专利名称：电动秋千的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及游艺活动用的机械装置，尤其是涉及可自动摆荡的秋千。
中国专利96226094公开了一种采用电磁感应原理驱动的自动消闲秋千。它包括支架、平台和驱动器，平台由四根吊杆悬吊在支架上。支架下部固定有电磁铁，在平台下面对应电磁铁的位置固定有永久磁铁。该结构由于电磁力的大小受到限制，因而驱动力较小，而四根吊杆又使结构复杂、摆荡时相互牵制、损耗大，造成起荡速度慢、摆幅小。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、起荡速度快、摆幅大的电动秋千。
本实用新型的解决方案如下其整体结构包括支架、吊杆、坐椅和驱动机构，坐椅由吊杆悬吊在支架的横梁上，其特征在于吊杆为两根；驱动机构包括直线电机和控制器，直线电机安装在吊杆及坐椅为静止状态时所处位置的下方，电机的次级板固定在吊杆下部、与定子成水平悬空相对；电机通过由控制器所控制的继电器触点与电源相连接。
在上述方案中，控制器中连接位置传感器，其探头/触头面向吊杆、其检测方向与吊杆的摆荡方向相交。
以往人们认为，若吊杆采用两杆结构则稳定性差、易左右晃动，使驱动器的感应部件之间定位困难，因而均采用四杆结构。本实用新型将吊杆简化为两根，同时，采用呈水平放置的直线电机进行驱动、使驱动力及感应面增大，从而克服了现有技术所存在的不足。
附
图1为整体结构示意图(正面)。
附图2为附
图1的剖视图。
附图3为电机安装示意图。
附图4为传感器安装示意图。
附图5为电机的电路连接图。
附图6为控制器的电路连接图。
本实用新型的整体结构包括支架、吊杆、坐椅和驱动机构等基本部件。支架可采用两立柱或四立柱的形式当采用两立柱时，应在立柱1的外侧用牵引绳(或杆)2进行固定、以保证支架牢固可靠；两立柱之间设置横梁3、即横梁两端架在左右立柱上，横梁与立柱之间采用活动连接或固定连接；当采用四立柱时，横梁应架在前后立柱之间所设的左右纵梁上。吊杆4为两根、左右各一，其上端与支架的横梁间固定连接或活动连接(视横梁与立柱之间的连接方式而定，该处活动则此处固定，或反之)，固定连接可采用紧固件以便装卸、活动连接可采用轴承或铰链等以使吊杆灵活摆动；吊杆下部安装坐椅5，坐椅可直接安装在吊杆上，或在两吊杆之间设置连板6、坐椅安装在其上——可直接安装或通过立杆7安装，该立杆宜采用高度可调的机构(如丝杆螺母或套管压簧等机构)、以便调整坐椅高度。由上可知，坐椅由吊杆悬吊在支架的横梁上，横梁即作为吊杆及坐椅的摆荡轴。
驱动机构包括直线电机和控制器，其中直线电机安装在吊杆及坐椅为静止状态时所处位置的下方，电机的次级板8固定在吊杆下部(如坐椅或连板的下面)、电机的定子9则可固定在地面上或支架的底座上，两者相对、并成水平悬空状，即次级板与定子之间的感应面为水平设置、并应设计为前后略高的弧面(定子也可简化为平面)，其弧度半径即为吊杆的长度值，次级板与定子之间有间隙、且不大于20mm，次级板的受力方向为纵向，即与横梁垂直、使次级板沿前后方向运动。电机通过由控制器10所控制的工作继电器KM的常开触点与电源相连接，最好再增加过热保护器FR、过流保护器FU和开关QS等起保护作用。控制器安装在支架立柱的下部、以便操作，其电路可采用继电器控制电路，由开关SB、工作继电器KM和时间继电器KT等组成。
在上述方案中，最好还采用传感器进行位置检测，以减小控制误差。位置传感器11可采用接近传感器、光电传感器或行程开关等，其探头/触头12至少为两个，安装在支架立柱的上部、以使几个传感器探头/触头之间的安装间距不致过大，探头/触头面向吊杆、其检测方向与吊杆的摆荡方向相交，在吊杆上与传感器探头/触头相对应的位置处安装检测板13，由于吊杆的摆荡、使之逐一经过传感器的探头/触头而形成感应，因而可根据吊杆所处的位置而决定电路的通断。例如，设传感器的探头/触头为三个，其中1K对应于吊杆静止时所处的位置，2K对应于吊杆前行摆荡时第一次所到达的最大位置，3K对应于吊杆前行摆荡时所处的极限位置(由设计者根据安全高度而设定)，而且3K的安装方式应设置成可移式、使吊杆极限位置可调，或者以支架上安装的限位件(例如挡板)来替代3K，即采用机械结构来限制吊杆的摆幅。当采用传感器与继电器相结合的控制方式时，控制器的电路即由开关SB、位置传感器触点K、工作继电器KM、中间继电器KA和时间继电器KT等组成。
以有传感器的控制电路为例，本实用新型的工作过程如下在吊杆静止状态下，接通控制器上的启动开关SB2(可采用手动或遥控的方式)，此时中间继电器KA0接通；当传感器的探头/触头1K导通、使中间继电器KA1接通时，工作继电器KM接通，电机工作，使吊杆前行；当经过时间继电器KT1所确定的时间S1后，工作继电器KM关断，电机停止，吊杆在惯性力的作用下继续前行；当吊杆摆荡到达探头/触头2K使其导通时，中间继电器KA2接通而KA1关断，吊杆向后回落再经过2K、1K(最低点)时，工作继电器KM均不接通；当经过时间继电器KT2所确定的时间S2后，中间继电器KA2关断，吊杆向前回落再次到达最低点时，又使中间继电器KA1接通、工作继电器KM接通，电机工作，此时新一轮摆荡重新开始。而且，由于在最低点处初始速度的叠加，后一轮摆荡总能超过前一轮所到达的最高点，使秋千越荡越高；当摆荡到达极限位置时，探头/触头3K导通、使中间继电器KA3接通，由此工作继电器KM关断、电机停止，即使2K、1K导通亦不会使电机工作，由于摩擦力等损耗，使秋千越荡越低，甚至停止；当经过时间继电器KT3所确定的时间S3后，中间继电器KA3关断，整个控制电路又恢复上述状况。在电路中还可设置时间继电器KT0，当经过时间S0后，关断中间继电器KA0，电路不再接通，从而可自动限制每个摆荡过程的总时间。时间继电器的具体控制时间可根据实际结构的大小及乘坐者的要求等而设定，S1的最大值为电机的次级板与定子相分离的时刻，S2略大于1/2摆荡周期，S3为1～5个周期、或者直到停止的时间，S0则可随意选择(但至少大于一个周期)、一般可设为10～30个周期。
附图所示即为一实施例。支架为两立柱形式，高度为6m、直径0.08m，横梁的长度(即两立柱的间距)为2.2m即大于人体手臂的伸展宽度以免对乘坐者造成伤害；牵引绳为左右各两根、呈45°斜拉；吊杆长度为5.5m、直径0.03m、两吊杆的间距应略大于人体的宽度以使乘坐者感觉舒适(还可在坐椅下方设置向前伸出的踏板14)；横梁直径0.08m，其与立柱或吊杆间的活动连接可选用滚动轴承以使吊杆摆动灵活；电机推力为400N；传感器为接近传感器；S0、S1、S2、S3的时间分别为120秒、0.6秒、3秒、15秒。
综上所述，本实用新型将吊杆简化为两根，使结构简单、摆荡灵活，且摆荡时无相互牵制、损耗小；同时，采用呈水平放置的直线电机进行驱动，不仅使驱动力增大，而且也使感应面增大、感应部件之间的配合范围广，不会造成定位困难，从而克服了现有技术所存在的不足。本实用新型根据时间继电器的具体时间设定可在40～60秒左右即达到30°以上的摆幅，起荡速度快、摆幅大，摆荡过程惊险刺激，是一种很好的休闲娱乐设施。
权利要求1.一种电动秋千，其整体结构包括支架、吊杆、坐椅和驱动机构，坐椅由吊杆悬吊在支架的横梁上，其特征在于吊杆(4)为两根；驱动机构包括直线电机和控制器，直线电机安装在吊杆及坐椅(5)为静止状态时所处位置的下方，电机的次级板(8)固定在吊杆下部、与定子(9)成水平悬空相对；电机通过由控制器(10)所控制的继电器触点与电源相连接。
2.如权利要求1所述的电动秋千，其特征在于所述的控制器中连接位置传感器(11)，其探头/触头(12)面向吊杆、其检测方向与吊杆的摆荡方向相交。
专利摘要本实用新型涉及电动秋千,其整体结构包括支架、吊杆、坐椅和驱动机构,坐椅由吊杆悬吊在支架的横梁上。它将吊杆简化为两根,使结构简单、摆荡灵活,且摆荡时无相互牵制、损耗小;同时,采用呈水平放置的直线电机进行驱动,不仅使驱动力增大,而且也使感应面增大、感应部件之间的配合范围广,不会造成定位困难,从而克服了现有技术所存在的不足。
文档编号A63G9/00GK2499086SQ0123777
公开日2002年7月10日 申请日期2001年5月11日 优先权日2001年5月11日
发明者孔凡让, 王建平, 舒玉恒, 李伍强, 刘志刚, 冯志华, 张平, 刘维来 申请人:中国科学技术大学