CN108149963A - 泳池隐形系统及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泳池隐形系统及其实施方法。本发明提供了一种新颖的遮盖泳池并使泳池隐形的机电系统和方法。本系统由一块扁平的硬质遮盖板及至少一台提升装置组成。该遮盖板由可供人类在其上站立、行走、工作的硬质材料制造并有足够尺寸以遮盖泳池。提升装置包括可动部件和固定部件二部分。其中一部件被固定在靠近泳池的地基上或建筑物的某个地方，另一部件则联接到遮盖板。提升装置能够移动水平的遮盖板垂直升降并且保持遮盖板总是水平。用户想要游泳的时候，只要升起遮盖板以打开泳池，而想要看电视或烧烤的时候，只要降下遮盖板遮盖泳池。一旦遮盖板下降达到泳池的表面，泳池就被隐藏变得不可见了。用户就能在它上面做正常的活动并放置东西，就像在地面和地板上一样。这实际上扩展了用户的生活空间，特别适合没有院落的中国居民建自己的室内泳池。

Description

泳池隐形系统及其实施方法

技术领域

本发明涉及家庭泳池，尤其涉及一种能使泳池隐形的泳池遮盖系统及其实施方法。

背景技术

家庭泳池目前在国内还不多见，但在美国等发达国家却十分常见。在国外市场，我们常见 到一种泳池遮盖物在销售。大多数这样的遮盖物都是由如塑料布或帆布之类软质材料制成。这种遮 盖物的主要功能是防止儿童或宠物跌落水中，防止树叶等杂物污染池水，也防止水蒸发。虽然有的 软质材料也比较结实，但却不能承载更大重量，也不足够稳定供人们在其表面活动。一些这样的遮 盖物还附有卷绕机或折叠机之类的驱动装置。这些驱动装置能够卷绕或折叠软质的遮盖物使它们可 以在泳池表面水平移动以打开或遮盖泳池。

让我们再来看另一种似乎与上述泳池遮盖物毫不相干的设备的运用。它就是常见的提升装 置。最常见的提升装置就是电梯了，电梯能将人或物从地面提升到更高的楼层。还有更多运用，在 仓库，工人们使用叉车将货物从地面推举到高货架上。在建筑工地，工人们使用吊车将建筑材料吊 到指定高度。我们也见过，工人们站在由提升装置支撑的平台上装修特高天花板。码头上龙门吊搬 运集装箱。在剧院，提升装置将演员或道具提升到某个预定位置。

上面提到的这些提升装置可能具有不同的结构，也可能由各种不同的材料制成，但它们具 有相同的功能，即将人或物提升到预定高度。大多数提升装置都有承载基板，比如电梯笼的地板， 叉车的叉，提升舞台的平台。承载基板承载人或货物以便将它们提升或下降到期望的高度。总之， 在现有的技术运用中，提升装置主要用于解决提升问题。

现在，如果我们改变思路以扩展提升装置的运用领域，例如，使提升装置的承载基板不仅 是一个承载平台，也是一种能遮盖某样东西的遮盖物，从而使提升装置不仅能提升人和物，还能执 行遮盖某样东西的控制任务，什么结果将会发生呢？本系统和方法就是使用提升技术来改进现有的 泳池遮盖物。本发明将创造一种全新的产业和产品以满足工业生产和人民生活的需要。

发明内容

本发明提供了一种新颖的能遮盖泳池以使泳池隐形的机电系统及其实施方法。本系统由扁 平的硬质遮盖板和至少一台提升装置组成。该遮盖板由硬质材料制造并有足够的尺寸以遮盖泳池。 提升装置包括可动部件和固定部件二部分。其中一部件被固定在靠近泳池的地基上或建筑物的某个 地方，另一部件则联接到遮盖板。提升装置能够移动水平的遮盖板垂直升降并且保持遮盖板总是水 平。用户想要游泳的时候，只要升起遮盖板以打开泳池，而想要看电视或烧烤的时候，只要降下遮 盖板遮盖泳池即可。一旦遮盖板下降达到泳池的表面，泳池就被隐藏变得不可见了。用户就能在原 来泳池位置上的遮盖板上做正常的活动和放置东西，就像在地面和地板上一样。这实际上扩展了用 户的生活空间。本发明将现有的泳池遮盖物材料由软质改为硬质材料，并且用提升装置替代了现有 的卷绕和折叠机械以改变现有泳池打开和遮盖方式，即将现有的水平移动方式转为垂直升降方式。

本发明将扁平的硬质遮盖板与提升装置结合到一起以组成一个完整的机电系统。这种硬质遮盖板有 足够的尺寸以遮盖泳池，并且足够结实以承载重物，可供人类在其上面站立，行走，工作或放置家 具等物品。要实现本系统和方法的上述功能，我们必须用硬质材料制造遮盖板并且要有至少一台提 升装置，以便使用提升装置来升降硬质遮盖板。这样，泳池遮盖板就有了双重用途：它不仅具有传 统的提升人和物的作用，还有遮盖泳池以扩展人们生活空间的作用。

鉴于本系统的结构特征，本发明具有如下显著的优点：

因为现有的泳池遮盖物是软质材料制成的，它不能承载重物，故不适合人们在它上面步行 或工作，这限制了遮盖物的用途。而本系统采用的是硬质材料的遮盖板，这种遮盖板能像地板一样 承载重物，人们可以像在地板或地面上一样在它上面站立，行走，工作，放置家具物品，或者烧烤。 很多人都想要有个家庭泳池，但要实现这个梦想却不容易，即使在欧美发达国家，也因为后院太小 而不能如愿。挖一个泳池必然要占用相当的院落面积，对一个本来很小的后院，这必然挤占人们正 常的户外活动空间。但是现在，使用本系统和方法，立马能解决这扰人的问题。使用本系统和方法， 即使院落很小，仍然能够建一个与院落差不多尺寸的泳池，并且不影响正常的户外活动。当想要游 泳时，只要提升硬质遮盖板打开泳池，而当想要烧烤时，只要降下硬质遮盖板来遮盖泳池，泳池就 隐藏或者说隐形了，在遮盖板上就可以烧烤或者打羽毛球了。这实际上扩展了院落的面积，也就是 说，安装一套本系统等于获得了相当的建筑面积。

因为现有的泳池遮盖物是软质的，在打开泳池时，软质遮盖物沿着泳池表面水平移动并最 终被卷起或折叠起来。用户不能放任何东西在它表面，如果有什么东西，在打开泳池之前，用户不 得不移除它们。而本系统和方法能始终保持遮盖板表面水平，并使遮盖板垂直升降，用户就能放诸 如电视机，桌子，椅子，沙发或者烧烤炉之类的物品在它上面，并且在打开泳池时，也不必移走它 们。这明显比现有的软质泳池遮盖物要优越许多。本发明不仅帮用户解除了搬东西的烦恼，而且节 省了为放置那些腾挪出来的物品所需要的空间。

由于本系统的结构特征，用户甚至可以利用本系统来建一个室内泳池而不占用室内空间。 这对中国市场尤其有意义。在中国，大多数住宅是没有后院的，有了本系统和方法，如果住一楼， 就可以在客厅挖一个泳池，如果住房是复式结构，并且有一个高天花板的空间，即使住在高层，也 一样可以建一个室内泳池，只要建筑结构足够强以承载相应的水量。使用本系统和方法，建这样的 室内泳池不会占据室内空间，电视机，沙发，桌椅，地毯仍可像平常一样放置。当想要游泳时，只 要提升泳池的硬质遮盖板，其上的电视机和家具等将随同升起；而当想看电视或者举行家庭聚会时， 只要降下硬质遮盖板以遮盖泳池。在国外，天气的关系，室外泳池的使用时间一般不超过半年，甚 至仅仅在夏季能使用，这实际上浪费了泳池资源。有人为了能在冬天游泳，不得不花费更多的钱为 泳池置办帐篷和加热器。从这个角度看，即使有一个后院，仍可以使用本系统和方法建一个室内泳 池以便在冬天享受游泳的乐趣。在以前，室内泳池只有富人可能拥有，因为它需要一个特别大的房 子。但是现在，使用本系统和方法，不需要特别空间，就能拥有室内泳池。本发明解决了缺乏室内 空间的问题并节省投资。

因为在泳池打开的时候，本系统的遮盖板水平地停在半空中，这时遮盖板就像巨大的遮阳 伞能防止紫外线对游泳者造成伤害。除了上述优点，本系统的硬质遮盖板仍保留作为泳池遮盖物的 基本功能，即防止儿童或宠物跌落水中，防止树叶等杂物污染池水，也防止水蒸发，节省水资源。

附图说明

图1是具有4个液压型提升装置的系统示意图。

图2是具有4个链式提升装置的系统示意图。

图2’是用以分析力和运动的矢量图。

图3是具有1个螺杆型提升装置的系统示意图。

图4是具有1个液压型提升装置的系统示意图。

图5是齿轮型提升装置的示意图。

图6是具有气动滑轨式提升装置的系统示意图。

图7是剪式提升装置的示意图。

图8是具有双层式遮盖板的系统示意图。

图9是具有滑轮式提升装置的系统示意图。

图中零部件参考号码及名称：

1，硬质遮盖板；

2，提升装置(包括可动部件和固定部件)；

3，固定位置；

4，联接位置；

5，泳池围墙；

6，家具；

7，房梁；

8，液压杆；

9，液压泵；

10，链条；

11，卷筒；

12，螺杆

13，螺母；

14，齿轮；

15，齿条；

16，支柱；

17，气缸；

18，钢绳；

19，滑轮；

20，引导角轨；

21，引导柱；

22，引导孔；

23，配重；

当同一系统中有多个相同部件时，本说明可能引述到多个相同部件。为了清楚地描述，本 说明使用a，b，c，d……作为部件号码的下标以分别标示它们。例如，在图2，有4个提升装置， 2是提升装置的部件号码，各个提升装置被分别标示为2a，2b，2c，2d。在描述中可能引述某个部 件号码而没有下标，意思是统指该部件，例如2代表提升装置，但在图中仅标示2a，而没有标示2， 以避免示图混乱。

发明详述

首先，参照图1，2，3，4来详述本系统的结构。本系统主要由一块扁平的硬质遮盖板1和 至少一台提升装置2(在图2中被标示为2a，2c和2d)构成。不像那些现有的软质泳池遮盖物，本 系统的遮盖板1是由硬质材料制成。所谓硬质材料可以多种多样，比如结实的木板，钢化玻璃，铝 板材，钢板，硬质塑料，或者轻而强的碳纤维板等。制作遮盖板1的方法也多种多样，在后面的具 体实施方法章节将具体说明。不管使用什么材料，也不管使用什么方法，遮盖板1必须像地板一样 足够结实，以便人们可以在它上面站立，行走，工作，烧烤，打羽毛球，或放某些东西6(如家具， 电视机等)。这块遮盖板的表面应该是平的，并且有足够的尺寸能够遮盖泳池(依用户要求，可以遮 盖全部或部分泳池)。一般来说，遮盖板1的形状与泳池的形状相对应，但这不是必须的，而取决于 用户的要求。比如，在图4，用虚线表示的遮盖板1‘就是椭圆的，并且比圆形的泳池更大，而虚线 的提升装置2‘被安装在泳池边上。这样做可以避免提升装置立在泳池中央。

提升装置用来升降硬质遮盖板。提升装置有很多种类，但它们都包含有二个部分：可动部件和固定部件。

提升装置的可动部件能够移动或旋转以升降硬质遮盖板1，例如图1中的液压杆8，图2中 的链条10a，10b，10c和10d，图3中的螺杆12，图5中的齿轮14，图6中的支柱16等。下面简称 为可动部件。

提升装置的固定部件是指提升装置被固定在某个地方而不能移动的部分，比如图1中的液 压泵9，图2中收纳链条10a的卷筒11a，还有11d，图3中的螺母13，图5中的齿条15a和15b， 图6中的气缸17等，但固定部件的有些零部件可能能在固定位置旋转。此术语下面简称为固定部件。

固定部件通常被固定在靠近泳池的地基或者建筑物的某个地方。可动部件通常与遮盖板1 联接。但这不是绝对的。有时，固定部件可以联接到遮盖板1上，而可动部件固定到除遮盖板1之 外的某个地方。为避免混乱，本说明按通常情况描述。提升装置由马达和变速器(它们没有被显示 在附图中，因为它们在此仅作为通用动力源使用)驱动。在动力驱动下，提升装置2能够将硬质遮 盖板1从泳池围墙5的顶面提升到预定高度或者将它从预定高度下降到泳池围墙5的顶面。有许多 不同结构类型的提升装置都能执行提升功能。这里举些例子。图1显示了一种液压结构的提升装置。 在图1，提升装置2的液压泵9(虚线表示)在固定位置3处被埋在地基的混凝土中固定，其活动的 液压杆8在联接位置4处被联接到遮盖板1。图2显示了一种以链条作为可动部件的提升装置，它 可以将遮盖板1吊到预定高度。在图2，提升装置2的固定卷筒11在固定位置3被以某种方式固定 在建筑物的房梁7上，而链条10在联接位置4被联接到遮盖板1。上面提到，这不是绝对的。固定 的卷筒11也可以被联接在遮盖板1上，而可动的链条10的一端可以被固定到房梁7。这样同样能正 常工作。显然，链条可以用结实的绳缆取代。图3里面，提升装置2采用了主要由螺杆12和螺母 13组成的结构。被固定在房梁7上的螺母13属于固定部件，螺杆12是其可动部件。在图5，提升 装置2具有包含齿轮14和齿条15的结构，齿轮14是可动部件并被联接到遮盖板1，齿条15则被固 定在墙上或柱上。图6的提升装置2主要由支柱16和气缸17组成，二者以某种角度相互连接。支柱16和气缸17分别在点C和点D被固定在轴上。轴不能移动，而支柱16和气缸17能绕轴转动。图7显示了另一种剪式结构的提升装置。上述例子表明，提升装置的结构和材料可以是多种多样的。

有许多不同的方式来固定提升装置的固定部件(有时是可动部件)。依材料，结构和现场条 件的不同，我们可以使用螺栓，焊接，铆接，抱箍等方式将提升装置的固定部件固定于地基，如图 1，4的固定位置3，或者在房梁上，如图2，3的固定位置3，甚至将它埋入地基的混凝土中，如图 1，4的固定位置3。

同样地，也有许多不同的方式将提升装置的可动部件(有时是固定部件)联接到硬质遮盖 板上与固定位置对应的地方。比如可以使用螺栓，焊接，铆接，磁吸，钩，打结，插销，转轴等方 法，参见图1，2，3，4的联接位置4。特别解释一下，图6中，提升装置2的可动支柱16的端点 A被嵌在硬质遮盖板1的滑轨上，并能沿滑轨滑动。这是一种动态的联接类型。图7也有类似的结 构。还有一种轮轴结构，举个例子，在图4，遮盖板1是圆形的，并且只有一台提升装置2在遮盖 板1的中心与它联接。如果在遮盖板1和提升装置2之间安装上轮轴或轴承使二者联接，那么这块 圆形的遮盖板1就不仅能垂直地上下升降，而且能水平地在泳池上面绕提升装置2旋转。这样，用 户家里就不仅有了泳池，还有了游乐场的旋转木马。

系统需要使用至少一台提升装置来提升硬质遮盖板。实际需要的数量取决于遮盖板的尺寸， 提升装置的性能以及用户的喜好。例如，图3和图4里，分别只有一台提升装置，而图1和图2， 却各有4台提升装置，当然，也可以有更多或更少。

概括上面的描述，不管是什么结构，使用什么材料，多少数量，本系统要求：

·硬质遮盖板应该是扁平的并且足够结实以供人们在其上面站立、行走、工作并且有足够尺寸 以遮盖泳池；

·必须有至少一台提升装置，它包含有固定部件和可动部件；

·提升装置的二个部件之一必须适当地与硬质遮盖板联接，而另一部件必须被固定在硬质遮盖 板之外的某个地方。

实施方法

为便于理解，在具体描述实施方法之前，我们首先定义并解释几个将会用到的术语：

提升装置的额定行程(简称额定行程)是指提升装置的可动部件在没有外部限制的情况下 在其物理移动路径上能够移动的最大距离。额定行程是在制造时由其性能决定的。一般而言，额定行程与可动部件的长度，材料强度，以及提升装置的作功能力有关，而与外部条件无关。图1中， 可动的液压杆8从液压泵9中能伸出的最大长度就是提升装置2的额 定行程。在图2，可动的链条 10从卷筒11中能伸出的最大长度就是提升装置2的额定行程。提升装置只能在其额定行程内工作。

提升装置的实际行程(简称实际行程)是指提升装置的可动部件在提升过程中从泳池围墙 顶面沿着其物理移动路径移动到某一位置时实际移动距离。提升装置的可动部件总是沿着其物理移 动路径移动的。举几个例子：在图2，链条10a是垂直于遮盖板1的。当提升装置2a吊起遮盖板1 时，链条10a的物理移动路径是垂直于遮盖板的。而链条10d与遮盖板1之间却形成了一个锐角θd， 链条10d并不与遮盖板1垂直。当提升装置2d吊起遮盖板1时，链条10d实际是沿着一条倾斜的移 动路径移动的。图6中，在提升遮盖板1时，提升装置2的支柱16是在做从点A到点A”的弧形转 动。这个弧就是支柱16的物理移动路径。在提升遮盖板的过程中，虽然可动部件的空间位置可能改 变，但它总是沿自己的移动路径移动。实 际行程就是可动部件在其物理移动路径上移动的实际距离。 一个移动装置的实际行程必定不会超过其额定行程，但常常由于各种条件限制而不能达到其额定行 程。

提升装置的有效提升高度(简称有效提升高度)是指提升装置的可动部件在提升过程中沿 着其物理移动路径移动时在垂直方向上的相对行程。提升装置的目的就是要将遮盖板提升或降下， 但是有时候其可动部件的物理移动路径并不与遮盖板垂直。当可动部件在一条倾斜的路径上移动时， 其在垂直方向上的相对行程对提升遮盖板才是有效的。换句话说，一个物体被提升装置提升的高度 才是提升装置的有效行程，这里称之为提升装置 的有效提升高度。图2‘是用来分析力和运动的矢量 图。在图2‘中，点O表示拉力在遮盖板上的作用点，也就是本说明中的提升装置的可动部件与遮盖 板之间的联接点。从点O到点M的线段OM代表拉力的大小和方向，也表示可动部件的物理移动 路径。从点O到点V的线段OV代表拉力的垂直分力的大小和方向，也代表遮盖板的移动方向和被 提升的高度，此高度称为提升装置的有效提升高度。而从点O到点H的线段OH则代表拉力的水 平分力的方向和大小。在OM和OH之间有一个夹角θ，夹角θ在本系统中则代表提升装置与遮盖 板平面之间的夹角。从图2’可以看出，夹角θ越大，线段OV越长，提升装置的有效提升高度也就会 更大。当夹角θ等于90°，线段OV将等于线段OM，也就是说，在夹角为直角的条件下提升装置的有效提升高 度会等于提升装置的实际行程。提升装置的有效提升高度不仅与所述夹角有关，也与其 实 际行程有关。在夹角保持不变的情况下，它们是成正比例的关系。当提升装置的实际行程达到其 额定行程时，该提升装置也就达到了它最大的有效提升高度。来看看图2的例子。在图2，房梁7a 与房梁7c并不在同一个高度。事实上，提升装置2a的链条10a的长度比提升装置2c的链条10c的 要短，但是由于二者都垂直于遮盖板1，当遮盖板1被提升到某一高度并保持水平时，它们的实际行程是一样的，它们的有效提升高度也相等。有时由于安装条件的限制，提升装置不能与遮盖板垂 直。例如图2中较高的房梁被分成二段，房梁7c和7d(可能有个天窗在它们之间)。因为在联接位 置4d的正上方没有房梁，房梁7d处在遮盖板1垂直向上的投影区之外，提升装置2d的卷筒11d不 得不固定到房梁7d上，这样就造成了一条倾斜的链条10d。比较这二条链条与遮盖板1之间的夹角， 提升装置2a的链条10a垂直于遮盖板1，而链条10d和遮盖板1之间却有个锐角θd。由于它们由共 同的变速器驱动，它们的实际行程会相同，但是，依照上述原理，提升装置2a的有效提升高度比提 升装置2d要大。在图6，提升遮盖板的过程中，提升装置2的支柱16在做从点A到点A”的弧形转 动，该提升装置的有效提 升高度应该是从泳池围墙顶面到遮盖板的垂直距离，而不是孤长。

系统的集合提升范围(简称集合提升范围)是指遮盖板被同一系统内所有提升装置在某种 安装条件下共同提升所能达到的最高位置与泳池围墙顶面间的垂直距离。集合 提升范围与提升装置 的性能和安装状态有关。在同一系统里可以有多个提升装置。一般而言，同一系统内的所有提升装 置具有相同的结构，也就是说，同一系统中应该使用同一种的提升装置，但是这些提升装置的性能 参数可以不同，比如，其可动部件的长度有可能不同。举个例子，在图2，链条10a和链条10c的提升装置的额定行程就可能不同。系统的集合提 升范围受到最小额定行程的限制，也就是说，整个系统的集合提升范围必定不会超过那个具有最小额定行程的提升装置的额定行程。如果考虑安装现场 条件，比如可能的锐夹角，系统的集合提升范围还会受到提升装置的有效提升高度限制。准确地说， 系统的集合提升 范围受限于系统中最小的那个有效提升高度。在图2可以看到，房梁并不在同一高 度。如果有一个倾斜的屋顶，很可能出现这种情况。房梁7c和7d比房梁7a要高些。提升装置2a 和2b被固定在同一房梁7a上，二者都垂直于遮盖板1，所以链条10a和10b长度相等。如果它们 同步地移动相等的距离，它们的有效提升高度也会相同。链条10c也垂直于遮盖板1，但是它比链条 10a和10b长，很可能提升装置2c的额定行程比提升装置2a和2b的要大，即使如此，如果它们同 步地移动相等的距离，它们的有效提升高度还是会相同。链条10d没有与遮盖板1垂直，在它们之 间形成了一个锐夹角。虽然提升装置2d可能有较大的额定行程，但是在各个提升装置的实际行程都 相同的情况下，提升装置2d的有效提升高度比其他的要小。系统 的集合提升范围受具有最小有效提升高度的提升装置的限制。在图2例子中，具有最小有效 提升高度的提升装置可能是提升装置2a或 者提升装置2d。这表明具有同样提升装置的一个系统在不同的安装条件下，可能会有不同的集合提升范围。图2的例子仅仅是为了解释这些术语。在实践中，在同一系统内各个提升装置与遮盖板之 间的夹角通常必须是相同的。后面会详细解释。

遮盖板的实际提升高度(简称实际提升高度)是指遮盖板在使用过程中实际停留所在的那 个高度。实际提升高度是由用户决定的。用户可以根据其身高及空间条件在系统 的集合提升范围内 调整遮盖板的实际提升高度。假设有一张沙发放在遮盖板上，用户应该找到一个适当的停止位置使 得沙发不致碰到天花板而又留有适当的空间方便人们入水。如图6，如果用户在支柱16的端点从点 A转到点A’位置时关掉电源，遮盖板1就会停在如图虚线所示遮盖板1’的中部位置。从泳池围墙顶 面到这个位置的高度就是遮盖板的实际提 升高度。实际提升高度等于或者小于系统的集合提升范围。 当支柱16的端点从点A转到点A”时，遮盖板1的实际提升高度就达到它的最大值，即系统的集合提升范围。

接下来我们将讨论本系统的具体实施方法，其中将会使用到上述术语。讨论将涉及如下内 容：

1.制作一块尺寸足以遮盖泳池的扁平的硬质遮盖板；

2.依据安装条件选择至少一台合适的提升装置；

3.固定提升装置两个部件之一到除遮盖板以外的某个适当位置；

4.联接提升装置的另一部件到遮盖板的适当位置；

5.耦合动力变速装置和提升装置；

6.将提升装置可动部件的运动转换为遮盖板的垂直运动；

7.控制遮盖板的实际提升高度。

1，制作一块尺寸足以遮盖泳池的扁平的硬质遮盖板

首先要做的事就是制作一块扁平的遮盖板。一般而言，遮盖板应该与泳池的形状和大小相 匹配。例如，图8显示了一种配有双阶层遮盖板1的双层阶梯式泳池。图中双阶层遮盖板1与双层 阶梯式泳池在形状和大小上相匹配。但这并不是必须的。有人可能仅仅想要遮盖泳池的一部分，以 便仍然能看到一部分水，那么他可以制作一块比泳池小一些的遮盖板。有人可能会设计一种形状与 泳池不同的遮盖板，比如，图4中，用虚线表示的遮盖板1’就是椭圆的并且比圆形的泳池要大。除 此之外，有时受安装现场条件的限制，提升装置不能安装在正常的理想位置以致不得不改变遮盖板 的形状和尺寸以适应该提升装置。制作遮盖板必须考虑现场条件，还有用户的喜好。

遮盖板应该用硬质材料制作。硬质材料有多种，例如木板，硬质塑料，钢化玻璃，甚或轻 而强的碳纤维材料。制作遮盖板的方法各不相同。可以像制作楼板一样将木板钉在木梁上以形成一 块扁平的大板，也可以将钢化玻璃固定在铝制框架上以形成一大块玻璃楼板，也可以使用硬质工程 塑料来浇铸遮盖板，甚至使用混凝土结构。如果喜欢，可以使用瓷砖，大理石，草皮，地毯等来装 饰遮盖板的表面。如果使用透明的钢化玻璃或者硬而透明的高分子聚合材料，那么当用户在遮盖板 上散步或坐在沙发上时，还能看到遮盖板下面清澈的水。

制作硬质遮盖板是要取代现有的软质遮盖物。这个遮盖板要有足够的尺寸以遮盖泳池并且 足够结实能承载重物以供人们在它上面站立，行走，工作或放置物品等等。

2，依据安装条件选用至少一台合适的提升装置

应该根据安装现场的环境来选择提升装置。不同的提升装置适合于不同的环境条件。比如， 图2的链式结构的提升装置通常比较适合室内，而不太适合户外泳池，因为户外多半没有房梁等类 似物供安装提升装置。除了结构和类型之外，系统的性能参数和提升装置的性能参数也必须考虑。 假设用户期望的系统的集合提升范围是2米，那么所选择的提升装置在此安装条件下的最大有效提升高度必须不少于2米。根据依现场条件设计出的夹角θ和必须的最大有效提升高度，工程人员就能 计算出提升装置至少应该具有的额定行 程。理论上，在此例中，额定行程应该至少是2米/sinθ。实 践中，在选择提升装置时，也需要考虑固定位置与联接位置之间的距离等其他因素。

在一个系统内所有的提升装置应该属于同一类型并有相同结构。在同一系统内，同时使用 二种或更多类型的提升装置是很困难的。然而，同一类型提升装置性能参数的差异，如额定行程不 同，是允许的。图2中提升装置2a的额定行程很可能比提升装置2c的小。

系统需要至少一台提升装置来提升遮盖板。实际需要的提升装置数量取决于遮盖板的尺寸， 提升装置的性能，现场条件及用户的喜好。参考例图，图1和图2中，分别使用了4台提升装置， 而图3和图4，则各使用了仅仅一台提升装置。当然，可以使用更多或更少。

系统使用提升装置以取代现有的卷绕机或折叠机。现有的软质泳池遮盖物，在打开泳池时， 是沿着泳池表面水平地移动并最终被卷起或折叠。在它上面不能放任何东西。如果有，在打开之前， 用户不得不移除它们。本发明使用提升装置提升硬质遮盖板则改变了现有的开启泳池方式。这种新 的提升方式使得遮盖板能垂直地上下移动并且总是保持遮盖板水平(参考下面的详细说明)。这样， 用户就能放诸如电视机，桌椅或是烧烤炉之类东西在它上面并且在打开泳池时不必移除它们。

在制作了合格的遮盖板并且选择了适当的提升装置之后，接下来的任务是要将提升装置和 遮盖板结合成一个完整的系统。接下来我们将讨论怎样把它们结合起来。

3，固定提升装置两个部件之一到除遮盖板以外的某个适当位置

提升装置主要包括二个部件：固定部件和可动部件。固定部件常常被固定在靠近泳池的地 基上或建筑物的某个地方。如前所述，有时可动部件的一端也可以按上述方式固定，而将固定部件 联接到遮盖板上。但在本说明中，还是按固定固定部件来叙述以简化，毕竟固定可动部件较少见。 在同一系统有多个提升装置的情况下，固定的应该是同一种部件。不能一些固定固定部件，另一些 固定可动部件。在固定之前，必须要首先确定固定位置和提升装置方向。

如果系统使用的提升装置超过一个，这些提升装置通常按尽可能均匀间隔的位置来固定以 便它们能均摊遮盖板及其上荷载的重量。但这不是绝对的。有用户可能更喜欢一种非传统的景观， 例如在图4，用户就使用了一块椭圆的遮盖板1‘，并且只有一台提升装置2’立在泳池的边缘。只要 这个提升装置足够结实并且在适当的地方有适当的配重23，这种设计就可以实现。固定位置取决于 现场条件，提升装置的结构，以及用户的喜好。所有的固定位置必须安排在遮盖板的同一侧。比如 图1中，提升装置都被固定在遮盖板的下侧，而图2中，都被固定在遮盖板的上侧。

除了选择固定位置，在固定提升装置时，提升装置的方向也应该考虑。这个方向是指其可 动部件的移动方向，它应该指向遮盖板。为提升装置定点定向必须确保可动部件能够达到处于正常 遮盖泳池状态下的遮盖板并留有足够空间使遮盖板能垂直地上下移动到预定位置。这个句子实质上 包括了4个关键点：“能够达到遮盖板”，“处于正常遮盖泳池状态”，“垂直地上下移动遮盖板”，“达到预定 位置”。下面将分别详细解释。

定位和定向必须使提升装置的可动部件能够达到遮盖板。在图1，提升装置2的固定的液压 泵9(虚线表示)完全被埋在位置3的地基中。如果将液压泵9固定在遮盖板正常遮盖泳池的区域 之外，或者如果其定向不是指向遮盖板，比如，提升装置2不是竖立在地基中，而是横躺在那里， 那么提升装置2的可动液压杆8肯定就不可能达到遮盖板1，这样，提升装置2就失去了它支撑遮 盖板1的功能。在图2，如果将卷筒11固定在一根较高的房梁上，而又因链条10太短不能达到遮盖 板1，提升装置2则无法将遮盖板1下放到泳池的表面以遮盖泳池。所以固定位置必须确保可动部 件的移动方向是指向遮盖板并且可动部件能达到遮盖板。

在确定提升装置的位置和方向的时候，作为基准的遮盖板必须是在正常遮盖泳池的状态。 所谓正常地遮盖泳池是说遮盖板能按设计遮盖泳池的全部或部分并与泳池围墙顶面完全接触而没有 任何间隙。这包含二层意思。(1)，遮盖板相对遮盖泳池的正常位置不能有任何位移。如果遮盖板有 一个如图1中虚线表示的遮盖板1’的水平位移，它就不能正常地遮盖泳池了。如果定位与定向是基 于这样一种错误的基准，必将导致系统的失败。例如在图1，如果液压泵9不是固定在泳池的边缘， 而是在远离泳池边缘的地方以适应已位移的遮盖板1’，虽然可动液压杆8可能能够达到有位移的遮 盖板1’，但遮盖板就不能正常地遮盖泳池了。(2)，遮盖板必须要完全地接触到泳池围墙顶面。通常 泳池围墙的顶面是水平的。如果遮盖板能够完全地接触到泳池围墙顶面，遮盖板也将水平。水平状 态意味着在遮盖板和泳池围墙顶面之间没有任何间隙。如果有任何间隙，遮盖板就会倾斜。另外， 在固定提升装置和联接提升装置到遮盖板时，如图2，如果遮盖板1没有接触到泳池围墙5的顶面，而是处在泳池围墙5的顶面之上一个较高位置，那么遮盖板1下降时，就不能降至泳池围墙5顶面 以遮盖泳池。下面是一些例子。在图1，当遮盖板1落在泳池围墙5顶面时，液压杆8应该缩在液 压泵9里面并完全被液压泵9包裹。如果在固定液压泵9时，某个提升装置2的液压杆8端头升出 而超过泳池围墙5顶面，而其他的液压杆8没有超出，遮盖板1就会在这个位置被这个突出的液压 杆8阻碍。这将在遮盖板1和泳池围墙5顶面之间留下一个间隙而导致遮盖板1不能完全地接触到 泳池围墙5顶面并且因此造成一个倾斜的遮盖板。在图6，提升装置2的支柱16的端头A被嵌在遮 盖板1的滑轨中并能沿滑轨移动。如果在安装支柱16时，其中某一支柱与泳池围墙5顶面形成了一 个大于0度的夹角，而其他所有的夹角都为0度，这个支柱就在遮盖板1和泳池围墙5顶面之间造 成一个间隙，并由此造成遮盖板1倾斜。这是不允许的。我们设定每个提升装置的行程都是从泳池 围墙顶面开始的。这个顶面位置被称为行程的起始点。遮盖板在起始点位置处于水平状态，这有利 于在提升过程中始终保持它水平。图8显示了一个配有双阶层遮盖板1的双层泳池。只要双阶层遮 盖板1能完全地接触双层泳池的顶面，尽管这二层并不处在同一水平，它们仍然是水平的。

定位与定向必须使遮盖板能垂直地向上向下移动。为了使提升装置能垂直地提升遮盖板， 最简单的办法就是将提升装置固定在遮盖板的上方或下方并让它们与遮盖板垂直。对大多数实例而 言，这是最好和最节能的，因为在提升装置的可动部件与遮盖板之间的夹角为90度时，提升力不会 被分解。图1显示了这样一种实施例，图1中提升装置是在遮盖板1下面并且与遮盖板1垂直。在 许多应用实例中，这个最简单的方法甚至成为必须遵循的规则，以下实例可以证明这一点。在图3， 可动螺杆12是与遮盖板1垂直的。如果螺杆12变为水平的，或者由于对提升装置固定和定向不正 确导致它与遮盖板形成了一个锐夹角，如图中虚线表示的遮盖板1’，螺杆12’及螺母13’，遮盖板1’就 不能垂直移动了。在图5，齿条15被固定在墙上。在固定时，齿条15的齿和齿槽应该与泳池围墙5 顶面平行。如果齿条15a和15b倾斜，遮盖板1就不能垂直地移动。垂直关系是一种理想状态。但 有些时候，由于安装条件或提升装置结构的限制，提升装置不能与遮盖板垂直。比如在图2，固定 部件的卷筒11d就不得不固定在房梁7d上，因为在遮盖板1垂直向上的投影区的这个角落没有任何 房梁。房梁7d是在该投影区之外但靠近该投影区。在这种情况下，链条10d就不能垂直地达到遮盖 板1，但是，如果正确地固定和定向提升装置，提升装置2d仍然可协同其它提升装置垂直地移动遮 盖板1向上向下。在图6，支柱16和气缸17被分别地固定在点C和点D的轴上。在起始点，支柱 16并非与遮盖板1垂直，但是它能绕轴转动，而因此4个支柱16就能使遮盖板1垂直升起。由于某 些条件和结构的关系，一些提升装置不能物理地与遮盖板垂直，所以“提升装置应该与遮盖板垂直” 不能被用作必须的要求。取而代之，应该强调的是“固定提升装置和为提升装置定向必须确保提升装 置能垂直地移动遮盖板向上向下”。而为确保这点，具体措施包括：在提升装置与遮盖板之间的夹角 不为90度的情况下，要固定提升装置在同一高度；以相同的夹角联接提升装置到遮盖板；使所有提 升装置的水平分力的矢量和为零。下面会详述。

接下来我们讨论第四个关键点：遮盖板必须能够被提升到预定位置。要达到这个目的，二 个因素必须考虑。其一是固定位置，其二是提升装置的性能参数。详述如下，在图2，如果将卷筒 11固定在一个不适当的位置，比如在墙上靠近地面非常低的位置，这将在提升装置2和泳池围墙5 顶面(或者，平行的遮盖板1)之间形成一个非常小的夹角。这样提升装置2不能提升遮盖板1哪 怕一点点，因为在这种情况下，提升装置的有效提升高度非常小，严重的是，如果该系统中其他几 个提升装置都在同样低的水平，则各提升装置在不同方向上较大的水平分力很可能撕裂遮盖板。所 以，固定位置应该留有足够空间使遮盖板能从泳池围墙顶面垂直移动到预定位置。在前面章节解释 术语提升装置的有效提升高度时曾用图2’分析过力和运动。通过分析，我们知道：夹角θ越大(不超 过90度)，提升装置的有 效提升高度越大。另外，提升装置的性能参数也是重要因素。如果提升装置的额定行程不能提供足够的有效提升高度，遮盖板也不能达到预定位置。所以提升装置必须具有 足够的额 定行程以使系统的集合提升范围不会少于从泳池围墙顶面到预定位置的距离。

上述例子表明：在固定提升装置时，要使提升装置和遮盖板之间的夹角尽可能接近90度以 形成最大的有效提升高度，但是这个定义并不完美。比如图6，随着支柱16的端点从点A转到点A”， 支柱16与泳池围墙5顶面的夹角会在同一时间逐渐从0度增加到90度。在这个过程中，这个夹角 一直在动态地改变。如上所述，在固定提升装置时，遮盖板必须是在正常遮盖泳池的状态，所以在 图6，这个夹角在起始点应该是0度而不是尽可能接近90度。这表明上述定义并不适合图6的实例。 通过对提升装置可动部件运动的分析，显示出如下事实：链条10的运动轨迹是线性的，而支柱16 的旋转是发生在一个平面内。如果这个旋转平面与泳池围墙5顶面平行，那么无论支柱16如何旋转， 在支柱16与泳池围墙5顶面之间夹角永远都是零度，不会有任何动态改变。支柱16也就失去了它 的功能。所以，支柱16旋转所在的那个平面必须与泳池围墙5顶面相交，而不是平行，并且最好这 个平面与泳池围墙5顶面垂直，或者至少这个平面与泳池围墙5顶面之间的夹角要尽可能接近90度。 只有这样，支柱16才能通过其自身旋转来提升遮盖板1。图7的例子与图6相似。剪式杆转动所在 的那个平面也应该与泳池围墙顶面垂直。

由于提升装置的结构多种多样，每个安装现场的情况也不尽相同，所以在固定提升装置时， 上述4项基本规则应该要遵循。为了确保提升装置能垂直地移动遮盖板向上向下并达到预定位置， 特别要求：在固定提升装置时，提升装置的直线移动轨迹(可动部件作线性运动时)或它运动所在 的平面(可动部件作旋转运动时)与泳池围墙顶面(或遮盖板)的夹角应该为90度或者接近90度。

有许多不同的方法来固定提升装置的固定部件(有时是可动部件)，比如螺栓，焊接，插销， 铆接，抱箍等等。这一般由提升装置的结构特征和现场条件决定。

上面的陈述可以概括如下：提升装置二个部件中之一应该以某种方法以正确的定向被固定 在遮盖板的同一侧遮盖板之外靠近泳池的地基上或建筑物的某个适当位置。固定必须要：

·使用处在正常遮盖泳池状态的遮盖板作为基准；

·使提升装置可动部件指向遮盖板；

·固定位置应放在能让可动部件伸到遮盖板且使可动部件有足够活动空间来提升遮盖板垂直上 升达到预定高度的适当位置；

·使提升装置的直线移动轨迹(可动部件作线性运动时)或它运动所在的平面(可动部件作旋 转运动时)与泳池围墙顶面(或遮盖板)的夹角为90度或者接近90度。

4，联接提升装置的另一部件到遮盖板的适当位置

除了固定提升装置的一个部件(常为固定部件)，还应将其另一部件(常为可动部件，为简 化，下面以可动部件叙述)联接到遮盖板。将可动部件联接到遮盖板与固定固定部件并不是相互孤 立的行为。固定和定向固定部件应该有利于正确地将可动部件联接到遮盖板，而另一方面，联接可 动部件到遮盖板应该与固定位置及定向相一致。二者是密切相关的。

将提升装置的可动部件联接到遮盖板首先应该找到适当的联接位置。这适当位置应该是固 定部件的固定位置在遮盖板上的映射，也就是说，如果有几台提升装置，它们应该与固定位置一一 对应。比如图2，不要将提升装置2a的链条10a在位置4b联接到遮盖板1，同样，不要将提升装置 2b的链条10b在位置4a联接到遮盖板1。如果这样做，二链条将会交叉，这将影响遮盖板的垂直升 降及其稳定性。

就像固定提升装置的固定部件一样，在联接可动部件到遮盖板时，这个遮盖板必须是在正 常并完全地遮盖泳池状态。所谓“正常遮盖”在前述章节已有定义。假设提升装置已经依照正常遮盖 泳池的遮盖板为基准被固定，但在联接可动部件到遮盖板时，遮盖板事实上却有一个偏离正常位置 的水平位移，很可能这个可动部件根本不能接触到遮盖板，自然，联接也不可能。如果是软质的链 条，或许可以勉强联接，但链条与遮盖板之间的夹角必定不正确。当提升装置吊起遮盖板时，遮盖 板必定在重力作用下摆回到正常遮盖泳池的位置并因此引起遮盖板的晃动和倾斜。而如果固定固定 部件是错误地以一个已经有水平位移的遮盖板为基准，并且联接可动部件到遮盖板又与此错误的固 定位置对应一致，那么遮盖板必定不能正常地遮盖泳池，因此整个系统将失去遮盖泳池的功能。所 以，无论是固定固定部件还是联接可动部件，遮盖板必须是在正常遮盖泳池的状态。

在一个系统有几台提升装置时，每一台提升装置与遮盖板的夹角必须相同。如果不同，它 们就不能在所有提升装置以相同速度同步地移动相等的距离时达到相同的高度。这必然导致一个倾 斜且不稳定的遮盖板。事实上，图2显示的例子是不允许的。在图2，提升装置2d的链条10d与遮 盖板1之间的夹角小于90度，而其他3个夹角都是直角。因为所有提升装置都是由同一马达和变速 器同步驱动，故它们的实际行程会相同，那么根据图2’解释的原理，带有锐夹角的提升装置2d的 有效提升高度肯定比其他带有直角的提升装置的有 效提升高度要小。从力的角度来看，提升装置2d 在垂直方向上的分力也比其他的要小，这会使遮盖板产生偏移和倾斜。所以，所有提升装置与遮盖 板的夹角必须相同以使得每个提升装置在垂直方向上的分力相等以保持遮盖板水平。

要避免遮盖板位移和倾斜，除了每个提升装置的垂直分力要相同之外，它们的水平合力还 应该是0。在本系统中，由于每个提升装置的提升力都是相同的，如果夹角相等，它们的水平分力 大小也会相等。而要使水平合力为0，一个简单的办法就是使每二个水平分力的方向相反而互相抵 消，或者，如果遮盖板是圆的，使每个提升装置均匀地分布在遮盖板边缘，而每个水平分力方向都 是从遮盖板中心向外或者都是向内。这样，在所有夹角都相等时，所有提升装置的水平分力的矢量 和就为0，即系统的水平合力为0。如果由于夹角不相等而导致水平合力不为0，遮盖板将沿水平合 力的方向偏离其正常的提升路径。以图2为例，假设链条10a和10b分别被虚线的链条10a’和10b’ 代替，它们都不与遮盖板1垂直。链条10a’与与遮盖板1形成一个锐夹角θa，而链条10b’与与遮盖 板1形成一个锐夹角θb。如果夹角θa与夹角θb相等，那么由于作用在这二链条上的力相等，链条 10a水平分力Fha就等于链条10b水平分力Fhb。由于这二个水平分力大小相等而方向相反，二者 将相互抵消。如果链条10c和10d按同样的方式处理，它们的水平合力也会为0，遮盖板将保持稳定。但是，如图2所示，链条10c被虚线的链条10c’取代，夹角θc等于夹角θd，但是这二个水平分力的 方向相同，它们的合力就不为0。遮盖板必定会歪斜。平衡水平分力只是避免了遮盖板的位移和倾 斜，而向外的水平分力还是可能撕裂遮盖板。所以，提升装置与遮盖板之间90度夹角被认为是装备 本系统的标准方法。只有因条件限制无法得到直角时，锐夹角才被考虑。

除此之外，锐夹角还会引起一些其他麻烦。比如图3，虚线的可动螺杆12’与遮盖板1’的接 头是刚性的。二者形成了一个不可改变的锐夹角。虚线的螺母13’被固定在房梁上。当螺母13’旋转 时，螺杆12’会带着遮盖板1’沿着倾斜的路径移动，而不是垂直路径。这个沿倾斜路径的升起动作会 引起遮盖板1’的水平位移。遮盖板1’将移出遮盖板1垂直向上的投影区。如果在那儿有建筑物或树， 遮盖板1’将被阻挡，而因此遮盖板可能不能达到预定位置，系统也会占据了更多空间。再看图2的 例子，依照图2’的分析，提升装置与遮盖板之间的夹角随着遮盖板的提升而逐渐减小，提升装置在 空间的位置也会逐渐改变。图2中，由于提升装置可动部件是软质的链条10，而它与遮盖板1之间 的接头可以随着它们之间的夹角变小而转动，所以系统仍能工作，前提条件是系统要有至少二个提 升装置以平衡它们的水平分力。即使系统能工作，还是有撕裂遮盖板的风险。如果只有一套提升装 置，在提升时，由于重力作用，锐夹角会很快变成直角，而遮盖板会从其正常的移动路径偏离。所 以水平分力应该好好控制，即水平分力应尽可能小，且水平合力应为零。

如上所述，下面是提升装置联接到遮盖板应当遵循的基本规则：

·在遮盖板上与固定位置一一对应的适当位置将提升装置联接到遮盖板；

·在遮盖板处于正常遮盖泳池的状态下将提升装置联接到遮盖板；

·在将提升装置联接到遮盖板时提升装置的移动轨迹(或其移动所在平面)和遮盖板之间的夹 角应为90度或接近90度；

·提升装置与遮盖板之间所有夹角应该相等；

·所有提升装置的水平分力的矢量和应为零。

有许多不同的方式来将提升装置联接到遮盖板，例如螺杆，焊接，铆接，钩，绳结，转轴， 插销等等。这基本上取决于提升装置的结构特征以及现场条件。甚至可以在提升装置与遮盖板之间 安装一个车轴或轴承以使遮盖板能绕轴在泳池表面旋转，如图4所示。

图9显示了一种主要由钢索18和滑轮19组成的提升装置。钢索18的一端被固定，另一端 为自由端。钢索18穿过6个定滑轮和4个动滑轮并因此被分成几个片段。这些绕过动滑轮的钢索片 段垂直于遮盖板1。这似乎满足上述规则，但事实上，它并不能正常工作。原因是在这个系统中， 各个动滑轮并不是独立的，相反它们形成了一个联动组。当拉钢索18的自由端时，拉力首先被传递 给最近的滑轮，然后再传递给第二个，第三个……每个滑轮并不在同一时间开始旋转，这样，在某 一时刻，各钢索片段的长度就不同。这种情况下，遮盖板1必不稳定。所以必须对上述规则增加限 定性的补充，即：“所有提升装置必须使遮盖板的各部分以相同速度同步移动并能达到预定高度”。遮 盖板的自重及其上的荷载也是影响滑轮结构稳定的重要因素。当荷载聚集在某一个动滑轮附近，联 接到该动滑轮的遮盖板的这部分将下降。如果有人在遮盖板上行走，随着遮盖板及其荷载重心的转 移，遮盖板将不可避免地发生摇摆和上下晃动。这表明图9所示并不是一个好的实施例除非如图9 所示增加某些额外部件如引导角轨20或引导柱21到本系统。如图9所示，在对角位置，安排至少 2条引导角轨20到本系统以抱住遮盖板1，或者，在对角位置，安排至少2根引导柱21以穿过遮盖 板1上的引导孔22。如此，引导角轨20或引导柱21就能引导和限制遮盖板1的活动。在引导部件 的引导下，遮盖板才能垂直地上下并保持水平而不发生位移，摇摆及上下晃动。如果使用引导部件， 系统甚至可以只用单独一套滑轮组(定滑轮和动滑轮)来升降遮盖板。引导部件是本系统的额外部 件。它可能有些碍眼，尤其是对室内泳池，它会占据更多空间并破坏室内景观。事实上，在上述例 子中，应该用4条独立的钢索来代替一条整钢索，每条钢索的一端分别被固定，另一端绕过各自对 应的动滑轮和定滑轮，然后4条钢索一起拉，这样系统才能平稳工作。

一般而言，具有软质可动部件如图2的链条10和图9的钢索18的系统会有上述麻烦。根 据上面的解释，安装规则应该做如下补充：

·所有提升装置必须使遮盖板的各部分以相同速度同步移动并能达到预定高度；

·可以增加额外的引导装置给那些具有软质可动部件的系统以使遮盖板能垂直而平滑地移动而 避免位移，摇摆及晃动。

5，耦合动力变速装置和提升装置

所有提升装置都由同一马达驱动。动力通过变速器传给提升装置。马达和变速器是通用的， 它们只是给本系统提供动力而无关本系统的特色结构。所以本说明没有特别描述它们，在图中也没 显示。通常，系统只有一台马达，一台变速器，这有利于提升装置同步化。同步化意思是说所有提 升装置的可动部件必须在同一时间启动并且以相同的速度运行。如果某个提升装置比其他的更早启 动，这个提升装置所联接的这部分遮盖板将首先升起。如果运行速度不同，运行更快的那个提升得 也更快。这都会引起遮盖板倾斜甚至撕裂。耦合就是将动力传给各提升装置，将变速器的运动转为 提升装置的运动。

不仅启动时间和运行速度要相同，在提升过程中，每一个提升装置与遮盖板之间的夹角也 必须始终保持相同。再回顾一下图2’，假设线段OM代表图2中较长链条，而线段OM’，代表较短 链条。它们的固定部件分别被固定在不同高度的点M和点M’，而它们可动部件与遮盖板的联接点都 是共同的点O，且点M，M’和O处在同一条直线上，故此时线段OM与OM’有同样的夹角θ。如果 较长链条OM与较短链条OM’在它们各自的移动路径以相同速度移动相同的时间，它们将移动相等 的距离OS。假设这个距离OS非常非常短，由于它们在开始时夹角相同，此时它们有效提升高度的 差可以忽略不计。在此过程中，遮盖板从OH水平提升到O’H’。随着遮盖板的提升，夹角θ必定逐 渐减少。由于这二链条长度不同，而链条越短，其夹角的减少量就越多，这使得这二个夹角不再相 等，夹角MO’H’大于夹角M’O’H’，线段O’M与O’M’不再相互重叠。我们以O’为圆心，以O’M’为 半径画一条弧，可在线段O’M上获得点M”和线段O’M”，则线段O’M”与线段O’M’相等。如果这二 链条在各自的移动路径上继续以相同的速度移动，它们仍将在相同的时间内移动相等的距离。假设 短链的移动距离是O’M’，长链的移动距离则是O’M”。由于在这个时候它们的夹角已经不同，它们的 有效提升高度必然也不同。长链O’M的有效提升高度O’V”比短链O’M’的有效提升高度O’V’要大。 这必定导致遮盖板倾斜。在图6，相似地，如果某一提升装置的支柱16与遮盖板的夹角在提升过程 中变得比其他夹角要小，遮盖板也将倾斜。因此需要下面的规则：

·在提升遮盖板的过程中总是保持每个提升装置与遮盖板的夹角都相同。

要满足上述规则，如果提升装置与遮盖板之间的夹角小于90度，要保证所有夹角在提升过 程中总是相同，所有提升装置的固定部件还必须固定在同一高度水平。如果固定在不同高度，即使 各夹角在开始联接时都相同，遮盖板也会倾斜，因为根据前述图2’的讨论，这些夹角在提升遮盖板 的过程中将会从相同改变为不同。但是，如果所有夹角都为90度，则可以固定在不同高度或相同高 度，因为在这种情况下，提升过程中，这些夹角会保持90度而不改变。为满足“保持所有夹角总是 相同”的规则，人们必须根据现场条件选择适当的固定方式。如果条件不允许提升装置与遮盖板垂直， 就必须将它们固定在同一高度；而如果条件允许提升装置与遮盖板垂直，则可以将它们固定在同一 高度或者不同高度。

上面提到所有提升装置的可动部件必须以相同的速度同步移动相同的距离。应该强调的是 所谓速度在这里是指可动部件的移动速度而不是固定部件的速度。有些固定部件的某个构件可能能 旋转，转动或移动。比如在图2，链条10a被卷在固定部件的卷筒11a上。如果卷筒11a的直径与其 他提升装置卷筒的直径不同，链条10a的移动距离也会与其他链条的不同，即使它们都以相同的速 度旋转(由于都由同一马达和变速器驱动，卷筒的转速一般都相同)。如果某个卷筒的直径真的与其 他的不同，那它的转速就必须调整以确保其可动部件的移动速度与其他的相同。图5，如果各提升 装置(齿轮和齿条)的齿间距不同，其可动部件的移动距离也不会相同即使齿轮14以相同的速度同 步旋转。所以，本质上，可动部件的速度是指可动部件移动遮盖板垂直上下的速度。

·原则上，一个系统内所有提升装置应该在大小和类型上相同；

·在系统有多个提升装置并且它们的移动轨迹(可动部件作线性运动时)或其移动所在平面 (可动部件作旋转运动时)与遮盖板之间的夹角不能是直角的情况下，将固定位置设于同一 高度。

如果一个系统内有多个提升装置，通常会将动力变速装置与所有提升装置一并耦合，以保 证所有提升装置同速同步。有一种情况在此作特别说明。以图1为例。图1中有四个提升装置，有 可能其中只有一个具有液压泵，而其它三个都是被动支柱，即这三个支柱没有液压泵，没有动力。 但它们每一个都有紧锁装置，或者称为止动装置，比如棘轮，抱箍，止动栓等。三个支柱的顶端与 遮盖板联接。当遮盖板在有液压泵的那个提升装置的推举下上升时，那三个被动支柱会跟着上升， 在遮盖板达到预定位置后，液压泵停止工作，而与此同时，那些紧锁装置开始作用，将那些被动支 柱锁紧而不能移动，从而使被动支柱也起到支撑作用。这个例子可以说明，耦合不仅是动力变速装 置与有液压泵的提升装置之间的耦合，也应该包括那些被动支柱及控制它们的紧锁装置。当接通电 源时，变速装置将动力传给液压泵，并同步地将控制信号传给紧锁装置，使紧锁装置松开，这样， 提升装置才能带着遮盖板及被动支柱同步移动。

6，将提升装置可动部件的运动转换为遮盖板的垂直运动

本系统的最终目的是让提升装置能够垂直地升降遮盖板。这就要求系统内可动部件的运动 必须被转换为遮盖板的垂直运动。如果一个系统不能有效地执行这样的运动转换，这个系统就失去 了它的意义。这里举些例子来解释运动如何转换。在图1，提升装置2的可动液压杆8的端头直接 而紧密地与遮盖板1联接。当液压杆8被驱动向上移动时，它就提升遮盖板1向上。这样，液压杆 8的运动就直接转换成了遮盖板1的运动。在图3，提升装置2使用了一种由螺杆12和螺母13组成 的结构。螺杆12是提升装置2的可动部件，螺母13则为固定部件。螺母13的外壁上有齿，其钻孔 的内壁上刻有内螺纹。当马达和变速器驱动螺母13绕螺杆12旋转时，螺母13的内螺纹就驱动螺杆 12沿其长轴移动。因为螺杆12直接与遮盖板1联接，螺杆12就能将遮盖板1升降。在这个过程中， 螺母13的旋转被转换成螺杆12的线性移动，而螺杆12的线性移动被转换为遮盖板的升降。在图5， 提升装置2是一种齿轮齿条结构。齿条15是固定在墙面或柱体上的固定部件。齿轮作为可动部件与 遮盖板1联接。当马达驱动齿轮14旋转时，齿轮14就带动遮盖板1沿齿条15上下移动。图6的例 子有点特别，在图6，提升装置2包含有支柱16和气缸17，二者以某种角度相互连接。支柱16和 气缸17被分别安装在点C和点D的轴上。轴不能移动，但是支柱16和气缸17可分别绕轴C和轴 D转动。当马达驱动气缸使其连杆从点B移动到点B”时，该连杆就推动支柱16绕轴C转动，而支 柱16的端点就从点A转动到点A”。因为这个端点被嵌在遮盖板1的滑轨内并能沿滑轨滑动，当支柱16绕轴C从点A到点A”转动时，其端点则从遮盖板中间位滑到边缘，同时该端点离泳池围墙顶面 越来越高，这样，支柱16就能提升遮盖板1。在这个过程中，支柱16的转动通过滑动联接被转换 为遮盖板的升降运动。如果所有支柱16与泳池围墙顶面的夹角都相等，所有支柱16转动所在平面 与泳池围墙顶面的夹角也都相等，并且所有气缸同步启动，支柱16均以相同速度转动，遮盖板1就 能垂直地升降并总是保持水平。一旦支柱16的端点达到点A”，支柱16就会与泳池围墙顶面垂直， 这是其最终位置。图7的情况与图6相似。

转换方式的不同，提升装置与遮盖板之间的联接也各不相同，例如，图1的紧固联接，图 2的转动联接，图5的齿联接，图6的滑动联接。不同的联接适合不同的转换方式。但是不管怎样， 提升装置的运动必须有效地转换为遮盖板垂直的上下运动。如果系统不能有效地执行这种转换，这 个系统就失效了。

·提升装置可动部件的运动必须被转换为遮盖板的垂直上下运动以使遮盖板能从泳池围墙顶面 运动到预定的提升高度。

7，控制遮盖板的实际提升高度

系统的集合提升范围是指系统的遮盖板能达到的最大高度。实际使用中，用户可能并不需 要这样高。在提升遮盖板的过程中，用户可以在系统的集合提升范围内的任何位置停止它，也就是 说，用户可以依照自己的身高及空间条件来控制遮盖板的实际提升高 度。比如图6，当支柱16从点 A转动到点A”时，系统就达到它集合提升范围的最大值。如果在所有支柱16的端点都以同样的速 度同步从点A转到点A’时，用户关闭电源，遮盖板将停止移动并水平地停留在系统的集合提升范围 内的A’位置，如图6中虚线的遮盖板1’的位置。另外，一些现场环境状况也常常会影响遮盖板的实际提升高度，比如，用户在遮盖板上放了沙发，那么这个用户就应该要找到一个适当的停止位置使 得沙发不致触碰天花板而用户又有适当空间方便入水。

电子控制技术运用及衍生系统

本说明讨论了本系统的多种结构以及构建和使用本系统的不同方法。本说明描述的仅仅是 本系统在一般安装条件下的基本结构。如果给本系统添加一些辅助部件，系统则可有更多样化的结 构并适用更复杂的安装环境。在图9，我们已经见过给系统添加引导角铁和导引柱，在前述章节本 说明也运用过紧锁装置。

现在电子控制技术运用越来越广泛。如果将电子控制技术引入本系统，情况将会有极大改 变。在本说明所列举的所有实施中，都是使用一组共用的马达和变速器，因为这最节省也最易于同 步化。如果由于安装条件限制，使得各提升装置无法同步，那么使用多个变速器加上电子控制装置 仍可实现同步。比如，可以给每个提升装置分别配备一个变速器，并且分别给它们增加一个感应器 和一个控制器。感应器能实时探测到其所在的提升装置的有效提升高度。系统可以使用某一提升装 置的有效提升高度作为参照标准。如果另一个提升装置的感应器探测到它的有效提升高度小于这个 标准，它的控制器就会向它的变速器发出加速的指示。速度越快，提升装置的实际行程越大，其有效提升高度也越大。同样，如果感应器探测到它的有效提升高度大于这个标准，其控制器就会向它 的变速器发出减速的指示。通过这样的控制和调整，同一系统内的所有提升装置的有效提升高度就 能动态地保持相同，遮盖板也就能动态地保持水平。

电子控制技术的运用可能使前述规则不一定必须全部遵守。比如前面的说明中曾指出，如 果提升装置不能与遮盖板垂直，它们之间的夹角必须保持始终相同，如果不能保持相同，系统则不 能运行。然而，如上所述，通过电控技术的运用，即使夹角不相等，遮盖板仍能垂直地上下移动并 保持水平。但是，即使如此，本系统的基本要素依然是：

·制作一块尺寸足以遮盖泳池的扁平的硬质遮盖板；

·选择至少一套合适的提升装置；

·固定提升装置两个部件之一到除遮盖板以外的某个适当位置；

·联接提升装置的另一部件到遮盖板的适当位置；

·耦合动力变速装置和提升装置；

·将提升装置可动部件的运动转换为遮盖板的垂直运动。

无论增加什么辅助零部件，也不管如何安装，某些基本的安装规则仍然必须遵循。比如，当固定和 联接提升装置时，遮盖板必须是在它正常遮盖泳池的状态，所有的提升装置最终必须能使遮盖板的 各部分以相同的速度垂直升降并达到预定高度。电子控制技术使系统能适应更复杂的环境，但也必 定极大地增加系统的成本和维护难度。

Claims (6)

1.一种遮盖泳池使其隐形的方法，其特征包括如下实施步骤：

·使用可供人类站立、行走、工作的足够结实的硬质材料制作一块尺寸足以遮盖泳池的平板的制作步骤；

·选用至少一台包含有可动部件和固定部件且能支撑和垂直提升所述平板达到预定高度的提升装置的选用步骤；

·在所述平板的同一侧适当位置固定所述提升装置的两个部件中的一个部件到泳池附近的地基上或者建筑物的某处的固定步骤；

·在所述平板上与上述固定位置相对应的位置将所述提升装置的两个部件除已固定的部件之外的另一部件联接到所述平板的联接步骤；

·将动力变速器与所有提升装置的可动部件耦合以使所有可动部件能同步地在相同时间内移动所述平板升降相等距离的耦合步骤；

·将不同类型提升装置的可动部件的不同运动方式转换为所述平板的垂直升降的线性运动的转换步骤。

2.权利要求1所述遮盖泳池使其隐形的方法，其特征在于所述固定步骤还包括：

·在固定时，将所述平板置于正常遮盖泳池状态的步骤；

·在固定时，将所述提升装置的可动部件运动方向朝向所述平板的步骤；

·在固定时，将固定位置放在让可动部件能伸到所述平板且使可动部件有足够活动空间来提升所述平板垂直上升达到预定高度的适当位置的步骤；

·在系统有多个提升装置并且它们的移动轨迹(可动部件作线性运动时)或其移动所在平面(可动部件作旋转运动时)与所述平板之间的夹角不能是直角的情况下，将固定位置设于同一高度的步骤。

3.权利要求1所述遮盖泳池使其隐形的方法，其特征在于所述联接步骤还包括：

·在联接时，将所述平板置于正常遮盖泳池状态的步骤；

·当条件允许所述提升装置的移动轨迹或其移动所在平面与所述平板之间的夹角为直角时，全部以直角将提升装置的该部件联接到所述平板的步骤；

·在条件不允许所述夹角为直角的情况下，全部以相同的角度将提升装置联接到所述平板以保持遮盖板水平的步骤；

·在以非直角将提升装置联接到所述平板时，调整提升装置的位置和方向以使所有夹角的代表水平分力的水平射线的矢量和为零的操作步骤。

4.一种实施权利要求1方法的机电装置，其特征包括：

·一块由硬质材料制作的可供人类站立、行走、工作且其尺寸足以遮盖泳池的平板；

·至少一台包含有可动部件和固定部件且能垂直提升所述平板达到预定高度的提升装置；

·在所述平板的同一侧适当位置将所述提升装置的两个部件中的一个部件固定到泳池附近的地基上或者建筑物的某处的固定装置，所述适当位置是指使所述可动部件能朝向并能伸到处于正常遮盖泳池状态的平板还能使可动部件有足够活动空间来提升所述平板垂直上升达到预定高度的位置；

·在所述平板上与所述固定位置相对应的位置将所述提升装置的两个部件除已固定的部件之外的另一部件联接到正处于正常遮盖泳池状态的所述平板的联接装置；

·将动力变速器与所有提升装置的可动部件耦合以使所有可动部件能同步地在相同时间内移动所述平板升降相等距离的耦合装置；

·将不同类型提升装置的可动部件的不同运动方式转换为所述平板的垂直升降的线性运动的转换装置。

5.权利要求4所述的机电装置，其特征在于所述固定装置还包括：

·在系统有多个提升装置并且它们的移动轨迹(可动部件作线性运动时)或其移动所在平面(可动部件作旋转运动时)与所述平板之间的夹角不能是直角的情况下，将提升装置固定在同一高度的装置。

6.权利要求4所述的机电装置，其特征在于所述联接装置还包括：

·当条件允许所述提升装置的移动轨迹或其移动所在平面与所述平板之间的夹角为直角时，全部以直角将提升装置的该部件联接到所述平板的装置；

·在条件不允许所述夹角为直角的情况下，在调整提升装置的位置和方向以满足所有夹角的代表水平分力的水平射线的矢量和为零的条件下，全部以相同的角度将提升装置的该部件联接到所述平板以保持所述平板水平的装置。