一种可智能转动儿童座椅的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可智能转动儿童座椅，属于载运工具技术领域。本发明包括座椅、步进电机、步进电机驱动器、显示器、加速度传感器以及控制模块。在车辆转弯时，加速度传感器的信号发生变化，控制模块收集加速度传感器信号并计算，在显示器上显示出加速度数值，并控制步进电机驱动器，从而使步进电机转动合适的角度，步进电机的转动进一步带动座椅转动；步进电机会根据传入的信号转动相应角度之后自动回正，直行过程中不会任意转动。本发明使汽车转弯时将乘车儿童侧向移动缓和地转化为正向移动，减少乘车儿童的眩晕感；实现了汽车过弯时所需要的向心力由座椅靠背推力提供而不是传统的人力平衡。
【专利说明】
一种可智能转动儿童座椅
技术领域
[0001]本发明涉及一种可智能转动儿童座椅，属于载运工具技术领域。
技术背景
[0002]伴随着汽车技术的不断发展，人类生活品质的不断提升，人们对于乘车的舒适性越来越重视，尤其是对儿童乘车的安全性和舒适性是当今汽车发展进步的重要研究课题。本发明基于侧向移动远比正向移动容易让儿童产生眩晕感而对汽车儿童座椅进行改进，使其从原来的固定不变的到能随着汽车的转向而转动，以达到在汽车转弯时最大限度的将侧向移动自动转变为正向的移动。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种可智能转动儿童座椅，可随汽车转弯自动旋转调整方向。
[0004]本发明的技术方案是:一种可智能转动儿童座椅，包括座椅、步进电机3、显示器5、步进电机驱动器7、控制模块、加速度传感器8，所述座椅固定在车架11上，座椅外侧设有显示器5，座椅底部设有加速度传感器8和电池盒10，电池盒10内设有蓄电池和步进电机驱动器7，座椅内部设有控制模块；
所述座椅包括内层座椅I和外层座椅2，外层座椅2的椅座上设有凹槽9，步进电机3固定在凹槽9中，步进电机3上设有固定轴4，内层座椅I的椅座通过固定轴4与外层座椅2连接，内层座椅I和外层座椅2之间还设有复位弹簧6;
所述控制模块分别与步进电机驱动器7、显示器5、加速度传感器8连接，步进电机驱动器7分别与蓄电池、步进电机3连接。
[0005]所述控制模块包括单片机和电源模块，单片机采用STC121e5a60s2单片机，单片机的38脚与16脚分别接电源和地，单片机的4脚为复位脚，复位电路由电阻Rl和电容C7组成；单片机的14、15脚为系统时钟引脚，两脚之间接有外部晶振Yl; I2C总线的SCL和SDA信号分别接到单片机的P 0.7和P 2.5 1口。
[0006]电源模块为三端线性稳压器L78L33ACUTR，输入为24V主电，输出3.3V弱电为单片机和加速度传感器供电，输入和输出与地之间分别接有滤波和去親电容。
[0007]所述步进电机驱动器7采用TB6560细分驱动器模块，包括脉冲信号MC、方向信号FX、脱机信号TJ三根信号线，分别与单片机三个1 口相连;脉冲信号用于控制转动的速度和角度;方向信号用于控制转动方向；脱机信号用于电机轴的锁住和解锁。
[0008]所述加速度传感器8采用KXCJK-1013芯片，芯片的14脚和5脚分别接电源和地，两个引脚之间接有一个0.1uF去耦电容;芯片4脚SCL、6脚SDA分别为I2C总线的时钟信号和数据信号;芯片I脚为I2C总线的电源脚，I脚与地之间同样接有一个0.1uF的去耦电容;芯片8、9、10脚为保留管脚。
[0009]本发明的工作过程:在汽车转弯时，控制模块采集加速度传感器8的信号，在显示器5上显示加速度数值，并输出一定频率和脉冲个数的脉冲波，控制步进电机驱动器7从而使得步进电机3转动适合的角度，步进电机3的转动进一步带动内层座椅I的转动，从而达到汽车过弯时座椅旋转的目的。步进电机3会根据传入的信号转动后自动回正，直行过程中不会任意转动。在结束转弯回正时，加速度输出值为O，此时控制模块控制显示器5输出该加速度数值，并输出使能端信号为零，步进电机驱动器7处于脱机工作状态，步进电机3的连接轴4解锁，靠内层座椅和外层座椅之间的复位弹簧6提供弹力自动回正。
[0010]本发明的有益效果是:该座椅使汽车转弯时将乘车儿童侧向移动缓和地转化为正向移动，减少乘车儿童的眩晕感;实现了汽车过弯时所需要的向心力由座椅靠背推力提供而不是传统的人力平衡。
【附图说明】
[0011]图1为本发明结构图；
图2为本发明内层座椅结构图；
图3为本发明外层座椅结构图；
图4为本发明转弯的效果图；
图5为本发明工作原理图；
图6为本发明电路结构图；
图中各标号为:I一内层座椅;2—外层座椅;3—步进电机;4一固定轴;5—显不器;6—复位弹黃;7 一步进电机驱动器;8—加速度传感器;9 一凹槽;10 一电池盒;11 一车架。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
[0013]如图1一5所示，一种可智能转动儿童座椅，包括座椅、步进电机3、显示器5、步进电机驱动器7、控制模块、加速度传感器8，所述座椅固定在车架11上，座椅外侧设有显示器5，座椅底部设有加速度传感器8和电池盒10，电池盒10内设有蓄电池和步进电机驱动器7，座椅内部设有控制模块；
所述座椅包括内层座椅I和外层座椅2，外层座椅2的椅座上设有凹槽9，步进电机3固定在凹槽9中，步进电机3上设有固定轴4，内层座椅I的椅座通过固定轴4与外层座椅2连接，内层座椅I和外层座椅2之间还设有复位弹簧6;
所述控制模块分别与步进电机驱动器7、显示器5、加速度传感器8连接，步进电机驱动器7分别与蓄电池、步进电机3连接。
[0014]如图6所示:所述控制模块包括单片机和电源模块，单片机采用STC121e5a60s2单片机，单片机的38脚与16脚分别接电源和地，单片机的4脚为复位脚，复位电路由电阻Rl和电容C7组成，上电瞬间电源通过电容使复位脚电位置高，随后电容将电源电压隔开，复位脚电位被下拉电阻置低，实现了上电复位的功能；单片机的14、15脚为系统时钟引脚，两脚之间接有外部晶振Yl;为芯片提供振荡时钟源；I2C总线的SCL和SDA信号分别接到单片机的P
0.7和P 2.5 1口，这时单片机可通过编程控制两个1口，读取加速度传感器的加速度数据。
[0015]电源模块为三端线性稳压器L78L33ACUTR，输入为24V主电，输出3.3V弱电为单片机和加速度传感器供电，输入和输出与地之间分别接有滤波和去親电容。
[0016]所述步进电机驱动器7采用TB6560细分驱动器模块，包括脉冲信号MC、方向信号FX、脱机信号TJ三根信号线，分别与单片机三个1 口相连;脉冲信号的作用是控制转动的速度和角度，输入脉冲的频率决定了电机转动的速度，输入脉冲的个数决定了电机转动的角度;方向信号的作用是控制转动方向，输入高电平为顺时针转动，输入低电平为逆时针转动;脱机信号的作用是使能电机轴，输入高电平电机轴锁住，脉冲及方向信号有效，输入低电平电机轴解锁，脉冲及方向信号无效。
[0017]所述加速度传感器8采用KXCJK-1013芯片，芯片的14脚和5脚分别接电源和地，两个引脚之间接有一个0.1uF去耦电容;芯片4脚SCL、6脚SDA分别为I2C总线的时钟信号和数据信号;芯片I脚为I2C总线的电源脚，I脚与地之间同样接有一个0.1uF的去耦电容;芯片8、
9、10脚为保留管脚。
[0018]在汽车转弯时，加速度传感器8采集到的Y轴加速度数据发生变化，控制模块中的单片机通过I2C总线读到加速度数据，并进行转动方向和角度的判断，输出一定频率和脉冲个数的脉冲波，控制步进电机驱动器7从而使得步进电机3转动适合的角度，步进电机3的转动从而进一步带动内层座椅I的转动，从而达到汽车过弯时座椅旋转的目的。步进电机3会根据传入的信号转动后自动回正，直行时不会随意转动。在结束转弯回正时，加速度输出值为0，此时单片机输出使能端信号为零，步进电机驱动器7处于工作脱机状态，步进电机3的连接轴4解锁，靠复位弹簧6的弹力自动回正。
[0019]上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种可智能转动儿童座椅，其特征在于:包括座椅、步进电机(3)、显示器(5)、步进电机驱动器(7)、控制模块、加速度传感器(8)，所述座椅固定在车架(11)上，座椅外侧设有显示器(5)，座椅底部设有加速度传感器(8)和电池盒(10)，电池盒(10)内设有蓄电池和步进电机驱动器(7)，座椅内部设有控制模块； 所述座椅包括内层座椅(I)和外层座椅(2)，外层座椅(2)的椅座上设有凹槽(9)，步进电机(3)固定在凹槽(9)中，步进电机(3)上设有固定轴(4)，内层座椅(I)的椅座通过固定轴(4)与外层座椅(2)连接，内层座椅(I)和外层座椅(2)之间还设有复位弹簧(6); 所述控制模块分别与步进电机驱动器(7)、显示器(5)、加速度传感器(8)连接，步进电机驱动器(7)分别与蓄电池、步进电机(3)连接。2.根据权利要求1所述的可智能转动儿童座椅，其特征在于:所述控制模块包括单片机和电源模块，单片机采用STC121e5a60s2单片机，单片机的38脚与16脚分别接电源和地，单片机的4脚为复位脚，复位电路由电阻(Rl)和电容(C7)组成;单片机的14、15脚为系统时钟引脚，两脚之间接有外部晶振Yl; 电源模块为三端线性稳压器L78L33ACUTR，输入为24V主电，输出3.3V弱电为单片机和加速度传感器供电，输入和输出与地之间分别接有滤波和去親电容。3.根据权利要求1所述的可智能转动儿童座椅，其特征在于:所述步进电机驱动器(7)采用TB6560细分驱动器模块，包括脉冲信号(MC)、方向信号(FX)、脱机信号(TJ)三根信号线，分别与单片机三个1 口相连;脉冲信号用于控制转动的速度和角度;方向信号用于控制转动方向；脱机信号用于电机轴的锁住和解锁。4.根据权利要求1所述的可智能转动儿童座椅，其特征在于:所述加速度传感器(8)采用KXCJK-1013芯片，芯片的14脚和5脚分别接电源和地，两个引脚之间接有一个0.1uF去耦电容;芯片4脚SCL、6脚SDA分别为I2C总线的时钟信号和数据信号；芯片I脚为I2C总线的电源脚，I脚与地之间接有一个0.1uF的去耦电容;芯片8、9、10脚为保留管脚。
【文档编号】B60N2/28GK105905005SQ201610271429
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】丁志俊, 荣恩国, 王娟, 胡朝胶, 赵成俊, 陈蜀乔
【申请人】昆明理工大学