具有双滚子凸轮机构的自翻转重构地震防护床 |
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| 申请号 | CN201110236478.0 | 申请日 | 2011-08-18 | 公开(公告)号 | CN102356972B | 公开(公告)日 | 2013-07-31 |
| 申请人 | 长春理工大学; | 发明人 | 李晓舟; 郑龙; 霍艳霞; 王鹏飞; 申博宇; | ||||
| 摘要 | 具有双滚子 凸轮 机构的自翻转重构 地震 防护 床属于减灾设备技术领域。 现有技术 存在机械死点，床板翻转阻 力 有时较大，重构床面抵抗落物能力较弱，结构复杂。本 发明 其特征在于床板端部有内滚子和外滚子；在床两端的床头上设有相同的动力机构和翻转机构；翻转机构由对称的两组滑槽构成，每组滑槽由 水 平滑槽、垂直滑槽和圆弧滑槽组成；水平滑槽位于床头底部，垂直滑槽位于床头外边缘，圆弧滑槽位于床头上部，圆弧滑槽高端与垂直滑槽上端相通，圆弧滑槽低端位于床头中部；动力机构由拉销和两组对称分布的拉簧组成，每组拉簧由一根横拉簧和斜拉簧组成；拉销跨拉两条床板相同一端的两个内滚子，各个拉簧均呈张紧状态，横拉簧一端连接内滚子，另一端固定在床头外边缘，斜拉簧一端连接外滚子，另一端固定在圆弧滑槽外侧。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有双滚子凸轮机构的自翻转重构地震防护床，其组成部分包括由两条床板（1）组合而成的床面以及床两端的床头（15），还具有触发装置、动力机构和翻转机构，其特征在于，床板（1）端部有相距为a+b的相同的内滚子（16）和外滚子（17）；在床两端的床头（15）上设有相同的动力机构和翻转机构；翻转机构由对称的两组滑槽构成，每组滑槽由水平滑槽（18）、垂直滑槽（19）和圆弧滑槽（20）组成；水平滑槽（18）位于床头（15）底部，垂直滑槽（19）位于床头（15）外边缘，圆弧滑槽（20）位于床头（15）上部，圆弧滑槽（20）高端与垂直滑槽（19）上端相通，圆弧滑槽（20）低端位于床头（15）中部；各个滑槽的端部为半圆圆弧状，曲率半径与各个滚子的曲率半径相等，滑槽与滚子间隙配合；水平滑槽（18）两端圆弧圆心相距为a，水平滑槽（18）外端圆弧圆心与垂直滑槽（19）下端圆弧圆心相距为b；圆弧滑槽（20）中心线半径r=a+b，圆心O与水平滑槽（18）外端圆弧圆心重合；当床板（1）呈水平状态时，内滚子（16）位于水平滑槽（18）内端，外滚子（17）位于垂直滑槽（19）下端；动力机构由拉销（21）和两组对称分布的拉簧组成，每组拉簧由一根横拉簧（22）和斜拉簧（23）组成；当床板（1）呈水平状态时，拉销（21）跨拉两条床板（1）相同一端的两个内滚子（16），各个拉簧均呈张紧状态，横拉簧（22）一端连接内滚子（16），另一端固定在床头（15）外边缘，斜拉簧（23）一端连接外滚子（17），另一端固定在圆弧滑槽（20）外侧。 |
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| 说明书全文 | 具有双滚子凸轮机构的自翻转重构地震防护床技术领域[0001] 本发明涉及一种具有双滚子凸轮机构的自翻转重构地震防护床，在监测到破坏性地震发生时，两块床板能够自动、自行翻转，人员原位落下，两块床板继而重构一个屋脊结构，防止落物伤及人员，属于减灾设备技术领域。 背景技术[0002] 为了最大程度保护地震发生时处在睡梦中的人们，一些具有防护作用的地震防护床被设计出来。申请号为200510006514.9、名称为“楼房防震床”的一件中国发明专利申请公布了一项方案。由两张相同的床板1组合为床面，沿床板1长向有一个转轴2，见图1所示。触发装置3、动力机构4、翻转机构位于一端床头内，见图2所示。当防震床因地震而晃动时，触发装置3给出控制信号，由控制信号启动动力机构4驱动翻转机构。动力机构4的动力为来自其内的硝酸钠、氟橡胶、镁粉、氧化硅爆炸产生的气体推力。在翻转机构中，两个相同的床板翻转齿轮5相互啮合；每个床板翻转齿轮5与一张床板1的转轴2一端同轴并固定，其中一个转轴2还与一个动力小轮6同轴并固定，该动力小轮6位于床板翻转齿轮5外侧，见图2、图3、图4所示；动力小轮6还与动力大轮7啮合，防倒轮8位于动力大轮7外侧，二者同轴并固定。动力机构4中的动力杆9的外端依次与连杆10、弹力杆11连接，连杆10另一端与动力大轮7边缘通过轴销12连接，在连杆10与转轴2接触处，连杆10与插入转轴2中的锁销13相连；弹力杆11的另一端是一段齿条，与防倒轮8啮合。锁销13、弹力杆11的作用在于防止防震床平时正常使用时床板1翻转。当发生地震时，动力机构4中的动力杆9推动连杆10、弹力杆11移动，连杆10拔出锁销13，弹力杆11齿条端脱离防倒轮 8；连杆10通过轴销12拉动动力大轮7逆时针转动45度角，根据设计的传动比，动力小轮 6顺时针转动180度角，与动力小轮6同轴的床板翻转齿轮5在同一方向上也转动180度角，该侧床板1同向翻转180度角，同时，另一侧床板翻转齿轮5逆时针转动180度角，与其相连的床板1逆时针翻转180度角，在两张床板1在翻转的过程中，人员落地，翻转结束后，两张床板1仍构成一个床面。防倒转舌14与防倒轮8配合，防止床板1逆转，确保防震床防护作用的发挥。 [0003] 现有技术其不足在于，由于动力机构4、翻转机构只在床板1一端驱动翻转，存在机械死点；由于转轴2位于床板1中间，当人员恰好处在床板1外侧时，给床板1翻转带来很大阻力，同时，人员因此落入动作较大，不免造成惊吓；两条床板1翻转后重构平面床面，抵 抗落物能力较弱；动力机构4、翻转机构结构复杂，体积庞大，零件造价高。 发明内容 [0004] 为了消除翻转机构机械死点，使床板翻转不受人员所处位置影响，减小人员落入动作，提高床板重构后的承载能力，简化翻转机构结构，减小体积，降低零件造价，我们发明了一种具有双滚子凸轮机构的自翻转重构地震防护床。 [0005] 本发明之具有双滚子凸轮机构的自翻转重构地震防护床其组成部分包括由两条床板1组合而成的床面以及床两端的床头15，还具有触发装置、动力机构和翻转机构，其特征在于，床板1端部有相距为a+b的相同的内滚子16和外滚子17，见图5所示；在床两端的床头15上设有相同的动力机构和翻转机构，见图6、图7所示；翻转机构由对称的两组滑槽构成，每组滑槽由水平滑槽18、垂直滑槽19和圆弧滑槽20组成；水平滑槽18位于床头15底部，垂直滑槽19位于床头15外边缘，圆弧滑槽20位于床头15上部，圆弧滑槽20高端与垂直滑槽19上端相通，圆弧滑槽20低端位于床头15中部；各个滑槽的端部为半圆圆弧状，曲率半径与各个滚子的曲率半径相等，滑槽与滚子间隙配合；水平滑槽18两端圆弧圆心相距为a，水平滑槽18外端圆弧圆心与垂直滑槽19下端圆弧圆心相距为b；圆弧滑槽20中心线半径r＝a+b，圆心O与水平滑槽18外端圆弧圆心重合，见图8所示；当床板1呈水平状态时，内滚子16位于水平滑槽18内端，外滚子17位于垂直滑槽19下端，见图6、图7所示；动力机构由拉销21和两组对称分布的拉簧组成，每组拉簧由一根横拉簧22和斜拉簧23组成，见图6、图7所示；当床板1呈水平状态时，拉销21跨拉两条床板1相同一端的两个内滚子16，各个拉簧均呈张紧状态，横拉簧22一端连接内滚子16，另一端固定在床头15外边缘，斜拉簧23一端连接外滚子17，另一端固定在圆弧滑槽20外侧。 [0006] 本发明其技术效果在于，由于在床两端的床头15上都设有相同的动力机构和翻转机构，因此，消除了翻转机构机械死点。相通的垂直滑槽19与圆弧滑槽20等效于凸轮，外滚子17与内滚子16由床板1相连等效于顶杆，构成双滚子凸轮机构，与通常的凸轮机构不同的是，凸轮静止，顶杆滑动。当地震防护床因地震而晃动时，触发装置给出控制信号，由控制信号启动动力机构驱动翻转机构。两条床板1自翻转重构过程如下，拉销21被向上拉起，释放两个内滚子16，在张紧的拉簧作用下，两个外滚子17沿垂直滑槽19上移，两个内滚子16沿水平滑槽18外移，见图9所示，当两个外滚子17上移至垂直滑槽19上端时，两个内滚子16外移至水平滑槽18外端，在这一过程中，两条床板1从水平状态内低外高地逐步向外抽出，直到呈垂直状态，人员不论处在床面什么位置，对床板1的翻转影响不大，翻转同样敏捷，且人员落入的动作也不大，从而最大程度降低因床板1的翻转对人员造成的惊吓；之后， 两个外滚子17在斜拉簧23、床板1重力以及移动惯性的共同作用下，继续沿圆弧滑槽20移动，直到与圆弧滑槽20低端相抵，见图10、图11所示，而圆弧滑槽20低端位于床头 15中部，此时，两条床板1重构一个屋脊结构，从而具备较强承载能力。相比于现有技术，本发明只是在床头15上开槽，再由拉簧提供动力，因此，结构十分简单，体积小，成本低。 附图说明 [0007] 图1是现有防震床床板及床面结构示意图。图2是现有防震床触发装置、动力机构、翻转机构在一端床头内分布情况示意图。图3是现有防震床动力机构、翻转机构结构平面示意图。图4是现有防震床动力机构、翻转机构结构立体示意图。图5是本发明之地震防护床床板及床面结构示意图。图6是本发明之地震防护床动力机构、翻转机构在床头上的分布情况立体示意图。图7是本发明之地震防护床动力机构、翻转机构结构示意图。图8是本发明之地震防护床翻转机构结构特征图。图9是本发明之地震防护床两条床板自翻转重构过程示意图，该图兼作为摘要附图。图10是本发明之地震防护床两条床板翻转完毕重构的屋脊结构平面示意图。图11是本发明之地震防护床两条床板翻转完毕重构的屋脊结构立体示意图。 [0008] 具体实施方式 [0009] 本发明之具有双滚子凸轮机构的自翻转重构地震防护床其组成部分包括由两条床板1组合而成的床面以及床两端的床头15，还具有触发装置、动力机构和翻转机构。床板1端部有相距为a+b的相同的内滚子16和外滚子17，见图5所示。在床两端的床头15上设有相同的动力机构和翻转机构，见图6、图7所示。翻转机构由对称的两组滑槽构成，每组滑槽由水平滑槽18、垂直滑槽19和圆弧滑槽20组成。水平滑槽18位于床头15底部，垂直滑槽19位于床头15外边缘，圆弧滑槽20位于床头15上部，圆弧滑槽20高端与垂直滑槽 19上端相通，圆弧滑槽20低端位于床头15中部。过圆弧滑槽20低端圆弧圆心的圆弧滑槽20中心线半径r与水平滑槽18中心线的夹角α的数值为：30°≤α≤60°。各个滑槽的端部为半圆圆弧状，曲率半径与各个滚子的曲率半径相等，滑槽与滚子间隙配合。水平滑槽18两端圆弧圆心相距为a，如240mm，水平滑槽18外端圆弧圆心与垂直滑槽19下端圆弧圆心相距为b，如60mm，但是，b≥0，当b＝0时，水平滑槽18外端与垂直滑槽19下端相通。圆弧滑槽20中心线半径r＝a+b，圆心O与水平滑槽18外端圆弧圆心重合，见图8所示。过垂直滑槽19上端圆弧圆心的圆弧滑槽20中心线半径r与垂直滑槽19中心线的夹角β的数值为：0°≤β≤15°，垂直滑槽19两端圆弧圆心相距为c，c＝(a+b)×cosβ。 当床板1呈水平状态时，内滚子16位于水平滑槽18内端，外滚子17位于垂直滑槽19下端，见图6、图7所示。动力机构由拉销21和两组对称分布的拉簧组成，每组拉簧由一根横拉簧 22和斜拉簧23组成，见图6、图7所示。当床 板1呈水平状态时，拉销21跨拉两条床板1相同一端的两个内滚子16；各个拉簧均呈张紧状态；横拉簧22一端连接内滚子16，另一端固定在床头15外边缘的垂直滑槽19中心线外侧及水平滑槽18中心线下侧；斜拉簧23一端连接外滚子17，另一端固定在圆弧滑槽20外侧及两组滑槽对称线高于垂直滑槽19上端圆弧圆心的位置。 |
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