CN104840026A - 有益于人体健康的电脑椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有益于人体健康的电脑椅，其特征在于，椅子的坐垫机构主要由固定底板、坐垫底板及附着其上的软垫构成，位于固定底板前端的压缩弹簧连接固定底板和上方的坐垫底板，在靠背支架和活动坐垫之间设置一腰垫，通过一L型支架与坐垫底板连接，一个铰链位于固定底板和活动坐垫的后端连接固定底板和坐垫底板；或者在L型支架的转折处设置一转轴，转轴上套装扭转弹簧，一个铰链设置在与活动坐垫后端的距离大于0小于活动坐垫长度的1/3处，连接坐垫底板和固定底板。本发明同时对头枕、扶手、腿垫作出改进设计，使得电脑椅能够缓解工作时的疲劳，有益人体健康。

Description

有益于人体健康的电脑椅

技术领域

本发明涉及一种电脑座椅，尤其适合于在电脑前长时间工作的人员，属于办公家具制造。

背景技术

随着时代的进步，电脑的使用变得更加的普及，各行各业的工作都离不开电脑。不管是编程工程师、设计师、网络管理者、公司秘书抑或是银行工作人员、科技设计开发人员，都避免不了在电脑前长时间工作的现状。伴随着工作完成而来的就是各种颈椎、脊椎、肩周、尾椎、腰椎间盘突出等疾病。

据统计，由于坐姿及坐具设计的不当造成腰椎间盘突出、颈椎、肩周、脊椎、尾椎的一系列劳损和疼痛的比例高达75％。这些疾病的产生已经严重的影响到了当下人们的生活质量。

久坐工作对人体影响最大的是腰椎。腰椎在久坐时承担了人体上半部分的全部重量，久坐容易造成腰椎的疲劳损伤。坐位时身体重力中心移向脊柱前方，腰椎的负荷较大。需要使用有腰托的座椅，可以减小负荷。目前国内外有一些涉及此问题的技术改进，例如：发明专利申请，CN 103005891 A，《座椅腰部支撑装置》(申请号：201210535586.2，申请日：2012.12.10，公布日：2013.04.03)，但是它无法自动对腰椎进行支撑，需要由电机来调节对人体腰部支撑的力度。由于人的坐姿会不断在改变，那就需要不断地开动电机重新进行调节，不便于实际使用。

发明专利申请，CN 103402818 A，《用于通风座椅的腰部支撑装置》(申请号：201380000138.5，申请日：2013.02.08，公布日：2013.11.20)，需要有引导件和调节件对腰部支撑进行手动调节。

发明专利申请，CN 103661047 A，《腰部支撑系统》(申请号：201310419088.6，申请日：2013.09.13，公布日：2014.03.26)，有一个固定框架用于座椅靠背的腰部支撑系统，采用马达使螺纹构件旋转。

国外符合人体工学的电脑椅按照人体曲线做成的椅背，曲线是固定的，无法按照各人情况进行调整。尽管Aeron声称他们的座椅有三种不同的尺寸可供选择，以适应几乎每一个人(http://store.hermanmiller.cn/index.php/Aeron)，但是他们的座椅形状是不变的。

但是以上现有的设计在人坐下时，难以使腰部支撑紧贴腰椎，存在支撑效果不够及调节手段不简便的问题。

另外，现有技术中对于工作状态下如何对头部及颈椎进行支撑普遍缺乏考虑，以及对于肘部及臂部的保护的设计均不够完善。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明为在电脑前工作的人员提供一种能够增强腰椎支撑的强度，使腰垫和腰部完全贴合的电脑椅，同时强化对于颈椎、肘部、腕部、腿部的保护，可以改善长时间在电脑前工作的受力状况，有益于人体健康。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种有益于人体健康的电脑椅，包括一个气泵，气泵的一端设置在带有滑轮的五星底座上，另一端与坐垫机构底部相连，靠背通过靠背支架连接在坐垫机构上，坐垫机构的左右两侧各装有可上下调节高度的扶手；其特征在于，所述的坐垫机构主要由固定底板、活动坐垫及腰垫组成，活动坐垫由坐垫底板及附着于坐垫底板上的软垫构成，一个位于固定底板前端的压缩弹簧连接固定底板和固定底板上方的坐垫底板，在靠背支架和活动坐垫之间设置一个带有腰垫支架的腰垫，通过一个L型支架与坐垫底板固定连接，一个铰链位于固定底板和坐垫底板的后端连接固定底板和坐垫底板；

或者，所述的坐垫机构主要由固定底板、活动坐垫及腰垫组成，活动坐垫由坐垫底板及其软垫构成，一个位于固定底板前端的压缩弹簧连接固定底板和固定底板上方的坐垫底板，在靠背支架和活动坐垫之间设置一个带有腰垫支架的腰垫，在L型支架的转折处设置一转轴将L型支架分成相连的两部分，转轴上套装有扭转弹簧，L型支架的一端连接在腰垫支架上，另一端连接坐垫底板，一个铰链设置在与坐垫底板后端的距离大于0小于坐垫底板长度的1/3处，连接坐垫底板和固定底板。

所述的电脑椅的靠背支架下端设置一个带有调角器把手的调角器；

所述的电脑椅还具有一个头枕支撑机构，所述的头枕支撑机构包括：一个头枕安装在头枕支架上，头枕支架通过高低调节螺帽锁紧在靠背支架上端，头枕支架分为上、下两部分，中间通过一连接铰链相连，连接铰链的转轴上套有扭簧，一个棘齿机构安装在连接铰链的转轴上。

所述电脑椅的右扶手内设置有旋转轴，旋转轴顶端穿过扶手上方的连接底板的凹槽处，焊接在左右旋转底板的底部，凹槽内设置有碰珠；一块前后移动底板的边缘向底部延伸出两条沿前后方向滑动的滑槽，左右旋转底板嵌于滑槽内由锁紧螺钉固定，前后移动底板上方连接鼠标盘；

所述的电脑椅具有一个腿垫，由一个在转轴上套装扭簧的组合件连接在固定底板的前端，一个圆弧形调节片连接于固定底板底面，另一个圆弧形调节片固定在腿垫的底面并随腿垫一起绕组合件旋转，圆弧形调节片上开有调节孔，弹簧插销插在调节孔上。

或者，腿垫通过第二调角器与电脑椅的固定底板相连，通过调角器来调节腿垫收拢或者放开的角度。

所述的安装在L型支架的转轴上的扭转弹簧个数优选为2～10个，扭转弹簧的钢丝直径优选为1～4mm。

有益效果

该电脑椅具有下列优点：

(1)把腰垫与坐垫通过一个L型的支架连接起来，在压下坐垫时，带动支架使得腰垫往前抵住腰椎；为了防止刚性的L型支架给腰椎带来过大的压力，在支架上增加了铰链及弹性扭簧。坐下时，L型支架带动腰垫抵住人体的腰部，腰部对于腰垫有一个反作用力。带有扭簧的腰垫使得人的坐姿稍有变化时，腰垫都可以以一个合适的载荷抵住人体的腰部，给予腰部以合适的支撑，来延缓久坐带来的疲劳。

(2)对后背可以有任意的调节

电脑椅的后背可以随意地调节角度，使你在工作时感到舒适的角度。在感到疲倦时可以调到另外一个角度。甚至可以调到较大的休闲的角度，休息几分钟后再回到正常工作的角度。更重要的是，在后背调节到不同的角度时，腰枕始终以一个固定的力度抵住腰椎，保持给腰部的合适的支撑。

(3)对头部也提供了合理的支撑

久坐工作时，头部和颈部也会感觉疲劳。这把电脑椅可以在工作时对头部提供合理的支撑，以延缓头部和颈部的疲劳。头部的支撑可以根据个子的高矮进行调节。俯仰的前后也可以根据工作的要求进行调节。头部支撑的转轴上安装了扭簧和可以正反向的棘齿结构来实现它的调节。

(4)扶手上的鼠标盘可以轻松地操作鼠标。

带有鼠标盘的扶手可以实现高低、左右和前后的调节，以适应不同手臂的操作者。扶手上的鼠标盘使得操作鼠标变得非常轻松，不必把手臂伸长到桌上去操作，有效地保护了肘部和腕部，减缓了长时间工作时的疲劳。

(5)对腿部进行了合理的支撑

角度可调的腿垫实现了对腿部的合理支撑。有效地延缓了长时间工作时的腿部的疲劳。腿垫的位置可以根据腿部的长度进行调节。

附图说明

图1是本发明的电脑椅的总体效果示意图。

其中，1：固定底板；2：坐垫底板；3：铰链；4：压缩弹簧；5：腰垫；6：L型支架；7：扭转弹簧；8：调角器；9：调角器把手；10：靠背支架；11：靠背；12：头枕；13：头枕支架；14：连接铰链；15：棘齿机构；16：高低调节螺帽；17：右扶手；18：高低调节按钮；19：锁紧扳手；20：腿垫；21：带扭簧的腿垫转轴组合件；22：调节片；23：弹簧插销；24：气泵；25：五星支架；26：滑轮。

图2a为实施方案1中当坐垫顶起时坐垫机构的右视图

其中，1：固定底板；2：坐垫底板；3：铰链；4：压缩弹簧；5：腰垫；6：L型支架；

图2b为实施方案1中当坐垫压下时坐垫机构的右视图

其中，1：固定底板；2：坐垫底板；3：铰链；4：压缩弹簧；5：腰垫；6：L型支架；

图2c为实施方案2中当坐垫顶起时坐垫机构的右视图

其中，1：固定底板；2：坐垫底板；3：铰链；4：压缩弹簧；5：腰垫；6：L型支架；7：扭转弹簧；

图2d为实施方案2中当坐垫压下时坐垫机构的右视图

其中，1：固定底板；2：坐垫底板；3：铰链；4：压缩弹簧；5：腰垫；6：L型支架；7：扭转弹簧；

图3a为靠背摆直时结构的示意图

其中，5：腰垫；6：L型支架；7：扭转弹簧；8：调角器；9：调角器把手；10：靠背支架；11：靠背；

图3b为靠背往后调节时的结构示意图

5：腰垫；6：L型支架；7：扭转弹簧；8：调角器；9：调角器把手；10：靠背支架；11：靠背；

图4a为头枕支撑机构的示意图

其中，12：头枕；13：头枕支架；14：连接铰链；15：棘齿机构；

图4b为带有颈垫的头枕支撑机构的示意图

其中，12：头枕；12-1：颈垫；13：头枕支架；14：连接铰链；15：棘齿机构；

图5a为右扶手的右视方向剖面图

其中，17：右扶手；17-1：鼠标盘；17-2：前后移动底板；17-3：左右旋转底板；17-4：旋转轴；17-5：碰珠；17-6：连接底板；17-7：螺帽；17-8、17-9：螺栓；

图5b为右扶手的从前往后的正视方向剖面图

其中，17：右扶手；17-1：鼠标盘；17-2：前后移动底板；17-3：左右旋转底板；17-4：旋转轴；17-6：连接底板；17-7：螺帽；19：锁紧螺钉；

图6a为方案1腿垫收进时的结构右视图

其中，20：腿垫；21：带扭簧的腿垫转轴组合件；22：调节片；23：弹簧插销；

图6b为方案1腿垫伸出时结构右视图

其中，20：腿垫；21：带扭簧的腿垫转轴组合件；22：调节片；23：弹簧插销。

图6c为方案2腿垫收进时的结构右视图

其中，1：固定底板；1.1：底板滑槽；1.2：滑槽扳手；27：腿垫调角器；28：腿垫调角器扳手；20：腿垫；

图6d为方案2腿垫伸出时的结构右视图

其中，1：固定底板；1.1：底板滑槽；1.2：滑槽扳手；27：腿垫调角器；28：调角器扳手；20：腿垫。

具体实施方式

下面通过附图的具体实施方式对本发明作进一步阐述。

图1是该电脑椅的总体效果示意图。电脑椅在底座上安装有两块底板。一块是固定底板1，另一块是坐垫底板2。两块底板之间装有一个铰链3。固定底板1和坐垫底板2之间装有压缩弹簧4。腰垫5通过L型支架6连接到坐垫底板2上。坐垫在没有坐下之前，压缩弹簧4将活动底板2，也即坐垫顶起，腰垫5后退；在人坐到活动底板上的坐垫上后，活动底板2压下，带动腰垫5前倾，抵住人的腰部。人坐下时，腰垫5抵住人的腰部，腰部的反作用力使得腰垫以均匀的作用力抵住腰部。人在站起来时，坐垫就会往上翘起，使得腰垫5往后退回。

靠背支架10安装在调角器8上，扳动调角器的把手9，可以随意调节靠背支架10俯仰的角度，以及安装在靠背支架上的靠背11的倾斜角度。

头枕12安装在头枕支架13上。头枕支架13上装有带扭簧的连接铰链14，可以让头枕12前后俯仰，以调节人坐在电脑椅上工作时头部与靠背之间的关系，达到舒适支撑头部的要求。头枕支架13上安装有可以正、反向单向调节的棘齿机构15。头枕支架13可以由高低调节螺帽16进行锁紧，以适合不同身高的人。

带有鼠标盘的右扶手17可以通过高低调节按钮18调节高低。这个扶手还可以左右和前后调节，带有鼠标盘的扶手前后调节可以通过锁紧扳手19锁紧固定。以适合不同臂长的人去使用。扶手上的鼠标盘使得操作鼠标变得非常轻松，不必把手臂伸到桌上去操作，有效地保护了肘部和腕部，减缓了长时间工作时的疲劳。

角度可调的腿垫实现了对腿部的合理支撑。腿垫20由带扭簧的腿垫转轴组合件21安装在固定底板1上。腿垫20可以通过两圆弧形的调节片22调节到合适的舒适位置。调节片22可以采用弹簧插销23固定。

另一种腿垫的调节方式是，采用调角器使腿垫与电脑椅的固定底板相连，通过调角器来调节腿垫收拢或者放开的角度。

电脑椅通过气泵24上部安装在固定底板1下，下部安装在五星支架25上，底部装有滑轮26。

图2a、2b、2c、2d显示了坐垫与腰垫的关系，这里有两种实施方案。

图2a、2b为坐垫机构的实施方案1：

坐垫机构主要由固定底板、活动坐垫及腰垫组成，活动坐垫由坐垫底板及其软垫构成。两块底板的后端装有铰链3，两块底板之间装有压簧4，腰垫5通过L型支架6与坐垫底板连在一起，见图2a，这是电脑椅在人坐上之前的自由状态；人坐上电脑椅时，压缩活动底板2下部的弹簧4。由于安装在铰链3上的L型支架6的作用，带动腰垫5往前倾，抵住腰部。见图2b。

图2c、2d腰垫的实施方案2：

图2c和图2d是坐垫机构的另一种设计。为了增加腰垫对于腰部支撑的力度，将铰链3的支点从端部适当前移，铰链3可以设置在与活动坐垫后端的距离大于0小于活动坐垫长度的1/3处，成为跷跷板的结构，见图2c。人在坐上座椅时，坐垫底板2压下，带动围绕支点铰链3转动的腰垫5往前抵住人的腰部；为了防止刚性联接使腰垫给人的腰椎带来过大的压力，在L型支架6上装上转轴，转轴上套有扭转弹簧7。通过选择合适的扭簧刚度和个数使得腰垫5能以合适的力度抵住人的腰部。腰部对腰垫5的反作用力使得腰垫5始终能以相同的力度抵住人的腰部，使得腰垫5能够给人体的腰椎以合适的支撑，见图2d；人在站起来时，压缩弹簧4使得坐垫弹起，铰链3使得腰垫5后退，脱离人的腰部，见图2c。

图3a是靠背往后调节的方法：向上扳动调角器把手9，用后背靠住靠背11，通过安装在调角器8上的靠背支架10，由后背的力量，把靠背调节到合适的角度，然后放开调角器把手9。尽管靠背11往后倾斜，由于腰垫5是由扭簧7通过腰垫支架6始终给腰垫施加一定的压紧力。腰垫给腰椎施加的压紧力与角度保持线性关系。

图3b说明摆直靠背角度的调节方法：向上扳动调角器把手9，用后背靠住靠背11，减少对靠背11的压力，通过安装在调角器8上的靠背支架10，将靠背缓慢调直到所需要的角度，放下调角器扳手9来锁定角度。将后背调直时，腰垫5由扭转弹簧7通过L型支架6始终给腰垫施加一定的压紧力。

头枕的实施方案1，见图4a：坐在电脑椅上，可以把头靠在头枕12上。如果觉得头枕太靠前，可以把头往后靠一些，装有棘齿15的头枕支架13就会逐级往后转动。棘齿使得头枕只能往后，棘齿15使得头枕可以一级一级地往后转动，不能往前，只要头部不用力后靠，头枕就会停留在这个位置保持不变。如果觉得头枕太靠后，可以把棘齿上的反向扳扭扳到往前的方向，这时头枕支架上的连接铰链14就会使头枕回到最前端。再把反向扳扭扳回到往后的方向，按照上述步骤重新调节头枕位置。

头枕的实施方案2，见图4b：这个方案在头枕12下部加装了一个可以支撑脖子的颈垫12-1，转轴位于头枕12与颈垫12-1之间。在带有扭簧的连接铰链14上安装了棘齿结构15，头枕12往后靠，颈垫12-1就会相应往前。可以找到一个位置，使得头枕12和颈垫12-1能够合适地支撑头部和颈部；如果觉得头枕12太靠后，颈垫12-1太靠前，可以反向释放棘齿机构15，这时头枕会由带有扭簧的连接铰链14的作用回到最前的位置，按照上述方法重新调节。支架13把头枕连接到靠背上。

图5a为右扶手的右视方向剖面图，5b为右扶手从前往后的正视方向剖面图。

右扶手17是带有鼠标盘的扶手，这个扶手具有前后、左右和上下移动的功能。图中17-1是安装在扶手上的鼠标盘，17-2是带有滑槽的前后移动底板，这块底板以槽型安装在左右旋转底板17-3的外面，17-2的形状见图5b；19是锁紧螺钉，可以固定前后移动底板17-2与左右旋转底板17-3的位置，左右旋转底板17-3通过焊接在它底部的旋转轴17-4与连接底板17-6相连接，碰珠17-5放在连接底板的凹槽中，设置在旋转轴17-4周围，旋转轴17-4用螺帽17-7固定。连接底板17-6与扶手17通过螺栓17-8固定，鼠标盘采用螺栓17-9来连接。

图6a是腿垫调节方案1中腿垫收拢的情况，图6b是腿垫调节方案1中腿垫伸出的情况。角度可调的腿垫实现了对腿部的合理支撑。腿垫20由转轴和扭簧组合件21安装在固定底板1上。腿垫20可以通过两片圆弧形调节片22调节到合适的舒适位置：腿垫收拢时，两调节片重合并拢，腿垫伸出时，两调节片张开至需要的位置。调节片22可以采用弹簧插销23固定。

图6c和图6d表示了腿垫调节方案2采用调角器调节腿垫收拢与张开的示意图。为了适应不同腿长的人，在固定底板1上安装了一对底板滑槽1-1，滑槽上装有滑槽锁紧扳手1-2。腿垫调角器27连接了固定底板1上的底板滑槽1-1和腿垫20。要收拢时，先将底板滑槽1-1缩进，锁住滑槽扳手1-2，扳动调角器扳手28，用腿把腿垫20压下，然后放开调角器扳手28，腿垫的位置就固定不动了，见图6c。要张开时，扳动调角器扳手28，腿部不要用力，腿垫20就会随腿垫调角器27的扭簧而张开到合适的角度，放开调角器扳手28，腿垫20就会固定在所张开的角度，松开滑槽扳手1-2可以把腿垫往外伸出到小腿觉得舒适的程度，然后锁紧滑槽扳手1-2，见图6d。

所述的电脑椅通过上述机构的设置，能够有效地强化对腰部的支撑，使腰垫和腰部完全贴合；同时对头颈、手肘、腿部的支撑设计进行了改进，大大提高了电脑椅的舒适度，缓解了工作时的疲劳，有益于人体健康。

Claims (4)

1.一种有益于人体健康的电脑椅，包括一个气泵，气泵的一端设置在带有滑轮的五星底座上，另一端与坐垫机构底部相连，靠背通过靠背支架连接在坐垫机构上，坐垫机构的左右两侧各装有可上下调节高度的扶手；其特征在于，所述的坐垫机构主要由固定底板、活动坐垫及腰垫组成，活动坐垫由坐垫底板及附着于坐垫底板上的软垫构成，一个位于固定底板前端的压缩弹簧连接固定底板和固定底板上方的坐垫底板，在靠背支架和活动坐垫之间设置一个带有腰垫支架的腰垫，通过一个L型支架与坐垫底板固定连接，一个铰链位于固定底板和坐垫底板的后端连接固定底板和坐垫底板；

或者，所述的坐垫机构主要由固定底板、活动坐垫及腰垫组成，活动坐垫由坐垫底板及其软垫构成，一个位于固定底板前端的压缩弹簧连接固定底板和固定底板上方的坐垫底板，在靠背支架和活动坐垫之间设置一个带有腰垫支架的腰垫，在L型支架的转折处设置一转轴将L型支架分成相连的两部分，转轴上套装有扭转弹簧，L型支架的一端连接在腰垫支架上，另一端连接坐垫底板，一个铰链设置在与坐垫底板后端的距离大于0小于坐垫底板长度的1/3处，连接坐垫底板和固定底板。

2.如权利要求1所述的有益于人体健康的电脑椅，其特征在于，所述的电脑椅的靠背支架下端设置一个带有调角器把手的调角器；

所述的电脑椅还具有一个头枕支撑机构，所述的头枕支撑机构包括：一个头枕安装在头枕支架上，头枕支架通过高低调节螺帽锁紧在靠背支架上端，头枕支架分为上、下两部分，中间通过一连接铰链相连，连接铰链的转轴上套有扭簧，一个棘齿机构安装在连接铰链的转轴上。

3.如权利要求1或2所述的有益于人体健康的电脑椅，其特征在于，所述电脑椅的右扶手内设置有旋转轴，旋转轴顶端穿过扶手上方的连接底板的凹槽处，焊接在左右旋转底板的底部，凹槽内设置有碰珠；一块前后移动底板的边缘向底部延伸出两条沿前后方向滑动的滑槽，左右旋转底板嵌于滑槽内由锁紧螺钉固定，前后移动底板上方连接鼠标盘；

所述的电脑椅具有一个腿垫，固定底板上安装一对底板滑槽，一个带有调角器扳手的腿垫调角器安装在底板滑槽上将腿垫与固定底板相连接；

或者所述的腿垫由一个带扭簧的腿垫转轴组合件连接在固定底板的前端，一个圆弧形调节片连接于固定底板底面，另一个圆弧形调节片固定在腿垫的底面并随腿垫一起绕组合件旋转，圆弧形调节片上开有调节孔，弹簧插销插在调节孔上。

4.如权利要求1所述的有益于人体健康的电脑椅，其特征在于，所述的安装在L型支架转轴上的扭转弹簧个数为2～10个，扭转弹簧的钢丝直径为1～4mm。