DE112007002469T5

DE112007002469T5 - Motorantrieb und Benutzerschnittstellensteuerung für eine Kinderbewegungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112007002469T5
Application number: DE112007002469T
Authority: DE
Inventors: Joshua E. Clapper; James Godiska; Matthew J. Ransil; William B. Bellows; John Jason Arnold Iv; Brian Kincaid
Original assignee: Graco Childrens Products Inc
Current assignee: Graco Childrens Products Inc
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-09-17
Also published as: US7884710B2; US20080165016A1; CN101528087B; US20080139327A1; CN101528087A; CN102113794A; CN101528088A; US7918742B2; CN102113793A; CN101626711A; WO2008055252A3; US20080146360A1; GB2455024B; US20080146359A1; GB2455024A; US20080146361A1; WO2008055252A2; GB0904623D0; CN101528088B; US20080136236A1

Abstract

Kinderbewegungsvorrichtung, umfassend:
einen Motor,
ein mit dem Motor gekoppeltes Antriebssystem, um eine hin- und hergehende Schwünge umfassende Bewegung entlang eines Bewegungspfads zu erzeugen,
einen auf die Bewegung reagierenden Sensor, um die Bewegung anzeigende Ruckkopplungsinformationen zu erzeugen, und
eine mit dem Sensor gekoppelte Motorsteuerschaltung, um auf der Grundlage der Rückkopplungsinformationen zu bestimmen, wann dem Motor während jedes hin- und hergehenden Schwungs Energie zuzuführen ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 60/855,894 mit dem Titel „Motion Control Devices and Methods”, eingereicht am 31. Oktober 2006, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme ausdrücklich eingeschlossen wird.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Kinderbewegungsvorrichtungen und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung der Bewegung solcher Vorrichtungen.
Kurze Beschreibung der verwandten Technik
Kinderbewegungsvorrichtungen, wie z. B. herkömmliche Pendelschaukeln, werden üblicherweise verwendet, um ein Kind zu unterhalten, und mitunter noch vorrangiger dazu, ein Kind zu beruhigen oder zu besänftigen. Dabei wird ein Kind typischerweise in einem Sitz der Vorrichtung platziert, und dann wird die Vorrichtung angewiesen, das Kind in einer hin- und hergehenden Pendelbewegung zu schaukeln.
Leider mangelt es vielen Kinderbewegungsvorrichtungen an Einstell- oder Anpassbarkeit bezüglich ihres Betriebs. Bei bisherigen Kleinkinderschaukeln und anderen Kinderbewegungsvorrichtungen ist häufig keine Anpassung an sich ändernde Betriebsbedingungen möglich. Solche Vorrichtungen sind wahrscheinlich nur für eine kleine Gruppe von Kinder oder einen schmalen Bereich von Betriebsrahmenbedingungen geeignet. Das Unvermögen, korrekt zu funktionieren, wenn die darin befindlichen Kinder aus einem bestimmten Gewichtsbereich herausfallen, ist ein Beispiel, wo bisherige Vorrichtungen den beabsichtigten Betrieb versagen können.
Ein Mangel an Individualisierungsoptionen kann eine weitere Ineffektivitätsquelle darstellen. Vorlieben können von Kind zu Kind als auch für ein Kind im Laufe der Zeit erheblich variieren. Folglich sind Kinderbewegungsprodukte ohne verfügbare Einstell- oder Individualisierungsoptionen möglicherweise nur für eine kleine Untergruppe von Kinder und dann nur für einen kurzen Zeitraum effektiv.
Die in bisherigen Kinderbewegungsvorrichtungen eingesetzten Steuertechniken sind bekanntermaßen mit einer Reihe von Unzulänglichkeiten behaftet. Die Steuertechniken und die Elektronik und andere Komponenten, die an ihrer Ausführung beteiligt sind, sind oft ungenau, ineffizient oder beides. Dies kann häufig zu Problemen bezüglich des Betriebs führen. Beispielsweise kann die resultierende Bewegung für das darin befindliche Kind holprig oder ruckhaft sein, wenn die Vorrichtung im Allgemeinen den beabsichtigten Betrieb versagt. Andere Unzulänglichkeiten der Steuerelektronik und der damit zusammenhängenden Komponenten führen zu ineffizientem Betrieb, was wesentlich sein kann, da viele Kinderbewegungsprodukte für Batteriebetrieb ausgelegt sind. Eine rasche Erschöpfung der Batteriekapazität führt dann wahrscheinlich zu weiteren Betriebsproblemen.
Diese und andere Unzulänglichkeiten der Steuertechniken und der damit zusammenhängenden Komponenten können schließlich dazu führen, dass die Vorrichtung für die Beruhigung, Besänftigung oder Unterhaltung eines darin befindlichen Kindes oder Kleinkindes ineffektiv ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der Lektüre der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Kinderbewegungsvorrichtung, die gemäß verschiedenen Aspekten der Offenbarung gesteuert wird,
2 eine perspektivische Ansicht der Kinderbewegungsvorrichtung von 1 mit einem in auseinandergezogener Ansicht gezeigten Sitz zur Anbringung in einer von mehreren optionalen Sitzausrichtungen,
3 eine perspektivische Ansicht der Kinderbewegungsvorrichtung von 1, wobei der Sitz in einer der optionalen Sitzausrichtungen angebracht ist,
4 eine perspektivische Ansicht eines Pfostens und einer Sitzbasis eines Halterahmens der Kinderbewegungsvorrichtung von 1 in auseinandergezogener Ansicht,
5 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Pfostens von 4, um ein Benutzerschnittstellenbedienfeld detaillierter zu zeigen,
6 eine perspektivische Ansicht beispielhafter Antriebs- und Motorsteuerungsrückkopplungssysteme, die gemäß einer Ausführungsform gestaltet sind und aus einem Gehäuse des Pfostens von 4, in dem die Systeme angeordnet sind, entnommen gezeigt sind,
7 einen detaillierteren Aufriss der Antriebs- und Motorsteuerungsrückkopplungssysteme,
8 eine Unteransicht der Antriebs- und Motorsteuerungsrückkopplungssysteme,
9 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Sensorplatte des Motorsteuerungsrückkopplungssystems und/oder der Benutzerschnittstelle einer der Kinderbewegungsvorrichtungen von 1 und 9 und gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung,
10 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Kinderbewegungsvorrichtung, die für eine Integration der Sensorplatte von 9 geeignet ist, um die Motorsteuerung und die Benutzerschnittstellenfunktionalität gemäß einem Aspekt der Offenbarung zu erleichtern,
11 einen schematischen Schaltplan eines Steuersystems gemäß verschiedenen Aspekten der Offenbarung,
12 eine vereinfachte Darstellung einer angelegten Motorspannung, die durch das Steuersystem von 11 gemäß einem Aspekt der Offenbarung erzeugt werden kann,
13 ein Ablaufdiagramm einer Motorspannungskalibrierungstechnik, die durch das Steuersystem von 11 gemäß einem Aspekt der Offenbarung ausgeführt werden kann,
14 ein Ablaufdiagramm einer Audiosteuertechnik, die durch das Steuersystem von 11 gemäß einem Aspekt der Offenbarung ausgeführt werden kann,
15 ein Ablaufdiagramm einer Betriebsmodussteuertechnik, die durch das Steuersystem von 11 gemäß einem Aspekt der Offenbarung ausgeführt werden kann.
Obgleich für die offengelegten Systeme, Vorrichtungen und Verfahren verschiedene Ausführungsformen möglich sind, sind in der Zeichnung spezifische Ausführungsformen der Erfindung dargestellt (und werden diese nachstehend beschrieben), in dem Verständnis, dass die Offenbarung zur Veranschaulichung gedacht ist und nicht dazu, die Erfindung auf die hierin beschriebenen und dargestellten spezifischen Ausführungsformen zu beschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Kinderbewegungsvorrichtungen und Steuertechniken zur Ausführung bewegungsbasierter Funktionen und Operationen solcher Vorrichtungen.
Mehrere Aspekte der Offenbarung betreffen eine Kinderbewegungsvorrichtung und Steuerverfahren, die unter vielfältigen Betriebsbedingungen effizient und effektiv für eine sichere, komfortable und beruhigende Umgebung sorgen. Diese Aspekte der Offenbarung sind sowohl für das Kind als auch die Betreuungsperson vorteilhaft, da sie durch die Bereitstellung neuer beruhigender Merkmale, die helfen, ein aufgeregtes Kind zu besänftigen, und durch besser funktionierende Kinderbewegungsvorrichtungen für die Betreuungsperson zahlreiche neue Möglichkeiten schaffen, mit ihrem Kind und der Vorrichtung zu interagieren. Mehrere Aspekte der Offenbarung beinhalten oder umfassen die Anwendung elektromechanischer Technologien, wie z. B. der kapazitiven Messung. Wie nachstehend beschrieben, umfassen einige Ausführungsformen Technologien, wie z. B. die kapazitive Messung, sowohl im Kontext der Benutzerschnittstelle als auch der Bewegungssteuerung, was das elektrische Layout der Kindervorrichtung vereinfacht und zugleich neue Merkmale bereitstellt.
Einige Aspekte der Offenbarung beinhalten die Anwendung der Messung des absoluten Schaukelwinkels, um ungeachtet von Änderungen der Betriebsbedingungen für eine zuverlässigere und wiederholte Schaukelbewegung zu sorgen. Andere Aspekte beinhalten eine automatische Selbstkalibrierungsroutine, die dazu führt, dass in den Antriebskomponenten der Vorrichtung größere Toleranz- und Leistungsbänder genutzt werden, was Kosten spart und die Komplexität der Vorrichtungskomponenten vermindert. Noch weitere Aspekte der Offenbarung beinhalten oder umfassen die Verknüpfung mehrerer Produktfunktionen zu vordefinierten oder benutzerdefinierten Modi. Auf diese Weise kann die Kindervorrichtung so „maßgeschneidert” werden, dass sie ein darin befindliches Kind bestmöglich beruhigt oder unterhält, während Setup- und Konfigurationsaufgaben, die andernfalls für die Betreuungsperson anfallen, minimiert werden.
Obwohl im Zusammenhang mit Kleinkind- oder Kinderschaukeln beschrieben, sind die offengelegten Verfahren, Vorrichtungen und Systeme zur Verwendung im Zusammenhang mit einer Vielzahl verschiedener Kinderbewegungsvorrichtungen gut geeignet. Die praktische Umsetzung der offengelegten Verfahren, Vorrichtungen und Systeme ist dementsprechend nicht auf die hierin beschriebenen beispielhaften Schaukeln beschränkt.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung bestimmen die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen Positionsdaten in Echtzeit, um an korrekten Punkten innerhalb des Bewegungspfads der Kinderbewegungsvorrichtung Energie zuzuführen. Beispielsweise kann die Zufuhr von Energie an den korrekten Punkten während eines Pendelbogens Effizienzvorteile bringen, wenn die zugrunde liegenden Positionsdaten (oder Schaukelwinkeldaten) genau bestimmt werden, wie nachstehend beschrieben.
Die nachstehend beschriebenen verschiedenen Positions- und Winkelmesstechniken können verwendet werden, um Funktionen auszuführen, bei denen es sich nicht um die Bewegungssteuerungsrückkopplung handelt. In einigen Fällen können die gleichen Techniken verwendet werden, um sowohl die Bewegungssteuerung als auch andere Funktionen zu unterstützen. Darüber hinaus können einige Techniken in Kombination verwendet werden, um die Bewegungssteuerungsrückkopplung oder eine andere Funktionalität zu ergänzen oder zu erleichtern.
Gemäß anderen Aspekten der Offenbarung erfolgt die Optimierung des Motorbetriebs über Verfahren und Techniken, die eine periodische oder regelmäßige Kalibrierung der Motorspannung ausführen. Eine solche automatische Kalibrierung kann die Spannungen einstellen, die beispielsweise beim Start oder unter anderen Nutzungsbedingungen am besten oder am effizientesten funktionieren. In einigen Fällen führt die Ausführung der Verfahren und Techniken zu einem Bereich geeigneter Spannungen, aus dem ein Bediener einen gewünschten Pegel für den Betrieb auswählen kann.
In den Zeichnungsfiguren zeigen 1–3 ein Beispiel einer Kinderbewegungsvorrichtung 20, in die verschiedene Aspekte der Offenbarung integriert sind. Die Vorrichtung 20 in diesem Beispiel umfasst im Allgemeinen eine Rahmenbaugruppe 21, die so gestaltet ist, dass sie über der Fläche, auf der die Vorrichtung 20 angeordnet ist, einen Sitz 22 trägt. Ein Basisabschnitt 24 der Rahmenbaugruppe 21 liegt auf der Fläche auf, um während der Nutzung eine stabile Basis für die Vorrichtung 20 bereitzustellen. Die Rahmenbaugruppe 21 umfasst auch einen Sitzhalterahmen 26, auf dem der Sitz 22 angebracht ist. Der Sitzrahmen 26 befindet sich im Allgemeinen in der Schwebe über dem Basisabschnitt 24, um während des Betriebs eine hin- und hergehende Bewegung des Sitzes 22 zu ermöglichen. Zu diesem Zweck erstreckt sich ein senkrechter Pfosten 28 der Rahmenbaugruppe 21 vom Basisabschnitt 24 nach oben, um als Standrohr oder „Rückgrat” zu fungieren, von dem aus sich ein Haltearm 30 radial nach außen erstreckt, so dass er mit dem Sitzrahmen 26 zusammentrifft.
In diesem Beispiel ist der Pfosten oder das „Rückgrat” 28 im Allgemeinen vertikal, bezogen auf seine längs verlaufende Länge, ausgerichtet. Der Pfosten 28 weist ein äußeres Gehäuse 29 auf, das auf jede gewünschte oder geeignete Weise gestaltet sein kann, um ein angenehmes oder gewünschtes ästhetisches Erscheinungsbild zu präsentieren. Das Gehäuse 29 kann auch funktional oder sowohl funktional als auch dekorativ sein. Beispielsweise kann das Gehäuse 29 als Schutzabdeckung für die inneren Komponenten, wie z. B. das Antriebssystem, der Vorrichtung 20 fungieren. Das Gehäuse 29 kann teilweise oder ganz eine abnehmbare Abdeckung zwecks Zugang zum Inneren oder zu den inneren Arbeitselementen der Vorrichtung 20, sofern erforderlich, sein. In jedem Fall können das Gehäuse 29 und noch allgemeiner der Pfosten 28 in ihrer Ausrichtung, Form, Größe und Gestaltung erheblich von den hierin offenbarten Beispielen abweichen.
Andere Komponenten der Rahmenbaugruppe 21, wie z. B. der Basisabschnitt 24, können in ihrer Ausrichtung, Größe, Form, Gestaltung und dergleichen ebenfalls erheblich variieren. Die praktische Umsetzung der offenbarten Verfahren und Vorrichtungen ist nicht auf die in Verbindung mit 1–3 beschriebene und gezeigte Gestaltung der beispielhaften Rahmenbaugruppe 21 beschränkt. Ungeachtet des Vorstehenden können eine oder mehrere Komponenten der Rahmenbaugruppe 21 für die Ausführung eines oder mehrerer Aspekte der Offenbarung gut geeignet sein, wie nachstehend beschrieben.
Wie am besten in 2 und 4 gezeigt, ist ein angetriebenes Ende 32 des Haltearms 30 mit einem tragenden oder gewichtstragenden Abschnitt 34 des Pfostens 28 verbunden. In diesem Beispiel ist der Haltearm 30 am angetriebenen Ende 32 frei vor den Pfosten 28 gebaut. Der Haltearm 30 ist so angebracht, dass er eine Schwenkbewegung von einer Seite zur ande ren um sein angetriebenes Ende 32 entlang eines im Wesentlichen horizontalen Bewegungspfads vollziehen kann. Weitere Details bezüglich des Bewegungspfads sowie anderer beispielhafter Bewegungspfade sind der US-Patentveröffentlichung Nr. 2007/0111809 mit dem Titel „Child Motion Device” zu entnehmen, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Wie darin beschrieben, kann sich der Haltearm 30 durch ein Teilkreis- oder Bogensegment eines vorab festgelegten Winkels bewegen und sich um eine Drehachse drehen, die gegenüber einer vertikalen Referenz versetzt sein kann und gegenüber einer Achse des Pfostens 28 versetzt sein kann. Alternativ kann die Drehachse auf Wunsch mit der vertikalen Referenz, der Achse des Pfostens 28 oder beiden ausgerichtet sein. Noch allgemeiner ist das angetriebene Ende 32 mit einem Antriebssystem (6–8) gekoppelt, das innerhalb des Gehäuses 29 angeordnet ist und so konzipiert ist, dass es ein distales Ende 35 des Haltearms 30, an dem der Sitzrahmen 26 befestigt ist, hin- und herbewegt oder schwingt, so dass sich der Sitz 22 entsprechend bewegt.
Wie nachstehend beschrieben, umfasst die Vorrichtung 20 eine Anzahl von Komponenten, die dazu vorgesehen sind, die Bewegung und sonstige Funktionalität der Vorrichtung 20 zu steuern und/oder zu erleichtern. Im gezeigten Beispiel sind mehrere dieser Steuerkomponenten an oder in einem Steuerturm 36 des Pfostens 28 angeordnet. In einigen Fällen kann der Steuerturm 36 auch Teile des Antriebssystems oder tragende Elemente der Vorrichtung 20 enthalten. In diesem Beispiel weist der Steuerturm 36 ein oberes Bedienfeld 37 auf, um einer Betreuungsperson, die den Betrieb der Vorrichtung 20 steuert, eine Instrumenten- oder Steuerschnittstelle zur Verfügung zu stellen. Die Positionierung und Gestaltung der Instrumente und anderer Schnittstellenelemente kann erheblich von der gezeigten abweichen. Beispielsweise müssen die Instrumente nicht in einem einzigen Bedienfeld angeordnet sein, sondern können über mehrere Orte am Steuerturm 36 oder an anderen Komponenten der Vorrichtung 20 verteilt sein. Eine weitere Beschreibung der Elemente und Aspekte der Benutzerschnittstelle erfolgt weiter unten.
Im in 1–3 gezeigten Beispiel hat der Basisabschnitt 24 der Rahmenbaugruppe 21 die Form eines ovalen Reifens oder Rings, dessen Größe so bemessen ist, dass er bei der Nutzung eine stabile Basis für die Vorrichtung 20 bereitstellt. Die Gestaltung des Basisabschnitts 24 kann von dem Reifen abweichen, wie in der vorgenannten Veröffentlichung ausgeführt. Der Basisabschnitt 24 ist im Allgemeinen unter dem Sitzhalterahmen 26 positioniert, um die Last oder das Moment, die/das am Pfosten 28 anliegt und durch ein im Sitz 22 des frei vorgebauten Haltearms 30 platziertes Kind erzeugt wird, zu versetzen.
Der Sitzhalterahmen 26 kann erheblich variieren und dennoch in den Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen. In diesem Beispiel ist der Sitzhalterahmen 26 ein quadratischer oder rechteckiger Ring, der eine Öffnung 38 (2) zur Aufnahme des Sitzes 22 definiert. Der Sitzrahmen 26 kann ein Paar von Stiften 39 aufweisen, die sich von einer Seite nach außen erstrecken, um in entsprechende Verriegelungsbehältnisse im distalen Ende 35 des Haltearms 30 einzugreifen, wie in 4 gezeigt.
Obgleich andere Gestaltungen und Konstruktionen des Sitzhalterahmens 26 möglich sind, ermöglicht die symmetrische Form des Sitzhalterahmens 26, dass der Sitz 22 am Haltearm 30 in einer Anzahl optionaler Ausrichtungen angebracht werden kann. In diesem Beispiel kann der Kindersitz 22 einen konturierten Boden oder eine konturierte Basis 40 aufweisen, mit Merkmalen die so gestaltet sind, dass sie in Eingriff mit Abschnitten des Sitzhalterahmens 26 gelangen, so dass der Kindersitz 22 sicher in Position gehalten wird, wenn er auf dem Sitzhalterahmen aufliegt. In diesem Beispiel ist der Sitzhalterahmen 26 aus röhrenförmigen, geraden Seitensegmenten ausgebildet. Der Sitzboden 40 kann eine Anzahl von Seiten- oder Endbereichen 42 aufweisen, die entweder auf jeweiligen linearen Seitensegmenten des Halterahmens 26 aufliegen oder sich im Eingriff mit diesen befinden. Ein abhängiger Bereich 44 (3) der Sitzbasis 40 ist größenmäßig so bemessen, dass er in die Öffnung 38 des Halterahmens 26 passt. Das andere Ende der Basis 40 weist eine oder mehrere ausgerichtete Ker ben 46 auf, die so gestaltet sind, dass sie das gegenüberliegende gerade Seitensegment der Halterung aufnehmen. Der abhängige Bereich 44 und die Kerben 46 halten den Kindersitz 22 auf der Halterung in Position. Das Festhalten des Sitzes in Position kann allein durch die Schwerkraft erfolgen. In einem anderen Beispiel kann/können eine oder mehrere formschlüssige manuelle oder automatische Rasten 48 (2) verwendet werden. In diesem Beispiel sind die Rasten 48 als Teil des Sitzhalterahmens 26 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können die Rasten 48 als Teil des Sitzes 22 an einem oder beiden Enden des Sitzes 22 und/oder an einem oder beiden Enden des Sitzhalterahmens 26 ausgebildet sein, um den Kindersitz 22 auf dem Sitzhalterahmen 26 sicher in Position zu halten. Die Rasten 48 können durch Federn vorgespannt sein, so dass sie automatisch einrasten, wenn der Sitz auf der Halterung platziert wird.
Die Geometrie und Symmetrie der Rasten 48 und noch allgemeiner des Sitzhalterahmens 26 in diesem Beispiel ermöglichen eine Platzierung des Sitzes 22 in der Halterung in mehreren optionalen Sitzausrichtungen. In 1 ist der Sitz 22 so ausgerichtet, dass eine Seite des Sitzes 22 dem Pfosten am nächsten ist. Durch Lösen des Sitzes 22 vom Sitzhalterahmen 26 kann der Sitz 22 in der in 3 gezeigten Position neu ausgerichtet werden, so dass das Kind vom Pfosten 28 wegblickt. Weitere Informationen bezüglich der Sitzausrichtungsoptionen sind der vorgenannten Veröffentlichung zu entnehmen. Wie darin ebenfalls ausgeführt, kann der Sitz 22 und/oder der Sitzhalterahmen 26 auch so gestaltet sein, dass er die Neigung des Sitzes 22 oder des Rahmens 26 ermöglicht, so dass dieser auf verschiedene Neigungswinkel eingestellt werden kann. Noch allgemeiner sind die offenbarten Vorrichtungen und Verfahren zur Verwendung mit einer Vielzahl von Sitzen, Sitzausrichtungen und Sitzanbringungsgestaltungen geeignet. Beispielsweise kann in einigen Fällen der Sitzrahmen 26 so gestaltet sein, dass er einen Sitz oder eine andere Kindertragevorrichtung eines anderen Produkts, wie z. B. einen Autositz, aufnimmt.
In 5 sind der Betrieb und die Funktionalität der Vorrichtung 20 in Verbindung mit einer allgemein mit 50 bezeichneten beispielhaften Benutzerschnittstelle beschrieben. Die Benutzerschnittstelle 50 ist am oberen Bedienfeld 37, wie vorstehend beschrieben, angeordnet, aber die physische Stelle und Anordnung eines oder mehrerer Elemente der Benutzerschnittstelle 50 kann erheblich variieren. Allgemein gesagt, umfasst die Benutzerschnittstelle 50 eine Anzahl von Elementen, die Funktionen und Operationen zur Auswahl durch den Benutzer bereitstellen. Die Benutzerschnittstelle 50 liefert dem Benutzer auch Informationen bezüglich der aktuellen Auswahl oder eines anderen Betriebsstatus der Vorrichtung 20. Die Benutzerauswahl- und Statusinformationsaspekte der Benutzerschnittstelle 50 können in jedem gewünschten Ausmaß integriert sein. Beispielsweise kann ein Element der Benutzerschnittstelle 50 sowohl eine Benutzerauswahloption als auch Statusinformationen darbieten. Zu diesem Zweck kann ein Benutzerschnittstellenelement eine Benutzerwahltaste oder eine Taste zur Betätigung durch eine Betreuungsperson sowie einen Ausgabeindikator oder ein Licht, der/das bei der Auswahl aktiviert werden kann, umfassen. Jedes der nachstehend beschriebenen Elemente der Benutzerschnittstelle 50 kann diese duale Funktionalität bereitstellen, muss es jedoch nicht. Ein beliebiges oder mehrere Elemente der Benutzerschnittstelle 50 kann/können eine solche Funktionalität auch in Verbindung mit mehreren Operationen, Funktionen oder Aspekten der Vorrichtung 20 bereitstellen. Darüber hinaus können einige Benutzerschnittstellenelemente abhängig von der Art und Weise der Auswahl des Elements durch die Betreuungsperson mehrere Steueroptionen bereitstellen. Beispielsweise kann ein Benutzerschnittstellenelement verschiedene Steuervorgänge initiieren, abhängig davon, wie lange die Taste gedrückt wird (z. B. eine Betätigung durch „Gedrückthalten”) oder ob das Benutzerschnittstellenelement auf Bewegung reagiert (z. B. ein Schieber).
In diesem Beispiel umfasst die Benutzerschnittstelle 50 einen Satz von Geschwindigkeitswahltasten 52 in einer Anordnung, die eine „Bewegung EIN/AUS”-Wahltaste 54 umgibt. Die Betätigung der mit „1” gekennzeichneten Geschwindigkeitswahltaste 52 weist die Vorrichtung 20 an, den Sitz 22 (1–3) über eine kurze Bewegungsstrecke und dement sprechend mit niedriger Geschwindigkeit anzutreiben. Ansteigend höhere Geschwindigkeitswahltastenziffern steigern die Bewegungsstrecke und die Geschwindigkeit der Vorrichtung 20, wobei der mit „6” gekennzeichneten Geschwindigkeitswahltaste die volle Bewegungsstrecke der Vorrichtung 20 und die höchste Geschwindigkeit zugeordnet sind. Die Betätigung der „Bewegung EIN/AUS”-Wahltaste 54 beendet die Bewegung der Vorrichtung 20 oder aktiviert die Vorrichtung 20 mit der letzten ausgewählten Geschwindigkeit. In alternativen Ausführungsformen kann die Wahltaste 54 die Aktivierung und Deaktivierung der Vorrichtung 20 und nicht nur die Bewegungsaspekte derselben steuern.
Die Art und Weise der Betätigung der Benutzerwahltasten 52 und 54 kann erheblich variieren. In einer Ausführungsform ist jede Benutzerwahltaste 52, 54 ein mechanisch betätigter Tastschalter. Alternativ werden die Benutzerwahltasten 52, 54 über andere Mechanismen, wie z. B. eine gemessene Kapazität, betätigt. In anderen Fällen können die Benutzerwahltasten 52, 54 eine Kombination mechanischer und kapazitiver Betätigungsmechanismen beinhalten. In noch anderen Fällen können die Benutzerwahltasten 52 als Schieberschnittstelle statt eines Satzes einzelner, binärer Schalter integriert sein. Weitere Informationen bezüglich der Betätigung und des Betriebs kapazitiver Schalter oder Sensoren sind nachstehend zu finden.
Die Benutzerschnittstelle 50 umfasst einen Satz von Wahltasten, die im Allgemeinen dazu vorgesehen sind, die Klang- oder Musikfunktionalität der Vorrichtung 20 zu steuern. Allgemein gesagt, kann eine Betreuungsperson die Wiedergabe verschiedener Arten von Klängen oder Musik auswählen. In diesem Beispiel sind über die Betätigung der Benutzerwahltasten 56 bzw. 58 zwei verschiedene Musikrichtungen, spielerisch und beruhigend, verfügbar. Über die wiederholte Betätigung einer der Wahltasten 56, 58 kann auf eine Anzahl von Musiktiteln zugegriffen werden. Andernfalls werden die Musiktitel nacheinander wiedergegeben und beginnen dann wieder mit dem ersten Titel. Wenn keine Musik gewünscht wird, ist über die Betätigung einer Benutzerwahltaste 60 die Wiedergabe beruhigender Klänge ver fügbar. Die wiederholte Betätigung der Wahltaste 60 schaltet durch eine Anzahl beruhigender Klänge, wie z. B. den eines Bachs, Waldes, entfernten Sturms oder des Mutterleibs. Die Wiedergabe des ausgewählten Klangs dauert an, bis ein anderer Klang ausgewählt wird, eine andere Benutzerwahltaste die Wiedergabe von Musik bewirkt oder die Wiedergabezeit abgelaufen ist, wie nachstehend beschrieben.
Die Benutzerwahltaste 62 unterstützt die Wiedergabe von Musik oder anderen Klängen, die auf einer Musikwiedergabevorrichtung (nicht gezeigt), wie z. B. einem MP3-Player, gespeichert ist/sind oder von einem solchen bereitgestellt wird/werden. Die weitere Steuerung der Musikwiedergabe, in einigen Fällen einschließlich der Lautstärkeregelung, kann dann über die Musikwiedergabevorrichtung erfolgen. Ein Fach oder Schubfach 64 (1) kann eine Mulde zur Unterbringung der Wiedergabevorrichtung umfassen. In dem Fach ist dann ein Kabel oder eine andere Schnittstelle zur Verbindung der Wiedergabevorrichtung mit der Vorrichtung 20 vorgesehen.
Die Benutzerschnittstelle 50 umfasst auch Wahltasten 66, 68 zur Lautstärkeregelung aufwärts bzw. abwärts. Die Betätigung der EIN/AUS-Wahltaste 70 aktiviert oder deaktiviert die Wiedergabe oder das Abspielen von Musik oder Klängen. Die Betätigung einer Zeitschaltwahltaste 72 startet einen Vorrichtungszeitschalter mit einer vorab festgelegten Dauer, wie z. B. 30 Minuten, bei deren Ablauf sowohl die Klang- als auch die Bewegungsfunktionen eingestellt werden. Schließlich weist die Benutzerschnittstelle 50 eine Kindersicherungswahltaste 74 auf, die betätigt werden kann, um die Benutzerschnittstelle 50 über eine „Gedrückthalten”-Betätigung zu verriegeln oder zu entriegeln. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 20 in jedem, eine oder mehrere Vorrichtungsfunktionen beinhaltenden aktuellen Betriebszustand verriegelt werden.
Das Layout und die Funktionalität der Benutzerschnittstelle 50 können erheblich variieren. Beispielsweise können die Anordnung, Formen und Größen der Benutzerschnittstellenwahltasten und anderer Elemente deutlich von den in 5 gezeigten abweichen. Ferner kann eine beliebige Anzahl der über die Benutzerschnittstellenwahltasten bereitgestellten Funktionen zusammengefasst und darauf beispielsweise über einen berührungsempfindlichen Bildschirm oder ein anderes Bedienfeld, das ein variables Display unterstützt, zugegriffen werden. Auf diese und andere Weisen kann/können die gleiche(n) Benutzerwahltaste(n) verwendet werden, um verschiedene Funktionen zu steuern. Beispielsweise kann ein berührungsempfindliches Schieberelement abgestufte oder analoge Einstellungen für eine Vielzahl von Steueroptionen unterstützen. Andere Benutzerwahltasten, wie z. B. als herkömmliche Schalter gestaltete oder auf kapazitiver Messung basierende Tasten, können dann verwendet werden, um zu bestimmen, welche Funktion durch das Schieberelement gesteuert wird. Beispielsweise können die Lautstärkeregelung, Schaukelbewegungsgeschwindigkeit und Zeitschalterfunktionen über ein oder mehrere Schieberelemente eingestellt werden. Die Benutzerschnittstelle kann dann eine Reihe von optischen Elementen umfassen, um das Ausmaß der Betätigung des Schieberelements widerzuspiegeln.
Die vorstehend in Verbindung mit der Benutzerschnittstelle 50 beschriebenen Funktionen und Operationen können einzeln oder zusammen gesteuert oder ausgewählt werden. Wie nachstehend beschrieben, kann ein Satz von Funktionen derart zusammengruppiert oder zusammengefasst sein, dass eine Auswahl der Gruppe durch den Benutzer mehrere Aspekte der Vorrichtung 20 zusammen aktiviert, deaktiviert oder anderweitig steuert. Dadurch definiert der Satz von Funktionen oder Operationen zusammen mit den spezifischen Auswahlen einen Betriebsmodus der Vorrichtung 20. Betriebsmodi können auf verschiedene Weisen vorab festgelegt werden. In einigen Fällen wird/werden der Modus/die Modi als Werkseinstellungen definiert und gespeichert. Alternativ oder zusätzlich wird/werden der Modus/die Modi durch einen Benutzer definiert und gespeichert.
6 zeigt eine beispielhafte Unterstützungs- und Antriebsbaugruppe, die allgemein mit 80 bezeichnet ist. Eine Anzahl von Komponenten der Baugruppe 80 kann Abschnitten des Pfostens 28 (1–4) entsprechen. Die Baugruppe 80 ist jedoch zwecks Erleichterung der Darstellung der inneren Arbeitselemente oder internen Komponenten derselben ohne eine Abdeckung oder ein Gehäuse gezeigt. Die Baugruppe 80 ist auch ohne Komponenten, die an der Befestigung am Basisabschnitt 24 (1–3) beteiligt sind, gezeigt, die erheblich variieren können und als Tragwerk dienen. In einem Beispiel umfassen diese tragenden Verbindungskomponenten einen kastenförmigen Rahmen (nicht gezeigt), der den Basisabschnitt 24 mit der Baugruppe 80 koppelt, indem er sowohl mit dem Basisabschnitt 24 als auch mit einem Paar von Haltesäulen 82 im Eingriff steht. Zu diesem Zweck können untere Enden 84 jeder Säule 82 durch den Rahmen ergriffen werden. Von dieser unteren Verbindung erstrecken sich die Säulen 82 aufwärts zu einem Skelettrahmen 86, der die Säulen 82 mit einem Antriebssystem verbindet, das allgemein mit 86 bezeichnet ist. Der Rahmen 86 umfasst eine Anzahl von Rippen 88, die eine Hülse 90, die eine Antriebswelle 92 umgibt, mit einer Feststellvorrichtung 94 verbinden, die nahe oberen Enden 96 derselben die Säulen 82 enthält.
In diesem Beispiel ist die Welle 92 eine röhrenförmige Stange, die innerhalb der Baugruppe 80 verbunden ist, um Bewegung von einem Antriebssystem, das allgemein mit 98 bezeichnet ist, auf den Haltearm 30 zu übertragen. Die Welle 92 erstreckt sich vom Antriebssystem 98 in einem Winkel bezogen auf die im Allgemeinen senkrechten Säulen 82 nach oben und erreicht den Haltearm 30, wenn sich die Welle 92 über die Hülse 90 hinaus erstreckt. Bei Betrieb treibt ein Elektromotor 100 (z. B. ein Gleichstromelektromotor) ein Getriebe an, das ein Schneckenrad 102 und ein Schneckenradeingriffsglied 103, das einen Stift oder Bolzen 104 trägt, der als Kurbelwelle fungiert, aufweist. In diesem Fall dreht sich der Motor 100 immer in der gleichen Richtung. Der Stift 104 ist gegenüber der Drehachse des Schneckenradeingriffsglieds 103 verschoben, so dass die Drehung des Schneckenradeingriffsglieds 103 bewirkt, dass sich der Stift oder Bolzen 104 auf einem kreisförmigen oder Drehpfad fortbewegt. Das freie Ende des Stifts 104 erstreckt sich in einen vertikal ausgerichteten Schlitz eines U-förmigen oder gekerbten Trägers 106, der mit der Welle 92 gekoppelt ist. Auf diese Weise wird die Bewegung des Stifts 104 entlang des kreisförmigen Pfads von einer reinen Drehbewegung in die schwingende oder hin- und hergehende Bewegung der Welle 92 umgewandelt. Trotz der einzigen Richtung des Motors 100 wird der gekerbte Träger 106 während einer Hälfte des Zyklus in einer Richtung verschoben und während der anderen Hälfte des Zyklus in der entgegengesetzten Richtung verschoben. Die auf den gekerbten Träger 106 übertragene Energie der Kurbelwelle wirkt dann über eine Feder (nicht gezeigt) auf eine Schaukelschwenkwelle 107 ein. Die Schaukelschwenkwelle 107 ist dann mit der Antriebswelle 92 verbunden oder gekoppelt, um durch ihr Bewegungsmuster den Haltearm 30 in Schwingung zu versetzen.
Die Feder kann als Drehdämpfungsmechanismus sowie als Energiespeicher fungieren. Die Feder kann so ausgeführt sein, dass sie als ein kupplungsartiges Element funktioniert, um den Motor durch Zulassen nicht synchroner Bewegung zwischen dem Motor 100 und der Welle 92 zu schützen. Somit ist die Welle 92 in diesem Fall nicht direkt mit dem Motor 100 verbunden (d. h. indirekter Antriebsmechanismus). In solchen Fällen kann die Drehverschiebung der Welle 92 und somit die Bewegung des Haltearms 30 durch einen durch die Welle 92 hervorstehenden Bolzen 108 begrenzt sein. Der Bolzen wirkt auf einen physischen harten Anschlag, wie z. B. einen Teil des Skelettrahmens 86, ein, um den maximalen Schaukelwinkel zu definieren.
Die praktische Umsetzung der offenbarten Vorrichtungen und Verfahren ist nicht auf die vorstehend beschriebene indirekte Antriebstechnik beschränkt, sondern kann alternativ ein(e) beliebige(s) einer Anzahl verschiedener Motorantriebsschemata und -techniken umfassen. In der Folge können die Komponenten des Antriebssystems erheblich variieren und dennoch in den Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Das beispielhafte Antriebsystem 98 liefert eine hin- und hergehende Bewegung, die zur Verwendung in Ver bindung mit einer Kinderbewegungsvorrichtung gut geeignet ist, insoweit als der Antriebsmechanismus und die mechanische Verbindung desselben ein gewisses Maß an Schlupf in der Kupplung des Motors mit dem Sitz zulassen. Dessen ungeachtet gibt es sicher viele andere mögliche Antriebsmechanismen oder -systeme, die alternativ eingesetzt werden können, um den Haltearm 30 der hierin offengelegten Vorrichtungen in die gewünschte schwingende oder hin- und hergehende Bewegung zu versetzen.
Eine solche Technik umfasst einen direkten Antriebsmechanismus, bei dem die Motorwelle mechanisch mit der Schaukelschwenkwelle verbunden ist, ohne Schlupf zuzulassen. In diesem Fall kann der Motor über eine umgeschaltete Polarität der Motorspannung (d. h. Vorwärts- und Rückwärtsantriebssignale) in verschiedenen Richtungen angetrieben werden, um die hin- und hergehende Bewegung zu erreichen. Abweichend von dem Schneckenrad 102 und den anderen mechanischen Verbindungskomponenten im vorstehend beschriebenen Antriebssystem 98 ist die mechanische Verbindung ist dann so gestaltet, dass sie die bidirektionale Bewegung aufnimmt. Der Motor kann entweder in der Art einer offenen Schleife oder einer geschlossenen Schleife gespeist werden. In einem System mit offener Schleife wird dem Elektromotor Energie mit alternierenden Polaritäten zugeführt, so dass die Schaukelgeschwindigkeit (oder die Schaukelwinkelamplitude) durch die Einstellung der angelegten Spannung, Stromstärke, Frequenz oder des angelegten Tastgrads gesteuert werden kann. Ein alternatives System führt Energie mit einer feststehenden Polarität zu, und die hin- und hergehende Bewegung wird über eine mechanische Verbindung entwickelt. Die Steuerung eines direkten Antriebssystem mit geschlossener Schleife kann ähnliche Steuertechniken beinhalten wie die, die bei einer Steuerung mit offener Schleife ausgeführt werden, wenn auch über die nachstehend beschriebenen Rückkopplungstechniken optimiert. Mit den Rückkopplungsinformationen kann/können die angelegte Spannung und andere Parameter eingestellt und optimiert werden, um die gewünschten Schaukelamplituden am effizientesten zu erhalten oder zu steuern.
Andere optionale Antriebstechniken können federbetriebene Aufwickelmechanismen, magnetische Systeme, elektromagnetische Systeme oder andere Vorrichtungen zum Umwandeln der Energie und Bewegung des Antriebsmechanismus in eine hin- und hergehende oder schwingende Bewegung der offenbarten Vorrichtungen umfassen oder beinhalten.
Das vorstehend beschriebene Antriebssystem 98 ist in 7 und 8 in Verbindung mit einem Beispiel einer Sensorbaugruppe 110 detaillierter gezeigt, die so gestaltet ist, dass sie eine Rückkopplung für die Motorsteuerung und sonstige Funktionalität der Vorrichtung gemäß verschiedenen Aspekten der Offenbarung bereitstellt. Obgleich die Sensorbaugruppe 110 zur Ausführung mit dem indirekten Antriebssystem 98 gut geeignet ist, kann die Sensorbaugruppe 110 zusammen mit jedem der vorstehend ausgewiesenen verschiedenen Antriebssysteme integriert und verwendet werden.
Die Sensorbaugruppe 110 ist in der Nähe des Antriebssystems 98 angeordnet, um Informationen bezüglich der Bewegung desselben zu erfassen. Die Informationen können die relative oder absolute Position der Schaukel oder eines anderen in Bewegung befindlichen Elements, die Bewegungsrichtung oder die Geschwindigkeit anzeigen. In diesem Beispiel ist die Sensorbaugruppe 110 am unteren Ende der Hülse 90, nahe dem Motor 100 und dem Getriebe, am Antriebssystem 98 angebracht, aber dies muss nicht der Fall sein. In anderen Fällen kann die Sensorbaugruppe 110 an jeder Stelle entlang des Antriebssystems 98 und noch allgemeiner an jeder Position, die Zugriff auf die Bewegung ermöglicht, für welche die Informationen zu erfassen sind, angebracht sein. Beispielsweise kann die Sensorbaugruppe 108 mit dem Antriebssystem 98 an oder nahe dem oberen Ende der Hülse 90 in Kommunikation stehen.
Die Sensorbaugruppe 110 ist im Allgemeinen dazu vorgesehen, die Bewegungssteuerung der Kindervorrichtung zu verbessern und in einigen Fällen zusätzliche Funktionalität der Kindervorrichtung zu ermöglichen. Eine verbesserte Bewegungssteuerung kann beispielsweise eine wiederholbarere Schaukelbewegung und eine einheitlichere Schaukelbewegung unter verschiedenen Betriebsbedingungen, eine erhöhte Produktzuverlässigkeit und eine robustere und komplexere Bedienung der Vorrichtung umfassen, beinhalten oder zum Ergebnis haben. Diese und andere Vorteile können eine vorteilhaftere Leistung der Vorrichtung zum Ergebnis haben, wie durch die verbesserte Effizienz der Vorrichtung bei der Beruhigung und Unterhaltung eines Kindes exemplifiziert. Die von der Sensorbaugruppe 110 gesammelten Informationen können auch verwendet werden, um die Kindervorrichtung auf andere Weisen zu steuern, wie nachstehend beschrieben. Diese anderen Weisen können die Ausführung von Funktionen der Kindervorrichtung, bei denen es sich nicht um Bewegung handelt, wie z. B. Audiofunktionen, beinhalten oder umfassen.
Zu diesen und anderen Zwecken umfasst die Sensorbaugruppe 110 einen Rückkopplungssensor 112, der die hin- und hergehende Bewegung (oder andere Bewegung) des Antriebssystems 98 überwacht. Der Rückkopplungssensor 112 kann elektrisch, elektromechanisch, elektromagnetisch (z. B. optisch), induktiv, auf Ultraschall basierend, piezoelektrisch oder verschiedene Kombinationen davon sein. In einigen Fällen umfasst die Sensorbaugruppe 110 mehrere Rückkopplungssensoren oder Rückkopplungsmessmechanismen, um verschiedene Arten von Informationen und/oder Datenredundanz bereitzustellen. Somit kann die Art und Weise, auf welche die Sensorbaugruppe 110 und das Antriebssystem 98 in Kommunikation stehen, erheblich variieren.
In diesem Beispiel umfasst der Rückkopplungssensor 112 eine kapazitive Sensorplatte 114, die von einer mit dem Antriebssystem 98 gekoppelten Metallscheibe 116 beabstandet ist. Die Scheibe 116 wird auf einem Finger 118 getragen, der in 7 und 8 am besten gezeigt ist. Der Finger 118 ist über einen Feststellstift 120 mit dem gekerbten Träger 106 und der Schaukelschwenkwelle 107 gekoppelt. Die hin- und hergehende Bewegung dieser Ele mente des Antriebssystems 98 bewirkt, dass die Scheibe 116 die Sensorplatte 114 passiert (z. B. unterquert). Die Sensorplatte 114 kann bogenförmig sein, um die hin- und hergehende Bewegung aufzunehmen, und über einen Arm oder eine Plattform 122, der/die sich radial von der Hülse 90 erstreckt, starr am Antriebssystem 98 befestigt sein.
Die Funktionsweise der kapazitiven Messtechnik beinhaltet im Allgemeinen die Erkennung einer Änderung der Kapazität, die durch die Nähe der Metallscheibe 116 zu auf der Sensorplatte 114 angeordneten leitenden Linien oder Spuren (10) bewirkt wird. Zu diesem Zweck kann jedes die Kapazität verändernde Objekt verwendet werden. Die Oberfläche oder Breite der Scheibe 118 oder des anderen Objekts kann gemäß dem Abstand zwischen den Spuren ausgewählt sein. Beispielsweise kann das Verhältnis der Objektbreite zum Spurabstand ca. 3:2 sein.
Weitere Details bezüglich der über den in 6–8 gezeigten beispielhaften Sensor ausgeführten kapazitiven Messtechnik sind in der nachstehenden Beschreibung ausgeführt; es ist jedoch beachtenswert, dass diese Technik (wie auch andere hierin ausgewiesene Techniken) im Allgemeinen eine Anzeige des absoluten Winkels oder der absoluten Position einer durch das Antriebssystem betriebenen Schaukel erhalten kann. Der absolute Winkel oder die absolute Position ist vom relativen Winkel oder der relativen Position einer durch das Antriebssystem 98 betriebenen Schaukel zu unterscheiden. Der relative Schaukelwinkel bezieht sich auf die Tatsache, dass die Endpunkte des Schaukelwinkels bezogen auf die Erde aufgrund einer „Schwerpunkt”-Verschiebung im Sitz 22 der Vorrichtung (1–3) verschoben sein können. Insbesondere korrelieren die Endpunkte des Schaukelschwungs ohne weitere Informationen nicht mit einer feststehenden Position auf dem Boden innerhalb einer spezifischen Toleranz. Der relative Schaukelwinkel bezieht sich auf die Hälfte des von der Schaukel zurückgelegten Gesamtwinkels. Dieser Gesamtwinkel kann in der vorderen oder hinteren Hälfte des Schaukelschwungs größer sein, verglichen mit der Senkrechten. Die Einstellung dieses Schaukelwinkels steht in direkter Beziehung zur „Geschwindigkeit”, die ein Kind wahrnimmt, während es im Sitz sitzt. Ein größerer Winkel ist einer größeren Schaukelgeschwindigkeit gleichgesetzt. Daher ist es günstig, eine Rückkopplungsschleife zu schaffen, die diesen relativen Winkel überwacht und die Schaukelbewegung zu vorab festgelegten Amplituden steuert.
Andere für die Erfassung von Informationen, wie z. B. des relativen Schaukelwinkels, geeignete Rückkopplungstechniken umfassen oder beinhalten: (i) Ultraschalltechniken unter Verwendung piezoelektrischer Sensoren, die an Punkten der Vorrichtung angebracht sind, um eine mit der Bewegung der Vorrichtung variierende Entfernung zu messen, (ii) Laser oder andere optische Techniken, die auf ähnliche Weise eine variierende Entfernung messen, (iii) Techniken auf der Basis eines Verschlüsselers, angetrieben durch die Bewegung der Schwenkwelle, um eine die Bewegung anzeigende Impulsfolge bereitzustellen, (iv) magnetoresistive Anordnungen, die so positioniert sind, dass sie Bewegung über eine entsprechende Änderung in einem gemessenen Magnetfeld erkennen, (v) eine Kombination von Endschaltern, Näherungssensoren, und Hall-Effekt-Sensoren an verschiedenen Stellen der Vorrichtung, derart dass ihre durch die Bewegung der Schaukel bewirkte Aktivierung und Deaktivierung die Position der Schaukel anzeigt, und (vi) eine Motorsteuerungsrückkopplungsschleife auf der Grundlage der in den Motorwicklungen induzierten Spannung, d. h. die Technik der „EMK-Rückführung” (EMK = elektromotorische Kraft). Bei der EMK-Rückführungstechnik fungieren die Motorwindungen während der Rotorbewegung als Positionssensoren. Zu diesem Zweck wird die im Sensorpositionsmodus arbeitende Motorwindung von der Energieversorgung getrennt. Dann wird durch den sich drehenden Magneten am Rotor des Motors eine induzierte Spannung auf der Windung erzeugt. Das Vorzeichen und die Richtung der Spannungsänderung zeigen den Ort des Rotorpols bezogen auf die feststehenden Windungen des Stators an. Die Polarität und Größe der Spannung werden dann direkt mit der Amplitude des Sitzwinkels korreliert. Aufgrund des Aufbaus beispielsweise eines Gleichstrommotors wird die Spannung in Impulsen erzeugt, wobei die Zeit zwischen diesen und die Größe derselben eine Funktion der Geschwindigkeit ist, mit welcher der Motor durch die Schaukel angetrieben wird. Die Impulsfolge (und die Amplitudenhüllkurve) können in eine Schaukelbewegungskurve übersetzt werden. Wie nachstehend beschrieben, kann die aus der EMK-Rückführungstechnik oder jeder der anderen Techniken resultierende Ausgangsspannung dann durch eine Steuerschaltung mit analogem Spannungseingang überwacht werden, wie nachstehend in Verbindung mit der beispielhaften Steuerschaltung von 10 gezeigt und beschrieben.
Mit der Hinzufügung einer Indizierungsvorrichtung, wie z. B. eines Endschalters (nicht gezeigt), der so gestaltet ist, dass er bei einer spezifischen Position aktiviert wird, können die vorgenannten Techniken verwendet werden, um die wahre Position oder den wahren Schaukelwinkel der Vorrichtung zu bestimmen. Nach der ersten vollständigen Umdrehung des Motors hat die Indizierungsvorrichtung einen Bezugspunkt (d. h. eine Position) bestimmt, mit dem die folgenden Positionsdaten verglichen werden können. Auf diese Weise können die vorstehend beschriebenen Techniken Daten erzeugen, welche die genaue Position des Motors, der Welle, des Schaukelsitzes etc. zu jedem Zeitpunkt in Echtzeit anzeigen.
Darüber hinaus kann, wenn die Bewegung mit einem bekannten anfänglichen Bezugspunkt indiziert ist, der absolute Schaukelwinkel oder die absolute Position bezogen auf die Bodenfläche bestimmt werden. Beispielsweise kann der anfängliche Bezugspunkt mechanisch (z. B. über eine werksseitig eingestellte Motorausrichtung) oder über einen anderen Schalter oder eine andere Sensorvorrichtung, der/die entsprechend positioniert ist, bestimmt werden.
Allgemein gesagt, ermöglicht die Ausführung einer oder mehrerer dieser Rückkopplungsmechanismen die effiziente Zufuhr von Energie zum Motor. Mit den über die Rückkopplungsmechanismen erfassten Informationen oder Daten ist die relative oder absolute Po sition oder der relative oder absolute Winkel genauer bekannt, derart dass die Zufuhr von Energie zum Motor so zeitgesteuert werden kann, dass die größte Wirkung erzeugt wird. Dieses Detailniveau unterscheidet sich von vergangenen Messtechniken, die nur die Bewegungsrichtung oder eine ungenaue, relative Anzeige der Position oder des Schaukelwinkels bereitstellten. Solche Techniken beinhalteten möglicherweise einen einschlitzigen Photounterbrecher, der, selbst wenn er dupliziert wird, nur Anzeigen der relativen Position und der Richtung bereitstellen kann. Im Gegensatz dazu liefern die hierin benannten und beschriebenen Techniken eine genaue Anzeige der absoluten oder wahren Position, was die Ausführung einer Vielzahl von Funktionen und Operationen erleichtern und unterstützen kann.
In einigen Fällen können zwei oder mehr der hierin angesprochenen Techniken in Kombination ausgeführt werden, um die Motorleistung weiter zu optimieren. Beispielsweise kann die EMK-Rückführungstechnik mit der vorstehend beschriebenen kapazitiven Messtechnik kombiniert sein. In diesem Fall erhält die Kombination Geschwindigkeits- und Richtungsinformationen aus dem durch die rückgeführte EMK bereitgestellten Signal und Positionsdaten aus der kapazitiven Messung. Wie nachstehend beschrieben, können diese beiden Techniken auch vorteilhaft die gleiche Steuereinheit oder die gleiche Steuerschaltungsanordnung zur effizienten Verarbeitung verwenden.
Weitere Details bezüglich der Verwendung von Winkel- oder Positionsinformationen für die Motorsteuerung und sonstige Funktionalität wird nun in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform unter Verwendung kapazitiver Messtechniken ausgeführt. Wie vorstehend beschrieben, kann eine kapazitive Messtechnik einen kostengünstigen, kontaktlosen Mechanismus zur Bestimmung einer Messung des absoluten Schaukelwinkels bereitstellen.
In 9 umfasst ein Beispiel einer Sensorplatte 130 einen Satz von Spuren der Bewegungssteuerung, die in einem allgemein mit 132 bezeichneten Bereich angeordnet sind, und einen Satz von Spuren der Benutzerschnittstelle, die in einem allgemein mit 134 bezeichneten Bereich angeordnet sind. Weitere Details bezüglich der Funktionalität der Benutzerschnittstelle sind nachstehend ausgeführt. Jeder Satz von Spuren ist so gestaltet, dass er ein Kapazitätsniveau aufweist, das in einem erkennbaren Maß modifizierbar ist, wenn ein Objekt in seiner Nähe ist. Die Spuren im Bereich 132 können eine Zickzackform aufweisen, um die Kapazitätsmodulation zu steigern, wenn die leitende Scheibe 118 (8) oder ein anderes Objekt die Spuren in großer Nähe überquert (oder unterquert). Die Platte 130 kann eine Rückwandplatine 136 umfassen, die ein Netz oder ein anderes Muster aufweist (gezeigt in Bereichen, bei denen es sich nicht um die Bereiche 132, 134 handelt), um die Variabilität des Kapazitätsniveaus zu steigern. Die Spuren und die Rückwandplatine können auf einer gedruckten Leiterplatte (printed circuit board, PCB) oder einem ähnlichen Medium angeordnet sein, müssen dies aber nicht. In einigen Fällen können die Spuren in einem Bandkabel oder einem anderen flexiblen Medium angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Spuren auf entgegengesetzten Seiten des gleichen Mediums angeordnet sein.
Im Betrieb beinhaltet die Motorsteuerungsfunktionalität eine Steuereinheit, die abwechselnd analoge Spannungen an die zickzackförmigen Spuren im Bereich 132 anlegt und liest, wenn die Spuren durch einen elektrisch leitenden „Finger” in der durch die Anordnung definierten bestimmten Abfolge überquert werden. In einem Beispiel beinhaltet diese Betriebsabfolge, dass die Steuereinheit eine Spur lädt und dann die Entladung überwacht, um die Restladungszeitkonstante der Spur zu bestimmen. In einigen Fällen steuert die Steuereinheit andere Spuren während der Ladungs- und Überwachungsabfolge zur Erde. Mit den Restladungszeitkonstantendaten kann die Steuereinheit die gemessene Kapazität berechnen, um zu bestimmen, ob der leitende Finger vorhanden ist. Die Bestimmung kann einen Schwellenwertvergleich für die einzelne Spur sowie komplexere Verfahren, welche die benachbarten Spuren zugeordneten Bestimmungen beinhalten, beinhalten. Zu diesen Zwecken kann die Steuereinheit (oder die Steuerschaltung) einen analogen Spannungssensor oder einen Analog-Digital-Wandler (analog-to-digital converter, ADC) umfassen, um die Spannung auf jeder Spur abzutasten und zu erfassen. Die digitalen Daten, welche die gemessenen Spannungen anzeigen, werden kann verarbeitet, um die tatsächliche Position der Schaukel zu bestimmen. Eine weitere Beschreibung einer beispielhaften Steuerschaltung erfolgt nachstehend in Verbindung mit 11.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung exemplifiziert die in 9 gezeigte beispielhafte Sensorplatte 130, wie die Komponenten einer kapazitiven Messtechnik verwendet werden können, um sowohl Motorsteuerungs- als auch Benutzerschnittstellenfunktionalität auszuführen. In vielen Fällen kann die gleiche Steuerschaltung verwendet werden, um die der Motorsteuerung und anderen Funktionen, wie z. B. einer Benutzerschnittstelle, zugeordneten Spuren zu laden und zu entladen. In einigen Fällen kann die gleiche Sensorplatte auch für Motorsteuerungs- sowie Benutzerschnittstellenfunktionalität verwendet werden. Beispielsweise zeigt 10 eine Kinderschaukel 140 mit einer typischen A-Rahmen-Gestaltung, bei der ein Sitz 142 zwischen den Rahmenschenkeln 144 bzw. 146 aufgehängt ist, die so angeordnet sind, dass sie sich an Drehgelenken 148 treffen. Der Sitz 142 ist mit den Drehgelenken durch Aufhängungsarme 150 gekoppelt, die in der hin- und hergehenden Bewegung schwingen, so dass sie über die kapazitive Messtechnik erkannt werden. An einem oder beiden der Drehgelenke 148 ist innerhalb eines Gehäuses oder einer Ummantelung 152 die Steuerschaltungsanordnung für die kapazitive Messtechnik enthalten. Auf einer inneren Stirnseite des Gehäuses 152 (d. h. der Seite, die zu den Aufhängungsarmen 150 und dem Sitz 142 weist) sind die Aufhängungsarme 150 (oder andere sich damit bewegende Komponenten) so angeordnet, dass sie eine Sensorplatte ähnlich dem in 9 gezeigten Beispiel passieren. Auf diese Weise kann ein Bereich wie der Bereich 132 (9) verwendet werden, um die Bewegung der Schaukel zu erkennen. Die gleiche Sensorplatte kann dann auch verwendet werden, um das Vorhandensein (oder die Nähe) des Fingers einer Betreuungsperson zu erkennen, der mit einer berührungsempfindlichen Benutzeroberfläche, die auf einem äußeren Bedienfeld 154 des Gehäuses 152 angeordnet ist, interagiert. Insbesondere kann die Benutzerschnittstelle eine Anzahl von Elementen aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie einen herkömmlichen „Tastendruck” simulieren. Siehe beispielsweise die runden Elemente im Bereich 134 der beispielhaften Sensorplatte 130 von 9. Alternativ oder zusätzlich kann die Benutzerschnittstelle einen berührungsempfindlichen Bereich aufweisen, der so gestaltet ist, dass er eine Gleitbewegung erkennt. Das Schieberelement kann in einem kreisförmigen Muster angeordnet sein und eine in der Mitte angeordnete kapazitive „Taste” umfassen.
11 zeigt ein Beispiel einer Steuerschaltung 160 zur Ausführung einer Anzahl von Steuertechniken und sonstiger Funktionalität gemäß verschiedenen Aspekten der Offenbarung, beispielsweise einschließlich der vorstehend beschriebenen Motorantriebsrückkopplungssteuertechniken. Beispielsweise kann die Steuerschaltung 160 so gestaltet sein, dass sie ein kapazitives Messschema für die Motorsteuerung oder alternativ eine Kombination der kapazitiven Messtechnik mit EMK-Rückführungstechniken ausführt. Allgemein gesagt kann die Steuerschaltung 160 so gestaltet sein, dass eine oder mehrere der vorstehend ausgewiesenen Motorsteuerungsrückkopplungstechniken ausgeführt wird/werden.
In diesem Beispiel erhält die Steuerschaltung 160 Energie entweder von einer Batterie 162 oder einem Paar von Wechselstromanschlüssen 164. Ein Schalter 166 wählt eine der zwei Energiequellen aus und kann über die Abwesenheit oder das Vorhandensein eines Steckers oder einer anderen Schnittstelle in den Wechselstromanschlüssen 164 angesteuert werden. Die Steuerschaltung 160 kann für die Verteilung der Energie zu anderen Komponenten der Bewegungssteuervorrichtung, wie z. B. Eingabe-/Ausgabeelementen und Elektromotoren, verantwortlich sein, wie nachstehend beschrieben. Zu diesem Zweck kann die Steuerschaltung 160 eine Energieumwandlungs- und/oder -aufbereitungsschaltung 167 umfassen, die so gestaltet ist, dass sie verschiedenen Komponenten der Bewegungssteuervorrichtung, einschließlich derjenigen innerhalb der Steuerschaltung 160, einen oder mehrere Gleichstrom spannungspegel zuführt. In einigen Fällen umfasst oder beinhaltet die Energieumwandlungs- und/oder -aufbereitungsschaltung 167 die Funktionalität des Schalters 166.
Die Steuerschaltung 160 kann auf einer einzigen Leiterplatte (z. B. einer PCB) angeordnet sein, muss dies aber nicht. In einigen Fällen kann/können eine oder mehrere der in 11 gezeigten Komponenten auf einer separaten oder eigens dafür vorgesehenen Platte angeordnet sein. In diesem Beispiel umfasst jedoch die Steuerschaltung 160 eine Anzahl von Komponenten, die auf einer Leiterplatte 168 angeordnet sind. Die Art und Weise, wie Eingangs- und Ausgangsanschlüsse zur Leiterplatte 168 hergestellt werden, kann je nach Wunsch erheblich variieren.
Die Steuerschaltung 160 empfängt eine Mehrzahl von Eingangssteuersignalen von Wahltasten und/oder Sensoren der Benutzerschnittstelle, die schematisch gezeigt und mit 170 bezeichnet sind. Die Benutzerschnittstellenwahltasten beinhalten in diesem beispielhaften Fall eine entsprechende Anzahl binärer Schalter, um eine Anordnung von Eingangssteuersignalen zur Steuerung des Betriebs der Steuerschaltung 160 bereitzustellen. Wie vorstehend beschrieben, können auch andere Arten von Benutzerschnittstellenelementen verwendet werden, wobei in diesem Fall die Natur der Eingangssteuersignale entsprechend variieren kann. In einigen Fällen kann die Steuerschaltung 160 Befehle oder andere Steuersignale von Quellen empfangen, bei denen es sich nicht um eine Benutzerschnittstelle wie die vorstehend in Verbindung mit dem Steuerturm 36 (1) beschriebene handelt. Die Steuerschaltung 160 umfasst dementsprechend eine oder mehrere entsprechende Eingangsschnittstellen 171, wie z. B. die gezeigte Steuerschalteranordnungsschnittstelle. Die Steuerschaltung 160 ist auch so gestaltet, dass sie Audioeingangssignale von einer Audiowiedergabevorrichtung 172 (z. B. einem MP3-Player) empfängt, die linke und rechte Stereosignale auf jeweiligen Leitungen, wie gezeigt, einer an Bord befindlichen Audioeingangsschnittstelle 174 zuführen kann. In anderen Fällen kann die Vorrichtung 172 auch ein oder mehrere Steuersignale für die Ausführung damit ver bundener Funktionalität (z. B. Lautstärkeregelung oder Titelsteuerung) der Steuerschaltung zuführen oder von derselben empfangen.
In diesem Beispiel werden durch die Audioeingangsschnittstelle 174 Stereoaudiosignale erzeugt und an einen analogen Schalter 176 gesandt, der zwischen der externen Audioquelle 172 und einer oder mehreren internen Audioquellen auswählt. Der analoge Schalter 176 kann durch die Betreuungsperson über eine Benutzerschnittstellenwahltaste (nicht gezeigt) oder über ein intern als Antwort auf die oder zusammen mit der Aktivierung oder Auswahl einer bestimmten Musik- oder Klangquelle erzeugtes Steuersignal gesteuert werden. Die Ausgabe des analogen Schalters 176 wird einem Verstärker 178 zugeführt, der ein oder mehrere Audioausgangssignale für eine entsprechende Anzahl von Lautsprechern 180 erzeugt. In dem in 1–3 gezeigten beispielhaften Fall umfasst die Kinderbewegungsvorrichtung 20 einen einzigen Lautsprecher 179, der nahe dem Instrumentenfeld 37 am Steuerturm 36 angeordnet ist. Es kann eine große Vielzahl alternativer Gestaltungen ausgeführt werden, die eine beliebige Anzahl von an verschiedenen Stellen der Kinderbewegungsvorrichtung 20 angeordneten Lautsprechern beinhalten. Gestaltungen, die mehr als einen Lautsprecher beinhalten, können beispielsweise in Verbindung mit bestimmten Aspekten der Offenbarung, welche die Erzeugung von Audioeffekten gemäß der Position und Bewegung des Sitzes beinhalten, nützlich sein, wie nachstehend beschrieben.
Der Betrieb des analogen Schalters 176 sowie des Verstärkers 178 kann durch einen Mikrocontroller 180, beispielsweise in Verbindung mit der Eingangsauswahlsteuerung bzw. der Lautstärkeregelung, gesteuert werden. In diesem Fall ist der Mikrocontroller 180 nicht eigens zur Steuerung der Audiofunktionalität der Steuerschaltung 160 vorgesehen, sondern ist vielmehr im Allgemeinen an der Steuerung einer Anzahl von durch die Steuerschaltung 160 ausgeführten oder unterstützten Funktionen und Operationen beteiligt. Noch allgemeiner können alle Module, Komponenten oder Funktionen der Steuerschaltung 160 auf einem einzigen integrierten Schaltungschip in einem beliebigen Maß integriert sein und müssen nicht wie in 11 gezeigt angeordnet sein. In einigen Fällen können ein oder mehrere zusätzliche Steuereinheiten zusätzlich zum Mikrocontroller 180 verwendet werden, um spezifische Aufgaben, wie z. B. die Wiedergabe von Musik und Klängen, wahrzunehmen. Aus diesen Gründen muss der einzige Mikrocontroller 180 im Schaltplan von 11 nicht der/den physischen integrierten Schaltung(en) entsprechen, die verwendet wird/werden, um die Funktionen und Operationen der Steuerschaltung 160 auszuführen.
In einigen beispielhaften Fällen ist der Mikrocontroller 180 ein programmierbares System auf einem von der Cypress Semiconductor Corporation (www.cypress.com) erhältlichen Chip. In Fällen, in denen kapazitive Messung zur Motorsteuerung oder Benutzerschnittstellensteuerung verwendet wird, kann der unter der Modellnummer CY8C20234 handelsübliche Cypress-Chip verwendet werden. Weitere Details bezüglich der Funktionalität des programmierbaren Chips, der eine gemischtsignalige E/A-Anordnung unterstützt, sind nachstehend zu finden. Allgemein gesagt, integriert jedoch dieser Mikrocontroller die Funktionen die typischerweise durch einen Mikrocontroller mit der Funktionalität einer Anzahl analoger und digitaler Komponenten bereitgestellt werden, die typischerweise Mikrocontroller umgeben. Da diese Steuereinheit eine große Anzahl peripherer Funktionen integrieren kann, sind der Mikrocontroller 180 und noch allgemeiner die Steuerschaltung 160 in 11 in vereinfachter Form gezeigt. Beispielsweise kann der Mikrocontroller 180 so gestaltet sein, dass er analoge Funktionen, wie z. B. Verstärkung, Analog-Digital-Wandlung, Digital-Analog-Wandlung, Filterung und Komparatoren, ausführt. Der Mikrocontroller 180 kann auch so gestaltet sein, dass er digitale Funktionen, wie z. B. Zeitschalter, Zähler und Impulsbreitenmodulation (pulse width modulation, PWM), ausführt. Eine Anzahl dieser analogen und digitalen Funktionen kann in der Steuerschaltung 160 verwendet werden, um die Motorsteuerungsrückkopplung und die Motorsteuerungsfunktionen auszuführen, wie nachstehend beschrieben. Die in 11 gezeigte Darstellung des Mikrocontrollers 180 bildet einen Teil dieser Funktionalität ab, indem sie ein Analog-Digital-Wandlungsmodul 182, ein PWM-Modul 184 und einen Speicher 186 (z. B. einen Flashspeicher) separat ausweist, obwohl es sich bei diesen Modulen nur um eine Untergruppe der verfügbaren handelt.
In 11 umfasst die beispielhafte Steuerschaltung 160 auch eine oder mehrere Ausgangsschnittstellen und/oder -register 188, die dazu vorgesehen sind, eine Mehrzahl von Benutzerschnittstellen oder anderen optischen Medienelementen der Kinderbewegungsvorrichtung anzusteuern. In diesem Beispiel umfasst die Kinderbewegungsvorrichtung einen Satz von Leuchtdioden (light emitting diodes, LED) 190, die beispielsweise an der Benutzerschnittstelle 50 (5) angeordnet sein können. Alternative Ausführungsformen können jede Anzahl von Leuchtanzeigen oder anderen optischen Elementen aufweisen, um das in der Vorrichtung befindliche Kind zu beruhigen oder Informationen für die Betreuungsperson bereitzustellen.
Die Kinderbewegungsvorrichtung kann auch ein durch einen Vibrationsmotor 192 unterstütztes Vibrationsmerkmal umfassen. In einigen Fällen ist der Vibrationsmotor 192 am Sitzhalterahmen 26 angeordnet, wie in 1 gezeigt. In solchen Fällen kann die Steuerung des Vibrationsmotors 192 lokal erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann der Vibrationsmotor 192 über die Steuerschaltung 160 gesteuert werden. Zu diesem Zweck kann ein durch den Mikrocontroller 180 erzeugtes Steuersignal einem Spannungsregler 194 zugeführt werden, der für die Zufuhr von Energie an den Vibrationsmotor 192, verantwortlich ist.
Eine weitere Spannungsteuerung und/oder -regelung erfolgt durch einen Regler 196 für einen Elektromotor 198, der für die Hauptbewegung der Vorrichtung vorgesehen ist. Der Betrieb des Reglers 196 wird ebenfalls durch den Mikrocontroller 180 gemäß den hierin beschriebenen Steuertechniken gesteuert. Weitere Informationen bezüglich der Techniken sind nachstehend zu finden.
Im Allgemeinen umfassen die hierin beschriebenen Motorsteuertechniken jedoch einen oder mehrere Rückkopplungsmechanismen. Zu diesem Zweck umfasst die beispielhafte Steuerschaltung 160 einen analogen Spannungssensor 200, der in Kommunikation mit der/den Leitung(en) steht, die dem Motor 198 die Motorspannung zuführt/zuführen. Der Sensor 200 kann in Verbindung mit der Ausführung der EMK-Rückführungstechnik eine Anzeige jeder auf solchen Leitungen erzeugten Spannung liefern, um Motorpositionsinformationen zu bestimmen, wie vorstehend beschrieben. In einigen Fällen kann der analoge Spannungssensor 200 mit den anderen durch den Mikrocontroller 180 bereitgestellten Funktionen integriert sein. So verfügt der Cypress-Mikrocontroller über einen eingebauten Analog-Digital-Wandler mit Spannungsreferenz, die verwendet werden kann, um die tatsächliche Motorspannung und -stromstärke genau zu messen.
Eine weitere Rückkopplung bezüglich der Motorpositionsinformationen (und noch allgemeiner der Bewegung der Vorrichtung) kann dem Mikrocontroller 180 durch einen Sensor 202 zugeführt werden, der beispielsweise mit einem Element 204 des Antriebssystems, des Haltearms, des Sitzes etc. in Kommunikation steht, was schematisch dargestellt und mit 206 bezeichnet ist. Eine Anzahl von Rückkopplungsleitungen 208 kann die Signale, welche die Positionsinformationen anzeigen, zurück zum Mikrocontroller 180 leiten. Beispielsweise kann bei einer kapazitiven Messtechnik jedes der analogen Signale, die in den Spuren der Sensorplatte entwickelt werden, durch eine separate Leitung dem Mikrocontroller 180 zugeführt werden. In einigen Fällen können die Rückkopplungsleitungen 208 im Wesentlichen oder ganz auf der Platte 168 angeordnet sein, um beispielsweise durch Rauschen oder parasitäre Kapazität verursachte Probleme zu vermeiden. In einem Beispiel entspricht die Platte 168 der die Spuren tragenden Sensorplatte.
Die Ausführung der Motorsteuertechniken wird nun detaillierter beschrieben. Allgemein gesagt, verwendet der Mikrocontroller 180 eine der Messtechniken, um die Position des Rotors zu erkennen oder zu bestimmen. In einigen Fällen, kann die Technik die Verwendung der durch EMK-Rückführung erzeugten Spannung entweder allein oder in Verbindung mit einer der anderen Messtechniken, wie z. B. kapazitiver Messung, beinhalten. Auf der Grundlage der Positionsinformationen erzeugt der Mikrocontroller 180 die Motorsteuerspannung auf eine Weise, dass die resultierende Kraft die Drehung im Rotor in der gewünschten Richtung und auf eine im Übrigen effiziente Weise antreibt oder unterstützt. Die Stabilität der Motorrotation wird dementsprechend verbessert.
Die durch den Mikrocontroller 180 bestimmten Positionsinformationen können auch verwendet werden, um die Motorsteuerspannung auf andere Weisen als durch die Zeitsteuerung der Anlegung derselben zu steuern. Beispielsweise können die Motorpositionsinformationen verwendet werden, um die Wellengeschwindigkeit des Motors zu bestimmen. Die Wellengeschwindigkeit kann wiederum verwendet werden, um Zunahmen oder Abnahmen der Motorlast zu erkennen oder zu bestimmen. Solche Änderungen können natürlich aufgrund der Pendelbewegung der Vorrichtung oder in der Folge einer Änderung des Gewichts des darin befindlichen Kindes auftreten. Der Mikrocontroller 180 kann dann die Amplitude der Motorspannung entsprechend einstellen, um eine gewünschte Schaukelgeschwindigkeit oder einen gewünschten Schaukelwinkel aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck kann durch den Mikrocontroller 180 ein den gewünschten Schaukelwinkel repräsentierender Sollwert in Verbindung mit den Informationen bezüglich der Motorlast (z. B. Änderung der Wellengeschwindigkeit und der Motorstromstärke) verwendet werden, um die angelegte Motorspannung zu verändern. Solche Anpassungen können zusätzlich zu solchen ausgeführt werden, die im Rahmen des Anlegens von Spannung durch den Mikrocontroller gemäß dem Schaukelbewegungsprofil erfolgen, um die Energiezufuhr zum Motor zu optimieren und dadurch den Gesamtbedarf an elektrischer Energie zu vermindern.
12 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Motorsteuerschemas gemäß einem Aspekt der Offenbarung über eine graphische Darstellung der angelegten Motorspannung. Das gezeigte Motorspannungssteuerschema kann durch eine oder mehrere der vorstehend ausgewiesenen Motorsteuerungsrückkopplungstechniken unterstützt werden. Ungeachtet der verwendeten Rückkopplungstechnik wird dem Motor im Allgemeinen intermittierend an strategischen Punkten des Bewegungszyklus oder -pfads Energie zugeführt. Die Punkte basieren auf der Position oder dem Winkel der Schaukel, wie vorstehend beschrieben. In diesem Beispiel wird ein Spannungsimpuls zu einem Zeitpunkt unmittelbar oder kurz nach dem Ende eines Schwungs zugeführt, das bei der maximalen Auslenkung der Schaukel (z. B. einem Schaukelwinkel von +20 oder –20 Grad) auftritt. Diese Zeitsteuerung kann auch als Beginn des nächsten Schwungs angesehen werden.
Die Länge des Spannungsimpulses kann auf der Grundlage der Betriebsbedingungen und anderer Aspekte des Motorsteuerungsschemas variieren. In einigen Fällen kann die Energiezufuhr etwa in der Mitte des Schwungs unterbrochen werden, ungeachtet des Zeitpunkts des Beginns der Energiezufuhr. Noch allgemeiner wird die Effizienz des Motorantriebs über die Zeitsteuerung sowie die Dauer dieser ausgewählten Energiezufuhr zum Motor verbessert.
Die Darstellung jedes Spannungsimpulses in 12 kann einer Anzahl von Impulsen entsprechen (d. h. aus diesen zusammengesetzt sein). In vielen Fällen beinhaltet die angelegte Motorspannung ein impulsbreitenmoduliertes Signal, dass intern durch den Mikrocontroller 180 erzeugt werden kann. Mit der Positionsmessung (oder Winkelmessung), den Motorspannungs- und Stromstärkemessungen, kann der Cypress-Mikrocontroller so konfiguriert werden, dass er ein herkömmliches PWM-Ausgangssignal erzeugt, das, wenn es einen Leistungstransistor (nicht gezeigt) im Regler 196 (11) passiert, verwendet werden kann, um die dem Motor zugeführte Spannung (und somit den Schaukelwinkel) zu regeln. Noch allge meiner kann das PWM-Ausgangssignal die Modulation eines oder mehrerer der Motorspannungsamplitude, Frequenz und des Tastgrads beinhalten.
Obgleich einige Module des Mikrocontrollers 180 separat ausgeführt werden können, kann der PWM-Generator 184 die Option bereitstellen, ein überlagertes oder pseudozufälliges PWM-Ausgangssignal zu erzeugen, was effektiv die Frequenz und den Tastgrad des Ausgangssignals variiert, um die elektromagnetische Ausbreitung von Rauschen zu minimieren, wodurch die Erfüllung der EMI-Vorschriften unterstützt wird. Insbesondere hat das „überlagerte” PWM-Ausgangssignal den Vorteil der Verteilung des durch die PWM-Wellenform erzeugten harmonischen EMI-Rauschens über ein breites Frequenzspektrum. Im Ergebnis ist es möglich, die Spitzenwerte der elektrischen Störgeräusche auf Pegel innerhalb der Grenzen verschiedener Vorschriften zu vermindern.
13 betrifft eine Technik zur Bestimmung einer optimalen Motorspannungsamplitude gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung. Allgemein gesagt, kann die Optimierung der Motorspannung die Zeit vermindern, die erforderlich ist, um die Schaukelbewegung zu starten und/oder den gewünschten Schaukelwinkel zu erreichen. Die Notwendigkeit, die Motorspannung(en) zu variieren oder einzustellen, kann sich aus Variationen der Toleranzen der Komponenten, Variationen im Montageprozess (Fertigungstoleranzen), normalem „Verschleiß” während des Betriebs, Unterschieden der in der Vorrichtung befindlichen Kinder (z. B. Gewicht, Schwerpunkt) oder unterschiedlichen Vorrichtungsmerkmalen oder Nutzungsbedingungen (z. B. der Hinzufügung eines Baldachins oder Lakens) ergeben. Diese und andere Faktoren können die optimale Startspannung (d. h. Bewegung aus einer Ruheposition heraus) sowie die optimalen während des Betriebs angelegten Spannungen ändern, um eine bestimmte Schaukelgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
Die Technik kann durch die vorstehend in Verbindung mit der Steuerschaltung 160 und insbesondere dem Mikrocontroller 180 beschriebenen Funktionalität ausgeführt werden. Die durch die Technik optimierte Motorspannung kann einer Start- oder Selbststartspannung oder jeder einer Anzahl von Nutzungs- oder Betriebsspannungen, die einer Geschwindigkeitseinstellung der Vorrichtung zugeordnet sind, zugeordnet sein. Auf diese Weise kann die Steuerschaltung 160 die jeweiligen optimalen Motorspannungen für eine Anzahl verfügbarer Schaukelgeschwindigkeiten (z. B. die Geschwindigkeiten 1–6) automatisch bestimmen. Die Optimierung der Motorspannung(en) kann als Abstimmungs- oder Kalibrierungsroutine angesehen werden, in dem Sinne, dass die Kinderbewegungsvorrichtung für einen verbesserten Betrieb oder für abweichende Betriebsbedingungen eingestellt oder kalibriert werden kann. Die Abstimmung, Kalibrierung oder Einstellungen kann/können regelmäßig oder periodisch oder nach einem gemessenen Ereignis, wie z. B. einer Abnahme der Effizienz oder dem Unvermögen, eine gewünschte Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, erfolgen. Zu diesem Zweck, kann die Ausführung der Routine während normaler Nutzungsbedingungen erfolgen.
In einem Beispiel beinhaltet die Kalibrierungstechnik im Allgemeinen die automatische Einstellung der Motorspannung auf der Grundlage der Rückkopplungsinformationen und/oder Messungen der Motorstromstärke, der Motorwellengeschwindigkeit und/oder des gemessenen Schaukelwinkels. Insbesondere kann die Kalibrierungsroutine mit der Anlegung einer anfänglichen Nennspannung in einem Block 210 beginnen. Wenn beispielsweise die Selbststartspannung kalibriert wird, kann die Anfangsspannung in den Bereich von ca. 2,5 bis ca. 2,7 Volt fallen. Die Steuerschaltung 160 erfasst Daten und Informationen, welche die aus der angelegten Spannung resultierende Schaukelbewegung anzeigen, so dass in einem Block 212 der Mikrocontroller 180 die Schaukelbewegung überwachen kann. Der Überwachungsschritt kann eine bestimmte Zeit dauern, wonach die Steuerung zu einem Block 214 übergeht, wo die anzulegende Spannung um ein voreingestelltes Intervall oder Verhältnis erhöht wird. Die Steuerschaltung 160 erfasst und überwacht in einem Block 216 wiederum Daten und Informationen, welche die resultierende Schaukelbewegung anzeigen, bevor sie in einem Block 218 die angelegte Spannung von der Anfangsspannung ausgehend um das gleiche oder ein ähnliches voreingestelltes Intervall oder Verhältnis vermindert. Nachdem die Schaukelbewegung in einem Block 220 überwacht wird, vergleicht der Mikrocontroller 180 die für die drei angelegten Spannungen erfassten Bewegungsdaten, um in einem Block 222 zu bestimmen, welcher der beiden Bereiche (d. h. über oder unter der Anfangsspannung) zum Erreichen der gewünschten Schaukelgeschwindigkeit oder -bewegung bevorzugt ist. Der bevorzugte Bereich wird dann durch den Mikrocontroller 180 ausgewählt.
Die Steuerung geht dann zu einem Entscheidungsblock 224 über, der bewirkt, dass der Mikrocontroller 180 bestimmt, ob die Größe des ausgewählten Bereichs kleiner ist als ein vorab festgelegter Schwellenwert (z. B. 0,025 V). Wenn nicht, wird die Anfangsspannung in einem Block 226 für eine weitere Überwachungsrunde auf den Mittelpunkt des ausgewählten Bereichs zurückgesetzt. In einem Block 228 wird dann die neue Anfangsspannung angelegt, und die Überwachungsschleife wird erneut ausgeführt. Ein neues Intervall zum Definieren der Bereiche kann dann auf eine Vielzahl von Weisen bestimmt werden. In einem Beispiel ist die Größe des Intervalls gleich einer Hälfte des in der vorherigen Iteration ausgewählten Bereichs. Noch allgemeiner ist, weil das voreingestellte Intervall oder Verhältnis mit jeder Iteration der Schleife (z. B. im Block 226) verringert (oder verschmälert) werden kann, der im Block 224 ausgewertete ausgewählte Bereich letztlich kleiner als der Schwellenwert, derart dass die Steuerung zu einem Block 230 zurückgeht, in dem der Mittelpunkt des ausgewählten Bereichs als optimale Spannung für die kalibrierte Nutzungsbedingung (z. B. Geschwindigkeitsniveau Nr. 5) gespeichert werden kann. Die optimale Spannung kann auch als neue Grundlinie oder neuer Ausgangspunkt für nachfolgende Kalibrierungsprozeduren gespeichert werden.
In einem Beispiel kann die Bestimmung durch den Mikrocontroller 180 im Block 222 im Allgemeinen einen Vergleich der relativen Überschreitung oder Unterschreitung eines Schaukelwinkels beinhalten. Auf diese Weise kann die Bestimmung eine Berechnung der Abweichung von einem gewünschten Winkel beinhalten, der als gewünschter Winkel für eine bestimmte Schaukelgeschwindigkeit oder eine bestimmte verstrichene Zeit nach dem Start vorab festgelegt sein kann.
In einigen Fällen kann die Spannungskalibrierungstechnik mehrere Male (z. B. über mehrere Zyklen) wiederholt werden, um eine gemittelte optimale Spannung zu bestimmen. Dieses wiederholte Vorgehen kann in Verbindung mit der Bestimmung der Start- oder Selbststartspannungen nützlich sein. In jedem Fall kann im Laufe der Zeit die gemittelte optimale Spannung als fortlaufender Durchschnitt bestimmt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung können die vorstehend beschriebenen kapazitiven Messtechniken zusammen mit Steuerfunktionalität ausgeführt werden, um den Betrieb derselben zu managen oder zu regeln. Allgemein gesagt, kann der Mikrocontroller 180 die gemessenen Kapazitätsänderungen auf den einer Benutzerschnittstelle zugeordneten Spuren auswerten, um zu steuern, ob eine „Berührung” oder eine andere Handlung erkannt werden sollte. Zu diesem Zweck greift der Mikrocontroller 180 auf einen Messschwellenwert und/oder eine Routine zu, die im Allgemeinen dazu vorgesehen ist zu bestimmen, ob eine Kapazitätsänderung angemessen erkannt wurde. In vielen Fällen werden der Schwellenwert und die Routine (z. B. ein Komparator oder ein Satz von Vergleichen) verwendet, um falsche Positiva zu vermeiden. In diesem Aspekt der Offenbarung kann der Schwellenwertvergleich jedoch verwendet werden, um vorab festzulegen oder anderweitig zu steuern, welche absichtlichen „Berührungen” oder anderen menschlichen Interaktionen mit der Benutzeroberfläche erkannt werden sollten.
In diesem Aspekt der Offenbarung ist der Mikrocontroller 180 so konfiguriert, dass es zwischen den aus verschiedenen Betreuungspersonen oder Benutzern der Bewegungssteu ervorrichtung resultierenden verschiedenen Kapazitätsänderungen unterscheidet. Die Unterscheidung ist dazu vorgesehen, die Interaktion mit der Benutzerschnittstelle zu steuern oder zu beschränken, was letztlich dazu beitragen kann, einen unbeabsichtigten Betrieb der Vorrichtung zu vermeiden, diesem entgegenzuwirken oder diesen zu verhindern.
Da die kapazitive Messung der Benutzerschnittstelle die Kapazität des menschlichen Körpers misst, die typischerweise durch einen menschlichen Finger gegeben ist, ist es auch möglich, akzeptable Bereiche für diese Messung festzulegen, so dass der Unterschied zwischen dem Finger eines Erwachsenen und einem kindlichen Finger bestimmt und/oder genutzt werden kann. Kurz gesagt, haben kindliche Finger eine relativ kleinere Kapazität und weisen somit eine kleinere Kapazitätsänderungswirkung auf. Obwohl die Fingergrößen variieren, insbesondere wenn mit veränderlicher Kraft (z. B. leicht oder stark) auf eine Taste gedrückt wird, kann ein nutzbarer Bereich bestimmt werden, in dem der Finger eines Erwachsenen erkannt wird, um zuzulassen, dass ein Betrieb der Benutzerschnittstelle erfolgt. Der „Tastendruck” eines kindlichen Fingers ist jedoch unzureichend, um das Steuerelement zu aktivieren. Auf diese Weise können einige oder alle der Benutzerschnittstellenelemente (und die diesen zugeordneten Steueroperationen) als nur für die Benutzung durch Erwachsene, d. h. kindersicher, klassifiziert werden. Der umgekehrte Fall kann auch zur Ausführung eingerichtet werden, derart dass beispielsweise bestimmte Steuerungen nur für die Funktion mit Kinder verfügbar, d. h. „erwachsenensicher”, gemacht werden. Diese Art von Beschränkung der Steuerung kann in Situationen nützlich sein, die den Transport der Vorrichtung durch einen Erwachsenen beinhalten.
Zu diesen Zwecken kann der Mikrocontroller 180 eine Selbstkalibrierungsroutine ausführen, um das kapazitive Messsystem für Änderungen, die Einstellungen des/der Schwellenwerts/e zur Folge haben sollten, einzustellen. Die Kalibrierung kann periodisch oder re gelmäßig erfolgen oder durch ein Ereignis, wie beispielsweise eine benutzerinitiierte Aufforderung, die Routine zu initiieren, ausgelöst werden.
In einigen Fällen kann eine Kalibrierungsroutine derart definiert werden, dass bei einer „Berührung” auftretende gemessene Kapazitätsänderungen routinemäßig innerhalb eines definierten Wertebereichs auftreten. Die Kalibrierung auf einen Normbereich ermöglicht feststehende Werte für Rauschgrenzen, was einen zuverlässigen Betrieb im Laufe der Zeit erleichtert. Die Kalibrierungsroutine kann im Fall, dass die gemessenen Kapazitätsänderungswerte aus einem vorab festgelegten Bereich herausfallen, automatisch ausgeführt werden. Eine solche Neukalibrierung kann sich beispielsweise aus einer wesentlichen Änderung der Energieversorgung (schwache Batterien), der Änderung von Umgebungsbedingungen (Temperatur, Feuchte etc.), während der Produktion auftretenden mechanischen Unterschieden, einer variierenden Montage der Vorrichtung oder wesentlichem „Verschleiß” im Laufe der Zeit während der Nutzung ergeben.
Das vorstehend beschriebene Management einer kapazitiv empfindlichen Benutzerschnittstelle kann durch die Ausführung einer Individualisierungstechnik für die kapazitive Messung gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung erleichtert werden. Allgemein gesagt, können die Schwellenwerte für die kapazitive Messung der Benutzerschnittstelle durch eine Lernroutine individualisiert werden, um die Kindervorrichtung für eine bestimmte Familie oder eine bestimmte Betreuungssituation zu personalisieren. Die Ausführung einer Lernroutine kann die Voreinstellungen oder Werkseinstellungen für einen oder mehrere Messschwellenwerte einstellen. Auf diese Weise kann die Kapazitätsänderungswirkung bestimmter Finger für einen blockierten bzw. erlaubten Betrieb der Benutzerschnittstelle ausdrücklich als „Kind” oder „Erwachsener” bezeichnet werden.
In diesem Aspekt nimmt jede Person, die wahrscheinlich versucht, während der aufeinanderfolgenden Nutzung mit der Benutzerschnittstelle zu interagieren, an einer Personalisierungs- oder Individualisierungsroutine teil. Dabei wird die Benutzerschnittstelle und noch allgemeiner die Kinderbewegungsvorrichtung über die Speicherung beispielhafter Messungen der Kapazitätsänderung für jede Person personalisiert. Zu diesem Zweck kann der Mikrocontroller 180 einen Satz von Benutzerprofilen zum Vergleich und/oder zur Zuordnung während aufeinanderfolgender Operationen speichern. Alternativ oder zusätzlich kann der Mikrocontroller 180 Daten für jedes Mitglied des Satzes autorisierter Bediener sammeln und Daten für jedes Mitglied des Sets nicht autorisierter Personen sammeln und einen Schwellenwert bestimmen, der die beiden Sätze bestmöglich unterscheidet.
In einigen Fällen kann die Initiierung der Lernroutine eine vom Benutzer ausgewählte Option sein, obwohl in anderen Fällen die Lernroutine als Teil eines vorab konfigurierten Setupvorgangs automatisch initiiert werden kann. Auf diese Weise wird die Vorrichtung bald nach der Montage und vor der betriebsmäßigen Nutzung individualisiert oder personalisiert.
14 betrifft einen anderen Aspekt der Offenbarung, der die Ausführung einer oder mehrerer Routinen durch den Mikrocontroller 180 beinhaltet. In diesem Aspekt wird die Audioausgabe der Kinderbewegungsvorrichtung im Allgemeinen gemäß der Bewegung der Schaukel moduliert oder anderweitig gesteuert. In einigen Fällen wird die Audioausgabe auf der Grundlage der aktuellen Position oder des aktuellen Winkels der Schaukel moduliert oder anderweitig gesteuert. Alternativ oder zusätzlich wird die Audioausgabe auf der Grundlage der aktuellen Schaukelgeschwindigkeit moduliert oder gesteuert.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Bewegungssteuervorrichtung jede Anzahl von Lautsprechern (Mono, Stereo, Surround Sound etc.) in einer Vielzahl von Lautsprecherpositionen umfassen. Viele, wenn nicht gar alle, der Lautsprecherpositionen sind während der Schaukelbewegung in relativer Bewegung bezogen auf das im Sitz befindliche Kind. Eine solche relative Bewegung kann wünschenswerte oder nicht wünschenswerte Wirkungen erzeugen, die beabsichtigt oder unbeabsichtigt sind. Ungeachtet dessen ist mit den unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Rückkopplungstechniken erfassten Echtzeit-Schaukeldaten Wissen über die Position, Geschwindigkeit und Richtung der Schaukel in Echtzeit verfügbar und kann verwendet werden, um neue und innovative, das Kind beruhigende Klangeffekte bereitzustellen, die mit der Position der Schaukel korrelieren. Auf diese Weise kann die Wiedergabe von Musik und Klängen mit einem ausgewählten oder vorab festgelegten Klangeffekt koordiniert werden, der die Wiedergabe auf der Grundlage der spezifischen Position, Geschwindigkeit oder Richtung des Sitzes während der normalen Schaukelbewegung oder des normalen Betriebs moduliert. In einem Beispiel kann das Audio so moduliert werden, dass für das im Sitz befindliche Kind eine Richtwirkung gegeben ist. Im Ergebnis kann der Klangeffekt mit der Schwingbewegung „mitgehen”. In einem anderen Beispiel kann der rauschende Klang des Blutflusses, den ein Kleinkind aus dem Inneren des Mutterleibs wiedererkennen kann, so reproduziert werden, dass er wirklichkeitsgetreuer klingt, so als ob der Fluss um das Baby herum auftritt. Bei einer wirklichkeitsgetreueren Reproduktion ist es wahrscheinlicher, dass die beruhigende Erfahrung des Mutterleibs durch die Kinderbewegungsvorrichtung kopiert werden kann.
In Verbindung mit diesem Aspekt der Offenbarung kann eine Vielzahl verschiedener Modulationsschemata verwendet werden. Eine beispielhafte Liste kann umfassen: Lautstärkeeinstellungen, Balanceeinstellungen, Verzerren von Klang, einen Ozeaneffekt, verschiedene Tonhöhenänderungen und einen gesteigerten Dopplereffekt.
Im beispielhaften Ablauf von 14 erfolgt die Initiierung der gerichteten Audiomodulation (oder einer anderen auf der Schaukelbewegung basierenden Wiedergabemodulation) in einem Block 232, beispielsweise über die Betätigung einer Benutzerwahltaste. Ein Entscheidungsblock 234 kann die Art des aktuell zur Wiedergabe ausgewählten Klangs bestimmen. In diesem Beispiel gibt es drei verschiedene Arten von Klang oder Musik, der/die zur Wiedergabe verfügbar ist. In anderen Ausführungsformen kann jede Anzahl von Kategorien oder Arten von Klang oder Musik verfügbar sein, derart dass der Entscheidungsblock 234 den Ablauf der Steuerung in jeder Anzahl von Pfaden steuern kann. In diesem Fall kann die Musikart „A” Stereo- oder schneller Musik entsprechen, während die Musikart „B” Mono- oder langsamer Musik entsprechen kann. Die Unterscheidung zwischen den Musikarten kann die Arten von Klangeffekten beschränken oder ansteuern, die für die Wiedergabemodulation geeignet sind. Beispielsweise kann Stereo- oder Monomusik bestimmte Lautsprecher verwenden, die für bestimmte Arten der Wiedergabemodulation geeignet oder ungeeignet sind. Die letzte beispielhafte Musikart oder -kategorie, Klang, kann auch für Arten der Wiedergabemodulation gut geeignet sein, die auf die Musikwiedergabe nicht problemlos anwendbar sind, wodurch ein separater Routineablauf gerechtfertigt ist.
Wenn die Musikart „A” wiederzugeben ist, geht die Steuerung zu einem anderen Entscheidungsblock 236 über, in dem der Controller 180 bestimmt, ob durch die Betreuungsperson, beispielsweise über die Benutzerschnittstelle 50, ein bestimmter Klangeffekt ausgewählt wurde. Wenn nicht, kann die Musikart „A” im Allgemeinen für die Wiedergabemodulation ungeeignet sein. Dementsprechend geht die Steuerung zu einem Block 238 über, der den Controller 180 anweist, die Musik ohne Modulation wiederzugeben.
Wenn ein Klangeffekt ausgewählt wurde, geht die Steuerung zu einem Block 240 über, wo die Steuereinheit 180 die Schaukelposition, -geschwindigkeit und/oder andere Daten bestimmt, um die Wiedergabemodulation in Echtzeit zu unterstützen. Schließlich wird in einem Block 242 die Wiedergabe der Musik auf der Grundlage der Schaukeldaten gemäß dem ausgewählten Klangeffekt bis zum Ende des Titels oder dem Auftreten eines anderen statusändernden Ereignisses, wie z. B. einer Zeitbegrenzung, moduliert.
Wenn die Klangoption wiederzugeben ist, geht die Steuerung zu einem Block 244 über, der die Schaukeldaten bestimmt, um die Wiedergabemodulation zu unterstützen. In diesem Fall basiert die Modulation auf der Schaukelposition statt auf einer anderen Kombination von Schaukeldaten, und der Klang weist einen dieser zugeordneten, vorab festgelegten Modulationseffekt auf. Die Wiedergabe der Musik wird dann in einem Block 246 auf der Grundlage der Schaukelpositionsdaten mit dem diesem Klang zugeordneten, vorab festgelegten Modulationseffekt (z. B. Verzerrung des Klangs) ausgeführt.
Schließlich bietet die Wiedergabe der Musikart „B” eine andere mögliche Option für gerichtete Audiotechniken. In diesem beispielhaften Fall bestimmt der Controller 180 in einem Block 248 die aktuelle Schaukelgeschwindigkeit und verwendet diese Daten allein dazu, die Wiedergabe der Musik zu modulieren. Die Musikwiedergabe wird in einem Block 250 wiederum auf der Grundlage der Schaukelgeschwindigkeitsdaten mit einem ausgewählten oder vorab festgelegten Modulationseffekt bis zum Ende des Titels oder dem Auftreten eines anderen statusändernden Ereignisses ausgeführt.
Die vorstehende Routine wird in dem Verständnis bereitgestellt, dass sie völlig beispielhafter Natur ist. Noch allgemeiner kann die praktische Umsetzung der offengelegten gerichteten Audiotechnik eine breite Vielzahl von Klang- oder Musikprofilen beinhalten, mit einer oder mehreren dafür relevanten bestimmten Schaukelbewegungsdatenvariablen, einem breiten Satz verschiedener Modulationseffekte und einer Menge anderer Präferenzen oder Kriterien für die Wiedergabe. Die Anzahl möglicher Permutationen der Kombinationen dieser und anderer Optionen ist dementsprechend sehr umfassend und ausgedehnt. Verschiedene Kombinationen dieser Faktoren können im Mikrocontroller 180 gespeichert werden, und können durch einen Bediener erzeugt und/oder als Werkseinstellungen vorab festgelegt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Wiedergabemodulation von Musik oder Klang mehrere Titel in Kombination beinhalten oder umfassen. Beispielsweise kann ein Titel durch einen ersten Lautsprecher (mit jedem gewünschten Modulationseffekt) wiedergegeben werden, während ein anderer Titel mit einem anderen Modulationseffekt durch einen zweiten Lautsprecher wiedergegeben werden kann. Somit ist die praktische Umsetzung der offengelegten Technik zu keinem Zeitpunkt auf einen Klangeffekt oder ein Wiedergabeschema beschränkt.
Noch allgemeiner basiert die Ausführung der vorstehend beschriebenen gerichteten Audiotechnik auf Echtzeitwissen über die Schaukelbewegung. Weil die vorstehend beschriebenen Erfassungstechniken für die Position und andere Daten solche Echtzeitdaten mit verbesserter Genauigkeit und in absoluter statt relativer Form bereitstellen können, können bestimmte Audioeffekte erreicht werden, die andernfalls möglicherweise nicht verfügbar sind.
Noch ein weiterer Aspekt der Offenbarung zur Ausführung durch den Mikrocontroller 180 ist in Verbindung mit 15 beschrieben und gezeigt. In diesem Aspekt wird die Funktionalität einer Bewegungssteuervorrichtung gemäß einem Betriebsmodus oder mehreren Betriebsmodi kollektiv gemanagt. Jeder Betriebsmodus kann eine beliebige Anzahl von Betriebs- oder Funktionseinstellungen (z. B. einen programmierter Merkmalssatz) definieren, die jede verfügbare Operation oder Funktion spezifizieren können, dies aber nicht müssen. Beispielhafte Operationen und Funktionen, die kollektiv gesteuert werden können, umfassen beispielsweise die Audioeingabequelle, Audiolautstärke, Wiedergabegeschwindigkeit, Wiedergabeart oder -auswahl, die gerichtete Balance des Audio, Vibrationsmotoraktivierung, Vibrationsmotorleistung, Schaukelgeschwindigkeit, Beleuchtungsoptionen, Bildprojektion und andere optische Effekte, Änderung der Geschwindigkeit für zusätzliche Objekte, wie z. B. Mobiles oder anderes Spielzeug, und andere entfernt am Produkt angebrachte Spielzeugfunktionen. Diese Spielzeug-/Beruhigungsmerkmale können über eine Fernsteuerung des Bedieners durch ein CB-Funkgerät oder eine Infrarotverbindung drahtlos mit der zentralen Schaukelsteuereinheit kommunizieren. Der Betriebsmodus kann solche Operationen oder Funktionen entweder dem sequenziellen oder dem Simultanbetrieb zuordnen.
Jede Anzahl von Betriebsmodi, wie beispielsweise Werkseinstellungen, kann vorprogrammiert oder vorab festgelegt sein. Noch allgemeiner, kann der Mikrocontroller 180 so gestaltet sein, dass er einem Benutzer die Möglichkeit einräumt, benutzerdefinierte Modi oder Merkmalssätze zu erzeugen und zu speichern. Die Möglichkeit kann auf eine Vielzahl von Weisen, beispielsweise einschließlich des Gedrückthaltens von Tasten oder des Drückens einer Reihe von Tasten, die über eine Benutzerschnittstelle bereitgestellt werden, initiiert werden.
Es kann wünschenswert sein, Betriebsmodi für die Schaukel zu erzeugen, um dazu beizutragen, das Kind zu beruhigen oder auf unterhaltsame oder lehrreiche Weise zu beschäftigen. Diese Modi können verschiedene Funktionen der Schaukel zu vorab definierten oder benutzerdefinierten Anwendungen zusammenfassen, die ein Kind besser beruhigen würden, indem sie es mit einem Satz von Aspekten (oder allen Aspekten) geeigneter oder anderweitig verwandter Stimuli versorgen, der/die auf die Situation des Kindes abgestimmt ist/sind. In einigen Fällen können diese verwandten Funktionen die Schaukelgeschwindigkeit, Musik, die Auswahl der Wiedergabe von Natur-/Mutterleibsklang, die Lautstärke, Vibrationsfunktionen, Beleuchtung, Bewegung oder Geschwindigkeitsänderungen umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Mehrzahl von Amplituden des der vorgenannten Elemente in einer Vielzahl von Weisen kombiniert werden, um Stimmungen, wie z. B. „Schlafenszeit”, Aufwachzeit, Spielzeit etc. zu erzeugen.
In einem Beispiel beinhaltet die Ausführung des Betriebsmodusteueraspekts der Offenbarung die in 15 gezeigte Routine. Ein Benutzer kann die Routine über die Betäti gung einer Benutzerschnittstellenwahltaste oder eines anderen Elements initiieren, woraufhin der Mikrocontroller 180 in einem Block 252 auf einen Standardmodus, den zuletzt verwendeten Modus, zugreifen und/oder den Bediener auffordern kann, weitere Informationen einzugeben. In diesem Fall bestimmt der Mikrocontroller 180 in einem Entscheidungsblock 254, ob der Bediener beabsichtigt, einen vorab definierten Betriebsmodus (z. B. einen zur Auswahl stehenden Modus, gleich ob benutzerdefiniert oder werksseitig eingestellt) auszuwählen oder einen neuen Betriebsmodus zu definieren. Die verfügbaren Modi können einer Ziffer oder anderen Bezeichnung zugeordnet gespeichert werden, die durch den Bediener ausgewählt werden kann. Eine separate Ziffer oder Bezeichnung kann auch für den Bediener verfügbar sein, um eine Konfigurationsoption zum Definieren eines neuen Betriebsmodus auszuwählen. Wenn der Bediener die Konfigurationsoption auswählt, geht die Steuerung zu einem Block 256 über, in dem der Mikrocontroller 180 eine beliebige Anzahl von Betriebseinstellungen und/oder -auswahlen auswählt und zusammenstellt. Die Benutzerschnittstelle kann den Auswahlprozess auf eine Vielzahl von Weisen erleichtern. Der Bediener kann dann in Verbindung mit einem Entscheidungsblock 258 auswählen oder dazu aufgefordert werden, die Einstellungen und/oder Auswahlen zu speichern. Bei Akzeptanz wird in einem Block 260 eine Speicheroperation ausgeführt, und die Steuerung geht schließlich zum Block 252 zurück, wo die Einstellungen und/oder Auswahlen als Merkmalssatz verfügbar gemacht werden. Andernfalls kann die Steuerung zur weiteren Datensammlung zum Block 256 zurückgehen.
Wenn der Bediener nicht gewählt hat, die Betriebsmodussteueraspekte der Vorrichtung zu konfigurieren, geht die Steuerung zu einem Block 262 zurück, in dem die Betriebseinstellungen oder -auswahlen, die durch einen ausgewählten Betriebsmodus definiert oder diesem zugeordnet sind, bestimmt werden. Dann kann der Mikrocontroller 180 in einem Block 264 mit der Ausführung der Funktionen oder Operationen gemäß dem ausgewählten Betriebsmodus und insbesondere den dadurch definierten Betriebseinstellungen oder -auswahlen fortfahren.
In einigen Fällen kann die Routine für einen Bediener eine Möglichkeit vorsehen, einen Betriebsmodus zu unterbrechen, ohne beispielsweise die gesamte Vorrichtung deaktivieren zu müssen. Wenn der Mikrocontroller 180 an einem Punkt der Ausführung der zugeordneten Funktionen ein statusänderndes Ereignis erkennt, bestimmt ein Entscheidungsblock 266, ob die Steuerung zu denjenigen Blöcken weitergehen soll, die an der Konfiguration der Betriebsmodussteuerung beteiligt sind. Diese Entscheidung kann beispielsweise auf die Weise Bezug nehmen, in der eine Benutzerschnittstellenwahltaste betätigt wird. Ein Gedrückthalten kann beispielsweise zu einer Neukonfiguration des aktuellen Betriebsmodus führen, derart dass die Steuerung zum Block 258 übergeht, um mit der Speicherung der Änderung fortzufahren. Andere Tastendrücke können den Mikrocontroller 180 anweisen, die Betriebsmodussteuerung zu beenden und die Steuerung zur durch den Block 252 bereitgestellten Benutzereingabeaufforderung zurückzuführen. Eine Zeitbegrenzung oder ein anderes Ende des Betriebsmodus kann die Steuerung ebenfalls zur Benutzereingabeaufforderung zurückführen.
Bezugnahmen auf die Speicherung von Daten oder Informationen in Verbindung mit der Ausführung einer der vorstehend beschriebenen Techniken sind so zu verstehen, dass sie die Aufzeichnung der Daten oder Informationen auf einer beliebigen Art von Speichervorrichtung oder -medium, auf die/das die Bewegungssteuervorrichtung zugreifen kann, umfasst. Dementsprechend können Bezugnahmen auf Speicher, Speicherung etc. den Speicher 186 des Mikrocontrollers 180 beinhalten, müssen dies aber nicht. Somit können die hierin beschriebenen Bewegungssteuervorrichtungen und -techniken einen oder mehrere Speicher oder Speichermedien umfassen oder beinhalten, die in die vorstehend beschriebenen Schaltkreiselemente integriert oder von diesen getrennt sind.
Der Begriff „Schaukel” bezeichnet hierin jede Kinderbewegungsvorrichtung, die eine sich wiederholende, hin- und hergehende und/oder im Allgemeinen pendelbasierte Bewegung aufweist.
Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Systeme, Vorrichtungen, Routinen, Techniken und Verfahren können über Hardware, Firmware, Software oder jede Kombination derselben gespeichert und/oder ausgeführt werden. Einige Ausführungsformen können als Computerprogramme ausgeführt werden, die auf programmierbaren Systemen, die mindestens einen Prozessor, ein Datenspeichersystem (einschließlich flüchtiger und nicht flüchtiger Speicher- und/oder Speicherungselemente), mindestens eine Eingabevorrichtung und mindestens eine Ausgabevorrichtung umfassen, ausgeführt werden. Es kann ein Programmcode an die Eingabedaten angelegt werden, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen und Ausgabeinformationen zu erzeugen. Die Ausgabeinformationen können auf bekannte Weise einer oder mehreren Ausgabevorrichtungen zugeführt werden.
Die Programme können in einer höheren verfahrens- oder objektorientierten Programmiersprache ausgeführt sein, um mit jeder Art von Verarbeitungssystem zu kommunizieren. Die Programme können auf Wunsch auch in Assembler- oder Maschinensprache ausgeführt sein. Die praktische Umsetzung der offenbarten Systeme, Vorrichtungen, Routinen, Techniken und Verfahren ist nicht auf eine bestimmte Programmiersprache beschränkt. In jedem Fall kann die Sprache eine kompilierte oder übersetzte Sprache sein.
Die Programme können auf einem Speichermedium oder einer Speichervorrichtung (z. B. Floppydisk-Laufwerk, Nur-Lese-Speicher (read only memory, ROM), CD-ROM-Vorrichtung, Flashspeicher-Vorrichtung, Digital Versatile Disk (DVD) oder einer anderen Speichervorrichtung) gespeichert sein, die durch ein allgemeines oder zweckgebundenes programmierbares Verarbeitungssystem lesbar ist, um das Verarbeitungssystem zu konfigurieren und zu betreiben, wenn die Speichermedien oder die Speichervorrichtung durch das Verarbeitungssystem gelesen wird, um die hierin beschriebenen Prozeduren auszuführen. Ausführungsformen der offenbarten Systeme, Vorrichtungen, Routinen, Techniken und Verfahren können auch als maschinenlesbares Speichermedium ausgeführt angesehen werden, das zur Verwendung mit einem Verarbeitungssystem konfiguriert ist, wobei das so konfigurierte Speichermedium bewirkt, dass das Verarbeitungssystem auf eine spezifische und vorab definierte Weise arbeitet, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen.
Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele beschrieben wurde, die lediglich zur Veranschaulichung gedacht sind und die Erfindung nicht beschränken sollen, ist für den Fachmann offensichtlich, dass Änderungen, Hinzufügungen und/oder Weglassungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Geltungsumfang der Erfindung abzuweichen.
Die vorstehende Beschreibung erfolgt nur zum Zweck der Klarheit und des besseren Verständnisses, und es sind daraus keine unnötigen Beschränkungen zu entnehmen, da Abwandlungen innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung für den Fachmann offensichtlich sein können.
Obwohl hierin bestimmte Systeme, Vorrichtungen, Routinen, Techniken und Verfahren gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, ist der Schutzumfang dieses Patents nicht auf diese beschränkt. Im Gegenteil erstreckt sich dieses Patent auf alle Ausführungsformen der Lehren der Offenbarung, die klar in den Rahmen zulässiger Äquivalente fallen.
Zusammenfassung
Eine Kinderbewegungsvorrichtung umfasst einen Motor, ein mit dem Motor gekoppeltes Antriebssystem zur Erzeugung einer hin- und hergehende Schwünge aufweisenden Bewegung entlang eines Bewegungspfads und einen auf die Bewegung reagierenden Sensor zur Erzeugung von die Bewegung anzeigenden Rückkopplungsinformationen. Die Kinderbewegungsvorrichtung umfasst ferner eine mit dem Sensor gekoppelte Motorsteuerschaltung, um auf der Grundlage der Rückkopplungsinformationen zu bestimmen, wann dem Motor während jedes hin- und hergehenden Schwungs Energie zuzuführen ist. In einigen Fällen zeigen die Ruckkopplungsinformationen eine Position des Motors an, derart dass die Motorsteuerschaltung dem Motor für eine Zeitspanne Energie zuführt, die nach einem Ende jedes hin- und hergehenden Schwungs beginnt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Claims

Kinderbewegungsvorrichtung, umfassend: einen Motor, ein mit dem Motor gekoppeltes Antriebssystem, um eine hin- und hergehende Schwünge umfassende Bewegung entlang eines Bewegungspfads zu erzeugen, einen auf die Bewegung reagierenden Sensor, um die Bewegung anzeigende Ruckkopplungsinformationen zu erzeugen, und eine mit dem Sensor gekoppelte Motorsteuerschaltung, um auf der Grundlage der Rückkopplungsinformationen zu bestimmen, wann dem Motor während jedes hin- und hergehenden Schwungs Energie zuzuführen ist.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungsinformationen eine Position des Motors anzeigen.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerschaltung dem Motor die Energie für eine Zeitspanne zuführt, die nach einem Ende jedes hin- und hergehenden Schwungs beginnt.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerschaltung dem Motor die Energie während eines Anfangszeitraums jedes hin- und hergehenden Schwungs zuführt.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerschaltung die Energiezufuhr zum Motor vor einem Mittelpunkt jedes hin- und hergehenden Schwungs unterbricht.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung eine Pendelbogenbewegung umfasst.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor auf eine Kapazitätsänderung reagiert, die durch die Bewegung des Motors bewirkt wird und eine Position desselben anzeigt.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen mit dem Motor gekoppelten Spannungssensor umfasst, um eine durch die Bewegung erzeugte induzierte Spannung zu messen.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 8, die ferner einen weiteren auf die Bewegung reagierenden Sensor umfasst, um weitere die Bewegung anzeigende Rückkopplungsinformationen zu erzeugen, derart dass der Spannungssensor und der weitere Sensor Daten zur Unterstützung einer absoluten Position des Motors bereitstellen.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine das Antriebssystem und den Motor koppelnde indirekte mechanische Verbindung umfasst, die Schlupf zwischen dem Motor und dem Antriebssystem zulässt.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Motor und dem Antriebssystem umfasst.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Motor zugeführte Energie durch die Motorsteuerschaltung impulsbreitenmoduliert wird, um die Bewegung zu steuern.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung, die einen Motor aufweist, umfassend: Anlegen erster und zweiter Spannungen, die entsprechenden ersten und zweiten Spannungsbereichen über und unter einer anfänglichen Grundlinienspannung zugeordnet sind, an den Motor, Überwachen jeweiliger Bewegungseigenschaften der Kinderbewegungsvorrichtung, die aus den ersten und zweiten Spannungen resultieren, Wiederholen der Anlegungs- und Überwachungsschritte mit verschmälerten ersten und zweiten Spannungsbereichen und einer angepassten Grundlinienspannung, die einem Pegel innerhalb eines ausgewählten der ersten und zweiten Bereiche entspricht, der auf der Grundlage eines Vergleichs der jeweiligen Bewegungseigenschaften ausgewählt wird, und Kalibrieren der Kinderbewegungsvorrichtung, so dass die angepasste Grundlinienspannung verwendet wird.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 13, das ferner die Analyse der ersten und zweiten Spannungen umfasst, um zu bestimmen, wann der Kalibrierungsschritt auszuführen ist.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Analyseschritt das Vergleichen der ersten oder zweiten Spannungsbereiche mit einer Schwellenwertgröße umfasst.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 13, das ferner die Schritte des Anlegens der Grundlinienspannung und des Überwachens der aus der Grundlinienspannung resultierenden Bewegungseigenschaften umfasst.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die angepasste Grundlinienspannung eine Spannung bestimmt, die während einer Bewegungsstartprozedur an den Motor angelegt wird.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die angepasste Grundlinienspannung eine Spannung bestimmt, die zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Schaukelgeschwindigkeit an den Motor angelegt wird.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseigenschaften die Motorposition umfassen.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsschritt die Erzeugung von die Motorposition anzeigenden Daten über einen kapazitiven Sensor, der auf die hin- und hergehende Bewegung der Kinderbewegungsvorrichtung reagiert, umfasst.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Spannungsbereiche durch die Differenz zwischen den ersten und zweiten Spannungen und der anfänglichen Grundlinienspannung definiert sind.
Kinderbewegungsvorrichtung, umfassend: einen Motor, um die Bewegung anzutreiben, eine auf die Bewegung reagierende kapazitive Sensoranordnung, um die Bewegung anzeigende Rückkopplungsinformationen zu erzeugen, eine mit der kapazitiven Sensoranordnung gekoppelte Steuerschaltung, um den Motor auf der Grundlage der Rückkopplungsinformationen zu steuern, und eine Benutzerschnittstelle, die ein kapazitives Sensorelement aufweist, das so gestaltet ist, dass es eine Bedienerinteraktion mit der Benutzerschnittstelle erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung mit dem kapazitiven Sensorelement gekoppelt ist, um den Betrieb der Kinderbewegungsvorrichtung gemäß der Bedienerinteraktion zu steuern.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Sensoranordnung und das kapazitive Sensorelement auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplungsinformationen eine Position des Motors anzeigen.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Sensoranordnung eine Mehrzahl zickzackförmiger Spuren umfasst.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 25, die ferner ein mit dem Motor gekoppeltes leitendes Element für eine der Bewegung entsprechende und von der kapazitiven Sensoranordnung beabstandete Bewegung, so dass die zickzackförmigen Spuren passiert werden, um die Bewegung anzeigende Informationen zu erfassen, umfasst.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung eine Pendelbogenbewegung umfasst.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Sensorelement einer Auswahl einer Motorgeschwindigkeit zugeordnet ist, derart dass die Erkennung der Bedienerinteraktion die Steuerschaltung anweist, den Motor gemäß der Auswahl zu steuern.
Kinderbewegungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen Mikrocontroller umfasst, der mit der kapazitiven Sensoranordnung und dem kapazitiven Sensorelement gekoppelt ist und so konfiguriert ist, dass er eine Erkennungsroutine ausführt, um Kapazitätsänderungen in der kapazitiven Sensoranordnung und dem kapazitiven Sensorelement zu erkennen.
Kindervorrichtung, umfassend: eine Benutzerschnittstelle, die ein kapazitives Sensorelement umfasst, das so gestaltet ist, dass es eine Kapazitätsänderung in Verbindung mit einer Bedienerinteraktion mit der Benutzerschnittstelle widerspiegelt, und eine mit dem kapazitiven Sensorelement gekoppelte Steuerschaltung, um die aus der Bedienerinteraktion resultierende Kapazitätsänderung zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung ferner so gestaltet ist, dass sie die Kapazitätsänderung auswertet, um zu bestimmen, ob die Bedienerinteraktion durch einen zur Steuerung des Betriebs der Kindervorrichtung autorisierten Benutzer initiiert ist.
Kindervorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung so gestaltet ist, dass sie die erkannte Kapazitätsänderung mit einem Schwellenwert vergleicht, um zu bestimmen, ob die Bedienerinteraktion durch einen zur Steuerung des Betriebs der Kindervorrichtung autorisierten Benutzer initiiert ist.
Kindervorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert dazu vorgesehen ist, zwischen menschlichen Berührungen des kapazitiven Sensorelements durch einen kindergroßen Finger und einen erwachsenengroßen Finger zu unterscheiden.
Kindervorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung so gestaltet ist, dass die Bedienerinteraktion den Betrieb der Kindervorrichtung steuern kann, wenn die Kapazitätsänderung den den erwachsenengroßen Finger anzeigenden Schwellenwert überschreitet.
Kindervorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung so gestaltet ist, dass die Bedienerinteraktion den Betrieb der Kindervorrichtung steuern kann, wenn die Kapazitätsänderung den den kindergroßen Finger anzeigenden Schwellenwert nicht überschreitet.
Kindervorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert über eine Kalibrierungsroutine einstellbar ist.
Kindervorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung so gestaltet ist, dass sie den die Bedienerinteraktion initiierenden Benutzer durch Vergleichen der Kapazitätsänderung mit einem gespeicherten Benutzerprofil erkennt.
Verfahren zur Steuerung einer Kindervorrichtung, umfassend: Erfassen von Daten, die eine aus einer Bedienerinteraktion resultierende Kapazitätsänderung anzeigen, mit einem kapazitiven Sensorelement einer Benutzerschnittstelle der Kindervorrichtung, Auswerten der Daten, um einen bei der Erkennung einer zukünftigen Bedienerinteraktion in Verbindung mit der Steuerung des Betriebs der Kindervorrichtung zu verwendenden Schwellenwert zu bestimmen, und Speichern des Schwellenwerts, um die Kindervorrichtung zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 37, das ferner die Erkennung einer Änderung der Empfindlichkeit des kapazitiven Sensorelements umfasst, um eine die Ausführung der Erfassungs- und Auswertungsschritte umfassende Lernroutine auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 37, das ferner die Erkennung einer benutzerinitiierten Aufforderung nach Auslösung einer die Ausführung der Erfassungs- und Auswertungsschritte umfassenden Lernroutine umfasst.
Verfahren nach Anspruch 37, das ferner die Initiierung einer Setupprozedur der Kindervorrichtung umfasst, um eine die Ausführung der Erfassungs- und Auswertungsschritte umfassende Lernroutine auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert dazu vorgesehen ist, zwischen Benutzern zu unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert dazu vorgesehen ist zu bestimmen, ob die Bedienerinteraktion durch einen zur Steuerung des Betriebs der Kindervorrichtung autorisierten Benutzer initiiert ist.
Verfahren nach Anspruch 37, das ferner die Bestimmung eines Benutzerprofils gemäß der gemessenen Kapazitätsänderung umfasst, um die zukünftige Erkennung eines autorisierten Benutzers zu unterstützen.
Verfahren zur Steuerung einer Kinderbewegungsvorrichtung, umfassend: Bestimmen von die Bewegung der Kinderbewegungsvorrichtung anzeigenden Daten und Steuern einer Audioausgabe der Kinderbewegungsvorrichtung gemäß den Daten.
Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsschritt die Modulation der Audioausgabe gemäß den Daten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationsschritt das Anlegen eines Modulationseffekts an einen für die Kinderbewegungsvorrichtung verfügbaren Audiotitel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationseffekt Tonhöhenänderungen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationseffekt benutzergewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationseffekt vorab festgelegt und einer Art von durch die Kinderbewegungsvorrichtung wiederzugebendem Audio zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Audioart Stereowiedergabe beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationseffekt Balanceeinstellungen zwischen mehreren Lautsprechern der Kinderbewegungsvorrichtung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten eine Echtzeitposition der Bewegung anzeigen, derart dass die Audioausgabe auf der Grundlage der aktuellen Position gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestimmungsschritt die Ausführung einer Messroutine umfasst, welche die Erkennung von aus der Bewegung resultierenden Kapazitätsänderungen in einer kapazitiven Sensoranordnung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten die aktuelle Position der Bewegung und die aktuelle Richtung anzeigen.
Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung einen hin- und hergehenden Pfad umfasst.
Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Audioausgabe die Wiedergabe einer Mehrzahl von Titeln umfasst.
Verfahren nach Anspruch 56, das ferner das Richten der ersten und zweiten Titel der Mehrzahl von Titeln zu ersten bzw. zweiten Lautsprechern umfasst.
Kindervorrichtung, die eine Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen ausführen kann, wobei die Kindervorrichtung umfasst: eine Mehrzahl von Betriebskomponenten, wobei jede Betriebskomponente so gestaltet ist, dass sie mindestens eine der Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen ausführt, eine mit der Mehrzahl von Betriebskomponenten gekoppelte Steuerschaltung, um den Betrieb jeder Betriebskomponente zu steuern, einen Speicher, der in Kommunikation mit der Steuerschaltung steht und so konfiguriert ist, dass er einen Betriebsmodus anzeigende Daten speichert, wobei die Daten jeweils eine Mehrzahl von Betriebseinstellungen für die Mehrzahl von Betriebskomponenten spezifizieren, und eine Benutzerschnittstelle, die mit der Steuerschaltung gekoppelt ist und so konfiguriert ist, dass sie eine zur Auswahl des Betriebsmodus führende Bedienerinteraktion erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung die Mehrzahl von Betriebskomponenten gemäß der Mehrzahl von Betriebseinstellungen als Reaktion auf die Auswahl des Betriebsmodus steuert.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher so konfiguriert ist, dass er weitere Daten speichert, die einen weiteren Betriebsmodus anzeigen, der eine weitere Mehrzahl von Betriebseinstellungen für die Mehrzahl von Betriebskomponenten spezifiziert.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, die ferner eine weitere Betriebskomponente umfasst, die nicht der Mehrzahl von Betriebskomponenten angehört, aber dennoch so gestaltet ist, dass sie mindestens eine der Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen ausführt.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die den Betriebsmodus anzeigenden Daten benutzerdefiniert sind.
Kindervorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle so konfiguriert ist, dass sie eine weitere auf die Identifizierung und Sammlung der Mehrzahl von Betriebseinstellungen abzielende Bedienerinteraktion erkennt.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Mehrzahl von Betriebskomponenten einen Audioeingabequellenschalter, umfasst, derart dass eine der Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen die Auswahl einer Audioeingabequelle umfasst.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Mehrzahl von Betriebskomponenten einen Audioverstärker umfasst, derart dass eine der Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen die Auswahl einer Audioausgabelautstärke umfasst.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Mehrzahl von Betriebskomponenten einen Vibrationsmotorregler umfasst, derart dass eine der Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen die Auswahl einer Vibrationsmotorleistung umfasst.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Mehrzahl von Betriebskomponenten einen Schaukelmotorregler umfasst, derart dass eine der Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen die Auswahl einer Schaukelmotorgeschwindigkeit umfasst.
Kindervorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Mehrzahl von Betriebskomponenten ein Ausgaberegister zur Steuerung der optischen Ausgabevorrichtungen umfasst, derart dass eine der Mehrzahl von Vorrichtungsfunktionen die Auswahl einer Ausgabebeleuchtung umfasst.