升降式自動防護安全床設計

鄭世民 王玉勤* 張博文 張皓東

（巢湖學院 機械工程學院，安徽 巢湖238000）

隨著城鎮化進程不斷推進，人民的居住條件不斷改善，高層建筑已成為人們居家的首選。在居民處于熟睡狀態下，當地震、泥石流等自然災害發生時，由于樓層較高，人們很難逃離出來，而救援工作有時又很難及時開展，從而造成生命安全受到損害[1]；亦或者遇見身邊潛藏的危險時無處躲避，人身安全受到侵害的情況。為有效解決上述問題，設計了一種升降式自動防護安全床，在突發情況下保護人們的生命財產安全[2-3]。目前，市面上的居家防護床裝備基本上都是在床周圍設置一些支撐柱和蓋板來提高裝置整體結構的強度，存在著操作復雜、安全指數低等問題。本文所設計的安全床操作簡單，能有效應對外界沖擊，安全指數高，切實保護人身安全。

1 升降式自動防護安全床工作原理

升降式自動防護安全床裝置設計的主要目的是為了保護居家時的人身安全，如圖1 所示。升降式自動防護安全床的框架由空心桿焊接而成，其內部主要設有支撐裝置、升降裝置和鎖止裝置。升降框被升降裝置推動實現升降，床板在支撐裝置的帶動下打開和關閉，鎖止裝置安裝在側板內部和床體連接，通過手動打開使得側板和床體分離，人可以從床體的側面出來。

當發生地震泥石流等自然災害時，或者將要受到人為侵害時，旋轉啟動按鈕，升降框在升降機構的推動下上升，同時支撐裝置運行，床板逐漸打開，人進入床體內部，床板逐漸關閉。床底安裝具有緩沖作用的軟墊以及有防止沖擊作用的安全氣囊，內部床頭設有兩個以上儲物格存放水和食物以及家用制氧機等基本生活物品。當危險解除后，可通過側板鎖止裝置打開側板離開安全床。

圖1 升降式防護安全床結構示意圖

2 升降式自動防護安全床部分結構設計

升降式自動防護安全床主要由支撐裝置、升降裝置、鎖止裝置和床頭構成[4]，如圖2 所示。床板側邊與升降框采用鉸鏈連接實現開合，床頭與床體通過螺栓連接，便于拆卸和經常更換內部生活物品。

支撐裝置主要由伸縮桿和鉸鏈四桿機構兩個部分組成。兩組電動伸縮桿和支撐板的連接起到支撐作用；四組鉸鏈四桿機構由連桿一、連桿二、連桿三和安裝板組裝而成，利用其急回特性帶動床板實現慢打開、快關閉的效果，其中連桿一和連桿二安裝在床板底部。當支撐裝置工作時，電動伸縮桿迅速帶動支撐板收回，然后四桿機構打開床板使人落入床體內部后，電動伸縮桿推動支撐板回到初始位置，從而迅速關閉床板。

升降裝置通過絲桿來工作，絲桿下端與電機的輸出軸固定，絲桿中間部分穿過螺母形成螺紋連接。絲桿上半部分套有空心桿，空心桿下端與螺母剛性連接，空心桿上端與升降框下端榫接。升降裝置分別安裝于升降框的四周，運行時四根空心桿在螺母的旋合作用下實現升降框的升降運動。

圖2 升降式防護安全床床板降落的內部結構示意圖

鎖止裝置主要由擋銷、把手和彈簧等組成，如圖3 所示。擋銷通過中心軸固定在側板的滑槽里，可以繞中心軸轉動，下端插在床體內部起到鎖死側板的作用。把手和擋銷通過螺栓固定，安裝在側板的限位槽里。彈簧下端與擋銷連接，上端與滑槽頂部接觸。當危險解除后，向外旋轉把手至離開限位槽，向上推動把手使彈簧壓縮，擋銷下端離開床體進入側板，向外推動即可打開側板離開床體。

圖3 升降式防護安全床內部結構示意圖

床頭的結構為空心箱體，內部設有為裝置提供動力的蓄電池和控制各個電機、支撐機構的控制模組，生存所需的食物、水以及家用制氧機，如圖4 所示。當救援工作需要一段時間時，居民也可以在防護空間中依靠上述生活物品維持生存[5]。床頭上方設有按鈕，擰動按鈕升降裝置和支撐裝置即開始運行打開安全床。

圖4 床頭結構示意圖

3 結論

本文所設計的升降式自動防護安全床由支撐裝置、升降裝置、鎖止裝置和床頭構成，較為全面地考慮到了發生災害時的各種應對措施。通過創新性的升降式設計擴大了內部空間并增設了防沖擊的安全氣囊；利用四桿機構的急回特性帶動床板開合可使人迅速安全進入床體內部從而免受外界的沖擊傷害；通過分離式的側板和鎖止裝置可以在危險過后離開床體；同時，內部床頭放置的生活物品，保障和延長了等待救援的時間。所設計的安全床，結構簡單，抗沖擊性能強，可有效應對自然災害帶來的傷害，保護人們的生命財產安全。