CN102011511B - 一种可折叠野营帐篷骨架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠野营帐篷骨架，目的是提供一种能够快速展开，结构稳定、便于携带的新型野营帐篷骨架。本发明由两层拱门和一组横梁组成，拱门所在平面相互平行、与地面垂直；横梁位于两层拱门之间，横梁所在平面与拱门所在平面和地面同时垂直；拱门和横梁均由剪叉式机构构成；剪叉式机构由多级剪杆联接而成，每级剪杆由两根直杆组成；每层拱门由两级拱门剪杆和四个底座组成；横梁由两级横梁剪杆和四个三向关节组成，通过四个三向关节分别固定在两级拱门剪杆的第二铰接孔和第四铰接孔处。本发明采用一体化设计，结构简单、稳定，受力合理，无零散零件，剪杆均可压缩到最小状态，且能快速展开，便于使用、保管、运输、携带。

Description

一种可折叠野营帐篷骨架

技术领域

本发明涉及一种基于剪叉式机构的可折叠野营帐篷骨架。

背景技术

野营帐篷通常适用于野外条件下，可提供一定数量人员临时住宿。野营帐篷不仅要能够提供住宿环境，还要便于快速展开与收拢；收拢后体积较小、重量较轻，满足携带和运输要求；同时还要能够在大风、大雨等恶劣天气状况下使用。

野营帐篷由骨架和篷布构成。骨架通常由金属、木料等强度较高的材料制成，支撑帐篷的重量，构造帐篷的形状；篷布通常由布、塑料制成，固定于骨架之上。

目前常见野营帐篷的骨架结构大致有两类，一类为多根直杆，通过附加的十字或T字关节相互联结构成骨架。这种结构存在以下缺点：首先是搭建过程复杂，帐篷骨架通过很多零散的零件拼接而成，展开时大量零件需要逐一装配，需要较长时间，且容易出错。其次是结构不够稳定，帐篷的骨架由直杆构成，直杆之间构成矩形，稳定性很差，不得不采取在斜方向拉钢丝的方法进行加固。

另一类为由低硬度金属制成的长杆，通过金属弯曲变形，构成帐篷骨架。这种结构虽然比较简单，但存在以下缺点，首先是帐篷尺寸有限，金属弯曲变形不易控制，金属杆长度受限，导致帐篷尺寸很小，一般只能供1-2人住宿。其次是骨架容易损坏，依靠弯曲变形的骨架结构，若连续长时间使用，会造成金属杆的永久性变形。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，改变野营帐篷的基本骨架结构，设计一种基于剪叉式机构，能够快速展开，便于携带与运输，受力合理，结构稳定的新型野营帐篷骨架，且骨架结构整体化、模块化，零件不易丢失。

本发明的方案是，帐篷骨架由两组拱门和一组横梁组成。拱门所在平面相互平行、均与地面垂直，两层拱门形状相同。横梁位于两层拱门之间，横梁所在平面与拱门所在平面和地面同时垂直。

拱门和横梁均由剪叉式机构构成。剪叉式机构由多级剪杆联接而成，剪杆为剪叉式机构的基础单元。一级剪杆由两根直杆组成，两根直杆分别用ACB和A′C′B′表示，每根直杆上有三个轴线相互平行的联接孔，孔的圆心分别位于剪杆端点A、B、A′、B′和中部联接点C、C′。两根直杆通过位于中部的剪杆铰接孔相互铰接。拱门剪杆的直杆用A₁C₁B₁和A′₁C′₁B′₁表示；横梁剪杆的直杆用A₂C_2B2和A′₂C′₂B′₂表示。

每层拱门由两级拱门剪杆和四个底座组成。在一级拱门剪杆中，圆心位于点A₁的铰接孔为第一铰接孔，圆心位于点B₁的铰接孔为第二铰接孔，圆心位于点A′₁的铰接孔为第三铰接孔，圆心位于点B′₁的铰接孔为第四铰接孔。两级拱门剪杆通过第二铰接孔、第四铰接孔相互铰接。

拱门剪杆中，各段长度A₁C₁＝B′₁C′₁＝a₁，B₁C₁＝A′₁C′₁＝b₁，各部分角度，∠A′₁A₁C₁＝α₁、∠A₁A′₁C₁＝β₁。拱门剪杆各部分参数满足：

α₁决定拱门的形状，在15°～60°间取值，α₁取值越小，拱门越低矮。a₁的值决定拱门的大小，随着a₁增大，拱门也越大。

四个底座分别通过底座联接孔同两级拱门剪杆中的第一铰接孔、第三铰接孔相铰接，底座连接孔的直径同第一铰接孔、第三铰接孔直径相等。平行于底座联接孔的轴线有一接地板，拱门展开后，接地板与地面接触。在接地板上有一钢钎孔，钢钎穿过钢钎孔将拱门固定于地表。

横梁由两级横梁剪杆和四个三向关节组成。在一级横梁剪杆中，圆心位于点A₂的铰接孔为第五铰接孔，圆心位于点B₂的铰接孔为第六铰接孔，圆心位于点A′₂的铰接孔为第七铰接孔，圆心位于点B′₂的铰接孔为第八铰接孔。两级横梁剪杆通过第六铰接孔、第八铰接孔相铰接。

横梁位于两层拱门之间，通过四个三向关节固定于两级拱门剪杆的第二铰接孔和第四铰接孔处。三向关节的关节联接孔同横梁剪杆的第五铰接孔、第七铰接孔相铰接，关节联接孔直径同第五铰接孔、第七铰接孔的直径相等。轴线同关节联接孔垂直的关节光轴，穿过拱门剪杆的第二铰接孔和第四铰接孔，关节光轴的直径同第二铰接孔、第四铰接孔的直径相等，长度略大于第二铰接孔、第四铰接孔的深度。在关节光轴远离关节联接孔一侧，加工有螺纹，三向关节端部通过螺母固定于拱门第二铰接孔和第四铰接孔处。

横梁剪杆各段长度A₂C₂＝A′₂C′₂＝a₂，B₂C₂＝B′₂C′₂＝b₂，各部分角度∠A′₂A₂C₂＝∠A₂A′₂C₂＝α₂。为了确保帐篷骨架能够压缩到最小状态，横梁各部分参数同拱门各部分参数之间满足：

$\left\{\begin{array}{c}{a}_1+b_1={2a}_2\\ a_1\cos {\mathrm{\α}}_1+b_1\cos {\mathrm{\β}}_1={2a}_2\cos {\mathrm{\α}}_2\end{array}\right.---\left(2\right)$

当确定拱门剪杆的参数后，横梁剪杆中的a₂和α₂也随之确定。通过调整b₂的大小，可以调整横梁的长度。

将篷布、木板等遮盖于帐篷骨架外侧，并固定于骨架上，即构成帐篷。

采用本发明可以达到以下技术效果：

1、采用一体化设计。整个骨架为一个整体，无零散零件，避免了小零件丢失的问题，便于使用，便于储存和保管。

2、伸缩比很大。骨架中的剪杆均可压缩到最小状态，压缩后非常紧凑，体积很小，便于运输、携带与储存。

4、结构简单、受力合理。骨架的主要部件为直杆，联接关节均为铰接，整体结构非常简单，同时直杆和铰接关节受力合理，不易损坏。

5、搭建过程迅速。整个骨架的搭建可通过展开一次完成，不需要临时装配任何零件，即减少了搭建所需时间，又杜绝了装配错误的可能。

附图说明

图1a是本发明总体结构图；

图1b是本发明压缩后的示意图；

图2是图1中拱门结构图；

图3是拱门中的底座结构图；

图4是图1中横梁结构图；

图5是横梁中的三向关节结构图。

拱门1，底座2，底座联接孔3，接地板4，钢钎孔5，拱门剪杆6，第一铰接孔7，第二铰接孔8，第三铰接孔9，第四铰接孔10，横梁11，三向关节12，关节联接孔13，关节光轴14，螺母15，横梁剪杆16，第五铰接孔17，第六铰接孔18，第七铰接孔19，第八铰接孔20，剪杆铰接孔21，螺纹22

具体实施方式

如图1a所示，帐篷骨架由两层拱门1和一组横梁11组成。拱门1所在平面相互平行、均与地面垂直，两层拱门1形状相同。横梁11位于两层拱门1之间，横梁11所在平面与拱门1所在平面和地面同时垂直。

拱门1和横梁11均由剪叉式机构构成。剪叉式机构由多级剪杆联接而成，一级剪杆由两根直杆组成，两根直杆通过位于中部的剪杆铰接孔21相互铰接。

如图1b所示，增大拱门剪杆6内A₁A′₁之间的距离，帐篷骨架即可压缩，压缩后体积很小。

图2是图1中拱门结构图；每层拱门1由两级拱门剪杆6和四个底座2组成。拱门剪杆6中，圆心位于点A₁的铰接孔为第一铰接孔7，圆心位于点B₁的铰接孔为第二铰接孔8，圆心位于点A′₁的铰接孔为第三铰接孔9，圆心位于点B′₁的铰接孔为第四铰接孔10。两级拱门剪杆6通过第二铰接孔8、第四铰接孔10相互铰接。

图3是拱门中的底座结构图；四个底座2分别通过底座联接孔3同两级拱门剪杆6中的第一铰接孔7、第三铰接孔9相铰接，底座连接孔3的直径同第一铰接孔7、第三铰接孔9直径相等。平行于底座联接孔3的轴线有一接地板4，拱门1展开后，接地板4与地面接触。在接地板4上有一钢钎孔5，钢钎穿过钢钎孔5将拱门1固定于地表。

图4是图1中横梁结构图；横梁11由两级横梁剪杆16和四个三向关节12组成。在一级横梁剪杆16中，圆心位于点A₂的铰接孔为第五铰接孔17，圆心位于点B₂的铰接孔为第六铰接孔18，圆心位于点A′₂的铰接孔为第七铰接孔19，圆心位于点B′₂的铰接孔为第八铰接孔20。两级横梁剪杆16通过第六铰接孔18、第八铰接孔20相铰接。横梁11位于两层拱门1之间，通过四个三向关节12分别固定在两层拱门1内两级拱门剪杆6的第二铰接孔8和第四铰接孔10处。

图5是横梁中的三向关节结构图。

三向关节12的关节联接孔13同横梁剪杆16的第五铰接孔17、第七铰接孔19相铰接，关节联接孔13直径同第五铰接孔17、第七铰接孔19的直径相等。轴线同关节联接孔13垂直的关节光轴14，穿过拱门剪杆6的第二铰接孔8和第四铰接孔10，关节光轴14的直径同第二铰接孔8、第四铰接孔10的直径相等，长度略大于第二铰接孔8、第四铰接孔10的深度。在关节光轴14远离关节联接孔13一侧，加工有螺纹22，三向关节12端部通过螺母15固定于拱门1第二铰接孔8和第四铰接孔10处。

Claims (3)

1.一种可折叠野营帐篷骨架，其特征在于可折叠野营帐篷骨架由两层拱门(1)和一组横梁(11)组成，拱门(1)所在平面相互平行、均与地面垂直，两层拱门(1)形状相同；横梁(11)位于两层拱门(1)之间，横梁(11)所在平面与拱门(1)所在平面和地面同时垂直；拱门(1)和横梁(11)均由剪叉式机构构成；剪叉式机构由多级剪杆联接而成，剪杆由两根直杆组成，两根直杆分别用ACB和A′C′B′表示，每根直杆上有三个轴线相互平行的联接孔，孔的圆心分别位于剪杆端点A、B、A′、B′和中部联接点C、C′；两根直杆通过位于中部的剪杆铰接孔(21)相互铰接；拱门剪杆的直杆用A₁C₁B₁和A′₁C′₁B′₁表示；横梁剪杆的直杆用A₂C₂B₂和A′₂C′₂B′₂表示；

每层拱门(1)由两级拱门剪杆(6)和四个底座(2)组成，在一级拱门剪杆(6)中，圆心位于拱门剪杆端点A₁的铰接孔为第一铰接孔(7)，圆心位于拱门剪杆端点B₁的铰接孔为第二铰接孔(8)，圆心位于拱门剪杆端点A′₁的铰接孔为第三铰接孔(9)，圆心位于拱门剪杆端点B′₁的铰接孔为第四铰接孔(10)，两级拱门剪杆(6)通过第二铰接孔(8)、第四铰接孔(10)相互铰接；四个底座(2)分别通过底座联接孔(3)同两级拱门剪杆(6)中的第一铰接孔(7)、第三铰接孔(9)相铰接；底座联接孔(3)的直径同第一铰接孔(7)、第三铰接孔(9)的直径相等；平行于底座联接孔(3)的轴线有一接地板(4)，拱门(1)展开后，接地板(4)与地面接触，在接地板(4)上有一钢钎孔(5)，钢钎穿过钢钎孔(5)将拱门(1)固定于地表；

横梁(11)由两级横梁剪杆(16)和四个三向关节(12)组成；在一级横梁剪杆(16)中，圆心位于横梁剪杆端点A₂的铰接孔为第五铰接孔(17)，圆心位于横梁剪杆端点B₂的铰接孔为第六铰接孔(18)，圆心位于横梁剪杆端点A′₂的铰接孔为第七铰接孔(19)，圆心位于横梁剪杆端点B′₂的铰接孔为第八铰接孔(20)，两级横梁剪杆(16)通过第六铰接孔(18)、第八铰接孔(20)相铰接；横梁(11)位于两层拱门(1)之间，通过四个三向关节(12)分别固定在两层拱门(1)内两级拱门剪杆(6)的第二铰接孔(8)、第四铰接孔(10)处；

三向关节(12)的关节联接孔(13)同横梁剪杆(16)的第五铰接孔(17)、第七铰接孔(19)相铰接，关节联接孔(13)直径同第五铰接孔(17)、第七铰接孔(19)的直径相等；轴线同关节联接孔(13)垂直的关节光轴(14)，穿过拱门剪杆(6)的第二铰接孔(8)和第四铰接孔(10)，关节光轴(14)的直径同第二铰接孔(8)、第四铰接孔(10)的直径相等，长度大于第二铰接孔(8)、第四铰接孔(10)的深度；在关节光轴(14)远离关节联接孔(13)一侧，加工有螺纹(22)，三向关节(12)端部通过螺母(15)固定于拱门(1)第二铰接孔(8)和第四铰接孔(10)处。

2.如权利要求1所述的一种可折叠野营帐篷骨架，其特征在于拱门剪杆(6)中，拱门剪杆各端点到中部联接点的距离A₁C₁＝B′₁C′₁＝a₁，B₁C₁＝A′₁C′₁＝b₁，各部分角度，∠A′₁A₁C₁＝α₁、∠A₁A′₁C₁＝β₁，拱门剪杆(6)各部分参数满足：

公式1

α₁在15°～60°间取值。

3.如权利要求1或2所述的一种可折叠野营帐篷骨架，其特征在于横梁剪杆(16)中，横梁剪杆各端点到中部联接点的距离A₂C₂＝A′₂C′₂＝α₂，B₂C₂＝B′₂C′₂＝b₂，各部分角度∠A′₂A₂C₂＝∠A₂A′₂C₂＝α₂，横梁(11)各部分参数同拱门(1)各部分参数之间满足：

$\left\{\begin{array}{c}{a}_1+b_1=2a_2\\ a_1{\cos \mathrm{\α}}_1+b_1{\cos \mathrm{\β}}_1={2a}_2{\cos \mathrm{\α}}_2\end{array}\right.$ 公式2

当确定拱门剪杆(6)的参数后，横梁剪杆(16)中的α₂和α₂也随之确定，通过调整b₂的大小调整横梁(11)的长度。

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