专利名称：气弹簧助力起落床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种结构新颖的床具，确切地说，涉及一种气弹簧助力起落床，属于日常生活用品中的家具技术领域。
背景技术：
现在，可折叠的家具因其节省占地面积或空间，搬移、运输都比较方便，颇受用户欢迎。现在的折叠家具形形色色，其中的折叠床具的主要问题是一、大部分折叠床具是将床架和床垫做成分离的、可拼装的2～3个部件，使用时再将床架和床垫组装成为一个平面，其缺点是拼接的床架牢固性差，同时床垫拼装处总会有间隙，无法形成一个连续的整体床面，舒适度较差。
二、部分折叠床具的运动机构必须和房间墙面、地面或者其他家具进行牢固的连接，否则无法实现折叠过程。
三、折叠需要的力量较大，对于某些人群不甚适用，尤其是体弱、年老、或妇女。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种气弹簧助力起落床，该床具采用整体床架和标准床垫，卧躺舒适；应用摇杆滑块机构和在摇杆(以下称摇臂)和床架之间安装气弹簧作为平衡床具重量的储能元件，不但实现了床架水平放下和垂直起立两个状态的相互转换过程，使得床架立起后移近床屏(即床头)一侧墙面；而且，整个运动过程所需的人力较小，运动过程匀速、平稳、无冲击，无噪音，只需单人用较小的力量就能完成床架整体立起和落下的全部操作过程，使得该床具在夜晚使用时呈水平状态，白天起床后则可将床具垂直立起并移向床头一侧墙面，进而充分利用卧室面积，节省家居空间。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种气弹簧助力起落床，包括床屏、床架、床尾板和床垫；其特征在于该床还包括两个倒“T”形的活动床腿，由两个摇臂、在两个摇臂靠近上端处铰接的一个大滑块、以及安设在大滑块上的三个气弹簧和三个套筒组成的摇臂机构；其中两个摇臂的底端分别铰接在床屏的底部两侧，该两个摇臂的顶端分别铰接在床架中部两侧，该两个摇臂通过靠近其顶端的上部内侧面安设的转轴和大滑块端面铰接，使得该大滑块可绕该转轴转动而调整气弹簧活塞移动的角度；在大滑块上固装有为三个气弹簧缸筒导向的三个套筒，三个气弹簧缸筒分别穿过大滑块的通孔进入该三个套筒，套筒尾端呈封闭状，以便在气弹簧工作行程内，套筒尾端用作缸筒底部的限位档块，气弹簧的活塞杆顶端都铰接在床架中间横梁上；相当于水平滑块的两个活动床腿的顶端与床架后部铰接，其底部两端都设有滚轮，用于支撑床架并通过滚轮在地面上的滚动而水平移动床架；藉此，床架、活动床腿和摇臂共同组成含有一个由活动床腿和地面构成移动副的摇杆滑块机构，床架、活动床腿和摇臂机构共同构成含有一个移动副的转动导杆机构，通过气弹簧活塞杆在其工作行程中的伸缩移动以及气弹簧缸筒整体在套筒中的伸缩位移，带动摇臂和床架进行角度的升降变化，从而实现床架相对于地面旋转90度、同时沿地面平移的复合运动，完成将床架水平放下和垂直起立两个状态的相互转换，并使得床架起立后能够移近床屏一侧墙面的全部过程。
所述床架是由两个对称的矩形金属框体通过角钢固定的组合构件，其上设有多组用于放置床垫的托板，靠近床屏一侧的床架前部下方设有两个固定床腿，远离床屏一侧的床架后部两侧分别设有用于铰接活动床腿的铰接轴，床架后部设有垂直于床架的矩形框体-床尾板，以便在床架立起过程中托起床垫，该床尾板两端分别设有滚轮，当床架垂直起立后，该滚轮落地，作为床在垂直状态时的支撑点。
所述大滑块横截面上设有三个通孔，其直径略大于气弹簧缸筒外径，三个内径大于气弹簧缸筒外径的套筒藉由其端部法兰分别固装在大滑块的三个通孔外侧，套筒底端藉由螺纹配合装有旋盖而使其尾端呈封闭状，三个气弹簧缸筒整体分别穿过大滑块的通孔而置入套筒内，当气弹簧处于工作行程时，缸筒底部抵压在该套筒底端的旋盖内侧。
所述气弹簧由活塞杆和筒内储有压缩空气的缸筒组成，其工作行程是活塞杆在缸筒中从自由状态被压缩到极限位置的轴向位移量；所述床具的三个气弹簧的缸筒长度和外径都相同，其中一个设在床架纵向轴线中心处，另两个分设在床架左、右侧。
所述位于左右两侧的两个气弹簧中的活塞杆长度相同，其长度是位于中间位置的气弹簧活塞杆长度的3倍。
所述气弹簧的工作状态有三种A、床架处于水平至与水平面呈30±5度的运动过程中，三个气弹簧全部处于工作行程中，此时，总举升力为三个气弹簧举升力之和；B、床架处于与水平面呈30±5度至75±5度运动过程中，两边的两个气弹簧处于工作行程，中间的气弹簧处于自由状态随着床架的运动，该气弹簧缸筒在大滑块的通孔和套筒中位移，此时，总举升力为两个气弹簧举升力之和；C、床架处于与水平面呈75±5度至垂直的运动过程中，三个气弹簧储存的能量全部释放，不再有推力，全部处于自由状态随着床架的运动，因其活塞杆被床架横梁铰接牵拉，使得三个气弹簧缸筒都在大滑块的通孔和套筒中位移，此时，气弹簧总举升力为零；该C行程的结构设计能够有效减小该床在下落的起始阶段所需要的拉力。
所述套筒底端藉由内外螺纹配合而固装旋盖的结构，具有调节气弹簧底端工作位置的作用，即可通过旋盖的旋转而对每个气弹簧的工作行程位置进行微调。
本实用新型是一种结构新颖的气弹簧助力起落床，其中的运动机构采用了含有一个移动副的摇杆滑块机构与转动导杆机构，并在摇杆(将本实用新型中称之为摇臂)和床架之间安装气弹簧作为储能元件，以平衡床具的重量，通过气弹簧活塞杆在其工作行程中的伸缩移动以及气弹簧缸筒整体在套筒中的伸缩位移，带动摇臂和床架进行角度的升降变化，从而实现床架相对于地面旋转90度、同时沿地面平移的复合运动，完成将床架水平放下和垂直起立两个状态的相互转换，并使得床架起立后能够移近床屏一侧墙面的全部过程；而且，整个运动过程所需要的人力较小，运动过程匀速、平稳、无冲击，无噪音。
本实用新型的结构设计特点是该床处于水平状态时，床架重心在低位，气弹簧被压缩储能；在该床起立的运动过程中，气弹簧活塞杆逐渐伸长，释放能量，推动床架靠近床屏一侧升高；当该床处于垂直立起状态时，床架重心在高位，气弹簧能量全部释放。而该床的落下过程是与起立过程是相反的运动，床架重心降低，气弹簧再次储能。因此，该床很好地实现了单人以较小的人力就能够将双人(或单人)床由水平状态立起至垂直状态，并靠向床屏一侧墙面的过程。同样，单人也只需较小的力量就可完成相反的过程，即将床由垂直状态恢复至水平状态。
与现有的折叠床具相比较，本实用新型具有以下优点可以制成各种规格的双人或单人卧床，便于配套选用和/或更换各种标准床垫，睡卧舒适；收放简单、方便、省力，且不需消耗电力或其他能源.，收起时节省占地面积，外型新颖、美观。床具不需与床具以外的任何物体进行连接，搬运、安装、使用便利。
图1是本实用新型的床架处于水平状态时的侧视图。
图2是本实用新型的床架处于水平状态时的轴侧图。
图3是本实用新型的床架处于水平状态时的局部放大图。
图4是本实用新型的床架处于垂直状态时的轴侧图。
图5是本实用新型的床架处于起立60度时的轴侧图。
图6是本实用新型中的摇臂和气弹簧装配结构示意图具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1～图6，介绍本实用新型的组成结构，包括床屏，带有两个倒“T”形的活动床腿和床尾板的床架，由两个摇臂、在两个摇臂靠近上端处铰接的一个大滑块、以及安设在大滑块上的三个气弹簧和三个套筒组成的摇臂机构，以及床垫四个主要部分；下面分别具体说明之床屏3为木制或者板式结构，与床等宽，底面固定有增加摩擦的橡胶垫，靠近地面的底部两侧设有两个铰接轴6，用于铰接两个摇臂5。
床架1由两个相同尺寸的矩形金属框架采用角钢固定为一个整体，床架1上面有多组托板，用来放置床垫，床架前部(靠近床屏的一侧)两侧下面分别设有两个固定床腿8，床架后部(远离床屏的一侧)两侧下面设有两个铰接轴10，与两个活动床腿9铰接。该活动床腿9呈倒“T”型，上部转轴10与床架1铰接，底部两端都设有滚轮4，用于支撑床架1，并通过滚轮4在地面上的滚动而水平移动床架；两个活动床腿9之间可用横梁进行加固(图中未标注)。
床架1中部两侧设有两个转轴7，与两根摇臂5上端铰接，床架中部两个矩形方框间设置一根固定横梁12，横梁12下方设有三个铰接轴17，用于与三个气弹簧14的活塞杆端部铰接，用作气弹簧14能量释放到床架1上的力的作用点。床架1后部固设有垂直于床架1的床尾板2，床尾板2是矩形金属框体，其宽度、高度均与床垫截面形状相当，用作在床架1的立起过程中的床垫托架。床尾板2的两侧边也分别设有滚轮4，当床架1垂直后，床尾板2两侧边的滚轮4落地，用作床具垂直状态下底部的支撑点。床架1下面两侧和床尾板后方的外观可采用各种相应的木制或者其他软包装进行装饰完善。
摇臂机构是由两根结构相同的摇臂5和安装在摇臂靠近上端的大滑块13以及三个气弹簧14、三个套筒15等零件组成。先将两摇臂进行固定其底端通过转轴6与床屏1铰接，顶端通过转轴7与床架1铰接，两摇臂5之间设有横梁(参见图2和图3)。在每个摇臂5靠近上端内侧处设有一个铰接轴11，两个摇臂5藉由其铰接轴11与一个长方条形大滑块13的两个端面铰接(参见图6)，使得该大滑块13可绕该转轴11转动而调整气弹簧14活塞移动的角度。大滑块13横截面上沿气弹簧14中心线方向设有三个通孔，这些通孔直径略大于气弹簧14的缸筒外径，三个内径大于气弹簧14缸筒外径的套筒15藉由其端部法兰分别同轴固装在大滑块13的三个通孔外侧，套筒15底端藉由螺纹配合装有旋盖16而使其尾端呈封闭状，三个气弹簧14的缸筒整体分别穿过大滑块13的通孔而置入套筒15内，旋盖16未装配时，气弹簧14的缸筒可在大滑块13通孔和套筒中15自由穿过。当气弹簧14处于压缩状态的工作行程时，其缸筒底端抵压在该套筒15底端的旋盖16内侧。该结构的大滑块13安装在两根摇臂5之间，用于气弹簧14的定位和导向。
气弹簧14由活塞杆和筒内储有压缩空气的缸筒组成，在气弹簧处于压缩状态时，活塞杆在缸筒内作伸缩位移，其工作行程是活塞杆在缸筒中从自由状态被压缩到极限位置的轴向位移量。在工作行程以外，气弹簧活塞杆和缸筒的位置相对固定，可看作一个整体。本实用新型的三个气弹簧14的工作行程不同，即其可伸缩位移的活塞杆部分的长度不同，中间一个气弹簧工作行程短，两边两个气弹簧工作行程长，其工作行程比例约为1∶3(参见图5)。
床垫(图中略去)放置在床架上，并采用尼龙粘接带拉紧。
下面再对本实用新型气弹簧助力起落床的起落过程作具体描述气弹簧助力起落床共有三个状态水平状态为正常使用状态(参见图1和图2)、垂直状态为收起状态(参见图4)、起落状态即上述两个状态的互相转换的运动过程(参见图5)，也是包括床垫的床架翻转90度和平移的复合运动。
参见图1和图2，介绍该床的水平状态床架1平行于地面，由两个固定床腿8和两个活动床腿9共同支撑，保持稳定状态。此状态下三个气弹簧14均处在工作行程的起始位置，活塞杆均压缩到极限位置，由于该状态时摇臂5和气弹簧14轴线之间的夹角较大(约170度)，三个气弹簧14的推力中向上的分力小于床的重力，因此床具保持稳定的水平状态。
参见图4，介绍该床的垂直状态床架1垂直于地面，由两个活动床腿9的4个滚轮和床尾板后侧的2个滚轮4共同支撑，保持稳定的状态。此状态下三个气弹簧14的工作行程结束，活塞杆完全伸出到自由位置，气弹簧推力为零。因此床具也保持稳定的垂直状态。
参见图5，介绍该床的立起过程由靠近床屏3的一侧稍微用力向上抬举床架1(为表达清晰图中略去床垫)，床架1靠近床屏一侧(即床前部)，在气弹簧14作用下缓缓立起，床架1以活动床腿铰接轴10为轴顺时针旋转(由床左侧观察)，活动床腿9逐渐向床屏3靠近，床架1转到大约与地面成30度时，中间的气弹簧14工作行程结束，床架1转到大约与地面成80度时，两边的气弹簧14工作行程结束，此时需要在床尾板2中部的位置向床屏3方向轻推床架1，床架1会继续旋转直到垂直与地面为止。立起操作简称为“一抬一推”。
在床立起过程中的气弹簧作用过程在床架1立起的开始阶段，三个气弹簧14均处在其工作行程的起始位置，活塞杆均从压缩的极限位置开始释放，共同推动床架立起，此时，总举升力为三个气弹簧举升力之和。但是，三个气弹簧的工作行程不同，中间一个气弹簧的活塞杆较短，其工作行程也较短当床架1立起到与水平面呈约30度时，中间一个气弹簧的活塞杆的能量完全释放，其工作行程结束，此时，总举升力为左右两个气弹簧举升力之和。随着床架继续立起，中间气弹簧活塞杆将被床架1横梁12上的铰接轴17牵拉，随着床架1的继续顺时针转动而将中间气弹簧缸筒从大滑块13的通孔中抽出一部分(参见图5)，即中间气弹簧缸筒底部离开套筒旋盖16内侧。但是其两边的两个气弹簧的活塞杆长度都比较长，且两者相同，都还处于工作行程中。当床架立起到与水平面约80度时，两边的两个气弹簧工作行程结束，其活塞杆的能量也完全释放；此时床架1要继续立起，就必须由人力由床尾部向床屏3的方向推动床架1，直到床架1完全垂直，此时，三个气弹簧14的活塞杆全部被床架横梁铰接轴17牵拉，其气弹簧缸筒均从大滑块13的通孔中被抽出一部分(参见图4)，所有气弹簧14的缸筒底部离开套筒旋盖16内侧。
再介绍该床的下落时操作过程床尾板2一侧设有拉手(图中略去)，此时需要人向离开床屏3的方向轻拉床尾板2，使得床后部活动床腿9向离开床屏3的方向移动，两边的两个气弹簧先进入工作行程，其活塞杆开始压缩位移，床前部一侧在该两个气弹簧作用下缓缓落下，床架1则以铰接轴10为轴逆时针旋转(由床左侧观察)，当转动到大约与地面成30度时，为防止床自由落下，在此角度时，中间气弹簧也进入工作行程，其活塞杆开始压缩位移，增大托举力；当床继续落下时，三个气弹簧会全部压缩位移到限位处，此时需要由人到床前部稍微用力向下推压床架1，完成床的下落过程。落下操作简称为“一拉一压”。
在床落下过程中的气弹簧的作用过程是在床架1落下前，三个气弹簧全部处于自由状态，气弹簧14的缸筒底部全部离开套筒15的旋盖16底部，全部处于自由状态，此时用人力向离开床屏3的方向轻拉床尾板2，床即开始运动，并在床架等构件的重力作用下，三个气弹簧14的缸筒先向套筒15内侧方向运动；当床架1运动到与水平面约80度时；两边的两个气弹簧14的缸筒先接触套筒15的旋盖16底部，使得该两个气弹簧开始进入工作行程，活塞杆进入压缩状态，使得床架缓慢逐步放下。当床架1放下到与水平面呈约30度时，中间的气弹簧缸筒也接触套筒15的底端，中间的气弹簧也开始进入工作行程，其活塞杆进入压缩状态，以增大其托举力。此后，随着床架1的继续落下，全部气弹簧14都被压缩到极限位置，直到床架1完全处于水平为止。
本实用新型已经进行了实施试验，试制的样品床的尺寸为1900mm×1500mm，经过多次的起落试验，该床具完全实现了发明目的，即在床架水平放下和垂直起立两个状态的相互转换过程中，所需的人力较小，运动过程匀速、平稳、无冲击，无噪音，只需单人用较小的力量就能完成床架整体立起和落下的全部操作过程，且床架立起后移近床屏一侧墙面；能够充分利用卧室面积，节省家居空间。因此，本实用新型具有很好的推广应用前景。
权利要求1.一种气弹簧助力起落床，包括床屏、床架、床尾板和床垫；其特征在于该床还包括两个倒“T”形的活动床腿，由两个摇臂、在两个摇臂靠近上端处铰接的一个大滑块、以及安设在大滑块上的三个气弹簧和三个套筒组成的摇臂机构；其中两个摇臂的底端分别铰接在床屏的底部两侧，该两个摇臂的顶端分别铰接在床架中部两侧，该两个摇臂通过靠近其顶端的上部内侧面安设的转轴和大滑块端面铰接，使得该大滑块可绕该转轴转动而调整气弹簧活塞移动的角度；在大滑块上固装有为三个气弹簧缸筒导向的三个套筒，三个气弹簧缸筒分别穿过大滑块的通孔进入该三个套筒，套筒尾端呈封闭状，以便在气弹簧工作行程内，套筒尾端用作缸筒底部的限位档块，气弹簧的活塞杆顶端都铰接在床架中间横梁上；相当于水平滑块的两个活动床腿的顶端与床架后部铰接，其底部两端都设有滚轮，用于支撑床架并通过滚轮在地面上的滚动而水平移动床架；藉此，床架、活动床腿和摇臂共同组成含有一个由活动床腿和地面构成移动副的摇杆滑块机构，床架、活动床腿和摇臂机构共同构成含有一个移动副的转动导杆机构，通过气弹簧活塞杆在其工作行程中的伸缩移动以及气弹簧缸筒整体在套筒中的伸缩位移，带动摇臂和床架进行角度的升降变化，从而实现床架相对于地面旋转90度、同时沿地面平移的复合运动，完成将床架水平放下和垂直起立两个状态的相互转换，并使得床架起立后能够移近床屏一侧墙面的全部过程。
2.根据权利要求1所述的气弹簧助力起落床，其特征在于所述床架是由两个对称的矩形金属框体通过角钢固定的组合构件，其上设有多组用于放置床垫的托板，靠近床屏一侧的床架前部下方设有两个固定床腿，远离床屏一侧的床架后部两侧分别设有用于铰接活动床腿的铰接轴，床架后部设有垂直于床架的矩形框体-床尾板，以便在床架立起过程中托起床垫，该床尾板两端分别设有滚轮，当床架垂直起立后，该滚轮落地，作为床在垂直状态时的支撑点。
3.根据权利要求1所述的气弹簧助力起落床，其特征在于所述大滑块横截面上设有三个通孔，其直径略大于气弹簧缸筒外径，三个内径大于气弹簧缸筒外径的套筒藉由其端部法兰分别固装在大滑块的三个通孔外侧，套筒底端藉由螺纹配合装有旋盖而使其尾端呈封闭状，三个气弹簧缸筒整体分别穿过大滑块的通孔而置入套筒内，当气弹簧处于工作行程时，缸筒底部抵压在该套筒底端的旋盖内侧。
4.根据权利要求1所述的气弹簧助力起落床，其特征在于所述气弹簧由活塞杆和筒内储有压缩空气的缸筒组成，其工作行程是活塞杆在缸筒中从自由状态被压缩到极限位置的轴向位移量；所述床具的三个气弹簧的缸筒长度和外径都相同，其中一个设在床架纵向轴线中心处，另两个分设在床架左、右侧。
5.根据权利要求4所述的气弹簧助力起落床，其特征在于所述位于左右两侧的两个气弹簧中的活塞杆长度相同，其长度是位于中间位置的气弹簧活塞杆长度的3倍。
6.根据权利要求1或4或5所述的气弹簧助力起落床，其特征在于所述气弹簧的工作状态有三种A、床架处于水平至与水平面呈30±5度的运动过程中，三个气弹簧全部处于工作行程中，此时，总举升力为三个气弹簧举升力之和；B、床架处于与水平面呈30±5度至75±5度运动过程中，两边的两个气弹簧处于工作行程，中间的气弹簧处于自由状态随着床架的运动，该气弹簧缸筒在大滑块的通孔和套筒中位移，此时，总举升力为两个气弹簧举升力之和；C、床架处于与水平面呈75±5度至垂直的运动过程中，三个气弹簧储存的能量全部释放，不再有推力，全部处于自由状态随着床架的运动，因其活塞杆被床架横梁铰接牵拉，使得三个气弹簧缸筒都在大滑块的通孔和套筒中位移，此时，气弹簧总举升力为零；该C行程的结构设计能够有效减小该床在下落的起始阶段所需要的拉力。
7.根据权利要求3所述的气弹簧助力起落床，其特征在于所述套筒底端藉由内外螺纹配合而固装旋盖的结构，具有调节气弹簧底端工作位置的作用，即可通过旋盖的旋转而对每个气弹簧的工作行程位置进行微调。
专利摘要一种气弹簧助力起落床，包括床屏，床垫，带有活动床腿和床尾板的床架，以及由两个摇臂、在两个摇臂靠近上端处铰接的一个大滑块、以及安设在大滑块上的三个气弹簧和套筒组成的摇臂机构；其中床架、活动床腿和摇臂组成含有移动副的摇杆滑块机构，床架、活动床腿和摇臂机构构成含有移动副的转动导杆机构，通过气弹簧活塞杆在其工作行程中的伸缩移动以及气弹簧缸筒整体在套筒中的伸缩位移，带动摇臂和床架进行角度的升降变化，实现床架相对于地面旋转90度、同时沿地面平移的复合运动，完成将床架水平放下和垂直起立两个状态的相互转换，并使得床架起立后能够移近床屏一侧；全部起落过程所需人力小，且匀速、平稳、无冲击，无噪音。
文档编号A47C17/86GK2827146SQ20052010359
公开日2006年10月18日 申请日期2005年8月10日 优先权日2005年8月10日
发明者张洪春 申请人:张洪春