專利名稱：一種鉸鏈式蓋體支撐裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及儀器設備防護罩蓋的結構，尤其是涉及鉸鏈式蓋體的支撐裝置。本實用新型適用于各種領域中帶有蓋體的設備，如鉸鏈式上下開合的傳動箱蓋、上下開合的門窗、上下開合的行李箱門等，特別適用于帶有防護蓋的全自動生化分析儀。
背景技術：
鉸鏈式上下開合和定位的防護蓋廣泛應用于全自動生化分析儀和多種設備上，起到重要的安全防護作用，防護蓋要求開合操作簡單方便，定位安全可靠。
目前在國內各種全自動生化分析儀及其它產品上的防護蓋，一般采用空氣彈簧支撐裝置在蓋體一定的開合角度范圍內給予有效支撐，或采用空氣彈簧和附加外力機構的支撐裝置在蓋體開合的全范圍內實現有效支撐，或在蓋體最大開啟位置采用長度不可變的桿件進行支撐。
現有技術的蓋體支撐裝置在正常使用中存在一定的安全隱患，例如當蓋體在最大開啟位置進行維修、操作或者移動設備時，蓋體的意外跌落有可能造成設備或蓋體的損壞，嚴重時有可能傷及操作人員。也有時當人員開合操作過程中，由于意外如人手滑脫，蓋體會在自重作用下快速閉合，從而導致不良后果。
現有技術的不足之處是1.有的蓋體支撐裝置無法在蓋體開合的全范圍內作有效支撐，如圖2所示。只能在一定角度范圍Y內給予有效支撐的蓋體支撐裝置，在上述意外狀態下，若超出有效支撐范圍，蓋體仍會突然快速閉合。
2.有的蓋體支撐裝置雖然可以在蓋體開合的全范圍內作有效支撐，如圖3所示，它有附加外力機構W，可以達到較好的使用效果，但結構復雜，成本較高，并要求有較大的安裝空間。
3.有的蓋體支撐裝置是在蓋體最大開啟位置使用長度不可變的桿件Z進行支撐，如圖4所示。雖然可以實現對蓋體安全有效的支撐，但在開啟后或閉合前，需要進行支桿的安裝和去除操作，操作程序復雜化。并且，在人工開合過程中仍然無法避免上述的隱患。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題在于，為彌補上述現有技術的不足之處，而提供一種結構簡單的蓋體支撐裝置，通過設計支撐件的支撐點和選擇支撐件的支撐力，使蓋體在開合過程中的任何位置由于失去人工控制或蓋體在最大開啟位置由于意外而趨向閉合時，均可實現對蓋體的有效支撐，或使蓋體緩慢而安全的運動至閉合位置，徹底避免了因蓋體跌落可能造成的不良后果。
本實用新型為解決所述技術問題而采用如下的技術方案一種鉸鏈式蓋體支撐裝置，包括兩個支撐點分別在通過鉸鏈相連的設備本體和蓋體上長度可變的支撐桿，當蓋體位于閉合位置時，該支撐桿的軸線與其在蓋體上的支撐點到鉸鏈旋轉軸線的垂直線之間的夾角小于90度。當蓋體位于最大開啟位置時，所述夾角大于0度。這樣的支撐桿的安裝位置可以實現，蓋體在開合過程中的任何位置，通過支撐桿作用在蓋體上的不產生支撐作用的分力，總是指向遠離鉸鏈旋轉軸線的方向。
當蓋體位于閉合位置時，支撐桿的軸線與其在蓋體上的支撐點到鉸鏈旋轉軸線的垂直線之間的夾角小于60度；當蓋體位于最大開啟位置時，所述夾角大于10度，綜合的支撐效果會更好。所述夾角的最佳值為，當蓋體位于閉合位置時，小于45度大于25度；當蓋體位于最大開啟位置時，大于15度。
所述的支撐桿可以為氣彈簧，該彈簧與蓋體或設備之間通過支座連接。
與現有的技術相比，使用本實用新型技術方案的優點如下1.在蓋體開合過程的任何位置，如有需要人手脫離蓋體，或因意外而使人手脫離蓋體，防護蓋將在原位置保持不動或緩慢安全地移動至閉合位置或最大開啟位置，而不會對人員或財物造成任何傷害。
2.僅僅采用簡單的氣彈簧支撐桿及支座組成的機構，就完全實現了對蓋體在全范圍的有效支撐和定位，結構形式簡單，安全可靠，制造成本低廉，操作維修方便。
圖1為本實用新型的實施例一種鉸鏈式上下開合的防護蓋支撐裝置的結構示意圖。
圖2為現有的在一定范圍Y內有效的防護蓋支撐裝置的結構示意圖。
圖3為現有的附加外力機構W的防護蓋支撐裝置的結構示意圖。
圖4為現有的采用硬支桿Z的防護蓋支撐裝置的結構示意圖。
圖5為圖1實施例防護蓋支撐裝置的最大開啟位置示意圖。
圖6為圖1實施例防護蓋支撐裝置的受力分析示意圖。
圖7為一款全自動生化分析儀采用本實用新型支撐裝置的示意圖。
具體實施方式
下面結合各附圖來說明本實用新型的最佳實施例。
一種用于全自動生化分析儀上防護蓋的支撐裝置，結構如圖1所示，用氣彈簧作為支撐桿1，氣彈簧兩端通過支座5分別與設備和蓋體2連接。當防護蓋位于閉合位置時，氣彈簧處于其使用的最小行程處，蓋體2由設備定位，支撐桿1的中心軸線與其在蓋體2上的支撐點C到鉸鏈旋轉軸線A的垂直線之間的夾角α1約為小于45度大于25度。當防護蓋由人工向上開啟時，氣彈簧的彈力輔助人工將蓋體2打開。當防護蓋位于最大開啟位置時，氣彈簧處于其使用的最大行程處，依靠氣彈簧對蓋體2進行有效的定位，支撐桿1的軸線與其在蓋體2上的支撐點C到鉸鏈旋轉軸線A的垂直線之間的夾角α2約為20度。如圖5所示。
氣彈簧是一種具有彈性功能的元件，活塞桿可在高壓氮氣的作用下產生彈力。本機構采用自由型氣彈簧，即在自由狀態下長度最長且無自瑣裝置。
所述支座5為一金屬或塑膠零件，通過螺釘連接或粘接的方式與設備本體及蓋體聯接，同時可通過氣彈簧接頭與氣彈簧相聯.
采用本實用新型技術方案的防護蓋在進行開合操作時，與不使用該方案的防護蓋的操作完全相同，不需附加任何多余的操作動作。在防護蓋處于閉合位置，如圖1所示，需要打開防護蓋時，只需用手握持蓋體2向上翻開，此時，支撐裝置中的氣彈簧對人工的操作產生同方向的彈力，使人工的開啟操作輕便，順暢。
在人工操作使防護蓋脫離閉合位置向最大開啟位置方向運行的過程中，假如沒有本支撐裝置的作用，在人手因任何原因脫離對蓋體2的控制時，都會導致蓋體2在自由狀態下突然快速跌落至閉合位置，有可能造成蓋體2的損壞和對操作人員的傷害。采用該支撐裝置后，可有效避免上述的安全隱患，在人手因任何原因脫離對蓋體2的控制時，蓋體2都會在脫手的位置停住或緩慢而安全地移向閉合位置。
如圖5所示，在防護蓋處于最大開啟位置，需要閉合防護蓋時，只需用手握持蓋體2向下扣合，此時，支撐裝置中的氣彈簧對人工的操作產生反方向的升力，使人工的閉合操作易控、平穩。
在人工操作使防護蓋脫離最大開啟位置移向閉合位置的過程中，假如沒有本支撐裝置的作用，在人手因任何原因脫離對蓋體2的控制時，都會導致蓋體2在自由狀態下快速跌落至閉合位置，有可能造成蓋體2的損壞和對操作人員的傷害。采用該支撐裝置后，可有效避免上述的安全隱患，在蓋體2脫離最大開啟位置的一個小范圍內，在人手因任何原因脫離對蓋體2的控制時，蓋體2將在氣彈簧的作用下，緩緩回復至原位，當超過這個小范圍時，蓋體2將會在脫手的位置停住或緩慢而安全地移向閉合位置。
設計該支撐裝置，首先找出整個防護蓋構件的重心位置，按防護蓋的重量計算出蓋體2相對于鉸鏈旋轉軸線A的閉合力矩。此力矩是隨蓋體2的開啟角度變化的一個變量，如圖6所示，關系方程如下蓋體重量G蓋體重心B點鉸鏈的旋轉軸線AB點至A點的距離為L蓋體重心B點到鉸鏈旋轉軸線A的垂直線L與水平線的夾角θ(仰角)蓋體在閉合位置的θ角為θ1(初始值)蓋體在最大開啟位置的θ角為θ2(終極值)蓋體自重的閉合力矩為M1＝GLcosθ從以上力矩方程可以看出，力矩M1與θ角呈余弦函數關系，在蓋體從閉合位置向最大開啟位置移動的過程中，θ值由小向大變化，M1值由大向小變化。
再計算氣彈簧對防護蓋產生的支撐力矩，關系方程如下氣彈簧的反作用力F氣彈簧在蓋體上的支承點C氣彈簧在設備上的支承點DC點至鉸鏈的旋轉軸線A的垂直距離H氣彈簧的中心軸線與其在蓋體2上的支撐點C到鉸鏈旋轉軸線A的垂直線之間的夾角α蓋體在閉合位置的α角為α1(初始值)蓋體在最大開啟位置的α角為α2(終極值)氣彈簧對蓋體的支撐力矩M2＝FHsinα從以上力矩方程可以看出，支撐力矩M2與α角呈正弦函數關系，在蓋體從閉合位置向最大開啟位置移動的過程中，若C點到D點的距離小于H，則α值由小向大變化，M2值也由小向大變化；若C點到D點的距離大于H，則α值由大向小變化，M2值也由大向小變化。
其中α的變化又取決與θ的變化，在排除摩擦力和其它因素影響的情況下，當M1＝M2時，作用在蓋體上的閉合力矩和支撐力矩處于平衡狀態，可以達到靜止不動。當M1＞M2時，蓋體向下運動，當M1＜M2時，蓋體向上運動。
本裝置上的支撐桿1在蓋體2上的支撐點C的位置如圖5、圖6所示，C點位于以蓋體2重心為圓心以50mm為半徑的圓形面內。并通過調整設備上的支撐點D的位置，使支撐關系滿足上述的角度關系要求。
由于實際制成設備的受力狀態要復雜得多，和理論計算值存在相當的差別，按理論值估算的力，僅可作為選擇空氣彈簧的參考，實際的空氣彈簧參數需根據不同的需要，通過試驗的方法最終確定。
本支撐裝置僅僅使用空氣彈簧作長度可變的支撐桿1及其兩端的支座5就實現了對蓋體2全范圍的有效的支撐作用，使防護蓋在開合過程的任何位置均處于安全可靠的狀態，并可達到完美的使用效果。結構形式簡單可靠，制造成本低廉，操作維修方便。
采用本支撐裝置在防護蓋最大開啟位置，在對設備進行維護和正常使用時，如遇震動或意外外力使防護蓋產生閉合趨勢時，防護蓋不會突然落下而產生不良后果。
如圖7所示為一款全自動生化分析儀采用本支撐裝置的實例。
權利要求1.一種鉸鏈式蓋體支撐裝置，包括長度可變的支撐桿(1)，該支撐桿(1)的兩個支撐點分別位于通過鉸鏈相連的設備本體(4)和蓋體(2)上，其特征是在蓋體(2)位于閉合位置，所述支撐桿(1)的中心軸線與該支撐桿(1)在蓋體(2)上的支撐點(C)到所述鉸鏈的旋轉軸線(A)的垂直線之間的夾角(α1)小于90度；在蓋體(2)位于最大開啟位置，所述夾角(α2)大于0度。
2.根據權利要求1所述的蓋體支撐裝置，其特征是在蓋體(2)位于閉合位置，所述支撐桿(1)的軸線與其在蓋體(2)上的支撐點(C)到鉸鏈旋轉軸線(A)的垂直線之間的夾角(α1)小于60度；在蓋體(2)位于最大開啟位置，所述夾角(α2)大于10度。
3.根據權利要求2所述的蓋體支撐裝置，其特征是在蓋體(2)位于閉合位置，所述支撐桿(1)的軸線與其在蓋體(2)上的支撐點(C)到鉸鏈旋轉軸線(A)的垂直線之間的夾角(α1)小于45度大于25度；在蓋體(2)位于最大開啟位置，所述夾角(α2)大于15度。
4.根據權利要求1、2或3所述的蓋體支撐裝置，其特征是所述支撐桿(1)為氣彈簧。
5.根據權利要求4所述的蓋體支撐裝置，其特征是所述氣彈簧與設備本體(4)或蓋體(2)之間通過支座(5)連接。
6.根據權利要求1、2或3所述的蓋體支撐裝置，其特征是所述支撐桿(1)在蓋體(2)上的支撐點(C)相對于蓋體重心點(B)的距離小于50毫米。
專利摘要本實用新型提供了一種鉸鏈式蓋體支撐裝置，包括兩個支撐點分別在通過鉸鏈相連的設備本體(4)和蓋體(2)上的長度可變的支撐桿(1)，當蓋體(2)位于閉合位置時，該支撐桿(1)的中心軸線與其在蓋體(1)上的支撐點(C)到鉸鏈旋轉軸線(A)的垂直線之間的夾角(α1)小于45度。當蓋體(2)位于最大開啟位置時，所述夾角(α2)大于15度。蓋體(2)在開合過程中的任何位置，通過支撐桿(1)作用在蓋體(2)上的不產生支撐作用的分力，總是指向遠離鉸鏈旋轉軸線(A)的方向。該支撐裝置在開合過程的任何位置，可有效地防止失去控制的蓋體(2)，在自重的作用下突然快速的閉合。結構形式簡單，安全可靠。適用于各種領域中帶有蓋體的設備，如帶有防護蓋的全自動生化分析儀。
文檔編號G01N35/00GK2884432SQ20052006259
公開日2007年3月28日 申請日期2005年8月3日 優先權日2005年8月3日
發明者屈建峰 申請人:深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司