专利名称：智能婴儿床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于婴幼儿用的床，特别是涉及一种机电智能控制的摇摆婴幼儿床。
目前，婴幼儿用的床大多都是传统四腿固定式床或四腿下装轮活动式床，此床只能供婴幼儿睡觉休息或移动用。当婴幼儿哭闹时，不能哄孩子停止哭闹。婴儿排尿、便时，不能及时告知父母为婴儿换洗尿布。由此需要专人长时间照看，给年轻的父母带来很多不便，长期休息不好，即影响生活又影响工作。
由此可见，上述现有的婴幼儿床存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。
有鉴于上述现有的婴幼儿床存在的不足，本设计人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出本实用新型。
本实用新型的主要目的在于，克服现有技术存在的缺点，而提供一种新型结构的智能婴儿床。使其婴幼儿床可以来回摆动，给婴幼儿一种舒适感，仿佛妈妈就在身边陪伴。还可以通知父母宝宝尿了拉了，及时为宝宝换尿布。智能婴儿床采用牵引电磁铁的目的还在于噪音最小。
本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的智能婴儿床，包括有吊床、床架，其特征在于智能婴儿床由机械和电路控制两部分及发射电路构成，机械部分由床架，床架四角装有床架轮，吊床装在床架内，吊床一端接传动杆，传动杆固定在传动轴上，传动轴又接摆杆，摆杆与套有电磁线圈的磁芯相连，吊床的另一端接从动杆，从动杆固定在转轴上，转轴固定在床架上，床架装有器件盒和传感器组成；电路控制部分由单片机CPU、四路A/D输入、一路D/A输出、一路I/O开关量输入、三路I/O开关量输出，A/D输入分别接四路信号处理电路，信号处理电路又分别接工作开关、温度传感器、声音传感器和接收电路；I/O开关量输入接信号处理电路，信号处理电路接位置传感器；三路I/O开关量输出分别接功放电路，功率放大电路又分别接录放机开关1、录放机开关2、录放机开关3；D/A输出接功率放大电路，功率放大电路接继电器，继电器接电磁铁，电磁铁接吊床组成。
前所述的单片机CPU是由8031单片机、74LS373锁存器、27128EPROM可擦洗可编程存储器、6264RAM可读写存储器、74LS138译码器、74LS00与非门、晶体和电容相互连接组成；A/D输入和D/A输出主要由转换开关4051、模/数转换器AD7523、MC14433、两路总线驱动器AM324和74LS244及8255相互连接组成；I/O开关量输入和I/O开关量输出主要由单片机8031和8255相互连接组成；信号处理电路是由运算放大器LM2982、二极管IN4148、非门74HCT14及电阻、电容相互连接组成三路信号整形放大电路；功率放大电路是由功率放大管、稳压管及电阻相互连接组成；接收电路是由红外接收、预放和解调电路IC1，N1、N2与ES1、N4、N5与ES3组成脉冲与直流电平识别电路，ES2、N3、与ES4、N6组成双稳态开关电路及三极管、二极管、继电器、电阻、电容相互连接组成。
前所述的发射器电路是由与非门74HCOO、三极管9013、发光二极管SE303A、电阻、电容相互连接组成。
前所述的A/D输入和D/A输出和I/O开关量输入和I/O开关量输出转换均采用带光隔离。
前所述的吊床自由摆动角不大于15°。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。本实用新型智能婴儿床具有如后的优点；由于采用了上述技术方案， 克服了传统四腿固定式床和四腿下装轮活动式床，在婴儿哭闹时需人抱或推动哄孩的不足，本床可自动摇摆，检测婴儿排尿排便，还具有遥控之功能。该产品结构简单实用，大大减轻人们的体力劳动。
本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。
图1为本实用新型的整体结构视图。
图2为本实用新型的电路控制方框图。
图3、图4为本实用新型的计算机、A/D输入、D/A输出、I/O开关量输入、I/O开关量输出电路原理图。
图5为本实用新型的信号处理电路原理图。
图6为本实用新型的功率放大电路原理图。
图7为本实用新型的接收电路原理图。
图8为本实用新型的发射电路原理图。
图9为本实用新型的控制流程图。
图中1.摆杆 2.电磁线圈 3.磁芯 4.吊床 5.床架 6.器件盒 7.传动轴 8.转轴 9.传动杆 10.从动杆 11.传感器 12.床架轮请参阅
图1所示，本实用新型智能婴儿床由机械、电路控制两部分及发射电路构成。机械部分由床架5，在床架5四角装有床架轮12，吊床4装在床架5内，吊床4一端接传动杆9，传动杆9固定在传动轴7上，传动轴7又接摆杆1，摆杆1与套有电磁线圈2的磁芯3相连，吊床4的另一端接从动杆10，从动杆10固定在转轴8上，转轴8固定在床架5上，床架5上装有器件盒6和传感器11组成。
工作过程电磁线圈2通电后，推动磁芯3做往复直线运动，带动摆杆1绕传动轴7摆动，再由传动轴7带动吊床4摆动。此时吊床4做平行摆动(
图1摆杆摆到15°时的动态位置) 。
图2是控制电路方框图，它由工作开关、温度传感器、声音传感器、接收电路和位置传感器分别接信号处理电路，信号处理电路接A/D输入、I/O开关量输入和单片机CPU，I/O开关量输出和D/A输出接功放电路，功放电路分别接录放机开关1、录放机开关2、录放机开关3播放母亲声音、轻松音乐、警告声音，功放电路接继电器，继电器接电磁铁，电磁铁接吊床。
工作过程声音传感器接收婴儿声音信号，经信号处理电路处理后通过A/D输入计算机，计算机接收到此信号后，同时检测位置传感器信号，如果这时有正确的位置传感器信号，则说明婴儿床位置合适，计算机发出控制信号，经D/A和功放电路放大后接通继电器，使电磁铁产生吸力，打开录放机放出轻松美妙的音乐。由于床体只在一个指定点位置受电磁铁力的作用，来回摆到三次逐步摆起(受三次电磁铁的力作用)，由此，床体运动属自然摆到，婴儿感觉舒适。如果没有声音传感器信号或没有位置传感器信号，则计算机将不发出控制信号，床体不摆到。也没有音乐信号。
工作开关设置“工作”位置，计算机接收到此信号后，同时检测位置传感器信号，如果这时有正确的位置传感器信号，则计算机发出控制信号，控制床体来回摆到。同时，计算机通过I/O口输出开关信号，打开录放机放出轻松美妙音乐。如果没有“工作”信号或没有位置传感器信号，者计算机将不发出任何控制信号。
当婴儿排尿(便)后，温湿度传感器输出信号，经信号处理电路处理后通过A/D送入计算机，计算机接收到此信号后，通过I/O口输出开关信号，打开录放机放出警告性音乐。通知监护人换布垫。
此外，婴儿床装有红外遥控接收发器，可以遥控关闭或接通电源，启动床体自然摆动，计算机通过I/O口输出开关信号，打开录放机放出轻松美妙音乐。
请参阅图3至图6，计算机控制主要由8031单片机，74LS373锁存器和27128EPROM可擦洗可编程存储器构成最小系统，由两片6264RAM可读写存储器构成外扩数据存储器，6264的片选信号由74LS138译码器提供CS0～CS1，74LS00与非门、晶体和电容相互连接组成。输入A/D和输出D/A主要由4051模拟量多路转换开关、AD7523、MC14433模/数转换器、两路LM324和74LS244总线驱动器组成。4051是81的多路转换开关，因此可接8路模拟数据信号。一路LM324放大器起缓冲作用。另一路LM324放大器和AD7523(D/A)构成可编程放大器，扩展系统模拟信号动态范围，并输出模拟信号Vx。模拟数据通道还利用另一片8255的一部分资源8255的PC2～PCO向4051模拟量转换开关提供开关地址信号，8255的B口则向AD7523提供可编程放大器的增益控制信号。开关量I/O由8031的P1口和8255接口芯片提供。设置8255的A口为输入口，B口和C口为输出口，都工作于模式0。其中B口和PC2～PCO已被模拟通道占用。PA7～PA4为带光隔离开关量输入(见图6中DI0～DI3)，PC7～PC4为开关量输出(见图6中D00～D03)。可带20mA的电流驱动能力，两者都适用电流环工作方式，可以远离传递开关信号。
图7是信号处理电路由运算放大器LM2982、二极管IN4148、非门74HCT14及电阻、电容相互连接组成的三路信号整形放大电路。
图8给出一路功率放大电路原理图，它由功率放大管Q22～25、三极管Q21、稳压管D6及电阻相互连接组成。输入信号为正，输入接PHE+，输入信号为负，输入接PHE-，输出信号为PHE，实用中计算机输出信号接PHE+端。
红外遥控器可以仅用一个按键控制两路负载的通断。它分为发射器和接收器两部分。
图3红外遥控发射电路，图中NA1、NA2、NA3、NA4是与非门。如果按键S是连续闭合，则SE303A连续输出38KHz调制的红外光；如果S是点动闭合，则SE303A继续输出红外光。由于静态耗电小于1μA，因此免去发射器电源开关。
图4是红外遥控接收电路，图中IC1型号CX20106A组成红外接收、预放和解调电路，N1、N2与ES1、N4、N5与ES3组成脉冲与直流电平识别电路，ES2、N3与ES4、N6组成双稳态开关，V1、V2用于驱动J1、J2，其触点输出分别与系统主电源回路和控制器输入管脚连接，控制其通断。当发射器按键S闭合时，接收器IC1的7脚为低电平，ES3截止，N6翻转输出“1”，J2吸合；当再次闭合S时，N6翻转输出“0”，J2释放。当点动发射器按键S时，接收器IC1的7脚解调出脉冲信号，SE1截止，N3输出“1”，J1吸合，当第二次点动按键S时，N3输出“0”，J1释放。这样就实现单个按键控制两路负载的通断过程。在实际应用时，闭合发射器按键S打2秒后，J2即吸合(或释放)；点动S达三次，J1即吸合(或释放)。这里J1通断可控制主电源回路，J2接通可实现对婴儿床遥控工作。
图9是智能婴儿床的控制流程图，上电初始化之后，首先检测工作开关是不是在“工作”位置；若计算机接收到此信号后，则检测位置传感器信号，如果这时有正确的位置传感器信号，计算机发出控制信号，控制床体来回摆动。同时，计算机通过I/O口输出开关信号，打开录放机放出轻松美妙音乐。如果没有“工作”信号，则计算机检测声音传感器信号，如果已接收婴儿声音信号，转去检测位置传感器信号，如果这时有正确的位置传感器信号，则说明婴儿床位置合适，计算机发出控制信号，经D/A和功率放大后接通继电器，使电磁铁产生吸力，带动床体来回摆动。并且计算机通过I/O口输出开关信号，打开录放机放出轻松美妙音乐。由于床体只在一个指定点位置受电磁铁的力作用，来回摆动三次才逐步摆起(受三次电磁铁的力作用)，因此，床体运动属自然摆动，婴儿感觉舒适。如果没有声音传感器信号，转去检测红外控制接收器的J2回路有无信号，若有，说明处于遥控状态，转去检测位置传感器信号；若没有，转去检测温湿度传感器有无输出信号，若有信号，通过I/O口输出开关信号，打开录放机放出警告性音乐。通知监护人换布垫。若没有信号，计算机判断是不是该停止，依据是工作开关是不是处于“停止”位置，若是，主电源回路断电。若不是，计算机继续循环查询。
信号的联接关系传感器探头测量信号送给信号处理电路的输入端(NE-IN，N1-IN，N2-IN等)后，经信号处理电路放大整形后，从输出端(NE，N1，N2等)得到0～5伏计算机可采信号，然后送到计算机控制器的模拟数据通道ACH0～ACH3和开关量输入通道DI0～DI3(见图6)，由计算机处理后，得到一路模拟输出量VX和三路开关量D00～D02 (见图6)，再经功率放大电路放大后，分别驱动床摆动和控制录音机三个开关。
工作开关有“工作”和“停止”两个位置。当处于“工作”位置时，提供5伏信号给信号处理电路的输入端，然后送到计算机控制器的模拟数据通道，由计算机处理分析。当处于“停止”位置时，不提供信号。
红外遥控接收器接收到信号后，J2闭合，回路输出高电平信号给信号处理电路的输入端，然后送到计算机控制器的模拟数据通道，由计算机处理分析。当J2断开位置时，不提供信号。
位置传感器采用通常的霍尔元件测量，输出开关信号。对于霍尔元件输出的开关信号，计算机以中断方式响应处理，每隔一个开关信号控制电磁铁通断，带动婴儿床摆动。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何限制，凡是依据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更与等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种智能婴儿床，包括有吊床、床架，其特征在于智能婴儿床由机械和电路控制两部分及发射电路构成，机械部分由床架，床架四角装有床架轮，吊床装在床架内，吊床一端接传动杆，传动杆固定在传动轴上，传动轴又接摆杆，摆杆与套有电磁线圈的磁芯相连，吊床的另一端接从动杆，从动杆固定在转轴上，转轴固定在床架上，床架上装有器件盒和传感器组成；电路控制部分由单片机CPU、四路A/D输入、一路D/A输出、一路I/O开关量输入、三路I/O开关量输出，A/D输入分别接四路信号处理电路，信号处理电路又分别接工作开关、温度传感器、声音传感器和接收电路；I/O开关量输入接信号处理电路，信号处理电路接位置传感器；三路I/O开关量输出分别接功放电路，功率放大电路又分别接录放机开关1、录放机开关2、录放机开关3；D/A输出接功率放大电路，功率放大电路接继电器，继电器接电磁铁，电磁铁接吊床组成。
2.根据权利要求1所述的智能婴儿床，其特征在于所述的单片机CPU是由8031单片机、74LS373锁存器、27128EPROM可擦洗可编程存储器、6264RAM可读写存储器、74LS138译码器、74LS00与非门、晶体和电容相互连接组成；A/D输入和D/A输出主要由转换开关4051、模/数转换器AD7523、MC14433、两路总线驱动器AM324和74LS244及8255相互连接组成；I/O开关量输入和I/O开关量输出主要由单片机8031和8255相互连接组成；信号处理电路是由运算放大器LM2982、二极管IN4148、非门74HCT14及电阻、电容相互连接组成三路信号整形放大电路；功率放大电路是由功率放大管、稳压管及电阻相互连接组成；接收电路是由红外接收、预放和解调电路IC1，N1、N2与ES1、N4、N5与ES3组成脉冲与直流电平识别电路，ES2、N3、与ES4、N6组成双稳态开关电路及三极管、二极管、继电器、电阻、电容相互连接组成。
3.根据权利要求2所述的智能婴儿床，其特征在于前所述的A/D输入和D/A输出和I/O开关量输入和I/O开关量输出转换均采用带光隔离。
4.根据权利要求3所述的智能婴儿床，其特征在于前所述的吊床自由摆动角不大于15。
5.智能婴儿床遥控器的发射器，其特征在于所述的发射器电路是由与非门74HC00、三极管9013、发光二极管SE303A、电阻、电容相互连接组成。
专利摘要本实用新型属于一种机电智能控制的摇摆婴幼儿床。由机械和电路控制两部分及发射电路构成,机械部分由床架,床架四角装有床架轮,吊床装在床架内,吊床一端接传动杆,传动杆固定在传动轴上,传动轴又接摆杆,摆杆与套有电磁线圈的磁芯相连,吊床的另一端接从动杆,从动杆固定在转轴上,转轴固定在床架上,床架上装有器件盒和传感器组成。智能婴儿床克服了传统四腿固定式床和四腿下装轮活动式床,在婴儿哭闹时需人抱或推动哄孩的不足,可自动摇摆,检测婴儿排尿排便,并具有遥控之功能。该产品结构简单实用,大大减轻人们的体力劳动。
文档编号A47D7/00GK2479833SQ0122309
公开日2002年3月6日 申请日期2001年5月10日 优先权日2001年5月10日
发明者李果, 王怡灵 申请人:李果, 王怡灵