CN108263764B - 具有平衡装置的折叠箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有平衡装置的折叠箱，其包括底架和设置在底架两端的端架，平衡装置包括平衡弹簧固定座、平衡弹簧拉臂和平衡弹簧，平衡弹簧固定座设置在底架上；平衡弹簧拉臂与活动铰链靠近旋转轴的部分连接，平衡弹簧拉臂上设置有平衡弹簧拉臂孔；平衡弹簧的第一端与平衡弹簧固定座连接，平衡弹簧的第二端通过平衡弹簧拉臂孔与平衡弹簧拉臂连接。根据本发明的具有平衡装置的折叠箱，在折叠箱端架倒下或者折叠时，平衡弹簧拉臂能够带动平衡弹簧拉伸或者压缩，而平衡弹簧产生的反作用力可通过平衡弹簧拉臂作用于端架，产生平衡辅助力矩，与端架的重力力矩抵消，达到折叠箱端架平衡的目的。

Description

具有平衡装置的折叠箱

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种具有平衡装置的折叠箱。

背景技术

如图1所示，现有技术中的可调节高度折叠箱包括折叠箱的端架1，折叠箱外角柱11、折叠箱内角柱12、内角柱锁块13、折叠箱底架2和旋转轴3。端架1通过旋转轴3与折叠箱底架2铰接，折叠箱内角柱12在折叠箱外角柱11中，通过内角柱锁块13锁定和解锁，内角柱锁块13解锁后，内角柱12的高度可以进行调节，端架1位于竖起状态，折叠箱内角柱12处于最低位置。端架支撑件21为可伸缩结构，图示为缩进去的工作状态，当端架1倒下来时，端架支撑件21伸出来后可作为一个支撑点让端架1停靠在一定的倾斜角度，用于方便更换或者调节折叠箱内角柱12的长短伸缩，折叠箱底架2上设有底架缺口22，设计目的是端架1倒下之后能够平整地嵌套在折叠箱底架2中，底架缺口22的大小与折叠箱底架的强度和装货空间有着一定的关联，为了达到最优化，底架缺口22尺寸是以端架1中的折叠箱内角柱12处于最低位置时所设计的。

如图2所示，折叠箱内角柱12可以处于最高位置，端架支撑件21处于伸出来的状态。如图3所示，折叠箱倒下时，端架支撑件21处于伸出来的工作状态，端架1依靠在端架支撑件21上，端架1与水平面形成一个小的角度，人能够轻易地对折叠箱内角柱12进行伸缩的调节。如图4所示，端架支撑件21可以处于缩进去的状态，此时折叠箱内角柱12处于最低位置，端架1能够完全倒下嵌到折叠箱底架2上的底架缺口22中。

此外，美国专利申请US6227397B1中公开了一种台架式集装箱，包括有可折叠的端架，其包括固定的外角柱和可伸缩调节高度的内角柱，以及其内角柱固定和加强的装置，由于内角柱可以伸缩调整，集装箱的高度可以因此有不同的变化，以适应不同高度货物的装载需要，由于内角柱的伸缩调整，可折叠的端架的重心位置因此也会发生相对应的变化。

为了方便可折叠的端架进行竖起和折叠操作，此类型台架式集装箱会设有平衡装置，平衡装置一般为板簧或者拉伸式弹簧，在平衡装置的辅助下，可折叠的端架可以轻松的通过人工去进行折叠或者竖起的操作，已公开的带可调节高度的内角柱的可折叠的端架由于重心会根据内角柱的调整而变化，即可折叠的端架倒下或者竖起过程中的重力力矩曲线会根据内角柱的调整而不一样，但平衡所产生的平衡力矩是固定的，只能对内角柱其中的一种伸缩高度所对应的重心高度所产生的重力力矩曲线进行良好的平衡辅助，对于其余内角柱高度所产生的重心高度变化所对应的重力力矩曲线的平衡辅助，只能通过人工力去进行补充。

为了让在整个内角柱高度变化范围内平衡达到最优的效果，平衡装置设计参考为当内角柱处于可调节范围的中间位置时所对应的端架重心所产生的重力力矩曲线作为参考，即当内角柱处于可调节范围中间位置时，重力力矩曲线等于平衡辅助曲线，能达到最好的平衡效果，当内角柱处于可调节范围最高位置时，重力力矩曲线大于平衡辅助曲线，重力力矩作为主导，端架能够自由落下，竖起时需要人工辅助，当内角柱处于可调节范围最低位置时，重力力矩曲线小于平衡辅助曲线，平衡辅助力矩作为主导，端架需要人工辅助才能落下，竖起时能够自由竖起。

端架倒下后，为了让端架嵌到底架上，与底架平面水平，底架上开有缺口避让内外角柱，缺口的大小会影响到底架的强度，为了让底架强度达到最小程度的损失，端架放平时内角柱处于可调节范围最低位置，此时端架占用最小的底架缺口。

但需要人工进行对内角柱高度的调节，考虑到操作的便捷性，高度调节的位置设置在端架倒下后与水平面成一定夹角，以方便进行人工调节。高度调节的位置设置有可伸缩的端架支撑，当内角柱处于可调节范围中间到最高位置范围内时，端架重力力矩作为主导，端架能够平稳地停靠在端架支撑上，当内角柱处于可调节范围中间到最低位置范围内时，平衡辅助力矩作为主导，端架需要人工力辅助才能停靠在端架支撑上，人工在对内角柱高度调节时需要一边限制端架因为平衡辅助力矩的作用产生的竖起趋势，一边对内角柱高度调节，对于操作上极为不便，而且有安全隐患。

发明内容

为至少部分地解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种具有平衡装置的折叠箱，包括底架和设置在所述底架两端的端架，以及设置在所述底架与所述端架之间的铰链装置，所述铰链装置包括固定铰链、活动铰链以及穿设在所述固定铰链与所述活动铰链之间的旋转轴，所述固定铰链与所述底架固定连接，所述活动铰链与所述端架固定连接，其特征在于，所述折叠箱还包括平衡装置，所述平衡装置包括：

平衡弹簧固定座，所述平衡弹簧固定座设置在所述底架上；

平衡弹簧拉臂，所述平衡弹簧拉臂与所述活动铰链靠近所述旋转轴的部分连接，所述平衡弹簧拉臂上设置有平衡弹簧拉臂孔；以及

平衡弹簧，所述平衡弹簧的第一端与所述平衡弹簧固定座连接，所述平衡弹簧的第二端通过所述平衡弹簧拉臂孔与所述平衡弹簧拉臂连接；

其中，所述平衡弹簧拉臂孔具有第一位置和第二位置，在所述端架处于竖直位置时，所述平衡弹簧连接在所述平衡弹簧拉臂孔的所述第一位置；所述底架的侧面还设置有端架支撑，当端架折叠到所述端架支撑上时，所述平衡弹簧连接在所述平衡拉臂孔的所述第二位置，当所述端架从竖直位置折叠向所述端架支撑时，所述平衡弹簧从所述平衡弹簧拉臂孔的所述第一位置移动到所述第二位置。

可选地，所述平衡弹簧拉臂孔为长条孔、V型孔或弧形孔。

可选地，所述平衡弹簧为拉伸式或者压缩式弹簧。

可选地，所述平衡弹簧包括弹簧和连接板，所述弹簧的第一端与所述平衡弹簧固定座连接，所述弹簧的第二端与所述连接板的一端连接，所述连接板的另一端通过所述平衡弹簧拉臂孔与所述平衡弹簧拉臂连接。

可选地，所述端架包括设置在其两侧的角柱，所述角柱包括内角柱和外角柱，所述内角柱在所述外角柱内可滑动。

根据本发明的具有平衡装置的折叠箱，包括平衡弹簧固定座、平衡弹簧拉臂和平衡弹簧，在折叠箱端架倒下或者折叠时，平衡弹簧拉臂能够带动平衡弹簧拉伸或者压缩，而平衡弹簧产生的反作用力可通过平衡弹簧拉臂作用于端架，产生平衡辅助力矩，与端架的重力力矩抵消，达到折叠箱端架平衡的目的。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施例更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施例，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。在附图中：

图1为现有技术中的一种可调节高度折叠箱的竖起状态的立体视图，其中折叠箱内角柱处于最低位置；

图2为图1示出的一种可调节高度折叠箱的竖起状态的立体视图，其中折叠箱内角柱处于最高位置；

图3为图1示出的一种可调节高度折叠箱的从竖起状态向折叠状态旋转一定角度的立体视图；

图4为图1示出的一种可调节高度折叠箱的折叠状态的立体视图；

图5为根据本发明的一种优选实施方式的具有平衡装置的折叠箱的示意图；

图6为图5示出的折叠箱的平衡装置的平衡弹簧拉臂的示意图；

图7为图5示出的折叠箱的平衡装置的平衡弹簧拉臂的第二端位置的转换临界状态的示意图；

图8为图5示出的折叠箱的平衡装置的平衡弹簧拉臂的第二端位置转换后的示意图；以及

图9为根据本发明的另一种实施方式的可调节高度折叠箱的示意图，其中，平衡弹簧为压缩式弹簧。

附图标记说明：

1： 端架 11： 折叠箱外角柱

12： 折叠箱内角柱 13： 内角柱锁块

15： 压缩式弹簧 151： 连接板

2： 折叠箱底架 21： 端架支撑件

22： 底架缺口 3： 旋转轴

4： 折叠箱端架 41： 角柱

42： 活动铰链 43： 平衡弹簧拉臂

431： 平衡弹簧拉臂孔 44： 活动铰链

5： 平衡弹簧 6： 底架

61： 平衡弹簧固定座 62： 端架支撑

63： 支撑件 7： 旋转轴

R1： 第一夹角 R2： 第二夹角

R3: 第三夹角 R4： 第四夹角

R5： 第五夹角

具体实施方式

在下文的讨论中，给出了细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，本领域技术人员可以了解，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在特定的示例中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详尽地描述。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

如图5所示，其示出了根据本发明的一种具有平衡装置的折叠箱，该折叠箱包括底架6以及设置在底架6的两端处的折叠箱端架4，折叠箱端架4的两侧分别可设置有角柱41。

可选地，角柱41可以包括套设的内角柱和外角柱，内角柱可在外角柱内可滑动，以实现端架4的高度调节。

端架4通过铰链装置与底架6可旋转地连接。铰链装置包括与底架6固定连接的固定铰链44、与端架4固定连接的活动铰链42，以及传设在固定铰链44和活动铰链之间的旋转轴7。具体地，在图示实施方式中，活动铰链42设置在角柱41的底端处。

此外，根据本发明的折叠箱还包括平衡装置，平衡装置包括平衡弹簧固定座61、平衡弹簧拉臂43以及平衡弹簧5。平衡弹簧固定座61设置在底架6上。平衡弹簧拉臂43与活动铰链42靠近旋转轴7的部分连接(例如通过焊接的固定连接方式)。平衡弹簧拉臂43上设置有平衡弹簧拉臂孔431。而平衡弹簧5的第一端与平衡弹簧固定座61连接，平衡弹簧5的第二端通过平衡弹簧拉臂孔431与平衡弹簧拉臂43连接。

进一步，参考图6，平衡弹簧拉臂孔431构造为长型孔，其具有第一位置和第二位置，如下文将详细描述的，平衡弹簧5的第二端能够在第一位置和第二位置之间移动。

在端架4处于竖直位置时，平衡弹簧5连接在平衡弹簧拉臂孔431的第一位置。底架6的侧面还设置有端架支撑62，当端架4折叠到端架支撑62上时，平衡弹簧5连接在平衡拉臂孔431的第二位置，当端架4从竖直位置向端架支撑62折叠时，平衡弹簧5的第二端从平衡弹簧拉臂孔431的第一位置移动到第二位置。

折叠箱端架4通过旋转轴7与底架6铰接，平衡弹簧5的第一端通过平衡弹簧固定座61(例如挂钩)与底架6固定连接，平衡弹簧5的第二端通过平衡弹簧拉臂43与折叠箱端架4固定连接。由此，折叠箱端架4绕旋转轴7可以倒下或者竖起运动，此时，折叠箱端架4通过活动铰链42带动平衡弹簧拉臂43共同运动，而平衡弹簧拉臂43拉动平衡弹簧5，平衡弹簧5因此受到拉伸或者压缩并因此产生反作用力。

如图5所示，定义平衡弹簧固定座61固定平衡弹簧5的固定点为固定点C。现请转到图6，分别定义平衡弹簧拉臂孔431的两个位置分别为第一位置点A和第二位置点B，平衡弹簧5的第二端在第一位置点A和第二位置点B之间可移动。其中，第一位置点A为平衡弹簧拉臂孔431的靠近旋转轴7的端部，而第二位置点B为平衡弹簧拉臂孔431的远离旋转轴7的端部。在图示实施方式中，平衡弹簧拉臂孔431的长度D约为15毫米。即，第一位置点A到第二位置点B的位置大约为15毫米。也就是，平衡弹簧5的第二端能够在该长度D的范围中移动。当然，虽然在图示实施方式中，平衡弹簧拉臂孔431位长条孔，但平衡弹簧拉臂孔431也可以构造为V型孔、弧形孔或者其他的形状

如图5和图6所示，在折叠箱端架4处于大致垂直的状态中，即平衡装置位于初始状态中时，第一位置点A到固定点C之间的距离AC小于第二位置点B到固定点C之间的距离BC，平衡弹簧5处于准备拉伸的状态。此时，平衡弹簧拉臂孔431与水平面的第一夹角R1约为例如153度。由此，根据力学原理可以理解的是，平衡弹簧5的第二端应处于平衡弹簧拉臂孔431中的第一位置点A处。

现请转到图7，其示意性地示出了平衡装置的工作过程中平衡弹簧拉臂43的第二端位置的转换临界状态。在该状态中，折叠箱端架4倒下并与水平面之间的第三夹角R3约为12度。此时，第一位置点A到固定点C之间的距离AC大于第二位置点B到固定点C之间的距离BC。

在图示状态中，平衡弹簧拉臂孔431与水平面的第二夹角R2约为75度，平衡弹簧5的第二端处于第一位置点A处。根据力学原理，如果不考虑摩擦，平衡弹簧5的第二端随着折叠箱端架4向下倾倒而从第一位置点A向第二位置点B移动。换句话说，随着折叠箱端架4往下倒的趋势，平衡弹簧5的第二端有从第一位置点A运动到第二位置点B的趋势。

如图8所示，其示意性地示出了平衡装置的工作过程中平衡弹簧拉臂43的第二端位置转换后的示意图，在该状态下，折叠箱端架4与水平面之间的第四夹角R4约为11度。此时，第一位置点A到固定点C之间的距离AC大于第二位置点B到固定点C之间的距离BC。

在图示状态中，平衡弹簧拉臂孔431与水平面的第五夹角R5约为73度，平衡弹簧5的第二端处于第二位置点B处，根据力学原理，此时平衡弹簧5对折叠箱端架4所产生的力矩因为拉力大小和力臂大小两个因素的差异，相对于平衡弹簧5的第二端位于第一位置点A处时小，此时折叠箱端架4重力力矩起主导作用，由此，折叠箱端架4能够平稳地停靠在设置在底架6上的端架支撑上。

在折叠箱端架4竖起过程中，平衡弹簧拉臂孔431到平衡弹簧固定座61的距离经历从第一位置点A到固定点C之间的距离AC大于第二位置点B到固定点C之间的距离BC，之后第一位置点A到固定点C之间的距离AC小于第二位置点B到固定点C之间的距离BC的过程。

可以理解的是，平衡弹簧5的第二端经历从第二位置点B向第一位置点A移动的过程，这与上文所述的折叠箱端架4折叠过程逆向对应。

根据本发明的平衡装置及具有其的折叠箱，使得在折叠箱端架倒下或者折叠时，平衡弹簧拉臂能够带动平衡弹簧拉伸或者压缩，而平衡弹簧产生的反作用力可通过平衡弹簧拉臂作用于端架，产生平衡辅助力矩，与端架的重力力矩抵消，达到折叠箱端架平衡的目的。

可选地，平衡弹簧5为拉伸式或者压缩式弹簧。

现请转到图9，其示出了平衡弹簧为压缩式弹簧的情形。在图示实施方式中，压缩式弹簧15的第一端与平衡弹簧固定座61连接，该平衡弹簧固定座61通过支撑件63连接至底架。而压缩式弹簧15的第二端通过连接板151和传设在平衡弹簧拉臂孔431中的销轴与平衡弹簧拉臂43连接。

由此，压缩式弹簧相对拉伸式弹簧具有更好的平衡力，更能满足较大端架的平衡要求。并且，在平衡弹簧为拉钩弹簧的情形中，端架与平衡弹簧之间的摩擦为滑动摩擦，静摩擦角约为8°，即在极限情况下，端架需要多变化8°后才能产生位置的变化。而使用压缩式弹簧，端架与压缩式弹簧之间的摩擦为滚动摩擦，静摩擦角约为0.35°，即在极限情况下，端架需要多变化0.35°后才能产生位置的变化。换句话说，使用滚动摩擦，压缩式弹簧对端架的位置变化会更加灵敏。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (5)

1.一种具有平衡装置的折叠箱，包括底架和设置在所述底架两端的端架，以及设置在所述底架与所述端架之间的铰链装置，所述铰链装置包括固定铰链、活动铰链以及穿设在所述固定铰链与所述活动铰链之间的旋转轴，所述固定铰链与所述底架固定连接，所述活动铰链与所述端架固定连接，其特征在于，所述折叠箱还包括平衡装置，所述平衡装置包括：

平衡弹簧固定座，所述平衡弹簧固定座设置在所述底架上；

平衡弹簧拉臂，所述平衡弹簧拉臂与所述活动铰链靠近所述旋转轴的部分连接，所述平衡弹簧拉臂上设置有平衡弹簧拉臂孔；以及

平衡弹簧，所述平衡弹簧的第一端与所述平衡弹簧固定座连接，所述平衡弹簧的第二端通过所述平衡弹簧拉臂孔与所述平衡弹簧拉臂连接；

其中，所述平衡弹簧拉臂孔具有第一位置和第二位置，在所述端架处于竖直位置时，所述平衡弹簧连接在所述平衡弹簧拉臂孔的所述第一位置；所述底架的侧面还设置有端架支撑，当端架折叠到所述端架支撑上时，所述平衡弹簧连接在所述平衡拉臂孔的所述第二位置，当所述端架从竖直位置向所述端架支撑折叠时，所述平衡弹簧从所述平衡弹簧拉臂孔的所述第一位置移动到所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的折叠箱，其特征在于，所述平衡弹簧拉臂孔为长条孔、V型孔或弧形孔。

3.根据权利要求1所述的折叠箱，其特征在于，所述平衡弹簧为拉伸式或者压缩式弹簧。

4.根据权利要求3所述的折叠箱，其特征在于，所述平衡弹簧包括弹簧和连接板，所述弹簧的第一端与所述平衡弹簧固定座连接，所述弹簧的第二端与所述连接板的一端连接，所述连接板的另一端通过所述平衡弹簧拉臂孔与所述平衡弹簧拉臂连接。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的折叠箱，其特征在于，所述端架包括设置在其两侧的角柱，所述角柱包括内角柱和外角柱，所述内角柱在所述外角柱内可滑动。