[发明专利]重锤动力自动摆动婴儿摇篮

说明书

本发明属机械制造领域。现在使用的婴儿摇篮以及我国传统的“悠车”数百年来一直是手工推动的。这有两个缺点：一是比较麻烦，隔一会就得推一下；二是摆动的频率和幅度不稳定，这影响了婴儿的舒服感；为克服上述缺点，本人发明设计了以重锤为动力的自动摆动的摇蓝和“悠车”，并已制造出了说明原理和取得确切数据的样品，其原理性能及各项数据说明如下：

如附图一所示：①为重锤系用直径6cm，长15cm，圆铁制成计算重量为3.3公斤。②自行车链条，此链条一端与重锤连接另一端与拉链③连接，拉链③下端固定在支架上，此拉链有两个作用：一是用以提升重锤；二是控制重锤下落的板限位置，即重锤落至最低点时起起牵引重锤的作用，链条②挂在自行车飞轮④上，此飞轮顺时针方向为传输动力方向逆时针方向为空转，用以提升重锤，飞轮④与48齿的自行车大牙盘⑤组成联动，齿轮中间用201轴瓦座⑧固定在轴承固定板⑨上，此板用3mm铁板制成，下部用螺栓固定在支架(12)上齿轮⑤与15齿的摩托齿轮⑥咬合，齿轮⑥与42齿的摩托大栓轮⑦组成联动齿轮：中间也用201轴承瓦座⑧固定在轴承固定板⑨上。齿轮⑦为动力输出轮与摆动轴卡⑩接融，⑩3mm的铁板制成两端与动力输出轮⑦接融处加工成顺着⑦转动方向的受力斜面，⑩用螺栓和销钉固定在摆轴(11)的一端，摆动轴两端用201轴承固定在木制支架(12)上。摇篮悬挂拉筋(13)，制成的样品使用的是12号铁线，拉筋端悬挂摇篮(14)上端用6mm螺栓固定在摆动栓轴(11)两端距201轴承瓦座1cm处，以上为整体结构，具体工作原理如附图二所示：重锤①被拉链③通过链条②提起后，其下落的重力通过链条传给飞轮④使其顺时针转动，同时与④联动的位于轴承固板⑨另一侧的48齿大齿轮⑤也顺时针转动，与⑤咬合的15齿齿轮⑥则逆时针转动。与⑥联动的42齿大齿轮⑦也逆时针转动。图中各齿轮箭头所指即该齿轮转动方向，42齿的齿轮⑦为动力输出轮，通过与之接融与摆动轴卡两端受力斜面把动力传给摆动轴卡⑩，⑩把力传给摆动轴(11)。以下如附图一所示(11)把力通过摇篮悬挂拉筋(13)传给摇篮(14)使(14)获摆动的动力。这实质上与有摆砣的钟表原理相同。⑦相当于钟表的摆轮，与⑦接融的摆动轴卡⑩相当于钟表摆轮下面的“卡子”。⑩的作用有两个：一是接受动力并传给摆动轴，另一个是限定齿轮⑦摇篮往返摆动一次只转动一个齿。这实质上是利用摆的等时性原理，使摇篮摆动的频率和幅度稳定，摇篮及承重相当于摆砣，摇篮悬挂拉筋的长度相当于摆杆的长度。而动力则由重锤提供，目前所制成的样品在摇篮底边距摆轴中心线1.1米情况下，摇篮摆动的频率是每分钟往返30次，即动力输出轮⑦每分钟转动30齿，摆动的幅度是两侧各15厘采，另外摇篮也可转动90度角挂在拉筋上，即顺摇篮长边方向摆动，成为我国传统的“悠车”。目前所制样品3.3公斤重锤能实现自动摆动的重量是：摇篮自重2公斤，承重12公斤，合计为14公斤，两者比值为1∶4.24即1公斤重力能摆动4.24公斤重量。若制做精密一些，比值会略有提高，目前摆动时间：在重锤提升1.12米高度，自行车链条有效节数为86节情况下，落到底时摇篮自动摆动的时间观测约为25分。这与计算值基本相符。计算如下：重锤提升1.12米链条有效节数86节，带动16齿的飞轮④转动的圈数是86/16=5转零6齿，与飞轮联动的48齿齿轮⑤转动的齿数是48×5+6/16×48=258齿，与齿轮⑤咬合的15齿齿轮⑥转动的转数是258/15=17转零3齿，与⑥联动的42齿动力输出轮⑦转动的齿数是42×17+3/15×42=722齿，此轮每分钟转动30齿，则转动时间为722/30=24分零4秒，与观测值约25分钟相符。

实际制造时把目前的3.3公斤重锤增至3.5公斤然后分解为2个，一个重2公斤，另一个重1.5公斤，两重锤作用于一根轴上，可单独使用也可同时使用，在婴儿体重8公斤左右时，用2公斤重锤即可，在总重量8--14公斤时两重锤同时使用，这样重力由3.3公斤增至3.5公斤。重锤提升高度由目前的1.12米增至1.2米，两部分增加的能量用来适当调整二组齿轮的齿数比，使自动摆动的时间由目前的不足25分钟延长至30分钟以上，另外实际制造还要采取3条措施把目前样品动力输出轮与摆动轴卡受力接触时发出的类似摆砣钟“滴嗒”声消除掉：一是⑦齿圈宽度由目前的6毫米增至与⑩同样宽度15毫采，增大受力面降低声音。二是把摆动轴卡受力斜面部分改为镶衬机动车刹车闸皮，此种闸皮强度高有韧性耐磨损，而材质却不是钢铁的这样两种材质相接触比起两钢铁件相接触声音自然小得多，同时把此件做为易损件配备一定数量备用。第三条措施是在重锤及齿轮部分必须加没全封闭的防护罩，采取上述措施后，是可以消除目前这种类似钟表的“滴嗒”声的。最后说明一点是实际制造时总重量控制在10公斤以内，做到拆装移动及存放都很方便。