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        一種多功能沙發(fā)床結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計研究

        2021-07-13 09:38:44歐陽博李博楊張國福
        南方農(nóng)機 2021年13期
        關(guān)鍵詞:床體外力限位

        歐陽博,李博楊,張國福

        (1.長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院機械工程訓(xùn)練中心,吉林 長春 130122;2.蘇州綠控傳動科技股份有限公司,江蘇 蘇州 215200;3.長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院機械工程學(xué)院,吉林 長春 130122)

        在現(xiàn)有的家具領(lǐng)域中,多用途的家具日益受到人們關(guān)注。發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代初,開始使用多功能床椅。意大利的Twils等公司設(shè)計了多功能床,配備儲物空間,設(shè)置連體式床頭柜。加拿大一家醫(yī)院的護理人員設(shè)計了一款按摩床,可以通過機械結(jié)構(gòu)對人的背部和腰部進行自動按摩。瑞士的科技人員發(fā)明了一款音樂床,可以自動播放催眠曲。這些都是時代進步的體現(xiàn),更是多功能床發(fā)展的典型代表[1-2]。國內(nèi)對多功能床的研發(fā)與設(shè)計,比較有代表性的是廣東東莞慕思家居和深圳CBD等企業(yè)[3]。本文提到的多功能床,可以展開為一種多功能沙發(fā)床,也可以折合為沙發(fā)椅;該多功能沙發(fā)床結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,能夠有效提高室內(nèi)的空間利用率。該多功能床具備多種用途,能夠有效降低家具的入戶使用成本[4]。

        1 沙發(fā)床的概念和特點

        現(xiàn)代居室布置崇尚簡潔,多功能家具越來越成為大眾的選擇,沙發(fā)床就是其一。沙發(fā)床一般是指在原有傳統(tǒng)床的基本功能基礎(chǔ)上,按照消費者個性化要求及實用性,實現(xiàn)其他新功能的現(xiàn)代家居產(chǎn)品。本研究定義的沙發(fā)床是指能實現(xiàn)沙發(fā)和床兩用的家具。沙發(fā)床要滿足坐和臥兩種功能,必須牢固耐用且美觀,其材質(zhì)、工藝都應(yīng)該有保障。

        2 多功能沙發(fā)床總體設(shè)計方案

        2.1 整體設(shè)計思路

        市場上的沙發(fā)床主要特點是折疊時可以實現(xiàn)具有靠背的沙發(fā)的功能,展開時則成為一張單層床。本研究設(shè)計的多功能沙發(fā)床具有創(chuàng)新性,展開后可以變成上下鋪的兩張床,并具備安全性、堅固性、舒適性和環(huán)保性。安全性體現(xiàn)在產(chǎn)品的使用過程中,不能對消費者特別是兒童造成身體的傷害;堅固性體現(xiàn)在床身等架構(gòu)所需的材料,要具有足夠的剛度和韌性;舒適性體現(xiàn)在消費者在使用過程中的舒適程度;環(huán)保性體現(xiàn)在材料本身無毒并能夠回收,體現(xiàn)綠色和可持續(xù)發(fā)展理念?;谝陨纤悸?,本沙發(fā)床采用Q235鋼為主,連接件優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。多功能沙發(fā)床的結(jié)構(gòu),如圖1、圖2所示。包括安裝架1、上床體2、下床體3及第一連接結(jié)構(gòu)4,三者之間活動連接,下床體3與安裝架1連接。通過部件之間的活動連接和鉸接,可以在施加外力作用下實現(xiàn)上床體2與下床體3處于層疊或展開兩種狀態(tài),從而具備雙層床、座椅或沙發(fā)的功能。

        圖1 多功能沙發(fā)床結(jié)構(gòu)示意圖

        圖2 多功能沙發(fā)床展開狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖

        第一連接結(jié)構(gòu)4包括第一連桿11和第二連桿12,第一連桿11及第二連桿12的兩端分別與安裝架1及上床體2鉸接,并且第一連桿11的轉(zhuǎn)動平面與第二連桿12的轉(zhuǎn)動平面異面,第一連桿11及第二連桿12在轉(zhuǎn)動的過程中不會相互干涉。

        2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

        圖3 多功能沙發(fā)床層疊狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖

        上床體2通過第一連接結(jié)構(gòu)4與安裝架1活動連接,該多功能沙發(fā)床的上床體2能夠在外力的作用下相對于安裝架1翻轉(zhuǎn),并向遠(yuǎn)離或靠近安裝架1的方向運動,使該多功能沙發(fā)床具備與下床體3層疊及展開的狀態(tài)。

        如圖1所示,下床體3通過第二連接結(jié)構(gòu)6與安裝架1活動連接,第二連接結(jié)構(gòu)6包括支撐連桿組13及第三連桿14,支撐連桿組13的兩端分別與安裝架1及下床體3鉸接,第三連桿14的兩端分別與下床體3及第一連接結(jié)構(gòu)4鉸接。支撐連桿組13的轉(zhuǎn)動平面與第三連桿14的轉(zhuǎn)動平面間隔開,在轉(zhuǎn)動的過程中不會相互干涉。第一連接結(jié)構(gòu)4在外力的作用下可帶動第三連桿14轉(zhuǎn)動,使得下床體3具備遠(yuǎn)離安裝架1的層疊狀態(tài)以及靠近安裝架1的展開狀態(tài)。

        下床體3通過第二連接結(jié)構(gòu)6與安裝架1活動連接,第一連接結(jié)構(gòu)4在外力的作用下運動的過程中,能夠帶動上床體2和下床體3的狀態(tài)發(fā)生變化。簡化了該多功能沙發(fā)床的操作,即當(dāng)上床體2處于層疊狀態(tài)時,通過外力帶動第一連接結(jié)構(gòu)4運動,上床體2翻轉(zhuǎn)并向遠(yuǎn)離安裝架1的方向運動,轉(zhuǎn)換為展開狀態(tài)時;同樣會帶動下床體3的狀態(tài)發(fā)生變化,下床體3也由層疊狀態(tài)轉(zhuǎn)換為展開狀態(tài)。同理,上床體2及下床體3由展開狀態(tài)轉(zhuǎn)換為層疊狀態(tài)的過程,與上述運動過程的原理相同。

        為提高下床體3的連接穩(wěn)定性,支撐連桿組13包括至少兩根子連桿10,子連桿10的兩端分別與安裝架1及下床體3鉸接。安裝架1上設(shè)有抵靠架15,用于在上床體2處于層疊狀態(tài)時與其抵靠,以限制第一連接結(jié)構(gòu)4的轉(zhuǎn)動。

        如圖2、圖4所示,為便于與第一連接結(jié)構(gòu)4連接,在安裝架1上設(shè)有第一連接部18以及伸出安裝架1的第二連接部19。第一連接部18用于與第一連桿11鉸接,第二連接部19用于與第二連桿12鉸接。為限制第一連接結(jié)構(gòu)4的轉(zhuǎn)動,在第一連接部18上設(shè)有第一卡合部8,用于在上床體2處于展開狀態(tài)時與第一連桿11卡合;第二連桿12上設(shè)有第二卡合部9,用于在上床體2處于層疊狀態(tài)時與第二連接部19卡合;從而確保上床體2處于展開狀態(tài)或?qū)盈B狀態(tài)時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。第一卡合部8包括限位銷7,第一連桿11上設(shè)有用于與限位銷7卡合的卡槽。并且限位銷7具備用于與卡槽配合的鎖定狀態(tài)以及與卡槽脫離配合的解鎖狀態(tài)。當(dāng)限位銷7與卡槽配合處于鎖定狀態(tài)時,上床體2始終保持展開狀態(tài),防止上床體2的狀態(tài)在外力作用下發(fā)生變化。當(dāng)限位銷7處于鎖定狀態(tài)時,第一連接結(jié)構(gòu)4不能夠帶動上床體2運動;當(dāng)限位銷7處于解鎖狀態(tài)時,第一連接結(jié)構(gòu)4在外力作用下能夠帶動上床體2運動,從而使上床體2能夠轉(zhuǎn)換為層疊狀態(tài)。

        圖4 圖2中IV處的放大示意圖

        多功能沙發(fā)床還包括活動梯架5,并與上床體2鉸接,與限位銷7傳動連接?;顒犹菁?在外力的作用下可相對于上床體2轉(zhuǎn)動,并使限位銷7處于鎖定狀態(tài)或解鎖狀態(tài)。在外力的作用下,活動梯架5可以帶動第一連接結(jié)構(gòu)4運動,從而使上床體2向展開狀態(tài)發(fā)生位置變化。當(dāng)上床體2向遠(yuǎn)離安裝架1的方向運動并處于展開狀態(tài)時,上床體2與下床體3間隔,使活動梯架5相對于上床體2的轉(zhuǎn)動不會受到其他結(jié)構(gòu)的干涉。在上床體2處于展開狀態(tài)后,通過活動梯架5的轉(zhuǎn)動,限位銷7由解鎖狀態(tài)轉(zhuǎn)換為鎖定狀態(tài),便可保持上床體2的展開狀態(tài)。

        2.3 多功能沙發(fā)床實現(xiàn)原理

        該床的上床體2通過第一連接結(jié)構(gòu)4與安裝架1活動連接,上床體2能夠在外力的作用下相對于安裝架1翻轉(zhuǎn),具備與下床體3的層疊狀態(tài)及與下床體3的展開狀態(tài)。當(dāng)處于層疊狀態(tài)時,下床體3被相對封閉,同時上床體2的背面22朝上,實現(xiàn)沙發(fā)結(jié)構(gòu)。在外力的作用下,處于層疊狀態(tài)的上床體2能夠翻轉(zhuǎn),并向遠(yuǎn)離安裝架1的方向運動,上床體2可以由層疊狀態(tài)轉(zhuǎn)換為展開狀態(tài);此時,上床體2與下床體3間隔,并且下床體3的上方空間被開放,經(jīng)過翻轉(zhuǎn)后上床體2的正面21朝上;由此,處于開放狀態(tài)的上床體2便與下床體3形成雙層床結(jié)構(gòu)。

        3 結(jié)語

        筆者基于對現(xiàn)有家居產(chǎn)品的調(diào)查,提供了一種多功能的雙人折疊沙發(fā)床,探討了其結(jié)構(gòu)設(shè)計。該沙發(fā)床實用性強,加工成本低,折疊后體積小,質(zhì)量輕,方便包裝、運輸和存儲,提升了產(chǎn)品的用戶體驗感。其不足之處是在折疊過程中連接件易受磨損,要定期進行檢查與更新,或者選擇新型材料來提高性價比和安全性。

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