CN105167453B - 一种翻转折叠床的翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻转折叠床的翻转装置，包括立架、支撑模块和转动模块；所述立架为带有左侧板和右侧板的框架结构，支撑模块和转动模块均为两套，每套分别安装在立架的左侧板与右侧板的内侧面上，左侧板和右侧板的结构相同；所述左侧板的内侧面上有内凹槽道，用于安装支撑模块和转动模块。本发明翻转装置通过结构的设计，使得床板受力能保持动态平衡，即在翻转过程中可以停在任何位置，加载极小的力即可使床板收起或放下。此外，任何位置点的受力平衡设计，保证了使用的安全性。且通过弧面导向装置、导向杆等辅助部件的设计，限定了翻转装置的运动轨迹，保证了翻转装置的工作稳定性。

Description

一种翻转折叠床的翻转装置

技术领域

本发明涉及家具领域，具体是一种翻转折叠床的翻转装置。

背景技术

现有的折叠床中，大多为多节收拢折叠的结构，这种结构打开、收拢比较麻烦，而且再次使用的时候，得重新整理床铺，很费事。整体翻转折叠床虽然市面上也有，但是真正能满足使用要求的比较少，原因在于，一方面，床板本身重量较重，整体翻转就需要与床板重量差不多的推动力来使其翻转，力量较小的人群折叠就非常吃力，而且放下也需要支撑力，也容易发生危险；另一个方面，需要把一个具有较大重量的床板竖直固定在一个地方，也是需要解决的技术难题。折叠床的设计，本身是为了节省空间，若需要加载较多的外在推动力和支撑力、并设置较大、较多的稳固座来解决翻转折叠床的使用问题，这是没有意义的。因此，设计一款体积小巧、具有较大推动及支撑助力的正翻转机构是本行业急需要解决的技术难题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种翻转折叠床的翻转装置。该翻转装置具有较大推动及支撑助力，使用者只需轻推床板，即可实现床板的收起和放下，且体积小巧，所占空间与床板体积相近。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种翻转折叠床的翻转装置，包括立架、支撑模块和转动模块；所述立架为带有左侧板和右侧板的框架结构，支撑模块和转动模块均为两套，每套分别安装在立架的左侧板与右侧板的内侧面上，左侧板和右侧板的结构相同；所述左侧板的内侧面上有内凹槽道，用于安装支撑模块和转动模块；其特征在于，所述内凹槽道由两段组成，上段为上下底边平行的梯形槽，左侧边长的长度大于右侧边长的长度，下段为从梯形槽右侧边向左下方延伸并最终与梯形槽左侧边相连的一段弧形槽；所述弧形槽的外周面被剖去一层，在弧形槽被剖去外周面的底部中间位置安装有导向杆，导向杆的下端为轴连接，其上端安装有导向轮，其左侧通过弹簧与弧形槽被剖去外周面的底部的左侧弹性连接；所述弧形槽的弧形边为中间向外延伸的凸面弧形导向轨；

所述支撑模块包括气撑安装板、气撑和接头，所述气撑安装板通过销轴活动安装在内凹槽道的顶部；所述气撑的固定端安装在气撑安装板的下端，其活动端固定在接头上；所述接头大致呈铲形结构，前半部分为前端水平的掌形，上有气撑连接孔，用于安装气撑的活动端，其后半部分为中心位置有接头通孔的圆台结构，在接头通孔朝向前半部分方位的圆台结构上有一个以接头通孔的中心为圆心的月牙形定位槽，接头的前半部分和后半部分连接在一起，整体浇铸成型；

所述接头上安装有弧面导向装置，所述弧面导向装置包括安装片、衔接片和导向轮，安装片通过螺钉固定在接头的右侧边缘位置，衔接片垂直固定在安装片的左侧下部末端位置上，导向轮为两个，垂直固定安装在衔接片的左右两侧，两个导向轮之间的距离与内凹槽道上的凸面弧形导向轨的尺寸相匹配；

所述转动模块包括主转臂、定位杆、轴承座、轴承、扭转轴套、床板安装轴套和轴承安装板；所述轴承安装板安装在内凹槽道的弧形槽左侧外侧边缘位置，并用螺钉固定在立架上；所述轴承座用螺钉固定在轴承安装板上，所述轴承依次穿过轴承座、扭转轴套和床板安装轴套；所述主转臂一端固定在轴承座上，另一端与接头通过轴销连接在一起；所述主转臂与接头相连的一端的中间有一大一小的两个安装孔，其中大的安装孔与接头上的接头通孔相匹配，两者通过轴销活动连接，小的安装孔位于大的安装孔朝向主转臂另一端的方位上，所述定位杆一端固定在小的安装孔内，当主转臂与接头连接时，定位杆的另一端位于接头上的月牙形定位槽内部，并可以在其内往复运动，定位杆的运动轨迹即为月牙形定位槽的槽道形状；所述主转臂与接头相连的一端的下侧安装有一段柱形导轨，该柱形导轨与导向杆上端的导向轮相匹配；

所述扭转轴套、床板安装轴套均为“T”型结构，扭转轴套套在轴承上且下端插入轴承座内部，床板安装轴套位于扭转轴套的外侧且套在轴承上；所述轴承表面有螺纹，床板安装轴套内侧带有螺纹，两者螺纹咬合紧固在一起。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

1.支撑模块、滑动模块和气撑三者的设计，使得床板的重力在正翻转机构的作用下，完全被抵消，折叠床无论处于收起或放下的任何位置，都可以稳固的立于该点，不仅使用便捷，加载极小的力即可使床板收起或放下，另一方，任何位置点的受力平衡设计，保证了使用的安全性。且通过弧面导向装置、导向杆等辅助部件的设计，限定了翻转装置的运动轨迹，保证了翻转装置的工作稳定性。

2.本发明正翻转机构整体设计小巧，立架所占空间的大小与床板的体积相近，床板可完全收纳余立架内部。

3.本发明正翻转机构的运作只依赖本身的结构设计，并不需要其它额外动力，节能环保。

附图说明

图1为本发明翻转折叠床的翻转装置一种实施例的床板放平状态结构示意图。

图2为本发明翻转折叠床的翻转装置一种实施例的图1局部视图R的放大结构示意图。

图3为本发明翻转折叠床的翻转装置一种实施例的弧面导向装置结构示意图。

图4为本发明翻转折叠床的翻转装置一种实施例的主转臂结构示意图。

图5为本发明翻转折叠床的翻转装置一种实施例的轴承座结构示意图。

图6为本发明翻转折叠床的翻转装置一种实施例的轴承座结构示意图。

图7为本发明翻转折叠床的翻转装置一种实施例的主要受力部件的主导作用力分析图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。

为了方便说明和理解本发明的技术方案，以下所涉及的方位名词，如上下、左右、里外，均以附图所显示的方位为准。

本发明一种翻转折叠床的翻转装置(简称翻转装置，参见图1-7)，包括立架、支撑模块2和转动模块3；所述立架为带有左侧板1和右侧板的框架结构，支撑模块2和转动模块3均为两套，每套分别安装在立架1的左侧板1与右侧板的内侧面上，左侧板1和右侧板的结构相同；所述左侧板11的内侧面上有内凹槽道11，用于安装支撑模块2和转动模块3；其特征在于，所述内凹槽道11由两段组成，上段为上下底边平行的梯形槽，左侧边长的长度大于右侧边长的长度，下段为从梯形槽右侧边向左下方延伸并最终与梯形槽左侧边相连的一段弧形槽。所述弧形槽的外周面被剖去一层，在弧形槽被剖去外周面的底部中间位置安装有导向杆12，导向杆12的下端为轴连接，其上端安装有导向轮，其左侧通过弹簧与弧形槽被剖去外周面的底部的左侧弹性连接。所述弧形槽的弧形边为中间向外延伸的凸面弧形导向轨13。

所述支撑模块2包括气撑安装板21、气撑22和接头23，所述气撑安装板21通过销轴活动安装在内凹槽道11的顶部；所述气撑22的固定端安装在气撑安装板21的下端，其活动端固定在接头23上；所述接头23大致呈铲形结构，前半部分为前端水平的掌形，上有气撑连接孔，用于安装气撑22的活动端，其后半部分为中心位置有接头通孔的圆台结构，在接头通孔朝向前半部分方位的圆台结构上有一个以接头通孔的中心为圆心的月牙形定位槽，接头23的前半部分和后半部分连接在一起，整体浇铸成型。

所述接头23上安装有弧面导向装置231，所述弧面导向装置231包括安装片2311、衔接片2312和导向轮2313，安装片2311通过螺钉固定在接头23的右侧边缘位置，衔接片2312垂直固定在安装片2311的左侧下部末端位置上，导向轮2313为两个，垂直固定安装在衔接片2312的左右两侧，两个导向轮2313之间的距离与内凹槽道11上的凸面弧形导向轨13的尺寸相匹配。

所述转动模块3包括主转臂31、定位杆、轴承座33、轴承34、扭转轴套35、床板安装轴套36和轴承安装板32；所述轴承安装板32安装在内凹槽道11的弧形槽左侧外侧边缘位置，并用螺钉固定在立架1上；所述轴承座33用螺钉固定在轴承安装板32上，所述轴承34依次穿过轴承座33、扭转轴套35和床板安装轴套36；所述主转臂31一端固定在轴承座33上，另一端与接头23通过轴销连接在一起；所述主转臂31与接头23相连的一端的中间有一大一小的两个安装孔，其中大的安装孔与接头23上的接头通孔相匹配，两者通过轴销活动连接，小的安装孔位于大的安装孔朝向主转臂31另一端的方位上，所述定位杆一端固定在小的安装孔内，当主转臂31与接头23连接时，定位杆的另一端位于接头23上的月牙形定位槽内部，并可以在其内往复运动，定位杆的运动轨迹即为月牙形定位槽的槽道形状。所述主转臂31与接头23相连的一端的下侧安装有一段柱形导轨，该柱形导轨与导向杆12上端的导向轮相匹配。

所述扭转轴套35、床板安装轴套36均为“T”型结构，扭转轴套35套在轴承34上且下端插入轴承座33内部，床板安装轴套36位于扭转轴套35的外侧且套在轴承34上；所述轴承34表面有螺纹，床板安装轴套36内侧带有螺纹，两者螺纹咬合紧固在一起。

所述气撑22为三个，三者平行安装在气撑安装板21的下端与接头23的气撑连接孔之间。三个气撑22平行安装，使得气撑加载在转动模块3上的力比较稳定，翻转过程中不易发生偏移，增强了整个机构的运作稳定性。

所述扭转轴套35为非刚性材料制备而成，由于床板在翻转的过程中，轴承34及其上的部件之间承受较大的力，若全是刚性部件连接，则容易造成部件损坏，扭转轴套35起到缓冲扭转力的作用，增强了结构的稳定性和抗疲劳度。

本发明翻转装置，在使用时，还配有与内凹槽道11相匹配的盒盖(图未示)，防止灰尘、杂物进入金属槽道内部，影响正翻转机构的稳定性；此外，还配有床板安装架(图未示)，固定在床板安装轴套36上，床板安装在左、右两侧板的两个床板安装架上。

本发明翻转装置推动折叠床折叠与放下过程：

(1)从水平到折叠状态：用手轻托起床板(极小的力即可)，此时气撑22释放向下的压力，推动接头23向下运动，接头23推动与其连接的主转臂31的一端向下运动，根据杠杆原理，主转臂31与与轴承座33相连的一端则向上运动，推动床板向上运动；在此过程中，气撑22向下的作用力经接头23传递到主转臂31，由于接头23和主转臂31的动态连接，使得床板安装轴套36得到的力不断变化，接头23向下运动时，床板安装轴套36得到的向上作用力不断增大，固定在床板安装轴套36上的床板因此得到不断增大的向上推动力；以床板的重心为支点，床板得到的向上推动力与其到支点的力矩所做的功与床板自身的重力势能保持动态平衡，因此，只要给予床板一个很小的外加向上助推力，床板即可向上运动，且在撤去外加助推力时，床板也能静止在当前位置。用一个很小的助推力即可将床板推到竖直立起的状态，此时床板完全收纳在立架内部，气撑22释放的向下压力传递到床板上的作用力分解到水平与竖直方向的力分别是一个向上的分力和向右的、朝向立架方向的水平分力，向上的分力、朝向立架方向的水平分力和床板自身向下的重力使得床板稳固的折叠在立架1内部。

(2)从折叠状态放水平：用手向下轻按床板，床板重心上的力发生改变，床板位置向下的偏移使得床板安装轴套36得到一个向上的推力，该推力使得主转臂31向上运动，进接头23而向上运动，气撑22的作用力逐渐变小；在该过程中，床板自身向下的重力为主要动力，由于主转臂31和接头23的调节作用，床板的重心位置上的受力处于动态平衡状态，因此，只要给予床板一个很小的向下压力即可使床板向下运动，当床板完全放平时，气撑22传递到床板上的作用力的分解力为一个向上的支撑力和水平方向的分力，使得床板能够保持水平并且能够承受一定重力。

本发明翻转装置在运动过程中，接头23上的弧面导向装置231与内凹槽道11的凸面弧形导向轨13活动连接，主转臂31下侧的柱形导轨与导向杆12上端的导向轮活动连接，该两处的活动连接限定了支撑模块2与转动模块3的运动轨迹，且导向杆12左侧连接有弹簧，该弹簧保证了主转臂31每次上行脱离导向杆12时，导向杆12都能返回到原来位置，保证主转臂31每次下行时与导向杆12的接触点一致，保证了整个装置的工作稳定性。

本发明翻转装置的支撑模块2和转动模块3通过接头23和主转臂31连接在一起，接头23与主转臂31之间通过轴销活动连接，这种连接方式与传统的固定连接相比，轴销活动连接一是可以缓冲力传递时自身承受的内应力，减缓磨损延长部件寿命，二是可以调节气撑22传递给主转臂31的作用力，接头23与主转臂31之间的相对运动使得接头23与主转臂31直接的夹角不断变化，从而主转臂31得到的作用力也是在不断的变化。由于床板向上或者向下运动时，其重心位置和力矩一直在变化，所以它需要一个与其对应的、不断变化的作用力与力矩来使其始终保持平衡。气撑22的压缩力大小、接头23的长度、接头23与主转臂31之间夹角范围(由定位杆和月牙形定位槽限定)和主转臂31的长度都是根据床板的重量和尺寸来设计的，并综合考虑受力部件与其他部件间力的分解与消耗，经过多次试验调试最终确定了最佳装配参数。

本发明翻转装置工作过程主要部件基本受力分析见图7(忽略辅助部件的作用力)，图中，O点为轴承中心，A点为床板重心，B点为气撑22作用在主转臂31上的受力点，C点为气撑22上端固定点。G为床板重力，F为气撑22作用在主转臂31上的力，F₁为F在竖直方向上的分力。L₁为AO长度，L₂为OB长度。α为床板与水平方向的夹角，θ为主转臂31与水平方向的夹角，β为F与竖直方向的夹角。

床板的力矩主转臂力矩M₂＝F₁L₂cosθ＝Fcosβ·L₂cosθ，当M₁＝M₂时，即床板即可达到平衡状态。

图7中所显示的本发明翻转装置受力情况是主要受力部件的主导作用力抽出图，在实际应用时，会有很多额外的附加作用力，比如相邻部件之间的摩擦力、力传递时部件的内应损耗等，通过部件位置、结构、尺寸设计，使得整个翻转装置的受力系统比较稳定，床板更加容易达到平衡状态。本发明翻转装置通过结构的设计，使得床板受力能保持动态平衡，即在翻转过程中可以停在任何位置，加载极小的力即可使床板收起或放下。此外，任何位置点的受力平衡设计，保证了使用的安全性。

本发明正翻转机构在本申请中仅仅只是用于折叠床上，但是，根据正翻转机构的基本特点和本申请的介绍可知，本发明的正翻转机构可用于很多需要翻转动作的场合，不同场合根据承重大小进行调整即可。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (1)

1.一种翻转折叠床的翻转装置，包括立架、支撑模块和转动模块；所述立架为带有左侧板和右侧板的框架结构，支撑模块和转动模块均为两套，每套分别安装在立架的左侧板与右侧板的内侧面上，左侧板和右侧板的结构相同；所述左侧板的内侧面上有内凹槽道，用于安装支撑模块和转动模块；其特征在于，所述内凹槽道由两段组成，上段为上下底边平行的梯形槽，左侧边长的长度大于右侧边长的长度，下段为从梯形槽右侧边向左下方延伸并最终与梯形槽左侧边相连的一段弧形槽；所述弧形槽的外周面被剖去一层，在弧形槽被剖去外周面的底部中间位置安装有导向杆，导向杆的下端为轴连接，其上端安装有导向轮，其左侧通过弹簧与弧形槽被剖去外周面的底部的左侧弹性连接；所述弧形槽的弧形边为中间向外延伸的凸面弧形导向轨；

所述支撑模块包括气撑安装板、气撑和接头，所述气撑安装板通过销轴活动安装在内凹槽道的顶部；所述气撑的固定端安装在气撑安装板的下端，其活动端固定在接头上；所述接头大致呈铲形结构，前半部分为前端水平的掌形，上有气撑连接孔，用于安装气撑的活动端，其后半部分为中心位置有接头通孔的圆台结构，在接头通孔朝向前半部分方位的圆台结构上有一个以接头通孔的中心为圆心的月牙形定位槽，接头的前半部分和后半部分连接在一起，整体浇铸成型；

所述接头上安装有弧面导向装置，所述弧面导向装置包括安装片、衔接片和导向轮，安装片通过螺钉固定在接头的右侧边缘位置，衔接片垂直固定在安装片的左侧下部末端位置上，导向轮为两个，垂直固定安装在衔接片的左右两侧，两个导向轮之间的距离与内凹槽道上的凸面弧形导向轨的尺寸相匹配；

所述转动模块包括主转臂、定位杆、轴承座、轴承、扭转轴套、床板安装轴套和轴承安装板；所述轴承安装板安装在内凹槽道的弧形槽左侧外侧边缘位置，并用螺钉固定在立架上；所述轴承座用螺钉固定在轴承安装板上，所述轴承依次穿过轴承座、扭转轴套和床板安装轴套；所述主转臂一端固定在轴承座上，另一端与接头通过轴销连接在一起；所述主转臂与接头相连的一端的中间有一大一小的两个安装孔，其中大的安装孔与接头上的接头通孔相匹配，两者通过轴销活动连接，小的安装孔位于大的安装孔朝向主转臂另一端的方位上，所述定位杆一端固定在小的安装孔内，当主转臂与接头连接时，定位杆的另一端位于接头上的月牙形定位槽内部，并可以在其内往复运动，定位杆的运动轨迹即为月牙形定位槽的槽道形状；所述主转臂与接头相连的一端的下侧安装有一段柱形导轨，该柱形导轨与导向杆上端的导向轮相匹配；

所述扭转轴套、床板安装轴套均为“T”型结构，扭转轴套套在轴承上且下端插入轴承座内部，床板安装轴套位于扭转轴套的外侧且套在轴承上；所述轴承表面有螺纹，床板安装轴套内侧带有螺纹，两者螺纹咬合紧固在一起；

所述气撑为三个，三者平行安装在气撑安装板的下端与接头的气撑连接孔之间；所述扭转轴套为非刚性材料制备而成。