[0001] 本发明涉及一种床用抗震垫，属于新兴家用抗震产品。是一种通过水平传动以驱动机构的刚性构件运动，使床垫体由普通使用状态变换为特殊使用状态，提供一个稳固的三角棱柱形避难空间以实现抗震功能的家用产品设计。具有普通使用状态与抗震特殊使用状态两种状态。技术背景

[0002] 日常生活中突发性灾难时有发生，比如地震、火灾、水灾等。在突发性灾难中由于缺少必要的应急保护措施导致了大量的人员伤亡和经济损失，因此需要一些具备应急保护、应急救援的机械装置或设备在突发灾难中保护人们的生命安全。

[0003] 地震是十大最具危害性的自然灾害之一，每一年世界各地由于地震都会造成巨大的经济损失和人员伤亡。当地震灾害在夜间突然降临时，人们大多处于睡眠无意识状态，不具备迅速做出避难反应并找到有效避难位置以避免遭受地震伤害的能力，因此夜间地震造成的人员伤亡最严重。本发明的目的就在于提供一种用于夜间自动避难的机械式床垫体，以提供有效避难空间减少夜间地震造成的人员伤亡。

[0004] 目前国内关于抗震、防震床的发明专利和实用新型专利多为附加高强度曲面顶盖式结构设计，以床体本身的刚性结构承受外部冲击以实现抗震功能，占用空间较大。本发明通过独特的机械结构设计，实现两种使用状态间的稳定变换，结构简单，安全稳定性好，并且可与现有的普通双人床结合使用，具有较高的使用推广价值。

[0005] 本发明的目的是结合普通双人床的外形特征尺寸，设计一种可附加于全部标准双人床及部分非标准双人床的床垫体，通过机构的运动使床垫体在地震特殊情况下变换为具有抗震功能的三角棱柱形封闭体，提供抗震避难空间，以减轻或避免地震灾害中由房屋坍塌等产生的外部冲击对人体造成伤害。

[0006] 为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括：左侧丝杠4以转动副安装在床垫体8的支架上，并与右侧丝杠4′通过联轴器7同轴线连接，动力通过皮带传动或齿轮传动等传动方式传递到联轴器7驱动两侧丝杠转动，左侧垫板2与左侧丝杠螺母6在垫板内边缘处铰接，同时左侧垫板2与左侧可伸缩顶杆1的自由端在垫板中间部分铰接，左侧顶杆1另一端与床垫体8铰接，左侧垫板2上设置有拉绳3的连接位置并与拉绳一端铰接，拉绳3另一端连接在左侧绳拉杆5的自由端，左侧绳拉杆5的另一端铰接在床垫体8上，右侧顶杆1′、右侧垫板2′、右侧拉绳3′、右侧丝杠4′、右侧绳拉杆5′、右侧丝杠螺母6′与左侧同名构件的连接与安装关系完全对称，其结构如图1所示。左侧丝杠4在外力作用下转动时，左侧丝杠螺母6向左平动，由于其铰接关系螺母带动左侧垫板2的内边缘线产生水平向左位移，左侧顶杆1绕其与床垫体的铰接中心转动。并且在初始阶段(由附图1到附图2过程)时由于左侧垫板2与左侧顶杆1构成的机构连接关系使左侧垫板2在平动的同时产生绕铰接中心的转动运动；经过左侧顶杆1与左侧垫板2垂直的时刻后左侧垫板2在左侧拉绳3的拉力作用下继续产生转动运动，左侧顶杆1受拉伸长(由附图2到附图3过程)；
再经过左侧垫板2与床垫体8垂直的时刻后拉绳3不再受拉作用，转变为由左侧顶杆1受拉作用，使左侧垫板2继续在平动与转动的复合运动状态下运动到最终抗震避难状态(由附图3到附图4过程)。在整个机构运动过程中，初始阶段左侧顶杆1受压作用，拉绳3不作用；第二过程左侧顶杆1开始伸长且不作用，左侧拉绳3受拉作用；第三阶段左侧顶杆1处于最长状态且受拉作用，左侧拉绳3不作用。在整个机构的运动关系中全部右侧构件的运动方式及运动状态均与左侧同名构件关于中央对称面完全对称。

[0007] 普通使用状态下，该床用抗震垫如图1所示，床垫的上表面与下表面均为平面，与普通床垫外形特征无异。

[0008] 当地震发生时，外部动力驱动丝杠转动，经由上述三个机构运动过程，两侧垫板同步发生平动与转动运动，顶杆绕铰接中心转动，最终达到左侧垫板2与右侧垫板2′外沿接触并封合，与床垫体8围成封闭的三角棱柱形避难空间，抵抗地震中房屋坍塌等造成的外部冲击，达到抗震功能。

[0009] 抗震特殊使用状态下，该床用抗震垫如图4所示，左侧垫板2、右侧垫板2′与床垫体8围成封闭的三角棱柱形避难空间。

[0010] 上述床用抗震垫为实现左侧垫板与右侧垫板动作对称，左侧丝杠与右侧丝杠的旋向应相反，并且丝杠安装在床垫体中间。

[0011] 上述床用抗震垫为保证机构运动的稳定性、安全性，每一单侧顶杆应布置2个，且左右两侧顶杆对称布置；每一单侧拉绳布置2个，为防止干涉其它构件运动拉绳应布置在床垫前后两端，且左右两侧拉绳对称布置。

[0012] 上述床用抗震垫为保证两侧垫板动作的准确性，每一单侧的垫板应该设计平动运动的导轨。

[0013] 上述床用抗震垫由抗震状态变换为普通状态时通过改变电动机的旋转方向实现。

[0014] 图1为床用抗震垫普通使用状态时机构简图；

[0015] 图2为床用抗震垫初始阶段末状态图；

[0016] 图3为床用抗震垫第二过程末状态图；

[0017] 图4为床用抗震垫特殊抗震使用状态机构简图；

[0018] 图5为床用抗震垫机构运动过程图；

[0019] 下面根据附图对本发明的实施例进行描述。

[0020] 图1所示为床用抗震垫普通使用状态机构简图，普通状态下该床垫上下两外表面为平面，方便与现有普通双人床结合。该状态时左右两垫板承受人体重量，为保证床垫体的稳定性垫板下方应设置支撑结构，如支撑杆或在床垫体8上设置支撑板等。

[0021] 图4所示为床用抗震垫抗震特殊使用状态机构简图，抗震状态下该床垫中左侧垫板2、右侧垫板2′与床架体8围成三角棱柱形构成避难空间。

[0022] 根据附图现说明该床垫完成两种使用状态变换的具体过程。当地震发生时，检测设备检测到地震信号后控制电机转动，通过皮带传动或齿轮传动等动力传输方式将电机的动力传递到床垫的联轴器7，再通过联轴器7分别驱动左侧丝杠3与右侧丝杠3′转动。两侧丝杠旋向相反，实现两侧丝杠螺母分别向不同方向平动，并在丝杠螺母的驱动作用下，带动垫板的内边沿做水平移动。由于床垫体左右两侧完全关于中央对称面对称，故取其中一侧详细说明。

[0023] 根据图1，在外动力驱动下丝杠以转速n转动，驱动丝杠螺母4以速度v向左水平运动，在丝杠螺旋传动的驱动力下，左侧垫板2内边缘与丝杠螺母的铰接点随丝杠螺母水平运动，由于左侧垫板2与左侧顶杆1的相互作用，左侧垫板同时发生绕其与丝杠螺母铰接点的转动运动，并且左侧顶杆受到绕铰接点的旋转力矩，其与床垫体8的夹角a开始增大，做转动运动。

[0024] 机构运动的全过程由初始阶段、第二阶段和第三阶段三部分构成，初始阶段为图1至图2所示位置过程，图2所示时刻为左侧顶杆处于最短长度时与左侧垫板2呈垂直关系的位置时刻，该运动过程中左侧顶杆1受压作用于左侧垫板2，为压杆，左侧拉绳3在该阶段不作用；第二阶段为图2至图3所示过程，图3所示时刻为左侧垫板2与床垫体8呈垂直关系时刻，该运动过程中左侧拉绳3受拉作用于左侧垫板2，左侧顶杆1在该过程中逐渐被伸长至图3所示的最长状态，且不对左侧垫板2的翻转起作用；第三阶段为图3至图4所示过程，图4为该床垫处于抗震特殊使用时的状态，左侧垫板2、右侧垫板2′与床垫体8形成三角棱柱形避难空间，该过程中由处于最长状态的左侧顶杆1继续作用于左侧垫板2使其实现转动运动，左侧拉绳3不作用。综上，由1-2-3-4-5-6共同构成了该床垫的一组翻转机构，与其完全相同的另一组翻转机构1′-2′-3′-4′-5′-6′对称布置在该床垫的右侧，左右两侧垫板同时同步实现平动与转动的复合运动，最终实现图4状态所示的避难空间。

[0025] 另根据附图所示，顶杆与床垫体的夹角变换过程为由初始位置角度a逐渐增大到图2所示的最大角度β，再继续缩小至图3所示的夹角γ，最后减小为夹角θ实现左侧垫板2与右侧垫板2′的封合。各个时刻对应的丝杠螺母的水平位移由杆件的几何关系确定，需满足的几何关系要求为各个过程中其位移大小均不可大于丝杠传动的总位移。

[0026] 该床垫由抗震特殊使用状态变换为普通使用状态时，通过改变电机转向，使丝杠反转，则翻转机构按照与由图1变换至图4完全相逆的过程使床垫还原为普通使用状态。

[0027] 附图5所示为该床垫的一种设计实例，图中所示为包含1、2、3、4四个状态的三个过程。反映了该床垫的总变换过程。