CN103747707A - 座椅 - Google Patents

Abstract

一种座椅，具有波状外形的座板，该座板包括两个凹形的座垫（14），用于将用户的大腿支撑在与水平面形成优选为27度角度的位置。所述座椅还包括一个连接在多个座垫（14）的后侧之间的弹簧片（22），以使用户坐在座椅上时可以滚动活动。由于模拟了用户站立状态的脊柱的形状，上述特征的结合可引导用户获得一个很舒适的坐姿。

Description

座椅

技术领域

本发明涉及一种座椅，特别是涉及一种用于办公室的椅子或工作用椅、或在飞机上使用的座椅、或自行车座椅、交通工具座椅、轮椅、折叠式婴儿车，儿童座椅/汽车座椅、或长凳。具体地，本发明的座椅可积极地引导坐下的用户找到一个发明人预先设想的正确的坐姿。通过模拟用户站立状态时的脊柱和盆骨的状态获得该正确的坐姿。

背景技术

传统的座椅具有几乎水平的两个座板（均朝向背部或朝向一侧），促使人的坐姿是处于不利脊骨和相关的组织的正常运作的状态，从而导致拉伤或受伤。在某些情况下，导致脊柱衰退变性。具体来说，水平座板迫使用户形成一个弯曲的背部并减少胸腹空间中坐姿，从而对腹腔脏器、隔膜和肺部造成压迫，进而妨碍消化和呼吸。还有可能导致就坐的用户的脊柱从一侧向另一侧的弯曲（脊柱侧凸）。

70年代以来，自从A.C.Mandal和其他工作者的研究，设计师们研发出一种使用户的大腿到膝盖处比臀部更低的座椅。然而，这些座椅都有自己的缺点。例如：

“跪式座椅”，如专利号为US3863978(Gillings1975)、US3669493(Vowles1972)、EP0017450(Mengshoel1980)，SE8600691(Opsvick1986)、以及NO320859(Mengshoel2006)所公布的座椅为首次尝试去增加就坐者的大腿的角度。在许多案例中，大腿与水平面形成的角度高达45度。就坐的用户通过将腿恰好“锁定”在膝盖以下，从而防止用户向前滑动。已经有几篇论文报告称，这样会使膝盖在不自然压力作用下引起膝关节劳损（前交叉韧带）。它们也会限制腿和脚的自由移动，导致用户不方便。

“人体工学椅”，首在其冲的是Aeron（Herman Miller1994）研发的座椅，飞跃椅（Steelcase公司1999）与自由椅（Humanscale1999）。这些设计者以及其他的模仿者研发出倾斜的座板，但是这会导致用户缓缓前行滑动。为了防止向前滑动，用户需要收紧腿部和躯干的肌肉，使得用户坐了不久之后很快就会变得疼痛。这些椅子的设计师提倡活动一下而不是一个提供一个有利的位置。用户可以以多种方式调整这种椅子，但是，研究表明，广大用户很少刻意去调整他们的椅子。即使调整，也仅仅只是调整高度。

“马鞍凳/椅”，例如在WO0154545(2001)，NO20003763(Mengshoel2002)，US2002167206(2002)，和NO320859(Mengshoel2006)等专利或专利申请中。采用一个鞍形状将大腿可以落在任一侧以获得期望的大腿与水平面形成的角度。这些座位的方式工作与自行车的鞍座相同，身体的重量由阴的肌肉的“吊床”承受。这种菱形薄片状的肌肉（含生殖和排泄器官）悬在座椅的鞍座上。通过将肌肉嵌入在坐骨结节、耻骨和尾骨中来转移身体的重量。这种座椅具有自行车鞍座类似的缺点，即长时间使用后会感觉很不舒服。

“改进的自行车鞍座”，如GB611899(Scoular,1946)通过改进鞍座提高用户在使用中的舒适度，解决了上述提及的传统自行车鞍座的问题。GB611899中的装置包括2个座垫安装在一个前倾20度到30度的横杆上。然而，这仅仅只是初始位置。座垫采用弹簧偏置围绕横杆旋转（水平轴）方式安装，使用户的大腿在自行车的踏板上下移动。该初始角度使安装更简易且提高臀部舒适感。

“球座(sitting balls)”是最近流行起来的，其通过调整球的大小可使用户或者一个有利的大腿角度，还提供一个软垫和特定的不稳定性。这些都是有利的。然而，这种装置不适合传统的办公环境。

“移动/运动-控制/练习椅”，如US5588704(Harza,1996)，US7090303(Kropa,2006)、US2009/0079243(Kunzler等,2009)、US2009/0135133(Kunzler等,2009)专利，可能涉及用于锻炼或健康的运动，还可能控制其他设备。运动通常是对人有益的，长时间不运动是对人非常不利的。然而，这种在工作椅上增加的控制性或导向性不好的运动常常导致用户分神或者不舒服。通过提供充足的自由运动给座椅而使得身体将找到舒适和健康的最佳位置的思路是不对的。

“双垫/倾斜/成形椅”如，US4387925(Barker等,1983)、US4552404(Congleton,1985)、GB2226756(国家研究发展公司,1988)、US5580128(Johnson等,1996)、WO2006/073019(Train Corp等,2006)、WO01/76420(Hansen,2001)、(US7387339(Bykov等,2008)、US7063386(Dowty等,2006)、US6357827（Brightbill等,2002)、US5024485(Berg等,1991)、US5713632(Su,1998)、W02009040861(Manzini Roberto,2009)、及WO94/08491(Bustanate Serrano,1994)这些专利首先考虑的就是就坐者的舒适感，成形座垫往往类似于早期的“拖拉机式”座椅。这些座椅具有一个位于后脊前的中央，在使用不久后也会有前述提及的鞍座座椅的不舒适的问题。双座垫具有一定的改良性，但是没有任何轮廓修饰的，在不借助就坐者的运动的前提下，是不具有适当的前倾度的。平坦座椅或座椅倾斜也是如此。为了获得真正的舒适，发明人发现，座垫需要能进行小程度的滚动，俯仰和偏转。

发明内容

发明人通过对病人的观察得到结论，人类还没有进化到坐下来就可以模拟站立状态的盆骨和脊柱的姿态，因而，需要将座椅设计成与人的盆骨和脊柱能保持与站立姿势相同的状态。在详细解剖知识和脊柱、骨盆和肌肉骨骼的结构和功能的专业知识的基础上，获得一个如何最好地实现这一改进的坐姿的假设。

通过多年的研究，发明者意识到，当一个人从站立姿态移动到坐下的姿势，在脊柱和骨盆发生了巨大的变化。首先，因为大多数座椅具有水平的或稍向下倾斜的座板，使得腰椎不能达到一个稳定的位置，所以需要过度使用不足的脊柱和脊柱旁肌肉以保持直立位置。这些肌肉本不是用来在持续时期内的保持直立位置的。其次，人体并不是充分对称的，尤其是在腿上，因为它们是身体的最长部分。大多数人的腿的长度是有所差异的，因此在盆腔的高度也是有所差异的。这种不均衡的骨盆高度引起脊柱从一侧到另一侧倾斜（脊柱侧弯）。当坐在一个正常的、固定的非自适应椅子时，骨盆通常被迫进入一个水平位置，从而脊柱侧凸发生改变，感受到压力和不适。

通过本发明的一个扩展过程的原型和经验测试得知，本发明的座椅有可能重现人在站立状态的骨盆和脊柱的姿态。

本发明的产品看上去是违反直觉的，因为它看起来不舒服。但尽管如此，它实际上是非常舒适。虽然看起来简单，但具有一个高层次的复杂性，这是一种实用的创新。

根据上面的结论，本发明的目的是提供一个座位，其可主动引导就坐者坐下的时候的脊柱和骨盆可以模拟站立状态的结构和位置。为了达到这一目的，座椅必须允许大腿相当地向下倾斜（从臀部到膝盖），而不使坐下者向前滑动，而骨盆的每一侧都实现具有处于站立状态时候的相同的高度。

从一个广义方面来说，本发明提供了一种具有波状外形（contoured）的座板的座椅，所述波状外形的座板用于支撑用户的每个坐骨结节；将用户的大腿支撑在与水平面形成15度至45度之间的位置。

波状外形的座板具有一个杯状的支持件（即凹形围绕着至少两个轴），这样，在任何角度，用户都会坐得舒服且不会向前滑动。也可以采用其他类似波状外形的座板功能的装置防止用户向前滑动。如脊，防滑橡胶表面，甚至胶粘剂/带。这些具有等同功能的装置可以结合施用，并不限定于波状外形的座板。

优选地，所述座椅座板支撑大腿与水平面形成22到32度的角度（但优选的角度为27度），这将使用户获得与站立状态相同的腰椎曲线（脊柱前凸）。换句话说，本发明引导（和保持）并保持身体具有与站立状态相同的骨盆和脊柱的位置。在使用过程中，大腿角度的改变不显著。

当处于站立状态时，脊柱前凸是椎体结构体保持直立的自然的姿势，而不是靠后背的肌肉。当不具有自然站立的脊柱姿势时，如使用水平座板时，后背的肌肉就会尽力来支持人在保持直立位置。这些肌肉很快就会疲劳，使得脊柱向前弯曲（衰退），这对脊椎，肩膀，颈部，手臂和前臂等其他部分都具有不利影响。

优选地，所述座椅座板包括两个分开的，至少部分成凹形的座垫，其中，每个座垫支撑用户的组织且以各坐骨结节成形。这种结构增强了人体的自然缓冲功能，因此减少了缓冲浪费/过多的缓冲。

上述座椅座板可以通过一次成型且可以实现上述两个座椅垫的功能。

通过专注于坐骨结节的支撑了解到，对于大多数情况下，成人的坐骨结节的距离的变化仅约12％，这就有可能生产出具有比标准座椅更为广泛的座椅。

在一个优选的形式中，本发明的每个座垫都通过一个支托与一个基座/底座（base/pedestal）相连。该支托的前部具有一个内部硅衬套。每个座垫还可以通过一个枢转弹簧片与一个基座/底座（base/pedestal）相连。枢转弹簧片的后部具有一个硅衬套。这使得每个座垫的高度都可以变化，如相对连接的其他座垫朝背部变化。这就解决了一个难题，即当人坐下的时候，骨盆可以类似站立的姿态，其一侧高于其他地方。这对获得舒适的坐姿是至关重要。

如前所述，座垫是关于两个轴成凹形的（不同与现有技术，即GB611899中的座垫），优选地，其可以围绕至少4个转轴和2个支点活动（区别于GB611899，其只有一个转轴）。

弹簧片也使得座椅的后腿可以弹性运动，通过一系列的位于座椅靠背部分的“背部球（back balls）”的运动有助于背部肌肉的过度紧张的治疗。该座垫也有一个硅安装衬套，硅安装衬套具有设置在前部且位于后部的固定件之间的支托，这使得座垫具有数量可控的辊。

优选地，背部可进行自我调节以响应坐在波状外形的座板上用户。本发明的自调节背部可用于治疗背部肌肉姿势的过度紧张（提高）。此外，所述座椅优选地只可手动调整高度，其他的多余的和浪费的手动调节机构（如现有技术中）可以省略。

上述座椅可以用于自行车和摩托车的座位。研究已经表明，使用标准的自行车鞍座可导致低生育率和男性勃起功能障碍。该标准的鞍座也可能刺激痔疮。很多人发现他们骑自行车不舒服，从而不骑自行车，这是因为大部分的身体重量通过会阴部转移，而不是通过本发明的坐骨结节转移。

根据本发明的所述的座椅，在用于自行车时，可以通过去除大约一半的座垫以减少座椅的大小。换句话说，本发明的座椅在一些应用中，可能只需要利用每个座垫的一部分。

本发明还可用于轮椅中，也可以整合到其他座位结构，如板凳。本发明的座椅也可以是下列形式：便携式或改进的插入式以用于任何座位/椅。

值得注意的是，除了可以调整距离地面的高度外，本发明的座椅是为了自动适应于不需要大量的调整/定制以获得一个舒适的坐姿的用户。背景技术中的座椅装置可以提供手动调整，巧合的是，模拟站立的姿势而进行坐姿定位，在这种情况下，通过本发明的技术，现有技术的座位可以达到相同的好处。然而，这样的座椅不能像本发明一样适应于用户的未来变化。

附图说明

图1为本发明的座椅在升起位置的侧视图；

图2为座椅在降低位置的侧视图；

图3为座椅在降低位置的后视图；

图4为本发明的座椅的主视图；

图5为安装了座椅靠背的座椅的放大图；

图6为座椅在休息位置的放大图；

图7为座椅的详细的后视图；

图8为座椅的详细的仰视图；

图9为座垫因负载而倾斜的侧视图；

图10为图9所示的被负载的座垫的前视图；

图11为座椅的后视图；及

图12为座椅的详细的后视图，与图7相比，该座椅的座板为倾斜状态。

具体实施方式

图4为最优地显示了本发明的座椅结合在办公室座椅的示意图，该办公室座椅包括一个具有座椅脚和/或轮子11的基座，这些座椅脚和/或轮子11会聚于一个中央基架12。上述带有轮子的基座是相当传统的，且可以理解的是，任何带有地面接触部的可识别配置的座椅均可实现本发明。

在基架12上设置有一个高度调整装置13，其形式可能是一个螺纹（如图所示）或气动/弹簧气缸。图1和图2示出了座椅借助于高度调整装置13相对上升和下降位置。根据用户的腿的长度，将座椅离地面的高度调整为用户舒适为准，例如将双脚平放在地板上。

座椅本身包括由两个座垫14形成的座椅座板，座椅座板具有至少部分成凹形的结构，且彼此是镜像对称的。优选地，这些座垫14独立地安装在基座12的上端一个框架结构15上，框架结构15支撑每个座垫和座椅的背部16，其可转动地连接在一个轴17上（如图6所示）。

座椅的背部16还提供了一系列的填充支撑件18或“背部球”，在使用时，背部球与用户的背部接触。

图6示出了本发明的座椅处于初始的空载状态或“休息”状态（即还未承受一个人的重量时）的侧视图。座垫14位于相对较高的角度，明显的是，在人坐在座椅上前，座椅的背部16相对于开始的静止位置的垂直状态向后倾一个角度。

如图5所示，当在座垫14上施加一个力F时（即相当于一个人坐下），在在枢轴17附近的压力使座椅的背部16沿着垂直走向朝L方向运动。

图5和图6大致显示了座垫的相对连接设置，框架结构15与基架相连，脊柱形座椅背部16连接在第二枢轴19（位于第一枢轴17和向上弯回的座椅靠背16之间）处，通过连接臂20的前支托21延伸至座垫的下侧，该支托包括一个内部硅衬套，其可以提供一定的灵活性（即“弹力”）使得座垫可活动。

如图7所示，弯曲的座椅的背部的末端终止于第一枢轴连接点17处，弹簧片22安装在第一枢轴连接点17处且横跨两个座垫14。另一组弹性衬套23（由硅或类似材质制成）安装在座垫14上，且从座垫14的底侧面延伸至与弹簧片22连接并横跨在弹簧片22之间。具有弹性性质的衬套23使得座垫可在有限程度进行偏转（yaw）运动。

图8显示了座椅的底部视图，其中横杆24穿过在座椅衬垫14的前侧的（内侧）支托21，使得座垫在大约水平轴线方向可有一定程度的运动。座垫14下方的向外延伸的支托25将横杆24固定住。

该整体机制的设计采用球座接合部枢轴系统，结合弹簧片/衬套设置。从而，每个座垫都可在多个方向在一定的程度内移动以适应坐下的人，然而，主要还是通过座垫的倾斜角度引导人获得到一个最佳位置的坐姿。一旦就位后，座椅可将人保持在脊椎的模拟站立的姿态从而具有最佳的和舒适的坐姿。

具体地，由于座垫通过前部具有内部硅衬套的支托21安装在基座/基座结构15/20，并通过枢转弹簧片22和在背部的另一硅衬套23连接至基座/基座结构15/20，从而，每个座垫的高度都可以变化，该座垫相对于其他连接的座垫朝向后方调整高度。这就解决了一难题，即大多人坐下的时候，他们的骨盆可以类似站立的姿态，其一侧高于其他地方。这对获得舒适的坐姿是至关重要。

明显的是，优选地，本发明的座垫有可以围绕至少四个轴和两个支点在一定程度范围内移动。特别地，座垫围绕三个轴（俯仰（pitch），横滚（roll），偏航（yaw））和第四个轴，即在座垫的背面之间的弹簧片围绕旋转的前-后轴运动。

图9至图12示出了座垫14的背面连接的铰接运动，由于坐在座椅上的人（未示出）的重量/生理学，右侧座垫14A（见图10）被压在相对左侧座垫14B较低的位置。

图12特别示出了座椅借助于弹簧片22倾斜（滚动/起伏变化曲线箭头S）的状态，其中一个座垫下降，另一个上升。

由于波状外形的座垫的作用，座椅可以独立的铰链运动以获得最佳角度，其配合大腿与水平面的角度解决了适应骨盆的形状变化的问题。

具有弹性的弹簧片22也使座椅的背部16通过枢轴连接件17弹性运动，通过一系列的位于座椅靠背部分的“背部球”18的运动有助于背部肌肉的过度紧张的治疗。如上所述，该座垫具有一个硅安装衬套，硅安装衬套的支托设置在前部且位于后部的固定件之间，这使得座垫具有数量可控的辊。

一个更常规的座椅靠背（如在办公室椅子上）可与上述座椅结合，不一定是枢轴连接到座垫，它可以从底座/基座的其他位置延伸出来，并可以移动并独立调节。

尽管本发明优选的实施方案采用了弹簧片，通过其他类型的弹簧或气动缸也可以来提供这样的偏置运动。

座椅的背部16可以进行自我调节以适应以坐在波状外形的座板14上的用户。本发明的自调节的背部可用于治疗背部肌肉姿势的过度紧张（提高）。此外，所述座椅优选地只可手动调整高度，其他的多余的和浪费的手动调节机构（如现有技术中）可以省略。

优选地，当有人坐在座椅上时，座垫14可以自调整至制成用户的大腿与水平面形成大约为27度的角度，且座垫14的弯曲和自然波状外形可以舒服地防止用户向前滑动。

可以理解的是，座椅的背部靠背16的枢轴机构通过弹簧片连接的形式可以为多种，或者在凳子型设计（stool-type）的情况下，可以完全去除。在此类设计中，两个座垫14被固定在大约为27度的角度。建议用户在座椅上的最终坐姿是双腿平放在座板上，或至少保持大腿和腿部的肌肉处于放松的状态。在某些情况下，拥有人可能想要在座椅的下部安装一个脚踏板，从而小腿可以向后倾斜，或在使用本发明的座椅的其他情况下，可以采用更高的座位，如酒吧凳，可以设计一个较高的脚踏板以支持腿的休息。

需要注意的是，由于两个座垫14是根据用户的臀部来成型的，所以在所述座垫14上的缓冲垫可以是非常薄的。

根据本发明的基本原理，该座椅还可适于轮椅或其它座椅，如自行车或摩托车座位用座椅。具体操作如上所述。

在所有的是实施例中，上述多个座垫（或集成为一体的座垫）包括一个成凹形或类似杯状的部件用于支撑用户的每一个坐骨结节，其不会施加过分的压力至会阴部，同时避免肌肉收紧，且防止用户向前滑倒。

本发明的座椅可以有各种形式，可具有相对较少的部件，如图1至图4的所示的办公椅的主要元件可以由铝模制成，使得其质量特别轻。

Claims (32)

1.一种座椅，具有波状外形的座板，所述波状外形的座板用于将用户的大腿支撑在与水平面形成22度至32度之间的位置。

2.根据权利要求1所述的座椅，其特征在于，在使用中，当用户坐在所述座椅上时，所述座椅引导且保持用户的脊柱大致模拟站立的姿态。

3.根据权利要求1或2所述的座椅，其特征在于，所述位置与所述水平面形成大致为27度的角度。

4.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，所述波状外形的座板用于支撑用户的每个坐骨结节，从而使得用户的大腿得到支撑。

5.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，所述波状外形的座板通过一个关于至少两个轴成凹形的部件支撑每个坐骨结节。

6.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，所述座板包括两个至少部分成凹形的座垫，所述座垫用于支撑用户的每个坐骨结节。

7.根据权利要求6所述的座椅，其特征在于，本发明的所述座垫具有关于四个轴和两个支点的活动度。

8.根据权利要求6或7所述的座椅，其特征在于，每个座垫的后侧相互连接以（滚动）活动，以至于降低一个座垫的后侧将对应升起另一个座垫的后侧。

9.根据权利要求8所述的座椅，其特征在于，所述连接是通过横跨在多个座垫的后侧的一个弹性元件实现的。

10.根据权利要求9所述的座椅，其特征在于，多个座垫通过一个弹性连接件与所述弹性元件连接，所述弹性连接件使各个座垫偏转运动。

11.根据权利要求10所述的座椅，其特征在于，所述弹性元件为弹簧片，所述弹性连接件为橡胶衬套。

12.根据权利要求6至11任意一项所述的座椅，其特征在于，每一座垫的前部可枢转（俯仰）活动地安装在一个座位支撑结构上。

13.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，还包括一个可转动地安装在所述座板上的背部。

14.根据权利要求13的座椅，其特征在于，所述背部的末端可转动地安装在横跨两个座垫的弹性元件上，一个第二枢轴连接件从所述背部向一个座椅支撑结构延伸，其中每一座垫的前侧可枢转（俯仰）活动地安装在所述座椅支撑结构上。

15.根据权利要求13或14所述的座椅，其特征在于，在使用过程中，所述背部被设置成朝坐下的用户的脊椎旋转以响应施加到所述波状外形的座板上的力。

16.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，所述座板通过一层较薄的填料层实现缓冲。

17.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，所述波状外形的座板被一个脊部，防滑橡胶表面，粘合剂或带状装置功能性取代或完善。

18.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，还包一个高度调整机构。

19.根据上述任意一项权利要求所述的座椅，其特征在于，座椅支撑结构包括一个或多个与地面接触的腿部。

20.一个座椅，包括安装在一个座椅支撑结构上的两个座垫，其特征在于，每个座垫相对于用户的坐下方向的后侧相互连接以滚动活动，以至于降低一个座垫的后侧将对应升起另一个座垫的后侧。

21.根据权利要求20所述的座椅，其特征在于，所述连接是通过横跨在所述两个座垫的后侧的一个弹性元件实现的。

22.根据权利要求20所述的座椅，其特征在于，所述两个座垫通过一个弹性连接件与所述弹性元件连接。

23.根据权利要求22所述的座椅，其特征在于，所述弹性元件为弹簧片，所述弹性连接件为橡胶衬套。

24.根据权利要求20至23任意一项所述的座椅，其特征在于，每一座垫的前部可枢转、俯仰活动地安装在一个座位支撑结构上。

25.根据权利要求20至24任意一项所述的座椅，其特征在于，还包括一个枢转地安装在所述座板上的背部。

26.根据权利要求25的座椅，其特征在于，所述背部可转动地安装在横跨所述两个座垫的所述弹性元件的末端，一个第二枢轴连接件从所述背部向一个座椅支撑结构延伸，其中每一座垫的前侧可枢转（俯仰）活动地安装在所述座椅支撑结构上。

27.根据权利要求20至26任意一项所述的座椅，其特征在于，所述两个座垫提供一个用于支撑用户的每个臀部的支撑面，所述两个座垫整合形成一个座板从而形成所述支撑面。

28.根据权利要求20至27任意一项所述的座椅，其特征在于，所述座垫安装成具有与水平面形成22度到32度的倾斜度，从而使得当用户坐下时，所述座椅引导用户的脊柱大致模拟站立的姿态。

29.一种包括如上任意一项权利要求所述的座椅的轮椅。

30.根据权利要求29所述的轮椅，其特征在于，所述座椅相对于脚踏板是高度可调节的。

31.一种包括权利要求1至28任意一项所述的座椅的自行车或摩托车。

32.一种如上任意一项所述的座椅的用途，其特征在于，所述座椅被设置成使用户坐下时脚是平放在地面上。

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