RU2209022C2

RU2209022C2 - Ergonomic armchair for operator

Info

Publication number: RU2209022C2
Application number: RU2001122628A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Косик; А.Л. Косик; Т.Л. Косик
Original assignee: Косик Леонид Андреевич; Косик Алексей Леонидович; Косик Тарас Леонидович
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2003-07-27
Also published as: CA2391639A1; CA2391639C

Abstract

FIELD: special furniture designed for computer operators and providing ergonomic conditions enhancing comfortability and keeping operator health. SUBSTANCE: armchair includes seat, back, base and it is provided with two carrying members rigidly secured to back and arranged symmetrically at both sides of back and seat. Armchair has height- adjusted head rest, foot support and two arm rests rigidly secured to respective carrying member. On end portions of arm rests instrumentation table of terminal equipment is mounted with possibility of demounting; there is visual observation object and illumination device. Carrying members are arc-shaped and they are vertically mounted on base with possibility of motion relative to circle center by predetermined angle. Seat is jointly coupled with carrying members and at motion of said members seat is always held in horizontal position. Armchair has automatic system for changing rotation angle of carrying members and including pickups for monitoring operator position, microprocessor and actuating mechanism. EFFECT: enhanced comfortability at operation, improved fitness for work. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции кресел, предназначенных для специальных целей, а именно для оператора ЭВМ. The invention relates to the design of seats designed for special purposes, namely, for a computer operator.

Известно кресло оператора, которое содержит сидение, спинку и основание (RU 1659001 А1, 30.06.91). Однако конструкция известного кресла выполнена без учета исследования эргономической системы "человек - машина", в частности не принято во внимание расположение периферийного оборудования и воздействие вектора гравитационного поля Земли на работоспособность и состояние здоровья человека-оператора. Следует отметить, что нерациональная организация рабочего места, пренебрежение основными постулатами эргономики приводит к нарушению состояния здоровья, например к искривлениям позвоночника, к развитию заболеваний сосудов нижних конечностей и затруднению возврата крови к сердцу. Known operator's chair, which contains a seat, back and base (RU 1659001 A1, 06/30/91). However, the design of the known chair was made without taking into account the study of the ergonomic system "man - machine", in particular, the location of peripheral equipment and the impact of the vector of the Earth's gravitational field on the performance and health of the human operator are not taken into account. It should be noted that the irrational organization of the workplace, neglect of the basic tenets of ergonomics leads to a violation of the state of health, for example, to curvature of the spine, to the development of vascular diseases of the lower extremities and the difficulty of returning blood to the heart.

Целью настоящего изобретения является обеспечение оптимальных эргономических условий, повышающих работоспособность, комфортность и способствующих сохранению здоровья оператора. The aim of the present invention is to provide optimal ergonomic conditions that increase efficiency, comfort and contribute to maintaining the health of the operator.

Указанный технический результат достигается тем, что эргономическое кресло оператора, содержащее сиденье, спинку и основание, согласно изобретению, снабжено симметрично расположенными по обе стороны спинки и сиденья двумя несущими элементами, жестко скрепленными со спинкой, регулируемым по высоте подголовником, установленным на спинке, подставкой для ног, присоединенной через шарнирные узлы к передней части сиденья с возможностью поворота на заданный угол относительно горизонтальной оси, проходящей через шарнирные узлы, и фиксации в определенном положении, двумя подлокотниками, каждый из которых жестко скреплен с соответствующим несущим элементом, приборным столиком периферийного оборудования, закрепленным на концах подлокотников с возможностью его демонтажа, кронштейном крепления объекта визуального наблюдения, дополнительным кронштейном и осветительным прибором, шарнирно закрепленным на дополнительном кронштейне. Каждый несущий элемент выполнен дугообразным и образован дугой окружности с центральным углом, находящимся в пределах от 250 до 270 градусов. При этом несущие элементы установлены на основании вертикально с возможностью перемещения по основанию относительно центра упомянутой окружности на заданный угол. Сиденье шарнирно присоединено к каждому несущему элементу и при перемещении несущих элементов по основанию постоянно удерживается в горизонтальном положении, а кронштейн и дополнительный кронштейн закреплены в верхней части дуг несущих элементов. The specified technical result is achieved in that the ergonomic operator’s chair comprising a seat, back and base, according to the invention, is equipped with two load-bearing elements symmetrically located on both sides of the back and seat, rigidly fastened to the back, a height-adjustable headrest mounted on the back, and a stand for legs connected through the hinge nodes to the front of the seat with the possibility of rotation by a predetermined angle relative to the horizontal axis passing through the hinge nodes, and fixing in a certain position, two armrests, each of which is rigidly fastened with a corresponding bearing element, a peripheral equipment dashboard attached to the ends of the armrests with the possibility of dismantling it, a visual observation object mounting bracket, an additional bracket and a lighting device, pivotally mounted on an additional bracket. Each supporting element is made arcuate and is formed by an arc of a circle with a central angle in the range from 250 to 270 degrees. In this case, the supporting elements are mounted on the base vertically with the possibility of moving along the base relative to the center of the mentioned circle by a predetermined angle. The seat is pivotally attached to each bearing element and when moving the bearing elements along the base it is constantly held in a horizontal position, and the bracket and additional bracket are fixed in the upper part of the arcs of the bearing elements.

Кроме того, кресло может быть снабжено стопором фиксации несущих элементов в заданном положении. In addition, the chair can be equipped with a stopper for fixing the supporting elements in a predetermined position.

Кресло также может быть снабжено приводным механизмом для перемещения несущих элементов по основанию и их фиксации в заданном положении. The chair can also be equipped with a drive mechanism for moving the supporting elements along the base and fixing them in a predetermined position.

Рекомендуется кресло снабдить автоматизированной системой для автоматического изменения угла поворота несущих элементов, состоящей из датчиков контроля положением оператора, микропроцессора и исполнительного механизма, кинематически связанного с приводным механизмом. It is recommended that the chair be equipped with an automated system for automatically changing the angle of rotation of the bearing elements, consisting of sensors that control the position of the operator, a microprocessor and an actuator kinematically connected to the drive mechanism.

Целесообразно в качестве датчиков использовать сенсорные датчики силы давления, при этом датчики могут быть установлены в подголовнике, в верхней и нижней части спинки, сиденьи и в каждом подлокотнике. It is advisable to use sensors of pressure force sensors as sensors, while the sensors can be installed in the headrest, in the upper and lower parts of the back, seat and in each armrest.

На фиг. 1 показана принципиальная конструктивная схема эргономического кресла с расположением оператора в положении сидя. На фиг.2 показано расположение оператора в кресле в наклонном положении. На фиг.3 показано расположение оператора в кресле в положении полулежа. На фиг.4 показано расположение оператора в кресле в положении лежа. In FIG. 1 shows a schematic structural diagram of an ergonomic chair with the operator in a sitting position. Figure 2 shows the location of the operator in the chair in an inclined position. Figure 3 shows the location of the operator in the chair in a reclining position. Figure 4 shows the location of the operator in the chair in a prone position.

Эргономическое кресло оператора содержит сидение 1, спинку 2 и основание 3. Кресло также снабжено двумя несущими элементами 4, симметрично расположенными по обе стороны спинки и сиденья и жестко скрепленными со спинкой, регулируемым по высоте подголовником 5, установленным на спинке, Г-образной подставкой 6 для ног, присоединенной через шарнирные узлы к передней части сиденья с возможностью поворота на заданный угол относительно горизонтальной оси, проходящей через шарнирные узлы, и фиксации в определенном положении. Кресло также снабжено двумя подлокотниками 7, жестко скрепленными с соответствующими несущими элементами, приборным столиком 8 для размещения периферийного оборудования 9 (клавиатуры, "мышки" и т.д.), закрепленным на концах подлокотников с возможностью его демонтажа, кронштейном 10 для установки и фиксации объекта визуального наблюдения (монитора) 11, дополнительным кронштейном 12 и осветительным прибором 13, шарнирно закрепленным на дополнительном кронштейне. Несущие элементы 4 выполнены дугообразными, и каждый образован дугой окружности с центральным углом, находящимся в пределах от 250 до 270^o. Несущие элементы установлены на основании вертикально с возможностью перемещения по основанию относительно центра упомянутой окружности на заданный угол. Величина угла поворота несущих элементов составляет до 90... 110^o. Несущие элементы могут взаимодействовать с основанием через вращающиеся ролики 14. Сиденье шарнирно (подвижно) присоединено к каждому несущему элементу и при перемещении несущих элементов по основанию постоянно удерживается в горизонтальном положении. Кронштейн и дополнительный кронштейн закреплены в верхней части дуг несущих элементов.The ergonomic operator’s chair contains a seat 1, a back 2 and a base 3. The chair is also equipped with two load-bearing elements 4, symmetrically located on both sides of the back and seat and rigidly fastened to the back, height-adjustable headrest 5, mounted on the back, L-shaped stand 6 for legs attached through the hinge nodes to the front of the seat with the possibility of rotation by a predetermined angle relative to the horizontal axis passing through the hinge nodes, and fixation in a certain position. The chair is also equipped with two armrests 7, rigidly fastened to the corresponding load-bearing elements, an instrument table 8 for accommodating peripheral equipment 9 (keyboards, “mice”, etc.), fixed to the ends of the armrests with the possibility of dismantling it, an arm 10 for installation and fixing object of visual observation (monitor) 11, an additional bracket 12 and a lighting device 13, pivotally mounted on an additional bracket. The supporting elements 4 are made arcuate, and each is formed by an arc of a circle with a central angle in the range from 250 to 270 ^o . The supporting elements are mounted vertically on the base with the possibility of moving along the base relative to the center of the said circle by a predetermined angle. The angle of rotation of the bearing elements is up to 90 ... 110 ^o . The load-bearing elements can interact with the base through the rotating rollers 14. The seat is pivotally (movably) attached to each load-bearing element and, when the load-bearing elements are moved along the base, is constantly held in a horizontal position. The bracket and additional bracket are fixed in the upper part of the arcs of the supporting elements.

Кроме того, кресло может быть снабжено стопором 15 для фиксации несущих элементов в заданном положении. In addition, the chair can be equipped with a stopper 15 for fixing the supporting elements in a predetermined position.

Кресло также может быть снабжено приводным механизмом для перемещения несущих элементов по основанию и их фиксации в заданном положении и автоматизированной системой для автоматического изменения угла поворота несущих элементов, состоящей из датчиков контроля положением оператора, микропроцессора и исполнительного механизма, кинематически связанного с приводным механизмом. The chair can also be equipped with a drive mechanism for moving the bearing elements along the base and fixing them in a predetermined position and an automated system for automatically changing the angle of rotation of the bearing elements, consisting of sensors for controlling the position of the operator, a microprocessor and an actuator kinematically connected with the drive mechanism.

Работа эргономического кресла оператора осуществляется следующим образом. The ergonomic chair of the operator is as follows.

Перед началом работы оператор устанавливает кресло в исходное положение - в положение сидя (фиг.1), снимает приборный столик 8 с подлокотников 7, садится в кресло, ноги ставит на подставку 6 для ног. Затем оператор регулирует наклон спинки 2, перемещая дугообразные несущие элементы 4 по основанию 3, регулирует высоту подголовника 5 и угол наклона подставки для ног, устанавливает на подлокотники приборный столик, располагая на нем в зоне наилучшей досягаемости периферийное оборудование (клавиатуру) 9. С помощью кронштейна 10 устанавливается на оптимальном расстоянии и фиксируется объект визуального наблюдения (монитор). Дополнительным кронштейном 12 и осветительным прибором 13 регулируется направление и интенсивность освещения. Такое расположение оператора в кресле обеспечивает комфортность работы. Before starting work, the operator sets the chair in its original position - in the sitting position (figure 1), removes the instrument table 8 from the armrests 7, sits in the chair, puts his legs on the footrest 6. Then the operator adjusts the inclination of the backrest 2, moving the arcuate load-bearing elements 4 along the base 3, adjusts the height of the headrest 5 and the angle of the footrest, sets the instrument table on the armrests, placing peripheral equipment (keyboard) on it in the zone of best reach 9. Using the bracket 10 is installed at the optimal distance and the object of visual observation (monitor) is fixed. An additional bracket 12 and a lighting device 13 controls the direction and intensity of the lighting. This arrangement of the operator in the chair provides comfortable work.

В процессе работы через некоторое время (в зависимости от психофизиологической и физической тренированности оператора, интенсивности и привлекательности труда) под действием гравитационного поля возникает нарастающая усталость, которая побуждает оператора к смене положения тела (к смене направления действия гравитационного поля на тело). Для перераспределения гравитационной нагрузки необходимо перевести спинку кресла, жестко скрепленную с несущими элементами, в другое положение (фиг.2, 3, 4). In the course of work, after some time (depending on the psychophysiological and physical fitness of the operator, the intensity and attractiveness of the work), an increasing fatigue arises under the influence of the gravitational field, which causes the operator to change the position of the body (to change the direction of the gravitational field on the body). To redistribute the gravitational load, it is necessary to transfer the back of the chair, rigidly fastened to the bearing elements, to a different position (figure 2, 3, 4).

В любом из измененных положений остаются неизменными предварительно установленные внешние параметры - расстояние от глаз оператора до объекта визуального наблюдения, угол обзора, расстояние до периферийного оборудования, направление и интенсивность освещения, а также остаются постоянными форма изгиба позвоночника, положение и наклон головы оператора. In any of the changed positions, pre-set external parameters remain unchanged - the distance from the operator’s eyes to the object of visual observation, the viewing angle, the distance to peripheral equipment, the direction and intensity of illumination, and the shape of the bend of the spine, position and inclination of the operator’s head remain constant.

При использовании автоматизированной системы измеренные параметры от датчиков в форме электрических сигналов поступают в микропроцессор (ЭВМ), где суммируются с учетом эргономических характеристик, хранящихся в памяти микропроцессора (ЭВМ), а выходной сигнал через исполнительный механизм передается на приводной механизм, который перемещает несущие элементы по основанию. When using an automated system, the measured parameters from the sensors in the form of electrical signals are transmitted to the microprocessor (computer), where they are summed up taking into account ergonomic characteristics stored in the microprocessor's memory (computer), and the output signal is transmitted through an actuator to a drive mechanism that moves the supporting elements along base.

Достижение указанного технического результата обусловлено тем, что при возникновении усталости происходит перераспределение воздействия гравитационного поля на оператора путем изменения положения его тела, при этом остаются неизменными изначально установленные оптимальные параметры системы "человек - машина". The achievement of the specified technical result is due to the fact that when fatigue occurs, the influence of the gravitational field on the operator is redistributed by changing the position of his body, while the initially set optimal parameters of the man-machine system remain unchanged.

Claims

1. Эргономическое кресло оператора, содержащее сиденье, спинку и основание, отличающееся тем, что кресло снабжено симметрично расположенными по обе стороны спинки и сиденья двумя несущими элементами, жестко скрепленными со спинкой, регулируемым по высоте подголовником, установленным на спинке, подставкой для ног, присоединенной через шарнирные узлы к передней части сиденья с возможностью поворота на заданный угол относительно горизонтальной оси, проходящей через шарнирные узлы, и фиксации в определенном положении, двумя подлокотниками, каждый из которых жестко скреплен с соответствующим несущим элементом, приборным столиком периферийного оборудования, закрепленным на концах подлокотников с возможностью его демонтажа, кронштейном крепления объекта визуального наблюдения, дополнительным кронштейном и осветительным прибором, шарнирно закрепленным на дополнительном кронштейне, каждый несущий элемент выполнен дугообразным и образован дугой окружности с центральным углом, находящимся в пределах от 250 до 270^o, при этом несущие элементы установлены на основании вертикально с возможностью перемещения по основанию относительно центра упомянутой окружности на заданный угол, сиденье шарнирно присоединено к каждому несущему элементу и при перемещении несущих элементов по основанию постоянно удерживается в горизонтальном положении, а кронштейн и дополнительный кронштейн закреплены в верхней части дуг несущих элементов.1. Ergonomic operator’s chair comprising a seat, back and base, characterized in that the chair is equipped with two load-bearing elements symmetrically located on both sides of the back and seat, rigidly fastened to the back, a height-adjustable headrest mounted on the back, and a footrest attached through the hinge nodes to the front of the seat with the possibility of rotation by a predetermined angle relative to the horizontal axis passing through the hinge nodes, and fixation in a certain position, two armrests , each of which is rigidly fastened to the corresponding bearing element, the instrument table of peripheral equipment, mounted on the ends of the armrests with the possibility of its dismantling, the bracket for attaching the object of visual observation, an additional bracket and a lighting device, pivotally mounted on an additional bracket, each bearing element is made arcuate and formed arc of a circle with a central angle in the range of from 250 to 270 ^o, wherein the supporting elements are installed under TOWER no movably to the base about the center of said circumference at a predetermined angle, the seat is pivotally connected to each carrier element and by moving the carrier elements on the base are constantly held in a horizontal position and the arm and an additional arm mounted on top of the carrier elements arcs.

2. Кресло по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено стопором фиксации несущих элементов в заданном положении. 2. The chair according to claim 1, characterized in that it is equipped with a stopper for fixing the load-bearing elements in a predetermined position.

3. Кресло по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено приводным механизмом для перемещения несущих элементов по основанию и их фиксации в заданном положении. 3. The chair according to claim 1, characterized in that it is equipped with a drive mechanism for moving the bearing elements along the base and fixing them in a predetermined position.

4. Кресло по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено автоматизированной системой для автоматического изменения угла поворота несущих элементов, состоящей из датчиков контроля положения оператора, микропроцессора и исполнительного механизма, кинематически связанного с приводным мезанизмом. 4. The chair according to claim 3, characterized in that it is equipped with an automated system for automatically changing the angle of rotation of the bearing elements, consisting of sensors for monitoring the position of the operator, a microprocessor and an actuator kinematically connected with the drive mechanism.

5. Кресло по п.4, отличающееся тем, что в качестве датчиков использованы сенсорные датчики силы давления, при этом датчики установлены в подголовнике, в верхней и нижней частях спинки, сиденьи и в каждом подлокотнике. 5. The chair according to claim 4, characterized in that the pressure sensors are used as sensors of pressure, while the sensors are installed in the headrest, in the upper and lower parts of the backrest, seat and in each armrest.