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一种主动式地震防护床
申请号	CN201210205906.8	申请日	2012-06-20	公开(公告)号	CN102726983A	公开(公告)日	2012-10-17
申请人	西北工业大学;			发明人	冯新; 王小龙; 张波; 马颖丹; 郑明海; 侯宇; 孙瑛; 谷文韬;
摘要	本发明公开了一种主动式地震防护床，由床头箱、床体及单片机、振动传感器、气瓶组成；床头箱和床体固定连接；床头箱体上设置有开关按钮与箱体内的振动传感器、单片机连接组成信号接收单元；单片机通过控制装置与气瓶连接相通，气瓶通过导管与床体侧边栏上气缸的进气口相连；防护床利用铰链四杆机构和气缸带动的可变形侧边栏结构，架合具有结构简单承载能力强的安全空间；防护床以气缸作为动力元件，反应灵敏，使床体能迅速完成变形；床体支撑和变形部分为四杆机构，可靠性高；在床体和床头箱体内预留多重触发控制接口，由接收装置接收信号，既可手动控制，亦可自动感震，多重安全保险，可靠性高。
权利要求	1.一种主动式地震防护床，包括床头箱、床体和安装在床头箱体内的单片机、振动传感器、气瓶，其特征在于：床体还包括顶栏、床头栏、弹性钢绳、横向限位管、纵向限位管、床体底座、弹簧锁头、气缸、侧边栏底轴、限位槽、床尾栏底梁、床尾栏、侧边栏卡槽、伸缩杆、四杆机构、开关按钮、侧边栏顶梁；床头箱和床体固定连接；床头箱体上设置有开关按钮与箱体内的振动传感器、单片机相连接，单片机通过控制装置与气瓶连接相通，气瓶通过导管与床体侧边栏上气缸的进气口相连；振动传感器、单片机组成信号接收单元；所述床体底座上固定安装床头栏底梁和床尾栏底梁，床头栏位于床头栏底梁和顶栏之间，纵向限位管固定安装在床头栏底梁上；床尾栏分别与床尾栏底梁和顶栏固连，床尾栏底梁上的床尾栏两边固定安装纵向限位管；横向限位管固定安装在床体侧边栏两端的伸缩杆上，床栏支撑柱上设有限位槽；所述床体的侧边栏分为左侧边栏和右侧边栏，左侧边栏顶梁设有C型侧边栏卡槽，左侧边栏底梁和右侧边栏底梁内设有侧边栏底轴，两侧边栏顶梁与侧边栏底轴的中间部位设有气缸，侧边栏顶梁和侧边栏底轴之间的气缸两边固定安装若干结构相同的伸缩杆，伸缩杆上安装弹簧锁头，气缸与伸缩杆伸长时，两侧边栏绕侧边栏底轴转动，纵向限位管与横向限位管架合互相限位，左侧边栏卡槽和右侧边栏顶梁相互卡紧，伸缩杆上弹簧锁头自动锁死；侧边栏底轴两端分别与床头栏底梁和床尾栏底梁固连。 2.根据权利要求1所述的一种主动式地震防护床，其特征在于：所述四杆机构为铰链连接结构，四个四杆机构位于床体四端；各四杆机构的一端分别与顶栏连接，各四杆机构的另一端分别与床头栏底梁两端和床尾栏底梁两端固连；弹性钢绳固连在两侧边栏顶梁的各端部，另一端连接在各四杆机构的连杆上。
说明书全文	一种主动式地震防护床技术领域 [0001] 本发明涉及一种安全防护床，具体地说，涉及一种主动式地震防护床。属于机械设计与救生设备领域。背景技术 [0002] 众所周知，在地震发生时，建筑物或建筑物墙壁、天花板会因强烈地震波动而倒塌，将桌椅、床柜等家具压毁，人如果躲在其中，虽有逃生希望但并非最佳方式，逃生机会很小。目前为止，市场上关于地震逃生救援的设备产品相对较少，而且大都专业性较强，一般为救援队、消防队装备配置，而没有结合人们的日常生活，进入寻常百姓家。 [0003] 专利201020272041中公开了一种地震防护床，该地震防护床原理是在床的上方设置有拱形安全防护顶，平时装收在床头的收藏仓内。床的两侧板内侧导槽上设有可伸缩的支撑销，上面可放置床垫，当发地震时，自动开关使支撑销向回收缩，床垫沿导槽下滑，触动床底装置，将折叠防护顶牵引出来，形成拱形安全防护顶。该防护床在收缩时其支撑销的摩擦力较大，而且整个折叠防护顶收装时亦占用很大体积，结构比较复杂。发明内容 [0004] 为了避免现有技术存在的不足之处，尤其是防护装置占用空间体积大，结构比较复杂，使用时收放伸缩的摩擦力不易消除的问题，本发明提出一种主动式地震防护床，通过利用其铰链四杆机构和气缸带动的可变形侧边栏结构，使防护床具有结构简单、安全可靠、操作便捷、与家居环境完美融合的特点。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：地震防护床由床头箱、床体和安装在床头箱体内的单片机、振动传感器、气瓶组成， [0006] 床体还包括顶栏、床头栏、弹性钢绳、横向限位管、纵向限位管、床体底座、弹簧锁头、气缸、侧边栏底轴、限位槽、床尾栏底梁、床尾栏、侧边栏卡槽、伸缩杆、四杆机构、开关按钮、侧边栏顶梁；床头箱和床体固定连接；床头箱体上设置有开关按钮与箱体内的振动传感器、单片机相连接，单片机通过控制装置与气瓶连接相通，气瓶通过导管与床体侧边栏上气缸的进气口相连；振动传感器、单片机组成信号接收单元； [0007] 所述床体底座上固定安装床头栏底梁和床尾栏底梁，床头栏位于床头栏底梁和顶栏之间，纵向限位管固定安装在床头栏底梁上；床尾栏分别与床尾栏底梁和顶栏固连，床尾栏底梁上的床尾栏两边固定安装纵向限位管；横向限位管固定安装在床体侧边栏两端的伸缩杆上，床栏支撑柱上设有限位槽； [0008] 所述床体的侧边栏分为左侧边栏和右侧边栏，左侧边栏顶梁设有C型侧边栏卡槽，左侧边栏底梁和右侧边栏底梁内设有侧边栏底轴，两侧边栏的顶梁与底轴的中间部位设有气缸，侧边栏顶梁和侧边栏底轴之间的气缸两边固定安装若干结构相同的伸缩杆，伸缩杆上安装弹簧锁头，气缸与伸缩杆伸长时，两侧边栏绕侧边栏底轴转动，纵向限位管与横向限位管架合互相限位，左侧边栏卡槽和右侧边栏顶梁相互卡紧，伸缩杆上弹簧锁头自动锁死；侧边栏底轴两端分别与床头栏底梁和床尾栏底梁固连。 [0009] 所述四杆机构为铰链连接结构，四个四杆机构位于床体四端；各四杆机构的一端分别与顶栏连接，各四杆机构的另一端分别与床头栏底梁两端和床尾栏底梁两端固连；弹性钢绳固连在两侧边栏顶梁的各端部，弹性钢绳另一端连接在各四杆机构的连杆上；弹性钢绳拉动四杆机构向外偏离死点位置。 [0010] 本发明的工作原理：当地震来临时，位于床头箱体内的接收模块接收地震台网的信号；或者手动触发位于床头箱体上的机械开关，或由振动传感器检测地震波信号，从而单片机控制工作电路闭合，位于床头的气瓶通过导管开始向气缸内充气，两侧边栏在气缸和伸缩杆带动下迅速伸展开。同时，两侧边栏顶梁拉动弹性钢绳，钢绳并带动床板下的四杆机构运动，使其向外偏离死点位置，进而支撑床板的顶栏失去约束，同时床板连同人一起落入床内。由于反向力，钢绳带动两侧边栏绕底轴向内倾倒，气缸伸展达到预定位置后，纵向限位管与横向限位管架合互相限位，左侧边栏卡槽和右侧边栏顶梁相互卡紧，伸缩杆上弹簧锁头自动锁死；左侧边栏卡槽和右侧边栏顶梁架合成三棱柱状，形成一个具有相当承载能力的保护空间；床体变形完成无需气压支撑，气瓶停止充气。床体底部焊接有两个三角形床体底座，可避免因为楼房坍塌而使人和床板从床体下掉出的情况发生。 [0011] 有益效果 [0012] 本发明主动式地震防护床，床头箱和床体固定连接；在床头箱体上设置有开关按钮，箱体内的振动传感器与单片机连接组成信号接收单元；单片机通过控制装置与气瓶连接相通，气瓶通过导管与床体侧边栏上气缸的进气口相连；防护床利用铰链四杆机构和气缸带动的可变形侧边栏结构，架合具有结构简单承载能力强的保护空间。防护床以气缸作为动力元件，使床体能迅速完成变形；床体支撑和变形部分为四杆机构，可靠性高；在床体和床头箱体内预留多重触发控制接口，由接收装置接收信号，既可手动控制，亦可自动感震，多重安全保险，可靠性高。附图说明 [0013] 下面结合附图和实施方式对本发明一种主动式地震防护床作进一步详细说明。 [0014] 图1为本发明主动式地震防护床的结构示意图。 [0015] 图2为本发明主动式地震防护床变形后的示意图。 [0016] 图3为本发明的限位槽剖视图。 [0017] 图4为本发明的弹簧锁头局部放大图。 [0018] 图5为本发明的侧边栏卡槽示意图。 [0019] 图6为本发明的床头栏与床头箱体连接位置示意图。 [0020] 图7为本发明的顶栏结构图。 [0021] 图8为本发明的四杆机构示意图。 [0022] 图9为本发明的侧边栏结构图。 [0023] 图10为本发明的侧边栏变形后示意图。 [0024] 图中： [0025] 1.床头箱 2.顶栏 3.床头栏 4.弹性钢绳 5.横向限位管 6.纵向限位管7.床体底座 8.弹簧锁头 9.气缸 10.侧边栏底轴 11.限位槽 12.床尾栏底梁13.床尾栏 14.侧边栏卡槽 15.伸缩杆 16.四杆机构 17.开关按钮18.侧边栏顶梁具体实施方式 [0026] 本实施例是一种主动式地震防护床，由床头箱和床体连接组成；床头箱体上设置有开关按钮与箱体内的振动传感器、单片机相连接，单片机通过控制装置与气瓶连接相通；气瓶的另一端通过导管与床体侧边栏上气缸的进气口相连；振动传感器、单片机组成接收单元，接收预警信号。 [0027] 参阅图1-图10，本发明主动式地震防护床的床体包括顶栏2、床头栏3、弹性钢绳4、横向限位管5、纵向限位管6、床体底座7、弹簧锁头8、气缸9、侧边栏底轴10、限位槽11、床尾栏底梁12、床尾栏13、侧边栏卡槽14、伸缩杆15、四杆机构16、开关按钮17、侧边栏顶梁18。床头1箱体上设置有开关按钮17，开关按钮17和安装在床头箱体内的振动传感器与单片机相连，单片机通过控制装置与气瓶连接相通；气瓶的另一端通过导管与床体的左右侧边栏上气缸9的进气口相连通；在靠近床体的一侧设置有小空间，用来存储饮水、药品、食品及求生装置，以备急用。开关按钮17、振动传感器、单片机是组成信号接收单元，包括手动触发，地震波检测、接收未来可能的地震台预警信号。床头两侧开有两个矩形洞，方便铰链四杆机构16变形，如图6所示。 [0028] 防护床的床体底座7上固定安装床头栏底梁和床尾栏底梁，床头栏位于床头栏底梁和顶栏之间，纵向限位管6固定安装在床头栏底梁上；床尾栏13分别与床尾栏底梁12和顶栏固连，床尾栏底梁12上的床尾栏两边固定安装纵向限位管6；横向限位管5固定安装在床体侧边栏两端的伸缩杆15上，床栏支撑柱上设有限位槽11。床体的侧边栏分为左侧边栏和右侧边栏，左侧边栏顶梁设有C型侧边栏卡槽14，左侧边栏底梁和右侧边栏底梁内设有侧边栏底轴，两侧边栏顶梁与侧边栏底轴的中间部位设置有气缸9，侧边栏顶梁和侧边栏底轴之间的气缸9两边固定安装若干结构相同的伸缩杆15，伸缩杆15上安装弹簧锁头8，气缸9与伸缩杆15伸长时，两侧边栏绕侧边栏底轴转动，纵向限位管6与横向限位管5架合互相限位，左侧边栏卡槽14和右侧边栏顶梁相互卡紧，伸缩杆15上弹簧锁头8自动锁死；侧边栏底轴两端分别与床头栏底梁和床尾栏底梁固连；参见图2。 [0029] 如图8所示，四杆机构为铰链连接结构，四个四杆机构位于床体四端；四杆机构各自的一端分别与顶栏连接，四杆机构各自的另一端分别与床头栏底梁两端和床尾栏底梁两端固连；弹性钢绳固定连接在两侧边栏顶梁的各端部，弹性钢绳另一端连接在各四杆机构的连杆上；弹性钢绳拉动四杆机构向外偏离死点位置。四杆机构平常处在死点位置，处在死点位置的四杆机构具有强大的支撑力，可用来支撑床板，避免伸缩销无法克服摩擦力。 [0030] 本发明主动式地震防护床在工作正常状态与家居普通床无异，且与家具完美融合。 [0031] 第一工作过程：地震来临，由位于床头内的无线模块接收地震台网发出的信号，或者手动触发位于床头的机械开关17，或者由振动传感器来检测地震波信号，从而控制工作电路闭合。 [0032] 第二工作过程：气瓶受到单片机的控制，通过导管开始向气缸9内充气，气缸9逐步伸展开，伸缩杆15在气缸9的带动下迅速伸展开。同时，侧边栏顶梁18拉动弹性钢绳4，弹性钢绳4拉动支撑床板下的四杆机构16运动，使其向外偏离死点位置，支撑床板的顶栏2失去支撑约束，此时床板连同人一起落入床内，压在床体底座7上。在上述过程运动的同时，弹性钢绳4同时带动左右两侧侧栏向内倾倒，气缸9伸展带动伸缩杆15伸展，达到预定位置后，如图9和图10所示，伸缩杆15上的弹簧锁头8弹出，并将伸缩杆15固定；单片机控制气瓶，使其停止向气缸9充气。 [0033] 本发明主动式地震防护床在变形保护状态：如图2所示，两侧边栏绕侧边栏底轴转动，左右侧边栏向内倾倒，达到相应的位置后，纵向限位管与横向限位管架合互相限位，左侧边栏卡槽和右侧边栏顶梁相互卡紧，搭接成三棱柱状，形成一个具有足够承载能力的安全空间。而且对于没有足够时间逃到户外（如高层建筑公寓）的人员，也可以触动防护床的应急装置，提高自己的逃生机率，也利于等待救援。

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