Автоматическое устройство для качания

Полезная модель относится к мебельной промышленности, в частности к устройствам для качания, и предназначено для отдыха, снятия стрессовых ситуаций и укачивания детей.
Известны колыбели, качаемые в поперечной плоскости (DE 3530527, A 47 D 9/02, 10.07.87) и содержащие кровать, опорные конструкции и двигатель, который через кривошипно-шатунный механизм связан с поворотным плечом кровати.
Недостаток данной колыбели заключается в том, что она качается с постоянной амплитудой и скоростью. Для изменения амплитуды необходимо изменить конструкцию кривошипно-шатунного механизма, а для изменения скорости необходимо изменять скорость электродвигателя, что не всегда возможно в бытовых условиях за короткое время.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является выбранное в качестве прототипа устройство для качания, содержащее опорную конструкцию, изделие, подвески, связывающие изделие с опорной конструкцией через подшипники, отличающееся тем, что опорная конструкция расположена под изделием, а подвески шарнирно соединяют опорную конструкцию с изделием через две оси, одна ось связывает опорную конструкцию с подвеской, другая ось - подвеску с изделием через подшипники, при этом площадь горизонтальной проекции опорной конструкции меньше аналогичной площади изделия (см.патент РФ № 2261641 от 10.10.2015).
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет ручной привод и в связи с этим амплитуда колебаний изделия носит затухающий характер, что не позволит создать ритмичное качание маятникового типа, которое снижает напряжение и усталость при нервных и физических нагрузках, а также снимает стрессы.
Задача полезной модели – расширение арсенала устройств для качания.
Поставленная задача достигается тем, что устройство содержит опорную конструкцию, изделие и подвеску, связывающие изделие с опорной конструкцией через подшипники, а подвеска выполнена в виде двух шарнирных четырехзвенников, подвижно связанных с опорной конструкцией и имеющих общий шатун, причем шатун шарнирного четырехзвенника выполнен в виде пластины, на которой неподвижно закреплено изделие, а стойки связывают опорную конструкцию с подвеской, кривошип приводного шарнирного четырехзвенника соединен неподвижно с электродвигателем, установленным на опорной поверхности и электрически связанным с блоком управления. Кроме того, сумма длин стойки и приводного кривошипа равна сумме длин кривошипа и шатуна.
Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что устройство содержит опорную конструкцию, изделие и подвеску, связывающие изделие с опорной конструкцией через подшипники, а подвеска выполнена в виде двух шарнирных четырехзвенников, подвижно связанных с опорной конструкцией и имеющих общий шатун, причем шатун шарнирного четырехзвенника выполнен в виде пластины, на которой неподвижно закреплено изделие, а стойки связывают опорную конструкцию с подвеской, кривошип приводного шарнирного четырехзвенника соединен неподвижно с электродвигателем, установленным на опорной поверхности и электрически связанным с блоком управления. Кроме того, сумма длин стойки и приводного кривошипа равна сумме длин кривошипа и шатуна.
Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели – расширение арсенала устройств для качания.
На фиг.1 показан принцип применения шарнирного четырехзвенника, на фиг.2 – устройство для качания, на фиг.3 – функциональная схема системы управления.
Устройство содержит опорную поверхность 1, на которой установлены два шарнирных четырехзвенника, состоящих из кривошипов 2 и 3 и шатуна 4 и представляющих собой подвеску. Приводной кривошип 2 соединен неподвижно с валом электродвигателя 5, установленного на опорной поверхности 1. Шатун 4 шарнирно соединен с кривошипами 2 и 3 и представляет собой пластину, на которой неподвижно установлено изделие 6. Электродвигатель 5 электрически связан с системой управления, состоящей из пульта управления, микроконтроллера, привода и датчиков.
Размеры кривошипов и шатуна подбираются на основании правила Грасгофа (см. Теория механизмов и машин: учебник для ВУЗов под ред. К.В.Фролова. – М.: Высш.шк.,11987.с.308-309)согласно которому, шарнирный четырехзвенник будет двухкривошипным, если сумма самого короткого и самого длинного звена будут равны сумме остальных двух звеньев.
То есть должно быть выполнено равенство
ОА
ОС
ВС
АВ
L+L=L+L
ОА
ВС
ОС
АВ
В нашем случае L=LиL=L.
В результате такого соотношения звеньев, кривошипы будут совершать полный оборот, а шатун будет совершать поступательное движение.
Устройство работает следующим образом. При включении электродвигателя 5, приводной кривошип 2(OA) совершает вращательное движение и приводит в движение шатун 4, который совершает поступательное движение вместе с изделием 6. С помощью пульта управления задаётся режим укачивания (требуемая частота вращения двигателя), затем данный сигнал обрабатывается микроконтроллером, после чего поступает на привод, который передает вращательное движение исполнительному звену. На приводе установлены датчики, измеряющие частоту вращения выходного вала двигателя 5, измеренная ими частота вращения подается на микроконтроллер, где, в свою очередь, сравнивается с требуемым значением, разница между требуемым сигналом и действительным, называемая ошибкой, вычитается, после чего обработанный сигнал снова поступает на привод.
Использование предлагаемого устройства позволит снижать напряжение и усталость при нервных и физических нагрузках, а также снимать стрессы.