新型自动抗震床的制作方法
专利名称：新型自动抗震床的制作方法
新型自动抗震床技术领域
本发明属抗震防灾领域，具体为一种新型的抗震床，该装置主要用于强震发生时 的救生。
背景技术：
近几年来，伴随着地球进入地震活跃区，7级以上的大地震时有发生，建筑物的垮 塌带来的是巨大的人员伤亡和经济损失。为了减少地震的损害，土木工程结构设计时大多 需要进行抗震验算和设计。然而抗震设计并不能确保地震时房屋的安全，尤其是7级以上 强震发生时，建筑的倒塌损毁还是无法避免。因此在室内建立一个相对稳固的抗震结构可 以从一定程度上起到紧急救生的作用，降低强震来临时的人员伤亡。目前常用的抗震床为 固定式框架床，为全钢结构，结构坚固，能够抵抗楼板垂直坠落的冲击力和压力，但是传统 的框架床占用的空间大，造价高，而且在强震来临时有一个致命的弱点由于框架床并非全 封闭体系，楼板在强震时也不一定是垂直塌落，因此房屋倒塌时框架床就很有可能在横向 倾倒时将人抛出，上部垮塌的碎块此时也可能对人造成严重的伤害。发明内容
本发明目的在于克服现有技术不足，公开一种新型自动抗震床，在强震来临时能 给人提供一个坚固稳定的救生空间，且床体日常占用的空间小。本发明是通过以下技术方 案实现的包括床体、保护罩装置和电路部分，所述床体包括左右前后四面的竖向安置的支撑板、床面板、若干简支梁和若干横梁，其中四个支撑板围成一个矩形框架，其底下形成的矩形平面与地面接触，其上方形成的矩 形平面之上安置所述的床面板，在上方的矩形平面和床面板之间隔有横梁和简支梁，所述 横梁布置于左右支撑板之间，所述简支梁布置于前后支撑板之间。
所述保护罩装置为旋转式保护罩，其结构包括两个同圆心的半圆管状罩体、对应 位于前后支撑板之上的前后两竖向半圆形面板、两相同的大齿轮、电机及电机衔接外齿轮， 其中所述两个半圆管状罩体同，两者半径值大小不同，大半圆管状罩体安置固定于所述四 个支撑板围成的矩形框架内，正常状态下小半圆管状罩体可叠合在大半圆管状罩体内，半 径值小的半圆管状罩体可以圆心翻转，旋转180度后恰翻转至半径值大的半圆管状罩体之 上，如此组合形成一圆柱体。
所述两半圆形面板，两者半径大小不同，位于前支撑板之上的为大半圆形面板，其 半径值与所述圆柱体的半径相匹配；位于后支撑板之上的为小半圆形面板，其半径值小于 所述圆柱体的半径。
所述小半圆管状罩体的后侧部还固结一后套环,该后套环与小半圆管状罩体呈一体，小半圆管状罩体翻转180度后该后套环恰与小半圆形面板拼接成和大半圆形面板一致 的尺寸，如此与所述两半圆管状罩体正好组合形成一闭合的圆柱体空间。
所述小半圆管状罩体的前侧部也固结了一个前套环，该前套环设计成360度，前 套环与小半圆管状罩体呈一体，前套环的外径和大半圆形面板半径一致，同时，在所述大半 圆形面板预制若干滚轴，若干滚轴间呈圆形布置，该圆形的半径和所述前套环的内径一致， 所述滚轴包括轴套和固定轴，滚轴通过固定轴固定于大半圆形面板上，滚轴的轴套能以固 定轴回转，前套环通过各个滚轴搁置在大半圆形面板上。
所述两相同的大齿轮，为内齿形环状齿轮，该两大齿轮内夹设与小半圆管状罩体 固结一体的后套环，两大齿轮内与后套环之间通过螺栓固定。
所述电机衔接外齿轮为外齿形齿轮,为小齿轮，该电机衔接外齿轮同时与所述的 两环形大齿轮咬合。
电机通过支座固定于后侧处的简支梁上。
电路部分设计了三个依次串联的开关，该串接的三个开关两端连接工作电源、电 机形成闭合环路，只有当三个开关均接通时，装置才会开启，此三个开关分别为床板触碰开 关、加速度开关、人工控制开关。
具体的，所述床板触碰开关为弹簧开关，其上面为床面板，床板触碰开关均匀分布 在简支梁上，当有人躺在床上时，床面板由于变形而挤压触碰开关，使开关闭合，即当人在 床上时此开关接通，人不在床上时开关断开。
具体的，所述加速度开关埋置在楼板或者墙内，与装置分离，精度为O. 01 m/s2，可 调范围为O. 3 m/s2——10 m/s2，基本上覆盖强震发生时加速度，能够显示当前加速度限 值，可以根据不同地区的房屋抗震等级来调整加速度限值。
具体的，所述人工控制开关为单刀双掷开关，开关通常接在与加速度开关串联处， 当突发状况发生时，万一加速度开关未响应，床上人员可以手动将开关拨至另一端，直接接 通电路。
当有人在床上时，在压力作用下床板发生挠曲变形，触及床板的简支梁上安置的 弹簧开关，开关闭合。当地震发生时，加速度开关传感器感应到加速度，且只有当加速度达 到预先设置的阈值时，加速度开关闭合。在人工控制开关闭合的前提下，电路闭合，减速电 机开始工作，带动其所衔接的外齿轮旋转，使与其咬合的保护罩两个大齿轮旋转，从而带动 与两大齿轮中间固结的小半圆管状罩体向上翻起。小半圆管状罩体转动至将要闭合时，其 斜槽结构和自锁器装置作用形成自锁。
为了保障强震时床上人员的生命安全和缩小床体日常占用的空间，本发明具有如 下特点未开启前类似普通的家用床，当强震来临，横向加速度超过加速开关设计的加速度限 值时，加速度开关接通，位于床面板下侧的小半圆管状罩体开启，开启至全封闭时，自锁装 置启动使保护罩锁死，达到结构的稳定。
开启后实现近全封闭体系，保护罩以及床体外部板材均为高强耐火材料，能够抵 御各个方向楼板及碎块的压力，同时，保护罩内部包裹有海绵等保护材料，给内部人员提供 一个临时坚固的救生舱，同时，装置内部可以放置食物、氧气、应急物品、通讯用具等，更好 地帮助内部人员等待救援。4
本发明方便安装，占地小，适合推广使用。
图1本发明装置的电路示意图。
图2本发明装置床体结构示意图(去床面板)。
图3大、小半圆 管状罩体在正常状态下叠合的结构示意图。
图4大、小半圆管状罩体在翻转后组合的结构示意图。
图5-1本发明装置后侧部传动部分结构示意图。
图5-2本发明装置前侧部传动部分结构示意图。
图5-3单独小半圆管状罩体结构示意图。
图6大齿轮结构。
图7电机衔接外齿轮结构。
图8为去掉床面板后内部结构示意图。
图9为未开启阶段。
图10为开启阶段图11为封闭阶段示意图。
图12为救援开启阶段示意图。
标记说明床体I、左支撑板11、右支撑板、12、前支撑板13、后支撑板14、床面板 15、床面边缘板151、简支梁16、横梁17、保护罩装置2、大半圆管状罩体21、小半圆管状罩体 22、后套环221、螺栓222、前套环223、大半圆形面板23、滚轴231、小半圆形面板24、大齿轮 25、电机3、电机固定支座31、电机衔接外齿轮32、蓄电池33、床板触碰开关41、加速度开关 (图中未示)、人工控制开关43、自锁装置5、内部储藏盒6。
具体实施方式
以下结合附图对发明技术方案作进一步介绍。
本发明装置包括床体I、保护罩装置2和电路部分，它们的结构关系为如图2、图8所示，所述床体包括左右前后四面的竖向安置的支撑板(11、12、13、14)、床面板15、若干简支梁16和若干横梁17,其中四个支撑板围成一个矩形框架，其底下形成的矩形平面与地面接触，其上方形成的矩形平面之上安置所述的床面板，在上方的矩形平面和床面板之间隔有横梁和简支梁，所述横梁布置于左右支撑板之间，所述简支梁布置于前后支撑板之间。具体的说，由两横梁分别固定于端处的前后支撑板上，所述简支梁的两端分别搁置在横梁上并插入到前后支撑板中。
所述保护罩装置2为旋转式保护罩，其结构包括两个同圆心的半圆管状罩体 (21、22)、对应位于前后支撑板之上的前后两竖向半圆形面板(23、24)、两相同的大齿轮 25、电机3及电机衔接外齿轮32，其中所述两个半圆管状罩体同，两者半径值大小不同，大半圆管状罩体21安置固定于所述四个支撑板围成的矩形框架内，正常状态下小半圆管状罩体22可叠合在大半圆管状罩体 内，如图3所示，半径值小的半圆管状罩体可以圆心翻转，旋转180度后恰翻转至半径值大 的半圆管状罩体之上，如此组合形成一圆柱体，如图4所示。
所述两半圆形面板，两者半径大小不同，位于前支撑板之上的为大半圆形面板23， 其半径值与所述圆柱体的半径相匹配；位于后支撑板之上的为小半圆形面板24，其半径值 小于所述圆柱体的半径。
所述小半圆管状罩体的后侧部还固结一后套环221,该后套环设计成180度,后套 环与小半圆管状罩体呈一体，小半圆管状罩体翻转180度后该后套环恰与小半圆形面板拼 接成和大半圆形面板一致的尺寸，如此与所述两半圆管状罩体正好组合形成一闭合的圆柱 体空间。
如图5-2、图5-3所示,所述小半圆管状罩体的前侧部也固结了一个前套环223,该 前套环设计成360度，前套环与小半圆管状罩体呈一体，前套环的外径和大半圆形面板23 半径一致，同时，在所述大半圆形面板23预制若干滚轴231，若干滚轴间呈圆形布置，该圆 形的半径和所述前套环的内径一致，所述滚轴包括轴套和固定轴，滚轴通过固定轴固定于 大半圆形面板上，滚轴的轴套能以固定轴回转，前套环通过各个滚轴搁置在大半圆形面板 上。这样的话，在整个小半圆管状罩体向上转动的时候，与其固结的前套环也将在滚轴上旋 转，有助于小半圆管状罩体22作180度翻转过程的顺利进行，完成翻转后对小半圆管状罩 体也有加强负载支撑作用，使得圆柱体更稳固。
如图5-1、图6所示，所述两相同的大齿轮25，为内齿形环状齿轮，该两大齿轮内夹 设与小半圆管状罩体固结一体的后套环221，两大齿轮内与后套环之间通过螺栓222固定。
如图5、图7所示,所述电机衔接外齿轮32为外齿形齿轮,为小齿轮，该电机衔接外 齿轮其两端同时分别与所述的两并列放置的环形大齿轮25咬合。
电机通过支座31固定于后侧处的简支梁上。
电机旋转时，依次通过电机衔接外齿轮、两大齿轮带动与后套环呈一体的小半圆 管状罩体22以电机输出轴为旋转轴心实现其180度翻装，形成密闭的圆柱形保护空间。
如图I所示，本发明装置的电路部分设计了 3个依次串联的开关，该串接的三个开 关两端连接工作电源、电机形成闭合环路，只有当3个开关均接通时，装置才会开启，此3个 开关分别为床板触碰开关41、加速度开关(图中未示)、人工控制开关43。
所述床板触碰开关41为弹簧开关，其上面为床面板15，床板触碰开关均匀分布在 简支梁16上，当有人躺在床上时，床面板15由于变形而挤压触碰开关，使开关闭合，即当人 在床上时此开关接通，人不在床上时开关断开。
所述加速度开关42埋置在楼板或者墙内，与装置分离，精度为O. 01 m/s2，可调范 围为0.3 m/s2——10 m/s2，基本上覆盖强震发生时加速度，能够显示当前加速度限值，可 以根据不同地区的房屋抗震等级来调整加速度限值。装置启动完毕耗时大约为5秒，加速 度开关启动后接通的时间为10秒，10秒后，加速度开关自动断开，以免电动机烧坏。
所述人工控制开关43为单刀双掷开关，开关通常接在与加速度开关串联处，当突 发状况发生时，万一加速度开关未响应，床上人员可以手动将开关拨至另一端，直接接通电 路。该启动电路设计见图I。
所述工作电源为12V或24V，具体可根据电机电压确定，本实施例由蓄电池33提供。
本发明装置的使用主要分为四个阶段一为正常使用即未开启阶段，二为开启阶段，三为封闭阶段，四为救援开启阶段，分别 对应于图9—图12。
未开启阶段抗震床的使用与正常床一致。加速度开关埋置在床外，以避免由于人 为出现的床晃动而启动床罩。
开启阶段地震来临时，需要三个开关条件均满足时方能开启，开启阶段时间约为 5秒。
封闭阶段整个装置稳定封闭，封闭后人员在床内可以放于储藏盒6内的食物、氧 气、应急用品以及通讯用具。
进一步优化，床体的床面板15边沿可以考虑设计带有边缘板151，在保护罩外周 布置若干自锁器装置5，自锁器装置安装在边缘板151上，同时在自锁器装置位置对应的保 护罩装置上开设斜槽结构。本发明装置在接近闭合时，斜槽弹开自锁器，使四个自锁器进入 对应的斜槽开口内，完成自锁。
救援开启阶段本阶段装置已被救援人员发现，实施床内人员救助。外部人员首先 需将四个自锁器拉开，内部人员亦可在装置内部弹开自锁器，然后手动将保护罩翻开，使内 部人员得救。
权利要求
1.一种新型自动抗震床，其特征在于，包括床体、保护罩装置和电路部分， 所述床体包括左右前后四面的竖向安置的支撑板、床面板、若干简支梁16和若干横梁，其中 四个支撑板围成一个矩形框架，其底下形成的矩形平面与地面接触，其上方形成的矩形平面之上安置所述的床面板，在上方的矩形平面和床面板之间隔有横梁和简支梁，所述横梁布置于左右支撑板之间，所述简支梁布置于前后支撑板之间； 所述保护罩装置为旋转式保护罩，其结构包括两个同圆心的半圆管状罩体、对应位于前后支撑板之上的前后两竖向半圆形面板、两相同的大齿轮、电机及电机衔接外齿轮，其中 所述两个半圆管状罩体同，两者半径值大小不同，大半圆管状罩体安置固定于所述四个支撑板围成的矩形框架内，正常状态下小半圆管状罩体可叠合在大半圆管状罩体内，半径值小的半圆管状罩体可以圆心翻转，旋转180度后恰翻转至半径值大的半圆管状罩体之上,如此组合形成一圆柱体， 所述两半圆形面板，两者半径大小不同，位于前支撑板之上的为大半圆形面板，其半径值与所述圆柱体的半径相匹配；位于后支撑板之上的为小半圆形面板，其半径值小于所述圆柱体的半径， 所述小半圆管状罩体的后侧部还固结一后套环，该后套环与小半圆管状罩体呈一体，小半圆管状罩体翻转180度后该后套环恰与小半圆形面板拼接成和大半圆形面板一致的尺寸，如此与所述两半圆管状罩体正好组合形成一闭合的圆柱体空间， 所述小半圆管状罩体的前侧部也固结了一个前套环，该前套环设计成360度，前套环与小半圆管状罩体呈一体，前套环的外径和大半圆形面板半径一致，同时，在所述大半圆形面板预制若干滚轴，若干滚轴间呈圆形布置，该圆形的半径和所述前套环的内径一致，所述滚轴包括轴套和固定轴，滚轴通过固定轴固定于大半圆形面板上，滚轴的轴套能以固定轴回转，前套环通过各个滚轴搁置在大半圆形面板上， 所述两相同的大齿轮，为内齿形环状齿轮，该两大齿轮内夹设与小半圆管状罩体固结一体的后套环，两大齿轮内与后套环之间通过螺栓固定， 所述电机衔接外齿轮为外齿形齿轮，为小齿轮，该电机衔接外齿轮同时与所述的两环形大齿轮咬合， 电机通过支座固定于后侧处的简支梁上； 电路部分设计了三个依次串联的开关，该串接的三个开关两端连接工作电源、电机形成闭合环路，此三个开关分别为床板触碰开关、加速度开关、人工控制开关。
2.根据权利要求I所述的新型自动抗震床，其特征在于，所述床板触碰开关为弹簧开关，其上面为床面板，床板触碰开关均匀分布在简支梁上。
3.根据权利要求I所述的新型自动抗震床，其特征在于，所述加速度开关埋置在楼板或者墙内。
4.根据权利要求I所述的新型自动抗震床，其特征在于，所述人工控制开关为单刀双掷开关，开关通常接在与加速度开关串联处，当加速度开关未响应，床上人员手动将开关拨至另一端，直接接通电路。
全文摘要
本发明属土木工程抗震领域，具体为一种新型自动抗震床，该装置主要用于强震发生时的救生。尤其是当强震发生在夜晚时，装置在短时间内能够自动开启，保护床上人员的安全。本发明主要由加速度开关、电机、固定床板、旋转床罩等组成。可以根据当地建筑不同的抗震设防烈度设置不同的加速度限值，当地震来临，横波加速度超过限值时，加速度开关触发，接通电路使装置旋转床罩开启旋转，直至封闭。装置设有自锁区，当床罩完全封闭时，自锁启动，使旋转床罩固定，整个床构成一个近似封闭的稳定体系，旋转床罩内置海绵等保护材料，保护人的安全。装置设有多重保护电路，保证有效启动；加速度开关可调节限值，方便不同地区的使用；床内有比较大的储物盒，方便在内部储藏食物、氧气、应急用品以及通讯用具。
文档编号A62B31/00GK102973041SQ20121041894
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者肖波, 王越, 肖粤秀, 张伟平 申请人:同济大学
新型自动抗震床技术领域
本发明属抗震防灾领域，具体为一种新型的抗震床，该装置主要用于强震发生时 的救生。
背景技术：
近几年来，伴随着地球进入地震活跃区，7级以上的大地震时有发生，建筑物的垮 塌带来的是巨大的人员伤亡和经济损失。为了减少地震的损害，土木工程结构设计时大多 需要进行抗震验算和设计。然而抗震设计并不能确保地震时房屋的安全，尤其是7级以上 强震发生时，建筑的倒塌损毁还是无法避免。因此在室内建立一个相对稳固的抗震结构可 以从一定程度上起到紧急救生的作用，降低强震来临时的人员伤亡。目前常用的抗震床为 固定式框架床，为全钢结构，结构坚固，能够抵抗楼板垂直坠落的冲击力和压力，但是传统 的框架床占用的空间大，造价高，而且在强震来临时有一个致命的弱点由于框架床并非全 封闭体系，楼板在强震时也不一定是垂直塌落，因此房屋倒塌时框架床就很有可能在横向 倾倒时将人抛出，上部垮塌的碎块此时也可能对人造成严重的伤害。发明内容
本发明目的在于克服现有技术不足，公开一种新型自动抗震床，在强震来临时能 给人提供一个坚固稳定的救生空间，且床体日常占用的空间小。本发明是通过以下技术方 案实现的包括床体、保护罩装置和电路部分，所述床体包括左右前后四面的竖向安置的支撑板、床面板、若干简支梁和若干横梁，其中四个支撑板围成一个矩形框架，其底下形成的矩形平面与地面接触，其上方形成的矩 形平面之上安置所述的床面板，在上方的矩形平面和床面板之间隔有横梁和简支梁，所述 横梁布置于左右支撑板之间，所述简支梁布置于前后支撑板之间。
所述保护罩装置为旋转式保护罩，其结构包括两个同圆心的半圆管状罩体、对应 位于前后支撑板之上的前后两竖向半圆形面板、两相同的大齿轮、电机及电机衔接外齿轮， 其中所述两个半圆管状罩体同，两者半径值大小不同，大半圆管状罩体安置固定于所述四 个支撑板围成的矩形框架内，正常状态下小半圆管状罩体可叠合在大半圆管状罩体内，半 径值小的半圆管状罩体可以圆心翻转，旋转180度后恰翻转至半径值大的半圆管状罩体之 上，如此组合形成一圆柱体。
所述两半圆形面板，两者半径大小不同，位于前支撑板之上的为大半圆形面板，其 半径值与所述圆柱体的半径相匹配；位于后支撑板之上的为小半圆形面板，其半径值小于 所述圆柱体的半径。
所述小半圆管状罩体的后侧部还固结一后套环,该后套环与小半圆管状罩体呈一体，小半圆管状罩体翻转180度后该后套环恰与小半圆形面板拼接成和大半圆形面板一致 的尺寸，如此与所述两半圆管状罩体正好组合形成一闭合的圆柱体空间。
所述小半圆管状罩体的前侧部也固结了一个前套环，该前套环设计成360度，前 套环与小半圆管状罩体呈一体，前套环的外径和大半圆形面板半径一致，同时，在所述大半 圆形面板预制若干滚轴，若干滚轴间呈圆形布置，该圆形的半径和所述前套环的内径一致， 所述滚轴包括轴套和固定轴，滚轴通过固定轴固定于大半圆形面板上，滚轴的轴套能以固 定轴回转，前套环通过各个滚轴搁置在大半圆形面板上。
所述两相同的大齿轮，为内齿形环状齿轮，该两大齿轮内夹设与小半圆管状罩体 固结一体的后套环，两大齿轮内与后套环之间通过螺栓固定。
所述电机衔接外齿轮为外齿形齿轮,为小齿轮，该电机衔接外齿轮同时与所述的 两环形大齿轮咬合。
电机通过支座固定于后侧处的简支梁上。
电路部分设计了三个依次串联的开关，该串接的三个开关两端连接工作电源、电 机形成闭合环路，只有当三个开关均接通时，装置才会开启，此三个开关分别为床板触碰开 关、加速度开关、人工控制开关。
具体的，所述床板触碰开关为弹簧开关，其上面为床面板，床板触碰开关均匀分布 在简支梁上，当有人躺在床上时，床面板由于变形而挤压触碰开关，使开关闭合，即当人在 床上时此开关接通，人不在床上时开关断开。
具体的，所述加速度开关埋置在楼板或者墙内，与装置分离，精度为O. 01 m/s2，可 调范围为O. 3 m/s2——10 m/s2，基本上覆盖强震发生时加速度，能够显示当前加速度限 值，可以根据不同地区的房屋抗震等级来调整加速度限值。
具体的，所述人工控制开关为单刀双掷开关，开关通常接在与加速度开关串联处， 当突发状况发生时，万一加速度开关未响应，床上人员可以手动将开关拨至另一端，直接接 通电路。
当有人在床上时，在压力作用下床板发生挠曲变形，触及床板的简支梁上安置的 弹簧开关，开关闭合。当地震发生时，加速度开关传感器感应到加速度，且只有当加速度达 到预先设置的阈值时，加速度开关闭合。在人工控制开关闭合的前提下，电路闭合，减速电 机开始工作，带动其所衔接的外齿轮旋转，使与其咬合的保护罩两个大齿轮旋转，从而带动 与两大齿轮中间固结的小半圆管状罩体向上翻起。小半圆管状罩体转动至将要闭合时，其 斜槽结构和自锁器装置作用形成自锁。
为了保障强震时床上人员的生命安全和缩小床体日常占用的空间，本发明具有如 下特点未开启前类似普通的家用床，当强震来临，横向加速度超过加速开关设计的加速度限 值时，加速度开关接通，位于床面板下侧的小半圆管状罩体开启，开启至全封闭时，自锁装 置启动使保护罩锁死，达到结构的稳定。
开启后实现近全封闭体系，保护罩以及床体外部板材均为高强耐火材料，能够抵 御各个方向楼板及碎块的压力，同时，保护罩内部包裹有海绵等保护材料，给内部人员提供 一个临时坚固的救生舱，同时，装置内部可以放置食物、氧气、应急物品、通讯用具等，更好 地帮助内部人员等待救援。4
本发明方便安装，占地小，适合推广使用。
图1本发明装置的电路示意图。
图2本发明装置床体结构示意图(去床面板)。
图3大、小半圆 管状罩体在正常状态下叠合的结构示意图。
图4大、小半圆管状罩体在翻转后组合的结构示意图。
图5-1本发明装置后侧部传动部分结构示意图。
图5-2本发明装置前侧部传动部分结构示意图。
图5-3单独小半圆管状罩体结构示意图。
图6大齿轮结构。
图7电机衔接外齿轮结构。
图8为去掉床面板后内部结构示意图。
图9为未开启阶段。
图10为开启阶段图11为封闭阶段示意图。
图12为救援开启阶段示意图。
标记说明床体I、左支撑板11、右支撑板、12、前支撑板13、后支撑板14、床面板 15、床面边缘板151、简支梁16、横梁17、保护罩装置2、大半圆管状罩体21、小半圆管状罩体 22、后套环221、螺栓222、前套环223、大半圆形面板23、滚轴231、小半圆形面板24、大齿轮 25、电机3、电机固定支座31、电机衔接外齿轮32、蓄电池33、床板触碰开关41、加速度开关 (图中未示)、人工控制开关43、自锁装置5、内部储藏盒6。
具体实施方式
以下结合附图对发明技术方案作进一步介绍。
本发明装置包括床体I、保护罩装置2和电路部分，它们的结构关系为如图2、图8所示，所述床体包括左右前后四面的竖向安置的支撑板(11、12、13、14)、床面板15、若干简支梁16和若干横梁17,其中四个支撑板围成一个矩形框架，其底下形成的矩形平面与地面接触，其上方形成的矩形平面之上安置所述的床面板，在上方的矩形平面和床面板之间隔有横梁和简支梁，所述横梁布置于左右支撑板之间，所述简支梁布置于前后支撑板之间。具体的说，由两横梁分别固定于端处的前后支撑板上，所述简支梁的两端分别搁置在横梁上并插入到前后支撑板中。
所述保护罩装置2为旋转式保护罩，其结构包括两个同圆心的半圆管状罩体 (21、22)、对应位于前后支撑板之上的前后两竖向半圆形面板(23、24)、两相同的大齿轮 25、电机3及电机衔接外齿轮32，其中所述两个半圆管状罩体同，两者半径值大小不同，大半圆管状罩体21安置固定于所述四个支撑板围成的矩形框架内，正常状态下小半圆管状罩体22可叠合在大半圆管状罩体 内，如图3所示，半径值小的半圆管状罩体可以圆心翻转，旋转180度后恰翻转至半径值大 的半圆管状罩体之上，如此组合形成一圆柱体，如图4所示。
所述两半圆形面板，两者半径大小不同，位于前支撑板之上的为大半圆形面板23， 其半径值与所述圆柱体的半径相匹配；位于后支撑板之上的为小半圆形面板24，其半径值 小于所述圆柱体的半径。
所述小半圆管状罩体的后侧部还固结一后套环221,该后套环设计成180度,后套 环与小半圆管状罩体呈一体，小半圆管状罩体翻转180度后该后套环恰与小半圆形面板拼 接成和大半圆形面板一致的尺寸，如此与所述两半圆管状罩体正好组合形成一闭合的圆柱 体空间。
如图5-2、图5-3所示,所述小半圆管状罩体的前侧部也固结了一个前套环223,该 前套环设计成360度，前套环与小半圆管状罩体呈一体，前套环的外径和大半圆形面板23 半径一致，同时，在所述大半圆形面板23预制若干滚轴231，若干滚轴间呈圆形布置，该圆 形的半径和所述前套环的内径一致，所述滚轴包括轴套和固定轴，滚轴通过固定轴固定于 大半圆形面板上，滚轴的轴套能以固定轴回转，前套环通过各个滚轴搁置在大半圆形面板 上。这样的话，在整个小半圆管状罩体向上转动的时候，与其固结的前套环也将在滚轴上旋 转，有助于小半圆管状罩体22作180度翻转过程的顺利进行，完成翻转后对小半圆管状罩 体也有加强负载支撑作用，使得圆柱体更稳固。
如图5-1、图6所示，所述两相同的大齿轮25，为内齿形环状齿轮，该两大齿轮内夹 设与小半圆管状罩体固结一体的后套环221，两大齿轮内与后套环之间通过螺栓222固定。
如图5、图7所示,所述电机衔接外齿轮32为外齿形齿轮,为小齿轮，该电机衔接外 齿轮其两端同时分别与所述的两并列放置的环形大齿轮25咬合。
电机通过支座31固定于后侧处的简支梁上。
电机旋转时，依次通过电机衔接外齿轮、两大齿轮带动与后套环呈一体的小半圆 管状罩体22以电机输出轴为旋转轴心实现其180度翻装，形成密闭的圆柱形保护空间。
如图I所示，本发明装置的电路部分设计了 3个依次串联的开关，该串接的三个开 关两端连接工作电源、电机形成闭合环路，只有当3个开关均接通时，装置才会开启，此3个 开关分别为床板触碰开关41、加速度开关(图中未示)、人工控制开关43。
所述床板触碰开关41为弹簧开关，其上面为床面板15，床板触碰开关均匀分布在 简支梁16上，当有人躺在床上时，床面板15由于变形而挤压触碰开关，使开关闭合，即当人 在床上时此开关接通，人不在床上时开关断开。
所述加速度开关42埋置在楼板或者墙内，与装置分离，精度为O. 01 m/s2，可调范 围为0.3 m/s2——10 m/s2，基本上覆盖强震发生时加速度，能够显示当前加速度限值，可 以根据不同地区的房屋抗震等级来调整加速度限值。装置启动完毕耗时大约为5秒，加速 度开关启动后接通的时间为10秒，10秒后，加速度开关自动断开，以免电动机烧坏。
所述人工控制开关43为单刀双掷开关，开关通常接在与加速度开关串联处，当突 发状况发生时，万一加速度开关未响应，床上人员可以手动将开关拨至另一端，直接接通电 路。该启动电路设计见图I。
所述工作电源为12V或24V，具体可根据电机电压确定，本实施例由蓄电池33提供。
本发明装置的使用主要分为四个阶段一为正常使用即未开启阶段，二为开启阶段，三为封闭阶段，四为救援开启阶段，分别 对应于图9—图12。
未开启阶段抗震床的使用与正常床一致。加速度开关埋置在床外，以避免由于人 为出现的床晃动而启动床罩。
开启阶段地震来临时，需要三个开关条件均满足时方能开启，开启阶段时间约为 5秒。
封闭阶段整个装置稳定封闭，封闭后人员在床内可以放于储藏盒6内的食物、氧 气、应急用品以及通讯用具。
进一步优化，床体的床面板15边沿可以考虑设计带有边缘板151，在保护罩外周 布置若干自锁器装置5，自锁器装置安装在边缘板151上，同时在自锁器装置位置对应的保 护罩装置上开设斜槽结构。本发明装置在接近闭合时，斜槽弹开自锁器，使四个自锁器进入 对应的斜槽开口内，完成自锁。
救援开启阶段本阶段装置已被救援人员发现，实施床内人员救助。外部人员首先 需将四个自锁器拉开，内部人员亦可在装置内部弹开自锁器，然后手动将保护罩翻开，使内 部人员得救。
权利要求
1.一种新型自动抗震床，其特征在于，包括床体、保护罩装置和电路部分， 所述床体包括左右前后四面的竖向安置的支撑板、床面板、若干简支梁16和若干横梁，其中 四个支撑板围成一个矩形框架，其底下形成的矩形平面与地面接触，其上方形成的矩形平面之上安置所述的床面板，在上方的矩形平面和床面板之间隔有横梁和简支梁，所述横梁布置于左右支撑板之间，所述简支梁布置于前后支撑板之间； 所述保护罩装置为旋转式保护罩，其结构包括两个同圆心的半圆管状罩体、对应位于前后支撑板之上的前后两竖向半圆形面板、两相同的大齿轮、电机及电机衔接外齿轮，其中 所述两个半圆管状罩体同，两者半径值大小不同，大半圆管状罩体安置固定于所述四个支撑板围成的矩形框架内，正常状态下小半圆管状罩体可叠合在大半圆管状罩体内，半径值小的半圆管状罩体可以圆心翻转，旋转180度后恰翻转至半径值大的半圆管状罩体之上,如此组合形成一圆柱体， 所述两半圆形面板，两者半径大小不同，位于前支撑板之上的为大半圆形面板，其半径值与所述圆柱体的半径相匹配；位于后支撑板之上的为小半圆形面板，其半径值小于所述圆柱体的半径， 所述小半圆管状罩体的后侧部还固结一后套环，该后套环与小半圆管状罩体呈一体，小半圆管状罩体翻转180度后该后套环恰与小半圆形面板拼接成和大半圆形面板一致的尺寸，如此与所述两半圆管状罩体正好组合形成一闭合的圆柱体空间， 所述小半圆管状罩体的前侧部也固结了一个前套环，该前套环设计成360度，前套环与小半圆管状罩体呈一体，前套环的外径和大半圆形面板半径一致，同时，在所述大半圆形面板预制若干滚轴，若干滚轴间呈圆形布置，该圆形的半径和所述前套环的内径一致，所述滚轴包括轴套和固定轴，滚轴通过固定轴固定于大半圆形面板上，滚轴的轴套能以固定轴回转，前套环通过各个滚轴搁置在大半圆形面板上， 所述两相同的大齿轮，为内齿形环状齿轮，该两大齿轮内夹设与小半圆管状罩体固结一体的后套环，两大齿轮内与后套环之间通过螺栓固定， 所述电机衔接外齿轮为外齿形齿轮，为小齿轮，该电机衔接外齿轮同时与所述的两环形大齿轮咬合， 电机通过支座固定于后侧处的简支梁上； 电路部分设计了三个依次串联的开关，该串接的三个开关两端连接工作电源、电机形成闭合环路，此三个开关分别为床板触碰开关、加速度开关、人工控制开关。
2.根据权利要求I所述的新型自动抗震床，其特征在于，所述床板触碰开关为弹簧开关，其上面为床面板，床板触碰开关均匀分布在简支梁上。
3.根据权利要求I所述的新型自动抗震床，其特征在于，所述加速度开关埋置在楼板或者墙内。
4.根据权利要求I所述的新型自动抗震床，其特征在于，所述人工控制开关为单刀双掷开关，开关通常接在与加速度开关串联处，当加速度开关未响应，床上人员手动将开关拨至另一端，直接接通电路。
全文摘要
本发明属土木工程抗震领域，具体为一种新型自动抗震床，该装置主要用于强震发生时的救生。尤其是当强震发生在夜晚时，装置在短时间内能够自动开启，保护床上人员的安全。本发明主要由加速度开关、电机、固定床板、旋转床罩等组成。可以根据当地建筑不同的抗震设防烈度设置不同的加速度限值，当地震来临，横波加速度超过限值时，加速度开关触发，接通电路使装置旋转床罩开启旋转，直至封闭。装置设有自锁区，当床罩完全封闭时，自锁启动，使旋转床罩固定，整个床构成一个近似封闭的稳定体系，旋转床罩内置海绵等保护材料，保护人的安全。装置设有多重保护电路，保证有效启动；加速度开关可调节限值，方便不同地区的使用；床内有比较大的储物盒，方便在内部储藏食物、氧气、应急用品以及通讯用具。
文档编号A62B31/00GK102973041SQ20121041894
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者肖波, 王越, 肖粤秀, 张伟平 申请人:同济大学
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