升降装置及其可折叠平台机构、可折叠组件和设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种可折叠平台机构，其包括两可折叠组件及多个连接杆，每个可折叠组件包括第一平台杆、第二平台杆、升降固定杆、翻转杆及驱动件，其中，第二平台杆的外端部搭接在第一平台杆的内端部之上，且该外端部的末端铰接在第一平台杆上，第二平台杆的内端部的末端铰接在升降固定杆的第一铰接点上，翻转杆的上端铰接在升降固定杆的第二铰接点上，其下端铰接在第一平台杆的内端部的末端上，翻转杆的长度可进行伸缩，驱动件设置在升降固定杆上以驱动第二平台杆相对于升降固定杆翻转。本发明可在升降固定杆外完成两平台杆的翻转，避免平台杆伸入车内而带来安全隐患，而且采用搭接的机械自锁设计，避免设备失效时平台外翻，保障人员安全。
【专利说明】升降装置及其可折叠平台机构、可折叠组件和设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及升降设备【技术领域】，更具体地涉及一种升降装置及其可折叠平台机构、可折叠组件和设计方法。
【背景技术】
[0002]目前，针对乘坐轮椅的残疾人乘车上下不方便问题，市场上出现了车用的轮椅升降设备，该类升降设备通常包括一平台机构及与该平台机构相连的升降机构。使用时，平台机构可承载乘坐有残疾人的轮椅，而升降机构固定在车上，用于驱动所述平台机构上升或下降，从而将残疾人士送至车厢内。
[0003]现有的升降装置所配置的平台机构通常为一可折叠机构，以便升降设备的存放和搬运。然而，目前的可折叠平台机构通常是使用向外翻折的结构设计，这种结构设计存在一定安全隐患:平台收拢的过程是向外翻折的，所以当设备失效(重力传感器失灵)时，平台在收拢过程中首先向外倾斜，这样轮椅就会由于惯性滑落出平台，导致人员受伤。由此可见，目前的平台翻折收拢装置存在一定的风险，对使用者的人身安全造成威胁。
[0004]鉴于此，有必要提供一种新型的升降装置及其可折叠平台机构、可折叠组件和设计方法以解决上述缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供 一种可用于车载轮椅升降装置的可折叠组件，该可折叠组件可在升降固定杆外完成两平台杆的翻转，避免平台杆伸入车内而带来安全隐患，而且由于采用搭接的机械自锁设计，避免设备失效时平台外翻，从而保障人员安全。
[0006]本发明的另一目的是提供一种由上述可折叠组件所构成的可折叠平台机构以解决现有技术的缺陷。
[0007]本发明的又一目的是提供一种带有上述可折叠平台机构的升降装置以解决现有技术的缺陷。
[0008]本发明的再一目的是提供一种上述可折叠组件的设计方法以解决现有技术的缺陷。
[0009]为了实现上述目的，本发明提供可折叠组件，其特征在于:包括第一平台杆、第二平台杆、升降固定杆、翻转杆及驱动件，其中，所述升降固定杆上从下到上分别设置有第一铰接点和第二铰接点，所述第一平台杆和第二平台杆均包括一内端部和一外端部，所述第二平台杆的外端部搭接在第一平台杆的内端部之上，且该外端部的末端铰接在第一平台杆上，所述第二平台杆的内端部的末端铰接在升降固定杆的第一铰接点上，所述翻转杆的上端铰接在升降固定杆的第二铰接点上，其下端铰接在第一平台杆的内端部的末端上，所述翻转杆的长度可相对于所述第二铰接点进行伸缩，所述驱动件设置在升降固定杆上以驱动第二平台杆相对于升降固定杆翻转。
[0010]其进一步技术方案为:所述翻转杆的上端设置有一滑槽且通过该滑槽铰接在升降固定杆的第二铰接点上，所述滑槽内设置有弹性元件。
[0011]其进一步技术方案为:所述翻转杆包括滑轨和滑杆，所述滑杆套接在所述滑轨内且可相对于所述滑轨进行滑动。
[0012]为了实现上述目的，本发明还提供一种可折叠平台机构，其包括两上述可折叠组件及若干连接杆或连接板，两所述第一平台杆之间和两所述第二平台杆之间均连接有所述连接杆或连接板。
[0013]为了实现上述目的，本发明还提供一种升降装置，其包括上述可折叠平台机构及用于驱动该可折叠平台机构上升或下降的升降驱动机构。
[0014]其进一步技术方案为:所述固定杆上设置有第三铰接点，该第三铰接点位于所述第二铰接点之上；所述驱动件包括两杆件，两所述杆件一端铰接在一起，另一端分别铰接在所述第三铰接点和所述第二平台杆的延长杆上，从而形成具有一夹角的连杆结构；在所述升降驱动机构的主液压缸的作用下，所述连杆结构的夹角变大而驱使所述第二平台杆进行翻转。
[0015]为了实现上述目的，本发明还提供一种可折叠平台机构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤:依据初始位置时载人和置物所要求的长度来确定第二平台杆的长度、第一平台杆去除与第二平台杆搭接在一起部分之后的实际承载长度以及第二平台与升降固定杆的铰接点，该铰接点为第一铰接点；预设第一平台杆与第二平台杆搭接在一起的叠合长度以及翻转杆与第一平台的铰接点相对于载人和置物平面的偏移距离；预设翻折过程中第一平台杆与第二平台杆的重合位置，确保处于重合位置时第一平台杆与第二平台杆的铰接点到升降固定杆的垂直距离小于第一平台杆的实际承载长度；根据处于初始位置和重合位置时第一平台与翻转杆的铰接点位置之间所连接起来的线段的垂直平分线与升降固定杆的交点来确定翻转杆与升降固定杆的铰接点，该铰接点为第二铰接点；根据第二铰接点的位置，优化第一平台杆与第二平台杆搭接在一起的叠合长度、翻转杆与第一平台的铰接点相对于载人和置物平面的 偏移距离以及第二平台杆从初始位置旋转到重合位置所转过的角度；保持第一平台杆、第二平台杆在重合位置处的结构特征，将其绕第一铰接点顺时针旋转到与初始位置垂直的收拢位置，则处于重合位置和收拢位置时第二铰接点到翻转杆与第一平台的铰接点的长度差为翻转杆需伸缩的长度。
[0016]其进一步技术方案为:以所述垂直平分线与升降固定杆的交点往第二平台杆所在一侧移动某一水平距离后所在位置作为所述第二铰接点，所述水平距离小于固定升降杆长度的5%。
[0017]其进一步技术方案为:所述第二平台杆从初始位置旋转到重合位置所转过的角度范围为50°至70°。
[0018]其进一步技术方案为:所述第一平台杆的实际承载长度为第二平台杆长度的3/4，第一平台杆与第二平台杆搭接在一起的叠合长度为第二平台杆的长度的1/6，翻转杆与第一平台的铰接点相对于载人和置物平面的偏移距离为叠合长度的1/10。
[0019]与现有技术相比，本发明所提供的可折叠平台机构通过采用两平台杆和一翻转杆的设计来实现向内翻折结构，该结构的整个翻折过程是在升降固定杆外完成的，从而可避免平台杆伸入车内而带来安全隐患，而且由于两平台杆采用搭接的结构设计来实现机械自锁，避免设备失效(液压驱动系统失效)时平台外翻，从而保障人员安全。同时，本发明还提供了上述可折叠平台机构的设计方法以及具有上述可折叠平台机构的升降装置。
[0020]通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明升降装置第一实施例的立体图。
[0022]图2至图5为图1所示升降装置收拢过程的不同状态图。
[0023]图6为图1所示升降装置中可折叠平台机构的立体图。
[0024]图7为图6所示可折叠平台机构的右视图。
[0025]图8为图6所示可折叠平台机构中限位弹簧的结构示意图。
[0026]图9为本发明升降装置第二实施例的立体图。
[0027]图10至图12为图9所示升降装置收拢过程的不同状态图。
[0028]图13为本发明升降装置第三实施例的立体图。
[0029]图14至图17为图13所示升降装置收拢过程的不同状态图。
[0030]图18为本发明可折 叠组件的设计过程的示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]图1至图5展示了本发明升降装置的第一实施例。如图1所示，本实施例的升降装置I包括可折叠平台机构10及用于驱动该可折叠平台机构10上升或下降的升降驱动机构20。其中，本发明的主要改进在于可折叠平台机构10，而升降驱动机构20是采用现有的技术来实现。下面继续参照图1至5并结合图6和图7来详细说明本发明可折叠平台机构10的具体结构和设计原理。
[0033]本实施例的可折叠平台机构10包括两组对称设置的可折叠组件IOa和10b，这两组可折叠组件IOa和IOb之间连接了若干个连接杆10c，从而形成了可载人或载物的平台。下面以可折叠组件IOa为例进行具体说明。本实施例中，可折叠组件IOa包括第一平台杆110、第二平台杆120、升降固定杆130、翻转杆140及驱动件150，在本优选实施例中，所述驱动件150为液压杆150。其中，所述升降固定杆130上从下到上分别设置有第一铰接点O、第二铰接点N及第三铰接点M，所述第一平台杆110和第二平台杆120均包括一内端部和一外端部。所述第二平台杆120的外端部搭接在第一平台杆110的内端部之上，且该外端部的末端铰接在第一平台杆110上，其铰接点为B，所述第二平台杆120的内端部的末端铰接在升降固定杆130的第一铰接点O上。所述翻转杆140的上端设置有一滑槽141且通过该滑槽141铰接在升降固定杆130的第二铰接点N上，其下端铰接在第一平台杆110的内端部的末端上，其铰接点为C，在本实施例中，所述滑槽141内设置有限位弹簧142 (如图8所示)，从而保证在第一平台杆110和第二平台杆120折叠重合的情况下双翻转杆机构能继续运动，使平台完全收拢，同时也用来减弱收拢过程中的冲击。所述液压杆150的上端铰接在所述第三铰接点M上，其下端通过一连接片151铰接在所述第一铰接点O上以驱动第二平台杆120相对于升降固定杆130翻转。
[0034]基于上述结构设计，可折叠平台机构是由双翻转杆机构完成平台向内翻折:其中第二平台杆120为主动杆，翻转杆140为从动杆，当处于打开状态(使用状态)时，第一平台杆110和第二平台杆120是依靠其相互搭接的结构设计来实现机械锁定，从而可防止第一平台杆110外折而导致乘员或物品从平台上滑落，而平台的整个翻折过程是在升降固定杆外完成，从而可避免平台收拢时进入车内而发生意外。
[0035]优选地，在本实施例中，升降固定杆130上设置有一固定支座131，所述第三铰接点M设置在该固定支座131上，该固定支座131上还铰接有一可相对于固定支座131水平翻转的手柄132，该手柄132可在平台收拢后向内翻折，从而与平台收拢在一起。
[0036]本实施例的可折叠平台机构10还包括自动翻板组件10d，该自动翻板组件IOd包括翻板160及位于该翻板160两侧的锁紧片170，所述翻板160的两端分别铰接在两所述第一平台杆110的外端部的末端上，而锁紧片170的上端铰接在第一平台杆110的外端部上，其下端铰接在翻板160上，该锁紧片170的下端部超出第一平台杆110，当其触地时，该下端部会受到压力的作用而推动翻板160翻转而接触地面。
[0037]图9至图12展示了本发明升降装置的第二实施例。本实施例中，所述升降装置IA的大部分结构与第一实施例相同，同样包括可折叠平台机构IOA及用于驱动该可折叠平台机构IOA上升或下降的升降驱动机构20A。其主要不同点在于:本实施例的可折叠机构IOA中构成第一平台的两 第一平台杆IlOA及其连接杆是一体成型的，同样地，第二平台也为一体式结构，第一平台和第二平台铰接在一起，其铰接的位置可如图9所示的连接杆位置，也可铰接在第一平台杆IlOA和第二平台杆120A的连接位置处。本实施例的翻转杆140A是由滑轨141A和滑杆142A构成的可伸缩结构，滑轨141A的上端铰接在升降固定杆130A上，滑杆142A的下端通过一连接片180A与第一平台铰接且承载着第二平台，使得第二平台杆120A呈现搭接在第一平台杆IlOA上的状态，从而实现机械自锁(避免装置失效时平台向外翻转)，此外滑杆142A套接在滑轨141A内且可相对于滑轨141A进行滑动，从而实现翻转杆140A的可伸缩效果，避免可折叠机构出现死点位置。本实施例的液压杆150A上端铰接在升降固定杆130A上，下端铰接在第二平台杆120A的的中部位置。本实施例的升降装置IA的收拢过程和收拢原理与第一实施例相类似，在此不再赘述。
[0038]图13至图17展示了本发明升降装置的第三实施例。本实施例中，所述升降装置IB的大部分结构与第二实施例相同，同样包括可折叠平台机构IOB及用于驱动该可折叠平台机构IOB上升或下降的升降驱动机构20B。其主要不同点在于:驱动件150B的结构设计，在本实施例中，驱动件150B主要由上杆件151B和下杆件152B两个杆件构成。其中，上杆件151B的上端铰接在升降固定杆的第三铰接点上，其下端与下杆件152B的上端相铰接，而下杆件152B的下端铰接在第二平台杆120B的延长杆121B上，从而上下两杆件形成具有一夹角为β的连杆结构，该连杆结构在外力的作用下夹角β的角度会变大，也即下杆件152Β与第二平台杆120Β的延长杆121Β的铰接点会下移，从而驱使第二平台杆120Β向内翻转。在本实施例中，借助所述升降驱动机构20Β的主液压缸210Β的作用来对连杆结构产生一个外力。
[0039]具体地，参见图14至图17，在主液压缸210Β的作用下，可折叠平台机构IOB可逐渐升到与升降驱动机构20B基本齐平的位置，随着主液压缸210B的进一步收缩，整个平台机构IOB将向升降驱动机构20B靠近，此时，由上杆件151B和下杆件152B所构成的连杆结构将受到升降驱动机构20B的挤压，两杆件的夹角β慢慢变大，也即下杆件152Β与第二平台杆120Β的延长杆121Β的铰接点慢慢下移，从而驱使第二平台杆120Β向内翻转。
[0040]参照图18，本发明还提供一种可折叠平台机构的设计方法，下面以第一实施例的可折叠平台机构10为例进行说明，其主要包括以下步骤:
[0041]第一步，依据初始位置Pl时载人和置物所要求的长度来确定第二平台杆120的长度L2以及第一平台杆110去除与第二平台杆120搭接在一起部分之后的实际承载长度LI，从而确定了第一平台杆110与第二平台杆120的铰接点B，以及第二平台杆120与升降固定杆130的铰接点O。
[0042]第二步，预设翻转杆140与第一平台110的铰接点C，第一平台杆110与第二平台杆120搭接在一起的叠合长度L3 (也即铰接点B与铰接点C之间的距离)以及翻转杆140与第一平台110的铰接点C相对于载人和置物平面的偏移距离L4，并选择升降固定杆130上的第三铰点M作为驱动件150传接铰点。
[0043]第三步，预设翻折过程中第一平台杆110与第二平台杆120的重合位置Ρ2，确保处于重合位置Ρ2时第一平台杆110与第二平台杆120的铰接点Β2到升降固定杆130的垂直距离小于第一平台杆110的实际承载长度LI，从而保证翻折过程是在升降固定杆130之外完成。
[0044]第四步，根据处于初始位置Pl和重合位置Ρ2时翻转杆140与第一平台110的铰接点位置Cl和C2之间所连接起来的线段C1C2的垂直平分线与升降固定杆130的交点来确定翻转杆140与升降固定杆130所铰接的第二铰接点N，优选地，为了避开运动死点位置，所述第二铰接点N通过以下方式确定:以所述垂直平分线与升降固定杆130的交点往左侧(第二平台杆120所在一侧)水平移动某一距离L5后所在位置则确定为第二铰接点N，该距离L5应小于固定升降杆130长度的5%，而固定升降杆130的长度可根据实际需要进行确定。
`[0045]第五步，根据第二铰接点N的位置，优化第一平台杆110与第二平台杆120搭接在一起的叠合长度L3及铰接点C的偏移距离L4，以及第二平台杆120从初始位置Pl旋转到重合位置Ρ2所转过的角度α ;优选地，所述第二平台杆120从初始位置Pl旋转到重合位置Ρ2所转过的角度α的取值范围为50°至70°，其中，在上述优选实施例中，第二平台杆120翻转到与第一平台杆110叠合时所转过的角度α为60°。
[0046]第六步，保持第一平台杆110、第二平台杆120在重合位置Ρ2处的结构特征，将其绕第一铰接点O顺时针旋转到与初始位置Pl垂直的收拢位置Ρ3，则处于重合位置Ρ2和收拢位置Ρ3时第二铰接点N到翻转杆140的下端铰接点C的长度差(也即线段NC2和NC3的长度之差或是Rl和R2的长度差)是整个翻折过程中翻转杆140需“收缩”的距离，也即为滑槽141的长度。
[0047]优选地，所述第一平台杆110的实际承载长度LI为第二平台杆120长度L2的3/4，第一平台杆110与第二平台杆120搭接在一起的叠合长度L3为第二平台杆120的长度L2的1/6，叠合高度L4为叠合长度L3的1/10，设计上述长度比例的波动范围可为±10%。
[0048]如上所述，本发明所提供的可折叠平台机构和升降装置通过采用两平台杆和一翻转杆的设计来实现向内翻折结构，该结构的整个翻折过程是在升降固定杆外完成的，从而可避免平台杆伸入车内而带来安全隐患，而且由于两平台杆采用搭接的结构设计来实现机械自锁，避免设备失效(液压驱动系统失效)时平台外翻，从而保障人员安全。同时，本发明所提供的设计方法依据整个平台收拢过程的特点进行了参数优化，得到了此过程中运动位置、收拢角度以及杆长比列的最优解，依据该方法设计出来的可折叠平台机构可实现良好的内翻折收拢效果，性能更优。
[0049]需要说明的是，本发明的可折叠组件、可折叠平台机构及升降装置不仅限于应用在车载升降领域，还可用于其它需要在某一平面外实现平台翻折的情况中。可理解地，本发明的驱动件也可通过其它结构来实现。
[0050]以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本 发明的本质进行的修改、等效组合。
【权利要求】
1.一种可折叠组件，其特征在于:包括第一平台杆、第二平台杆、升降固定杆、翻转杆及驱动件，其中， 所述升降固定杆上从下到上分别设置有第一铰接点和第二铰接点， 所述第一平台杆和第二平台杆均包括一内端部和一外端部，所述第二平台杆的外端部搭接在第一平台杆的内端部之上，且该外端部的末端铰接在第一平台杆上，所述第二平台杆的内端部的末端铰接在升降固定杆的第一铰接点上， 所述翻转杆的上端铰接在升降固定杆的第二铰接点上，其下端铰接在第一平台杆的内端部的末端上，所述翻转杆的长度可相对于所述第二铰接点进行伸缩， 所述驱动件设置在升降固定杆上以驱动第二平台杆相对于升降固定杆翻转。
2.如权利要求1所述的可折叠组件，其特征在于:所述翻转杆的上端设置有一滑槽且通过该滑槽铰接在升降固定杆的第二铰接点上，所述滑槽内设置有弹性元件。
3.如权利要求1所述的可折叠组件，其特征在于:所述翻转杆包括滑轨和滑杆，所述滑杆套接在所述滑轨内且可相对于所述滑轨进行滑动。
4.一种可折叠平台机构，包括两可折叠组件及若干连接杆或连接板，其特征在于:所述可折叠组件为权利要求1-3任一项所述的可折叠组件，两所述第一平台杆之间和两所述第二平台杆之间均连接有所述连 接杆或连接板。
5.一种升降装置，其特征在于:包括如权利要求4所述的可折叠平台机构及用于驱动该可折叠平台机构上升或下降的升降驱动机构。
6.如权利要求5所述的升降装置，其特征在于:所述固定杆上设置有第三铰接点，该第三铰接点位于所述第二铰接点之上；所述驱动件包括两杆件，两所述杆件一端铰接在一起，另一端分别铰接在所述第三铰接点和所述第二平台杆的延长杆上，从而形成具有一夹角的连杆结构；在所述升降驱动机构的主液压缸的作用下，所述连杆结构的夹角变大而驱使所述第二平台杆进行翻转。
7.一种可折叠平台机构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤: 依据初始位置时载人和置物所要求的长度来确定第二平台杆的长度、第一平台杆去除与第二平台杆搭接在一起部分之后的实际承载长度以及第二平台与升降固定杆的铰接点，该铰接点为第一铰接点； 预设第一平台杆与第二平台杆搭接在一起的叠合长度以及翻转杆与第一平台的铰接点相对于载人和置物平面的偏移距离； 预设翻折过程中第一平台杆与第二平台杆的重合位置，确保处于重合位置时第一平台杆与第二平台杆的铰接点到升降固定杆的垂直距离小于第一平台杆的实际承载长度；根据处于初始位置和重合位置时第一平台与翻转杆的铰接点位置之间所连接起来的线段的垂直平分线与升降固定杆的交点来确定翻转杆与升降固定杆的铰接点，该铰接点为第二铰接点； 根据第二铰接点的位置，优化第一平台杆与第二平台杆搭接在一起的叠合长度、翻转杆与第一平台的铰接点相对于载人和置物平面的偏移距离以及第二平台杆从初始位置旋转到重合位置所转过的角度； 保持第一平台杆、第二平台杆在重合位置处的结构特征，将其绕第一铰接点顺时针旋转到与初始位置垂直的收拢位置，则处于重合位置和收拢位置时第二铰接点到翻转杆与第一平台的铰接点的长度差为翻转杆需伸缩的长度。
8.如权利要求7所述的设计方法，其特征在于:以所述垂直平分线与升降固定杆的交点往第二平台杆所在一侧移动某一水平距离后所在位置作为所述第二铰接点，所述水平距离小于固定升降杆长度的5%。
9.如权利要求7所述的设计方法，其特征在于:所述第二平台杆从初始位置旋转到重合位置所转过的角度范围为50°至70°。
10.如权利要求7所述的设计方法，其特征在于:所述第一平台杆的实际承载长度为第二平台杆长度的3/4，第一平台杆与第二平台杆搭接在一起的叠合长度为第二平台杆的长度的1/6，翻转杆与第一平台的铰接点相对于载人和置物平面的偏移距离为叠合长度的1/10 。
【文档编号】A61G3/06GK103735372SQ201410015398
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】吴坚 申请人:深圳市汇利堡汽车技术开发有限公司