专利名称：自动婴儿摇篮床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种婴儿摇篮床，更具体的说是一种集自动化、智能化、人性化于 一体的婴儿摇篮床。
背景技术：
根据通常家长的经验，当婴儿哭闹时，若将其放在摇篮床上轻轻摇晃，并哼唱摇篮 曲，则婴儿就会停止哭闹，此时如果家长有事需要暂时离开停止摇晃，那么婴儿又会继 续哭闹，这样就需要有人在身边一直不停的摇晃，浪费了很多的时间和精力。另外，随 着生活质量的提高，家长对婴儿的看护日趋关心备至，对于婴儿床的智能化要求也不断 提高。
目前，市面上尚未有能够自动摇晃的智能型婴儿床出售，所售的婴儿摇床，主要存 在以下缺点(1)摇篮必须一直由专人手动摇晃， 一定程度上浪费了家长的时间和精力； (2)所售婴儿穿多为木质结构，木制品通常伴有人造粘合剂以及油漆的使用，危害婴 儿的身体健康；(3)功能单一，难以给婴儿贴心看护。
中国专利CN2564040Y公开了一种智能安全型婴儿床，包括床体、驱动系统和控 制电路，床斗可自行摇摆，且能播放音乐，有声控功能和尿湿报警功能。但也存在着这 样的缺点(1)功能设定由若干手动自锁开关完成，这些开关均安装在床体底部，使用 和操作起来不够简洁方便，限制了其人性化和智能化；(2)床斗的摇晃通过微电机及减 速器控制，使得摇摆过于机械化且模式单一，难以符合婴儿的人体生物学原理；(4)播 放的音乐曲目单一固定，不可自行选择，难以适应不同婴儿的喜好；(3)忽视了环境温 度的控制，而婴儿往往对于环境温度十分敏感。
实用新型内容
1.本实用新型的目的-针对婴儿哭闹浪费了家长的时间和精力，而现有的婴儿床智能化程度不高，过于 机械化，本实用新型提供了自动婴儿摇篮床，以克服现有技术的不足，集自动化、智能 化、人性化于一体，为婴儿提供贴心备至的关怀，也给家长带来方便。同时本实用新型
4还可以进一步根据环境温度的变化进行调节以舒适婴儿。本实用新型的另一个改进在于 更好的实现音乐曲目的选择。
2.技术方案
本实用新型的技术方案如下 一种自动婴儿摇篮床，包括主床体、摇篮、机械传动机构和电路控制系统，摇篮通过 滚珠轴承连接到主床体的轴承套上，主床体由主横梁、副横梁、纵梁和竖梁连接而成； 机械传动机构由步进电机和同步带轮构成，位于主床体内；电路控制系统也位于主床体 中，包括驱动电路、音乐播放电路、尿湿检测电路和啼哭检测电路；摇篮以小底板为底 座，由短横梁、短纵梁和短竖梁连接而成，操作面板水平固定在主床体上，触摸屏和 温度显示屏固定在操作面板上。
上述的主床体内部包括储物柜、主机箱、和侧机箱，储物柜和主机箱通过隔板各自 独立分开。储物柜供存放婴儿用品如奶粉、尿不湿等，侧机箱中，电机座通过电机承重 梁固定在主床体上，用来放置步进电机。
机械传动机构由步进电机和同步带轮构成，位于侧机箱中；步进电机固定在电机座 上，传动轴连接步进电机和同步带主动轮，同步带主动轮通过同步皮带和同步带从动轮 连接，同步带从动轮固定在摇篮的轴上，以实现步进电机带动摇篮左右摇摆。
电路控制系统还包括由温度检测传感器、温控仪和两台风机组成的温控系统。温控 系统电路由温度检测传感器、温控仪和风机组成。温度检测传感器实时检测摇篮内部温 度，在操作面板上实时显示环境温度。当环境温度过高时，系统自动启动风机降温，降 温为迟滞模式，当温度降低后，系统自动关闭风机，从而维持摇篮内部的温度在一个稳 定的范围。
电路控制系统还包括由触摸屏和可编程控制器PLC组成的人机交互电路。触摸屏 通过RS-232串行总线与PLC联机通讯，以实现对各项功能的设定和操作。
驱动电路由PLC、驱动器、步进电机组成，PLC输出端口发出的脉冲分别给驱动 器提供速度信号和方向信号，驱动器直接和步进电机相连，提供电机所需功率，同时控 制转速和方向，步进电机通过机械传动机构带动摇篮摇摆，以转速控制摇摆频率，以单 向转动距离控制摇摆幅度，从而实现摇摆的频率和幅度可调。
人机交互电路由触摸屏(型号中达电通DOP57BSD)和可编程控制器PLC (型 号中达电通DVP-14SS11T2)组成，触摸屏通过RS-232串行总线与PLC联机通讯，
5以实现对各项功能的设定和操作。
音乐播放电路由PLC、 MP3、有源音箱组成。PLC输出端口向MP3提供按键选择 信号，控制MP3的播放、选曲和音量；MP3支持USB数据传输，可根据需要经USB 接口添加或删除曲目；MP3经音频传输线和有源音箱相连，通过有源音箱播放音乐； 报警提示音也由有源音箱发出。
尿湿检测电路由尿湿检测传感器、尿湿信号处理电路组成。尿湿检测传感器实时检 测婴儿尿湿情况，尿湿信号处理电路将传感器提供的信号处理后输入PLC的输入端口， 若婴儿尿湿，则PLC将控制步进电机自动停止摇篮摇晃，并控制MP3通过有源音箱发 出报警提示音。
啼哭检测电路由啼哭检测传感器、啼哭信号处理电路组成。啼哭检测传感器实时检 测婴儿啼哭声，啼哭信号处理电路将信号处理后输入PLC的输入端口。若连续10分钟 检测不到婴儿啼哭，则判断婴儿已经入睡，PLC控制步进电机自动停止摇篮摇晃，当再 次检测到婴儿啼哭后，判断婴儿睡醒，自动开始摇篮摇晃。
3.有益效果
本实用新型公开了自动婴儿摇篮床，相比于已有的婴儿床具有以下明显的效果-
(1) 自动化具有全自动可调的摇摆幅度和摇摆频率，内置三种不同模式将摇摆 幅度、摇摆频率、音乐做了合理搭配，同时家长可以自定义模式；具有婴儿啼哭检测更
能，可判断婴儿是否入睡并自动开启或停止摇篮摇摆。
(2) 智能化操作面板上可实显示环境境温度；具有尿湿检测与提示功能、自动 调节温度功能、定时开关功能，可以给婴儿贴心备至的看护。
(3) 人性化具有友好的人机交互界面(触摸屏操作)，同时可显示帮助说明，替 代了传统纸质说明书，实现"傻瓜式"使用；相关设备的功耗低，噪音小，加之以多重隔 音降噪措施，不会影响宝宝的安静睡眠。
(4) 安全可靠所有可触碰的器件均采用低压控制，不对人体产生危险；具有对 于断电和误操作的响应，系统稳定性较强。
图1为本实用新型所涉自动婴儿摇篮床结构示意图。
图2为本实用新型所涉自动婴儿摇篮床主床体的结构示意图，其中，1是主床体，
2是主横梁，3是纵梁，4是竖梁，5是副横梁，6是把手，7是操作面板，8是触摸屏，
69是温度显示屏，10是万向刹车轮，11是铆钉，12是底板，13是储物柜，14是主机 箱，15是隔板，16是侧机箱，17是电机座，18是电机承重梁，19是承重梁，20是轴
承套，36是哭声检测传感器。
图3为本实用新型所涉自动婴儿摇篮床摇篮的结构示意图，其中，21是摇篮，22 是短横梁，23是短纵梁，24是短竖梁，25是降温风机，26是短承重梁，27是轴，28 是小底板，29是尿湿检测传感器，30是温度检测传感器。
图4为本实用新型所涉自动婴儿摇篮床的机械传动机构示意图，其中，31是步进 电机，32是传动轴，33是同步带主动轮，34是同步带，35是同步带从动轮。
图5是本实用新型所涉自动婴儿摇篮床的电路控制系统的原理框图，其中，传感器 I是温度检测传感器，传感器II是尿湿检测传感器，传感器III是啼哭检测传感器。
具体实施方式
以下通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。
参照图1和图2、图3,自动婴儿摇篮床，包括主床体(1)、摇篮(21)、机械传 动机构和电路控制系统，摇篮(21)通过滚珠轴承(37)连接到主床体(1)的轴承套
(20)上，可以左右摇摆；主床体(1)的框架由四条主横梁(2)、 二条副横梁(5)、 十条纵梁(3)、六条竖梁(4)焊接而成，两个轴承套(19)固定在承重梁(20)进而 固定在主床体(1)上，把手(6)以45度倾角焊接在纵梁(3)上，方便推行，操作面 板(7)水平固定在主床体(1)上，触摸屏(8)和温度显示屏(9)固定在操作面板(7) 上，用来对各项功能进行设定和操作，主床体(1)通过铆钉(11)与万向刹车轮(10) 相连，方便移动和安放；主床体(1)内部包括储物柜(13)、主机箱(14)、和侧机箱
(15);储物柜(13)和主机箱(14)通过隔板(15)各自独立分开，以底板(12)为 底座，储物柜(13)供存放婴儿用品如奶粉、尿不湿等，侧机箱(15)中，电机座(17) 通过电机承重梁(18)固定在主床体(1)上，用来放置步进电机(31);哭声检测传感 器(36)通过纵梁(3)固定在主床体(1)上；摇篮(21)的框架由四条短横梁(22)、 六条短纵梁(23)、四条短竖梁(24)焊接而成，滚珠轴承(37)通过轴(27)连接到 短承重梁(26)进而连接到摇篮(21)上，摇篮(21)以小底板(28)为底座，尿湿 检测传感器(29)放置在小底板(28)上，温度检测传感器(30)固定在短纵梁(23) 上，两台降温风机(25)固定在短承重梁(26)上；主床体(1)和摇篮(21)的四周 面均以美观的布艺包覆，把手(6)及其他裸露部分均以软质海绵材料包覆，避免碰伤
7婴儿，主床体(1)的侧边设有供储物柜(13)使用的可开闭的滑动门帘。
参照图4、图2和图3，机械传动机构由步进电机(31)和同步带轮构成，位于侧
机箱(16)中；步进电机(31)固定在电机座(17)上，传动轴(32)连接步进电机 (31)和同步带主动轮(33)，同步带主动轮(33)通过同步皮带(34)和同步带从动
轮(35)连接，同步带从动轮(35)固定在摇篮(21)的轴(27)上，以实现步进电
机(31)带动摇篮(21)左右摇摆。
参照图5和图2、图3、图4，电路控制系统位于主机箱(14)中，包括人机交互
电路，驱动电路，温控系统电路，音乐播放电路，尿湿检测电路，啼哭检测电路。
人机交互电路由触摸屏(8)(型号中达电通DOP57BSD)和可编程控制器PLC (型号:中达电通DVP-14SS11T2)组成，触摸屏(8)使用软件Screen Editor 1.05.74
编写图形界面程序，以实现对各项功能的设定和操作；触摸屏(8)通过RS-232串行
总线与PLC联机通讯；PLC使用软件WPLSoft-v2.08编写梯形图程序，以实现对各机
构的控制。
驱动电路由PLC、驱动器(型号SJ-220MA)、步进电机(31)(型号 86BYGH250A-1)组成，PLC输出端口发出的脉冲分别给驱动器提供速度信号和方向 信号，驱动器直接和步进电机(31)相连，提供电机所需功率，同时控制转速和方向， 步进电机(31)通过机械传动机构带动摇篮(21)摇摆，以转速控制摇摆频率，以单向 转动距离控制摇摆幅度，从而实现摇摆的频率和幅度可调。
温控系统电路由温度检测传感器(29)、温控仪(型号中达电通DTA4848)、显 示屏(9)、两台风机组成。温度检测传感器(29)实时检测摇篮内部温度，传感器检测 的信号经温控仪处理后，在显示屏(9)上实时显示环境温度。当环境温度过高时，系 统自动启动风机(25)降温，降温为迟滞模式，当温度降低后，系统自动关闭风机(25)， 从而维持摇篮(21)内部的温度在一个稳定的范围。
音乐播放电路由PLC、 MP3、有源音箱组成。PLC输出端口向MP3提供按键选择 信号，控制MP3的播放、选曲和音量；MP3支持USB数据传输，可根据需要经USB 接口添加或删除曲目；MP3经音频传输线和有源音箱相连，通过有源音箱播放音乐； 报警提示音也由有源音箱发出。
尿湿检测电路由尿湿检测传感器(29)、尿湿信号处理电路组成。尿湿检测传感器 (29)实时检测婴儿尿湿情况，尿湿信号处理电路将传感器提供的信号处理后输入PLC的 输入端口，若婴儿尿湿，则PLC将控制步进电机(31)自动停止摇篮(21)摇晃，并
8控制MP3通过有源音箱发出报警提示音。
啼哭检测电路由啼哭检测传感器(36)、啼哭信号处理电路组成。啼哭检测传感器 (36)实时检测婴儿啼哭声，啼哭信号处理电路将信号处理后输入PLC的输入端口。 若连续10分钟检测不到婴儿啼哭，则判断婴儿已经入睡，PLC控制步进电机(31)自 动停止摇篮(21)摇晃，当再次检测到婴儿啼哭后，判断婴儿睡醒，自动开始摇篮(21) 摇晃。
根据图5，电路控制系统，其中，传感器I是温度检测传感器，传感器II是尿湿检
测传感器，传感器in是啼哭检测传感器。
本自动婴儿摇篮床使用方法接通电源，点击触摸屏(8)进入操作画面，系统内 置三种摇摆模式即"正常模式"、"安睡模式"、"动感模式"可供选择，默认为正常模式，点 击"开始"则摇篮(21)开始摇晃，点击"停止"则摇篮(21)停止摇晃；可选择"安睡模式" 或"动感模式"，也可点击"自选模式设置"设置自定义的模式；点击定时"开"，在出现的键
盘上点击输入定时时间(单位；分钟)，则摇篮(21)会在定时时间到后停止摇晃；"温
控"、"尿湿"、"啼哭"、"音乐"功能均附加说明界面，可根据需要开启或关闭，只要点选
相应按钮即可；音乐可以使用系统默认的搭配，也可以自行选择，音乐音量也可以自行 调整，只要点选相应按钮即可；系统意外断电后，摇篮(21)将摇摆回到平衡位置，不 会锁定停留在半空。
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权利要求1、一种自动婴儿摇篮床，包括主床体(1)、摇篮(21)、机械传动机构和电路控制系统，摇篮(21)通过滚珠轴承(37)连接到主床体(1)的轴承套(20)上，主床体(1)由主横梁(2)、副横梁(5)、纵梁(3)和竖梁(4)连接而成；机械传动机构由步进电机(31)和同步带轮构成，位于主床体(1)内；电路控制系统也位于主床体(14)中，包括驱动电路、音乐播放电路、尿湿检测电路和啼哭检测电路；摇篮(21)以小底板(28)为底座，由短横梁(22)、短纵梁(23)和短竖梁(24)连接而成，其特征在于操作面板(7)水平固定在主床体(1)上，触摸屏(8)和温度显示屏(9)固定在操作面板(7)上。
2、 根据权利要求1所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于主床体(1)以底板(12)为底座， 内部包括储物柜(13)、主机箱(14)、和侧机箱(15),储物柜(13)和主机箱(14)通 过隔板(15)各自独立分开。
3、 根据权利要求2所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于电路控制系统还包括由温度检测传 感器、温控仪和两台风机组成的温控系统。
4、 根据权利要求3所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于电路控制系统还包括由触摸屏(8) 和可编程控制器PLC组成的人机交互电路。
5、 根据权利要求4所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于尿湿检测电路由尿湿检测传感器 (29)和尿湿信号处理电路组成，摇篮(21)以底板(12)为底座，尿湿检测传感器(29)放置在小底板(28)上，温度检测传感器(30)固定在短纵梁(23)上。
6、 根据权利要求1-5中任一项所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于机械传动机构由步进电 机(31)和同步带轮构成，位于恻机箱(16)中；步进电机(31)固定在电机座(17) 上，传动轴(32)连接步进电机(31)和同步带主动轮(33)，同步带主动轮(33)通过 同步皮带(34)和同步带从动轮(35)连接，同步带从动轮(35)固定在摇篮(21)的 轴(27)上。
7、 根据权利要求1-5中任一项所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于把手(6)以45度倾角 固定在纵梁(3)上。
8、 根据权利要求1 ~5中任一项所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于驱动电路由PLC、驱动 器、步进电机组成，PLC输出端口发出的脉冲分别给驱动器提供速度信号和方向信号， 驱动器直接和步进电机相连，提供电机所需功率，同时控制转速和方向，步进电机通过机 械传动机构带动摇篮摇摆，以转速控制摇摆频率，以单向转动距离控制摇摆幅度，从而实 现摇摆的频率和幅度可调。
9、 根据权利要求1 5中任一项所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于音乐播放电路由PLC、 MP3和有源音箱组成。
10、根据权利要求1~5中任一项所述的自动婴儿摇篮床，其特征在于啼哭检测电路由啼哭 检测传感器(36)和啼哭信号处理电路组成。
专利摘要本实用新型公开了一种自动婴儿摇篮床，属于婴儿床领域。其包括主床体、摇篮、机械传动机构和电路控制系统，摇篮通过滚珠轴承连接到主床体的轴承套上，主床体由主横梁、副横梁、纵梁和竖梁连接而成；机械传动机构由步进电机和同步带轮构成，位于主床体内；电路控制系统也位于主床体中，包括驱动电路、音乐播放电路、尿湿检测电路和啼哭检测电路；摇篮以小底板为底座，由短横梁、短纵梁和短竖梁连接而成，操作面板水平固定在主床体上，触摸屏和温度显示屏固定在操作面板上。本实用新型实现了自动化、智能化、人性化，系统稳定性较强，安全可靠。
文档编号A47D9/00GK201274923SQ20082018667
公开日2009年7月22日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者珺 王, 芳 董, 陈孝桢 申请人:南京大学