CN2884432Y - 一种铰链式盖体支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铰链式盖体支撑装置，包括两个支撑点分别在通过铰链相连的设备本体(4)和盖体(2)上的长度可变的支撑杆(1)，当盖体(2)位于闭合位置时，该支撑杆(1)的中心轴线与其在盖体(1)上的支撑点(C)到铰链旋转轴线(A)的垂直线之间的夹角(α1)小于45度。当盖体(2)位于最大开启位置时，所述夹角(α2)大于15度。盖体(2)在开合过程中的任何位置，通过支撑杆(1)作用在盖体(2)上的不产生支撑作用的分力，总是指向远离铰链旋转轴线(A)的方向。该支撑装置在开合过程的任何位置，可有效地防止失去控制的盖体(2)，在自重的作用下突然快速的闭合。结构形式简单，安全可靠。适用于各种领域中带有盖体的设备，如带有防护盖的全自动生化分析仪。

Description

一种铰链式盖体支撑装置

技术领域

本实用新型涉及仪器设备防护罩盖的结构，尤其是涉及铰链式盖体的支撑装置。本实用新型适用于各种领域中带有盖体的设备，如铰链式上下开合的传动箱盖、上下开合的门窗、上下开合的行李箱门等，特别适用于带有防护盖的全自动生化分析仪。

背景技术

铰链式上下开合和定位的防护盖广泛应用于全自动生化分析仪和多种设备上，起到重要的安全防护作用，防护盖要求开合操作简单方便，定位安全可靠。

目前在国内各种全自动生化分析仪及其它产品上的防护盖，一般采用空气弹簧支撑装置在盖体一定的开合角度范围内给予有效支撑，或采用空气弹簧和附加外力机构的支撑装置在盖体开合的全范围内实现有效支撑，或在盖体最大开启位置采用长度不可变的杆件进行支撑。

现有技术的盖体支撑装置在正常使用中存在一定的安全隐患，例如当盖体在最大开启位置进行维修、操作或者移动设备时，盖体的意外跌落有可能造成设备或盖体的损坏，严重时有可能伤及操作人员。也有时当人员开合操作过程中，由于意外如人手滑脱，盖体会在自重作用下快速闭合，从而导致不良后果。

现有技术的不足之处是：

1.有的盖体支撑装置无法在盖体开合的全范围内作有效支撑，如图2所示。只能在一定角度范围Y内给予有效支撑的盖体支撑装置，在上述意外状态下，若超出有效支撑范围，盖体仍会突然快速闭合。

2.有的盖体支撑装置虽然可以在盖体开合的全范围内作有效支撑，如图3所示，它有附加外力机构W，可以达到较好的使用效果，但结构复杂，成本较高，并要求有较大的安装空间。

3.有的盖体支撑装置是在盖体最大开启位置使用长度不可变的杆件Z进行支撑，如图4所示。虽然可以实现对盖体安全有效的支撑，但在开启后或闭合前，需要进行支杆的安装和去除操作，操作程序复杂化。并且，在人工开合过程中仍然无法避免上述的隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，为弥补上述现有技术的不足之处，而提供一种结构简单的盖体支撑装置，通过设计支撑件的支撑点和选择支撑件的支撑力，使盖体在开合过程中的任何位置由于失去人工控制或盖体在最大开启位置由于意外而趋向闭合时，均可实现对盖体的有效支撑，或使盖体缓慢而安全的运动至闭合位置，彻底避免了因盖体跌落可能造成的不良后果。

本实用新型为解决所述技术问题而采用如下的技术方案：

一种铰链式盖体支撑装置，包括两个支撑点分别在通过铰链相连的设备本体和盖体上长度可变的支撑杆，当盖体位于闭合位置时，该支撑杆的轴线与其在盖体上的支撑点到铰链旋转轴线的垂直线之间的夹角小于90度。当盖体位于最大开启位置时，所述夹角大于0度。这样的支撑杆的安装位置可以实现，盖体在开合过程中的任何位置，通过支撑杆作用在盖体上的不产生支撑作用的分力，总是指向远离铰链旋转轴线的方向。

当盖体位于闭合位置时，支撑杆的轴线与其在盖体上的支撑点到铰链旋转轴线的垂直线之间的夹角小于60度；当盖体位于最大开启位置时，所述夹角大于10度，综合的支撑效果会更好。所述夹角的最佳值为，当盖体位于闭合位置时，小于45度大于25度；当盖体位于最大开启位置时，大于15度。

所述的支撑杆可以为气弹簧，该弹簧与盖体或设备之间通过支座连接。

与现有的技术相比，使用本实用新型技术方案的优点如下：

1.在盖体开合过程的任何位置，如有需要人手脱离盖体，或因意外而使人手脱离盖体，防护盖将在原位置保持不动或缓慢安全地移动至闭合位置或最大开启位置，而不会对人员或财物造成任何伤害。

2.仅仅采用简单的气弹簧支撑杆及支座组成的机构，就完全实现了对盖体在全范围的有效支撑和定位，结构形式简单，安全可靠，制造成本低廉，操作维修方便。

附图说明

图1为本实用新型的实施例一种铰链式上下开合的防护盖支撑装置的结构示意图。

图2为现有的在一定范围Y内有效的防护盖支撑装置的结构示意图。

图3为现有的附加外力机构W的防护盖支撑装置的结构示意图。

图4为现有的采用硬支杆Z的防护盖支撑装置的结构示意图。

图5为图1实施例防护盖支撑装置的最大开启位置示意图。

图6为图1实施例防护盖支撑装置的受力分析示意图。

图7为一款全自动生化分析仪采用本实用新型支撑装置的示意图。

具体实施方式

下面结合各附图来说明本实用新型的最佳实施例。

一种用于全自动生化分析仪上防护盖的支撑装置，结构如图1所示，用气弹簧作为支撑杆1，气弹簧两端通过支座5分别与设备和盖体2连接。当防护盖位于闭合位置时，气弹簧处于其使用的最小行程处，盖体2由设备定位，支撑杆1的中心轴线与其在盖体2上的支撑点C到铰链旋转轴线A的垂直线之间的夹角α1约为小于45度大于25度。当防护盖由人工向上开启时，气弹簧的弹力辅助人工将盖体2打开。当防护盖位于最大开启位置时，气弹簧处于其使用的最大行程处，依靠气弹簧对盖体2进行有效的定位，支撑杆1的轴线与其在盖体2上的支撑点C到铰链旋转轴线A的垂直线之间的夹角α2约为20度。如图5所示。

气弹簧是一种具有弹性功能的元件，活塞杆可在高压氮气的作用下产生弹力。本机构采用自由型气弹簧，即在自由状态下长度最长且无自琐装置。

所述支座5为一金属或塑胶零件，通过螺钉连接或粘接的方式与设备本体及盖体联接，同时可通过气弹簧接头与气弹簧相联.

采用本实用新型技术方案的防护盖在进行开合操作时，与不使用该方案的防护盖的操作完全相同，不需附加任何多余的操作动作。在防护盖处于闭合位置，如图1所示，需要打开防护盖时，只需用手握持盖体2向上翻开，此时，支撑装置中的气弹簧对人工的操作产生同方向的弹力，使人工的开启操作轻便，顺畅。

在人工操作使防护盖脱离闭合位置向最大开启位置方向运行的过程中，假如没有本支撑装置的作用，在人手因任何原因脱离对盖体2的控制时，都会导致盖体2在自由状态下突然快速跌落至闭合位置，有可能造成盖体2的损坏和对操作人员的伤害。采用该支撑装置后，可有效避免上述的安全隐患，在人手因任何原因脱离对盖体2的控制时，盖体2都会在脱手的位置停住或缓慢而安全地移向闭合位置。

如图5所示，在防护盖处于最大开启位置，需要闭合防护盖时，只需用手握持盖体2向下扣合，此时，支撑装置中的气弹簧对人工的操作产生反方向的升力，使人工的闭合操作易控、平稳。

在人工操作使防护盖脱离最大开启位置移向闭合位置的过程中，假如没有本支撑装置的作用，在人手因任何原因脱离对盖体2的控制时，都会导致盖体2在自由状态下快速跌落至闭合位置，有可能造成盖体2的损坏和对操作人员的伤害。采用该支撑装置后，可有效避免上述的安全隐患，在盖体2脱离最大开启位置的一个小范围内，在人手因任何原因脱离对盖体2的控制时，盖体2将在气弹簧的作用下，缓缓回复至原位，当超过这个小范围时，盖体2将会在脱手的位置停住或缓慢而安全地移向闭合位置。

设计该支撑装置，首先找出整个防护盖构件的重心位置，按防护盖的重量计算出盖体2相对于铰链旋转轴线A的闭合力矩。此力矩是随盖体2的开启角度变化的一个变量，如图6所示，关系方程如下：

盖体重量：G

盖体重心：B点

铰链的旋转轴线：A

B点至A点的距离为：L

盖体重心B点到铰链旋转轴线A的垂直线L与水平线的夹角：θ(仰角)

盖体在闭合位置的θ角为：θ1(初始值)

盖体在最大开启位置的θ角为：θ2(终极值)

盖体自重的闭合力矩为：M1＝GLcosθ

从以上力矩方程可以看出，力矩M1与θ角呈余弦函数关系，在盖体从闭合位置向最大开启位置移动的过程中，θ值由小向大变化，M1值由大向小变化。

再计算气弹簧对防护盖产生的支撑力矩，关系方程如下：

气弹簧的反作用力：F

气弹簧在盖体上的支承点：C

气弹簧在设备上的支承点：D

C点至铰链的旋转轴线A的垂直距离：H

气弹簧的中心轴线与其在盖体2上的支撑点C到铰链旋转轴线A的垂直线之间的夹角：α

盖体在闭合位置的α角为：α1(初始值)

盖体在最大开启位置的α角为：α2(终极值)

气弹簧对盖体的支撑力矩：M2＝FHsinα

从以上力矩方程可以看出，支撑力矩M2与α角呈正弦函数关系，在盖体从闭合位置向最大开启位置移动的过程中，若C点到D点的距离小于H，则α值由小向大变化，M2值也由小向大变化；若C点到D点的距离大于H，则α值由大向小变化，M2值也由大向小变化。

其中α的变化又取决与θ的变化，在排除摩擦力和其它因素影响的情况下，当M1＝M2时，作用在盖体上的闭合力矩和支撑力矩处于平衡状态，可以达到静止不动。当M1＞M2时，盖体向下运动，当M1＜M2时，盖体向上运动。

本装置上的支撑杆1在盖体2上的支撑点C的位置：如图5、图6所示，C点位于以盖体2重心为圆心以50mm为半径的圆形面内。并通过调整设备上的支撑点D的位置，使支撑关系满足上述的角度关系要求。

由于实际制成设备的受力状态要复杂得多，和理论计算值存在相当的差别，按理论值估算的力，仅可作为选择空气弹簧的参考，实际的空气弹簧参数需根据不同的需要，通过试验的方法最终确定。

本支撑装置仅仅使用空气弹簧作长度可变的支撑杆1及其两端的支座5就实现了对盖体2全范围的有效的支撑作用，使防护盖在开合过程的任何位置均处于安全可靠的状态，并可达到完美的使用效果。结构形式简单可靠，制造成本低廉，操作维修方便。

采用本支撑装置在防护盖最大开启位置，在对设备进行维护和正常使用时，如遇震动或意外外力使防护盖产生闭合趋势时，防护盖不会突然落下而产生不良后果。

如图7所示为一款全自动生化分析仪采用本支撑装置的实例。

Claims (6)

1.一种铰链式盖体支撑装置，包括长度可变的支撑杆(1)，该支撑杆(1)的两个支撑点分别位于通过铰链相连的设备本体(4)和盖体(2)上，其特征是：在盖体(2)位于闭合位置，所述支撑杆(1)的中心轴线与该支撑杆(1)在盖体(2)上的支撑点(C)到所述铰链的旋转轴线(A)的垂直线之间的夹角(α1)小于90度；在盖体(2)位于最大开启位置，所述夹角(α2)大于0度。

2.根据权利要求1所述的盖体支撑装置，其特征是：在盖体(2)位于闭合位置，所述支撑杆(1)的轴线与其在盖体(2)上的支撑点(C)到铰链旋转轴线(A)的垂直线之间的夹角(α1)小于60度；在盖体(2)位于最大开启位置，所述夹角(α2)大于10度。

3.根据权利要求2所述的盖体支撑装置，其特征是：在盖体(2)位于闭合位置，所述支撑杆(1)的轴线与其在盖体(2)上的支撑点(C)到铰链旋转轴线(A)的垂直线之间的夹角(α1)小于45度大于25度；在盖体(2)位于最大开启位置，所述夹角(α2)大于15度。

4.根据权利要求1、2或3所述的盖体支撑装置，其特征是：所述支撑杆(1)为气弹簧。

5.根据权利要求4所述的盖体支撑装置，其特征是：所述气弹簧与设备本体(4)或盖体(2)之间通过支座(5)连接。

6.根据权利要求1、2或3所述的盖体支撑装置，其特征是：所述支撑杆(1)在盖体(2)上的支撑点(C)相对于盖体重心点(B)的距离小于50毫米。