随节奏运动的摇摆装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种随节奏运动的摇摆装置，包括节奏提取模块、安装本体、摇摆驱动模块及负载连接模块；所述安装本体的滑轨具有两端，所述安装本体的滑动平台置于所述滑轨上，在两端之间滑移；所述摇摆驱动模块的动力机构与所述滑动平台固定，受所述节奏提取模块的控制；所述摇摆驱动模块的滚动机构包括滚动体及输入轴；圆形的所述滚动体置于所述滑动平台上；所述滚动体的中心固定所述输入轴；所述动力机构驱动所述输入轴旋转，所述滚动体沿所述滑轨滚动；所述负载连接模块的连接机构固定于所述滚动机构；所述摆动机构的转轴将所述摆动机构的摆动件连接到所述连接机构，第一轴向定位器限制轴向位移，达到多种运动复合的目的。
【专利说明】随节奏运动的摇摆装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在平面内作摇摆运动的装置，特别是涉及一种随音乐的节奏在平面内作摇摆运动的装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，随音乐节奏在平面内摇摆的装置运动形式单一，例如直线运动、旋转运动或按设定曲线运动，运动的空间比较局限。随音乐节奏的摇摆装置作为一种增加趣味性的物品，如果运动形式反复单一就会导致趣味性降低，影响消费者的赏玩欲。
[0003]鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种复合了多种运动形式的随音乐节奏运动的摇摆装置。
[0005]一种随节奏运动的摇摆装置，包括节奏提取模块、安装本体、摇摆驱动模块及负载连接1吴块；
[0006]所述安装本体包括滑轨与滑动平台；所述滑轨具有两端，所述滑动平台置于所述滑轨上，所述滑动平台在所述滑轨的两端之间滑移；
[0007]所述摇摆驱动模块包括动力机构及滚动机构；所述动力机构固定于所述滑动平台上，所述动力机构的启停受所述节奏提取模块的控制；
[0008]所述滚动机构包括滚动体及输入轴；所述滚动体的轮廓为圆形,置于所述滑动平台上；所述输入轴固定于所述滚动体的中心，所述滚动体围绕所述输入轴旋转；
[0009]所述动力机构与所述输入轴连接，当所述动力机构输出动力，驱动所述输入轴旋转，所述滚动体产生同步旋转，所述滚动体同时沿所述滑轨滚动；
[0010]所述负载连接模块包括连接机构及摆动机构；
[0011]所述连接机构固定到所述滚动机构；在所述连接机构上设置安装孔；
[0012]所述摆动机构包括摆动件、转轴及第一轴向定位器，所述转轴将所述摆动件连接到所述安装孔，所述第一轴向定位器安装在所述转轴上，限制所述连接机构与所述摆动机构的轴向位移，所述摆动机构与所述连接机构之间能相对旋转。
[0013]较佳地，所述摆动机构还包括限位连接销及第二轴向定位器；
[0014]所述摆动件具有限位部，所述限位部为条形，所述限位连接销的一端具有径向通孔，所述限位部穿过所述径向通孔；
[0015]在所述滑动平台上设置限位安装孔，所述限位连接销的另一端与所述限位安装孔连接，所述第二轴向定位器安装在所述限位连接销上，限制所述摆动件与所述滑动平台的轴向位移。
[0016]较佳地，所述转轴上的所述第一轴向定位器的数量至少为一个。
[0017]较佳地，所述限位连接销上的所述第二轴向定位器的数量至少为一个。
[0018]较佳地,所述负载连接模块还包括夹持机构,所述夹持机构固定在所述摆动件上，用于固定附属物。
[0019]较佳地，所述摆动件具有连接部，所述连接部上固定所述夹持机构。
[0020]较佳地，所述第一轴向定位器与所述第二轴向定位器为开口销、定位键或卡簧。
[0021]较佳地，所述滚动机构还包括齿条，所述齿条固定在所述滑轨上，从所述滑轨的一端延伸到另一端；所述滚动体为齿轮，与所述齿条啮合。
[0022]较佳地，所述连接机构包括安装板，所述安装板具有两端，所述安装孔在所述安装板上，所述连接机构通过所述安装板固定到所述滚动机构，固定点位于所述安装板中部。
[0023]较佳地，所述节奏提取模块包括节奏提取器、脉冲发射器及电机驱动器；所述电机驱动器连接到所述动力机构。
[0024]与现有技术比较本发明的有益效果在于:摆动机构在平面内随音乐的节奏产生圆周运动、直线运动及自身重力作用下的摇摆，多种运动形式复合起来，摆动机构的运动空间较大，增加了趣味性；三种运动方式均比较稳定，可靠性高，频繁使用运动轨迹不容易发生变化，且不易产生晃动；摆动机构受到限位作用，防止晃动过于剧烈，还避免了动力机构在直线运动时受到过于集中的径向牵引力，从而动力输出端极易受损，达到提高零部件使用寿命的目的；有效保证动力输出端与输入轴的位置稳定，从而提高动力传递的准确性和效率；可以在摆动件上任意增加附属物，重力的改变导致自身摇摆的变化，提高趣味性；齿轮齿条的啮合性稳定性高，使摇摆装置在音乐节奏结束时能有效停止，频繁停止的可靠性较闻，且不容易损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为随节奏运动的摇摆装置的侧面剖视示意图；
[0026]图2为随节奏运动的摇摆装置的主视示意图；
[0027]图3为随节奏运动的摇摆装置的俯视示意图；
[0028]图4为随节奏运动的摇摆装置的支撑结构的局部剖视示意图；
[0029]图5为随节奏运动的摇摆装置的摆动弧线示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了解决运动形式单一的问题，提出了一种随节奏运动的摇摆装置来实现多种运动方式的复合。
[0031]以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0032]请参阅图1所示，其为随节奏运动的摇摆装置的侧面剖视示意图，所述随节奏运动的摇摆装置包括一安装本体、一节奏提取模块、一摇摆驱动模块及一负载连接模块。
[0033]所述安装本体包括一第一墙板310、一第二墙板320及一导轨支架330。
[0034]所述第一墙板310及所述第二墙板320作为所述随节奏运动的摇摆装置的定位支架，保证所述随节奏运动的摇摆装置作二维摆动时能平稳放置。本实施例中所述第一墙板310及所述第二墙板320为L形,两者对称放置。
[0035]可以对所述第一墙板310及所述第二墙板320的结构进行造型设计，增加负载作二维摆动时的艺术化美感。
[0036]所述导轨支架330大致为长条形，将所述第一墙板310及所述第二墙板320连接在两端，所述导轨支架330作为所述摇摆驱动模块二维移动的路径。
[0037]所述节奏提取模块(图中未示)包括一音乐播放的设备、一麦克风、一节奏提取器、一脉冲发射器及一电机驱动器。
[0038]所述音乐播放的设备为一音乐盒或音箱；所述音乐播放的设备可以放置在所述安装本体、所述节奏提取模块、所述摇摆驱动模块或所述负载连接模块的任意位置。
[0039]所述节奏提取器利用所述麦克风搜集正在播放的音乐，从中提取节奏，提取的节奏输送到所述脉冲发射器，所述脉冲发射器将节奏转化为节拍脉冲，并定时向所述电机驱动器发送节拍脉冲；
[0040]所述电机驱动器根据接收到的节拍脉冲，预测下一个节拍脉冲的时序，当预测结果与接收完全吻合时，就开始用预测信息驱动所述摇摆驱动模块，所述摇摆驱动模块驱动所述负载连接模块，以保证所述负载连接模块上的所述负载按照预测节拍在摆线路径上有规律地、优美地运动。
[0041]所述节奏提取模块可以整体固定在所述安装本体、所述摇摆驱动模块或所述负载连接模块的任意位置，也可以各零件分布在不同装置的任意位置，保证所述节奏提取器能方便提取节奏即可。
[0042]所述摇摆驱动模块包括一步进电机110、一电机支架111、一联轴器130、一齿轮140、一齿轮轴141、一齿条150、一齿条支架151及一导轨160。
[0043]所述摇摆驱动模块还包括一导轨滑动平台121及一连接支架122。
[0044]所述步进电机110与所述电机支架111固定连接，所述导轨滑动平台121与所述导轨160相连接，所述导轨滑动平台121能在所述导轨160的长度方向滑动；所述连接支架122将所述电机支架111与所述导轨滑动平台121连接起来，因此，所述步进电机110随上述两个支架在所述导轨160的长度方向滑动。
[0045]所述步进电机110还可以采用其他形式的动力源，例如蓄电池。
[0046]所述导轨160固定安装在所述导轨支架330上，本实施例中所述导轨160采用非互换性直线导轨，为行业标准件，能承受一定的静负荷和动负荷。
[0047]所述齿条支架151与所述安装本体固定连接，所述齿条150水平放置，其与所述齿条支架151固定连接。在所述齿条150上放置所述齿轮140，两者相啮合，所述齿轮140沿所述齿条150运动。
[0048]所述齿轮140的中心固定安装所述齿轮轴141，所述齿轮轴141靠近所述步进电机110的一端连接到所述步进电机110的输出轴，所述联轴器130将所述齿轮轴141与所述步进电机110的输出轴连接起来，所述步进电机110的输出轴的旋转运动传递到所述齿轮轴141，所述齿轮轴141带动所述齿轮140旋转，所述齿轮140旋转的同时在所述齿条150上移动，受所述齿轮140的牵引，所述步进电机110在所述导轨160上同步移动，所述步进电机110与所述齿轮140的相对位置保持不变。
[0049]利用齿轮啮合的特性，当所述音乐播放的设备不发生节奏不产生节拍脉冲时，所述齿轮140能有效地停止在所述齿条150上的任意位置，所述负载也就停止二维摇摆，频繁停止的可靠性较高，且不容易损坏。啮合特性的稳定可以不限制所述导轨160必须水平放置，竖直或斜向放置都是允许的，只要保证所述齿轮140不会脱离所述齿条150即可。
[0050]而且通过控制所述步进电机110的输出轴旋转方向就很容易使所述齿轮140作反向直线运动，所述负载能在所述导轨160的两端之间往返。
[0051]不利用齿轮齿条，使用圆盘在轨道上移动，只要保证圆盘与轨道有足够的粘合力，能停止在轨道的任意位置。可以在圆盘和轨道上制作扣合翻边，避免圆盘从轨道上脱离。
[0052]请结合图2和图3所示，图2为随节奏运动的摇摆装置的主视示意图，图3为随节奏运动的摇摆装置的俯视示意图，所述负载连接模块包括一弹簧侧向夹持器210、一齿轮连接支架220、一法兰衬套221、一销轴222、一垫块223、一尼龙间隔块224、一摆杆支架230、复数个卡簧231、一限位连接销232、一第一夹持器240、一第二夹持器250及所述负载。
[0053]详见图2所示，所述摆杆支架230的上端具有一连接板，其另一端为一摆杆，所述摆杆为细长的圆柱形杆。
[0054]所述弹簧侧向夹持器210、所述第一夹持器240及第二夹持器250固定安装在所述摆杆支架230上端的所述连接板上。
[0055]所述负载可以为所述音乐播放的设备，还可以为一卡通造型的玩偶。
[0056]所述负载放置于所述第一夹持器240与第二夹持器250之间，所述弹簧侧向夹持器210的作用力使所述第一夹持器240与第二夹持器250向内收缩，从而夹紧所述负载。
[0057]请参阅图4所示，其为随节奏运动的摇摆装置的支撑结构的局部剖视示意图，所述导轨滑动平台121的下平面与所述导轨160的上平面相接触，并能在所述导轨160上滑动自如，所述导轨滑动平台121还具有一侧平面，所述侧平面上有一安装孔。
[0058]所述限位连接销232水平放置，其一端通过两个所述卡簧231连接到所述导轨滑动平台121侧平面上的所述安装孔，所述限位连接销232能够自由地绕其自身轴线旋转；所述导轨滑动平台121带动所述限位连接销232沿所述导轨160的长度方向滑动。
[0059]所述限位连接销232中穿过所述摆杆的设计，主要起到限位的作用，防止所述摆杆支架230在摆动的过程中晃动过于剧烈；而且所述齿轮140在所述齿条150上的直线运动，带动所述摆杆支架230，继而带动所述限位连接销232，最终带动所述导轨滑动平台121的直线运动；同时，所述齿轮轴141随所述齿轮140直线运动，带动所述步进电机110作直线运动，这种设计避免了所述输出端在直线运动时受到过于集中的径向牵引力，从而所述输出端极易受损，达到提高零部件使用寿命的目的；有效保证所述输出端与所述齿轮轴141同轴，从而提高动力传递的准确性和效率。
[0060]在所述摆杆上可增加趣味性装饰物。
[0061]为增加运动的复杂性，可以在所述导轨滑动平台121侧平面上设置任意路径的滑轨，所述限位连接销232能在所述滑轨内滑移。
[0062]所述限位连接销232的另一端有一径向通孔，所述径向通孔内通过所述摆杆支架230的所述摆杆，本实施例中所述径向通孔的横截面为圆形，所述摆杆的直径与所述径向通孔为过盈配合。
[0063]所述摆杆还可以设计为矩形截面，只要所述径向通孔的截面形状能保证所述摆杆灵活地沿其长度方向滑动即可。
[0064]此处的所述卡簧231可以为沿所述限位连接销232径向安装的销、定位键或卡簧。可在所述限位连接销232的端部设置凸台，以减少所述卡簧231的使用数量。
[0065]所述尼龙间隔块224安装在所述弹簧侧向夹持器210与所述摆杆支架230之间，具有减压作用，避免所述弹簧侧向夹持器210产生的强大夹紧力损坏所述摆杆支架230。
[0066]请结合图1和图2所示，所述齿轮连接支架220与所述齿轮轴141固定连接，所述步进电机110的输出轴的旋转运动传递到所述齿轮轴141，所述齿轮轴141带动所述齿轮连接支架220旋转。
[0067]所述齿轮连接支架220为相对其中心点对称的结构，其中心点与所述齿轮轴141固定，其一端具有一安装孔，所述销轴222水平放置，所述销轴222的一端通过一个所述卡簧231连接到所述齿轮连接支架220的所述安装孔，所述销轴222能够自由地绕其自身轴线旋转；所述销轴222的另一端通过一个所述卡簧231连接到所述摆杆支架230上端的所述连接板上，所述摆杆支架230能够自由地绕所述销轴222的中心轴线旋转。
[0068]所述齿轮连接支架220还可以设计为不对称的结构，其中部的某一点与所述齿轮轴141固定。
[0069]所述齿轮连接支架220还可以不固定到所述齿轮轴141，可固定到所述齿轮140的任意位置。
[0070]为增加运动的复杂性，可以在所述齿轮连接支架220上设置任意路径的滑轨，所述销轴222能在所述滑轨内滑移。
[0071]此处的所述卡簧231可以为沿所述销轴222径向安装的销、定位键或卡簧。可在所述销轴222的端部设置凸台，以减少所述卡簧231的使用数量。
[0072]由于一端安装了其他零件，所述齿轮连接支架220另一端的设计是为了在二维摆动的过程中，保持相对平衡，避免所述齿轮连接支架220在旋转过程中从所述负载的最高位置下降时，产生强烈的冲击，必要时可在另一端设置配重块。
[0073]在所述齿轮连接支架220、所述销轴222与所述摆杆支架230三者之间发生相对旋转运动时，所述齿轮连接支架220与所述摆杆支架230之间安装所述法兰衬套221与所述垫块223，用于保证两者活动顺畅，连接紧密；建议使用有弹性的材料，在频繁运动过程中避免产生噪音。
[0074]根据以上描述的安装结构，所述随节奏运动的摇摆装置的工作过程如下:
[0075]1、初始状态:整体处于静止状态，所述导轨滑动平台121处于所述导轨160的一端，所述摆杆垂直，所述负载处于最低位置，且所述音乐播放的设备未发出声音；
[0076]2、所述音乐播放的设备发出声音，所述节奏提取模块提取节奏输送到所述脉冲发射器，所述电机驱动器根据接收到的节拍脉冲；
[0077]3、所述摇摆驱动模块得到节拍脉冲的信号，启动所述步进电机110，带动所述齿轮轴141旋转；
[0078]4、所述齿轮轴141旋转带动所述齿轮140旋转，所述齿轮140在与之啮合的所述齿条150上发生直线位置，带动所述负载连接模块作直线运动；
[0079]5、与步骤4同时，所述齿轮轴141带动所述齿轮连接支架220旋转，所述摆杆支架230为非固定连接，其受所述销轴222与所述限位连接销232的限制作用(所述摆杆支架230能绕上述两个销旋转)，所述摆杆支架230在所述负载连接模块的重力作用下，所述摆杆支架230自身会产生一种摆动，夹紧的所述负载也相应发生摆动，(如果所述摆杆支架230为固定连接，就应该随所述齿轮轴141做圆周运动)；
[0080]6、所述负载在所述负载连接模块的带动下，产生步骤4的直线运动与步骤5的圆周运动、自身摆动三种运动，这三种运动都发生在一个二维平面内。
[0081]所述负载在二维平面内随音乐的节奏发生摇摆，将多种运动形式复合起来，运动空间较大，增加了趣味性。
[0082]请参阅图5所示，其为随节奏运动的摇摆装置的摆动弧线示意图，图中表示了所述负载(图中方框所示)在上述工作过程中的摇摆路径。在本实施例中，所述导轨160的长度可以供所述齿轮140旋转两周。所述齿轮140沿所述齿条150的直线运动，所述摆杆支架230随所述齿轮连接支架220的圆周运动与所述摆杆支架230在重力平衡作用下的自身摆动这三种运动复合起来，形成一条弧线运动轨迹，且在弧线轨迹上，所述负载的速度方向不断发生变化，速度方向不是一直和轨迹的切线方向一致。
[0083]在实际生产中，适当改变所述负载的重量会适当影响所述负载的速度方向的变化。还可以在所述负载上增加其他的辅助的单一运动机构，使所述随节奏运动的摇摆装置整体的运动多元化。
[0084]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种随节奏运动的摇摆装置，包括节奏提取模块，其特征在于，还包括安装本体、摇摆驱动模块及负载连接模块； 所述安装本体包括滑轨与滑动平台；所述滑轨具有两端，所述滑动平台置于所述滑轨上，所述滑动平台在所述滑轨的两端之间滑移； 所述摇摆驱动模块包括动力机构及滚动机构；所述动力机构固定于所述滑动平台上，所述动力机构的启停受所述节奏提取模块的控制； 所述滚动机构包括滚动体及输入轴；所述滚动体的轮廓为圆形，置于所述滑动平台上；所述输入轴固定于所述滚动体的中心，所述滚动体围绕所述输入轴旋转； 所述动力机构与所述输入轴连接，当所述动力机构输出动力，驱动所述输入轴旋转，所述滚动体产生同步旋转，所述滚动体同时沿所述滑轨滚动； 所述负载连接模块包括连接机构及摆动机构； 所述连接机构固定到所述滚动机构；在所述连接机构上设置安装孔； 所述摆动机构包括摆动件、转轴及第一轴向定位器，所述转轴将所述摆动件连接到所述安装孔，所述第一轴向定位器安装在所述转轴上，限制所述连接机构与所述摆动机构的轴向位移，所述摆动机构与所述连接机构之间能相对旋转。
2.根据权利要求1所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述摆动机构还包括限位连接销及第二轴向定位器； 所述摆动件具有限位部，所述限位部为条形，所述限位连接销的一端具有径向通孔，所述限位部穿过所述径向通孔； 在所述滑动平台上设置限位安装孔，所述限位连接销的另一端与所述限位安装孔连接，所述第二轴向定位器安装在所述限位连接销上，限制所述摆动件与所述滑动平台的轴向位移。
3.根据权利要求1所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述转轴上的所述第一轴向定位器的数量至少为一个。
4.根据权利要求2所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述限位连接销上的所述第二轴向定位器的数量至少为一个。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述负载连接模块还包括夹持机构，所述夹持机构固定在所述摆动件上，用于固定附属物。
6.根据权利要求5所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述摆动件具有连接部，所述连接部上固定所述夹持机构。
7.根据权利要求1所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述第一轴向定位器与所述第二轴向定位器为开口销、定位键或卡簧。
8.根据权利要求1至4任一权利要求所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述滚动机构还包括齿条，所述齿条固定在所述滑轨上，从所述滑轨的一端延伸到另一端；所述滚动体为齿轮，与所述齿条啮合。
9.根据权利要求1所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述连接机构包括安装板，所述安装板具有两端，所述安装孔在所述安装板上，所述连接机构通过所述安装板固定到所述滚动机构，固定点位于所述安装板中部。
10.根据权利要求1所述的随节奏运动的摇摆装置，其特征在于，所述节奏提取模块包括节奏提取器、脉冲发射器及电机驱动器；所述电机驱动器连接到所述动力机构。
【文档编号】A63G31/00GK104338321SQ201310320231
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】袁继友, 谢庆旭, 姚恩东, 蒋卫东 申请人:中科英华湖州工程技术研究中心有限公司