Создание устройства качания детских кроваток с дугообразным полозом / Хабр
В предыдущих статьях (раз, два) я описывал устройство качания детской кроватки с маятниковым механизмом. Прошло всего каких-то пять лет – и теперь вашему вниманию хочу представить следующую разработку – устройство качания для кроватки с дугообразным полозом.Ах, да! Предвидя вопросы: «а зачем качать?», «а качать-то, наверное, вредно?», «а вот у меня дети никогда в кроватке не качались – и выросли достойными людьми!», «не нужно приучать детей к качанию, в Спарте таких вообще не любили!» и т.д. – отвечаю: это не предмет рассмотрения данной статьи. Если звезды зажигают – сами понимаете. Всегда качали – это в культуре, причем разных народов. Люльки, колыбели, «бешики» — вот это вот всё. И сейчас тоже – кроватки-качалки, кроватки с маятниковым механизмом. Качали, качают и качать будут. И мы с женой – тоже качали, конечно.
А раз так – будем автоматизировать!
Каким должно быть устройство для качания кроватки? Во-первых, бесшумным. По возможности – абсолютно бесшумным. Никакого жужжания, писка, щелчков и тиканья. Во-вторых – надежным. Чем меньше движущихся частей – тем лучше. Чем меньше механических передач – тем лучше. В-третьих – простым в установке. В идеале – прикрутить на пару-тройку саморезов, а то и приклеить на скотч – и готово. В-четвертых – эффективным. Т.е. качать должно хорошо и, если нужно, сильно. В-пятых – кроватка должна иметь возможность раскачивания вручную. Следовательно, желательно отказаться от передач с большим коэффициентом. В-шестых – устройство должно обладать рядом функций – несколько «скоростей», т.е. интенсивностей качания, таймер, датчик плача, датчик движения, дистанционное управление. И в-седьмых – себестоимость устройства не должна быть слишком большой. Иначе – какой смысл, ведь изделие изначально задумывается коммерческим.
Исходя из обозначенных требований – каким может быть принцип действия устройства качания кроватки на дугах? Самое простое – двигатель с передачей, преобразующей вращательное движение в возвратно-поступательное. Шкив с веревочкой или ниткой. Шестерня и зубчатая рейка. Коленвал и шатун. Червячная передача. Винтовая передача (вариант домкрата). И прочее, и прочее.
Но все эти идеи так себе. Двигатель будет шуметь, а передача не даст или будет затруднять качать кроватку вручную. Нужен прямой привод, без передач. И, так как нам не нужно вращательное движение, это должен быть линейный привод, линейный двигатель. Например, цилиндр, из которого будет выдвигаться шток. Тогда цилиндр можно прикрепить к полозу кроватки, а штоком она будет отталкиваться прямо от пола.
В порядке абсурдаВ этом месте я начал было задумываться о пневматике или даже гидравлике, но вовремя остановился.
Линейный двигатель, если совсем просто – это двигатель с развернутым в линию статором (неподвижной частью) и соответствующим «ротором» (подвижной частью). Как и обычный вращающийся двигатель, линейный по принципу действия может быть шаговым, синхронным, асинхронным и много ещё каким. По конструкции линейные двигатели также могут быть очень разными – с магнитами, без магнитов; со стальным магнитопроводом или без него; с подвижными катушками или подвижными магнитами и прочее и прочее. Каким же должен быть двигатель для устройства качания кроватки?
И далее был поиск. Я читал материалы, найденные по ключевым словам «voice coil motor/actuator» и по другим похожим, смотрел, что выпускается сейчас разными фирмами – а вдруг что-то готовое подойдет? Потом узнавал цену – нет, не подойдет…
Кстати,насколько я понял, в России такие изделия вообще не выпускаются. В Европе – пожалуйста, в Китае – тоже много. А у нас – как-то нет (может, конечно, просмотрел, поправьте, если так).
В результате я нашел два очень полезных для меня ресурса – сайт, на котором корейский энтузиаст-самодельщик описывает разработку и создание актуатора и подробный и широкий по охвату труд – магистерскую диссертацию «THE DESIGN OF MOVING MAGNET ACTUATORS FOR LARGE-RANGE FLEXURE-BASED NANOPOSITIONING» by David B. Hiemstra (можно найти в поиске), в которой подробно описано не только создание действующего актуатора, но и содержится огромное количество сведений «вокруг» этого вопроса. Отдельно стоит отметить часть работы, в которой автор делает обзор инноваций в проектировании актуаторов – очень интересно почитать, рекомендую.
Устройство качания медленно возникало в моем воображении, как черно-белая фотография в кювете с проявителем. Детали были еще туманны, но основная идея становилась всё более понятна. Статор, состоящий из двух встречно включенных катушек внутри ферромагнитного ярма, и шток – стержень с надетым на него кольцевым магнитом. Возможно, полюсы – металлические шайбы, надетые на тот же стержень. Вот как-т о так.
Но какие должны быть катушки? Какой длины, диаметра, каким проводом мотать, сколько витков? Какое между ними должно быть расстояние? Какой магнит нужен для штока, нужны ли полюсы или можно без них? Как вообще выбрать всю геометрию изделия, чтобы она была оптимальна? Некоторые соображения общего плана приведены в упомянутой выше работе, но как определить параметры конкретно для моего случая? Неужели нужно будет изготавливать несколько вариантов наугад?
К счастью, нет. Умные люди уже давно придумали моделирование.
Надо сказать, что устройство для качания кроваток с маятниковым механизмом, разработанное ранее, я моделировал в COMSOL Multiphysics. Это впечатляющий продукт, позволяющий моделировать явления из очень разных областей физики, в том числе, конечно, и электромагнитные явления. Моделируются электромагнитные системы там в трехмерном виде, что, с одной стороны, является универсальным подходом, а с другой – требует вычислительных мощностей и времени – как на освоение программы (хотя «порог входа» невысокий, обучающих материалов много), так и непосредственно на вычисления. Процесс моделирования происходит в формате «что-то изменил – запустил расчет – ушел чай пить». Продукт коммерческий, если это важно.
А еще есть FEMM (Finite Element Method Magnetics, Magnetic Analysis). Некоммерческая программа, моделирует в 2D, но этого во многих случаях достаточно. А к ней «добавление»: DoSA-Open_2D (Designer of Solenoid & Actuator) от автора, насколько я понял, того же сайта. «Добавление» специально сделано для простого моделирования актуаторов и соленоидов. Система должна быть осесимметричная, для анализа рисуется ее сечение. Указывается материал элементов, их подвижность или неподвижность, запускается расчет – и через несколько секунд результат готов. Для моего случая программа оказалось идеальной.
на упомянутом сайте описаны еще несколько систем моделирования, если интересно – почитайте.
Итак, моделирование позволило выбрать некоторые параметры первого прототипа. Что ж, нарисуем, изготовим, посмотрим на результат.
Модель В разрезеГлавное – оно работает, кроватка качается. Значит, принципиально всё правильно. Теперь нужно придать устройству качания приличный товарный вид.
И вот здесь-то и возникли многочисленные вопросы. Как выглядит современное бытовое устройство? Практически всегда это – пластиковый корпус. В некоторых случаях – металлический. Однако для малых серий именно бытовых приборов изготовление пластикового корпуса – предприятие очень дорогое и, соответственно, с очень сомнительной окупаемостью. Нужно как-то выкручиваться из этой реальности, что-то придумывать. Да, было бы здорово найти готовый пластиковый корпус и скомпоновать всё туда. Или сделать металлическое изделие, покрасив его, например, порошковой краской. Или взять какой-нибудь профиль – алюминиевый, пластиковый, отрезать из него корпус, а сверху наклеить наклейку или термоусадку, как на бутылку с газированной водой. Ну допустим.
Но дело же не только в корпусе. Нужно ещё придумать, как сделать конструкцию технологичной. Катушки нужно на что-то намотать, на какой-то каркас. Шток должен двигаться в подшипниках скольжения, которые в свою очередь должны быть как-то закреплены и быть как минимум соосны. Печатная плата также должна быть как-то размещена и закреплена. Ну что ж, попробуем решить эту задачку «в лоб». Алюминиевый каркас, нержавеющий немагнитный шток, стальной корпус – он же ярмо, алюминиевые крышки. В результате пробы получилось вот это:
МодельВ разрезеНа основе этой модели были сделаны чертежи, которые я разослал на многие производства, как российские, так и китайские, чтобы узнать примерную цену комплекта.
Я подозревал, что получится, наверное, дороговато. Но цена оказалась высокой настолько, что никакого смысла изготавливать такую конструкцию и вовсе не было. Для изготовления требовалось использование токарно-фрезерных станков с ЧПУ, нужны были ручные операции типа нарезания резьбы, разворачивания отверстий развертками и прочее. И каждая такая операция – дорога. Даже при партии в 100 штук. Даже в Китае.
Признаюсь, это был момент уныния и разочарования. Да, так мелкосерийное изделие не сделать. Нужен какой-то принципиально другой подход именно к конструированию. Нужно делать как-то вообще не так, как-то принципиально иначе.
Что в этой конструкции самое дорогое? Детали, выточенные на токарном станке. От них нужно отказаться. Все ручные операции, требующие точного позиционирования – сверление, нарезание резьбы – туда же. А что нам вообще доступно? Лазерная резка. Металла, пластика, фанеры. Но как из плоской вырезанной детали сделать, например, каркас катушки? Или магнитопровод, охватывающий эту катушку?
Есть такое понятие – инсайт. Внезапное озарение, прозрение. Вот так думал-думал над какой-то проблемой, а потом что-то «щелкнуло» – и вдруг понял, как надо. Упало, к примеру, яблоко на голову – и вот уже всё понятно: пора собирать урожай картофеля.
И первый такой инсайт – а не надо каркас. У нас есть самоспекающийся провод, и мы уже неплохо научились с ним работать. Катушки будут бескаркасные. Второе «яблоко» — да и ярмо необязательно цилиндрическим делать, вот у различных реле и соленоидов ярмо из пластин состоит – и ничего. И далее: все детали должны быть – плоскими. Никакой резьбы – используем закладные квадратные шайбы. Несущая конструкция будет из металла и пластика, поликарбоната. А корпус… пусть будет из фанеры.
Нарисуем. Изготовим. Попробуем. И снова. И ещё несколько раз (и, похоже, это не предел). Параллельно с этим «доведём до ума» программную часть и электронику – там ничего особо нового, все идеи взяты из предыдущих устройств качания с некоторой, конечно, корректировкой. И вот он – результат.
И конечно, видео:
Пока изготовлено лишь несколько экземпляров, процесс доводки и доработки ещё идёт. Кроме того, электронная часть взята самая простая – с управлением маленьким пультом-брелоком. С помощью пульта можно запустить и остановить качание, а также выбрать одну из шести возможных мощностей укачивания. Дип-переключателями на корпусе устройства можно выбрать время качания – от 15 минут до бесконечности, всего 8 вариантов установок. Также кроватку можно остановить рукой – просто затормозить и подержать 3-5 секунд. В планах – управление с помощью большого пульта с экраном, и по Wi-Fi – всё как в предыдущих устройствах для кроваток с маятником. Добавятся ещё датчик плача и датчик движения, время качания можно будет также устанавливать дистанционно, а не переключателями на корпусе.
По мотивам разработки мною был получен патент на полезную модель 200048 «Устройство качания мебели для лежания или сидения».
А дальше? Практика – критерий истины. Нужно изготовить небольшую партию изделий и проверить коммерческую привлекательность и перспективность. Но это уже совсем другая история, которая, к тому же, только начинается.
Продольный или поперечный маятник: какой лучше
Ольга Сидоренко
Кроватки с функцией качания значительно облегчают жизнь молодым родителям. Возможность покачать и успокоить новорожденного, не поднимая его из постели, представляет очевидную пользу, особенно в ночные часы. Есть несколько видов приспособлений, позволяющих раскачивать кроватку. И в этой статье, поговорим о самом популярном.
Мы расскажем особенности использования двух типов маятниковых механизмов, и поможем вам разобраться, какой маятник лучше: продольный или поперечный.
Продольный маятник: естественность
- Раскачивает малыша от головы к ножкам.
- Имитирует качание на руках, прогулки в коляске и считается естественным для новорожденного.
- По мнению врачей педиатров, благотворно влияет на развитие вестибулярного аппарата.
- Позволяет организовать безопасный совместный сон с мамой.
Поперечный маятник: классика
- Качает ребенка влево-вправо.
- Повторяет движения классической колыбели. Традиционный способ укачивания младенцев.
- Приходит в действие от движений малыша. Тихонько покачает его, без вашего участия, если тот проснется ночью и зашевелится.
- Занимает меньше места, чем первый вариант.
Что нужно учитывать при выборе: важные моменты
Где будет стоять кроватка?
Следует учесть амплитуду качаний (6-15 см) и оставить небольшое пространство по ходу движений, чтобы ничего не мешало раскачиваниям.
- Кроватку с продольным механизмом можно поставить вдоль стены и родительской кровати.
- С поперечным же, можно придвинуть к стене только спинкой.
С какой стороны будете качать?
Чтобы привести в действие маятник, достаточно толкнуть кроватку один раз и она будет раскачиваться некоторое время. Удобнее всего толкать от себя, так рука будет меньше уставать. Поэтому, если мамочка располагается со стороны изголовья, подойдет продольное качание. А если сбоку, то поперечное.
Реакция ребенка
Все детки разные — то, что нравится одному, может не понравиться другому. Многие мамы советуют понаблюдать, как реагирует малыш, чтобы выбрать наиболее подходящий. Но как это сделать заранее? И тут производители предлагают еще одно решение.
Универсальный маятник: 2 в 1
Скажем сразу, что универсальность не предусматривает раскачивания в разные стороны. Можно выбрать что-то одно. Выбор определяется на этапе сборки. И если вы захотите сменить типа качания, просто пересоберите кроватку заново.
Здоровья вам и вашим деткам!
Интересные товары из нашего каталога
Была ли эта статья полезна?
Да, полезна
Нет
Теги: Детская
Подписаться
Будьте в курсе всех новых статей нашего блога
Похожие статьи
Как выбрать детскую кровать: обзор моделей для детей от 3 лет
Читать статью
Как выбрать матрас для новорожденного: 5 важных моментов
Читать статью
Нужна ли кроватка: зачем новорожденному спать отдельно
Читать статью
Сочетание цветов в детской комнате: 6 примеров в интерьере
Читать статью
Остались вопросы? Задавайте!подлокотники, выдвижной шезлонг, откидывающаяся удобная спинка Качели
Перейти к основному содержаниюПоиск
Галерея
Технические характеристики
Качели
Этот диван имеет один или два подлокотника, выдвижной конец шезлонга с тремя положениями, откидывающуюся удобную спинку и отделение под сиденьем. Сиденье набито полиуретаном высокой плотности различной плотности и имеет закругленные края из синтетического волокна, а спинка набита piumafill и обтянута 100% чистым хлопком. Диван Swing оснащен двухфункциональной системой трансформации, с откидывающейся двуспальной кроватью. Кровать всегда готова к использованию и оснащена инновационной системой CF9.7 реечное дно кровати. Каркас изготовлен из алюминиевых профилей, кровать оснащена встроенной системой регулировки.
открыть кровать
Закрыть X
9. Технология и дизайн
Кровать открывается и закрывается одним легким движением с помощью ручки на передней полке, которая поворотным движением становится опорой для кровати.
Полка остается горизонтальной, пока кровать раскладывается, поэтому предметы
22. Простота использования
Контейнер под сиденьем, модель Swing.
Закрой кровать
Закрыть X
14. Технологические инновации
Тросы встроены в основание кровати и откалиброваны для системы открывания/закрывания. Основание кровати скользит по полизеновым кулачкам.
11. Технологические инновации
Система регулировки тросов, встроенная в основание кровати для балансировки механизма.
8. Основание кровати CF 97
Основание кровати из штампованного анодированного алюминия со встроенным механизмом регулировки.
Measures
Узнайте, сколько места вы экономите
Swing
Swing «0»
Download Area
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы скачать материалы
Скачать Технические материалы
Скачать Каталоги
Каталоги систем Living & Young
Зарезервированный документ
Войдите или Зарегистрируйтесь для просмотра других материалов
Загрузить файл
Ввести информацию, необходимую для процедуры загрузки
Поисковая система
Специализированные сайты
Сарафанное радио
Ярмарка/выставка
Печатная реклама
Я уже клиент
Другое…
Введите другое…
Деловая активностьЧастный
Внештатный / Архитектор / Дизайнер интерьеров
Дилер / Торговый представитель
Другое…
Введите другое…
Страна
— Select -AfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua & BarbudaArgentinaArmeniaArubaAscension IslandAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia & HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCanary IslandsCape VerdeCaribbean NetherlandsCayman IslandsCentral African RepublicCeuta & MelillaChadChileChinaChristmas IslandClipperton IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongo — BrazzavilleCongo — KinshasaCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzechiaCôte d’IvoireDenmarkDiego GarciaDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEswatiniEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Southern TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGu inea-BissauGuyanaHaitiHeard & McDonald IslandsHondurasHong Kong SAR ChinaHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacao SAR ChinaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmar (Burma)NamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorth KoreaNorth MacedoniaNorwayOmanOutlying OceaniaPakistanPalauPalestinian TerritoriesPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandsPolandPortugalPuerto RicoQatarRomaniaRussiaRwandaRéunionSamoaSan MarinoSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia & South Sandwich IslandsSouth KoreaSouth СуданИспанияШри-ЛанкаSt.
Вы ищете вдохновение или хотите дополнить свое пространство?
Откройте для себя наши идеи дизайна интерьера
Качели
Стандарт Кали Дуо
Система Living & Young
Качели
Система Living & Young
Вас заинтересовал этот товар?
Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы узнать, где его найти
Свяжитесь с нами
Альтернативные продукты
Откройте для себя другие трансформируемые системы
Tonale 201-281
Линейный диван на ножках и откидной трансформирующейся двуспальной системе
Altea Board
Система-трансформер с односпальной кроватью и большим письменным столом
Диван Altea
RockitMan™ Home – RockitMan™ Universal Rocker
youtube.com/embed/fkbr1pJi5xs?autoplay=1&loop=1&mute=1&controls=0&playlist=fkbr1pJi5xs» frameborder=»0″ webkitallowfullscreen=»» mozallowfullscreen=»» allowfullscreen=»»> «Худшая покупка за последние 90 дней. Я не могу вытащить жену из гамака».
— Дж.Т.
Сделано в США
Автоматический электрический гамак-качалка
Никогда не слишком много, никогда не слишком мало, ваш RockitMan™ всегда правильно раскачивается. RockitMan™, созданный для того, чтобы подтолкнуть ваш гамак в нужное время и в нужном темпе, позволяет вам по-настоящему и полностью расслабиться так долго, как вы предпочитаете. RockitMan™ автоматически определяет естественный ритм вашего гамака или качелей и подстраивается под этот ритм без каких-либо усилий с вашей стороны. Просто прикрепите RockitMan™ к своему любимому гамаку и качайтесь.
Патент США № 10 555 616
Работает с любым гамаком!
Если и существует какое-либо занятие на свежем воздухе, придуманное исключительно для отдыха, так это кемпинг. Но правильное снаряжение необходимо для того, чтобы по-настоящему занять — и оставаться — лежачее положение, которое лучше всего работает в кемпинге. Чтобы вам никогда не пришлось напрягать ни одну мышцу, отдыхая на свежем воздухе, RockitMan ™ обязательно станет вашим новым любимым другом в походе. Портативный, компактный и надежный гамак RockitMan™ выводит время простоя на совершенно новый уровень. Просто прикрепите, расслабьтесь и отдохните. RockitMan™ позаботится обо всем остальном.
Патент США № 10 555 616
Потрясает всех и пары!
Мы все разные. Некоторым из нас нравится гамак на лужайке, а некоторым нравятся качели на веранде или в патио. А еще мы все разного роста. Итак, мы протестировали RockitMan™ с весом 350 фунтов в нашем гамаке, и RockitMan™ выдержал испытание как чемпион! Независимо от того, являетесь ли вы игроком на линии NFL, парой среднего размера или даже просто малышом, RockitMan ™ потрясет вас. Так что качайте! — с RockitMan™
Патент США № 10 555 616
.
Keeps Your Porch Swing Rockin’
Послушайте, вы заслужили право расслабиться и наблюдать за миром, не выходя из дома. Но насколько раздражает необходимость выполнять работу по созданию этого плавного движения вперед-назад самостоятельно? Пригласите RockitMan™ провести время теплыми летними вечерами и узнать, что на самом деле означает настоящая релаксация. Почти такой же простой в настройке, как и в использовании, RockitMan ™ — это друг на крыльце, о котором вы никогда не подозревали, что вам нужен. Сохраняйте мягкое движение, которое вам нравится больше всего, с RockitMan™. (ПРИМЕЧАНИЕ: RockitMan не работает с качелями, подвешенными к ЧЕТЫРЕМ точкам на потолке)
Патент США № 10,555,616
Качели навеса? Мы тоже качаем!
Трудно превзойти привлекательность удобной зоны отдыха на свежем воздухе. С мягкими сиденьями, навесом от солнца и местом для двоих, где можно прижаться друг к другу, качели с навесом — почти идеальный выбор для любого крыльца или патио — почти. Хотя они и качаются, они делают это не сами по себе. К счастью, есть RockitMan™. Сэкономьте усилия и по-настоящему расслабьтесь с другом, о котором вы даже не подозревали. Являясь вашим постоянным партнером по отдыху, RockitMan™ экономит время, которое вы тратите на раскачивание парашюта, и делает его еще лучше, автоматически добавляя мягкое раскачивание. Просто прикрепите и качайте.
Патент США № 10 555 616
Раскачайте качели в гамаке!
Добавляя дополнительный уровень комфорта и контроля вашим любимым качелям-гамакам, RockitMan™ можно использовать практически с любым подвесным сиденьем на открытом воздухе. Очень гибкий и чрезвычайно простой в настройке и использовании, RockitMan ™ обязательно станет вашим надежным партнером в релаксации. Превратите качели в гамаке в любимое сиденье на крыльце или в патио с автоматическим качалкой RockitMan™, и вам не придется напрягать ни единого мускула.