Укачивающее устройство
Настоящее изобретение относится к устройствам для обеспечения укачивающего движения и, в частности, к устройствам для успокаивания индивидуумов и возбуждения сна. Укачивающее устройство, содержащее основание; первую и вторую профилированные дорожки, каждая из которых ограничивает замкнутый волнистый путь, причем профилированные дорожки установлены на основании с возможностью вращательного движения относительно друг друга и основания; по меньшей мере, один копир дорожек, взаимодействующий с профилированными дорожками; вращательный механизм профилированных дорожек, сообщающий относительное вращательное движение между каждой из профилированных дорожек и копиром дорожек и создающий в соответствии с этим смещение копира дорожек относительно основания;
и опорную пластину, поддерживаемую копиром дорожек. Что позволяет при вращении дорожек обеспечивать укачивающее движение платформы в широком диапазоне вариантов амплитуд. 13 з. п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к устройствам для обеспечения укачивающего движения и, в частности, к устройствам для успокаивания индивидуумов и возбуждения сна.
Хорошо известно, что дети часто успокаиваются посредством легких качательных движений и могут более вероятно заснуть при воздействии таких движений. Родители часто качают детей в колясках и креслах на колесиках для обеспечения этого успокаивающего эффекта, и было также обнаружено, что движение, испытываемое при перемещении в движущемся автомобиле, является эффективным для этих целей. Многие родители признают воздействие успокаивающего эффекта при перемещении в автомобиле, но не способны воссоздать этот эффект при отсутствии перемещения.
Несколько устройств было разработано в попытке обеспечить соответствующее качательное движение, которое имитировало бы движение, испытываемое в движущемся автомобиле, и, следовательно, обеспечивало бы возможность успокаивания детей в любое время. Одно такое устройство описано в патенте W0030/79861, в котором описан вращающийся поворотный круг, несущий ряд роликов, которые следуют нижней стороне волнообразной дорожки, которая, в свою очередь, закреплена на нижней стороне платформы, на которой поставлена детская кроватка. При вращении поворотного круга ролики прижимаются против дорожки и ее волнистости обеспечивают качательное движение платформы.
Объектом настоящего изобретения является обеспечение получения усовершенствованного укачивающего устройства этого свойства.
Соответственно в одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает получение укачивающего устройства, содержащего основание; первую и вторую профилированные дорожки, каждая из которых ограничивает замкнутый волнистый путь, причем дорожки связаны с основанием; по меньшей мере, один копир дорожки, расположенный для взаимодействия, по меньшей мере, с одной из профилированных дорожек;
вращательный механизм для придания относительного вращательного движения между каждой из профилированных дорожек и копиром дорожки, создающий в соответствии с этим относительное смещение между копиром дорожки и основанием; и опорный элемент, переносимый копиром дорожки.
Опорный элемент предпочтительно не вращается относительно основания.
Каждый копир дорожки предпочтительно содержит пару следующих конструкций, каждая из которых адаптирована для взаимодействия с одной из профилированных дорожек.
Удобно, когда внутренняя одна из профилированных дорожек является концентричной с внешней одной из профилированных дорожек и расположена во внешней одной из профилированных дорожек.
Внутренняя и внешняя профилированные дорожки предпочтительно являются смежными друг другу.
Устройство предпочтительно содержит амортизатор для модулирования относительного смещения между основанием и опорным элементом.
Удобно, когда вращательная конструкция поддается управлению для побуждения каждой из профилированных дорожек к вращению относительно основания.
Одна из профилированных дорожек предпочтительно может приводиться в движение для вращения соответствующего основания, тогда как другая из профилированных дорожек остается, по существу, неподвижной относительно основания.
Первая и вторая профилированные дорожки предпочтительно могут приводиться в движение для вращения в одном направлении относительно основания.
Удобно, когда первая и вторая профилированные дорожки могут приводиться в движение для вращения в противоположных направлениях относительно основания.
Первая и вторая профилированные дорожки могут предпочтительно приводиться в движение для вращения, по существу, с одной скоростью относительно основания.
Первая и вторая профилированные дорожки могут предпочтительно приводиться в движение для вращения с разными скоростями относительно основания.
Удобно, когда скорость вращения одной или обеих профилированных дорожек может изменяться в то время, когда устройство находится в работе.
Волнистости в поверхности одной из профилированных дорожек являются предпочтительно, в общем, большей амплитуды, чем волнистости в другой из профилированных дорожек.
Предпочтительно, чтобы одна из дорожек, имеющих волнистости большей амплитуды как относительной низкой точки их волнистостей, и в которых, когда копир дорожки совмещен с относительно низкой точкой в волнистостях, а другая из профилированных дорожек вращается относительно копира дорожки, движение копира дорожки приводится в действие посредством волнистостей в другой из профилированных дорожек.
Удобно, когда устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, третью профилированную дорожку.
Для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения, его варианты осуществления будут описаны на примере со ссылкой на сопроводительные чертежи, где
фиг.1 - иллюстрация компонентов устройства, соответствующего настоящему изобретению; и
фиг.2 - разрез компонентов устройства, иллюстрируемого на фиг.1.
На фиг.1 иллюстрируются некоторые основные компоненты устройства, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.
Устройство включает в себя, в общем, круглое основание 1, имеющее рельефный кольцевой внешний выступ, который проходит вокруг периферии основания.
Внешняя дорожка 3, которая имеет волнистую, по существу, кольцевую верхнюю поверхность 4, расположена непосредственно в ободе 2 основания, как более подробно описано ниже. Непосредственно во внешней дорожке 3 находится внутренняя дорожка 5, которая и в этом случае представляет обращенную вверх волнистую кольцевую верхнюю поверхность 6, которая находится приблизительно на уровне с верхней поверхностью 4 во внутренней дорожке 5.
Во внутренней дорожке 5 предусмотрена центральная ступица 7, которая возвышается относительно внешней и внутренней дорожек 3, 5. В примере, иллюстрируемом на фиг.1, ступица 7 образована интегрально с внутренней дорожкой 5, хотя это и не обязательно должно быть так. Ступица 7 обеспечивает, в общем, плоскую, по существу, кольцевую верхнюю поверхность 8 с нижней центральной опорой 9, выступающей из ее середины (центра).
Нижняя опорная плита 10 поддерживается над основанием 1. В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1, нижняя опорная плита 10 является, по существу, плитой треугольной формы и поддерживается тремя опорными стойками 11, которые проходят вниз из углов нижней опорной плиты 10 и могут опираться вне основания 1 на поверхность, на которой размещено основание 1. Нижняя опорная плита 10 также поддерживается нижней центральной опорой 9.
Таким образом, будет очевидным, что верхняя опорная плита 10 прочно поддерживается по месту над основанием 1 и является, по существу, параллельной ему.
Через нижнюю опорную плиту 10 предусмотрено три отверстия 12. Отверстия 12 расположены вблизи углов нижней опорной плиты 10 по направлению внутрь к местоположениям, в которых стойки 11 встречаются с нижней опорной плитой 10. В общем, цилиндрические приводные толкатели 13 проходят через каждое из отверстий и расположены, по существу, под прямыми углами к нижней опорной плите 10. Нижний конец каждого приводного толкателя 13, который расположен ниже нижней опорной плиты 10, заканчивается в роликовом блоке 14, имеющем ось 15, которая проходит, по существу, поперечно опорному толкателю 13. Ось 15, по существу, параллельна плоскости основания 1 и выступает внутрь относительно опорного толкателя 13, так что ось 15 расположена, по существу, непосредственно над внешней и внутренней дорожками 3, 5.
Внешний и внутренний ролики 16, 17 перемещаются с возможностью вращения на оси 15.
Роликовые блоки 14 опираются на внешний и внутренний ролики 16, 17, причем внешний ролик 16 опирается на верхнюю поверхность 4 внешней дорожки 3, а
внутренний ролик 17 опирается на верхнюю поверхность 6 внутренней дорожки 5. Пружина 18 расположена вокруг опорного толкателя 13 между роликовым блоком 14 и нижней стороной нижней опорной плиты 10, гарантируя, что роликовый блок 14 смещается вниз на верхние поверхности 4, 6 внешней и внутренней дорожек 3, 5. Так как внешний и внутренний ролики 16, 17 смонтированы на одной оси 15, будет очевидным, что роликовый блок 14 будет поддерживаться на какой бы ни было из верхних поверхностей 4, 6 выше точки, где ролики 16, 17 встречаются с верхними поверхностями 4, 6.
В предпочтительных вариантах осуществления ролики 16, 17 имеют одинаковый или, по существу, одинаковый размер. В других вариантах осуществления ролики 16, 17 могут иметь разные размеры. Ролики 16, 17 предпочтительно поддерживаются рядом один с другим как единая неподвижная ось 15, но могут альтернативно поддерживаться на отдельных осях. Этим отдельным осям может быть разрешено двигаться относительно один к другому, и они, например, могут отдельно поддерживаться посредством упругих элементов относительно соответствующего опорного толкателя 13.
Альтернативно может быть предусмотрен единый относительно широкий ролик, который накрывает две верхние поверхности 4, 6.
Верхняя опорная плита 19 переносится на верхних концах трех опорных толкателей 13. Верхняя опорная плита 19 является, по существу, плоской, и образована из жесткого материала, например стали. Верхняя опорная плита 19 является плитой по существу треугольной формы, имеющей подобную конфигурацию, что и нижняя опорная плита 10, и поддерживается посредством трех опорных толкателей 13 на ее углах.
Верхняя опорная стойка 20 выступает, по существу, непосредственно вверх из верхней поверхности верхней опорной плиты 19. Верхняя опорная стойка 20 имеет, в общем, цилиндрическую форму.
Будет очевидным, что в то время как нижняя опорная плита 10 поддерживается жестко относительно поверхности, на которую опирается устройство, посредством трех стоек 11 и нижней опорной стойки 9, верхняя опорная плита 19 не жестко поддерживается относительно поверхности, на которую опирается устройство. Верхняя опорная плита 19 поддерживается только посредством опорных толкателей 13, которые опираются посредством роликовых блоков 14 на верхние поверхности 4, 6 внешней и внутренней дорожек 3, 5. Опорные толкатели 13 свободны для скольжения вверх и вниз относительно основания 1 и нижней опорной плиты 10. Для содействия поддержанию опорных толкателей в правильной ориентации направляющие конструкции (не показанные) могут быть предусмотрены в отверстиях 12 или вокруг отверстий 12 в нижней опорной плите 10. Направляющие конструкции могут содержать один или более роликов.
Как внешняя дорожка 3, так и внутренняя дорожка 5 являются поворотными относительно основания 1. На фиг.2 иллюстрируется разрез определенных компонентов устройства, которым разрешено это вращение.
Во внешнем выступе 2 основания 1 основание 1 обеспечивает плоскую опорную поверхность 21, в общем, круглой формы. Центральная ось 22, которая не вращается относительно основания 1, проходит вверх из центра опорной поверхности 21. Двухсторонний подшипник 23 предусмотрен вблизи основания оси 22, опираясь на опорную поверхность 21. Двухсторонний подшипник 23 с возможность вращения поддерживает внешнюю дорожку 3, которая изготовлена в форме кольцевой плиты, имеющей периферийно выступающий выступ, причем верхняя поверхность выступа образует верхнюю поверхность 4 внешней дорожки 3.
Внешняя дорожка 3 может приводиться в движение для вращения относительно основания 1 в любом направлении посредством двигателя (не показанного). Квалифицированным специалистам в этой области техники будет очевидно, что имеется несколько разных способов, которыми может осуществляться вращательное движение внешней дорожки 3 относительно основания 1.
Выше внешней дорожки 3 вокруг оси 22 предусмотрен односторонний подшипник 24. Внутренняя дорожка 5, которая (в этом варианте осуществления) является интегральной со ступицей 7, смонтирована на одностороннем подшипнике 24. Односторонний подшипник 24 обеспечивает возможность вращения внутренней дорожки 5 в одном направлении относительно центральной оси 22, но не в другом направлении.
Нижняя поверхность внутренней дорожки 5 опирается на верхнюю поверхность внешней дорожки 3, которая лежит в ее выступе, которые обеспечивает волнистую поверхность 4 внешней дорожки 3. Верхняя поверхность внешней дорожки 3 и нижняя поверхность внутренней дорожки 5 образованы из соответствующих материалов или имеют соответствующие покрытия, так что эти поверхности могут относительно просто скользить одна относительно другой. Однако между этими поверхностями будут существовать некоторые силы трения.
Выше внутренней дорожки 5 находится нижняя опорная стойка 9, образованная не с возможностью вращения вокруг внутренней оси 22, которая, как описано выше, обеспечивает опору для нижней опорной плиты 10 (не показанной на фиг.2).
В общем, волнистости внутренней дорожки 5 предусмотрены на большей высоте выше основания 1, чем волнистости внешней дорожки 3, и являются также волнистостями большей амплитуды. Однако в волнистостях внутренней дорожки 5 образованы относительно низкие точки, причем эти низкие точки получены с одинаково разнесенными интервалами вокруг внутренней дорожки 5.
Волнистости, предусмотренные во внешней дорожке 3, в общем, являющиеся волнистостями меньшей амплитуды, и предусмотренные на немного меньшем уровне,
чем волнистости внутренней дорожки, образованы так, чтобы быть выше уровня внутренней дорожки 5 в ее трех относительно низких точках.
Далее будет описана работа устройства.
В первом режиме внешняя пластина 3 приводится во вращение в первом направлении. Односторонний подшипник 24 препятствует однако вращению внутренней пластины 5 в первом направлении таким образом, внутренняя пластина 5 остается неподвижной, тогда как вращается внешняя дорожка 3.
Внутренняя дорожка 5 позиционируется так, чтобы каждый из внутренних роликов 17 лежал над соответственно относительно низкой точкой внутренней дорожки 5.
Таким образом, будет очевидным, что, когда внешняя дорожка 3 вращается, внешние ролики 16 будут подниматься и падать в соответствии с волнистостями, предусмотренными на поверхности 4 внешней дорожке 3. Это движение подъема и падения будет передаваться через опорные толкатели 13 к верхней опорной плите 19, которые и вызовут движение верхней опорной плиты 19. Очевидно, что движение вверх и вниз опорных толкателей 13 не будет, в общем, в унисон. Вероятнее, что опорные толкатели 13 будут подниматься и падать в разные времена и это таким образом сообщит (придаст) относительно непредсказуемое движение подъема/падения и качания верхней опорной плиты 19.
Скорость этих движений может быть изменена путем увеличения или уменьшения скорости вращения внешней дорожки 3. Скорость может быть установлена в любой одной из ряда предварительно устанавливаемых скоростей или может быть непрерывно изменяемой между верхним и нижним пределами.
В таком случае устройство может быть включено так, чтобы внешняя дорожка 3 приводилась во вращение во втором направлении, которое является противоположным первому направлению. Это есть направление, в котором внутренняя дорожка 5 может вращаться, когда этому не препятствует односторонний подшипник 24. Когда внешняя дорожка 3 вращается во втором направлении, силы трения между внешней дорожкой 5 и внутренней дорожкой 3 вызовут также вращение внутренней дорожки 5 во втором направлении. Как описано выше волнистости в поверхности 6 внутренней дорожки, в общем, большей высоты над основанием 1, чем волнистости внешней дорожки 3, и таким образом движение вверх и вниз опорных толкателей 13 будут, в общем, следовать волнистостям во внутренней дорожке 5.
Переключение направления вращения, в котором приводится во вращение внешняя дорожка 3, таким образом обеспечивает возможность пользователю выбирать между двумя режимами устройства. Поведение устройства в этих режимах будет зависеть от природы волнистостей в поверхностях 4, 6 внешней и внутренней дорожек 3,5. Однако в предпочтительных вариантах осуществления волнистости являются, в общем, большей амплитуды на одной из дорожек, чем на другой дорожке, и в
этом случае волнистости, предусмотренные на внутренней дорожке 5, являются, в общем, большей амплитуды, чем волнистости, предусмотренные на внешней дорожке 3. Таким образом, переключение направления вращения обеспечивает возможность пользователю выбирать между относительно легким движением верхней опорной плиты 19 (когда внешняя дорожка 3 поворачивается в первом направлении) и более выраженное движение верхней опорной плиты 19 (если внешняя дорожка 3 вращается во втором направлении).
Если пользователь желает переключиться от вращения внешней дорожки 3 во втором направлении для вращения внешней дорожки 3 в первом направлении, то, в общем, будет необходимо совместить опорные толкатели 13 с относительно низкими точками во внутренней дорожке 5. В предпочтительных вариантах осуществления это контролируется процессором (не показанным), который продолжает вращение внешней дорожки 3 во втором направлении до тех пор, пока это совмещение не достигнуто, перед реверсированием направления вращения так, чтобы внешняя дорожка 3 вращалась в первом направлении.
В альтернативных вариантах осуществления односторонний подшипник 24 заменен более стандартным двухсторонним стандартным подшипником, так что, в общем, внутренняя дорожка 5 будет следовать вращению внешней дорожки 3 независимо от направления вращения. Однако в этих вариантах осуществления для остановки вращательного движения внутренней дорожки 5 в положении, где опорные толкатели 13, по существу, совмещены с относительно нижними точками во внутренней дорожке 5, предусмотрено блокировочное приспособление. В одном варианте осуществления блокировочный элемент (не показанный) предусмотрен на нижней стороне нижней опорной плиты 10, который взаимодействует со стопорным элементом (не показанным), который связан с внутренней пластиной 5 и, например, может быть расположен на верхней поверхности 8 ступицы 7. Стопорный элемент может проходить блокировочный элемент в одном направлении, но не может проходить блокировочный элемент в другом направлении. Например, блокировочный элемент может содержать коротыш, который выступает вниз из нижней стороны нижней опорной плиты 10 под углом, а стопорный элемент может содержать стержень, который выступает непосредственно вверх из верхней поверхности 8 ступицы 7. Когда стопорный элемент проходит блокировочный элемент в первом направлении, стопорный элемент может отклонить блокировочный элемент вверх к нижней стороне нижней опорной плиты 10 и таким образом может двигаться мимо блокировочного элемента. Однако в противоположном направлении стопорный элемент не будет способным вызывать это отклонение и, следовательно, не будет способным двигаться мимо блокировочного элемента.
В этих вариантах осуществления стопорный элемент и блокировочный элемент будут позиционированы так, чтобы, когда стопорный элемент удерживается блокировочным элементом, относительно низкие точки во внутренней дорожке 5 совмещены с опорными толкателями 13. Таким образом, будет очевидным, что, когда устройство переключается от вращения во втором направлении во вращение в первом направлении, после короткого периода вращения в первом направлении внутренняя дорожка уменьшит вращение с опорными толкателями 13, совмещенными с нижними точками во внутренней дорожке, и в таком случае движение вверх и вниз опорных толкателей 13 будет, в общем, следовать волнистостям во внешней дорожке 3.
Детское сиденье может быть соединено с верхней опорной плитой 19 и/или с верхней опорной стойкой, так что сиденье следует качательному движению верхней опорной плиты 19.
Настоящее изобретение не ограничено конструкциями, описанными выше, и имеется много разных способов, которыми устройство может управлять внутренней и внешней волнистыми дорожками. Например, дорожки могут обе вращаться, но с разными угловыми скоростями, так что верхней опорной плите 19 придается (сообщается) более непредсказуемое движение. Скорость вращения одной или обеих внутренней и внешней дорожек может изменяться, в то время как устройство находится в работе, так что скорость качательного движения верхней опорной плиты 19 изменяется, как изменяется разность фаз между внутренней и внешней дорожками.
Также предполагается, что внутренняя и внешняя дорожки могут вращаться в противоположных направлениях одно относительно другого, и в этом случае, в эти вариантах осуществления угловая скорость каждой дорожки может независимо поддаваться изменению.
Очевидно, что обеспечение внутренней и внешней дорожек таким образом обеспечивает возможность далеко менее предсказуемого и/или циклически повторяющегося движения, чем в случае с устройством, включающим в себя только одну дорожку.
В предпочтительных вариантах осуществления внутренняя и внешняя дорожки, или, по меньшей мере, их поверхности, которые обеспечивают волнистые поверхности, могут быть сменными, так что пользователь может заменять альтернативные дорожки для изменения качательного движения, обеспечиваемого этим устройством.
Квалифицированным специалистам будет очевидно, что может быть предусмотрено третье или даже дополнительные волнистые дорожки.
Хотя устройства, описанные выше, включают в себя треугольные верхнюю и нижнюю опорные плиты 10, 19, безусловно, очевидно, что устройство не ограничено такой конфигурацией, и могут быть использованы многие другие формы и опорные конструкции.
Используемые в этом описании и формуле изобретения термины «содержит» и «содержащий» и их вариации означают, что включены характерные элементы, этапы или компоненты. Эти термины не должны интерпретироваться для исключения наличия других элементов, этапов или компонентов.
Элементы, описанные в вышеприведенном описании или следующей формуле изобретения или в сопроводительных чертежах, выраженные в их характерных формах или в терминах значений для выполнения описываемой функции или способа или процесса для достижения описываемого результата соответственно могут отдельно или в любой комбинации таких элементов использоваться для реализации настоящего изобретения в его разных формах.
1. Укачивающее устройство, содержащее основание (1);
первую и вторую профилированные дорожки (3, 5), каждая из которых ограничивает замкнутый волнистый путь, причем профилированные дорожки установлены на основании (1) с возможностью вращательного движения относительно друг друга и основания;
по меньшей мере, один копир (14) дорожек, взаимодействующий с профилированными дорожками;
вращательный механизм профилированных дорожек (3, 5), сообщающий относительное вращательное движение между каждой из профилированных дорожек (3, 5) и копиром (14) дорожек и создающий в соответствии с этим смещение копира (14) дорожек относительно основания (1);
и опорную пластину (19), поддерживаемую копиром (14) дорожек.
2. Устройство по п.1, в котором опорная пластина (19) не вращается относительно основания (1).
3. Устройство по п.1, в котором каждый копир (14) дорожек содержит пару таких конструкций как (16, 17), каждая из которых адаптирована для взаимодействия с одной из профилированных дорожек (3, 5).
4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором внутренняя одна из профилированных дорожек (5) является концентричной с внешней одной из профилированных дорожек и расположена во внешней одной из профилированных дорожек (3).
5. Устройство по п.1, в котором внутренняя и внешняя профилированные дорожки (3, 5) являются, по существу, смежными друг другу.
6. Устройство по п.1, дополнительно содержащее амортизатор для модулирования относительного смещения между основанием (1) и опорной пластиной (19).
7. Устройство по п.1, в котором одна из профилированных дорожек (3, 5) может приводиться в движение для вращения соответствующего основания (1), тогда как другая из профилированных дорожек остается, по существу, неподвижной относительно основания.
8. Устройство по п.1, в котором первая и вторая профилированные дорожки (3, 5) могут приводиться в движение для вращения в одном направлении относительно основания (1).
9. Устройство по п.1, где первая и вторая профилированные дорожки (3, 5) могут приводиться во вращение в противоположных направлениях относительно основания (1).
10. Устройство по п.1, в котором первая и вторая профилированные дорожки (3, 5) могут приводиться в движение для вращения, по существу, с той же скоростью относительно основания (1).
11. Устройство по п.1, где первая и вторая профилированные дорожки (3, 5) могут приводиться во вращение с разными скоростями относительно основания (1).
12. Устройство по п.1, в котором скорость вращения одной или обеих профилированных дорожек (3, 5) может изменяться в то время, когда устройство находится в работе.
13. Устройство по п.1, в котором волнистости в поверхности одной из профилированных дорожек (5) являются, в общем, большей амплитуды, чем волнистости в другой из профилированных дорожек (3).
14. Устройство по п.13, в котором одна из дорожек (5), имеющих волнистости большей амплитуды, имеет относительно низкую точку в их волнистостях, и в котором, когда копир (14) дорожек совмещен с относительно низкой точкой в волнистостях, а другая из профилированных дорожек (3) вращается относительно копира (14) дорожек, движение копира (14) дорожек приводится в действие посредством волнистостей в другой из профилированных дорожек (3).
