兒童彈跳裝置控制設備及嬰兒支撐裝置控制設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型的多種實施方式涉及一種兒童彈跳裝置控制設備及嬰兒支撐裝置控制設備。該彈跳裝置控制設備被配置為基于來自壓電運動感測裝置（530）的反饋來控制兒童彈跳裝置的振動。在多種實施方式中，壓電運動感測裝置被配置為感測與其連接的主體的運動，例如兒童彈跳裝置，并且提供表征該運動的反饋信號。另外，本實用新型的多種實施方式涉及一種嬰兒支撐裝置控制設備（40），該設備被配置為向置于嬰兒支撐裝置中的兒童傳遞撫慰性的感受。特別地，嬰兒支撐裝置控制設備被配置為向嬰兒支撐裝置傳遞模擬家長或看護人的心跳的平緩的、重復的脈沖。
【專利說明】兒童彈跳裝置控制設備及嬰兒支撐裝置控制設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于娛樂和安撫兒童的裝置領域，更具體地，涉及用于兒童彈跳裝置的控制設備及用于嬰兒支撐裝置的控制設備。
【背景技術】
[0002]兒童彈跳裝置用于為兒童提供一種座椅，用于通過以模擬家長或看護人將嬰兒抱在懷里并溫柔地晃動嬰兒的方式上下振動來娛樂和撫慰兒童。一般的兒童彈跳裝置包括座椅部，該座椅部通過支撐框架懸掛在支撐表面(例如，地板)上方。支撐框架通常包括基部和半剛性支撐臂，該基部被配置為安放在支撐表面上，該半剛性支撐臂向基部上方延伸，用以支撐在支撐表面上方的座椅部。在這些實施方式中，施加在兒童彈跳裝置框架的座椅部上的激振力將引起彈跳裝置以彈跳裝置的固有頻率垂直的振動。例如，家長可以通過向下推動彈跳裝置的座椅部、偏置支撐框架并釋放座椅部來提供激振力。在這一實施例中，座椅部會以其固有頻率彈跳，同時振幅穩(wěn)定地減小，直至彈跳裝置達到靜止。同樣地，兒童可以在彈跳裝置座椅部中通過移動(例如，通過踢其足部)來提供激振力。
[0003]一般的彈跳裝置設計的缺陷在于除非由家長或兒童重復地提供激振力，否則這種彈跳裝置則不能彈跳。另外，由于一般的彈跳裝置的支撐臂必須具有足夠的剛度來支撐座椅部及兒童，激振力引起的振動運動的振幅將相對較快地降低至零。因此，家長或兒童必須頻繁地提供激振力，以維持彈跳裝置的運動。另外的彈跳裝置設計試圖通過使用多種電機使兒童座椅上下振動來克服這一缺陷。例如，在一種設計中，直流電機和機械連桿被用于上下提動兒童座椅。在另一種設計中，彈跳裝置附接有一個包括直流電機的單元，該直流電機驅動一個繞軸旋轉的偏心質量。轉動的偏心質量產生離心力，引起彈跳裝置在能夠撫慰兒童的頻率上彈跳。
[0004]然而，這些設計時常產生不受歡迎的量的噪音，含有易于磨損及失效的機械部件，并且使用能源的效率低。所以，在本領域仍存在對能重復彈跳且自驅動、安靜、耐久以及能效高的兒童彈跳裝置的需求。更進一步，具有對改進的運動感測裝置的需求，這種裝置能夠適應于與這類彈跳裝置一同使用，以精確地、可靠地感測彈跳裝置振動的頻率，并且主動地向控制系統(tǒng)提供表征感測到的頻率的反饋，該控制系統(tǒng)被配置為至少部分基于感測裝置的反饋來驅動彈跳裝置運動。
[0005]另外，現(xiàn)有的彈跳裝置設計通常限于提供一種彈跳運動，該彈跳運動區(qū)別于嬰兒在產前階段或產后階段體驗的特定運動，例如當被家長或看護人看護或以其它方式被緊密地抱著時。所以，由現(xiàn)有彈跳裝置設計提供的運動所引起的感受可能不能撫慰所有的兒童。因此，本領域具有對一種嬰兒支撐裝置的需求，這種嬰兒支撐裝置被配置為向置于嬰兒支撐裝置中的兒童提供一種撫慰性的感受，這種感受不同于現(xiàn)有彈跳裝置設計提供的一般彈跳運動。
實用新型內容[0006]本實用新型的多種實施方式涉及一種用于運動的兒童支撐設備的運動感測裝置。根據(jù)多種實施方式，該運動感測裝置包括限定縱軸的外殼，至少一個具有感測表面且置于外殼內的感測壓電傳感器，以及置于外殼中的重量構件，該重量構件被配置為用于沿外殼的縱軸方向在外殼內的運動。該重量構件被配置為響應運動感測裝置的運動而向壓電傳感器的感測表面施加變化的力，而壓電傳感器被配置為對應由重量構件所施加的變化的力的量而輸出電壓信號。得到的輸出電壓信號表征運動感測裝置相對于外殼的縱軸的運動。
[0007]本實用新型的多種其它實施方式涉及一種彈跳裝置控制設備，用于控制兒童彈跳裝置大體上向上和向下的運動。根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制設備包括驅動組件、電源、壓電運動傳感器以及彈跳裝置控制電路。所述驅動組件被配置為由電流驅動，以向兒童彈跳裝置傳遞使其彈跳的驅動力。所述電源被配置為向驅動組件傳導電流。所述壓電運動傳感器被配置為感測兒童彈跳裝置的固有頻率，并產生表示該固有頻率的頻率信號。所述彈跳裝置控制電路被配置為接收壓電運動傳感器的頻率信號，并且至少一部分基于接收到的頻率信號產生控制信號，引起電源間歇性地向驅動組件供應電流，并由此引起驅動組件向兒童彈跳裝置傳遞使其以大體上等于固有頻率的頻率彈跳的驅動力。
[0008]本實用新型的多種其它實施方式涉及一種用于兒童支撐裝置的控制設備，其被配置為用于向置于嬰兒支撐裝置中的兒童提供撫慰性感受。根據(jù)多種實施方式，該控制設備包括驅動組件和控制電路。所述驅動組件被配置為向嬰兒支撐裝置傳遞重復的脈沖力，該力的量足夠讓置于嬰兒支撐裝置中的兒童感覺到脈沖。所述控制電路被配置為驅動驅動組件，并引起驅動組件向嬰兒支撐裝置以類似于休息狀態(tài)下的人類心跳頻率的頻率傳遞重復的脈沖力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]參考附圖，附圖并不一定按比例繪制，其中:
[0010]圖1示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的兒童彈跳裝置的立體圖；
[0011]圖2示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的彈跳裝置控制設備的內部的立體圖；
[0012]圖3示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的彈跳裝置控制設備的內部的另一立體圖；
[0013]圖4示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的彈跳裝置控制設備的內部的示意性截面圖；
[0014]圖5示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的運動感測裝置、放大器以及彈跳裝置控制電路的示意性框圖；
[0015]圖6A示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的表示彈跳裝置座椅在特定時間段運動的曲線圖；
[0016]圖6B示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的表示運動感測裝置以及放大器響應圖6A中示出的運動而產生的頻率指示信號的曲線圖；
[0017]圖6C示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的表示由彈跳裝置控制電路觸發(fā)的用于響應接收圖6B中示出的頻率指示信號而驅動兒童彈跳裝置的電子脈沖的曲線圖。
【具體實施方式】[0018]本實用新型將參考附圖在后文被更全面的描述，其中示出了本實用新型的實施方式。但是，本實用新型可以被實施為多種不同的形式且不應被解釋為限定在本文陳述的實施方式中。更確切地說，這些實施方式被提供的目的是使本公開透徹、完整，并將能向本領域技術人員完全傳達實用新型的范圍。自始至終相似附圖標記指示相似零部件。
[0019]如圖1所示，本實用新型的多種實施方式涉及一種用于為兒童提供可控的彈跳座椅的兒童彈跳裝置10。該裝置10包括支撐框架20、座椅組件30，以及彈跳裝置控制設備40。
[0020]支撐框架與座椅組件
[0021]根據(jù)多種實施方式，支撐框架20為彈性構件，形成基部210以及一個或多個支撐臂220。在示出的實施方式中，一個或多個平坦防滑構件213、214被附接在支撐框架20的基部210上。所述平坦防滑構件213、214被配置為放置在支撐表面上，并且為基部210提供穩(wěn)定平臺。一個或多個支撐臂220為拱形，并由基部210向上延伸。支撐臂220被配置為通過將座椅組件30懸掛在基部210上方來支撐座椅組件30。支撐臂220為半剛性，并被配置為在負載下彈性地彎曲。由此，座椅組件30將在激振力的作用下大體上豎直地振動，如圖1中的運動箭頭所示。
[0022]在示出的實施方式中，座椅組件30包括被配置為用于舒適地支撐兒童的有軟墊的座椅部310。所述座椅部310進一步包括束帶312，所述束帶312被配置為被可選地連接在座椅部310上，以將兒童固定在座椅部310上。座椅組件30進一步包括控制設備接納部(未示出)，其被配置為接納并選擇性地將彈跳裝置控制設備40固定在座椅組件30上。在其它實施方式中，彈跳裝置控制設備40被永久地固定在座椅組件上30。
[0023]彈跳裝置控制設備
[0024]如圖2所示，根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制設備40包括外殼410、用戶輸入控制器415、磁力驅動組件420、彈跳裝置運動傳感器430，以及彈跳裝置控制電路440。在示出的實施方式中，彈跳裝置控制設備40進一步包括電源450。在其它實施方式中，彈跳裝置控制設備40被配置為由置于外部的電源接收電源。外殼410包括多個壁，所述壁限定用于收納磁力驅動組件420、彈跳裝置運動傳感器430、彈跳裝置控制電路440、以及電源450的腔部。如上文所述，外殼410被配置為被選擇性地連接在座椅組件30上。用戶輸入控制器415 (圖1示出了更多細節(jié))被附接在外殼410的前壁上，并被配置為允許用戶控制兒童彈跳裝置的多個方面(例如，運動和聲音)。在示出的實施方式中，用戶輸入控制器415包括瞬時(momentary)開關，所述瞬時開關被配置為用于控制座椅組件30的振動運動的振幅。在圖2中，示出了彈跳裝置控制設備40，其中用戶輸入控制器415和外殼410的上部被移除。
[0025]根據(jù)多種實施方式，磁力驅動組件420包括第一磁性部件、第二磁性部件，以及驅動部件。驅動部件被配置為用于響應第一磁性部件和第二磁性部件之間的磁力向座椅組件30傳遞驅動力。第一磁性部件和第二磁性部件中的至少一個為電磁鐵(例如，電磁線圈)，所述電磁鐵被配置為當被施加電流時產生電磁力。例如，根據(jù)第二磁性部件為電磁鐵的實施方式，第一磁性部件可以是任何磁鐵(例如，永磁鐵或電磁鐵)或能夠響應由第二磁性部件產生的磁力的磁性材料(例如，鐵)。同樣地，根據(jù)第一磁性部件為電磁鐵的實施方式，第二磁性部件可以是任何磁鐵或能夠響應由第一磁性部件產生的磁力的磁性材料。
[0026]圖3示出了移除活動構件424與電磁線圈422后圖2中彈跳裝置控制設備40的內部。在圖2-3示出的實施方式中，第一磁性部件包括永磁鐵421 (如圖4所示)，所述永磁鐵421由三個較小的永磁鐵在磁鐵外殼423中沿長度方向堆疊而構成。第二磁性部件包括電磁線圈422，該電磁線圈422被配置為從電源450接收電流。驅動部件包括活動構件424以及往復設備?；顒訕嫾?24為剛性構件，具有自由端425以及延伸至樞轉端427的兩個臂426a、426b。所述臂426a、426b分別在樞接點427a和427b樞轉地連接至外殼410的內部?；顒訕嫾?24的自由端425固定地支撐電磁線圈422且能夠支撐兩個對稱地位于電磁線圈422臨近處的重物428。如下文所詳細描述的，活動構件424被配置為響應永磁鐵421和電磁線圈422之間的磁力而繞樞接點427a和427b轉動。
[0027]根據(jù)多種實施方式，往復設備被配置為提供驅動活動構件424的力，驅動的方向大體上與永磁鐵421和電磁線圈422產生的磁力驅動活動構件424的方向相反。在圖2_3示出的實施方式中，往復設備為置于活動構件424的自由端425下面的彈簧429，并且大體上與電磁線圈422同心。磁鐵外殼423為拱形，具有大體上為圓形的截面，且被大體上置于彈簧429之內。另外，磁鐵外殼423的形狀使其配合在電磁線圈422的腔部422a內。如下文詳細描述，磁鐵外殼423的位置使其截面在沿電磁線圈422運動范圍的所有點上與電磁線圈422對心。在其它實施方式中，磁鐵外殼423在形狀上大體豎直。
[0028]根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置運動傳感器430為一傳感器，其被配置為在任何給定的時間點感測座椅組件30在豎直方向上振動的頻率，并產生表示該頻率的頻率信號。根據(jù)一種實施方式，彈跳裝置運動傳感器430包括被光學傳感器(例如，光中斷器(lightinterrupter))識別的可移動部件。根據(jù)另一種實施方式,彈跳裝置運動傳感器430包括加速度計。如本領域技術人員所能理解的，根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置運動傳感器430可以是任何能夠感測座椅組件30的振動運動的傳感器，包括霍爾效應傳感器。
[0029]在一種實施方式中，彈跳裝置運動傳感器430包括壓電運動傳感器。圖5提供了根據(jù)一種實施方式的壓電運動傳感器530的不意性框圖。在不出的實施方式中，壓電運動傳感器530包括外殼531、壓電傳感器533，以及形式為重量球(weighted ball)535的重量構件。外殼531大體上為中空圓柱，并限定具有中心縱軸536的狹長的內部槽道532。根據(jù)多種實施方式，外殼531與槽道532大體上相對彈跳裝置控制設備40垂直定向。重量球535被置于槽道532之中，且被配置為在槽道532中移動。如圖5所示，槽道532的尺寸設計為使得重量球的運動大體上限制在沿槽道的縱軸536方向的運動。
[0030]運動傳感器530也包括置于外殼531中位于槽道532的下端的壓電傳感器533。特別地，壓電傳感器533包括感測表面534，且其被定向為使得感測表面534大體上垂直于槽道的縱軸536。另外，根據(jù)多種實施方式，運動傳感器530被固定在彈跳裝置控制設備40的外殼410內，以使當座椅組件30靜止時，感測表面534大體上與放置彈跳裝置支撐框架20的支撐表面平行。
[0031]根據(jù)多種實施方式，壓電傳感器533被配置為對應施加在傳感器的感測表面534的壓力的量產生電壓信號。當座椅組件30靜止時，重量球535將保持靜止，其重量向感測表面534施加恒定的靜態(tài)力。如此，當座椅組件30靜止時，壓電傳感器533將輸出恒定的電壓。然而，當座椅組件30在豎直方向振動時，運動傳感器530隨座椅組件30運動，并且隨著座椅組件30上下加速和減速、，引起重量球535向感測表面534施加變化的壓力的量。
[0032]例如，當座椅組件30在最低位置并開始向上加速時，由于重力將重量球壓在感測表面534上，重量球535經歷超過Ig的重力。因此，重量球535施加的壓力大于靜態(tài)壓力。隨著座椅組件30繼續(xù)向上并通過靜止位置，座椅組件30開始減速。結果，重量球535經歷小于Ig的重力，且重量球535施加的壓力減小至小于靜態(tài)壓力的量。當座椅組件30達到最高位置且開始向相反方向向下加速時，重量球535繼續(xù)經歷小于Ig的重力且施加小于靜態(tài)壓力的壓力。確實，在特定實施方式中，在座椅組件向上減速或向下加速的特定階段，重量球535可能被抬升而離開感測表面534，并且不施加壓力。隨著座椅組件30繼續(xù)向下，再次通過靜止位置，座椅組件30開始減速。結果，重量球535再次經歷大于Ig的重力，且向感測表面534施加的壓力大于靜態(tài)壓力。當座椅組件30達到最低位置時，振動循環(huán)再次開始。
[0033]由于重量球535向感測表面534施加變化的壓力，壓電傳感器533產生隨座椅組件30的運動而變化的電壓信號。所以，壓電運動傳感器530產生的信號大體上代表運動傳感器530的運動，并且指示運動傳感器相對縱軸536的振動頻率。如下文具體描述，壓電運動傳感器530可以被配置為使其輸出信號被放大器539濾波，并且被傳輸至彈跳裝置控制電路440，用于控制彈跳裝置控制設備40的運作。
[0034]如根據(jù)本說明書所理解的，壓電運動傳感器530的多個方面可以根據(jù)傳感器的多種其它實施方式被改動。例如，在特定實施方式中，重量球535可以被限制在槽道532之內，使其一直接觸壓電傳感器533的感測表面534，但允許其隨運動傳感器530的運動施加不同量的壓力。在其它實施方式中，重量構件可以被附接在感測表面534上，且被配置為響應傳感器530的運動而施加壓力和/或拉力。另外，根據(jù)多種實施方式，外殼531與槽道532可以為圓柱形、矩形，或其它適合的形狀，且重量構件可以為具有能被壓電傳感器533感測到的足夠質量的任意移動物體。
[0035]彈跳裝置控制電路440可以是集成電路，該集成電路被配置為通過觸發(fā)電源450根據(jù)一種控制算法(下文將詳細描述)向電磁線圈422傳輸電流脈沖來控制磁力驅動組件420。在示出的實施方式中，電源450包括一個或多個電池(未示出)，且被配置為根據(jù)彈跳裝置控制電路440產生的控制信號向電磁線圈422提供電流。根據(jù)特定實施方式，所述一個或多個電池可以為一次性的(例如，AAA或C號電池)或可充電(例如，鎳鎘電池或鋰離子電池)。在多種其它實施方式中，電源450包括線性的交流/直流電源或其它使用外部動力源的電源。
[0036]圖4示出了根據(jù)一種實施方式的彈跳裝置控制設備40的示意性截面圖。在示出的實施方式中，永磁鐵421由置于磁鐵外殼423中的三個獨立的永磁鐵形成，雖然可以使用更少的或更多的獨立的磁鐵。阻尼墊474被置于永磁鐵421的頂端和底端，用來牢固地保持永磁鐵421就位，并且防止其隨著電磁線圈422的磁力在磁鐵外殼423中運動，這種運動可能產生噪聲。根據(jù)特定實施方式，阻尼材料(未示出)也可以被置于外殼410內部活動構件424的自由端425上方，來防止活動構件424沖擊外殼410。
[0037]在示出的實施方式中，彈簧429由外殼410向上延伸至活動構件424的自由端的底邊。如上文所述,磁鐵外殼423被置于彈簧429之中，并且向上延伸穿過電磁線圈422的腔部422a (如圖2所示)的一部分。如圖4所示，活動構件424可以繞樞接點427a和427b在上部位置471和下部位置472之間自由轉動。隨著活動構件424在上部位置471和下部位置472之間轉動，電磁線圈422遵循由活動構件424的長度限定的弧形路徑。相應地，磁鐵外殼423是彎曲的，使得在活動構件424在上部位置471和下部位置472之間轉動時，電磁線圈422不接觸磁鐵外殼423。根據(jù)其它實施方式，磁鐵外殼423大體上豎直造型，且尺寸設計使得其不阻礙活動構件424的路徑。
[0038]根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制電路440被配置為控制通過電源450傳導至電磁線圈422的電流。在示出的實施方式中，電源450傳導電流的方向能引起電磁線圈422產生磁力,這種磁力向遠離永磁鐵421的方向排斥電磁線圈422。當電磁線圈422不被供應電流時,在永磁鐵421與電磁線圈422之間不產生磁力。結果,如圖4所示，活動構件424靜止于其上部位置471。然而，當通過向電磁線圈422供應電流而產生磁力時，磁力推動電磁線圈422向下并引起活動構件424向其下部位置472轉動。這種情況的出現(xiàn)是因為永磁鐵421安裝在固定的磁鐵外殼423中，而電磁線圈422附接在活動構件424上。根據(jù)其它實施方式，電源450傳導電流的方向能引起電磁線圈422產生磁力，這種磁力向朝向永磁鐵421的方向吸引電磁線圈422。
[0039]當提供的電流具有足夠大的安培量時，電磁線圈422產生的磁力將導致活動構件424壓縮彈簧429，并且只要電流被供應給電磁線圈422，將導致活動構件424仍保持在其下部位置472。然而，當電源450停止向電磁線圈422傳導電流時，電磁線圈422將停止產生將活動構件424保持在其下部位置472上的磁力。因此，彈簧429將解壓并向上推動活動構件424，從而轉動活動構件424至其上部位置471。同樣的，如果足夠強的電流脈沖被傳導至電磁線圈422，產生的磁力將導致活動構件424向下移動，壓縮彈簧429?；顒訕嫾?24轉動的角距離以及其轉過該距離的角速度取決于電流脈沖的持續(xù)時間以及幅值。當脈沖產生的磁力消散，彈簧429將解壓并推動活動構件424重新回到其上部位置471。
[0040]根據(jù)上文所述的動態(tài)性質，活動構件424將響應一系列被傳導至電磁線圈422的電脈沖豎直地在上部位置471和下部位置472之間振動。在示出的實施方式中，活動構件424振動運動的頻率和振幅由發(fā)送至電磁線圈422的電流脈沖的頻率和持續(xù)時間決定。例如，持續(xù)時間長的電脈沖將引起活動構件424以高振幅振動(例如，向下轉動至其極點，下部位置472)，而持續(xù)時間短的電脈沖將引起活動構件424以低振幅振動(例如，向下轉動至下部位置472以上的非極點)。相似地，以高頻率傳導的電脈沖將導致活動構件424以高頻率振動，而以低頻率傳導的電脈沖將導致活動構件424以低頻率振動。如下文將詳細描述的，活動構件424的振動根據(jù)由彈跳裝置運動傳感器430識別的支撐框架20和座椅組件30的頻率來控制。
[0041]根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制設備40被配置為通過引起活動構件424在外殼410中振動向座椅組件30傳遞動力。由于彈跳裝置控制設備40被附接在座椅組件30上，活動構件424的振動運動產生的動量引起座椅組件30大體上沿其自身的豎直路徑振動,如圖1中的箭頭所示。這一效應因固定在活動構件424的自由端425上的重物428而加強，其作用于增加活動構件424的運動產生的動量。如下文所要詳細描述的，通過以控制的頻率和振幅來振動活動構件424，彈跳裝置控制設備40引起座椅組件30以需要的頻率和振幅振動。
[0042]彈跳裝置控制電路
[0043]根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制電路440包括一種集成電路，該集成電路被配置為從一個或多個用戶輸入控制器415以及彈跳裝置運動傳感器430接收信號，并產生控制信號來控制座椅組件30的運動。在示出的實施方式中，彈跳裝置控制電路440產生的控制信號控制電流從電源450向電磁線圈422的傳導,從而控制活動構件424的振動運動。如上文所述，高能效是通過以兒童彈跳裝置10的固有頻率驅動座椅組件30來實現(xiàn)的。然而，兒童彈跳裝置10的固有頻率會變化，這種變化至少取決于在座椅組件30中的兒童的重量和位置。例如，如果一個相對較重的兒童坐在座椅組件30中，兒童彈跳裝置10將呈現(xiàn)出低的固有頻率。然而，如果一個相對較輕的兒童(例如，剛出生的嬰兒)坐在座椅組件30中，兒童彈跳裝置10將呈現(xiàn)出高的固有頻率。因此，彈跳裝置控制電路440被配置為檢測兒童彈跳裝置10的固有頻率，并引起活動構件424以檢測到的固有頻率驅動座椅組件30。
[0044]根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制電路440首先從一個或多個用戶輸入控制器415接收信號，該信號指出座椅組件30需要的振動的振幅。在示出的實施方式中，用戶可以通過用戶輸入控制器415中的瞬時開關從兩種振幅設置(例如，高和低)中選擇。在其它實施方式中，用戶可以通過用戶輸入控制器415上的表盤或其它控制設備從兩種或更多的預設的振幅設置(例如，低、中、高)中選擇。通過使用振幅備查表以及用戶輸入控制器415接收的理想振幅，彈跳裝置控制電路440確定適合的電子脈沖的持續(xù)時間D-amp，所述脈沖將被發(fā)送至電磁線圈422，用于以兒童彈跳裝置10的固有頻率驅動座椅組件30。確定的D-amp值而后被彈跳裝置控制電路440儲存，用于在彈跳裝置控制電路440確定彈跳裝置的固有頻率后使用。
[0045]根據(jù)示出的實施方式，為確定彈跳裝置的固有頻率，彈跳裝置控制電路440執(zhí)行一編程的啟動順序。該啟動順序開始于彈跳裝置控制電路440產生初始控制信號，引起電源450將持續(xù)時間為Dl的初始電脈沖傳輸至電磁線圈422，從而引起活動構件424向下轉動并激發(fā)座椅組件30。例如，圖6C示出指示傳輸至電磁線圈422的初始脈沖的曲線圖，圖6A示出指示座椅組件30的響應動作的曲線圖。電磁線圈422響應初始脈沖產生的磁力引起活動構件424停留在大體上向下的位置,持續(xù)大體上等于Dl的一段時間。如上文所述，當持續(xù)的電流被提供至電磁線圈422，活動構件424被固定地保持在或鄰近其下部位置472，并且不驅動座椅組件30。因此，在Dl時間段內，座椅組件30以其固有頻率振動。
[0046]當活動構件424被固定地保持并且座椅組件30以其固有頻率振動時，彈跳裝置控制電路440從彈跳裝置運動傳感器430接收一個或多個信號，，表征座椅組件30的振動運動的頻率，并且根據(jù)這些信號確定彈跳裝置10的固有頻率。例如，根據(jù)一種實施方式，每次當彈跳裝置運動傳感器430檢測到座椅組件30已完成一個振動周期時，彈跳裝置運動傳感器430向彈跳裝置控制設備440發(fā)出信號。而后彈跳裝置控制電路440計算從彈跳裝置運動傳感器430接收信號之間經過的時間，以確定彈跳裝置10的固有頻率。
[0047]在彈跳裝置運動傳感器430包括前文所述的壓電運動傳感器530的特定實施方式中，壓電運動傳感器530輸出的表征頻率的電壓信號被傳輸至放大器539。如前文所述,壓電運動傳感器530輸出與座椅組件30的振動相對應的變化的電壓。根據(jù)多種實施方式，放大器539被配置為對運動傳感器的變化的電壓信號進行濾波，并輸出表征座椅組件運動的三個信號之一。
[0048]例如,在一種實施方式中，放大器539被配置為對與第一電壓范圍(例如，大體上由座椅組件30靜止時壓電感測表面534上的靜態(tài)壓力產生的電壓范圍)相對應的傳感器電壓信號的部分進行濾波，并且為第一濾波范圍輸出第一電壓(例如，2V)。另外,放大器539被配置為對與第二電壓范圍(例如，大體上由座椅組件30向上加速或向下減速時壓電感測表面534上的高壓力產生的電壓范圍)相對應的傳感器電壓信號的部分進行濾波，并且為第二濾波范圍輸出第二電壓(例如，3V)。進一步，放大器539被配置為對與第三電壓范圍(例如，大體上由座椅組件30向上減速或向下加速時壓電感測表面534上的高壓力產生的電壓范圍)對應的傳感器電壓信號的部分進行濾波，并且為第三濾波范圍輸出第三電壓(例如，IV)。結果，放大器539產生被濾波的信號，該信號當座椅組件30靜止時具有第一電壓，當座椅組件30向上加速或向下減速時具有第二電壓，當座椅組件30向上減速或向下加速時具有第三電壓。
[0049]如圖6A和6B所示，當座椅組件30豎直振動時，放大器539 (如圖6B所示)輸出的被濾波的信號的電壓變化與座椅組件振動的半循環(huán)周期相對應。由此，在特定實施方式中，彈跳裝置控制電路440被配置為識別被濾波的信號電壓的變化之間經過的時間，以及確定在Dl時間段過程中座椅組件的振動頻率。在其它實施方式中，彈跳裝置控制電路440可以被配置為分析壓電運動傳感器530的信號輸出，而無需使用放大器539。
[0050]在Dl時間段過程中，如果彈跳裝置控制電路440未能從彈跳裝置運動傳感器430接收到足夠確定彈跳裝置10的固有頻率的一個或多個信號，彈跳裝置控制電路440引起電源450向電磁線圈422發(fā)出第二初始脈沖，以進一步激發(fā)彈跳裝置10。在一種實施方式中，第二初始脈沖可以具有持續(xù)時間D2，D2為從備查表上檢索到的時間段，其稍短于D1。彈跳裝置控制電路440被配置為重復這種啟動順序，直到其確定彈跳裝置10的固有頻率。
[0051]在完成啟動順序來確定兒童彈跳裝直10的固有頻率后，彈跳裝直控制電路440將產生連續(xù)的控制信號，引起電源450傳輸以D-amp為持續(xù)時間、以等于兒童彈跳裝置10的固有頻率為頻率的電流脈沖。通過用彈跳裝置運動傳感器430檢測座椅組件30的振動運動，彈跳裝置控制電路440能夠將活動構件424的運動同步到與座椅組件30的運動，從而以能源效率高的方式驅動座椅組件的運動。彈跳裝置控制電路440隨后將引起彈跳裝置10大體上以兒童彈跳裝置10的固有頻率連續(xù)彈跳。例如，如圖6A-6C所示，彈跳裝置控制電路440可以被配置為基于從放大器539 (圖6B)接收的被濾波的頻率信號以及根據(jù)座椅組件30 (圖6A)的位置，為傳輸至電磁線圈422 (圖6C)的脈沖定時，以保持座椅組件的振動頻率。如圖6C示出的實施方式，當座椅組件30向其最低位置移動時，彈跳裝置控制電路440被配置為觸發(fā)向電磁線圈422發(fā)送脈沖，使活動構件424向下轉動，壓縮彈簧429，并向下驅動座椅組件30。由彈跳裝置控制電路440觸發(fā)的脈沖具有隨座椅組件30向上運動而終止的持續(xù)時間，從而引起活動構件424向上運動，同時彈簧429解壓并向上驅動座椅組件30。
[0052]根據(jù)多種實施方式，隨著彈跳裝置控制電路440引起座椅組件30以確定的固有頻率振動，彈跳裝置控制電路440繼續(xù)監(jiān)控座椅組件30的運動頻率。如果彈跳裝置控制電路440檢測到座椅組件30的運動頻率超出了特定的公差，彈跳裝置控制電路440將重新開始前述的啟動順序，并再次確定彈跳裝置10的固有頻率。通過這樣的做法，彈跳裝置控制電路440能夠適應彈跳裝置10的固有頻率的變化，這種變化由座椅組件30中的兒童的重量和位置引起。
[0053]本實用新型的上述實施方式并不代表本實用新型唯一適合的配置。特別地，根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制設備40的其它配置可以在兒童彈跳器裝置10中被執(zhí)行。例如，根據(jù)特定實施方式，第一磁性部件與第二磁性部件被配置為產生吸引磁力。在其它實施方式中，第一磁性部件與第二磁性部件被配置為產生排斥磁力。
[0054]根據(jù)多種實施方式，磁力驅動組件420的活動構件424可以被配置為響應吸引或排斥的磁力而向上或向下轉動。在一種實施方式中，磁力驅動組件420的驅動部件被配置為使得往復設備被置于活動構件424上方。因此，在由第一和第二磁性部件產生的磁力引起活動構件424向下轉動的特定實施方式中，置于活動構件424上方的往復設備為拉力彈簧。在其它由第一和第二磁性部件產生的磁力引起活動構件424向上轉動的實施方式中，該往復設備為壓力彈簧。
[0055]另外，根據(jù)特定實施方式，第一磁性部件和第二磁性部件安裝在支撐框架20的基部210以及座椅組件30的底部前邊緣或支撐臂220上。這種實施方式不需要彈跳裝置控制設備40的驅動部件，因為磁性部件產生的磁力將直接作用在支撐框架20以及座椅組件30上。如同能被本領域技術人員所理解的，控制彈跳裝置控制電路440的算法可以被調整，以相應地適應這些多種實施方式。
[0056]進一步，彈跳裝置控制設備40的多種實施方式可以被配置為向彈跳裝置10傳遞平緩、重復的脈沖力，這種力可以被置于座椅組件30中的兒童感覺到。該脈沖力可以以等于人類心跳的頻率重復，以向置于座椅組件30中的兒童提供撫慰性的心跳感覺。
[0057]例如，在特定實施方式中，彈跳裝置控制電路440被配置為觸發(fā)向電磁線圈422發(fā)送電脈沖，使磁性驅動組件的活動構件424向上運動,碰到外殼410的上表面,從而向外殼410傳遞平緩的脈沖力，這種力能夠在座椅組件30中被感覺到。在一種實施方式中，控制電路440被配置為通過首先觸發(fā)發(fā)向電磁線圈422的電流的第一短脈沖(例如，一種具有10-100毫秒持續(xù)時間、平均幅值大約22毫安的脈沖)來產生上述脈沖力。這個初始短脈沖在422與永磁鐵421之間產生吸引磁力，并引起驅動組件的活動構件424向下轉動并壓縮彈簧429。
[0058]下一步，彈跳裝置控制電路440允許短暫的延遲(例如，1-100毫秒之間)，在這段延遲中，沒有電流被供應給線圈422。在延遲階段，彈簧429解壓并向上推動活動構件424。下一步，彈跳控制電路440觸發(fā)發(fā)向電磁線圈422的電流的第二短脈沖。第二短脈沖可能稍長于第一脈沖(例如，一種具有20-200毫秒持續(xù)時間、平均幅值大約22毫安的脈沖)，并且第二脈沖的電流方向與第一脈沖相反。如此，第二短脈沖在線圈422與永磁鐵421之間產生排斥磁力，并引起驅動組件的活動構件424向上轉動并碰到外殼421的上表面?；顒訕嫾?24對外殼421的沖擊引起平緩的脈沖力，這種力可以被置于座椅組件30中的兒童感覺到。
[0059]根據(jù)多種實施方式，彈跳裝置控制電路440被配置為以特定頻率重復上述步驟，以在座椅組件30中產生重復、平緩的脈沖力。在特定實施方式中，彈跳裝置控制電路440被配置為以在每分鐘60-100脈沖的恒定頻率(例如，1.00-1.67Hz)在座椅組件30中重復地產生平緩的脈沖力。通過以這一范圍內的頻率在座椅組件30中產生重復、平緩的脈沖力，置于座椅組件30中的兒童感覺到模仿家長心跳的脈沖性感受。在特定實施方式中，彈跳裝置控制電路440的設置可以被調整(例如，通過一個或多個用戶控制器)，以使脈沖性感受的頻率與家長用戶的靜息心跳相配。
[0060]根據(jù)多種實施方式，傳遞至座椅組件30的脈沖力的幅值可以通過增加或減少傳遞至線圈422的電脈沖的幅值來調節(jié)。另外，在特定實施方式中，阻尼板可以被置于外殼421上表面的沖擊部分，以緩沖座椅組件30中的兒童感覺到的脈沖性感受。
[0061]在特定實施方式中，彈跳裝置控制設備40可以被配置為具有多種控制模式，以使設備40可以提供上文描述的固有頻率彈跳運動控制以及上文所述的心跳感受效果。然而，在其它實施方式中，設備40可以被特別地配置為實現(xiàn)一種功能或其它。例如，在特定實施方式中，設備40被特別地配置為傳遞上文所述的心跳脈沖。在這種實施方式中，設備40可以被重新配置使得活動構件424能夠被驅動以響應單電流脈沖沖擊外殼421 (例如，外殼的高度降低，從而減少活動構件424為沖擊外殼421而必須通過的角度)。因此，彈跳裝置控制電路440可以根據(jù)設備40的特別配置被重新配置，以引起驅動組件420向座椅組件30傳遞平緩的、重復的力脈沖。更進一步，彈跳裝置控制設備40的多種實施方式可以被配置為被連接在、或被集成在其它嬰兒支撐裝置(例如，汽車座椅，手推車)中，以在這些支撐裝置中提供上文所述的心跳感受。
[0062]結論
[0063]本領域的技術人員得益于上述描述和相關聯(lián)圖式中呈現(xiàn)的教示，將想到該實用新型的許多修改和其它實施例。因此應了解，本實用新型不限于所揭示的特定實施例，且修改和其它實施例既定包含在所附權利要求書的范圍內。雖然本文采用特定術語，但其僅在一般性且描述性的意義上使用且不用于限制的目的。
【權利要求】
1.一種彈跳裝置控制設備，用于控制兒童彈跳裝置大體上向上和向下的運動，所述彈跳裝置控制設備包括: 驅動組件，所述驅動組件被配置為被致動以向兒童彈跳裝置傳遞驅動力，所述驅動力引起兒童彈跳裝置彈跳，其中，所述驅動組件由電流致動； 電源，所述電源被配置為向所述驅動組件傳導電流； 壓電傳感器，所述壓電傳感器被配置為感測兒童彈跳裝置的固有頻率，并產生表示該固有頻率的頻率信號；以及 彈跳裝置控制電路，所述彈跳裝置控制電路被配置為: 接收來自所述壓電傳感器的頻率信號，并且 至少部分基于接收到的頻率信號產生控制信號，該控制信號觸發(fā)電源間歇性地向所述驅動組件供應電流，并由此引起所述驅動組件向兒童彈跳裝置傳遞驅動力，該驅動力使彈跳裝置以大體上等于固有頻率的頻率彈跳。
2.根據(jù)權利要求1所述的彈跳裝置控制設備，其特征在于，所述壓電傳感器包括: 外殼，所述外殼限定縱軸； 至少一個壓電傳感器，所述壓電傳感器包括被置于所述外殼內的感測表面；以及 重量構件，所述重量構件被置于所述外殼內，且被配置為沿所述外殼的縱軸方向運動； 其中，所述重量構件被配置為響應兒童彈跳裝置的運動而向壓電傳感器的所述感測表面施加變化的力，并且其中壓電傳感器輸出的頻率信號對應重量構件施加的變化的力的幅`值。
3.根據(jù)權利要求2所述的彈跳裝置控制設備，其特征在于，所述運動傳感器的外殼被配置為使得其外殼的縱軸相對于所述彈跳裝置控制設備被豎直定向；并且 其中所述壓電傳感器的所述感測表面被大體上垂直于所述外殼的所述縱軸定向，且被置于臨近所述外殼下端。
4.根據(jù)權利要求2所述的彈跳裝置控制設備，其特征在于，所述重量構件包括重量球。
5.根據(jù)權利要求2所述的彈跳裝置控制設備，其特征在于，所述外殼包括中空圓柱。
6.根據(jù)權利要求1所述的彈跳裝置控制設備，其特征在于，所述驅動組件包括電磁驅動組件。
7.根據(jù)權利要求1所述的彈跳裝置控制設備，其特征在于，進一步包括控制設備外殼，所述控制設備外殼被配置為被可移除地附接在所述兒童彈跳裝置上，其中所述驅動組件、所述壓電傳感器，以及所述控制電路被收納于所述控制設備外殼中。
8.—種控制設備，用于被配置為向置于嬰兒支撐裝置中的兒童提供撫慰性感受的嬰兒支撐裝置，所述控制設備包括: 驅動組件，所述驅動組件被配置為向嬰兒支撐裝置傳遞重復的脈沖力，該力的幅值足夠使得置于嬰兒支撐裝置中的兒童感覺到脈沖；以及 控制電路，所述控制電路被配置為致動所述驅動組件，且引起所述驅動組件以模擬休息狀態(tài)下的人類心跳頻率的頻率向嬰兒支撐裝置傳遞重復的脈沖力。
9.根據(jù)權利要求8所述的控制設備，其特征在于，所述控制電路被配置為致動所述驅動組件以每分鐘60-100脈沖的頻率傳遞重復的脈沖力。
10.根據(jù)權利要求8所述的控制設備，其特征在于，所述驅動組件包括: 外殼，所述外殼被配置為被附接在嬰兒支撐裝置上； 活動構件，所述活動構件被置于所述外殼中，且被配置為被致動以使其沖擊所述外殼的一部分，并向所述外殼傳遞脈沖力。
11.根據(jù)權利要求10所述的控制設備，其特征在于，所述驅動組件進一步包括電磁鐵，所述電磁鐵被配置為響應接收到的電流脈沖而驅動運動構件； 其中所述控制設備被配置為產生控制信號，該控制信號引起電源間歇性地向電磁鐵供應電流，并由此引起所述活動構件以每分鐘60-100次的頻率沖擊所述外殼。
12.根據(jù)權利要求8所述的控制設備，其特征在于，所述控制設備被配置為被可移除地固定在嬰兒支撐裝置上。`
【文檔編號】H01L41/113GK203591093SQ201190000868
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2011年9月8日 優(yōu)先權日:2010年9月8日
【發(fā)明者】D·吉爾伯特, J·R·陳, 鄭橋星 申請人:兒童二代公司