CN101711632B - 一种自平衡连杆机构以及应用该机构的床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自平衡连杆机构，同时公开了一种采用该自平衡连杆机构的床，其根据使用者的体重进行自动调节平衡，并且使用者的体重产生的对床体的压力，通过力的传递，形成均布载荷；床体可以上下运动，以消除失眠者的疲劳，另使用者有失重放松的感觉，促使失眠者快速入睡；由于采用电磁铁做为动力，解决了噪音问题，本发明大大的节省了使用成本。

Description

一种自平衡连杆机构以及应用该机构的床

技术领域

本发明涉及家具技术领域，具体涉及一种自平衡连杆机构以及应用该机构的床。

技术背景

随着现代化生活节奏的加快，人们面临的生活、工作的压力越来越大，从而导致由于精神和环境的原因受到的失眠的困扰，现在，大多数失眠人群，通常采用一些药物来抑制失眠，从而提高睡眠质量，但是经常性的服用这些药物，更多的带来身体上的伤害。

现阶段，出现了一些摆动床，其通过床体的活动，带动使用者缓慢活动，从而帮助失眠者快速入睡，公开号为CN2565330的中国专利，公开了一种多功能摇摆床，其通过电机带动床体的摇摆以使得失眠者更好的入睡，有效的抑制了失眠。上述专利，虽然解决了人们失眠难以入睡的问题，但是其在使用过程中，电机需要在通电状态下不停的进行工作，需要耗费大量的电能，其使用成本较高。

另外，现有的治疗失眠床由于其内部结构的设置，其无法实现受力的均衡性，具体的说，当床板上某一点受到向下的压力时，其压力不能形成均匀布局在床板上向下的均布载荷，进而从一定程度上对其摆动进行了局部的约束。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于，提供一种自平衡连杆机构，通过特殊的设计，大大的节省了其运行所耗的电能，同时使点受力形成向下的均不载荷。

本发明的目的之二在于，提供一种采用上述自平衡连杆机构的床。

为实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：

一种自平衡连杆机构，包括固定支架、第一转动轴、第二转动轴，第一摆臂，第二摆臂，以及一活动连杆；所述第一摆臂可绕所述第一转动轴转动，所述第二摆臂可绕所述第二转动轴转动；所述第一转动轴与所述第二转动轴平行，其二者安装于所述固定支架上；所述活动连杆的两端分别与所述第一摆臂和所述第二摆臂铰链连接，所述活动连杆和第一摆臂的连接点到所述第一转动轴的距离，与所述活动连杆和第二摆臂的连接点到所述第二转动轴的距离相等；位于所述第一摆臂的内侧端设置有一重力块；该自平衡连杆机构还包括自动检测模块、电控模块、电磁模块、动力装置、重力调节块。

所述活动连杆包括位于其中间部位的第一活动连杆，位于其两端的第二连杆；所述第一活动连杆的中间部位与所述固定支架铰链连接。

所述动力装置为一电机，其安装在所述第一摆臂的外侧端；所述第一摆臂的两端之间还设置有滑动杆，所述重力调节块套装在所述滑动杆上；所述电机的动力端安装有一丝杆并带动所述丝杆转动，所述丝杆转动带动所述重力调节块沿所述滑动杆在所述第一摆臂的两端之间滑动。

该自平衡连杆机构的上部还包括有一个上部框架，所述上部框架的底部四端角部设置有组合支撑装置，所述组合支撑装置与所述第一摆臂、第二摆臂的外侧端铰链连接；所述组合支撑装置包括一从动杆、一个支撑架、承载框架；所述从动杆的上顶端与所述第一摆臂或第二摆臂的外侧端铰链连接，其下底端与所述支撑架下底端铰链连接，所述支撑架的上顶端固定连接在所述承载框架的下表面。

所述电磁模块包括一连杆、两电磁极；所述连杆一端铰链连接在所述固定支架上，另一端与连接在第二摆臂一端的支撑架的上端铰链连接；所述检测模块与所述电控模块通过电路连接，所述电控模块分别与所述两电磁极及所述电机通过电路连接。

为实现上述目的之二，本发明采用如下技术方案：

一种采用上述自平衡连杆机构的床，包括床板、床围、床头板、床底架，所述床底架包括固定支架、第一转动轴、第二转动轴，第一摆臂，第二摆臂，以及一活动连杆；所述第一摆臂可绕所述第一转动轴转动，所述第二摆臂可绕所述第二转动轴转动；所述第一转动轴与所述第二转动轴平行，其二者安装于所述固定支架上；所述活动连杆的两端分别与所述第一摆臂和所述第二摆臂铰链连接，所述活动连杆和第一摆臂的连接点到所述第一转动轴的距离，与所述活动连杆和第二摆臂的连接点到所述第二转动轴的距离相等；位于所述第一摆臂的内侧端设置有一重力块；该自平衡连杆机构还包括自动检测模块、电控模块、电磁模块、动力装置、重力调节块。

所述活动连杆包括位于其中间部位的第一活动连杆，位于其两端的第二连杆；所述第一活动连杆的中间部位与所述固定支架铰链连接。

所述动力装置为一电机，其安装在所述第一摆臂的外侧端；所述第一摆臂的两端之间还设置有滑动杆，所述重力调节块套装在所述滑动杆上；所述电机的动力端安装有一丝杆并带动所述丝杆转动，所述丝杆转动带动所述重力调节块沿所述滑动杆在所述第一摆臂的两端之间滑动。

该自平衡连杆机构的上部还包括有一个上部框架，所述上部框架的底部四端角部设置有组合支撑装置，所述组合支撑装置与所述第一摆臂、第二摆臂的外侧端铰链连接；所述组合支撑装置包括一从动杆、一个支撑架、承载框架；所述从动杆的上顶端与所述第一摆臂或第二摆臂的外侧端铰链连接，其下底端与所述支撑架下底端铰链连接，所述支撑架的上顶端固定连接在所述承载框架的下表面。

所述电磁模块包括一连杆、两电磁极；所述连杆一端铰链连接在所述固定支架上，另一端与连接在第二摆臂一端的支撑架的上端铰链连接；所述检测模块与所述电控模块通过电路连接，所述电控模块分别与所述两电磁极及所述电机通过电路连接。

本发明的有益效果在于：本发明所描述的自平衡连杆机构通过采用上述结构，其检测装置检测该机构上表面所受的压力，进而对电控模块发出信号，通过电控模块控制电机的开启与关闭调节重力调节块的位置，实现整个机构的受力平衡；并且，在达到平衡之后可通过电控模块控制电磁模块的工作和闭合，在不开启电机的情况下，就可以使整个机构的上部上下运动，大大节省了电能，同时避免了噪音；上述自平衡机构可将其上部某点的局部受力转化为向下的均布载荷，以保证受力均匀；应用上述自平衡机构的床，可通过检测使用者的体重，自行调节平衡，并且可保持床板受力的均衡性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，其描述本发明自平衡连杆机构的一种工作状态；

图2为图1的B向视图；

图3为图1中A处的端部视图；

图4为图1所示结构的另一种工作状态示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

本发明的一种床，其床体可以相对于其底部上下活动，以达到促进失眠者尽快入睡的目的；其底部采用如图1、图2所示的自平衡连杆机构，通过该自平衡连杆机构，可使得失眠者获得更为舒适的感觉，从而达到抑制失眠的效果；其中X轴为该自平衡机构的长度方向，Y轴为该自平衡机构的宽度方向。

图1、图2所示的自平衡连杆机构，包括位于其底部起固定作用的固定支架3，在固定支架3上安装有沿该自平衡机构宽度方向的转动轴1和转动轴2，该两转动轴互相平行的安装在固定支架3的上部，转动轴1上安装有主摆臂11，其可绕转动轴1转动，在转动轴2上安装有辅摆臂21，其可绕转动轴2转动；为了保持整个机构在宽度方向的受力均衡，主摆臂11包括两平行的摆臂，该两平行的摆臂对应的端部通过沿自平衡机构宽度方向的固定杆12、17互相连接固定，保证了主摆臂11的同步性，当然，辅摆臂21与主摆臂11结构相同；并且，在上述固定杆12上安装有一个重力块。

在主摆臂11与辅摆臂21之间还连接有一个活动连杆4，活动连杆4包括位于中间部位的主活动连杆41，以及铰链连接于主活动连杆41两端的辅活动连杆42；主活动连接杆41中间部位可转动的连接在固定支架3上，位于两端部的辅活动连杆42按照竖直方向分别铰链连接在主摆臂11靠近外侧的一端以及辅摆臂21靠近内侧的一端，同时，根据一般的机械理论，本发明人将距离d1(靠近主摆臂11一端的辅活动连杆42与主摆臂11的铰链连接点和转动轴1之间的距离)与距离d2(靠近辅摆臂21一端的辅活动连杆42与辅摆臂21的铰链连接点和转动轴2之间的距离)设置为相等，从而更好的实现上述主摆臂11、辅摆臂21、连接杆4的连续动作。

上述自平衡机构的上部还设置有上部框架6，如图3所示，在上部框架6的四个端角底部分别安装有支撑框架61，支撑框架61内安装有从动杆62，从动杆62按照竖直方向设置，其底部铰链连接在支撑框架61的底部，其顶部与主摆臂11或辅摆臂21的外侧端铰链连接；在支撑框架61的顶部为一个承载框架，承载框架的端角部下底面与支撑框架61的顶部固定连接；当上部框架6的上表面受到比较集中的向下载荷时，根据一般的机械常识，该向下的集中载荷可通过该自平衡机构形成一个向下的均布载荷，保持了整个机构在水平方向上的平衡性。

在上述自平衡机构还安装有一个电磁模块，电磁模块包括连杆51和两电磁极52，连杆51按照自平衡机构的长度方向设置在整个装置的一侧，其靠近转动轴1的一端铰链连接在固定支架3上，另一端与连接在辅摆臂21上的支撑框架61铰链连接，两电磁极52分别对应的固定在连杆51下表面和固定支架3上，辅摆臂21的转动，带动了支撑框架61的上下活动，从而可使得两电磁极52的靠近和分离。本发明中的电磁极52是通过电控模块进行控制，电控模块为安装在固定支架3上的电控箱7，其通过电路连接电磁极52，同时，电控箱7通过电路连接电机16。

本发明人为了使得上述自平衡机构能够实现更高程度的自动化，其还配置了检测装置，包括信号接收器81、探测头82，信号接收器81固定安装在固定支架3上并通过电路与电控箱7连接，探测头82固定在支撑框架61上，通过支撑框架61的上下活动，使得探测头82与信号接收器81之间根据时间的不同，产生不同的位移差，进而通过信号接收器81将信号传输至电控箱7，对两电磁极52的电路进行闭合或者断开的控制。

在这里需要注意的是，在上述结构中，可根据装置的承载范围对固定杆12上固定安装的重力块的重量进行调节，或者直接采用较重的材料制作固定杆12，无论何种方式，该装置中，在该固定杆12处产生一个较大的向下的重力，可对主摆臂11的内侧端产生一个向下的压力并向下运动，从而可抬起主摆臂11的外侧端，进而抬起连接在主摆臂11外侧端的支撑框架61，同时，主摆臂11外侧端的抬起，带动活动连杆4的转动，活动连杆4进而带动辅摆臂21的内侧端向下转动，使得辅摆臂21的外侧端向上抬起，进而带动连接在其外侧端的支撑框架61向上运动，从而实现四个端角部的支撑框架61同时向上运动；当固定杆12运动至最地位置时，支撑框架61运动至最高位，并向上带动连杆51转动至最高位，使得两电磁极52处于其相距的最大位移，整个自平衡机构处于如图1所示的状态，检测装置通过检测信号接收器81与探测头82之间的上下位置关系，及时的转化为信号，通过电路发送给电控箱7，电控箱7通过控制将电磁极52的电路打开，两电磁极52为产生相互吸引的力，此时，产生向下的吸引力将连杆51向下拉动，并带动与两岸51铰链的支撑框架61向下运动，该支撑框架61又带动辅摆臂21的外侧端向下转动，使得其内侧端想上转动，通过活动连杆4带动主摆臂11内侧端转动，进而带动主摆臂11的外侧端向下转动，使连接在其上的支撑框架61向下运动，在这一过程中，由于主摆臂11的转动，连接在固定杆12上的重力块向上抬起，当支撑框架61向下运动至最低位时，主摆臂11带动固定杆12以及重力块运动至最高位，整个装置如图4所示，这时，检测装置通过检测信号接收器81与探测头82之间的上下位置关系，及时的转化为信号，通过电路发送给电控箱7，电控箱7接收信号后将电磁极52的电路关闭，两电磁块之间的吸引力消失，由于固定杆12以及重力块的重力，使得其具备向下运动的趋势，并带动主摆臂11转动，继而重复上述过程；在上述结构设计中，可根据具体的计算得出相应的重量、尺寸、通电电流大小等参数，从而使得电磁极之间的吸引力与重力块的重力之间达到一个平衡点，从而使得位于整个装置上部的框架可上下活动。

另外，为了使上述结构在承受一定压力的情况下，可进行自动调节以达到上述平衡，使整个上部框架可以进行如上述的上下运动，在固定杆12与固定杆17之间固定安装两个滑动杆14以及丝杆15，重力调节块13套装与两滑动杆14以及丝杆15上，在固定杆17上固定的安装有一个带动丝杆转动的动力装置，在这里本发明采用的是电动机16，电动机16带动丝杆15的转动，从而可在固定杆12和固定杆17之间移动重力调节块13；在电动机16的一侧，位于固定支架3上安装有一光电开关，该光电开关通过电路与电控箱7连接，并且其打开和关闭受到电控箱7的控制，实现对电动机16的打开和关闭的控制；当上部框架6受到向下的压力时，其向下运动，带动整个装置的联动，使得主摆臂11的外侧端，也就是连接固定杆12的一端向下运动，连接在固定杆12上的电动机16也跟着向下运动，光电开关检测到电动机16的移动动作以及移动位移，转换成信号发送给电控箱7，电控箱7打开电动机的电路，电动机16转动，带动丝杆15的转动，进而带动重力调节块13向靠近固定杆17的一侧移动，以配比整个装置的平衡，随着重力调节块13移动，又使得主摆臂11的转动，其转动方向为内侧端(也就是连接固定杆12的一端)向下，带动主摆臂11的外侧端向上转动，并且带动电动机16向上移动，当电动机16向上移动至其初始位置时，电控开关发送信号给电控箱7，电控箱7切断电动机16的电源电路，从而使整个机构达到平衡状态。

当然，上述电动机带动丝杆转动的装置，可通过气缸伸缩来实现带动重力调节块的运动。

由于本发明采用上述结构，不采用电动机为动力即可实现不停的上下运动，只是运用少量的电能供电磁极工作，从而大大的节省了电能，为使用者降低了使用成本。

根据一般的机械常识，在本发明中，为了能够使得主摆臂11以及辅摆臂21的端部具有更大的行程，其摆臂位于转动轴两侧的部位具有一个较大的夹角。

本发明的床还包括有安装于上述自平衡机构的上部框架6上的床板，安装与固定支架3周缘的床围板，在床的一端设置有床头板。

位于床板下部的自平衡机构的上下活动，带动躺在床上的使用者的上下运动，可消除偏劳，达到抑制失眠的效果。为了能够进一步增加此种舒适感，在床板与上部框架6的连接部位，还安装有减震弹簧。

上述床在使用过程中，使用者躺于床上，对上部框架6产生一个向下的压力，位于下面的自平衡机构针对使用者的体重重新调节整个床的平衡，使得床体可以正常的进行上下运动，给使用者以舒适的感觉。

另外，本发明的床还可以通过遥控器控制，遥控器可针对电控箱进行控制，实现对床体上下运动的幅度、床体运动的时间、床体运动的频率等参数进行设定，当然，这些参数的设定，根据设定电控箱内的控制器来实现，此种设定，可通过一般的自动化常识实现，在这里不做过多说明。

上述自平衡连杆机构当然可以应用于其他家具，例如沙发、椅子中，以实现缓解疲劳的效果。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自平衡连杆机构，包括固定支架、第一转动轴、第二转动轴，第一摆臂，第二摆臂，以及一活动连杆；所述第一摆臂可绕所述第一转动轴转动，所述第二摆臂可绕所述第二转动轴转动；所述第一转动轴与所述第二转动轴平行，其二者安装于所述固定支架上；所述活动连杆的两端分别与所述第一摆臂和所述第二摆臂铰链连接，其特征在于，所述活动连杆和第一摆臂的连接点到所述第一转动轴的距离，与所述活动连杆和第二摆臂的连接点到所述第二转动轴的距离相等；位于所述第一摆臂的内侧端设置有一重力块；该自平衡连杆机构还包括自动检测模块、电控模块、电磁模块、动力装置、重力调节块。

2.如权利要求1所述的自平衡连杆机构，其特征在于，所述活动连杆包括位于其中间部位的第一活动连杆，位于其两端的第二连杆；所述第一活动连杆的中间部位与所述固定支架铰链连接。

3.如权利要求1所述的自平衡连杆机构，其特征在于，所述动力装置为一电机，其安装在所述第一摆臂的外侧端；所述第一摆臂的两端之间还设置有滑动杆，所述重力调节块套装在所述滑动杆上；所述电机的动力端安装有一丝杆并带动所述丝杆转动，所述丝杆转动带动所述重力调节块沿所述滑动杆在所述第一摆臂的两端之间滑动。

4.如权利要求3所述的自平衡连杆机构，其特征在于，该自平衡连杆机构的上部还包括有一个上部框架，所述上部框架的底部四端角部设置有组合支撑装置，所述组合支撑装置与所述第一摆臂、第二摆臂的外侧端铰链连接；所述组合支撑装置包括一从动杆、一个支撑架、承载框架；所述从动杆的上顶端与所述第一摆臂或第二摆臂的外侧端铰链连接，其下底端与所述支撑架下底端铰链连接，所述支撑架的上顶端固定连接在所述承载框架的下表面。

5.如权利要求4所述的自平衡连杆机构，其特征在于，所述电磁模块包括一连杆、两电磁极；所述连杆一端铰链连接在所述固定支架上，另一端与连接在第二摆臂一端的支撑架的上端铰链连接；所述检测模块与所述电控模块通过电路连接，所述电控模块分别与所述两电磁极及所述电机通过电路连接。

6.一种应用权利要求1所述的自平衡连杆机构的床，包括床板、床围、床头板、床底架，所述床底架包括固定支架、第一转动轴、第二转动轴，第一摆臂，第二摆臂，以及一活动连杆；所述第一摆臂可绕所述第一转动轴转动，所述第二摆臂可绕所述第二转动轴转动；所述第一转动轴与所述第二转动轴平行，其二者安装于所述固定支架上；所述活动连杆的两端分别与所述第一摆臂和所述第二摆臂铰链连接，其特征在于，所述活动连杆和第一摆臂的连接点到所述第一转动轴的距离，与所述活动连杆和第二摆臂的连接点到所述第二转动轴的距离相等；位于所述第一摆臂的内侧端设置有一重力块；该自平衡连杆机构还包括自动检测模块、电控模块、电磁模块、动力装置、重力调节块。

7.如权利要求6所述的床，其特征在于，所述活动连杆包括位于其中间部位的第一活动连杆，位于其两端的第二连杆；所述第一活动连杆的中间部位与所述固定支架铰链连接。

8.如权利要求6所述的床，其特征在于，所述动力装置为一电机，其安装在所述第一摆臂的外侧端；所述第一摆臂的两端之间还设置有滑动杆，所述重力调节块套装在所述滑动杆上；所述电机的动力端安装有一丝杆并带动所述丝杆转动，所述丝杆转动带动所述重力调节块沿所述滑动杆在所述第一摆臂的两端之间滑动。

9.如权利要求8所述的床，其特征在于，该自平衡连杆机构的上部还包括有一个上部框架，所述上部框架的底部四端角部设置有组合支撑装置，所述组合支撑装置与所述第一摆臂、第二摆臂的外侧端铰链连接；所述组合支撑装置包括一从动杆、一个支撑架、承载框架；所述从动杆的上顶端与所述第一摆臂或第二摆臂的外侧端铰链连接，其下底端与所述支撑架下底端铰链连接，所述支撑架的上顶端固定连接在所述承载框架的下表面。

10.如权利要求9所述的床，其特征在于，所述电磁模块包括一连杆、两电磁极；所述连杆一端铰链连接在所述固定支架上，另一端与连接在第二摆臂一端的支撑架的上端铰链连接；所述检测模块与所述电控模块通过电路连接，所述电控模块分别与所述两电磁极及所述电机通过电路连接。

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