舉例來(lái)說(shuō)，此 實(shí)例中的裝置50大體包含框架組合件51,所述框架組合件經(jīng)配置以將占用者座位52 支撐于裝置50安置于其上的表面上面?？蚣芙M合件51的基底區(qū)段54擱置于所述表面 上以為裝置50在使用中時(shí)提供穩(wěn)定基底?？蚣芙M合件51還包含座位52安裝于其上的 座位支撐框架56?？扇缟衔乃枋鰜?lái)配置座位52及座位支撐框架56以支持若干任選 座位定向。座位框架56大體懸吊于基底區(qū)段54上方以允許座位52在操作期間的往復(fù) 移動(dòng)。為此目的，框架組合件51的直立柱58從基底區(qū)段54向上延伸以充當(dāng)提升器或 脊?fàn)钪?，支撐?0從所述提升器或脊?fàn)钪鶑较蛳蛲庋由煲耘c座位框架56會(huì)和。
在此實(shí)例中，柱或脊?fàn)钪?8相對(duì)于其縱向長(zhǎng)度沿大體垂直的定向而定向。柱58 可具有外部外殼59，所述外部外殼可以任一所需或適合的方式配置以提供悅目或所需 的美感外觀。
在外殼59內(nèi)，裝置50包含通常以62指示且示意性地顯示于圖10中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)62大體界定旋轉(zhuǎn)軸線R (圖9),支撐臂60從所述旋轉(zhuǎn)軸線懸臂伸出且支撐臂60圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如上文所描述。為此目的，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)62包含驅(qū) 動(dòng)軸64。在此實(shí)例中，軸62是連接在框架組合件51內(nèi)的管狀桿以將運(yùn)動(dòng)從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 62傳送到支撐臂60。軸62、且因此旋轉(zhuǎn)軸線R相對(duì)于垂直參考以角度e向上延伸。 在操作中，電動(dòng)機(jī)66 (例如，DC電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)具有(例如)蝸輪68及蝸輪從動(dòng)件 70的齒輪系，為易于圖解說(shuō)明而示意性地描繪所述蝸輪及所述蝸輪從動(dòng)件。
在一些情況下，蝸輪從動(dòng)件70可攜載充當(dāng)曲柄軸的銷或栓(未顯示)。在此情 況下，電機(jī)66始終沿相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且所述銷從齒輪從動(dòng)件70的旋轉(zhuǎn)軸線發(fā)生位移 (即，偏移)，使得齒輪從動(dòng)件70的旋轉(zhuǎn)致使所述銷沿圓形或旋轉(zhuǎn)路徑前進(jìn)。所述銷 的自由端延伸到耦合到軸62的U形或有凹口的托架(未顯示)的垂直定向的凹槽中。 以此方式，所述銷沿所述圓形路徑的移動(dòng)從完全旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)變換為軸62的振蕩或往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。盡管電機(jī)66為單個(gè)方向，但所述有凹口的托架在一個(gè)半循環(huán)期間沿一個(gè)方向且 在另一半循環(huán)期間沿相反方向發(fā)生位移。然后，所述曲柄軸的傳送到所述有凹口的托 架的能量經(jīng)由彈簧(未顯示)作用于擺動(dòng)樞轉(zhuǎn)軸(未顯示)上。然后，所述擺動(dòng)樞轉(zhuǎn) 軸鏈接或耦合到驅(qū)動(dòng)軸62以使支撐臂60振蕩通過(guò)其運(yùn)動(dòng)圖案。在此實(shí)例中，所述彈 簧可充當(dāng)旋轉(zhuǎn)阻尼機(jī)構(gòu)以及蓄能器。所述彈簧可經(jīng)實(shí)施以用作類離合器元件以通過(guò)允 許電機(jī)66與軸62之間的不同步運(yùn)動(dòng)來(lái)保護(hù)所述電機(jī)。因此，在此情況下，軸62并非 直接連接到電機(jī)66，借此形成間接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
所揭示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置可但不需要利用間接驅(qū)動(dòng)技術(shù)以允許所述電機(jī)支持裝置 的固有共振頻率下的運(yùn)動(dòng)。如上文所描述，通常施加間接驅(qū)動(dòng)以克服系統(tǒng)中存在的阻 尼，同時(shí)以其它方式允許所述系統(tǒng)在共振下移動(dòng)。適合電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)例及相關(guān)技 術(shù)描述于第5,525,113號(hào)("Open Top Swing and Control"(敞頂式秋千及控制))、 第6,339,304號(hào)("Swing Control for Altering Power to Drive Motor After Each Swing Cycle"(用于在每一擺動(dòng)循環(huán)后更改到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電力的秋千控制))以及第6,875,117 號(hào)("Swing Drive Mechanism"(秋千驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)))美國(guó)專利中，所述專利的揭示內(nèi) 容以全文引用的方式并入本文中。
所揭示裝置及方法的實(shí)踐不限于上述間接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，而是可替代地涉及若干不同 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案及技術(shù)中的任一者。因此，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組件可頗為不同且仍歸屬于本發(fā) 明的精神及范圍內(nèi)。實(shí)例性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)62提供非常適合結(jié)合兒童運(yùn)動(dòng)裝置50 —起使用 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其機(jī)械鏈接允許在電機(jī)到占用者座位的耦合中存在某一 滑動(dòng)量。然而，肯定存在可替代地用于將所需的振蕩或往復(fù)運(yùn)動(dòng)賦予給本文中所揭示 裝置的支撐臂60的許多其它可能的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)。
一種此類技術(shù)涉及其中電機(jī)軸以機(jī)械方式鏈接到擺動(dòng)樞轉(zhuǎn)軸而不允許任何滑動(dòng) 的直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在此情況下，可經(jīng)由切換的電機(jī)電壓極性(即，正向及反向驅(qū)動(dòng)信 號(hào))沿不同方向驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)以實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。然后，所述機(jī)械鏈接經(jīng)配置以適應(yīng)雙 向運(yùn)動(dòng)，不同于上文所描述的實(shí)例性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的窩輪及其它機(jī)械鏈接組件?？梢蚤_(kāi) 放回路或閉合回路方式給所述電機(jī)供電。在開(kāi)放回路系統(tǒng)中，以交替的極性向所述電機(jī)施加電力，使得可通過(guò)調(diào)整所施加的電壓、電流、頻率或工作循環(huán)來(lái)控制擺動(dòng)速度 (或擺動(dòng)角振幅)。替代系統(tǒng)以固定的極性施加電力，其中經(jīng)由機(jī)械鏈接形成往復(fù)運(yùn) 動(dòng)。直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的閉合回路控制可涉及與開(kāi)放回路控制中所實(shí)施的控制技術(shù)類似的 控制技術(shù)，盡管可經(jīng)由位置反饋技術(shù)來(lái)優(yōu)化。借助反饋信息，可調(diào)整并優(yōu)化所施加的 電壓及其它參數(shù)以最有效地獲得或控制到所需的擺動(dòng)振幅。
其它任選驅(qū)動(dòng)技術(shù)可包含或涉及彈簧操作的上發(fā)條機(jī)構(gòu)、磁系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)或用 以將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能量及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所揭示裝置的往復(fù)或振蕩運(yùn)動(dòng)的其它裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，裝置50通常經(jīng)配置以支持模仿父母所提供的搖擺運(yùn)動(dòng)
的頻率下的移動(dòng)。為此目的，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)62 (不論是間接還是直接)使支撐臂60移動(dòng) 使得座位52沿運(yùn)動(dòng)路徑以發(fā)現(xiàn)為在提供搖動(dòng)式搖擺運(yùn)動(dòng)以哄慰?jī)和目醋o(hù)者中在統(tǒng) 計(jì)上普遍的頻率范圍內(nèi)的頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如上文所描述，本文中所描述的裝置通常經(jīng) 配置以模仿還可涉及標(biāo)高改變的左右搖擺移動(dòng)。對(duì)于此類型的哄慰移動(dòng)，父母通常用 低速搖擺/擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)哄慰其孩子，所述低速搖擺/擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)由具有大約0.5Hz (0.4973 Hz)的中頻及0.1244 Hz的標(biāo)準(zhǔn)偏差的正態(tài)分布(即，貝爾曲線)恰當(dāng)?shù)乇硎净蜻M(jìn)行 近似。在一個(gè)數(shù)據(jù)集中，所述中頻是0.48Hz。因此，此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)識(shí)別從約0.37Hz到 約0.62 Hz的一個(gè)所需頻率窗口或范圍。由所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的第二所需頻率范圍從 約0.4 Hz達(dá)到約0.5 Hz。盡管準(zhǔn)確的頻率可取決于座位52的定向，但顯示為有效的 一個(gè)實(shí)例性頻率是約0.4 Hz。
不同于直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(其中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可經(jīng)配置以使支撐臂以所需頻率移動(dòng))，具 有間接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的裝置經(jīng)設(shè)計(jì)以通過(guò)固有共振以所需頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為此目的，本發(fā) 明的一個(gè)方面大體針對(duì)復(fù)擺運(yùn)動(dòng)路徑，其使得可能通過(guò)具有合理裝置尺寸的系統(tǒng)的固 有共振來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)頻率。遺憾的是，單擺式配置將需要129英尺的擺臂來(lái)獲得 大約0.5Hz的固有共振頻率。因此，可經(jīng)由從所述支撐臂及旋轉(zhuǎn)軸線的配置及定向產(chǎn) 生的經(jīng)修改擺式移動(dòng)來(lái)提供低頻范圍內(nèi)的移動(dòng)，如下文所描述。
裝置50的頻率由于其經(jīng)修改的擺式幾何條件而接近類似大小的常規(guī)擺式秋千的 一半頻率。更具體來(lái)說(shuō)，所述幾何條件通常支持具有方位角改變及標(biāo)高改變兩者的秋 千臂運(yùn)動(dòng)路徑。所述標(biāo)高改變是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸線從垂直偏移的結(jié)果，使得座位在 其接近往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程的每一端點(diǎn)時(shí)克服重力而升高。所述幾何條件的促成所述方位角 改變及標(biāo)高改變兩者的另一特征是支撐臂與旋轉(zhuǎn)軸線的角度，其致使所述支撐臂的軌 跡為圓錐形，如上文所描述。在圖9及10的實(shí)例中，所述角度是銳角，使得圓錐形路 徑朝向端點(diǎn)產(chǎn)生較陡峭(即，較快速)的標(biāo)高改變(相對(duì)于具有90度的角度的定向)。
出于前述原因，裝置50的固有頻率保持為重力及擺臂長(zhǎng)度的函數(shù)，但還取決于
秋千旋轉(zhuǎn)軸線與垂直形成的角度^及擺臂與所述旋轉(zhuǎn)軸線的角度9。如下界定共振頻 率
<formula>formula see original document page 14</formula>圖9及10中所示的裝置50是可容易地定尺寸及以其它方式設(shè)計(jì)以通過(guò)改變這些
裝置參數(shù)達(dá)到系統(tǒng)的所需固有共振頻率來(lái)滿足特定頻率度量的配置的一個(gè)實(shí)例。在圖
9中所示的實(shí)例中，所述系統(tǒng)的固有共振頻率基于14英寸的擺臂長(zhǎng)度JL、 13度的旋轉(zhuǎn) 軸角度S及與73度的旋轉(zhuǎn)軸線的擺臂角度^而從初始頻率改變。所產(chǎn)生的裝置設(shè)計(jì) 頻率《是新設(shè)計(jì)參數(shù)z;、《及0*的函數(shù)，所述新設(shè)計(jì)參數(shù)是原始參數(shù)與參數(shù)改變的總 和。
存在的固有頻率超過(guò)設(shè)計(jì)頻率的比率是根據(jù)以下方程式的無(wú)因次設(shè)計(jì)工具:
圖11到圖13顯示頻率比對(duì)這些系統(tǒng)參數(shù)(即，AL、 AP及A^)改變的響應(yīng)。借 此，可從初始共振頻率導(dǎo)出所述參數(shù)中的每一者的實(shí)例性適合范圍。舉例來(lái)說(shuō)，使用 圖16中的曲線圖，假定前述在統(tǒng)計(jì)上有效的頻率范圍，適合旋轉(zhuǎn)軸線偏移角度范圍從 約12度達(dá)到約22度。假定初始共振頻率(例如，0.4 Hz)及對(duì)應(yīng)頻率響應(yīng)曲線圖， 可針對(duì)其它參數(shù)導(dǎo)出另外的適合范圍。
以上所描述的基于共振頻率的運(yùn)動(dòng)技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于重力提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程 之間的平滑轉(zhuǎn)變。平滑移動(dòng)又產(chǎn)生較清晰的運(yùn)動(dòng)曲線。也就是說(shuō)，由裝置提供的移動(dòng) 的頻率分布不會(huì)與因必須強(qiáng)行地反轉(zhuǎn)支撐臂的方向而產(chǎn)生的不合需要的頻率分量混 雜。借助基于重力的技術(shù)，產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)不需要任何物理阻止件。在無(wú)由阻止件產(chǎn)生 的沖擊載荷的情況下，所揭示裝置的復(fù)合運(yùn)動(dòng)路徑避免了驟然或急動(dòng)移動(dòng)，從而僅留 下主要的所需頻率下的平滑且易變的運(yùn)動(dòng)。
基于共振頻率的運(yùn)動(dòng)技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)在于兒童運(yùn)動(dòng)裝置可經(jīng)設(shè)計(jì)以支持操作頻 率的基于用戶的調(diào)整或選擇。如上述揭示內(nèi)容中所描述， 一開(kāi)始應(yīng)注意，間接驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)可提供變化的加速度級(jí)、且因此變化的速度。為這些目的，可經(jīng)由速度選擇或設(shè)定 來(lái)控制上述裝置。然而，速度改變的結(jié)果僅是弧形運(yùn)動(dòng)路徑長(zhǎng)度的改變，而未使頻率 改變。為調(diào)整頻率，上述運(yùn)動(dòng)裝置中的任一者可包含(舉例來(lái)說(shuō))可調(diào)整支撐臂或可 調(diào)整座位框架。更具體來(lái)說(shuō)，對(duì)支撐臂長(zhǎng)度或定向的調(diào)整將產(chǎn)生對(duì)頻率的修改。類似 地，對(duì)座位的調(diào)整可類似地改變擺臂的長(zhǎng)度，從而又調(diào)整了頻率。在直接驅(qū)動(dòng)實(shí)施例 中，可通過(guò)改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)的速度及/或循環(huán)來(lái)調(diào)整頻率。在任一情況下，兒童運(yùn)動(dòng)裝置 可經(jīng)配置以允許及支持結(jié)構(gòu)重配置或用戶接口選擇元件以實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的調(diào)整。
結(jié)合圖14到圖17提供關(guān)于本文中所描述的復(fù)擺運(yùn)動(dòng)路徑的另外的細(xì)節(jié)。具體來(lái) 說(shuō)，圖14是與上文所描述的運(yùn)動(dòng)裝置類似地配置的實(shí)例性運(yùn)動(dòng)裝置的示意性表示，所 述實(shí)例性運(yùn)動(dòng)裝置用于在所需固有共振頻率下的振蕩且以具有三個(gè)框架軸線或向量的 坐標(biāo)參考框架表示?？偟膩?lái)說(shuō)，圖15到圖17中的加速度曲線圖中的每一者中所示的
ZTsin^'曲線例示經(jīng)由所揭示的復(fù)擺運(yùn)動(dòng)路徑產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)的平滑性質(zhì)。可通過(guò)相對(duì)于所述參考框架界定旋轉(zhuǎn)軸線及從所述旋轉(zhuǎn)軸線延伸到所述參考框架的擺臂來(lái)陳述關(guān)于所述復(fù)合運(yùn)動(dòng)路徑的更具體的細(xì)節(jié)。用于復(fù)合弧形運(yùn)動(dòng)路徑的解決方案支持?jǐn)[長(zhǎng)度不影響總裝置大小的結(jié)論。所述裝置具有不僅由擺臂的長(zhǎng)度/而且由圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的角度！^及所述擺臂與所述旋轉(zhuǎn)軸線形成的角度CC界定的加速度曲線。可經(jīng)由動(dòng)力學(xué)原理導(dǎo)出以下擺動(dòng)加速度方程式
。,Ass-/一 sin 2
如上文所描述，所述裝置的搖籃可圍繞A框架向量旋轉(zhuǎn)角度/ ,針對(duì)相應(yīng)的向外、
切線及向內(nèi)定向?yàn)?90、 0或90度。座位或搖籃還使嬰兒圍繞旋轉(zhuǎn)的&向量斜向角度0。圖16及17描繪針對(duì)切線及向外搖籃定向以及給定斜向角度的加速度特性。
COS^0一sin^_100 _
。J。=0l00cos-sin^
0cos-0cos>9
56 = C-C/ A
上述哄慰運(yùn)動(dòng)路徑通常經(jīng)設(shè)計(jì)以模仿父母在來(lái)回?fù)u擺的同時(shí)搖動(dòng)孩子?？蓪⒋艘?br> 動(dòng)描述為搖籃位置的偏轉(zhuǎn)及滾動(dòng)的組合?？蓪⑵D(zhuǎn)及滾動(dòng)視為與圍繞圖14中所界定的三條軸線中的兩者的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)對(duì)應(yīng)。以此方式，所揭示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置可模仿涉及圍繞兩條軸線(穿過(guò)父母肩膀之間的橫向軸線以及界定父母對(duì)稱線的垂直軸線)的旋轉(zhuǎn)的父母哄慰技術(shù)。盡管替代選項(xiàng)可包含圍繞第三軸線的旋轉(zhuǎn)或俯仰的組合，但下文所
描述的替代裝置談及更為普通的哄慰技術(shù)大體垂直的彈跳，其單獨(dú)使用或結(jié)合上文所描述的偏轉(zhuǎn)滾動(dòng)組合搖擺運(yùn)動(dòng)路徑使用。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種兒童運(yùn)動(dòng)裝置經(jīng)配置以模仿涉及大體垂直的彈跳移
動(dòng)的父母哄慰技術(shù)。己發(fā)現(xiàn)此移動(dòng)在統(tǒng)計(jì)上是均勻的，其具有大約3.0Hz的主頻及約0.15Hz的標(biāo)準(zhǔn)偏差。若干裝置可經(jīng)配置以賦予此相對(duì)高頻的運(yùn)動(dòng)。適合的解決方案通常包含而不限于基于垂直活塞的設(shè)計(jì)(例如，加壓空氣系統(tǒng)或沿上文所描述的旋轉(zhuǎn)軸線定向的電機(jī)及曲柄布置)及徑向振蕩器設(shè)計(jì)(例如，用于大體垂直振蕩的支撐臂的偏轉(zhuǎn))。下文所描述的是用于提供在統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)的所需頻率下的運(yùn)動(dòng)的具體實(shí)例。提供所述實(shí)例是基于以下理解其可與前述旨在提供搖擺運(yùn)動(dòng)的實(shí)例在任一所需程度內(nèi)組合。然后，可賦予用戶選擇運(yùn)動(dòng)路徑中的一者或兩者以供操作的選項(xiàng)。然后，可致動(dòng)與一個(gè)或多個(gè)選定運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)應(yīng)的一個(gè)或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)所需頻率下的選定移動(dòng)。
圖18顯示其中支持搖擺及彈跳運(yùn)動(dòng)兩者的許多可能實(shí)例中的一者。關(guān)于搖擺運(yùn)動(dòng)，支撐臂150具有耦合到樞轉(zhuǎn)桿154的受驅(qū)動(dòng)端152。桿154經(jīng)支撐而用于圍繞旋
16轉(zhuǎn)軸R沿大體垂直定向的旋轉(zhuǎn)。在此實(shí)例中，框架組合件具有基底區(qū)段156，所述基
底區(qū)段具有各自端接于裝置的脊?fàn)钪耐鈿?62內(nèi)的向上延伸部分160中的一對(duì)支腿158。這些框架部分或支腿158是基底區(qū)段156的線性延伸部分且彼此橫向間隔開(kāi)。其遠(yuǎn)端162連接到且以旋轉(zhuǎn)方式保持于上部承載塊164內(nèi)。這些框架部分或支腿158的下部區(qū)域在下部承載塊或電機(jī)安裝件166內(nèi)以旋轉(zhuǎn)方式保持于合適位置中。
每一承載塊164、 166具有用于接納且以旋轉(zhuǎn)方式支撐支撐臂桿154的中心承載開(kāi)口。在此實(shí)例中，桿154的下端170可端接于下部承載塊166下面且耦合到電機(jī)或其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)172。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)172可經(jīng)配置以使所述桿、且因此所述支撐臂往復(fù)地旋轉(zhuǎn)通過(guò)預(yù)定行進(jìn)角度，例如上文所描述的120度。電機(jī)或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)172可包含可用用戶操縱以調(diào)整有角度的行進(jìn)、旋轉(zhuǎn)速度等的特征。操作者面板、觸摸墊裝置、遙控單元或用戶接口可提供于外殼162的一部分上，其具有按鈕、觸摸屏幕、鍵盤、開(kāi)關(guān)或這些特征的組合或者用戶可操縱以存取、操作、調(diào)整及更改裝置的各種性能特性的類似特征。圖1顯示觸摸墊、屏幕或攜載于外殼39的上部部分上的其它用戶接口元件174的一個(gè)實(shí)例。
雖然本文中未詳細(xì)地顯示，但所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組件可頗為不同且仍歸屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。在測(cè)試及證明為正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)實(shí)例中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可呈耦合到所述桿以產(chǎn)生所需運(yùn)動(dòng)的機(jī)電系統(tǒng)的形式。在一個(gè)實(shí)例中，DC或AC電動(dòng)機(jī)可耦合到蝸輪，所述蝸輪然后可耦合到蝸輪從動(dòng)件。所述從動(dòng)件可驅(qū)動(dòng)曲柄軸。所述驅(qū)動(dòng)軸的能量可通過(guò)有凹口的托架從純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為振蕩或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述有凹口的托架又耦合到彈簧。所述彈簧可耦合到所述桿以通過(guò)其運(yùn)動(dòng)使所述支撐臂振蕩。
所述彈簧(未顯示)可充當(dāng)旋轉(zhuǎn)阻尼機(jī)構(gòu)以及蓄能器。所述彈簧可經(jīng)實(shí)施以用作類離合器元件以通過(guò)允許電機(jī)與桿之間的不同步運(yùn)動(dòng)來(lái)保護(hù)所述電機(jī)。因此，所述桿不需要直接耦合到所述電機(jī)?？隙ù嬖谶€可用于將所需的振蕩或往復(fù)運(yùn)動(dòng)賦予給本文中所揭示裝置的支撐臂的許多其它可能的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)。這些機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)可包含彈簧操作的上發(fā)條機(jī)構(gòu)、磁系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)或用以將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能量及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所揭示裝置的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或振蕩運(yùn)動(dòng)的其它裝置。在每一情況下，本文中所揭示裝置的構(gòu)造允許驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件裝納于外殼中且定位于兒童座位水平線下面。因此，所述機(jī)構(gòu)不造成妨礙，從而致使對(duì)占用者的噪聲級(jí)降低、產(chǎn)生高度緊湊的產(chǎn)品配置及對(duì)兒童座位的幾乎不受阻礙的接近。
繼續(xù)參照?qǐng)D20，可賦予所需的彈跳移動(dòng)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例涉及經(jīng)配置以在所需頻率下振蕩的基于彈簧的系統(tǒng)。為此目的，彈簧176捕獲于上部承載塊168與定位于桿154上的彈簧阻止件178之間。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可經(jīng)配置以沿桿154的軸線將垂直移動(dòng)或振蕩賦予給桿154的下端170。如下文進(jìn)一步描述，彈簧176可阻尼但幫助保持到支撐臂的振蕩蹦床移動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，耦合到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的彈簧可以其固有頻率壓縮及擴(kuò)張，所述固有頻率可與所需頻率匹配。以此方式，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，螺線管及電磁鐵布置)用作能量恢復(fù)機(jī)構(gòu)以維持恒定的彈跳振幅且借此克服系統(tǒng)中的任何摩擦損失?；蛘?，可以機(jī)械方式構(gòu)造桿154及彈簧176以準(zhǔn)許座位沿支撐臂156的移動(dòng)以產(chǎn)生不時(shí)的用戶啟動(dòng)的彈跳運(yùn)動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，兒童的運(yùn)動(dòng)或父母的觸摸可賦予此機(jī)械彈跳運(yùn)動(dòng)。
圖19及20針對(duì)用于實(shí)現(xiàn)在有效范圍內(nèi)的所需頻率下的彈跳運(yùn)動(dòng)的替代配置。每一實(shí)施例通常包含用以沿大體垂直的軸或桿產(chǎn)生正弦運(yùn)動(dòng)的凸輪，所述大體垂直的軸或桿可與上文結(jié)合搖擺運(yùn)動(dòng)所描述的旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)應(yīng)。盡管一些實(shí)例可依賴于所述凸輪自身來(lái)支撐兒童的重量，但所描繪的兩個(gè)實(shí)施例借助經(jīng)配置以抵消兒童的靜態(tài)重量的彈簧來(lái)減小所述凸輪上的負(fù)載。
參照?qǐng)D19，蹦床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含凸輪250，所述凸輪經(jīng)配置以在通常以252指示的從動(dòng)件布置中產(chǎn)生正弦運(yùn)動(dòng)?？蓪⑼馆?50配置為具有孔254的盤形或圓形結(jié)構(gòu)，所述孔從中心偏移與所需彈跳運(yùn)動(dòng)的位移的一半對(duì)應(yīng)的距離。凸輪250與軸256 —起旋轉(zhuǎn)，所述軸以傳統(tǒng)方式配置有用以約束其旋轉(zhuǎn)的鍵及支撐元件。所述旋轉(zhuǎn)由經(jīng)由通常以260指示的齒輪傳動(dòng)裝置耦合到軸256的電機(jī)258驅(qū)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝置260可包含齒輪對(duì)或齒輪系，所述齒輪對(duì)或齒輪系包含蝸桿及蝸桿從動(dòng)件以解決來(lái)自凸輪250的任何反扭矩。
輪從動(dòng)件或軸承262保持與從動(dòng)軸264接觸，所述從動(dòng)軸又通過(guò)軸套管266、 268保持于大體垂直的定向中。軸套管266為壓縮彈簧270提供基底，所述壓縮彈簧用于從凸輪250移除兒童的靜態(tài)重量，此又降低了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的扭矩要求。為此目的，彈簧阻止件272經(jīng)定位使得將彈簧270壓縮到輪從動(dòng)件262恰在低振幅點(diǎn)處觸及凸輪250的程度。在此實(shí)例中，彈簧阻止件272成形為饋送穿過(guò)從動(dòng)軸264的銷。為適應(yīng)不同重量的兒童，可在從動(dòng)軸264中形成若干(例如，十二個(gè))等間隔的孔以接納所述銷。
圖19中所示的實(shí)例性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可與上文中所描述的運(yùn)動(dòng)裝置中的一者整合到任一所需程度。在此實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安置于外殼274中，所述外殼類似于(如果不相同)圖9中所示實(shí)施例的外殼59。套管266、 268可固定到外殼274或安置于其中的支撐結(jié)構(gòu)。從動(dòng)軸264可沿支撐臂276從其懸臂伸出的旋轉(zhuǎn)軸線R安置。以此方式，可提供搖擺及彈跳運(yùn)動(dòng)兩者。
圖20中顯示替代蹦床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中用相似參考編號(hào)識(shí)別與先前實(shí)施例一樣的元件。在此實(shí)例中，DC電機(jī)258的軸具有直接附接到其的蝸桿276。蝸桿276與充當(dāng)混合式水平凸輪及蝸輪的凸輪齒輪278配合。凸輪齒輪278的周邊表面280具有用以嚙合蝸桿276的螺旋狀齒。凸輪齒輪278的頂表面282相對(duì)于周邊表面282的平面偏斜，使得凸輪齒輪282的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生所需的彈跳移動(dòng)。
凸輪齒輪278由直接位于負(fù)載下方的墊座輪284支撐以防止凸輪齒輪278變形。從動(dòng)輪286連接到負(fù)載軸264。在操作中，從動(dòng)輪286騎跨凸輪齒輪278的偏斜平面，同時(shí)彈簧270移除負(fù)載的靜態(tài)分量且套管266、 268將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定地定位于外殼288內(nèi)。
如圖21的實(shí)例中所示，彈跳運(yùn)動(dòng)可替代地由經(jīng)配置而用于徑向偏轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)及布置提供。在這些情況下，通過(guò)使兒童懸吊于位于彈簧臂302的端處的座位300中來(lái)大體形成徑向振蕩器。由于相對(duì)較小的有角度偏轉(zhuǎn)，在擺動(dòng)臂302的端處看到的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)垂直的(模仿父母的運(yùn)動(dòng))。可使用標(biāo)準(zhǔn)彈簧方程式來(lái)計(jì)算此系統(tǒng)的固有共振頻率。可使用各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)維持彈簧臂302的共振偏轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)到圖22，替代設(shè)計(jì)通過(guò)涉及使兒童座位350懸吊于滑輪驅(qū)動(dòng)纜索352上的垂直彈跳運(yùn)動(dòng)來(lái)運(yùn)送坐著的兒童?；喛梢灶A(yù)定的所需頻率巻繞/退繞纜索352，從而以平滑的上下彈跳運(yùn)動(dòng)方式移動(dòng)兒童。所述滑輪可由電機(jī)裝置(未顯示)直接驅(qū)動(dòng)或者經(jīng)由經(jīng)配置而以所需頻率振蕩的一個(gè)或一個(gè)以上螺旋彈簧354驅(qū)動(dòng)。在后一情況下，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未顯示)可耦合到所述彈簧布置以提供能量來(lái)克服任何系統(tǒng)阻尼損失。其它基于彈簧的配置(例如，螺旋狀延伸彈簧)也可適合用于支持高頻共振移動(dòng)。
本文中所揭示的各種兒童運(yùn)動(dòng)裝置實(shí)例的細(xì)節(jié)可頗為不同且仍歸屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。用于形成框架組合件部件、脊?fàn)钪考八砑犹卣鞯臉?gòu)造及材料可從塑料到鋼管再到其它適合材料及部件結(jié)構(gòu)而不同。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組件也可不同，如用于所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中以產(chǎn)生所揭示裝置的所需運(yùn)動(dòng)及功能的特征可不同。兒童座位底部或基底可經(jīng)配置使得其以任一適合方式與座位夾持架嚙合。如本文中所揭示，可在座位基底中提供垂直凹口或成垂直角度的凹口。座位夾持架管或其它材料的大小可經(jīng)配置以滑動(dòng)到所述凹口中以與座位嚙合。重力及兒童的重量可足以將座位保持于所述夾持架中。然而，如果需要，那么可采用強(qiáng)制閉鎖結(jié)構(gòu)。所述座位還可經(jīng)配置以包含共用特征，例如，吊帶系統(tǒng)、提把、可樞轉(zhuǎn)托盤及硬塑料殼。所述座位的基底可具有搖動(dòng)、彈跳或固定支撐結(jié)構(gòu)配置且所述座位可采用墊、蓋或其它適合軟物品。如上所述，所述座位夾持架可經(jīng)配置以固持例如嬰兒搖籃或其它兒童支撐裝置的其它裝置。
所述座位還可經(jīng)配置以配合在相關(guān)產(chǎn)品的平臺(tái)或系統(tǒng)內(nèi)。換句話說(shuō)，所述座位可從所揭示運(yùn)動(dòng)裝置中的一者移除且容易地放置于經(jīng)配置以接納所述座位的不同產(chǎn)品中。舉例來(lái)說(shuō)，此類相關(guān)產(chǎn)品可以是搖籃式秋千框架、標(biāo)準(zhǔn)擺型秋千框架、蹦床框架、嬰兒車(stroller)、車式兒童座椅(car seat base)或娛樂(lè)平臺(tái)。以此方式，產(chǎn)品系統(tǒng)可在兒童年幼時(shí)用作哄慰或安靜裝置，然后經(jīng)變換以供作為娛樂(lè)裝置使用。在另一實(shí)例中，兒童座位可固定到支撐臂且不可移除。
上文所描述的是經(jīng)設(shè)計(jì)以在以約0.5 Hz為中心的第一哄慰頻率范圍中操作的若干低頻搖擺裝置。這些及其它裝置還經(jīng)設(shè)計(jì)以充當(dāng)在以約3 Hz為中心的第二哄慰頻率范圍中操作的供電的蹦床。所揭示的兒童運(yùn)動(dòng)裝置可經(jīng)配置以經(jīng)由(例如)同時(shí)發(fā)生的搖擺及彈跳移動(dòng)來(lái)提供整合有兩種哄慰頻率的運(yùn)動(dòng)。另一選擇為或另外，所揭示的裝置可經(jīng)配置以單獨(dú)地提供兩種哄慰頻率。在這些情況下，所述裝置可配置有用于用戶選擇及在各種操作模式之間撥動(dòng)的開(kāi)關(guān)或其它硬件。
雖然本文中已根據(jù)本發(fā)明的教示內(nèi)容描述了某些兒童運(yùn)動(dòng)裝置，但本專利的涵蓋范圍并不局限于這些兒童運(yùn)動(dòng)裝置。相反，本專利涵蓋完全歸屬于所許可等效內(nèi)容的范圍內(nèi)的本發(fā)明教示內(nèi)容的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其包括框架，其相對(duì)于參考表面提供結(jié)構(gòu)支撐件且包括以可樞轉(zhuǎn)方式耦合到所述結(jié)構(gòu)支撐件的臂；兒童支撐裝置，其耦合到所述臂且通過(guò)所述框架與所述參考表面間隔開(kāi)；及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以使所述臂移動(dòng)，使得所述兒童支撐裝置以在從約0.37Hz到約0.62Hz的范圍內(nèi)的頻率沿運(yùn)動(dòng)路徑往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以使所述臂 以在所述從約0.37 Hz到約0.62 Hz的范圍內(nèi)的所述頻率移動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以允許用戶 調(diào)整所述頻率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述框架經(jīng)配置使得所述臂根據(jù) 所述運(yùn)動(dòng)路徑的移動(dòng)具有在所述從約0.37 Hz到約0.62 Hz的范圍內(nèi)的固有共振頻率。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)界定大體垂直的旋 轉(zhuǎn)軸線，且其中所述臂從所述旋轉(zhuǎn)軸線懸臂伸出。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)軸線從垂直偏移，使得 所述運(yùn)動(dòng)路徑具有水平分量及垂直分量?jī)烧摺?br> 7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述臂具有相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸線 的長(zhǎng)度及定向，使得所述臂根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)路徑的移動(dòng)具有在所述從約0.37 Hz到約0.62 Hz的范圍內(nèi)的固有共振頻率。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)界定大體垂直的旋 轉(zhuǎn)軸線，且其中所述臂以銳角從所述旋轉(zhuǎn)軸線懸臂伸出。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述頻率在從約0.4 Hz到約0.5 Hz 的范圍內(nèi)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)界定大體垂直的旋 轉(zhuǎn)軸線，且其中所述兒童運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)一步包括經(jīng)配置以沿所述旋轉(zhuǎn)軸線賦予大 體垂直 振蕩的另一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
11、 一種兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其包括框架，其相對(duì)于參考表面提供結(jié)構(gòu)支撐件且包括以可樞轉(zhuǎn)方式耦合到所述結(jié)構(gòu)支 撐件的臂；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以使所述臂圍繞大體垂直的旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)，所述臂從所述大 體垂直的旋轉(zhuǎn)軸線懸臂伸出；及兒童支撐裝置，其耦合到所述臂且通過(guò)所述框架與所述參考表面間隔開(kāi)； 其中所述旋轉(zhuǎn)軸線從垂直偏移，使得所述兒童支撐裝置沿包括方位角改變及標(biāo)高改變兩者的運(yùn)動(dòng)路徑往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述框架經(jīng)配置使得所述臂根 據(jù)所述運(yùn)動(dòng)路徑的移動(dòng)具有在從約0.37 Hz到約0.62 Hz的范圍內(nèi)的固有共振頻率。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述臂具有相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸 線的長(zhǎng)度及定向，使得所述臂根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)路徑的移動(dòng)具有在所述從約0.37 Hz到約 0.62 Hz的范圍內(nèi)的所述固有共振頻率。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述固有共振頻率在從約0.4 Hz 到約0.5 Hz的范圍中。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)軸線從垂直偏移在從 約12度到約22度的范圍內(nèi)的角度。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述臂以銳角懸臂伸出。
17、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以使所述 臂以用戶選擇的頻率移動(dòng)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其進(jìn)一步包括經(jīng)配置以沿所述旋轉(zhuǎn) 軸線賦予大體垂直振蕩的另一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
19、 一種兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其包括框架，其包括相對(duì)于參考表面的結(jié)構(gòu)支撐件；兒童支撐裝置，其耦合到所述框架且通過(guò)所述結(jié)構(gòu)支撐件與所述參考表面間隔 開(kāi)；及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以使所述兒童支撐裝置以在從約2.85 Hz到約3.15 Hz的范圍 中的頻率在運(yùn)動(dòng)路徑中振蕩。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述運(yùn)動(dòng)路徑包括大體垂直的 移動(dòng)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以允許對(duì) 所述頻率的用戶調(diào)整。
22、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述框架包括用以支撐所述兒 童支撐裝置的兒童占用者的重量以從所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)移除負(fù)載的彈簧系統(tǒng)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述框架包括在樞軸處從所述 結(jié)構(gòu)支撐件懸臂伸出的臂，使得所述運(yùn)動(dòng)路徑包括圍繞所述樞軸的偏轉(zhuǎn)。
24、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括凸輪。
25、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括安置 于所述兒童支撐裝置與所述凸輪之間以抵消所述兒童支撐裝置的兒童占用者的重量的 彈簧。
26、 一種兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其包括框架，其相對(duì)于參考表面提供結(jié)構(gòu)支撐件且包括以可樞轉(zhuǎn)方式耦合到所述結(jié)構(gòu)支 撐件的臂；兒童支撐裝置，其耦合到所述臂且通過(guò)所述框架與所述參考表面間隔開(kāi)；及 第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以使所述臂圍繞旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)，使得所述兒童支撐裝置 圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線振蕩；及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以使所述兒童支撐裝置大體沿所述旋轉(zhuǎn)軸線振蕩。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)軸線是大體垂直的， 且其中所述臂從所述旋轉(zhuǎn)軸線懸臂伸出使得所述兒童支撐裝置圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線以搖擺運(yùn)動(dòng)方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)軸線從垂直偏移，使 得所述搖擺運(yùn)動(dòng)包括方位角改變及標(biāo)高改變兩者。
29、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述第一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以使 所述兒童支撐裝置移動(dòng)，使得圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的移動(dòng)在從約0.37 Hz到約0.62 Hz的 范圍內(nèi)的頻率下。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述框架經(jīng)配置使得所述臂圍 繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的移動(dòng)具有在所述從約0.37 Hz到約0.62 Hz的范圍內(nèi)的固有共振頻 率。
31、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述臂以銳角從所述旋轉(zhuǎn)軸線 懸臂伸出。
32、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以使 所述兒童支撐裝置以在從約2.85 Hz到約3.15 Hz的范圍中的頻率大體沿所述旋轉(zhuǎn)軸線 振蕩。
33、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述框架包括用以支撐所述兒 童支撐裝置的兒童占用者的重量以從所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)移除負(fù)載的彈簧系統(tǒng)。
34、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以使 所述臂大體沿所述旋轉(zhuǎn)軸線圍繞樞軸偏轉(zhuǎn)。
35、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以使 所述兒童支撐裝置在平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上振蕩。
36、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括凸輪。
37、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述第一及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配 置以允許對(duì)第一及第二頻率的用戶選擇，所述第一及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分別使所述兒童支 撐裝置以所述第一及第二頻率圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線及沿著所述旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)。
38、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的兒童運(yùn)動(dòng)裝置，其中所述第一及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配 置以允許對(duì)所述第一及第二驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的一者或兩者的用戶選擇以供操作。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種兒童運(yùn)動(dòng)裝置(20)，其包含相對(duì)于參考表面(26)提供結(jié)構(gòu)支撐件且包含以可樞轉(zhuǎn)方式耦合到所述結(jié)構(gòu)支撐件的臂(30)的框架(22)。兒童支撐裝置(36)耦合到所述臂(30)且通過(guò)所述框架(22)與所述參考表面(26)間隔開(kāi)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(62)經(jīng)配置以使所述臂(30)移動(dòng)，使得所述兒童支撐裝置(36)以從約0.37Hz到約0.62Hz的范圍內(nèi)的頻率沿運(yùn)動(dòng)路徑往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在一些情況下，另一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)配置以使所述兒童支撐裝置以從約2.85Hz到約3.15Hz的范圍中的頻率大體沿旋轉(zhuǎn)軸線振蕩。
文檔編號(hào)A47D13/10GK101686764SQ200880014035
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者喬舒亞·E·克拉珀, 威廉·B·貝洛斯, 角田博, 詹姆斯·E·戈迪斯卡, 馬修·J·蘭西爾, 馬修·費(fèi)爾德?tīng)柭?申請(qǐng)人:葛萊兒嬰兒產(chǎn)品股份有限公司