この記事では、振り子機構を備えたベビーベッドを振る装置をどのように開発したかについて説明します。
興味があれば、猫へようこそ。
この話は3年以上前に始まりました。妻と私は息子の誕生の準備をしていました。 とりわけ、私はベビーベッドの購入に参加し、このトピックに関する市場の調査を開始しました。 今日、以下のタイプの簡易ベッドが販売されていることが判明しました。
- ただ立っているだけのベビーベッド。 脚には通常、車輪が装備されています。
- 弓状の蛇とロッキングベッド。
- 振り子スイング機構付きのベビーベッド。
振り子のメカニズムは、縦方向（タイトルの写真のようにベッドが長辺に沿って揺れる）、横方向（ベッドが短辺に沿って揺れる）、またはユニバーサルです。 後者の場合、同じベビーベッドを両方の方法で組み立てることができます。
まだゆりかごがあります-小さなゆりかごは、何かをしているときにあなたの隣に置くのに便利で、赤ちゃんが起きています。
まだ中国のベビーサークルがあります。 変形ベッドもあり、引き出しのチェストと交換用テーブルが端から取り付けられています。また、振り子のオプションもあります。 そして、もっとエキゾチックなものがたくさんあります。
しかし、私は特に、振り子スイング機構を備えた、カバまたはブナで作られた標準サイズの標準サイズのベッド用に調整されました。 「プログレッシブ、上級者」として、私はすぐにこのベビーベッドを振るのは私の手ではないと考えました。 確かに、ロッキングメカニズムは長い間発明されてきたと思います。店に行って購入するだけです。
しかし、驚いたことに、完成したデバイスは販売されていませんでした。 しかし、ヒントがあります。 たとえば、ロープの一端を足に、もう一端をベッドに結び、脚を振ってベッドを揺らします。 コンピューターの前に座ることもできます。 または、ロープをCD-ROMのテーブルに結び付けて、一定の頻度でテーブルを開閉するプログラムを作成します。 また、古い「Lada」のドライブワイパーを使用できます。 そして、音がしないように、隣の部屋に置いて、この部屋からロープを穴、滑車、ブロックのシステムを通して保育園に引きます。 さらに急進的なヒントがあります-ダウンロードしないでください。 おそらく、これは有害であり、一般的に、たとえばスパルタでは、彼らは子供たちを揺さぶらず、誰もがすべてに満足していたからです。
ヒントに加えて、いくつかの特許が発見されましたが、それらに関するデバイスは作成されていません。 おそらく一台のメーカーがあり、おそらく彼らのデバイスも購入しました。 しかし、当時はすでに不可能でした-私が理解するように、もしあれば、彼らは生産を変えました。
それで、ベビーベッドを揺らすための独自のデバイスを開発することになりました。
インターネットで見つかったすべての特許やその他の資料を分析しました。 子供たちの中国製電動スイングを分解して、中身を確認する必要もありました。
デバイスの要件は徐々に形成されました。
- ノイズレス。 これは、モーター、ギア、ギアボックスがないことを意味します。 もちろん、防音をすることもできますが、最初からこれをすべて行わない方が良いでしょう。
- リモートコントロールの可能性。 そして、これは、デバイスが静止状態からベビーベッドを揺らす能力を意味します。
- 簡単なベビーベッドのインストール。 そして、結果として、すべてではないにしても、少なくとも市場で入手可能なベッドのほとんどを設置する可能性。
デバイスの設計を考えて、私はいくつかの重要な点に注意しました。 第一に、スイング装置はベビーベッドの固有振動数に適応し、地面に立っている人がスイングを振るのと同じように、明確に定義された必要な時点でそれを押します。 さらに、ベビーベッドとドライブの接続は堅固ではなく、ドライブと手に損傷を与えることなく、いつでも手でスイングベッドを停止できるようにする必要があります。 ベビーベッド自体が揺れ、ドライブは摩擦の結果として放散されるエネルギーのみを補償します。 これにより、デバイスが消費する低電力が決定されます。
覚えておいて、デスクトップの永久運動マシンはかつて人気がありましたか？ スタンドにはコイルがあり、スイング部分には磁石があります。 「エンジン」を振るだけで十分で、バッテリーがなくなるまで揺れます。
デバイスの動作原理は単純です-コイルの上を飛んでいる磁石がその中でEMFを誘発し、磁石がコイルから離れ始めた瞬間に符号が変わります。 ここでも同じ原理で、デバイスを作成することにしました。 重要なポイント-私はセンサーと同じ駆動コイルを使用することにしました（たとえば、別のコイル、オプトカプラー、ホールセンサーではありません）。 言い換えると、マイクロコントローラー（そしてもちろん、その上に設計が組み込まれています）は、最初にコイルのEMFに「耳を傾け」、次に適切なタイミングで同じコイルを電源に接続します。
アイデアから完成したデバイスまで歩いて、私は多くの質問を解決しなければなりませんでした。 ATtiny24はマイクロコントローラーとして登場しました。 磁石は、直径15 mm、厚さ8 mmのワッシャーの形でネオジムを選択しました。 コイルに関する別の話-いくつかの理論と、サイズ、ワイヤ径、巻き数が異なるいくつかのプロトタイプコイルの両方を使用して、パラメータを慎重に選択する必要がありました。 コアの形状と材料もさまざまでした。 もちろん、磁気システムを可能な限り閉じたいと思っていました。理想的には、磁石はコアの極間のギャップを最小限に抑えて移動する必要があります。 この場合、デバイスの最高の効率（したがって、巻線内の銅の最小量）が達成されます。 ただし、設計を簡素化するために、高効率を犠牲にする必要がありました。 コイルのオプションの1つ（最終ではない）が写真に示されています。
スイング機構がベビーベッドを所定の位置から移動させるために、平衡位置にある磁石に対するコイルの特定の変位が提供されました。
リモートコントロールは、4つのボタン（スタート、ストップ、モア、レス）とそのレシーバーを備えた既製の中国製リモコンを使用して実行されました。 現在、次のリモートコントロールが使用されています。
マイクロコントローラ用のプログラムは、6つのロッキング速度を提供しました（実際、プッシングパルスの長さを変更します）。 6番目の速度では、アルゴリズムはやや複雑です。一連の短いパルスを使用し、それらの間の休止で誘導されたemfの極性をチェックします。 これにより、最大のスイングエネルギーを実現できます。
この3年間で、新しいアイデアが生まれると、プログラムは改善されます。 たとえば、ベビースイングの周期に応じてパルスの長さを動的に変更するためのアルゴリズムがテストされています（現在使用されています）。 また、ドライブコイルの電流を滑らかに増加および減少させるアルゴリズムが作成されており、これによりデバイスの完全なノイズレス性が決定されます。 この改善がなければ、デバイスはカチカチ音を立てる時計のような音を出しました。 スイングの振幅に関するフィードバックを使用してPIコントローラーを作成するという考え方はまだありますが、既存の「センサー」を使用してこの振幅を決定する問題はまだ解決されていません。
完成したGaintaケースがデバイスケースとして選ばれ、しばらくして彼はレーザーで彫刻された美しい写真を手に入れました。
電源-準備完了、12 V、2 A
デバイスの写真をさらにいくつか：
非標準のファスナーは、レーザーカットおよび粉体塗装されています。
そしてビデオ：
私たちは約1年間スイング装置を使用しましたが、妻はとても喜んでいました。 そして、子供はベビーベッドでロックアウトすることを拒否し、デバイスは私たちにとって無関係であることが判明しました。
そして、そのようなデバイスを販売できることが判明しました。 しかし、それは別の話です。
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