CN101674759B - 可折叠的儿童围栏 - Google Patents

Abstract

一种儿童围栏装置，包括：中心组件；下组件，其具有呈“X”形结构的四个下支腿；侧部结构，其具有四个侧杆；上组件，其具有四对上臂，各对上臂分别与中间闩锁连接件相连；下拐角组件，其分别具有与侧杆和成对的下支腿枢转安装的一对板件；上拐角组件，其分别具有相互垂直的两对板件；以及线缆，其从下组件延伸穿过侧杆并与上臂和闩锁连接件相连。通过利用电动机组件或手动使中心组件进行直线运动来操作所述围栏装置，通过张紧线缆而使下支腿、上臂和闩锁连接件同时在打开和折叠状态之间转变。所述下拐角组件与侧杆和下支腿枢转连接，从而防止围栏从折叠状态意外地打开。

Description

可折叠的儿童围栏

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.119(e)的规定要求以下美国临时申请的优先权：2007年2月14日提交的No.60/889,922、No.60/889,924、No.60/889,925、No.60/889,928，2007年2月15日提交的No.60/889,940、No.60/889,941、No.60/889,942、No.60/889,943、No.60/890,058、No.60/889,983、No.60/889,989、No.60/889,995、No.60/890,004、No.60/890,012、No.60/890,026，并且本申请是2007年2月15日提交的美国专利申请No.11/675,098的部分继续申请，上述美国临时申请和美国专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明整体涉及可折叠的儿童围栏，例如游戏床、游戏护栏或儿童床装置，并且尤其涉及这样一种儿童围栏装置，该儿童围栏装置可迅速并容易地打开以供使用和折叠以便运输和/或存储，并且所述打开和折叠操作可手动完成或借助电动机完成。

背景技术

可折叠的游戏床、游戏护栏或儿童床装置已是众所周知，授予Dillner和Saint的美国专利NO.4,811,437“Foldable Playyard(可折叠游戏床)”给出了最佳的实例。该美国专利中公开的可折叠装置重量轻，并在折叠后成为非常方便的紧凑包裹。然而，这种装置的一个重大问题在于，其笨重的操作机构使得装置不易打开并难以折叠，因而操作困难。通常，操作时还需要将中央的下部机构上拉，还需将上导轨解锁。在公开号为2007/0017025的专利申请中示出了另一种装置，由Myer发明的“Folding Play Yard(折叠游戏床)”。据称该专利申请公开了一种脱开机构，该脱开机构使得例如线缆等脱开装置将上侧部件解锁，使得游戏床可从展开状态变为折叠状态。然而，该专利申请没有公开有关游戏床从折叠状态到展开状态的运动过程。脱开装置在这种运动过程中不起作用。另外，所公开的游戏床的下部结构包括对角支柱以及侧面构件，因此这种游戏床复杂并且笨重。

尤其是对于那些在操作游戏床的同时还要照看幼儿的用户而言，需要一种可以顺利打开和折叠的更易操作的装置。另外，还需一种高效、重量轻并且坚固的结构。

发明内容

根据本发明，提供了一种有利的儿童围栏装置及其构造方法，所述儿童围栏特别设计为可在打开和折叠模式下容易并迅速地对其进行操作。描述的实施例包括一种装置，其具有位于中央的中心组件，该中心组件连接为在所述中心组件运动的同时使围栏的所有可动部件同时运动。本发明还包括一种下拐角结构，其从当围栏打开时所处的位置稍稍旋转到当围栏折叠时所处的另一位置，从而避免围栏自己摆动并从而部分打开的趋势。在打开时，所述围栏的上臂先向上旋转超过水平位置，然后再返回其最终的水平位置。实施例的操作包括使用滑动凸轮随动板，该滑动凸轮随动板可使围栏的各种部件进行正确的几何运动。在围栏的上组件的上臂之间的闩锁连接件同样有助于对本发明的装置进行良好的操作。另外，所述围栏既可以手动操作也可以使用电动机操作。所有这些特征都包含在一种高效的、相对廉价并坚固的结构中。

简而言之，本发明涉及一种可折叠的儿童围栏装置，该儿童围栏装置包括：上组件，其形成围栏的上部并具有上臂和闩锁连接件；下组件，其与上组件相连并形成围栏的下部；操作结构，其与下组件相连；以及一组线缆，其与上臂和闩锁连接件相连，以响应操作结构的运动而使上臂和闩锁连接件运动至与围栏的打开状态一致的位置和与围栏的折叠状态一致的位置。本发明还涉及一种用于构造可折叠的儿童围栏装置的方法，该方法包括以下步骤：形成包括中心组件、下组件、侧部结构以及上组件的框架；将中心组件定位于中心位置；并且通过线缆使下组件与上组件相连，其中线缆响应中心组件的上下直线运动而使上组件打开和折叠。

附图说明

为了便于对本发明的理解，在附图和说明书中阐明了本发明的优选实施例，从中可以理解并体会本发明、本发明的结构、构造和操作、制造方法以及许多相关的优点。

图1为游戏床围栏的优选实施例在打开或展开状态下的等轴测视图。

图2为图1中所示的游戏床在折叠或闭合状态下的等轴测视图。

图3为图1和图2中所示的游戏床的框架在打开状态下的等轴测视图。

图4为图3中所示的框架在折叠状态下的等轴测视图。

图5为图3中所示的在打开状态下的框架的放大等轴测视图。

图6为图5中所示框架的凸轮随动板的放大正视图。

图7为图5中所示框架的闩锁连接件的放大正视图。

图8为图16中所示的框架的部分下拐角组件的放大等轴测视图。

图9为图16中所示的框架的部分上拐角组件的放大俯视等轴测视图。

图10为图19中所示的框架的中心组件的放大俯视等轴测视图。

图11为图12中所示的框架的中心组件的放大俯视等轴测视图。

图12为图4中所示的在折叠状态下的框架的放大等轴测视图。

图13为图12中所示的闩锁连接件的放大等轴测视图。

图14为图12中所示的部分下拐角组件的放大等轴测视图。

图15为图12中所示的部分上拐角组件的放大等轴测视图。

图16为框架向打开状态转变时的等轴测视图。

图17为图16中所示的中心组件的放大等轴测视图。

图18为图16中所示的闩锁连接件的放大正视图。

图19为框架进一步向打开状态转变时的等轴测视图。

图20为图19中所示的闩锁连接件的放大正视图。

图21为图19中所示的部分下拐角组件的放大等轴测视图。

图22为图19中所示的部分上拐角组件的放大等轴测视图。

图23为图5中所示的中心组件的放大等轴测视图。

图24为图5中所示的闩锁连接件的放大正视图。

图25为图5中所示的部分下拐角组件的放大等轴测视图。

图26为图5中所示的部分上拐角组件的放大等轴测视图。

图27为框架向折叠状态转变时的等轴测视图。

图28为图27中所示的中心组件的放大等轴测视图。

图29为图27中所示的闩锁连接件的放大正视图。

图30为图27中所示的部分下拐角组件的放大等轴测视图。

图31为图27中所示的部分上拐角组件的放大等轴测视图。

图32为框架进一步向折叠状态转变时的等轴测视图。

图33为图32中所示的闩锁连接件的放大正视图。

图34为图32中所示的部分下拐角组件的放大等轴测视图。

图35为图32中所示的部分上拐角组件的放大等轴测视图。

图36为动力驱动的中心组件在打开状态下的等轴测视图。

图37为动力驱动的中心组件向折叠状态转变时的等轴测视图。

图38为动力驱动的中心组件进一步向折叠状态转变时的等轴测视图。

图39为动力驱动的中心组件在折叠状态下的等轴测视图。

图40为围栏框架的另一实施例的四分之一部分在打开状态下的示意性侧视图。

图41为图40中所示的框架开始折叠时的示意性侧视图。

图42为图40和图41中所示的框架接近完全折叠状态时的示意性侧视图。

图43为图40至图42中所示的框架从折叠状态向打开状态转变时的示意性侧视图。

图44为图40至图43中所示的框架到达完全打开状态时的示意性侧视图。

图45为围栏框架的又一实施例的四分之一部分在打开状态下的示意性侧视图。

图46为图45中所示的框架从接近折叠状态向打开状态转变时的示意性侧视图。

图47为图45和图46中所示的框架的示意性侧视图，其中框架在向打开状态转变时到达将其上组件锁定的位置。

图48为图45至图47中所示的框架到达打开状态时的示意性侧视图。

图49为图45至图48中所示的凸轮的示意性侧视图，以及示出了框架的上组件的位置与凸轮的旋转位置之间的关系的曲线图。

图50为电动机组件实施例的示意性平面图。

图51为图50中所示的电动机组件的离合器在接合状态下的局部示意性平面图。

图52为图51中所示的离合器在脱开状态下的局部示意性平面图。

图53为图50中所示的电动机组件的盖的示意性平面图。

图54为另一电动机组件实施例的示意性平面图。

图55为图54中所示的电动机组件的离合器在接合状态下的示意性正视图。

图56为图55中所示的离合器在脱开状态下的示意性正视图。

图57为图54中所示的电动机组件的盖的示意性平面图。

具体实施方式

下面的描述用于使本领域的技术人员能够制造并使用在实施本发明的最佳模式中阐明的具体实施方式。然而，对本领域的技术人员显而易见的是，可以得到多种改型、等同方案、变型和替换方案。任何以及所有这种改型、变型、等同方案和替换方案都将落入本发明的精神和保护范围之内。

图1和图2示出了本发明的一个实施例，即一种可折叠的儿童围栏装置10，其被构造为游戏床、游戏护栏的形式，也可用作儿童床。所述游戏床为便携式，因而可以折叠、关闭或者闭合，以便在如图1所示的进行使用的打开、展开状态和如图2所示的进行运输和/或储存的折叠、关闭或者闭合状态之间转变。游戏床可以具有：柔软、弹性的网面，例如侧面12、14；织物罩面，例如织物罩面16、18、20、22；底垫或褥垫24；以及装饰性和保护性的上、下拐角，例如四个上拐角30、31、32、33和四个下拐角，其中仅示出了三个下拐角34、35和36。可围绕游戏床的内部设置侧垫(未示出)，以增强对放在底垫或褥垫24上的儿童的保护。尽管未在此示出，但也可在游戏床上安装储物设备、儿童座椅、摇篮和类似物。在网面、织物、底垫和任何侧垫下方的是可折叠框架40，在图3中示出了该可折叠框架40的打开状态，在图4中示出了该可折叠框架40的折叠状态。

为了更好地理解本发明，参考作为图3的放大视图的图5，将框架分解为四个部分来对其详细说明。所述框架包括：形成框架下部的下组件42、形成框架上部的上组件44、侧部结构46和位于中央的中心组件48。下组件42与中心组件48和侧部结构46均枢转连接，并且上组件44与侧部结构46枢转连接。

下组件42包括四个上部下支腿50、52、54、56，四个下部下支腿60、62、64、66，四个拐角组件70、72、74、76以及枢转铆钉(例如铆钉80、82)，上部下支腿50和下部下支腿60分别绕铆钉80、82相对于拐角组件70枢转或旋转。(所示的拐角组件70去掉了侧板，从而可更好地观察下支腿和支腿的枢转位置，例如铆钉80、82的位置。)框架的各个部分均以相同的方式构造，从而仅需详细描述图5所示框架的左侧部分。下支腿被构造为如图所示的“X”形，并且没有许多先前的游戏床中的侧部结构或元件。各拐角组件包括一对支撑块(例如支撑块84)以及轮子或脚轮(例如轮子86)。各个上部下支腿上安装有凸轮随动滑动件90、92、94、96。

各个凸轮随动滑动件，例如图6中的滑动件90，均具有两组上孔98、100和两个凸轮随动槽102、104。如图6所示，最左侧的凸轮随动槽102包括圆弧形的左端部106，沿中部112的平行的上、下边缘108、110，以及特殊形状的右端部114。右端部114在下边缘116处具有下凹部，从而与左端部106相比通过凹陷部而扩大。右侧的凸轮随动槽104包括特殊形状的左端部120，沿中部126的平行的上、下边缘122、124，以及圆弧形的右端部128。右侧的凸轮随动槽104的左端部120包括与中部的上边缘122成直线的上边缘130，以及与中部的下边缘124相比下凹的下边缘132。如图5所示的铆钉80在左侧的凸轮随动槽102中用作凸轮，并且还使上部下支腿50与下拐角组件70枢转连接。另一铆钉134在右侧的凸轮随动槽104中用作凸轮，但其仅使滑动件90与上部下支腿50相连。作为选择，可以使用螺栓或其它类型的轴替代铆钉。

如图5所示的上组件44包括8个上臂140、142、144、146、148、150、152、154，四个拐角组件160、162、164、166以及四个中间闩锁连接件170、172、174、176。如上所述，由于框架中其余类似结构的构造完全相同，故仅详细说明框架的一部分。上臂140通过铆钉180与拐角组件160枢转连接，并通过铆钉182与闩锁连接件170枢转连接。垂直于上臂140的上臂144通过铆钉184与拐角组件162枢转连接，并通过铆钉186与闩锁连接件172枢转连接。其余的上臂均以同样的方式设置。各个拐角组件可以由互成直角的两对相邻拐角板件构成，例如拐角组件160具有一对拐角板件190、192和一对与拐角板件190、192成直角的拐角板件194、196。各下拐角组件也可由一对板件构成，例如下拐角组件72由一对板件198、200构成。

在图7的放大视图中示出了一个闩锁连接件，例如图5中的闩锁连接件170，其包括相对设置且弹簧加载的第一和第二滑动插销210、212，以及大致呈“U”型的覆盖件214，覆盖件214带有伸出的侧耳部216、218。各滑动插销，例如滑动插销210，包括套筒220和位于套筒中的弹簧222，以及可滑动且弹性加载的鼻状件224。第一铆钉，例如铆钉182，将左滑动插销210和覆盖件214的侧耳部216与上臂140枢转相连，而另一铆钉230将右滑动插销212和覆盖件214的侧耳部218与上臂142枢转相连，且各铆钉182、230还保持插销弹簧，例如弹簧222。两个附加铆钉240和242固定在覆盖件214上，以便在上臂被锁定在所示的水平位置时与鼻状件(例如鼻状件224)接合。各滑动插销与线缆相连(将在下面描述)。

如图5所示，侧部结构46包括四个大致竖直设置的侧杆250、252、254、256。各个侧杆分别通过铆钉与各个下拐角组件枢转连接，并通过两个铆钉与上拐角组件枢转连接，例如杆250通过铆钉260与下拐角组件70枢转连接，并通过两个铆钉262、264与上拐角组件160枢转连接。这种设置使得侧杆可向外枢转或摆动，并同时向外拉上拐角组件或使上拐角组件相互远离。各侧杆还围住操作结构，所述操作结构可以是一组线缆的形式，在图8和图9中更清楚地示出了所述线缆。相应地，所述操作结构与上组件的上臂和下组件机械关联，从而响应下组件的运动，使上臂和闩锁连接件移动到与围栏的打开状态一致的位置和与围栏的折叠状态一致的位置。各组线缆中的第一线缆与凸轮随动滑动件中的右侧孔组中的一个孔相连，所述凸轮随动滑动件靠近下拐角组件安装在与所述下拐角组件枢转连接的各上部下支腿上。所述线缆进而经由与同一下拐角组件枢转连接的侧杆向上延伸，随后线缆分为两股以便与两相邻上臂的端部相连，所述上臂与和所述侧杆相连的上拐角组件枢转连接。例如，线缆270的一端与滑动件90相连，而另外两端270a和270b与两相邻上臂140和154相连。各组线缆中的第二线缆与凸轮随动滑动件中的左侧孔组中的一个孔相连，该线缆进而经由前述侧杆向上延伸并同样分为两股，以便与两相邻上臂上的两滑动插销的鼻状件相连。例如，线缆272的一端与滑动件90相连，而另外两端272a和272b与安装于两相邻上臂140和154上的闩锁连接件170和176的滑动插销相连。

下支腿、上臂和侧杆可以由任何适用的管、栏杆、杆、梁、轴、柱、棒或类似物构成。在适当的情况下，可使用任何适用的横截面构造，例如管状、正方形、矩形、“I”形、“L”形、“H”形和“C”形。具有足够强度和刚度的挤压成型件可以满足需要，并且材料可以是塑料、金属或任何其它合适的材料。上、下拐角组件板件也可以由塑料、金属或任何其它合适的材料构成。

如图10所示，中心组件48具有把手280、与把手相连的套筒282、与套筒相连的套环284以及安装结构286，其中安装结构286包括：上环支撑件288，安装于所述上环支撑件上的四个支架290、292、294、296，下支撑板300，连接上环支撑件与下支撑板的四个竖直梁302、304、306、308，以及直立轴310。如图11所示，四个连杆320、322、324、326通过四个铆钉312、314、316、318与套环284枢转连接。四个连杆320、322、324、326在相反的端部通过四个铆钉330、332、334、336与四个上部下支腿50、52、54、56枢转连接。所述四个上部下支腿50、52、54、56还通过四个铆钉340、342、344、346与四个支架290、292、294、296枢转连接。四个相应的下部下支腿60、62、64、66通过四个铆钉350、352、354、356与四个梁302、304、306、308枢转连接。套筒282构造成可在轴310上竖直地运动，并且把手280枢转安装在套筒上，从而可以在闲置时向下旋转约90°。

当使用者想要使用折叠的围栏而使其展开时，使用者仅需要向下推动把手280。如图11所示，连杆320、322、324、326大致处于水平姿态，并可在向下推动把手280和套筒282时提供很大的杠杆作用。所获得的杠杆作用是本发明的一大优点。各个连杆在一端容易相对于套环旋转，而在另一端形成强大的力臂而容易使各个上部下支腿旋转。下部下支腿随之相对于中心组件的竖直梁旋转。下支腿还相对于下拐角组件旋转，并使得线缆选择性地拉动上臂而使上臂旋转。线缆还选择性地拉动闩锁连接件的滑动插销的鼻状件。

参考图5和图8至20对框架40的操作进行描述。将以从折叠到打开、再回到折叠的顺序详细展示、分析和描述框架40的六个状态。这是通过对中心组件、闩锁连接件、下组件和上组件在框架的六个状态中的各状态下的位置进行研究而实现的。首先参考图12，框架40处于折叠状态。如图11所示，中心组件处于其状态循环中的最高处，即比框架所立地面高20英寸的位置。下支腿向上旋转至大致竖直位置，并且所有上臂向下旋转至同样的大致竖直位置。中心组件的轴310的大部分暴露在外，并且中心连杆大致水平以便为打开框架提供良好的杠杆作用。如图13所示，闩锁连接件脱开，使得上臂朝向下方。下支腿朝上，滑动件90大部分位于上部下支腿50内。滑动件由铆钉134保持在上部下支腿内，铆钉134处于由右侧的凸轮随动槽104的左端中的下边缘132所形成的凹部内。如图15所示，上臂从铆钉(例如铆钉180)悬垂下来，其中为清楚起见除去了拐角组件板件，并且线缆的拉力很小或者没有拉力。在折叠状态下，所述框架以及从而游戏床围栏紧凑且稳定，并可以被遮盖或包裹，从而使围栏易于携带和/或储存。

下面参考图16，所示的框架40处于部分打开状态，此时中心组件48比地面高约14英寸。下支腿从竖直参考线旋转约45°，而上臂从水平位置仅向上偏离几度。如图17所示，中心组件的把手280和套筒282在轴310上下降，并且中心连杆使下支腿向下旋转。如图18所示，上臂140、142在闩锁连接件170的覆盖件214内向上倾斜，并且滑动插销的鼻状件(例如鼻状件224)伸出。参考图8和图9，部分降低的下支腿和受限的滑动件90使得线缆270被拉伸，从而使上臂140和154上提。下支腿的向下旋转帮助上臂向上旋转。侧杆(例如侧杆250)向外倾斜，而框架仍然相对稳定。应该注意的是，侧杆的向外倾斜允许闩锁连接件在上臂到达完全越过鼻状件咬合到位的位置的高于水平位置的位置时进行锁定，从而为闩锁连接件提供了可靠的锁定。

在按照顺序的下一个步骤中，参考图19，其示出了进一步向完全展开状态转变的框架。上臂返回大致水平的状态，侧杆仍然向外枢转，而中心组件比地面高约10英寸。下支腿继续向下旋转几度，并且如图10所示，中心套筒覆盖了更多的中心轴。如图20所示，闩锁连接件的覆盖件214大致平行于上臂140、142。由线缆270施加的力现在已旋转至与滑动件凸轮槽的方向足够平行，以使铆钉134从下边缘132所形成的适当弯曲的凹部中脱开。一旦滑动件运动，则其快速地向左滑动或“弹”至图21所示的位置，此时铆钉80和134紧靠凸轮随动槽102、104的右端部。该运动使线缆270的拉力消失，从而允许上臂下降至图22所示的水平位置。随着中心组件向地面下降至使框架完全打开，框架被迫处于过度张紧状态。这种状态为整个框架提供了所需的刚度。

在打开顺序的第四步，如图5所示，框架处于完全打开状态。中心组件位于地面上或接近地面，如图23所示，中心套筒覆盖了几乎全部中心轴，并且所有下支腿和上臂均处于大致水平位置。如图24所示，上臂内的滑动插销的鼻状件被释放并且紧靠闩锁连接件的铆钉240、242，从而使上臂锁定就位。框架在其侧杆略微内倾时非常稳定。参考图25和26，滑动件仍然伸出，并且上部下支腿已向下转到水平位置。由于滑动件和下支腿的位置，线缆处于放松或松弛状态。这种松弛状态非常关键，因为在闩锁连接件未能正常接合时，上臂明显下垂，所以这种松弛状态为使用者提供了“视觉明显”的提示。滑动件现在由铆钉80约束，铆钉80位于左侧的凸轮随动槽102右端的下边缘116形成的凹陷内。在从完全折叠状态到完全打开状态的过程中，构件可以被视为经过三个阶段。起初是“伸展阶段”，随之是“提升和锁定阶段”，接着是最后的“张紧阶段”。使提升和锁定阶段与张紧阶段分开是非常重要的，因为在提升和锁定阶段使框架张紧会导致闩锁连接件不能正确锁定，这会导致不安全的情况。

图27至35示出了从打开状态向折叠状态转变的顺序。如图27所示，可以仅由单手将中心组件的把手上提，使下支腿向上旋转并解除框架中的拉力，从而使上臂放松至略微向上的位置。参考图28，中心组件的套筒在中心轴上的位置较低并且连杆上升，从而使下支腿向上枢转。如图29所示，上臂向上枢转，但是滑动插销的鼻状件还未缩回。如图30和31所示，线缆由于下支腿的旋转而张紧。左侧凸轮铆钉80仍然被约束在左侧的凸轮随动槽的凹陷中，以保持滑动件伸出。当中心组件到比地面高约14英寸的位置时，线缆上的拉力足以使滑动插销的鼻状件收回，从而使得上臂下垂。

当中心组件到达比地面高约17英寸时，大致如图32所示，滑动件沿上部下支腿弹回或蹦回，并且滑动插销的鼻状件被释放，但由于其远离铆钉240、242而未发生锁合。如图33所示，闩锁连接件处于打开位置，使得上臂可以向下朝大致竖直的位置旋转。如图34和35所示，滑动件向右缩回。当中心组件完全上升至比地面高约20英寸的位置时，如图12所示，框架处于完全折叠状态。

当框架处于如图5所示的打开状态时，下支腿和上臂大致处于水平位置，而侧杆大致处于竖直位置。当框架处于如图12所示的适于储存和/或运输的折叠状态时，侧杆保持在大致竖直位置，而下支腿和上臂也枢转或旋转为大致竖直位置。应该注意的是，术语“大致水平”和“大致竖直”意指一种近似，即所指结构处于、接近或近似水平或竖直。

应该注意的是，滑动件尺寸与框架尺寸，特别是与所述下组件、侧部结构和上组件的尺寸以及枢转铆钉位置成函数关系。滑动件尺寸还取决于各种独立元件的期望运动，线缆的设置方式以及所需的线缆拉力。如下参考图45-49所述，也可使用凸轮/凸轮随动件构造的变型。还应该注意的是，所述上部下支腿与下部下支腿并非完全平行，这是因为尽管所述上部下支腿和下部下支腿的长度相同，但是下拐角组件70上的枢转铆钉80和82之间的距离略短于中心组件上的枢转铆钉340和350之间的距离。

在如图36至39所示的一种可选变型中，中心组件可由电动机驱动或提供动力，从而自动操作围栏。在图36所示的动力驱动的围栏中，中心组件400可包括：顶板402；与顶板下侧相连的四个支架404、406、408、410；电动机架412；带轮传动件414；丝杠或滚珠丝杠416；沿丝杠直线运动的驱动螺母418；四个驱动连杆420、422、424、426，所述驱动连杆经由铆钉(未示出)与驱动螺母枢转连接，并且通过铆钉与上部下支腿枢转连接，所述铆钉例如为与上部下支腿432相连的铆钉428、430；以及丝杠架460。图中还示出了下部下支腿436、438、440、442和连杆444、446、448、450。所述丝杠架包括底板462和使底板与顶板相连的两个竖直杆464、466。为清楚起见，在图36至39中未示出电动机组件。

如图36所示，下支腿像在框架完全打开状态时那样大致水平。如图37和38所示，驱动螺母418向底板462下降，使得驱动连杆拉动上部下支腿向下旋转，从而中心组件向其折叠状态提升。如图39所示，驱动螺母到达其最低位置，并且下支腿到达其折叠的、大致竖直的位置。框架的所有其它组件和结构都大致按照前文关于手动操作的中心组件所描述和展示的那样工作。可以在上拐角组件之一上安装控制器(未示出)以启动动力驱动的中心组件。

显而易见的是，本发明具有显著的有利特征，即一步操作，其中下推或降低中心组件使围栏打开，而上拉或提升中心组件使围栏折叠。这可以通过利用动力驱动的中心组件自动完成或手动完成。在打开和折叠框架时，中心组件向任一方向的运动均可同时引起框架的所有其余组件和结构的运动，该特征为本发明的另一显著优点。

图40至49简要示出了可选的框架结构，其中公开了可折叠框架的实施例的两种变型。在如图40至44所示的一个变型中，框架500(仅示出并详细描述其四分之一部分)包括下组件502、侧部结构504、以及上组件506。所述下组件与中心组件(未示出)相连，所述中心组件可与电动机相连，而四个下支腿(例如下支腿508)如关于图5所示框架所述的那样呈“X”形延伸。还具有上、下拐角组件，但此处并未示出。

所述侧部结构包括四个侧杆(例如杆510)，这些侧杆也如关于图5所示框架所述的那样形成大致矩形。所述上组件包括八个成对相连的上臂，例如上臂512，并且上臂同样形成矩形。在每对上臂之间具有中央闩锁连接件，例如闩锁连接件514。

和图5所示的框架实施例一样，图40中所示的框架处于打开或展开状态，此时下支腿和上臂大致处于水平位置。侧杆大致处于竖直位置。当框架处于适于储存和/或运输的折叠状态时，所述侧杆处于大致竖直位置。然而，下支腿和上臂则枢转或旋转并处于更接近大致竖直的位置。

和图5中所示的实施例一样，各个下拐角组件可具有一对板件(未示出)、支架、或类似物，下支腿(例如下支腿508)和侧杆(例如侧杆510)通过任何适用的紧固件(例如铆钉)与之相连。下支腿的相反端与中心组件相连。

和图5中所示的实施例一样，各个上拐角组件可具有彼此垂直相连的两对板件(未示出)、或支架、或类似物。上臂(例如上臂512)和侧杆(例如侧杆510)与上拐角组件枢转连接。

下组件包括条形闩锁件520和相连的弹簧522，条形闩锁件520和弹簧522这二者均与支腿508相连，并且条形闩锁件520可绕铆钉524枢转。挡块526用作防止条形闩锁件520向下或顺时针旋转的止动件。所述下支腿绕铆钉528枢转。下组件包括：弹簧加载的下连杆530，其通过铆钉532与下拐角组件枢转连接；以及止动块533，其用于使下连杆停止旋转。线缆534从下连杆经由侧杆延伸，并与作为上组件一部分的弹簧加载的上连杆536相连。所述上连杆通过铆钉538与上拐角组件枢转连接。滑动连杆540可滑动地位于上臂中并与弹簧加载的锁定杆542相连。所述锁定杆是闩锁连接件514的一部分并与闩锁连接件514枢转连接。

在使用中，框架如图40所示处于打开状态，此时下支腿、条形闩锁件、下连杆以及上臂处于大致水平位置。锁定杆、上连杆和线缆处于大致竖直位置。所示锁定杆以锁定模式与上臂固定。如图41所示，当框架开始折叠时，在启动电动机或旋转手动曲柄后，下支腿逆时针枢转或旋转，致使下连杆顺时针枢转或旋转，并对下连杆弹簧(未示出)加载。旋转的下连杆拉动线缆，使得上连杆逆时针枢转或旋转，并对上连杆弹簧(未示出)加载。如图41所示，枢转的上连杆使滑动连杆向右移动，导致该滑动连杆推动锁定杆、使上臂解锁并对锁定杆弹簧加载。

如图42所示，下支腿继续向上移动到更为竖直的位置，同时上臂向下运为大致竖直的位置。同时，下连杆、上连杆以及锁定杆均在各自弹簧的作用下被推动返回各自的初始状态。这些运动使得框架到达如图4所示的折叠状态。

为打开折叠的框架，再次启动电动机，或者再次旋转曲柄，从而中心组件使下支腿下降，以使下支腿508如图43所示顺时针旋转。所述条形闩锁件与下连杆接合并绕铆钉524逆时针枢转，同时对条形闩锁件弹簧522加载。与此同时，如图44所示，上臂和闩锁连接件也向上一直运动到使上臂咬合在锁定位置，此刻锁定杆位于完全升起位置。下支腿接续向下运动，条形闩锁件520经过下连杆530，并且也如图44所示，所述条形闩锁件在偏压弹簧522的作用下弹回至其初始位置。

图45至49示出了另一可选的实施例，该实施例具有与凸轮552相连的下支腿550，其中二者均与下拐角组件相连并均可绕铆钉554枢转。所述凸轮具有反“J”形槽556，槽556与凸轮随动连杆558配合，凸轮随动连杆558在其下端与枢转铆钉560相连。凸轮随动铆钉562与凸轮随动连杆558的中部相连，并且线缆连接件564形成于凸轮随动连杆558的上端部。线缆566从凸轮随动连杆558经由侧杆568延伸至上臂570。和图40至44所示的实施例一样，滑动连杆572可移动地位于上臂中。加上安装在闩锁连接件576上的弹簧加载的锁定杆574，构成了框架的四分之一部分的相关结构，所述框架与前面关于图5和图40所示实施例描述的框架相似。

在操作中，框架如图45所示处于打开状态，此时下支腿和上臂处于大致水平位置，而锁定杆和线缆处于大致竖直位置。所示锁定杆以锁定模式与上臂固定。当相连的中心组件向上运动以使框架折叠时，下支腿逆时针枢转或者旋转，导致凸轮使凸轮随动连杆枢转，从而在线缆上施加拉力。枢转的凸轮随动连杆拉动线缆，导致向左拉动上臂中的滑动连杆，致使上臂与锁定杆脱开，从而上臂可以向下旋转到大致竖直的位置。

为打开折叠的框架，在中心组件处再次启动电动机或者再次旋转曲柄，以使下支腿如图46所示顺时针旋转。这种顺时针运动使线缆张紧，并拉动上臂逆时针旋转，从而提升上臂和闩锁连接件。当下支腿下降到与竖直参考线成60°时，其中所述竖直参考线例如由图47中所示的侧杆表示，上臂和闩锁连接件旋转到比水平位置略高几度的位置，并且在锁定杆偏压弹簧的作用下，锁定杆弹回至与上臂锁定的锁定状态。如图48所示，下支腿沿顺时针方向的继续旋转导致凸轮随动连杆松开线缆，并使得上臂和闩锁连接件能够沿顺时针方向旋转回到其水平位置，此时，下支腿也到达大致水平位置。

可以体会到，具有反“J”形槽的凸轮控制着凸轮随动连杆和与凸轮随动连杆相连的线缆的运动。如图49所示，其中示出了凸轮552和曲线图580，在曲线图580中绘制出了上臂的位置与凸轮旋转角度之间的函数关系。曲线图表明，当凸轮旋转至60°至70°之间时，上臂到达比水平位置高的位置；当凸轮进一步旋转至90°时，上臂回到平坦位置或水平位置。

在图50至图57中示出了两种可选的电动机组件。一种可选的电动机组件如图50至53所示。所述电动机组件可形成中心组件，并可包括电动机和齿轮箱600、弹簧加载的离合器602、离合器杠杆604、模式选择器606、齿轮组608、手动把手610、具有随动驱动螺母614的丝杠或滚珠丝杠612、以及外壳616。框架的下支腿618和620与驱动螺母相连，并且下支腿可响应驱动螺母的直线运动而枢转。

电动机组件允许自动(电动机驱动)或手动操作。当离合器如图50和51所示接合时，电动机可以驱动丝杠并由此对驱动螺母进行驱动。当离合器如图52所示脱开时，电动机不与丝杠操作连接。然而，使用者可以旋转把手并进而驱动丝杠。如图53所示的控制器或控制面板630包括把手610、打开/闭合游戏床的开关632、模式选择器606、接通/断开开关634，以及电池盒636。

图54至图57所示的另一种电动机组件实施例包括电动机和齿轮箱640、蜗杆642、凸轮操作的离合器644、第一链条驱动件646、第二链条驱动件648、齿轮组650、随动件652、手动把手654、中心轴656、以及外壳658。与图50中所示的电动机组件一样，图54中所示的电动机组件也允许自动的电动机驱动或手动操作。当离合器如图54和图55所示接合时，电动机可以通过齿轮组驱动链条驱动件，而链条驱动件移动驱动螺母。当离合器如图56所示脱开时，可在打开和闭合位置之间手动操纵支腿。和图50所示的实施例一样，下支腿(图54中未示出)与电动机组件操作连接。参考图57，所示的控制器或控制面板660具有把手654、接通/断开开关662、用于旋转凸轮666(图55和图56)的模式选择器664、打开/闭合开关668、以及电池盒670。

根据本发明的多个方面，用于控制电动机而使游戏床执行展开或打开以及折叠或闭合动作的控制器可被构造并设置成具有两个或多个分立的开关(未示出)，所述开关需要被同时启动或以预定的顺序或模式启动，以便使电动机启动并由此启动游戏床的可动部件，从而避免游戏床部件意外地向其打开和/或折叠状态转变。所述两个或多个分立开关之间优选具有足够的间隔，或以其它方式相对于彼此设置，从而避免在启动其中一个开关时意外启动另一个开关。

控制器可以构造为要求单个开关或开关的组合在整个打开和/或折叠工作过程中保持接合。作为选择，控制器可被构造为仅需要启动一次单个或多个开关就能使游戏床完成在其完全展开或打开状态和/或完全折叠或关闭状态之间的全部运动。作为另一种选择，控制器可被构造为通过启动一次单个或多个开关来使游戏床变为其完全打开状态和/或完全关闭状态之间的中间状态(例如中途状态)，并且需要继续启动单个或多个开关来使游戏床进一步或完全转变到其完全展开状态和/或完全折叠状态。

控制器可被构造为通过各个接连的启动而自动切换方向。例如，如果游戏床朝向完全折叠状态的运动被停止在中间点，例如使用者发现游戏床里有需要被取出、但却已被半折叠状态的游戏床包围住的玩具，那么使用者只需释放并重新接通一个或多个开关而使游戏床反向朝完全打开状态运动。电动机可停止并重启以使游戏床向其完全折叠状态运动。

控制器可被安装在游戏床的框架上，例如游戏床的拐角或其它位置，或作为选择，控制器独立于游戏床，例如安装在钥匙链或其它便携装置上并使用无线技术工作。这使得使用者能够在打开和/或折叠游戏床的整个过程中用双手抱着婴幼儿。

控制器可被形成和构造为使用多种已知的控制设计和/或机构。例如，控制器可使用现有技术中已知的电触开关和/或使用处理器、微处理器或微控制器。

控制器可以与一个或多个传感器协同操作，使得即使当能够正常启动电动机的一个或多个开关、或其他控制启动机构正常启动时，如果所述一个或多个传感器启动或未启动，那么电动机也不工作。

控制器也可以配置用于控制附加器件的开关或其它致动器，所述附加器件例如为计时器、闹钟、音乐装置、监控器和任何其它所需的器件。如果需要，可设置通用辅助装置连接器，各种辅助装置可通过该通用辅助装置连接器以可互换的方式连接并由控制器控制，这些装置可由游戏床的电源供电，或由独立电源供电。

根据本发明的另一方面，用于驱动电动机的电源可以是可更换和/或可充电的电池(组)、常规电池(组)和/或例如可由电源插座提供的直流电源。为了保持整个游戏床的重量较轻和/或降低成本，或为了其它原因，可使用相对较小的电源，所述电源的电力足以使游戏床在展开状态和折叠状态之间来回转变，但在为附加配件或所附系统定期或经常供电时会电力不足并迅速耗尽。也可以选择使用较大的电源，所述电源的电力不仅足以使游戏床在打开状态和折叠状态之间来回转变，还具有额外的电量以驱动一个或多个配件和/或所附系统而不会迅速耗尽，所述配件和/或所附系统可以与游戏床制成一体，也可以是游戏床的模块化附件或连接件。

根据本发明的另一方面，可设置与游戏床一同使用的显示器，该显示器或其一部分可安装于游戏床上或与游戏床分开，以向使用者提供关于任何所需特征或参数的视觉和/或听觉反馈，例如游戏床框架的状态、闩锁的状态、游戏床中存在物品、在下次启动时游戏床将向其打开状态转变还是向其折叠状态转变、游戏床中有婴幼儿、游戏床的使用和操作说明、紧急电话号码、游戏床中的环境状况、或者任何其它所需的特征或参数。

根据本发明的又一方面，游戏床可与一个或多个物体传感器一同使用，所述一个或多个物体传感器能够检测到游戏床内部存在的物体，并且在其检测到游戏床内部存在物体时可中断和/或阻止游戏床向其折叠状态运动。所述物体传感器可以是任何已知类型或任何即将开发的类型，例如机械重量传感器、接近度传感器、运动传感器、光束传感器，或任何其它能够检测出游戏床内部存在物体的装置。所述一个或多个传感器可以是电子传感器并可发出电动阻止或中断向电动机供电的信号，和/或机械传感器并可产生物理锁定或制动以阻止游戏床的进一步折叠或完全折叠运动。机械传感器特别适用于非电动的游戏床，或者带有非电动工作模式的电动游戏床。

由于普遍在游戏床底部或较低的表面使用衬垫、底垫或褥垫，因此对传感器的设计和/或构造应考虑到衬垫或类似物的存在，并且不把衬垫或类似物识别或检测成物体，从而在存在衬垫或类似物时不阻止折叠运动。衬垫或类似物可设计为能够在游戏床内折叠，或者作为选择，一个或多个物体传感器可被设计和/或构造为不考虑衬垫或类似物的存在，从而当存在衬垫或类似物时，不阻止游戏床的折叠运动。

传感器还可用于检测是否存在与游戏床相连的模块化附加装置，例如当检测到连有模块化附加装置时，阻止游戏床向其折叠状态转变，从而避免可能对附加装置造成的损害。

根据本发明的又一方面，可在框架的选定位置上使用位置传感器，以发出指示一个或多个游戏床部件或元件所处位置的信号。所述位置传感器可用于多种目的，例如向显示器发送信号从而向使用者提供关于游戏床当前状态、展开或折叠状态的视觉和/或听觉指示，和/或当一个或多个位置传感器在游戏床适当展开和/或折叠时应接合而未接合的时候，提供中断信号(或无信号)。可以使用一种或多种已知类型的传感器，例如在任一或多个框架部件枢轴点上使用的旋转编码器，和/或当选定的游戏床元件在游戏床的展开和/或折叠过程中运动至适当位置或不当位置时接合的限位或接触开关。举例而言，位置传感器可以安装在游戏床上能够表明游戏床已经变为其完全展开状态、完全折叠状态或任何中间状态的适当位置上；并且/或者位置传感器可以安装在能够检测出闩锁是否接合的位置上。位置传感器可以与电子计时控制器协同工作，从而当位置传感器未能在预定时间段内接合的时候发出停止向电动机供电的信号。

如果使用电动机作为驱动机构，则电动机可以是可反转的电动机，或者可选择性地为具有机械换向装置的单向电动机。

作为线缆的替代或补充，亦可使用液压或气动线路，这允许一条管路穿过杆的内部以实现向展开方向和折叠方向的两种运动，从而无需使用两条独立的线缆来实现向展开方向和折叠方向运动。线缆或液压线路或控制线可以设置在杆的内部，并可在尖锐的转弯处设置滚轮或其它具有适当弧形的表面，从而线缆、液压线路和/或控制线可以围绕所述滚轮或表面弯曲而避免受到有害的挤压。可在线缆、液压线路和/或控制线上设置适当的柔性外皮，从而保护其不受损害。

为帮助减少游戏床和放置游戏床的地面之间的摩擦力，游戏床可如图所示由滚轮支撑。这种方法可以减少游戏床在折叠和展开状态之间转变时的能量消耗。也可在一处或多处，并且优选在与地面接触的各个位置上设置其它适当的减小摩擦力的元件来代替滚轮或脚轮。

在图示和优选的实施例中，滚轮被设置于各拐角处，而不设置于中央的中心组件处，这样当中心组件运动时，各拐角在地面上滑动时的摩擦力减少，但中心组件本身与地面之间的摩擦力减小并没有好处。中心组件与地面的摩擦接触可避免游戏床在其完全展开后的使用过程中发生意外移动。周边的拐角滚轮也有助于使完全折叠的游戏床从地面上滚动到存储位置或从存储位置滚出。

本发明的另一方面为一种构造儿童围栏的方法。当构造如图1和图3所示的儿童围栏的实施例时，框架下组件形成为包括上下支腿、下部下支腿以及成对的拐角板件。这些部件装配并连接于中心组件上。侧部结构的四个侧杆亦与下组件相连。线缆与凸轮随动滑动件相连并穿过侧杆。包括上臂和中间闩锁连接件的上组件与四个侧杆相连，并且线缆与各上臂以及闩锁连接件的滑动插销的鼻状件连接。对于这种构造，中心组件的上、下运动，无论是手动还是通过电动机组件驱动，都可以使框架以及从而围栏打开和折叠。

以上具体描述的儿童围栏实施例简单、坚固、易于使用并相对廉价。装置的各种结构均可由合适的塑料制成或由合适的金属成型。和先前专利所述设备不同的是，本发明公开的实施例无论是在电动机驱动还是手动情况下均可平稳地工作。本实施例中，中心组件使得所有可动部件可同时运动，枢转的拐角使围栏在闭合或折叠状态下都稳定，下支腿、凸轮随动滑动件以及上臂的几何结构均具有有利的构造。

如上所述，本文提供了一种改进型儿童围栏装置的技术特征和该装置的构造方法。尽管详细地示出并描述了本发明的特定实施例，但对本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的广义范畴的情况下做出改变和改型。因此，所有此类改变和改型都将落入本发明的实际精神和保护范围之内。在说明书及附图中阐述的内容仅用于说明而不作为限制。本发明的实际保护范围将由基于现有技术适当评定后的权利要求所限定。

Claims (22)

1.一种可折叠的儿童围栏装置，包括：

上组件，其形成围栏的上部，所述上组件具有上臂；

下组件，其与所述上组件相连并形成所述围栏的下部，所述下组件包括四个上部下支腿和位于所述上部下支腿下方的四个下部下支腿，所述上部下支腿和所述下部下支腿定位成X形构造；

侧部结构，其具有将所述上组件与所述下组件连接的侧杆；以及

中心组件，其与所述下组件枢转连接，

其中，下推所述中心组件使得所述下组件响应所述中心组件的运动而从折叠状态向打开状态移动，上拉所述中心组件使得所述下组件响应所述中心组件的运动而从打开状态向折叠状态移动。

2.根据权利要求1所述的儿童围栏装置，其中，

所述中心组件还包括：

把手，其用于使所述儿童围栏装置在打开位置和关闭位置之间转变；

套筒，其与所述把手相连；以及

安装结构，其包括直立轴，所述套筒能够在所述直立轴上竖直地运动。

3.根据权利要求2所述的儿童围栏装置，其中，

所述四个上部下支腿通过四个铆钉与所述安装结构的四个支架枢转连接，

所述四个下部下支腿通过四个铆钉与所述安装结构的四个梁枢转连接。

4.根据权利要求1所述的儿童围栏装置，其中，

所述中心组件能够在竖直方向上直线移动，使得所述中心组件的移动导致所述下组件在打开状态和折叠状态之间移动。

5.根据权利要求1所述的儿童围栏装置，其中，

所述中心组件还包括：

把手，其使所述儿童围栏装置在打开位置和关闭位置之间转变；

套环；

安装结构，其位于所述套环的下方；

至少一个连杆，其第一端与所述套环枢转连接，其第二端与所述上部下支腿枢转连接。

6.根据权利要求5所述的儿童围栏装置，其中，

所述四个下部下支腿通过四个铆钉与所述安装结构的四个梁枢转连接。

7.根据权利要求5所述的儿童围栏装置，其中，

所述至少一个连杆的第一端通过铆钉与所述套环枢转连接。

8.根据权利要求5所述的儿童围栏装置，其中，

所述至少一个连杆的第二端通过铆钉与所述上部下支腿枢转连接。

9.根据权利要求1所述的儿童围栏装置，其中，

所述上组件还包括：

闩锁连接件。

10.一种可折叠的儿童围栏装置，包括：

上组件，其具有上臂；

下组件，其具有四个上部下支腿和四个下部下支腿；

侧部结构，其具有将所述上组件与所述下组件连接的侧杆；以及

中心组件，其与所述下组件枢转连接，以使儿童围栏装置在打开位置和关闭位置之间移动，

其中，所述中心组件包括使所述儿童围栏装置在打开位置和关闭位置之间转变的把手；

所述中心组件还包括与所述把手相连的套筒、与所述套筒相连的套环以及安装结构；

所述安装结构包括直立轴，所述套筒能够在所述直立轴上竖直地运动；以及

至少一个连杆，其第一端与所述套环枢转连接，其第二端与所述上部下支腿中的至少一者枢转连接。

11.根据权利要求10所述的儿童围栏装置，其中，

所述四个下部下支腿通过四个铆钉与所述安装结构的四个梁枢转连接，并且所述上组件、所述下组件、所述侧部结构和所述中心组件能够在打开位置和关闭位置之间移动。

12.根据权利要求10所述的儿童围栏装置，其中，

所述儿童围栏装置还包括操作结构，

所述操作结构是线缆，所述线缆的第一端与所述下组件的凸轮随动件相连，所述线缆的第二端与所述上组件相连。

13.根据权利要求10所述的儿童围栏装置，其中，

所述上组件还包括：

闩锁连接件。

14.根据权利要求10所述的儿童围栏装置，其中，

所述中心组件能够在竖直方向上直线移动，使得所述中心组件的移动导致所述下组件运动。

15.根据权利要求10所述的儿童围栏装置，其中，

所述中心组件相对于所述下组件处于中心。

16.根据权利要求10所述的儿童围栏装置，其中，

所述四个上部下支腿通过四个铆钉与所述安装结构的四个支架枢转连接。

17.一种可折叠的儿童围栏装置，包括：

位于中心的中心组件；

下组件，其形成儿童围栏装置的下部，所述下组件与所述中心组件操作连接，并且能够由所述中心组件在打开位置和折叠位置之间移动；以及

上组件，其形成儿童围栏装置的上部，所述上组件通过线缆与所述中心组件操作连接，所述上组件能够通过用所述中心组件使所述线缆张紧来移动到打开位置或者折叠位置，所述上组件包括上臂和闩锁连接件，所述闩锁连接件各自包括相对设置且弹簧加载的两个滑动插销和两个铆钉，

其中，所述线缆的运动通过释放所述两个滑动插销以使其紧靠所述两个铆钉来允许所述上组件移动到打开位置。

18.根据权利要求17所述的儿童围栏装置，其中，

所述上组件包括上臂；并且

所述线缆通过使所述上臂解锁来使所述上臂能够折叠，并且通过锁定所述上臂来使所述上臂能够打开。

19.根据权利要求17所述的儿童围栏装置，包括：

电动机，所述电动机与所述中心组件操作连接，用于向上或者向下移动所述中心组件。

20.一种用于构造可折叠的儿童围栏装置的方法，包括如下步骤：

形成包括中心组件、下组件、侧部结构以及上组件的框架，所述上组件包括上臂和闩锁连接件，所述闩锁连接件各自包括相对设置且弹簧加载的两个滑动插销和两个铆钉；

将所述中心组件定位于中心位置；并且

通过操作结构使所述下组件与所述上组件相连，其中所述操作结构响应所述中心组件的上下运动通过释放所述两个滑动插销以使其紧靠所述两个铆钉来使所述上组件移动到打开位置。

21.根据权利要求20所述的方法，包括如下步骤：

在所述中心组件上安装电动机，以便于所述中心组件的上下运动。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，

所述操作结构是线缆。

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