专利名称：一种储藏装置的制作方法
技术领域：
本发明属于储藏装置，尤其涉及一种电动的可升降物品的储藏装置。
背景技术：
日常生活中，人们每天都在与各种物品打交道，每个家庭都会积累很多物品。除了每天都要使用的诸如餐饮洗漱用具、沙发椅子等常用物品之外，更多的是不经常使用甚至很少使用的物品。虽然不经常使用，却由于具有在需要时能提供使用价值或者具有收藏价值而不能被抛弃。人们当然愿意拥有多而全的各种有价值的家用物品。既然是家用物品，当然应该存放于家中，然而，现实生活中，一个不太宽敞的普通家庭居室空间中却只能容纳数量很有限的物品。“东西往哪放？”——是每个家庭主妇都会经常遇到的难题。频繁购物的结果往往就是使家里越发变得像个储藏室。
显然，家庭空间首先应该是供家人起居生活的空间，而不是储藏室。并不太宽敞的几室几厅中的每个平方米往往都是主人用多年的积蓄换来的，非常宝贵。让这些寸土寸金的使用面积能够尽可能多地用于家人的日常起居活动，而不是大量地被物品和用来储藏物品的家具所占用，是人们的共同希望。即便这些物品本身具有价值，需要放在家里，人们也都是要求其尽可能少地占用宝贵的居室面积。
都市中越来越贵的商品房，使人们难以拥有宽敞的储藏室。而只能把物品放在壁橱和各种家具中。这些柜橱、储物箱、储物架等家具，是人们日常生活中经常使用的储藏物品的工具。这些家具都不同程度地占用了住宅的使用面积。为了提高空间利用率，普遍采用的方式是多层格架式的家具。有敞开式的层架或带门的橱柜。显然，层架的层数越多，空间利用率也就越高，相对占用的地面面积也就越少。然而，从人体工程学角度来看，最适合普通身高的人查看、拿取或者存放物品的高度范围大致仅限于1.2米至1.6米之间。对于过高的层架，人只能登高操作。过低的层架，则需要弯腰弓背。所以，过高和过低的层架上的物品的查找和取放都不方便。每层货架的深度也不能过大，否则，放在里面的物品的查找和拿取都很困难。由于层架的开口处不宜采用挡板，放置在层架上的物品只能依靠自身形状来稳定，容易滑落到外面。所以，除了书架之外，层架上的物品往往不能放置的很紧凑，许多空间被浪费了。
相比之下，用箱子储藏物品时，可以塞得满满的，储藏空间利用率很高。不过，较深的储藏箱内过高的储藏密度也反过来明显地增加了查找和取放物品的难度。箱子叠在一起时，查找和拿取东西将变得更加困难。
抽屉，是一种结合了箱子和层架的优点的便捷储藏工具，不仅能够获得很高的储藏密度，而且还便于物品的查找和取放。但是，抽屉同样只能安排在有限的离地范围内。否则，就和过高的货架一样不方便。而且，由于抽屉在使用时需要用力抽拉，为了避免操作困难，抽屉的空间尺寸一般都很有限。
固定在墙壁高处的吊柜是一种很常用的避免占用居室使用面积的有效方式。显然，吊柜的矛盾在于，其安装高度必须高于普通人的身高，而这样的高度又很不便于使用。所以，在一般人家里，吊柜里面往往都是储藏一些不常用的东西。存放在吊柜中的东西的查找和拿取，始终是让人头痛的差事。
许多人家还有专门的储藏室。为了充分利用储藏空间，一般都在储藏室内放置了许多敞开式的或者带门的层架。显然，同样由于前面所述的原因，在物品的查找和取放方面，仍然不够方便。虽然储藏室是专门用于储藏物品的，但却为了便于使用，不得不给人留出基本的操作和活动空间。这部分空间一般要占用整个储藏室空间的将近一半。而这部分空出来的空间只能长期空闲，而不能被充作它用。
综上所述，现有的储藏物品的家具都不同程度地存在占用房间使用面积、不便于物品的查找和取放、储藏空间的利用率较低的缺陷。
发明内容
针对现有的各类储藏柜、储藏架等家具的上述缺陷，本发明的目的是提出一种不占用房间使用面积、便于查找和取放物品的储藏装置。
本发明是这样实现的这是一种储藏装置，其独特之处在于a)该装置的构成包括下端可连接在配套的载物箱周边的吊扣结构上的多条绳带，各绳带上部依靠安装于屋顶下的与载物箱吊扣结构对应布局的卷轮和/或导轮来定位和吊挂，各绳带上端固接并卷绕在卷轮上；b)各卷轮可根据用户通过控制器作出的特定操作，在机电控制系统作用下同步转动，使卷绕在卷轮上的各绳带同步收卷或引放，从而带动载物箱在限定高程内平稳上升或者下降；c)当同步收卷的绳带提拉载物箱上升至屋顶极限位置时，上述各绳带可在机电控制系统作用下同步制动，而载物箱则被无需电力维持锁定状态的锁定机构锁定，保持悬停状态；d)当同步引放的绳带引导载物箱下降时，机电控制系统可根据预先由用户设定的行程位置使绳带下端引放到相应高度时自动制动，从而使载物箱自动悬停在用户预先设定的高度位置；e)装置中包括过载状态检测和制动机构，当吊挂载物箱的各绳带中的任意一根受到的拉力值超过预设的常载拉力值范围时，该过载状态检测和制动机构会中止各绳带的收卷进程；f)装置中包括障碍状态检测和制动机构，当由同一组绳带连接的载物箱在下降过程中遇到障碍而导致该组中的任意绳带受到的拉力降低时，该障碍状态检测和制动机构可使这组绳带同时停止引放并锁定，从而使载物箱停止下降。
本文中所称的“绳带”，是指具有良好的抗拉强度和可绕性的适合吊挂重物的绳状或带状物，如线绳、绳索、链绳、织带、皮带、尼龙带、钢丝绳等等。本文中所称的“载物箱”，是指可用于承载某些物品的具有箱状、盆状、层架状、板状或容器状等多种可选形状的为所述装置配套制作的载物用具。本文中所称的“卷轮”是指用来卷绕上述绳带的可旋转的轮状物。本文所称的“导轮”，是指可用于支撑和引导上述绳带弯绕转向的安装在支座上的可旋转的轮状物。本文所称的“控制器”是指具有操控按钮的控制装置，也指具有可接受特定遥控指令的遥控装置，如声控装置。本文所称的“锁定机构”既可以采用配制的电控锁具方式，也可以采用在电机输出轴与载物箱之间的传动机构中加入具有自锁功能的蜗轮蜗杆方式来实现。
根据以上的描述，可以看出，本发明提出的储藏装置就是一种可安装于屋顶下的可以根据用户需求自动升降的吸顶式的载物箱。当箱体的总高度为30厘米时，对于2.7米净高的普通居室来说，在箱体下方可以留出净高2.4米左右的空间。由于箱体在不用时，完全吸附在屋顶，所以，不会占用居室的任何地面使用面积，也不会挤占箱体下方的人的活动空间。箱体的总高度的设定，可以根据用户的要求和具体安装的房间的层高情况来个别确定。相对于深度在15厘米左右的普通抽屉来说，25-30厘米深的载物箱已经能够满足绝大部分零散家用物品的储藏要求了。
如采用周边有围板的载物箱，则载物箱中的物品可以充满箱体空间，以达到储藏空间的充分利用。
当用户使用时，可通过控制器使吸附在屋顶的载物箱自动下降到合适的高度。比如箱体上沿离地1米左右。显然，普通成人在这个高度上查找、取放和整理箱内的物品时，不必弯腰或登高，是非常符合人体工学要求的。甚至可以调整到更低一些，使用户可以坐在椅子上整理载物箱。必要时，还可以使箱体降落并放置到地面上。
在25-30厘米的深度内的物品即便相互叠放，也比较容易翻找、整理和取放。
作为一种民用电器设备，用户操作安全性和设备的可靠性当然是第一位的。因此，本发明中的必要特征中包含了“过载状态检测和制动机构”以及“障碍状态检测和制动机构”。
过载状态检测和制动机构的作用是当用户在载物箱内放置的物品的总重量太重，或者严重偏重，超过了预先设定的载荷指标时，该机构将自动禁止箱体的提升，从而提醒用户减轻箱内物品的重量，避免发生危险。另外，当符合重量要求的箱体在上升过程中，如果遇到突发的阻力，比如受到人手的攀抓或阻挡，使箱体的总重量突然超过额定值，该机构还会自动紧急制动。这种功能对于家庭环境中的儿童的安全是至关重要的。同时，该功能也容许用户在载物箱上升时随时可以通过用手直接牵扯箱体的适当部位来使其停立刻下来。
障碍状态检测和制动机构的作用是在载物箱下降过程中，如果箱体底部接触到不明障碍的阻挡时，为了避免箱体倾斜侧翻，该装置会自动紧急制动，使箱体停稳。
显然，上述过载状态检测和制动机构以及障碍状态检测和制动机构都可以通过多种现有的传感技术和自动控制技术来实现。比如在装置中的绳带端部安装某种电子传感器来检测绳带的拉力变化，从而起到过载制动功能。又比如在载物箱底面安装整面的触摸开关，并以此起到障碍检测功能。当然，还可以借用其他多种电子传感和检测技术。比如利用光、波、磁原理的障碍检测技术。但是，这些电子传感方式可能存在可靠性较差、成本较高的问题。一旦出现故障并导致检测错误，就有可能发生危险后果。所以，在本发明中，还进一步提出了一种相对来说可靠性更高、结构更简单、成本更低的机电式的原理来实现过载状态检测和制动机构以及障碍状态检测和制动机构的功能。其具体方式如下面所述这是一种前面所述的储藏装置，其进一步的特征在于a)所述的卷轮套在卷轮轴筒上；b)卷轮轴筒紧固在动力输入轴上；c)在卷轮侧面安装了软弹簧、硬弹簧；d)当卷轮因受绳带拉力而绕卷轮轴筒偏转时，会先后迫使软弹簧和硬弹簧发生弹性变形；e)设置了根据卷轮与卷轮轴筒的相对偏转角度决定开合状态的载荷检测开关；当该载荷检测开关处于开断状态时，会切断动力输入轴的旋转动力源；f)绳带上承受的常载拉力导致的卷轮扭力大于软弹簧的初始弹力，但小于硬弹簧的初始弹力，卷轮在常载拉力作用下克服软弹簧的弹力，并沿绳带的拉力方向绕卷轮轴筒偏转至常载位置，此时，卷轮与卷轮轴筒之间由硬弹簧支撑并相互保持固定的位置关系，即处于常载状态；在常载状态下，载荷检测开关闭合；g)绳带上承受的过载拉力导致的卷轮扭力大于软、硬弹簧的初始弹力，卷轮在过载拉力作用下沿绳带的拉力方向绕卷轮轴筒偏转至过载位置，此时，支撑卷轮与卷轮轴筒的硬弹簧的两个弹性端同时受到卷轮和卷轮轴筒的相反方向的作用力而产生弹性变形，卷轮与卷轮轴筒之间的位置关系属于过载状态；在过载状态下，设置在卷轮与上述载荷检测开关之间的凸轮传动机构促使载荷检测开关处于开断状态；h)当绳带上承受的拉力减小，并导致卷轮扭力小于软弹簧的初始弹力时，卷轮在软弹簧的弹力作用下沿绳带的拉力方向的相反方向绕卷轮轴筒偏转至障碍位置，此时，卷轮与卷轮轴筒之间由软弹簧支撑，卷轮与卷轮轴筒之间的位置关系属于障碍状态；在障碍状态下，设置在卷轮与上述载荷检测开关之间的凸轮传动机构促使载荷检测开关处于开断状态。
依据相同的原理，在具体的实现方式中，上述的软硬弹簧可以采用拉簧、压簧、扭簧等方式。
从上面所述的技术特征的描述中可以看出，硬弹簧的受力状态被用来作为检测载物箱内载荷变化的依据。硬弹簧的初始弹力值决定了载物箱最大的容许负载重量值。如果某个硬弹簧受力变形，就意味着相应绳带上的负载重量超过了设定值。硬弹簧的变化通过凸轮机构传递给电路开关后，会直接切断载物箱的提升动力，从而使载物箱无法上升。这种原理的可靠性基本上在于弹簧的可靠性。而作为单一机械元件的弹簧，显然要比结构精密的电子传感器更不容易出现故障，可靠性更高。
当载物箱下降时，如果箱体遇到阻力，并且这种阻力已经迫使至少一根绳带上的负载急剧下降到不足以抵消软弹簧的初始弹力时，会导致软弹簧的形体恢复，并经由卷轮、凸轮机构使载荷检测开关断开，从而使载物箱的下降动力被切断。
本发明提出的装置可以在同一间屋子内同时紧密安装多台，使屋顶空间得到最大限度的利用。如果每个装置都使用独立的电机驱动，那么，一间屋子内就可能需要许多电机，这显然有些不太经济。
为了减少电机的使用数量，简化装置的结构，降低成本，在前述发明特征的基础上，本发明还进一步提出了如下发明特征，从而让一组储藏装置共享一个电机来作为动力来源a)该装置具有多个升降单元；b)各升降单元由同一机电控制系统控制并且并排安装在同一屋顶区域下；c)各升降单元的升降运行均依靠同一共享电机通过一公共传动体提供动力；d)每个升降单元包括一组共同吊挂一个载物箱的绳带；e)同一升降单元中的绳带所卷绕的卷轮由同一个动力输入轴驱动；f)任意升降单元的动力输入轴均可通过该升降单元中的离合机构从上述公共传动体引入动力，并带动该升降单元的卷轮上的绳带同步收放，从而带动该升降单元的载物箱升降运行；g)机电控制系统可根据用户的操作来控制各升降单元的离合机构的工作状态；h)任意升降单元的处于分离状态的离合机构均可避免其所在升降单元的卷轮受共享电机动力的驱动。
上述的离合机构，可以根据具体实施中所采用的公共传动体的不同方式来选择现有离合传动技术中的适当方式来实现。
在具体实施方案中，上述的公共传动体可以有多种选择方式，下面所述的就是采用了一种传动带方式的公共传动体的发明特征a)所述的公共传动体是安装在轮系上的可正反向循环运转的闭合绳带圈；b)各个升降单元的的动力输入轴上固定安装了动力导入轮；c)所述的离合机构中具有可与动力导入轮组成摩擦副的摩擦轮；d)闭合绳带圈穿过每个升降单元的动力导入轮轮面和离合机构的摩擦轮轮面之间；e)离合机构可在机电控制系统的控制下，驱使摩擦轮向动力导入轮方向移动，将闭合绳带圈压向动力导入轮轮面，使其相互产生足够的磨擦力，从而使动力导入轮运转。
上述的闭合绳带圈就一种依靠电机带动的循环运转的传动带。
除了传动带方式之外，公共传动体还可以采用其他方式，比如长轴状旋转体。其特征可以是a)所述的公共传动体是长轴状旋转体；b)各个升降单元的的动力输入轴上固定安装了动力导入轮；c)在长轴状旋转体的位于每个升降单元的动力导入轮处均分别固定安装了动力输出轮；d)所述的离合机构中具有可同时与上述动力导入轮和动力输出轮组成联动摩擦副的摩擦轮；e)离合机构可在机电控制系统的控制下，驱使摩擦轮与上述的动力输入轮和/或动力输出轮之间作离合动作，从而使动力输出轮的旋转动力传递或不传递给动力输入轮。
所谓长轴状旋转体可以采用单根长轴方式，也可以是通过连轴器串联起来的多段同心轴方式。它通过电机传动系统带动旋转。在具体实施中，可能会需要采用圆锥齿轮组来调整传动方向。
在具体实施过程中，对于一般的家庭来说，最好选择一个完整的房间，并将整个顶棚都布满这种储藏装置。比如，在一个有12平方米使用面积、净高2.7米的典型房间内，可以在整个顶棚下全部安装高度30厘米的储藏装置。这样，在这间小屋的顶棚下，可以提供大约3个立方米的高密度储藏空间。显然，对于一般家庭来说，用这3个立方米的高密度储藏空间来容纳除沙发床具桌椅板凳之外的其他几乎所有零碎用品，是绰绰有余的。
另外，一般的标准住宅中或多或少都有一点走廊空间，由于这些地方装潢后的顶棚下净高度可以低于2.1米，所以，在这些地方的顶棚下安装的吸顶式储藏装置的载物箱深度可以达到50厘米以上，适合储藏一些高度尺寸更大的物品。
从以上对发明特征的描述来看，本发明提出的这种可以自动升降的吸顶式储藏装置具有如下优点1、本发明的储藏装置的吸顶安装方式使上升就位后的载物箱箱体不会占用下方的人体活动空间，也完全不会占用居室的地面面积；2、载物箱内的空间利用率很高，物品可以很紧密地充满箱体；3、在使用时，用户可以很方便地通过操控控制器让所选择的载物箱自动降低到最适合其操作的高度位置，使其不需要弯腰或者登高就能直接取放、查找和整理载物箱内的物品，完成目的之后，同样可以通过操控控制器来使载物箱自动上升归位。整个使用过程非常便捷，节省了使用者的体力；4、载物箱在使用过程中，如果发生超载情况，或者在上升时遇到意外阻力，或者被使用者用手在中途用力拉住，箱体都可以自动制动；另外，箱体在下降过程中，如果遇到某些意外障碍(比如接触到人体、家具等)时，也会自动制动，从而避免发生危险；
5、上升归位后的箱体底部成为居室的天花板的一部分，箱体内的物品在下面看不见，即使箱体内的物品并没有整齐放置，也不会产生视觉上的零乱感觉。可以通过选择合适的箱体底部材料和适当的形状尺寸以及色彩纹理来美化箱体底部的视觉效果。也就是说，这种储藏装置的箱体底部可以成为美化居室环境的一个重要的装潢内容，其使用状态具有良好的外观特征。
在后面介绍的具体实施方式
中，将结合附图对本发明的其他具体技术特征作进一步的详细描述。
图1是根据本发明的基本原理设计的具有两组升降单元的吸顶式电动载物箱的运行状态立体图；图2是图1所示实施例的一个升降单元的完整构造图，为了便于展示完整构造，该升降单元的周边叁个升降单元的载物箱箱体被摘除；图3是图1所示实施例的一个单元的安装在箱体侧方的完整的单元传动系统的立体图；图4是图3所示的单元传动系统中安装在动力输入轴一端的两个组合在一起的带过载/障碍状态检测和制动机构的卷轮组件的立体图；图5是图4所示卷轮组件的组装关系立体示意图；图6是图4所示卷轮组件的另一侧视角的立体图；图7是图5所示卷轮组件的组装关系立体示意图的另一侧视角的立体示意图；图8、图9是图5中的凸轮传动叉零件的正反侧立体图；图10、图11是图5中的卷轮轴筒挡圈零件的正反侧立体图；图12、图13是图5中的卷轮轴筒零件的正反侧立体图；图14、图15是图5中的卷轮零件的正反侧立体图；图16、图17是图5中的两个卷轮轴筒、两个凸轮传动叉、两个卷轮轴筒挡圈相互组装后的正反两侧立体图；图18是图3所示的单元传动系统中的离合机构在组装状态中的立体图，其上盖省略；图19、图20是图18所示离合机构中的可组合成单一滑杆的互为镜像的左半滑杆和右半滑杆零件立体图；图21是图18所示离合机构中的摩擦轮零件立体图；图22是图18所示离合机构中的下盖零件立体图；图23是图18所示离合机构中的摆杆零件立体图；图24是图18所示离合机构中的电磁传动滑块零件立体图；图25是图18所示离合机构中的上盖零件立体图；图26、图27是图1所示实施例的一个单元中的载物箱的左右两侧视角的立体图。
具体实施例方式
参见附图，本发明的一个实施例是如图1所示的安装在屋顶下的具有两组升降单元的吸顶式电动载物箱。它的两排形状结构相同的长方形载物箱箱体(1)相互紧密排列。每排载物箱(1)由一个共享电机带动。电机组件安装在每排载物箱箱体的最外端墙角处(图略)。当各箱体(1)全部升到屋顶后，所有箱体(1)的底部形成一个平顶，在外观上，该平顶成为这间屋子的天花板。
各箱体(1)由四根尼龙吊带(2)吊挂，每个箱体(1)的侧面围板边缘对称设置了4套吊带挂钩(3)，尼龙吊带(2)的下端牢固地挂接在对应的吊带挂钩(3)上。
如图2、图3所示，在一个升降单元中，吊挂箱体的四根尼龙吊带中两根尼龙吊带(2)的上部直接向上延伸并转绕在安装在屋顶下的单元传动系统中的两个对应位置的卷轮(4)上。而另外两根尼龙吊带(2)则先向上绕过安装在屋顶的导轮(5)后再延伸至另外两个卷轮(4)上。
本实施例中的单元传动系统的完整构造如图3所示。它的构造包括1、安装在支架(6)上的动力输入轴(7)；2、对称安装在动力输入轴(7)两端的两对卷轮(4)组件；3、紧固在动力输入轴(7)上的蜗轮(8)；4、安装在支架(6)上的蜗杆(9)；5、与蜗杆(9)同轴结合的动力导入轮(10)；6、安装在支架上的离合机构(11)；该离合机构(11)的构件参见图18，其中包括安装在下盖(12)[上盖(13)在图18中省略]内的摩擦轮(14)、滑杆(15)、摆杆(16)、电磁铁(17)、电磁铁传动滑块(18)、装在电磁铁传动滑块一端的永磁铁(19)、电磁铁传动滑块的回位弹簧(20)。
安装在动力输入轴(7)两端的两对卷轮(4)组件的内部构造具备本发明所要求的“过载状态检测和制动机构”和“障碍状态检测和制动机构”功能。其每对卷轮(4)组件可相互组装在一起，其组装后的整体形态如图4和图6所示。图5和图7从两个视角展示了图4和图6所示的一对卷轮(4)组件的各个零件的相互组装关系。如图所示，这对卷轮(4)组件中包括五种塑料零件和两种弹簧。即两个卷轮(4)、两个卷轮轴筒(21)、两个卷轮轴筒挡圈(22)、两个凸轮传动叉(23)、两个带尼龙端帽(24)的硬弹簧(25)和两个软弹簧(26)。
其中四种塑料零件的更详细的构造如图8至图15所示。
参见图5、图7、图14和图15，在卷轮(4)的轮槽底面设有缺口(27)，缺口(27)下方有通槽(28)。尼龙吊带(2)的一个端部可从缺口(27)插入，并在通槽(28)内折叠，并卷绕一个硬杆后卡牢。卷轮(4)的一侧带有两对对称布局的弹簧凹槽，其中一对是硬弹簧凹槽(29)，用于安装硬弹簧(25)。另一对是软弹簧凹槽(30)，用于安装软弹簧。各弹簧凹槽的端部两侧壁面有弹簧挡托(31)结构。根据尼龙吊带(2)的不同卷绕方向，在相应一侧的硬弹簧凹槽(29)和软弹簧凹槽(30)内分别安装一个硬弹簧(25)和一个软弹簧(26)。
参见图5、图7、图12和图13，在卷轮轴筒(21)的一侧法兰端面内侧的对应于卷轮(4)侧面的弹簧凹槽的位置设置了一个硬弹簧顶舌(32)和一个软弹簧顶舌(33)。当卷轮轴筒(21)在特定角度插入卷轮轴孔(34)内之后，卷轮轴筒(21)的硬弹簧顶舌(32)会插入卷轮(4)侧面的那对硬弹簧凹槽(29)之间的硬弹簧顶舌滑槽(35)内，而软弹簧顶舌(33)则插入卷轮(4)侧面的那对软弹簧凹槽(30)之间，并抵住软弹簧(26)的一端。卷轮轴筒的轴孔(37)内插入动力输入轴(7)，并用开口销[图略]在销孔(21-1)处使卷轮轴筒(21)与动力输入轴(7)相互固定结合。
参见图5、图7、图10和图11，安装在卷轮(4)另一侧的卷轮轴筒挡圈(22)的作用是为了避免卷轮(4)在运转中沿着卷轮轴筒(21)的轴向移位。该卷轮轴筒挡圈(22)也通过开口销固定在卷轮轴筒(21)上。
参见图5、图7、图8和图9，凸轮传动叉(23)可从一侧套在卷轮轴筒(21)上。凸轮传动叉(23)的两条长臂(38)内侧的两条平行的凸条(39)可以在卷轮轴筒(21)的轴面上设置的专用限位凹槽(40)内，从而使凸轮传动叉(23)仅能沿着卷轮轴筒(21)的轴向作短距离(5毫米左右)的滑动，而不能与卷轮轴筒(21)之间作相对转动。位于凸轮传动叉(23)侧端圆盘状构造的内侧有两段对称布置的V形凸轮轮段(41)，在卷轮(4)的对应侧面的相应位置有相匹配的A形驱动凸舌(42)。
图16、图17展示了两套相互组合后的卷轮轴筒(21)、凸轮传动叉(23)、卷轮轴筒挡圈(22)的正反两侧视角的状态，图中没有安装卷轮(4)。
上述两对卷轮(4)组件的“过载状态检测和制动机构”和“障碍状态检测和制动机构”功能的实现原理是这样的1、当一对相互串联组合的卷轮(4)中的外侧[也就是靠近动力输入轴(7)端部一侧]的卷轮(4)上的尼龙吊带(2)承受由载物箱(1)负荷产生的拉力超过该卷轮(4)侧面的硬弹簧(25)的初始弹力时，该卷轮(4)的硬弹簧顶舌(32)会压缩硬弹簧(25)，并沿着尼龙吊带(2)的卷绕方向绕卷轮轴筒(21)转动一个角度。该偏转角度大于安装在该卷轮(4)另一侧的凸轮传动叉(23)上的V形凸轮轮段(41)的二分之一。由于凸轮传动叉(23)不能绕卷轮轴筒(21)转动，而只能沿卷轮轴筒(21)的轴向滑动，所以，产生相对偏转的卷轮(4)和卷轮轴筒(21)会促使卷轮(4)上的凸舌(42)挤压该凸轮传动叉(23)的V形凸轮轮段(41)，使该凸轮传动叉(23)沿动力输入轴(7)的轴向向动力输入轴(7)的中部方向滑动一小段距离(约5毫米)，并同步顶压内侧卷轮组件中的另一个凸轮传动叉(23)的两个长臂(38)的外端，使那个凸轮传动叉(23)也一同移动。在内侧的凸轮传动叉(23)的侧端圆盘状构造的外侧表面(43)会挤压安装在支架(6)上的载荷检测开关(44)[载荷检测开关(44)位置参见图18]。该载荷检测开关(44)会通过离合机构(11)中止动力输入轴(7)的转动(具体过程在后面有专门描述)。同理，当其他任意一个卷轮(4)上的尼龙吊带(2)承受的拉力超过对应的硬弹簧(25)的初始弹力时，都会通过载荷检测开关(44)中止动力输入轴(7)的转动，从而实现了“过载状态检测和制动机构”的功能。
2、当一个升降单元内的所有卷轮(4)上的尼龙吊带(2)承受由载物箱(1)负荷产生的拉力均低于各自对应的硬弹簧(25)的初始弹力，但足以压缩各自对应的软弹簧(26)时，各卷轮(4)的软弹簧顶舌(33)会压缩软弹簧(26)，而硬弹簧顶舌(32)会抵住硬弹簧(25)的球形尼龙端帽(24)。此时，各卷轮(4)与其对应的卷轮轴筒(21)之间都以相对不变的姿态进行同步运转，相当于各卷轮(4)与相对应的卷轮轴筒(21)之间都暂时相互结合成整体。此时，该升降单元内的两个载荷检测开关(44)均处于闭合状态，动力输入轴(7)可以正常运转。
3、当一对相互串联组合的卷轮(4)中的外侧(也就是靠近动力输入轴(7)端部一侧)的卷轮(4)上的尼龙吊带(2)承受由载物箱(1)负荷产生的拉力低于该卷轮(4)侧面的软弹簧(26)的初始弹力时，该卷轮(4)的软弹簧顶舌(33)会被软弹簧(26)顶压驱动到极限位置，使卷轮(4)沿着与尼龙吊带(2)的卷绕方向相反的方向绕卷轮轴筒(21)转动一个角度。该偏转角度大于安装在该卷轮(4)另一侧的凸轮传动叉(23)上的V形凸轮轮段(41)的二分之一。由于凸轮传动叉(23)不能绕卷轮轴筒(21)转动，而只能沿卷轮轴筒(21)的轴向滑动，所以，产生相对偏转的卷轮(4)和卷轮轴筒(21)会促使卷轮(4)上的凸舌(42)挤压该凸轮传动叉(23)的V形凸轮轮段(41)，使该凸轮传动叉(23)沿动力输入轴(7)的轴向向动力输入轴(7)的中部方向滑动一小段距离(约5毫米)，并同步顶压内侧卷轮组件中的另一个凸轮传动叉(23)的两个长臂(38)的外端，使那个凸轮传动叉(23)也一同移动。在内侧的凸轮传动叉(23)的侧端圆盘状构造的外侧表面(43)会挤压安装在支架(6)上的载荷检测开关(44)[参见图18]。该载荷检测开关(44)会通过离合机构(11)中止动力输入轴(7)的转动(具体过程另段描述)。同理，当其他任意一个卷轮(4)上的尼龙吊带(2)承受的拉力低于对应的软弹簧(26)的初始弹力时，都会通过载荷检测开关(44)中止动力输入轴(7)的转动，从而实现了“障碍状态检测和制动机构”的功能。这样，当载物箱(1)下降过程中，如果遇到了意外阻力，比如箱体压在下方的人体或者物体上，那么，会导致对应位置的至少一根尼龙吊带(2)承受的拉力突然大幅度减小，那么，就会通过上述过程导致载物箱(1)紧急制动，从而避免出现危险和损失，也避免了悬空的载物箱(1)因失去平衡而倾覆。当然，对于一些质地轻软单薄的障碍物(比如花盆的枝叶)来说，还难以阻止载物箱(1)下降，所以，也可以考虑另外设置一套利用某种现有技术中的更灵敏的电子传感器方式的障碍自动监测和制动系统。不过，从可靠性和安全性方面来说，上述的利用弹簧原理的纯机械方式可能更可靠、更耐用。
不同的升降单元可以根据实际载荷需要而采用不同的初始弹力的硬弹簧(25)。硬弹簧(25)的初始弹力越大，其对应的尼龙吊带(2)可以承受的额定负载也越大。
由同组升降单元的共享电机(图略)带动的闭合绳带圈(45)的上下绳带分别从该组升降单元的离合机构(11)的上下方穿过，其上方绳带并刚好穿过离合机构(11)的摩擦轮(14)和与蜗杆结合的动力导入轮(10)之间。
参见图18，每个升降单元内的离合机构(11)的运行原理是这样的当用户按着规定的方法操作控制面板，使某个升降单元中的离合机构(11)的电磁铁(17)通电后，会立即产生与装在电磁铁传动滑块(18)一端的永磁铁(19)相吸的吸引力，该吸引力远大于回位弹簧(20)的弹力。这样，电磁铁传动滑块(18)被迫克服回位弹簧(20)的阻力而向电磁铁(17)方向滑动，并通过抓套(46)结构[参见图24]拉动滑杆(15)下侧的滑柄(47)结构[参见图19、图20]，并同时带动摆杆(16)向电磁铁(17)方向摆动，从而带动滑杆(15)上端的摩擦轮(14)向上移动，将闭合绳带圈(45)挤向动力导入轮(10)。这样，当夹在摩擦轮(14)和动力导入轮(10)之间的闭合绳带圈(45)向一侧运行时，会带动动力导入轮(10)、蜗杆(9)、蜗轮(8)、动力输入轴(7)、各卷轮(4)一起同步旋转，进而收卷或者引放相应的尼龙吊带(2)，促使相应的载物箱(1)上升或者下降。
当该离合机构的电磁铁(17)断电后，永磁铁(19)失去了电磁铁(17)的引力，电磁铁传动滑块(18)在回位弹簧(20)的作用下通过抓套(46)结构顶压滑杆下侧的滑柄(47)，使滑杆(15)上端的摩擦轮(14)向下移动。这样，由于下移的摩擦轮(14)不再对闭合绳带圈(45)产生顶压力，使闭合绳带圈(45)与上方的动力导入轮(10)不能接触，无法向动力导入轮(10)传递动力，从而使动力导入轮(10)停止转动。显然，由于蜗轮(8)蜗杆(9)的自锁原理，载物箱(1)箱体的重力是不能反过来驱动动力输入轴(7)旋转的。也就是说，只要电磁铁(17)不通电，并且没有其他额外作用力驱动的情况下，载物箱(1)箱体会始终处于悬停状态。
离合机构(11)的各个塑料零部件的构造形状参见图19至图25。其中的滑杆(15)由互为镜像的左半边(15-1)和右半边(15-2)结构组成，其上端外侧的滑块构造(15-3)可在上盖(13)和下盖(12)的对应位置的滑槽构造(48)中滑动。滑杆(15)上轴(15-4)插入摩擦轮(14)轴孔内，滑杆(15)下轴(15-5)插入摆杆(16)的上端轴孔(16-1)内。摆杆(16)的下端轴孔(16-2)套在上盖(13)、下盖(12)的固定轴(49)上。位于电磁铁传动滑块(18)中部通道(18-1)内的回位弹簧(20)的左端抵住上盖(13)和下盖(12)的弹簧支撑结构(50)上，另一端抵住电磁铁传动滑块中部通道(18-1)的右壁。
本实施例中采用的载物箱(1)的外形如图26、图27所示。这是一种长方形的箱体。建议的长宽高尺寸为长1500mm，宽800mm，高300mm。当然，在具体应用中，可以根据实际需要而灵活变化，并相应选取适当长度的动力输入轴(7)。对于净层高2.7米的普通住宅来说，载物箱(1)深度的比较理想的选择范围是250mm至300mm之间。也就是为下方留出2.4米至2.45米的净高度。当然，整个房间的不同位置可以分别选择不同的箱体深度。甚至同一个载物箱(1)箱体的底面也可以采用阶梯式的形状，从而在箱体内产生不同深度的储藏空间。显然，较深的储藏空间应当靠近墙体。
为了使载物箱(1)在上升过程中能够具备一定的抗摆动能力，可以像图2所示的那样，使安装在顶棚上的导轮(5)与卷轮(4)之间的距离大于载物箱(1)对应位置的吊带挂钩(3)之间的距离，这样，吊挂载物箱(1)的两对尼龙吊带(2)之间便呈现倒梯形姿态，这种姿态能够迅速吸收载物箱(1)上升过程中的一部分晃动能量，从而有助于迅速消除载物箱(1)在使用过程中不可避免的摆动。
由于吊挂载物箱(1)的尼龙吊带(2)本身是柔软的，对载物箱(1)的定位能力不高。而定位不确定的缺陷会导致相邻箱体的底部接缝宽度不均匀，相互有一定的不良挤压。影响了美观。所以，为了使载物箱(1)能够更准确地在顶棚下方定位，本实施例在载物箱(1)两侧设置了定位凹盆(51)，并且在其正上方的顶棚下对应位置准确安装了定位凸舌(52)。当载物箱(1)上升至顶棚极限位置时，定位凹盆(51)和定位凸舌(52)会使载物箱(1)准确定位。
在定位凸舌(52)的中央安装了行程开关(图略)。当定位凹盆(51)扣在定位凸舌(52)上时，该行程开关被定位凹盆(51)的盆底触发，从而切断该升降单元的驱动力，使载物箱(1)在蜗轮(8)蜗杆(9)的自锁功能作用下锁定悬停在顶棚下方。显然，这种锁定悬停状态不会受到断电的影响。当然，行程开关也可以安装在箱体和顶棚的其他适当的位置。
如图2所示，为了简化现场施工难度，四个前后左右相邻的升降单元的安装在顶棚上的导轮(5)可以共享一个支架。
本实施例中采用了同组升降单元共享一个驱动电机的技术特征。其优点是能够减少电机的使用数量。然而，在一些家用环境下，由于单个载物箱内的物品的重量并不太大，所需的电机功率比较小，因此，在小功率电机的成本较低的情况下，即便每个升降单元都单独使用一个电机，也不会显著提高整个房间内的吸顶式载物箱的总成本。也就是说，在不同的应用场合，应当根据具体情况来确定是否采用共享电机方式。在本实施例中，如果采用独立电机，那么，只需将离合机构(11)取消，并在同一位置安装电机和附属机构，让电机通过皮带轮或者齿轮来驱动蜗杆转动。
本实施例中，可控制一个房间内的所有载物箱升降的总控制器是依靠现有的自动控制技术制成的电子控制装置。其构成可包含操作面板、按键、液晶显示屏等构件，其核心是单片机。它可以对整套装置中的电机、电磁铁和所有开关的状态进行检测和控制。操作面板上的按键可包括0-9数字键，用来预先选择载物箱的数字代号，该数字代号会显示在液晶屏上。还有用户设置键和相应的程序菜单，以供用户按着自己的需要来预先设定和修改任意载物箱的预设下降高度。还可以提供设定和修改任意载物箱的开箱密码、设定任意载物箱内物品种类提示等高级选项。当用户选好载物箱代号之后，再按下一个“下降键”，立刻，该代号指定的载物箱便会在系统控制下平稳下降，直到下降到用户事先通过该控制器设定好的该箱体最下端的高度位置后停下来。当用户完成了物品的取放整理操作之后，再次按下操作面板上的“提升键”，该载物箱便会立即平稳上升至屋顶。
为了更加便于操作，当然可以为用户添加手持式遥控器。这在现有技术中是很容易实现的。
参见图1、图2，为了安排室内的屋顶照明，可以在储藏箱之间的空隙中安装灯具(53)，并且在储藏箱边缘预留透明窗口(54)。或者，还可以考虑在箱体角部之间预留空隙，用于安装圆形嵌入式灯具。
甚至可以考虑在箱体下面直接安装吸顶式灯具，并且通过下垂式导线引入电源。或者，也可以考虑通过安装在顶棚的特制插座以及安装在箱体上的对应的插头方式向灯具提供电源。当箱体下降时，插头与插座分离，灯具断电。当箱体上升归位后，插头插入插座，电源电路接通，使灯具可以通过另外的开关开启。
权利要求
1.一种储藏装置，其特征是a)该装置的构成包括下端可连接在配套的载物箱(1)周边的吊扣结构(3)上的多条绳带(2)，各绳带(2)上部依靠安装于屋顶下的与载物箱吊扣结构(3)对应布局的卷轮(4)和/或导轮(5)来定位和吊挂，各绳带(2)上端固接并卷绕在卷轮(4)上；b)各卷轮(4)可根据用户通过控制器作出的特定操作，在机电控制系统作用下同步转动，使卷绕在卷轮(4)上的各绳带(2)同步收卷或引放，从而带动载物箱(1)在限定高程内平稳上升或者下降；c)当同步收卷的绳带(2)提拉载物箱(1)上升至屋顶极限位置时，上述各绳带(2)可在机电控制系统作用下同步制动，而载物箱(1)则被无需电力维持锁定状态的锁定机构锁定，保持悬停状态；d)当同步引放的绳带(2)引导载物箱(1)下降时，机电控制系统可根据预先由用户设定的行程位置使绳带(2)下端引放到相应高度时自动制动，从而使载物箱(1)自动悬停在用户预先设定的高度位置；e)装置中包括过载状态检测和制动机构，当吊挂载物箱(1)的各绳带(2)中的任意一根受到的拉力值超过预设的常载拉力值范围时，该过载状态检测和制动机构会中止各绳带(2)的收卷进程；f)装置中包括障碍状态检测和制动机构，当由同一组绳带(2)连接的载物箱(1)在下降过程中遇到障碍而导致该组中的任意绳带(2)受到的拉力降低时，该障碍状态检测和制动机构可使这组绳带(2)同时停止引放并锁定，从而使载物箱(1)停止下降。
2.一种如权利要求1所述的储藏装置，其特征是a)所述的卷轮(4)套在卷轮轴筒(21)上；b)卷轮轴筒(21)紧固在动力输入轴(7)上；c)在卷轮(4)侧面安装了软弹簧(26)和硬弹簧(25)；d)当卷轮(4)因受绳带(2)拉力而绕卷轮轴筒(21)偏转时，会先后迫使软弹簧(26)和硬弹簧(25)发生弹性变形；e)设置了根据卷轮(4)与卷轮轴筒(21)的相对偏转角度决定开合状态的载荷检测开关(44)；当该载荷检测开关(44)处于开断状态时，会切断动力输入轴(7)的旋转动力源；f)绳带(2)上承受的常载拉力导致的卷轮(4)扭力大于软弹簧(26)的初始弹力，但小于硬弹簧(25)的初始弹力，卷轮(4)在常载拉力作用下克服软弹簧(26)的弹力，并沿绳带(2)的拉力方向绕卷轮轴筒(21)偏转至常载位置，此时，卷轮(4)与卷轮轴筒(21)之间由硬弹簧(25)支撑并相互保持固定的位置关系，即处于常载状态；在常载状态下，载荷检测开关(44)闭合；g)绳带(2)上承受的过载拉力导致的卷轮(4)扭力大于软弹簧(26)、硬弹簧(25)的初始弹力，卷轮(4)在过载拉力作用下沿绳带(2)的拉力方向绕卷轮轴筒(21)偏转至过载位置，此时，支撑卷轮(4)与卷轮轴筒(21)的硬弹簧(25)的两个弹性端同时受到卷轮(4)和卷轮轴筒(21)的相反方向的作用力而产生弹性变形，卷轮(4)与卷轮轴筒(21)之间的位置关系属于过载状态；在过载状态下，设置在卷轮(4)与上述载荷检测开关(44)之间的凸轮传动机构(23)促使载荷检测开关(44)处于开断状态；h)当绳带(2)上承受的拉力减小，并导致卷轮(4)扭力小于软弹簧(26)的初始弹力时，卷轮(4)在软弹簧(26)的弹力作用下沿绳带(2)的拉力方向的相反方向绕卷轮轴筒(21)偏转至障碍位置，此时，卷轮(4)与卷轮轴筒(21)之间由软弹簧(26)支撑，卷轮(4)与卷轮轴筒(21)之间的位置关系属于障碍状态；在障碍状态下，设置在卷轮(4)与上述载荷检测开关(44)之间的凸轮传动机构(23)促使载荷检测开关(44)处于开断状态。
3.如权利要求1或2所述的一种储藏装置，其特征在于a)该装置具有多个升降单元；b)各升降单元由同一机电控制系统控制并且并排安装在同一屋顶区域下；c)各升降单元的升降运行均依靠同一共享电机通过一公共传动体(45)提供动力；d)每个升降单元包括一组共同吊挂一个载物箱(1)的绳带(2)；e)同一升降单元中的绳带(2)所卷绕的卷轮(4)由同一个动力输入轴(7)驱动；f)任意升降单元的动力输入轴(7)均可通过该升降单元中的离合机构从上述公共传动体(45)引入动力，并带动该升降单元的卷轮(4)上的绳带(2)同步收放，从而带动该升降单元的载物箱(1)升降运行；g)机电控制系统可根据用户的操作来控制各升降单元的离合机构的工作状态；h)任意升降单元的处于分离状态的离合机构均可避免其所在升降单元的卷轮(4)受共享电机动力的驱动。
4.如权利要求3所述的一种储藏装置，其特征在于a)所述的公共传动体是安装在轮系上的可正反向循环运转的闭合绳带圈(45)；b)各个升降单元的的动力输入轴(7)上固定安装了动力导入轮(10)；c)所述的离合机构中具有可与动力导入轮(10)组成摩擦副的摩擦轮(14)；d)闭合绳带圈(45)穿过每个升降单元的动力导入轮(10)轮面和离合机构的摩擦轮(14)轮面之间；e)离合机构可在机电控制系统的控制下，驱使摩擦轮(14)向动力导入轮(10)方向移动，将闭合绳带圈(45)压向动力导入轮(10)轮面，使其相互产生足够的磨擦力，从而使动力导入轮(10)运转。
5.如权利要求3所述的一种储藏装置，其特征在于a)所述的公共传动体是长轴状旋转体；b)各个升降单元的的动力输入轴上固定安装了动力导入轮；c)在长轴状旋转体的位于每个升降单元的动力导入轮处均分别固定安装了动力输出轮；d)所述的离合机构中具有可同时与上述动力导入轮和动力输出轮组成联动摩擦副的摩擦轮；e)离合机构可在机电控制系统的控制下，驱使摩擦轮与上述的动力输入轮和/或动力输出轮之间作离合动作，从而使动力输出轮的旋转动力传递或不传递给动力输入轮。
全文摘要
为了解决层架橱柜等用于储藏物品的家具存在的占用居室面积和空间、不便于查找和取放物品的缺陷，本发明提出了一种电动升降式储藏装置。它包括由绳带(2)吊挂的载物箱(1)、可收卷或引放绳带(2)的安装与屋顶的机电传动机构构成。且具有过载自动制动功能和下降时遇到障碍自动制动的功能。多个装置联合组装后，可充分利居室的顶棚空间，完全不会占用地面面积，且所有物品的取放都同样方便快捷，使用时不必登高或弯腰。上升后的箱体底部形成美观的天花板形态。箱体之间可安排屋顶灯具。
文档编号A47B97/00GK1969716SQ20051011056
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月21日 优先权日2005年11月21日
发明者于君 申请人:于君