專利名稱：抗震嬰兒搖籃床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抗震嬰兒搖籃床，目的是起到在地震災害發(fā)生時對嬰兒的保護作 用，屬于機電一體化技術領域。
背景技術：
地震是破壞力極大的自然災害，由于唐山大地震和汶川大地震給人們造成的巨大 悲痛，使國人在心理上不同程度地陷入恐懼。近來世界各地更是地震頻發(fā)，尤其是七級以上 特大地震，而我國位于環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶的世界兩大地震帶之間，防震抗震的 形勢更為嚴峻。從多次地震中的破壞看，建筑物倒塌是致人傷亡的主要原因，特別是在夜晚 發(fā)生的地震傷亡情況更為嚴重。這是由于躺在床上的人們處于睡眠或放松狀態(tài)，無任何準 備，而建筑的毀壞或倒塌都是發(fā)生在極短的時間內(nèi)，人們往往來不及逃生或采取自救措施 就會因房屋倒塌或重物墜落而造成傷亡。特別在地震中，嬰兒的防范自救能力很差，對突如 其來的災害毫無自我保護能力。目前，國內(nèi)主要有河北河間以及山東臨沂地區(qū)部分廠商生產(chǎn)有“永固防震床”，它 們大部分為木質(zhì)材料或鋼管結(jié)構，主要利用自身的結(jié)構和材料的特性來防御地震，結(jié)構簡 單，抗震性能較差；首先，這樣的結(jié)構和材料只能針對低級別地震起防護作用，在人員傷亡 最為慘重的特大地震中作用甚微，無法承受強烈的地震波沖擊；其次，這樣的結(jié)構相對于普 通床只是多了頂層的防護，床體側(cè)面空間很多部位都起不到保護作用，而地震中有很多人 都是被較小的重物砸中要害部位而致命的，對于脆弱的嬰兒來說，仍然很容易被砸傷甚至 致死；最后，這樣的結(jié)構很容易使人在地震中被甩出受傷。國內(nèi)外市場上的嬰兒床、搖籃床都只有普通的搖籃功能，并不帶有其他的保護裝 置，更沒有能在地震中專門針對嬰兒采取保護的嬰兒抗震床。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種抗震嬰兒搖籃床，既具有普通嬰兒搖籃床的功能，同時具備防止 地震災害的自動保護功能?？拐饗雰簱u籃床，包括長方體外框、內(nèi)層床身、弧形防護罩、旋轉(zhuǎn)方框、觸發(fā)裝置和 傳動裝置；其中長方體外框采用高強度的不銹鋼管焊接成長方體框架，上表面有活動的可 開合承重梁，平時能夠打開，方便將嬰兒放入床中，長方體外框?qū)ΨQ面的框架中部固定安裝 承重橫梁，長方體外框底面上安裝有球形萬向輪；觸發(fā)裝置包括振動傳感器、電磁鐵、杠桿、 鎖銷；傳動裝置包括彈簧、齒條、齒輪軸、主動鏈輪、從動鏈輪、導柱和四連桿機構；其連接 關系為旋轉(zhuǎn)方框相對的兩邊通過軸承安裝在長方體外框的承重橫梁上，內(nèi)層床身相對的 兩邊通過軸承安裝在旋轉(zhuǎn)方框上，承重橫梁上的軸承與旋轉(zhuǎn)方框上的軸承安裝連線垂直相 交，長方體外框、旋轉(zhuǎn)方框和內(nèi)層床身構成二環(huán)二軸慣性系統(tǒng)；振動傳感器安裝在長方體外 框底座的任意位置，內(nèi)層床身的底部設置一個安裝板，安裝板的一端抵觸安裝一根彈簧，彈 簧一側(cè)安裝板下方裝有可復位的鎖銷，安裝板下方另一側(cè)裝有電磁鐵和杠桿，杠桿的一端
4伸入鎖銷中；齒條的一端固定連接一根帶擋銷的擋桿，擋桿插入彈簧中后擋銷卡在鎖銷上， 齒條正上方固定安裝一根齒輪軸，齒輪軸上的齒輪與齒條嚙合，齒輪軸的兩端為固定連接 的主動鏈輪，主動鏈輪上方由導柱連接從動鏈輪，一個弧形防護罩的兩端與從動鏈輪的輪 軸固定連接，另一個弧形防護罩的兩端與從動鏈輪的輪軸為活動連接，四連桿機構能沿導 柱上下滑動，其連接桿分別與兩個弧形防護罩的側(cè)面固定連接。此外，在內(nèi)層床身上設置一個報警器，在振動傳感器發(fā)出無線脈沖信號后報警器 可同時報警。床體最外層的長方體框架作為第一道保護防線，能夠利用其自身的材料力學性能 和結(jié)構設計特性有效承受坍塌的墻體或大型重物的沖擊，使其不直接作用于內(nèi)層床身，增 大床內(nèi)嬰兒的存活率?？砷_合承重梁設計為拱形，并配合承重橫梁，能夠更加有效的抵抗沖 擊、分散應力。側(cè)面的八根立柱起主要的支撐作用，抗沖擊性強，分布均勻?qū)ΨQ，能保證其在 受到重物沖擊時，盡量均勻的分擔應力。弧形防護罩在內(nèi)層床身上方形成弧形的內(nèi)層保護，更為直接地制造一個相對安全 的空間，防止掉落的碎石或其它重物砸傷嬰兒身體的重要部位，更可靠地對嬰兒進行進一 步的保護。弧形防護罩采用力學性能很好的不銹鋼絲網(wǎng)包裹在高強度的不銹鋼骨架上，可 適當變形以吸收能量，并更加有效地分散應力，增強其防護能力。床身中下部有一不銹鋼 板，用于將嬰兒的活動空間與床底的控制系統(tǒng)分開，能有效地保證嬰兒不會被床底的機構 影響，安全可靠。工作過程當振動傳感器感應到地震波時發(fā)出無線脈沖信號，無線脈沖信號使觸 發(fā)裝置中的電磁鐵通電吸合，當電磁鐵通電迅速吸引在其下方的杠桿一端的鐵塊，杠桿另 一端分別將兩個鎖銷拉下，與齒條固連的擋桿脫離鎖銷的約束，從而使處于壓縮狀態(tài)的彈 簧被釋放，迅速彈出，推動齒條在水平槽中向前滑動，將彈簧釋放的彈性勢能即轉(zhuǎn)化為傳動 系統(tǒng)的機械能，釋放時的推力即為傳動機構的動力；通過齒輪齒條的嚙合傳動將力和運動 傳遞至齒輪，齒輪和主動鏈輪均與齒輪軸剛性固連，則當齒輪轉(zhuǎn)動時通過與之剛性連接的 齒輪軸將運動和力傳遞到齒輪軸兩端的主動鏈輪，使主動鏈輪與齒輪軸以相同的角速度繞 軸轉(zhuǎn)動。一個弧形防護罩固連在從動鏈輪上，當主動鏈輪與齒輪軸一起轉(zhuǎn)動時，以滾子鏈作 為中間撓性件，靠滾子鏈與鏈輪輪齒的嚙合來使動力從主動鏈輪傳遞到了從動鏈輪，從而 帶動一側(cè)的防護罩迅速上合。同時，有四連桿機構的兩個短連桿分別和兩側(cè)的弧形防護罩 固定相連，相當于滑塊作用的直線軸承在導柱的約束下在豎直方向做直線運動，這樣，另一 側(cè)的弧形防護罩能夠同時以此側(cè)防護罩為主動力通過四連桿機構帶動另一側(cè)的弧形防護 罩準確迅速運動閉合位置。這樣，通過傳動機構的運動，便可將彈簧釋放的彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)?弧形防護罩上合的動能，快速準確，能使裝置在地震中迅速開啟完成防護過程。振動傳感器作為信號采集器，將地震縱波引起的地面振動信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電平信 號輸出由于地震引起的地面振動頻率往往在2 8Hz之間，而日常生活所引起的振動一般 都不在此范圍之內(nèi)，所以通過對傳感器靈敏度的調(diào)節(jié)將傳感器的檢測頻率調(diào)節(jié)在2 8Hz 的低頻范圍，既可有效檢測地震產(chǎn)生破壞之前傳到地面的縱波引起的地面震動的信號，又 可減少生活中引起的誤操作現(xiàn)象的發(fā)生.；振動傳感器內(nèi)置放大電路和無線信號傳輸電路 兩個部分，放大電路將震動傳感器所獲得的小信號放大并驅(qū)動雙觸點繼電器，使其中一個 觸點實現(xiàn)自鎖，持續(xù)接通電路，保證后續(xù)電路的穩(wěn)定；另一個觸點接通無線信號傳輸電路并
5發(fā)出無線脈沖信號，無線脈沖信號使電磁鐵通電吸合，同時報警器報警。有益效果本發(fā)明的內(nèi)層床身可在任意?？拷嵌认卤３炙?，由于二環(huán)二軸慣性 系統(tǒng)使床體能在三維空間中自由運動，從而使內(nèi)層床身即使在地震中被重物擊翻，但內(nèi)層 床身仍能保持相對水平，保證嬰兒不會因慣性從床中被甩出，確保啟動的防護罩能達到保 護作用。另一方面，二環(huán)二軸慣性系統(tǒng)的設計使嬰兒床具備了搖擺的功能。以可儲能的彈簧作為動力源，并配以助力彈簧，使動作迅速高效，同時采用非電能 作為動力的設計更為適合運用在地震防護中。由于地震經(jīng)常伴隨整個供電系統(tǒng)的中斷，采 用可儲存能量的彈簧作為動力源，節(jié)省了用電機帶動時所消耗的電能。同時，助力彈簧的設 計使防護罩上合動作十分迅速。另一方面，彈簧與傳動系統(tǒng)的配合運動是可逆的，即彈簧釋 放帶動傳動系統(tǒng)工作使防護罩合上后，人為對防護罩施加較小的力即可使防護罩收回，彈 簧重新收縮儲存能量，重復利用。本發(fā)明采用機電一體化技術，滲透聲、電、磁控制技術，其中控制電路中采用了無 線電遙控技術，解決了三維運動之間的聯(lián)控技術問題；電路中接有報警器，對接收到的振動 信號處理后使其開啟，方便救援人員搜救，提高嬰兒的獲救概率；電磁鐵配合杠桿應用于拔 銷系統(tǒng)中，在保證拉力的同時，保證了反應速度。


圖1是本發(fā)明抗震嬰兒搖籃床的結(jié)構示意2是本發(fā)明抗震嬰兒搖籃床傳動機構結(jié)構示意3是本發(fā)明抗震嬰兒搖籃床無傳動機構的結(jié)構示意4是本發(fā)明抗震嬰兒搖籃床在非水平狀態(tài)下的結(jié)構示意圖其中1-長方體外框、2-可開合承重梁、3-承重橫梁、4-旋轉(zhuǎn)方框、5-內(nèi)層床身、 6-弧形防護罩、7-電磁鐵、8-杠桿、9-鎖銷、10-彈簧、11-齒條、12-齒輪軸、13-主動鏈輪、 14-從動鏈輪、15-導柱、16-四連桿機構
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。如附圖1所示，抗震嬰兒搖籃床，包括長方體外框1、內(nèi)層床身5、承重橫梁3、弧形 防護罩6、旋轉(zhuǎn)方框4、觸發(fā)裝置和傳動裝置；其中長方體外框1采用高強度的不銹鋼管焊接 成長方體框架，上表面有活動的可開合承重梁2，平時能夠打開，方便將嬰兒放入床中，長方 體外框1對稱面的框架中部固定安裝承重橫梁3，長方體外框底面上安裝有球形萬向輪；如 圖2所示，觸發(fā)裝置包括振動傳感器、電磁鐵7、杠桿8、鎖銷9 ；傳動裝置包括彈簧10、齒條 11、齒輪軸12、主動鏈輪13、從動鏈輪14、導柱15和四連桿機構16 ；其連接關系為旋轉(zhuǎn)方 框4相對的兩邊通過軸承安裝在長方體外框1的承重橫梁上，內(nèi)層床身5相對的兩邊通過 軸承安裝在旋轉(zhuǎn)方框4上，承重橫梁3上的軸承與旋轉(zhuǎn)方框4上的軸承安裝連線垂直相交， 長方體外框1、旋轉(zhuǎn)方框4和內(nèi)層床身5構成二環(huán)二軸慣性系統(tǒng)；振動傳感器安裝在長方體 外框1底座的任意位置，內(nèi)層床身5的底部設置一個安裝板，安裝板的一端抵觸安裝一根彈 簧10，彈簧10 —側(cè)安裝板下方裝有可復位的鎖銷9，安裝板下方另一側(cè)裝有電磁鐵7和杠 桿8，杠桿8的一端伸入鎖銷9中；齒條11的一端固定連接一根帶擋銷的擋桿，擋桿插入彈
6簧10中后擋銷卡在鎖銷9上，齒條11正上方固定安裝一根齒輪軸，齒輪軸12上的齒輪與 齒條11嚙合，齒輪軸12的兩端為固定連接的主動鏈輪13，主動鏈輪13上方由導柱15連 接從動鏈輪14，一個弧形防護罩6的兩端與從動鏈輪14的輪軸固定連接，另一個弧形防護 罩6的兩端與從動鏈輪14的輪軸為活動連接，四連桿機構16能沿導柱15上下滑動，其連 接桿分別與兩個弧形防護罩6的側(cè)面固定連接。此外，在內(nèi)層床身5上設置一個報警器，在振動傳感器發(fā)出無線脈沖信號后報警 器可同時報警。工作過程當振動傳感器感應到地震波時發(fā)出無線脈沖信號，無線脈沖信號使觸 發(fā)裝置中的電磁鐵7通電吸合，當電磁鐵7通電迅速吸引在其下方的杠桿8 一端的鐵塊，杠 桿8另一端分別將兩個鎖銷9拉下，與齒條11固連的擋桿脫離鎖銷9的約束，從而使處于 壓縮狀態(tài)的彈簧10被釋放，彈簧10推動齒條11在水平槽中向前滑動，將彈簧10釋放的彈 性勢能即轉(zhuǎn)化為傳動系統(tǒng)的機械能，釋放時的推力即為傳動機構的動力；通過齒輪齒條11 的嚙合傳動將力和運動傳遞至齒輪，齒輪和主動鏈輪13均與齒輪軸12剛性固連，則當齒輪 轉(zhuǎn)動時通過與之剛性連接的齒輪軸12將運動和力傳遞到兩端的主動鏈輪13，使主動鏈輪 13與齒輪軸以相同的角速度繞軸轉(zhuǎn)動。一個弧形防護罩6固連在從動鏈輪14上，當主動 鏈輪13與齒輪軸12 —起轉(zhuǎn)動時，以滾子鏈作為中間撓性件，靠滾子鏈與鏈輪輪齒的嚙合來 使動力從主動鏈輪13傳遞到了從動鏈輪14，從而帶動一側(cè)的弧形防護罩6迅速上合。同 時，有四連桿機構16的兩個短連桿分別和兩側(cè)的弧形防護罩固定相連，相當于滑塊作用的 直線軸承在導柱15的約束下在豎直方向做直線運動，這樣，另一側(cè)的弧形防護罩6能夠同 時以此側(cè)弧形防護罩6為主動力通過四連桿機構16帶動另一側(cè)的弧形防護罩6準確迅速 運動閉合位置。這樣，通過傳動機構的運動，便可將彈簧釋放的彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)榛⌒畏雷o罩 上合的動能，快速準確，能使裝置在地震中迅速開啟完成防護過程。振動傳感器作為信號采集器，將地震縱波引起的地面振動信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電平信 號輸出，由于地震引起的地面振動頻率往往在2 8Hz之間，而日常生活所引起的振動一般 都不在此范圍之內(nèi)，所以通過對傳感器靈敏度的調(diào)節(jié)將傳感器的檢測頻率調(diào)節(jié)在2 8Hz 的低頻范圍，既可有效檢測地震產(chǎn)生破壞之前傳到地面的縱波引起的地面震動的信號，又 可減少生活中引起的誤操作現(xiàn)象的發(fā)生.；振動傳感器內(nèi)置放大電路和無線信號傳輸電路 兩個部分，放大電路將震動傳感器所獲得的小信號放大并驅(qū)動雙觸點繼電器，使其中一個 觸點實現(xiàn)自鎖，持續(xù)接通電路，保證后續(xù)電路的穩(wěn)定；另一個觸點接通無線信號傳輸電路并 發(fā)出無線脈沖信號，無線脈沖信號使電磁鐵通電吸合，同時報警器報警。
權利要求
抗震嬰兒搖籃床，包括長方體外框(1)、內(nèi)層床身(5)、承重橫梁(3)、弧形防護罩(6)、旋轉(zhuǎn)方框(4)、觸發(fā)裝置和傳動裝置；其特征在于，長方體外框(1)長方體框架結(jié)構，上端有活動的可開合承重梁(2)，長方體外框(1)對稱面的框架中部固定安裝承重橫梁(3)，長方體外框(1)底面上安裝有球形萬向輪；觸發(fā)裝置包括振動傳感器、電磁鐵(7)、杠桿(8)和鎖銷(9)；傳動裝置包括彈簧(10)、齒條(11)、齒輪軸(12)、主動鏈輪(13)、從動鏈輪(14)、導柱(15)和四連桿機構(16)；其連接關系為旋轉(zhuǎn)方框(4)相對的兩邊通過軸承安裝在長方體外框(1)的承重橫梁上，內(nèi)層床身(5)相對的兩邊通過軸承安裝在旋轉(zhuǎn)方框(4)上，承重橫梁(3)上的軸承與旋轉(zhuǎn)方框(4)上的軸承安裝連線垂直相交；振動傳感器安裝在長方體外框(1)底座上，內(nèi)層床身(5)的底部設置一個安裝板，安裝板的一端抵觸安裝一根彈簧(10)，彈簧(10)一側(cè)安裝板下方裝有可復位的鎖銷(9)，安裝板下方另一側(cè)裝有電磁鐵(7)和杠桿(8)，杠桿(8)的一端伸入鎖銷(9)中；齒條(11)的一端固定連接一根帶擋銷的擋桿，擋桿插入彈簧(10)中后擋銷卡在鎖銷(9)上，齒條(11)正上方固定安裝一根齒輪軸(12)，齒輪軸(12)上的齒輪與齒條(11)嚙合，齒輪軸(12)的兩端為固定連接的主動鏈輪(13)，主動鏈輪(13)上方由導柱(15)連接從動鏈輪(14)，一個弧形防護罩(6)的兩端與從動鏈輪(14)的輪軸固定連接，另一個弧形防護罩(6)的兩端與從動鏈輪(14)的輪軸為活動連接，四連桿機構(16)能沿導柱(15)上下滑動，其連接桿分別與兩個弧形防護罩(6)的側(cè)面固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的抗震嬰兒搖籃床，其特征在于在內(nèi)層床身上設置一個報警 器，在振動傳感器發(fā)出無線脈沖信號后報警器同時報警。
3.根據(jù)權利要求1所述的抗震嬰兒搖籃床，其特征在于弧形防護罩采用力學性能很 好的不銹鋼絲網(wǎng)包裹在高強度的不銹鋼骨架上。
4.根據(jù)權利要求1所述的抗震嬰兒搖籃床，其特征在于床身中下部有一不銹鋼板，用 于將嬰兒的活動空間與床底的控制系統(tǒng)分開。
5.根據(jù)權利要求1所述的抗震嬰兒搖籃床，其特征在于信號采集器通過對傳感器靈 敏度的調(diào)節(jié)將傳感器的檢測頻率調(diào)節(jié)在2 8Hz的低頻范圍。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的抗震嬰兒搖籃床，其特征在于振動傳感器內(nèi)置放大電 路和無線信號傳輸電路兩個部分，放大電路將震動傳感器所獲得的小信號放大并驅(qū)動雙觸 點繼電器，使其中一個觸點實現(xiàn)自鎖，持續(xù)接通電路，保證后續(xù)電路的穩(wěn)定；另一個觸點接 通無線信號傳輸電路并發(fā)出無線脈沖信號，無線脈沖信號使電磁鐵通電吸合，同時報警器 報警。
7.據(jù)權利要求1所述的抗震嬰兒搖籃床，其特征在于工作過程為當振動傳感器感應 到地震波時發(fā)出無線脈沖信號，無線脈沖信號使觸發(fā)裝置中的電磁鐵(7)通電吸合，當電 磁鐵(7)通電迅速吸引在其下方的杠桿(8) —端的鐵塊，杠桿(8)另一端分別將兩個鎖銷 (9)拉下，與齒條(11)固連的擋桿脫離鎖銷(9)的約束，從而使處于壓縮狀態(tài)的彈簧(10) 被釋放，彈簧(10)推動齒條(11)在水平槽中向前滑動，將彈簧(10)釋放的彈性勢能即轉(zhuǎn) 化為傳動系統(tǒng)的機械能，釋放時的推力即為傳動機構的動力；通過齒輪齒條(11)的嚙合傳 動將力和運動傳遞至齒輪，齒輪和主動鏈輪(13)均與齒輪軸(12)剛性固連，則當齒輪轉(zhuǎn)動 時通過與之剛性連接的齒輪軸(12)將運動和力傳遞到兩端的主動鏈輪(13)，使主動鏈輪 (13)與齒輪軸以相同的角速度繞軸轉(zhuǎn)動；一個弧形防護罩(6)固連在從動鏈輪(14)上，當主動鏈輪(13)與齒輪軸(12) —起轉(zhuǎn)動時，以滾子鏈作為中間撓性件，靠滾子鏈與鏈輪輪齒 的嚙合來使動力從主動鏈輪(13)傳遞到了從動鏈輪(14)，從而帶動一側(cè)的弧形防護罩(6) 迅速上合；同時，有四連桿機構(16)的兩個短連桿分別和兩側(cè)的弧形防護罩固定相連，相 當于滑塊作用的直線軸承在導柱(15)的約束下在豎直方向做直線運動，這樣，另一側(cè)的弧 形防護罩(6)能夠同時以此側(cè)弧形防護罩(6)為主動力通過四連桿機構(16)帶動另一側(cè) 的弧形防護罩(6)準確迅速運動閉合位置；這樣，通過傳動機構的運動，便可將彈簧釋放的 彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)榛⌒畏雷o罩上合的動能，快速準確，能使裝置在地震中迅速開啟完成防護 過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗震嬰兒搖籃床，包括長方體外框、內(nèi)層床身、弧形防護罩、旋轉(zhuǎn)方框、觸發(fā)裝置和傳動裝置；長方體外框采用不銹鋼管焊接成長方體框架，上表面有活動的可開合承重梁，長方體外框?qū)ΨQ面的框架中部固定安裝承重橫梁，旋轉(zhuǎn)方框相對的兩邊通過軸承安裝在長方體外框的承重橫梁上，內(nèi)層床身相對的兩邊通過軸承安裝在旋轉(zhuǎn)方框上，承重橫梁上的軸承與旋轉(zhuǎn)方框上的軸承安裝連線垂直相交；傳動裝置安裝在內(nèi)層床身下方，振動傳感器的無線信號可啟動傳動系統(tǒng)將弧形防護罩及時關閉，觸發(fā)裝置中的振動傳感器裝在長方體外框底部；本發(fā)明利用自身穩(wěn)定慣性系統(tǒng)和快速彈出的弧形防護罩對嬰兒的地震災害來臨時起到全方位多層保護。
文檔編號A47D15/00GK101966045SQ20101028411
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權日2010年9月16日
發(fā)明者劉佳朋, 安靜宇, 李巍巍, 李翀, 趙俊韡 申請人:北京理工大學