在不规则地面上达到自动稳定、构成四脚桌或平台的桌脚和横档的铰接系统

摘要

本发明涉及一种可拆卸的、在松土或在不规则地面上达到自动稳定、构成四脚桌或平台的桌脚和横档的铰接系统，本发明提供了两种安装在这一原则基础上形成的铰接脚和横档装置。第一种是方形桌子，装有可拆卸的金属铰接基础装置（图4）。第二种是木制桌子（图7），同样装有可拆卸的木制铰接基础装置，具有按同样原理形成的两种铰接活动方案。该可拆卸的铰接装置由四个相同的角尺形部件构成，包括一只脚（1）和一个横档（5），都通过可以拆卸的铰接相联系（4），并通过另外四个同样可以拆卸的铰接与一个中间部件相联系。该设计形成一个独立的、用四个螺丝便可以以拆卸的独立于平台的系统，以便搬运和储藏。

说明书

技术领域

本发明旨在设计一种铰接系统，能够成为带有四脚的桌子或平台的脚和横 档，放在松土、不规则或规则地面上的时候能够自动实现平稳。这种铰接系统 可以将平台的重量分解为四种力量，而这四种力量可以自动静止实现平衡。

在本发明中，整个新铰接机制可以完全分四次拆开，方便运输和储放。

背景技术

与以往设计的差别

1988年10月6日注册的ONERA FR 2607878号专利建立在与我们的方案 相同的原则之上，但是机械设计不同。这种专利提出在两个相反的横档上有两 个脚，横档末端的铰接由互不相连的支座构成。另外，铰接系统与桌子组成不 可分割的一体，整体不可拆卸。

我们于2007年12月28日注册的FR 2902620A1号专利也是基于铰接系统 相同的几何原理，但是机械设计完全不同，且带有一个由铰接平行四边形整体 相连的双重机制，而我们今天介绍的专利却不是如此。

2000年11月23日注册的W 00/69312号专利是对ONERA在1988年注册 的铰接系统的原原本本的复制，但没有技术论证，应用程序与我们的不同，而 且无法运作。例如，在图4所展示的设计当中，第14号横档固定整个系统，令 系统完全紧直。同样，图5所描述的设计或第15号下部铰接也令系统完全紧 直，不能使用。

在我们的方案当中，构成桌脚和横档的铰接装置由四个部件组成，各自形 成一个脚和横档，四个部件完全相同（1），由四个可拆卸的铰接（4）连在一 起，形成一个正方形，由另外四个可拆卸的铰接（2）与一个中间零件相连， 形成一个可以拆卸、独立于桌板的独立整体。这种每个横档一个脚的设计体现 为一个垂直的平衡轴，比一条横档上面两个脚的设计更加坚固和稳定。我们设 计的金属铰接系统（图4）有一些位于不对齐的矩形轴上面（图9）的中央铰 接。另外，我们对呈任意四边形的铰接系统的设计有一些置于一个梯形上面的 中心铰接轴，梯形的两边与上述四边形的对角线平行，可以获得任意形状的独 特的桌子，与前面描述的以往三种专利的设计不同。

目前，用于四只脚的桌子和平台的现有传动系统由一个无法适应松土或不 规则地面的整体构成。使用者必须随便手动调整，而不能保证在不规则或松土 地面达到持久的效果。只要搬动一下桌子或平台就必须重新进行调整。餐馆里 或花园里的桌子代表了许多这一类例子。我们的发明正是解决四脚桌或平台无 法适应松土地面或不规则地面的方案。

我们的发明依靠我们对铰接的设计，可以无需调整而令四脚桌或平台非常 稳定。我们的发明可以轻松地在不规则的、规则的或松土的地面上移动桌子或 平台，因为我们的铰接系统能够自动稳定，无需进行任何调整。

发明内容

我们所设计的桌子的铰接装置运用下列几何属性：

即一个在四个角（图1，A、B、C、D）铰接的四边形可在自己的平面和 空间变形。如果把这个图形分成两个三角形（ADB和DBC），如果在每个三 角形的面上分别划上一条直线HE和GF，这两条线与两个三角形共同底边DB 平行。与另外同一条直线相平行的这两条直线相互平行，且不论四边形如何变 幻，它们之间都保持相互平行，无论四边形（ABCD）怎样变形，这两条平行 的直线(HE和GF)都始终位于同一个平面。执行这个原理可以通过位于前面定 义的（ABCD）四边形角上的第一个四铰接系统以及位于四边形的边的中部的 另外四个铰接（EFGH），将松土的、不规则的或规则的地面上的桌子和平台 传输的荷重自动固定在一个平衡系统当中。

由于我们所采用的新原理确定了这些元件的独立性，因此我们设计的每一 个机制零件都可以独立地制造，令整个系统都可以拆除。

我们的设计以创新的手法使用了相同的几何属性，可以实现带有位置可变 轴的可拆除平衡机制，条件是把中心轴放在一个梯形上面，梯形的两条边与四 边形的一条对角线平行。

本文件所介绍的各种实施方法均使用了一个铰接长方形的几何属性；但在 我们的设计当中，这种属性也适用于一个任意四边形，其中心铰接点E、F、 G、H（图10）位于AB、BC、CD、DA横档的中央。这样出来的连接E、F、 G、H四个点的图形是一个平行四边形，它的边分别与四边形的对角线AC和 BD平行。因此，可以证明我们的设计适用于各种四边形，而前述的以往发明 做不到。

我们还对中心铰接提出一个新的位置：即四边形EFGH（图11）只有两条 边HE和GF与ABCD四边形的对角线BD平行。

EFGH图形便是一个FG和HE两条边与BD平行的梯形，如果将这个图形 围绕BD对角线折起，这些线仍在一个平面，但是，另外两条线EF和HG是两 条相交的斜线，在这种特殊情况下，交叉点O位于对角线AC上，因此，如果 将图形围绕AC对角线折起，这两条线仍然交叉。因此，我们的方案得到了证 明，因为这两条共点线也确定一个平面。图12展示对于非正方形或者长方形 桌子的实用情况。

演示如下：

为了使EH和FG与BD平行，必须使：

AE/AB=AH /AD=HJ/DK=EJ/BK=k1

且LF/BK=CF/CB=CG/CD=GL/DK=k2

即EJ=BK x k1 HJ=DK x k1

FL=BK X k2GL=DK x k2

EJ/FL=k1/k2HJ/GL=k1/k2

且EJ/FL=JO/LO=k1/k2HJ/GL=JO/LO=k1/k2

这样看来，O便是EF、JL和HG的汇交点。

如果将图绕着AC重制，EF和GH的右边将保持统一，并且制定了图纸， 唯一的条件是EH和FG与BD保持平行。

出自我们这种对E、F、G、H的铰接构思的新方法也可以用来制作桌子或 者其他特殊自动稳定支撑物。

具体实施方式

我们的系统有两个部分：一个四只脚的脚和横档装置，每只脚均呈固定互 动角尺形，以及支撑和带动平面和脚与横档活动的中间部分。

更精确地来说，体系由以下零件组成：

四只呈角尺形的脚，每只脚有一个横档和一只脚；

四个带动四条横档相互活动的铰接；

四个铰接，带动桌面和中间部分相对四只独立脚而活动；

连接桌面和四只脚的中间部分；

一个桌面平台。

只需取出四个螺丝钉，经过四个步骤，便能拆掉整个机制。

我们的发明的具体目标在于八个关节的设计，它们可以使桌子无论在松土 的、不规则的或是规则的地面都能自动调整达到平稳，而且拆装简易，便于运 输和存放。

实际操作上，这些桌子的脚和横档由竖着安装的成90°的角尺形或稍钝角 度的四个部分组成。直立或倾斜的部分构成桌子的一只脚，水平线部分构成横 档。这些横档的每个末端配着两度自由的活动铰接。每个铰接轴位于水平线 上，与每条横栏垂直。它们把四个角上的横档连接起来，形成直角活动的四边 形。这些关节点必须允许有两度自由，关节之间相互垂直，形成两个正交轴。 每个横栏的中间也配有一个补充铰接装置，在水平线上有一度回旋自由度，以 完善活动系统。无论四边形怎样变化，这四个中心铰接始终位于同一个水平 面，与一个平面中间部分相连接，该部分可以是平台或是十字铰接。整体形成 一个独立铰接体系，构成桌子的脚和横档。供选择的桌面独立于脚和横档，之 后被固定在这个平面或脚和横档中间的十字铰接，之间留有足够空隙，作为桌 面和铰接系统之中的空隙。

实现

我们的实现有两种不同的版本，原理相同。一种使用金属的脚和横档，另 一种完全采用木料或者适用于本机制的其他材料。

这两种版本都有自己的铰接机制。

第一种版本的制作（图4）

这一种版本由金属方管的桌脚和横档组成，有8个可拆卸铰接，便于运输 和储放。整体安装完毕后看不见铰接。桌面用木材或适用于本机制的其他材料 制成。

在这种版本当中（图4），桌子的脚和横档由四个直角或钝角角尺构成， 呈方块形，每个角尺均位于一个垂直的平面。这些角尺的垂直部分组成四脚桌 子的一个脚。水平或者横向的部分用于承受将桌脚与平台相连接的传动系统。 这四块角尺由位于横档尽头的铰接（3和4）连成整体。这四个铰接隐藏在方 形截面管状横档的里面和尽头。四个相联的横档组成一个铰接正方形。其他四 个位于末端铰接中间的中间铰接与一个中间平台(5)相连，桌子的平台（7）通 过4个固定楔（6）固定在这个平台上。

所有铰接的构成方法如下：每个末端铰接由两个部分组成，支轴相互垂 直。每个部分位于一个和另一个桌脚当中，一旦通过固定螺丝相互固定，便共 同构成两个两个组装的桌脚间的接头和铰接。

这便是位于桌脚上面部分（3）每个横档末端以及位于四个横档连接处的 四个铰接的构成方法。

每个铰接（图5）由两个肘钉形零件组成，其中一个肘钉有一个用焊接固 定在上方部位（1）的铁钩。这两个零件与一个轴（4）以自由旋转度相铰接， 位于一个水平平面，固定在桌角-横档角尺上并与之垂直。有固定铁钩的肘钉放 在横档空余的一端，第二个上面有螺纹孔的肘钉位于连接桌脚顶部和横档的角 上。

这个装置使得横档空余末端与桌脚顶部通过固定螺丝更加容易组装，这个 固定螺丝横穿分别位于第一个肘钉固定铁钩和第二个肘钉螺纹孔的两个孔。

其它四个铰接令这个系统更加完善，由四个金属圆柱构成。这些圆柱与横 档垂直焊接。

这些中央铰接位于末端铰接中部横档上，由一个自由度旋转和自由度平移的一 个支轴（1）（图6）构成。这个支轴朝向一个水平平面，与角尺平面相垂直。 另外，无论铰接正方形如何变幻，这些中央铰接始终位于同一平面。它们在一 个固定于中间平台（3）的平台上互相衔接。中间平台有四个固定楔，除了调 节桌脚和平台之间的轮轴游间之外，还通过穿过固定楔的螺丝将平台与桌脚固 定起来。

第二种版本的实现（图7）

这个版本的特点在于全部用木材或者另一种相似材料制作，采用这种材质 特别的铰接。倾斜的桌脚还提供更好的稳定度。

在这个版本当中（图7），桌脚和由四个钝角三角形状的相同部分（1）构 成，位于一个垂直平面，有一个分枝向下，构成一个脚，另一个水平分枝构成 横档。这四个部分全部与一个铰接系统相连，构成本专利第二种版本的目标。 这四个固定在横档末端的铰接各自拥有二度自由旋转度(4)。

如此形成一个正方形的铰接架。四个位于横档中部的铰接（2）通过一个 十字接头形中间零件保证与平台的连接。桌子的平台对于这种版本最好为圆 形，通过一个足够大的空隙固定在十字接头上，以在适应不规则地面时铰接系 统的轮轴游间。

铰接构成方法如下：

末端的铰接由一个铰接支架（4）构成，每一个侧翼都有一个水平自由旋 转轴（5），与含有桌脚-横档部件的平面相垂直。为了能够拆卸，一个轴可以 由一个用螺丝和套筒（6）固定在横档上的环（7）构成，留下足够大的间隙， 让角尺在环上旋转。这四个铰接可以让四个部件相互连接，形成一个铰接正方 形的架子。另一个四铰接整体可以通过一个十字接头连接铰接桌脚和平台，这 些铰接由一个自由度旋转和自由度平移的轴（2）构成，由一个固定在每条横 档中央的金属杆组成，与含有《桌脚-横档》部件的平面相垂直。由两个垂直臂 构成的十字接头在每一端都随着臂轴（3）钻孔，中央轴围绕臂轴活动。桌子 的平面固定在十字接头上，给系统的轮轴游间一个足够的空间。十字铰接由两 根垂直的支杆组成，末端均打孔，孔径根据中心轴所围绕的支杆轴(3)决定。 桌子的托盘固定在十字铰接上，并留下足够的空隙，以便系统的轮轴游间。

另一选择（图8）可以让我们通过一个水平轴(1)实现横档的中心铰接，且 旋转时仅一度自由，轴与桌脚-横档部件垂直，用螺丝固定在十字铰接一个分支 的末端。末端铰接由一个90°曲轴(2)构成，曲轴位于水平平面，每个分支分别 与每个添加部件垂直。这些轴的每个分支在旋转时和在平移时均有一度自由。

由于我们的设计与该设计的新铰接体系，我们上述不同类型的桌子都完全 可以拆卸，只需拿掉四个螺丝钉的简单操作便可实现。