具有弹性升降座面的座椅

优先权声明

本申请要求于2022年6月1日提交到中国国家知识产权局的名称为“一种座面仿生升降的助力起座椅”的发明专利申请(申请号：202210621665.9)的优先权。

技术领域

本申请涉及座椅，特别是，涉及具有弹性升降座面的座椅。

背景技术

在日常生活中，年老体弱者常常需要陪护人员的扶持下才能在常规的座椅上起坐，给其生活带来不便，也给陪护人员造成精神上的压力和体力上的消耗。

近年来，为了适应人们日常生活的实际需要，各式各样的医疗保健椅、自行走椅等都在紧锣密鼓开发与生产中。

然而，如何使座椅的座面具有仿生性，同时能助力使用者起坐仍需深入开发，以更好地服务于用户的实际需要。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种能够使座面具有仿生性且能够为使用者的起坐提供助力的座椅。

为解决上述技术问题，根据本申请的实施例，提供一种具有弹性升降座面的座椅，其包括：座椅主体，包括底板、与底板固定连接的左右扶手框、与底板和左右扶手框固定连接的靠背、以及支撑底板的椅腿脚；传动组件，包括：一对铰链基座，分别从底板的左右两侧靠近靠背的拐角处向上凸伸且与底板固定连接，具有上铰链座和下铰链座；一对驱动连杆，其每一个的一端分别与一对铰链座的下铰链座铰链连接且与其铰链轴键连接；一对导向连杆，其每一个的一端分别与一对铰链座的上铰链座铰链连接；以及一对连接板，具有上铰链座和下铰链座，其上铰链座与其对应的导向连杆的另一端铰链连接，其下铰链座与驱动连杆的另一端铰链连接，且包括在其上方的平面连接座；驱动组件，包括：基座板，具有从其一个表面垂直延伸的一对保持架，保持架中包括圆弧形滑道，基座板固定连接在传动组件的一对铰链基座上；横梁，其两端插接到保持架的圆弧形滑道中，以沿着圆弧形滑道滑动；扭力弹簧，包括中心孔，具有中心端和外周端，其外周端与横梁卡接，设置在一对保持架之间；以及主轴，穿过扭力弹簧的中心孔，与扭力弹簧的中心端卡接，并且其两端分别与铰链连接传动组件的驱动连杆和铰链座的铰链轴同轴机械连接；以及座面，具有适应座椅主体的形状，与传动组件的一对连接板的平面连接座固定连接。当使用者落座在座面上时，扭力弹簧随着主轴的转动而形变，从而积蓄弹性势能，对座面的下行起到阻尼作用；当使用者在座面上起坐时，扭力弹簧释放弹性势能，驱动主轴反转，对使用者的起坐助力。

根据本申请的实施例，驱动组件中的主轴可具有矩形的横截面，扭力弹簧的中心孔可具有矩形形状，在扭力弹簧套接在主轴上后，二者形成自对准卡接。

根据本申请的实施例，铰链连接传动组件的驱动连杆和铰链座的铰链轴可包括具有矩形槽的同轴短轴，主轴的两端可插接到同轴短轴的矩形槽中。

根据本申请的实施例，扭力弹簧的个数可为多个，且沿着主轴均匀设置。优选地，扭力弹簧的个数可为偶数个，以主轴的中线为轴线均匀地对称设置。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括用于调整扭力弹簧预应力的扭力调节机构。扭力调节机构可包括设置在基座后抵靠基座且在横梁的中间位置与横梁螺纹连接的调节螺栓。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括自润滑轴和套接其上的自润滑轴套，自润滑轴设置为平行于主轴且设置在主轴与基座之间，自润滑轴的两端与基座板固定连接，在扭力弹簧受力使外圈或多圈圆心偏离主轴轴心时，自润滑轴套抵靠扭力弹簧外圈以避免其过大形变偏心致使邻圈贴合摩擦。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括设置在一对驱动连杆与底板前边缘之间的拉伸阻尼弹簧。优选地，驱动连杆可包括滑道和与滑道滑动连接的滑块，拉伸阻尼弹簧可通过滑块与驱动连杆连接。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括设置在铰链座上限值驱动连杆向上转动上限的限位销以及设置在底座上表面上对应于驱动杆位置的软胶垫限位块。

根据本申请的实施例，座面的上表面可具有仿生人体臀部的曲面形状。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括包覆在座面和底板周边且围绕二者之间空间的柔性保护罩。

根据本申请的实施例，座面从回位状态到高位起坐状态的升降高度可为10-30cm，并且座面从回位状态到高位起坐状态的转角可为20°-35°。

与现有技术相比，根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅至少具有如下的有益技术效果：

根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅包括座椅主体、传动组件、驱动组件和座面。当使用者落座在座面上时，驱动组件中的扭力弹簧随着主轴的转动而形变，从而积蓄弹性势能，对座面的下行起到阻尼作用；当使用者在座面上起坐时，扭力弹簧释放弹性势能，驱动主轴反转，对使用者的起坐助力。因此，

1.当根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅在回位状态下使用时，其可按照常规座椅使用。

2.当使用者需要助力帮助起坐时，根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅的座面可从回位状态运动高位起坐状态，而帮助使用者起坐。

3.当使用者需要助力帮助落座时，根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅的座面可从高位起坐状态运动回位状态，而帮助使用者落座。

4.无论是起坐或落座，座面的运动轨迹都由传动组件预先设定，符合人体生理变化的需要而预先设定，因此令使用者感到舒适。

5.根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅为无源装置，无需电源。在使用者落座的过程中，扭力弹簧起到阻尼的作用，令使用者感到舒适，同时使用者的自重给扭力弹簧积蓄弹性势能。在使用者起坐的过程中，扭力弹簧释放弹性势能而助力使用者起坐，降低了使用者在起坐过程中的体力消耗。

6.为了适应不同体重人的使用需求，根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅还可包括预应力调节机构，预应力调节机构用于根据使用者的体重调节扭力弹簧的预应力，使其适应各种体重使用者的不同需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。

图1、2和3是根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅的外观示意图。

图4是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中底板、传动组件、驱动组件、座面配合关系的示意图。

图5是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中底板、传动组件、驱动组件、座面配合关系的分解透视图。

图6是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中驱动组件的主视图。

图7A是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中驱动组件的俯视图；图7B是沿着图7A所示的A-A线剖取的截面剖视图；图7C是沿着图7A所示的B-B线剖取的截面剖视图。

图8是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中座面的下坐位置0和5个托举位置1-5方位关系的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

下面，结合附图描述根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅的具体实施例。

图1、2和3是根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅的外观示意图。

如图1、2和3所示，根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅包括座椅主体10、传动组件20和驱动组件30。

座椅主体10，例如，可包括底板11、与底板11固定连接的左右扶手框12、与底板11和左右扶手框12固定连接的靠背13、支撑底板11的椅腿脚14、以及相对于底板11可升降和可倾斜的座面15。尽管图1-3中示出的根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅具有大致沙发的外观，但本申请的实施例不限于此，而是可为办公座椅、餐厅座椅、影院座椅、巴士座椅、高铁座椅、飞机座椅的各类形状且应用于这些场合。另外，图中示出的座椅主体10具有四个椅腿脚14，但本申请的实施例不限于此，而是座椅主体10可以为万向轮单杆支撑底板11或其它支撑方式。

如图1所示，由于座面15相对于底板11可进行升降和倾斜运动，二者之间可形成一个变化的空间。为了外观和保护的需要，座椅主体10还可包括包覆在座面15和底板11周边且围绕二者之间空间的柔性保护罩16。柔性保护罩16的材料和结构没有限制，例如，可采用伸缩波纹管的结构。

如图2和3所示，传动组件20可设置在底板11的上表面上，并且支撑座面15升降和倾斜。驱动组件30是传动组件20的动力源，通过积蓄弹性势能和释放弹性势能的方式驱动传动组件20的运动。因此，根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅可为无源座椅，不需要电动机、电池或外接电源，故而也是环保型座椅。

图4是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中底板、传动组件、驱动组件、座面配合关系的示意图。图5是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中底板、传动组件、驱动组件、座面配合关系的分解透视图。

如图4和5所示，传动组件20具有左右对称设置方式和结构特征，因此下面仅以一侧的设置方式和结构特征为例进行描述。

如图4和5所示，传动组件20包括一对铰链基座21，分别从底板11的左右两侧靠近靠背13的拐角处向上凸伸且与底板11固定连接，具有上铰链座21A和下铰链座21B；一对驱动连杆22，其每一个的一端分别与一对铰链座21的下铰链座21B铰链连接且与其铰链轴键连接；一对导向连杆23，其每一个的一端分别与一对铰链座21的上铰链座21A铰链连接；以及一对连接板24，具有上铰链座24A和下铰链座24B，其上铰链座与其对应的导向连杆23的另一端铰链连接，其下铰链座与驱动连杆22的另一端铰链连接，且包括在其上方的平面连接座24C。一对连接板24的连接座24C与座面15的下面固定连接。需要说明的是，本文中提交固定连接可包括可拆卸连接，例如螺栓螺母连接。

如上所述，铰链座21、驱动连杆22、导向连杆23和连接板24通过铰链连接形成四杆机构。在该四杆机构中，铰链座21与底板11固定连接，是不动的。因此，驱动连杆22、导向连杆23和连接板24是联动关系。该四杆机构左右对称设置成一对，并且作为输出端的一对连接板24的连接座24C与座面15的下面固定连接，因此座面15随着四杆机构的联动而改变方位，即升降和前后倾斜或转动。因为驱动连杆22的一端在铰链座21的下铰链座21B处与铰链轴键连接，所以，当座面15的方位变化时，四杆机构联动，铰链座21的下铰链座21B处的铰链轴相对应地跟随转动；相反，当铰链座21的下铰链座21B处的铰链轴转动时，四杆机构联动，座面15的方位随动变化。

进一步地，铰链座21的下铰链座21B和上铰链座21A之间的距离、连接板24的上铰链座24A和下铰链座24B之间的距离、驱动连杆22的长度和导向连杆23的长度决定了四杆机构的联动关系；连接板24的连接座24C或者与其连接的座面15的方位变化与连接板24的上铰链座24A的距离及其与上铰链座24A和下铰链座24B之间连线的夹角以及四杆机构的联动关系相关联。

图6是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中驱动组件的主视图。图7A是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中驱动组件的俯视图；图7B是沿着图7A所示的A-A线剖取的截面剖视图；图7C是沿着图7A所示的B-B线剖取的截面剖视图。

如图4、5、6、7A、7C所示，驱动组件30可包括：基座板31，具有从其一个表面垂直延伸的一对保持架31A，保持架31A中包括圆弧形滑道31B，基座板31可固定连接在传动组件20的一对铰链基座21上；横梁32，其两端插接到保持架31A的圆弧形滑道31B中，以沿着圆弧形滑道31B滑动；扭力弹簧33，包括中心孔，具有中心端和外周端，其外周端与横梁32卡接，设置在一对保持架31A之间；以及主轴34，穿过扭力弹簧33的中心孔，与扭力弹簧33的中心端卡接，并且其两端分别与铰链连接传动组件20的驱动连杆22和铰链座的铰链轴同轴机械连接。

此外，座面15，具有适应座椅主体10的形状，与传动组件20的一对连接板24的平面连接座固定连接。当使用者落座在座面15上时，扭力弹簧33随着主轴34的转动而形变，从而积蓄弹性势能，对座面15的下行起到阻尼作用；当使用者在座面15上起坐时，扭力弹簧33释放弹性势能，驱动主轴34反转，对使用者的起坐助力。

如图5所示，根据本申请的实施例，驱动组件30中的主轴34可具有矩形的横截面，扭力弹簧33的中心孔可具有矩形形状，在扭力弹簧33套接在主轴34上后，二者形成自对准卡接。

如图5所示，根据本申请的实施例，铰链连接传动组件20的驱动连杆22和铰链座的铰链轴可包括具有矩形槽的同轴短轴25，主轴34的两端可插接到同轴短轴25的矩形槽中。主轴34的两端与铰链轴的连接不限于此，而是可采用任何合适的连接方式，例如，轴套与轴的花键连接。

另外，扭力弹簧33的个数可为多个，且沿着主轴34均匀设置。优选地，扭力弹簧33的个数可为偶数个，以主轴34的中线为轴线均匀地对称设置。

如图5、6、7A和7B所示，根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括用于调整扭力弹簧33预应力的扭力调节机构34。扭力调节机构34可包括设置在基座后抵靠基座31且在横梁32的中间位置与横梁32螺纹连接的调节螺栓34A。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括自润滑轴35A和套接其上的自润滑轴套35B，自润滑轴35A设置为平行于主轴34且设置在主轴34与基座31之间，自润滑轴35A的两端与基座板31固定连接，在扭力弹簧33受力使外圈或多圈圆心偏离主轴轴心时，自润滑轴套35B抵靠扭力弹簧33外圈以避免其过大形变偏心致使邻圈贴合摩擦。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面的座椅还可包括设置在一对驱动连杆22与底板11前边缘之间的拉伸阻尼弹簧40。优选地，驱动连杆22可包括滑道和与滑道滑动连接的滑块22A，拉伸阻尼弹簧40可通过滑块22A与驱动连杆22连接。

根据本申请的实施例，具有弹性升降座面15的座椅还可包括设置在铰链座上限值驱动连杆22向上转动上限的限位销21C以及设置在底座上表面上对应于驱动杆位置的软胶垫限位块50。

根据本申请的实施例，座面15的上表面可具有仿生人体臀部的曲面形状。

图8是示出根据本申请实施例的具有弹性升降座面的座椅中座面的下坐位置0和5个托举位置1-5方位关系的示意图。

如图8所示，根据本申请的实施例，在落座过程中，座面15从托举位置5(高位起坐状态)到下坐位置0(回位状态)将分别经过托举位置4、3和2。反之，在起坐过程中，座面15从下坐位置0(回位状态)到托举位置5(高位起坐状态)将分别经过托举位置2、3和4。

座面15从回位状态到高位起坐状态的升降高度可为10-30cm，并且座面15从回位状态到高位起坐状态的转角可为20°-35°。

与现有技术相比，根据本申请实施例的具有弹性升降座面15的座椅至少具有如下的有益技术效果：

根据本申请实施例的具有弹性升降座面15的座椅包括座椅主体10、传动组件20、驱动组件30和座面15。当使用者落座在座面15上时，驱动组件30中的扭力弹簧33随着主轴34的转动而形变，从而积蓄弹性势能，对座面15的下行起到阻尼作用；当使用者在座面15上起坐时，扭力弹簧33释放弹性势能，驱动主轴34反转，对使用者的起坐助力。因此，

1.当根据本申请实施例的具有弹性升降座面15的座椅在回位状态下使用时，其可按照常规座椅使用。

2.当使用者需要助力帮助起坐时，根据本申请实施例的具有弹性升降座面15的座椅的座面15可从回位状态运动高位起坐状态，而帮助使用者起坐。

3.当使用者需要助力帮助落座时，根据本申请实施例的具有弹性升降座面15的座椅的座面15可从高位起坐状态运动回位状态，而帮助使用者落座。

4.无论是起坐或落座，座面15的运动轨迹都由传动组件20预先设定，符合人体生理变化的需要而预先设定，因此令使用者感到舒适。

5.根据本申请实施例的具有弹性升降座面15的座椅为无源装置，无需电源。在使用者落座的过程中，扭力弹簧33起到阻尼的作用，令使用者感到舒适，同时使用者的自重给扭力弹簧33积蓄弹性势能。在使用者起坐的过程中，扭力弹簧33释放弹性势能而助力使用者起坐，降低了使用者在起坐过程中的体力消耗。

6.为了适应不同体重人的使用需求，根据本申请实施例的具有弹性升降座面15的座椅还可包括预应力调节机构，预应力调节机构用于根据使用者的体重调节扭力弹簧33的预应力，使其适应各种体重使用者的不同需求。

以上所述仅是本申请的示范性实施方式，而非用于限制本申请的保护范围，本申请的保护范围由所附的权利要求确定。