新型折叠床设计说明书

α与s关系曲线
在S =0附近，滑块的输出角加速度随S的增加而急剧增 大；之后角加速度基本恒定。因此在驱动的时候，应该 尽量避开S=0这一有 角加速突变范围的距离.
七.搭接设计机构物理模型和建模
新型折叠床
靠背
床腿
新型折叠床实体模型 整体 中间连接（齿轮凸轮）机构
滚 轮
新型折叠床应力分析
应力分析：作用在床板上的力
大连理工大学机械原理课程设计
一 .摘要
利用关节原理和相对简单的机构设计一种新型的 能够通过各种折叠方式折叠收放的简易床，它能 够节省体积空间并且简单实用。该折叠床的机构 具有能够在一定范围内调节倾斜角度的靠背，床 腿和床身都可以折叠。在保证使用功能的前提下， 尽可能简化机构，降低成本和床身的重量，缩减 折叠后的体积，从而增强该新型折叠床的轻便性。 通过对具体设计方案分析及Matlab和Inventor仿 真计算选出最优的设计方案，最终将折叠床的功 能性与便携性进行整合优化，从而获得集便携性、 舒适性与多功能性于一体的新型折叠床。
六.机构运动分析及仿真
ѡ与s关系曲线 ѡ与ห้องสมุดไป่ตู้关系曲线
φ与s关系曲线
整个运动过程中，输出的 角度的变化过程还是比较 圆滑的。因此在驱动的时 候，机构应该比较稳定。
在S =0~20mm的范围内，滑块 的输出角速度随S的增加而急剧 减少，呈二次曲线变化；输入距 离S=20~90mm变化时，角速度 基本恒定， Matlab仿真
典型专利分析：（仅取三种具有代表性的专利）
五 .折叠床机构设计
1 .方案设计 2.方案选择与分析 3.尺寸设计
设计要求：新型折叠床的机构具有能
够在一定范围内调节倾斜角度的靠背， 床腿和床身都可以折叠。在保证使用
功能的前提下，尽可能简化机构，降
低成本和床身的重量，缩减折叠后的 体积，从而增强该新型折叠床的轻便 性。要将折叠床的功能性与便携性进 行综合，最终获得一款集便携性、舒 适性与多功能性于一体的新型折叠床。
现场图片
机构简图： F=3x3-2x3-0=3
该机构简单，轻便，便携性能好，床面柔软可以更换；但是，床体机 构不紧凑，承重能力较弱，安全性和稳定性不高。
电动折叠床
材质： 木材
尺寸（mm）： 长x宽x高=2000x1000x500
现场图片
机构简图 F=3x8-2x11=2
该电动折叠床得机构比较复杂，用电能驱动机构实现床的折叠，省力 并且自动化程度高，并且具有折叠椅的功能，舒适性也不错。但是由 于床架不能折叠的缘故，使得该电动折叠床的便携性能大大下降。另 外，由于需要驱动电机，因此成本相对普通的折叠床比较高。
三.折叠床生活实例
折叠床的种类繁多，下面就选取生活中常见的几种典型折叠 床的机构及其特点进行举例分析：简易两折折叠床
现场图片
机构简图
F=3x3-2x4-0=1
机构特点：该机构两个为铰链四杆机构，其机构简单，强度高，承重能
力强；但是便携性能和舒适性一般。
简易两折折叠床
材质：空心钢管+牛津布 尺寸（mm）长x宽x高= 2000x1000x500
在符合一般人的使用的前提下，要尽可能的节省材料从而降低成本。 床身总长GF=1900mm，靠背机构总长HA=500mm，AB=150mm， BC=100mm，GA=300mm，床腿高EP=450mm，NE=NL=150mm， NO=OL=150mm，床腿间距GE=1200mm ;
中间连接（齿轮凸轮）机构设计
新型折叠床机构三种状态 ：伸展（工作）状态、半折叠状
态、全折叠状态
1 .方案设计
根据设计要求，一共设计了6套方案
[ 方案一 ]
[ 方案二 ]
[ 方案三 ]
[ 方案四 ]
[ 方案五 ]
[ 方案六 ]
2.方案分析与选择
方案选择:
综合考虑以上各个方案的优缺点，考虑到折叠床
的便携性能，若采用气缸伸缩杆机构，势必加重
（1）齿轮设计： m=2.75.α=20oz=20p=3.14*m=6.46 mm；h=2.25m=6.19mm; d=mz=2.75*20=55mm （2）凸轮设计： 推程角36o,近休止角144o，远休止 角144o，回程角36 o 3）推杆尺寸的设计 推杆长：120mm； 顶端厚度 8.6mm（考齿轮齿距 8.64mm） 材质:为45#钢。
机构的重量，因此最终选用折叠杆或者螺旋机构；
再考虑到靠背自由调节角度并且能够自锁的特性，
最终选用螺旋机构；由于是人力驱动，所以功率 有一定的限制，如果床腿部分仍然采用螺旋机构， 导致末才阻力过大，不容易操作。综合以上的状 况，最终选择设计方案一
3.尺寸设计
尺寸设计要求：尺寸的设计要合理，能够实现正常的折叠与展开状态。
为均匀载荷，以1000N（约 100kg）的力施加在床面上， 床架受到的压力不大，均在 0.477Mp以内；只有靠背机构 的靠板受力会弯曲，强度不够 高。因此在靠板与床架的连接 处应该适当地增加强度，在使 用的过程中不应让靠背承受过 大的作用力，应注意平时的保 养和维护。
八.项目分工
1. 摘要：孙烁 2. 设计机构发展史综述：张吉延、付一民 3. 生活实际应用分析：孙烁、张吉延 4. 专利检索：张吉延、付一民 5. 典型专利分析：孙烁 6. 机构设计：孙烁、吴根威 7. CAD绘图：孙烁 8. 机构运动分析及仿真：吴根威 9. 物理模型搭接：全组人 10. 动画制作：付一民、孙烁、吴根威 11 .材料整理ppt制作及设计小结：孙烁
四.专利检索及典型专利分析
综述：折叠床的专利现在共有480多项，其中
有发明专利49项，实用新型专利400多项，以 及外观设计专利120余项。总体来说个专利的机 构都比较简单，一般为4杆机构，但也有一些多 杆比较复杂的机构，虽然这些机构能够实现电 动驱动床体，但是重量太大，体积也太大，这 就使得它便携型大大下降；而其余的专利则是 功能过于简单，没有什麽创新之处。 因此，只 有把两类设计的优点加以整合优化，才能设计 出集功能性和便携性与一身的新型折叠床。
二 .折叠床的历史和发展
据相关书籍记载，我国最早的折叠床是战国 晚期出现的，它的结构大体上分为床身，床栏和 床屉三部分构成。每半边床身分别由床档、床枋、 档枋连绞木等组成。这样的床可以折叠，折叠后 床架的长和宽都会变小很多，在用料上一般都采 用较坚硬的木材。 古代折叠床又称榻（ta）。
右图为古代一种黄花梨六足 折叠式榻。这种折叠床是由梨花 木制造，寸长208cm 、宽 265cm 高49cm，床面做成两节， 中间通过合页连接，可以折叠， 展开后与牙子拍和而处于工作状 态，供古人躺卧和书写文案。