CN103005888B - 一种可在不同坐姿下同步承托人体腰背部的实验座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅和调节方法，实验座椅包括底架、腰部支架、背部支架、坐垫、腰垫和背垫，与之对应的调节方法能使此座椅适合于不同使用人群和不同工作条件。其特征在于：坐垫在高度、深度和水平旋转角度上可调节，腰垫在高度、深度和水平(X轴)旋转角度上可调节，背垫在高度、深度、水平(X轴)旋转角度和垂直(Z轴)旋转角度上可调节，腰部支架与底架相连的腰部转轴点的高度大于座面高度，腰部两侧转轴点的连线位于座面中后端，腰部转轴点在高度、深度方向可调节。其应用价值在于，提供一种能使人在前倾坐姿、直立坐姿、后仰坐姿形态中都能得到合理的支撑的座椅解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验座椅和调节方法，这种实验座椅在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体，这种调节方法能使此座椅适合于不同的使用人群和不同的使用环境。
背景技术
现***公座椅存在以下两个问题：
其一：，现有的座椅大多采用了整体椅背的形式，这类椅背的倾角大多在90度至115度，很难为前倾坐姿状态下人体的腰部提供支撑，伏案工作的人在座椅后部安放抱枕，用来避免腰部悬空所带来肌肉疲劳。人体后仰坐姿时由肩胛骨和脊柱支撑背部压力，背部支撑的弧度和倾仰角，以及怎样的背部支撑形态是最合理的，业界却无定论。
其二：坐在座椅上的人是在不断地调整姿势的，单一的坐姿形态极易产生疲劳，也不适合现代的生活方式。坐姿形态主要可以分为前倾坐姿、直立坐姿和后仰坐姿，使用可倾仰靠背的座椅能满足不同坐姿需求。现有的靠背可倾仰的座椅，主要使用了TG/KTG/STG的倾仰***，这些***在倾仰状态下的共同点是靠背与座椅通过底盘上的转动轴连接。然而在使用过程中，这些倾仰机构不能给予人体背部有效承托，常常会产生腰部悬空，牵拉衣服等问题。因为这样的机构不符合人体工学，在坐姿状态下，躯干与大腿在骨盆处弯折，在前倾坐姿下，此弯折角是以髋骨大转子点为顶点的锐角，当人体后仰时，弯折角逐渐变大直至钝角，顶点依然在髋骨大转子点。在这一系列转动中，人体的转动轴点一直为髋骨大转子点，座椅倾仰机构的转动轴点却偏离此处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能使人在前倾坐姿、直立坐姿、后仰坐姿形态中得到合理支撑的座椅，并且提供评定适合于不同的使用者和不同的使用环境的尺寸调节方法。
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明的实验座椅包括底架、腰部支架、背部支架、坐垫、腰垫和背垫。其特征在于：坐垫在深度和水平旋转角度上可调节，腰垫在高度、深度和水平(X轴)旋转角度上可调节，背垫在高度、深度、水平旋转（X轴)角度和垂直(Z轴)旋转角度上可调节，腰部支架与底架相连的腰部转轴点的高度大于座面高度，腰部两侧转轴点的连线位于座面中后端，腰部转轴点在高度、深度方向可调节。
底架上三个嵌套机构的调节可分别改变腰垫的高度、腰部转轴点的高度和背垫的深度，嵌套机构是由口径尺寸不同的两种钢管组成，两钢管间可相对滑动，大口径的钢管上有若干个定位孔，小口径的钢管上也有若干个定位孔，定位孔中穿有定位销，起调节档位的作用。
底架与坐垫后部由可滑动的轴连接，两者之间兼具有相对滑动和转动的自由度，底架和坐垫前部接触处由重复使用的粘性材料包裹，两者可固定或分离。
底架与坐垫之间的可滑动的轴包含支架和定位销，支架固定在坐垫上，且设有长槽，定位销固定在底架上，其直径小于槽宽，可在长槽内相对滑动。
腰部支架设有一对有弹性的转轴，转轴分别连接钢管，初始状态两钢管绷紧且呈一定角度，用方压按角度可减小。
腰垫包含一对上下平行锁定的钢板，在钢板与腰垫间加入不同数目的垫圈，可实现腰垫水平上翻和下翻。背垫包含一对上下平行锁定的钢板，在钢板与背垫间加入不同数目的垫圈，可实现背垫水平上翻下翻，垂直内翻外翻。
底架是可拆装的，包含一对底座和两条横撑，底座设有通孔，横撑端面设有螺纹孔，由螺丝将两者固定。本发明与现有座椅相比，主要有三个优点：第一，本发明将腰部靠垫与背部靠垫分离，独立转动的腰部靠垫保证了人体在各种坐姿状态下腰部都能得到合理的支撑。背部靠垫由两块左右对称且分离的靠垫组成，两块靠垫形成一个弯曲的弧面，这个弧面与人体背部的弧面形状一致，保证人体后靠时得到最佳的支撑。
第二，对于靠背的倾仰机构，本发明提出一个新的概念，将倾仰机构转轴的位置由座面底部上移到人体生理转动部位------髋骨大转子的外侧。通过移动转动轴的位置，改变靠背弯折时的运动轨迹。同时通过调 整座面的倾斜角度，使座椅对人体表面的承托能与人体的脊柱形态和生理运动特性更加契合。
第三，通过设置调节孔位，本发明能在坐面高度、坐面深度、转轴点高度、转轴点深度、座面水平角度、腰垫垂直角度、背垫水平角度和背垫垂直角度上对座椅的具体尺寸进行调节，这种调节机构扩大了座椅的适用范围，可以作为实验装置用于测试分析不同人群、不同工作条件下的坐姿舒适性，为座椅设计实务提供理论依据。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的背面立体图；
图3是本发明的构造分解图。
具体实施方式
本发明包括底架、腰部支架、背部支架、坐垫、腰垫和背垫。
所述的底架，包括钢管(G)、钢管(P)和两组由钢管(H，I，J，R)焊接而成的钢架。钢管(G)的末端开有螺纹孔，由螺丝穿过钢管(I)的通孔将其连接。钢管(P)与钢管(R)由口径尺寸不同的两种钢管嵌套连接，大口径的钢管上有若干个定位孔，小口径的钢管上也有若干个定位孔，两个钢管可相对滑动，钢管上各有若干个定位孔，定位孔中穿有定位销，起调节档位的作用。
所述的腰部支架，包括钢管(A)、钢管(N)、钢管(0)。在钢管(N)与钢管(0)连接处设有一对有弹性的转轴，转轴分别连接钢管，初始状态两钢管绷紧且呈一定角度，用力压按角度可减小。钢管(A)的低端开有螺纹孔，由螺丝穿过钢管(N)的通孔将其连接。
所述的背部支架，由钢管(Q，M)焊接而成。
所述的坐垫，包括座面软包(D)、支架(E)、支架(F)。支架(E)由螺丝固定在座面(D)上。座面软包(D)和支架(F)接触处设有可重复使用的粘性材料，两者可连接固定或解除固定。
所述的腰垫，包括腰部软包(C)和一对钢板(B)。腰部软包(C)的后侧开有螺纹孔，由螺丝穿过钢板(B)将其连接。
所述的背垫，包括一对背部软包(L)和钢板(K)。背部软包(L)的后侧开有螺纹孔，由螺丝穿过钢板(K)将其连接。
本实验座椅有以下功能：坐垫相对底座在深度和水平旋转角度上可调节，腰部转轴点在高度、深度上可调节，腰垫在高度、水平旋转角度上可调节，背垫在高度、深度、水平旋转角度和垂直旋转角度上可调节。具体的使用方法如下。
座面深度的调节方法：钢管(P)顶端的定位销在支架(E)中前后滑动。
座面水平旋转的调节方法：钢管(R)和钢管(P)由口径尺寸不同的两种钢管嵌套连接，大口径的钢管上有若干个定位孔，小口径的钢管上也有若干个定位孔，两个钢管可相对滑动，钢管上各有若干个定位孔，定位孔中穿有定位销，起调节档位的作用。
腰部转轴点高度的调节方法：钢管(0)和钢管(P)由口径尺寸不同的两种钢管嵌套连接，大口径的钢管上有若干个定位孔，小口径的钢管上也有若干个定位孔，两个钢管可相对滑动，钢管上各有若干个定位孔，定位孔中穿有定位销，起调节档位的作用。
腰部转轴点深度的调节方法：钢管(N)上设有上下排列的通孔，可以调整钢管(A)和钢管(N)的相对位置。
腰垫高度的调节方法：钢板(B)与钢架(A)上下移动，由螺丝锁定。
腰垫水平角度的调节方法：若使腰垫上旋，则在固定腰部软包(C)与钢板(B)的下侧孔位时增加垫圈。若使腰垫下旋，则在固定腰部软包(C)与钢板(B)的上侧孔位时增加垫圈。
背垫高度的调节方法：钢板(K)与钢架(M)上下移动，由螺丝锁定。
背垫深度的调节方法：钢管(Q)和钢管(I)由口径尺寸不同的两种钢管嵌套连接，大口径的钢管上有若 干个定位孔，小口径的钢管上也有若干个定位孔，两个钢管可相对滑动，钢管上各有若干个定位孔，定位孔中穿有定位销，起调节档位的作用。
背垫水平角度的调节方法：若使背垫上旋，则在固定背部软包(L)与钢板(K)的下侧孔位时增加垫圈。若使腰垫下旋，则在固定背部软包(L)与钢板(K)的上侧孔位时增加垫圈。
背垫垂直转动(Z轴)角度的调节方法：若使背垫外旋，则在固定背部软包(L)与钢板(K)的内侧孔位增加垫圈。若使腰垫内旋，则在固定背部软包(L)与钢板(K)的外侧孔位增加垫圈。
Claims (7)
1.一种在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅，实验座椅包括底架、腰部支架、背部支架、坐垫、腰垫和背垫，其特征在于：坐垫在高度、深度和水平旋转角度上可调节，腰垫在高度、深度和水平旋转角度上可调节，背垫在高度、深度、水平旋转角度和垂直旋转角度上可调节，腰部支架与底架相连的腰部转轴点的高度大于座面高度，腰部转轴点的连线位于座面所在的垂直范围之内，腰部转轴点在高度、深度方向可调节；腰垫包含一对上下平行锁定的钢板，在钢板与腰垫间加入不同数目的垫圈，可实现腰垫水平上翻和下翻。
2.根据权利要求1所述的在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅，其特征在于：底架上三个嵌套机构的调节可分别改变腰垫的高度、腰部转轴点的高度和背垫的深度，嵌套机构是由口径尺寸不同的两种钢管组成，两钢管间可相对滑动，大口径的钢管上有若干个定位孔，小口径的钢管上也有若干个定位孔，定位孔中穿有定位销，起调节档位的作用。
3.根据权利要求1所述的在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅，其特征在于：底架与坐垫后部由可滑动的轴连接，两者之间兼具有相对滑动和转动的自由度，底架和坐垫前部接触处由重复使用的粘性材料包裹，两者可固定或分离。
4.根据权利要求1所述的在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅，其特征在于：底架与坐垫之间的可滑动的轴包含支架和定位销，支架固定在坐垫上，且设有长槽，定位销固定在底架上，其直径小于槽宽，可在长槽内相对滑动。
5.根据权利要求1所述的在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅，其特征在于：腰部支架设有一对有弹性的转轴，转轴分别连接钢管，初始状态两钢管绷紧且呈一定角度，用力压按角度可减小。
6.根据权利要求1所述的在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅，其特征在于：背垫包含一对上下平行锁定的钢板，在钢板与背垫间加入不同数目的垫圈，可实现背垫水平上翻下翻，垂直内翻外翻。
7.根据权利要求1所述的在变化坐姿中座面、椅背能同步承托人体的实验座椅，其特征在于：底架是可拆装的，包含一对底座和两条横撑，底座设有通孔，横撑端面设有螺纹孔，由螺丝将两者固定。
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