[發(fā)明專利]一種蹺蹺板自平衡裝置及其控制方法

有效

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• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112316444B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 陳小美;姚敦軍;王智
• 申請（專利權）人: 奇龍游樂設備有限公司
• 主分類號: A63G11/00
• 分類號: A63G11/00;G01V11/00
• 代理公司: 衢州維創(chuàng)維邦專利代理事務所(普通合伙) 33282
• 代理人: 邱曉寧

1.一種蹺蹺板自平衡裝置，包括固定安裝在地面內(nèi)的底座，通過螺栓固定安裝在底座上的支撐架及與支撐架活動連接的搖擺桿，其特征在于：所述搖擺桿兩端通過螺栓安裝有坐具，所述搖擺桿內(nèi)還設有用于調(diào)節(jié)其平衡重心的平衡調(diào)節(jié)機構，平衡調(diào)節(jié)機構還包括用于檢測兒童坐上坐具后的壓力檢測裝置及防止平衡調(diào)節(jié)機構誤啟動的人體感應裝置；

人體檢測裝置為固定安裝在搖擺桿上端中部的紅外感應探頭；

兩坐具的椅背內(nèi)分別開設有第一空腔和第二空腔，搖擺桿內(nèi)開設有與第一空腔和第二空腔連通的第三空腔，第三空腔中部設有用于切斷第一空腔與第二空腔之間的連通性的第一塞體，第一空腔與第二空腔內(nèi)分別設有第二塞體和第三塞體，第一空腔和第二空腔內(nèi)均設有與第二塞體和第三塞體滑動密封連接的連接桿，第一空腔及第二空腔與第三空腔連通的折角處分別固定安裝有第一傳動輥和第二傳動輥，第一傳動輥、第一塞體和第二傳動輥之間分別通過第一拉繩及第二拉繩固定，第一塞體、第二塞體及第三塞體的空腔內(nèi)填充有液壓油和平衡球；

壓力檢測裝置包括底座兩側延伸至兩坐具所處位置搖擺桿下端的固定板，固定板上端固定安裝有壓力感應單元；

平衡調(diào)節(jié)機構還包括安裝在底座內(nèi)的氣泵、固定安裝在椅背上端的氣動桿，兩氣動桿的活動端均貫穿椅背上端面并分別與第二塞體和第三塞體固定連接，兩氣動桿的活動端與椅背滑動密封連接，第一拉繩及第二拉繩兩端分別設有輔助拉繩，兩輔助拉繩分別延伸連接至第二塞體與第三塞體，氣泵通過橡膠軟管與氣動桿連通；

控制單元分為信號接收單元與信號處理單元，壓力感應單元的輸出端與信號接收單元電性相連，信號處理單元的輸出端與氣泵的輸入端電性相連；

平衡球分為兩層，外層的橡膠球殼和內(nèi)層的鉛制球芯；

紅外感應探頭的信號輸出端與信號接收單元的輸入端電性相連，信號處理單元內(nèi)預設值為各年齡段兒童在蹺蹺板上為坐姿狀態(tài)下所測得的高度數(shù)值即坐姿高度預設值Y和與其站立狀態(tài)下所對應的高度數(shù)值Z，紅外感應探頭測得以坐具為中心半徑0.5米內(nèi)的人體高度。

2.一種如權利要求1所述的蹺蹺板自平衡裝置的控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、紅外感應探頭對以坐具為中心半徑0.5米范圍進行不間斷的探測掃描；

S2、紅外感應探頭將兒童進入其掃描范圍內(nèi)首次測得的人體高度數(shù)值C通過其輸出端傳輸至信號接收單元，信號接收單元將首次測得的 人體高度數(shù)值C反饋至信號處理單元內(nèi)進行比對調(diào)出與其相對應的坐姿高度預設數(shù)值Y；

S3、當?shù)诙螔呙杓爸髵呙铚y得的人體高度數(shù)值B與坐姿高度預設數(shù)值Y進行比對；

S4、當且兩位兒童分別坐上坐具，壓力感應單元啟動，反之為鎖定狀態(tài)；

S5、若兩位兒童體重相差過大；

S6、較重的一方的搖擺桿向下傾斜并與固定板 上的壓力感應單元相接觸；

S7、壓力感應單元所測得的壓力數(shù)據(jù)通過壓力感應單元的輸出端傳輸至控制單元 的信號接收單元；

S8、信號處理單元根據(jù)所接收的壓力數(shù)據(jù)值計算使搖擺桿達到平衡狀態(tài)時推動氣動桿的所需氣壓數(shù)值D；

S9、通過氣泵使搖擺桿向下傾斜的一端的氣動桿增壓，向上傾斜的一端的氣動桿減壓，此時第二塞體和第三塞體通過拉繩使第一塞體、液壓油及平衡球向搖擺桿向上傾斜的一端推動，使搖擺桿的重心向搖擺桿傾斜向上的一端移動；

S10、此時搖擺桿呈左右平衡狀態(tài)，壓力感應單元鎖定，直至其中一位兒童從坐具上離開后下一位兒童坐上去。