CN109330258B - 一种高度可调式外骨骼座椅 - Google Patents

Abstract

本发明属于外骨骼相关技术领域，其公开了一种高度可调式外骨骼座椅，外骨骼座椅包括大小腿结构组件及坐姿支撑组件，大小腿结构组件包括转动地相连接的大腿结构组件及小腿结构组件；大腿结构组件通过移动来改变自身长度，小腿结构组件通过移动来改变自身长度，由此实现外骨骼座椅的高度调节；坐姿支撑组件包括连接于大腿结构组件的滑道挡板、滑动地连接于滑道挡板的调节滑块、转动地连接于调节滑块的上支撑杆、转动地连接于上支撑杆的下活塞杆及连接下活塞杆及小腿结构组件的支撑缸；支撑缸用于驱动下活塞杆移动，进而带动调节滑块沿滑道挡板滑动，由此实现外骨骼座椅的坐姿高度的调节。本发明适应性较强，灵活性较高，结构简单。

Description

一种高度可调式外骨骼座椅

技术领域

本发明属于外骨骼相关技术领域，更具体地，涉及一种高度可调式外骨骼座椅。

背景技术

现阶段，不少行业的员工很多时候都需要在站立、弯腰、屈膝等情况下进行工作，但该工作条件与环境不允许放置椅子，长时间工作往往会给腰背和腿部带来疲劳与不适，而在身体不适的情况下工作存在一定的安全隐患，并且长期如此还可能引发职业病。其中，外骨骼座椅的出现可以改善人体工学工作环境，让工人保持正确的姿势进行工作，同时也预防职业病以及避免出现一些安全问题。

目前，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如专利CN201710709306公开了一种缸撑式外骨骼座椅，其采用气弹簧作为坐姿时的支撑结构，使得该外骨骼座椅能够在多种坐姿高度提供支撑力，但由于气弹簧在开关阀打开时受力运动不受力恢复极限位置的原理特性，导致该外骨骼座椅穿戴后在人的行走过程中存在一定的阻力，影响人的正常行走。又如专利CN201710709304公开了一种齿轮定位式外骨骼座椅，其通过齿轮齿条定位来调节坐姿高度，人在坐下和起身时都需要拨动操作杆，对于一些紧急情况不能及时起身，存在一定的安全隐患。相应地，本领域存在着发展一种适应性较好的外骨骼座椅的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高度可调式外骨骼座椅，其基于现有外骨骼座椅的工作特点，通过对人体工程学原理的研究及坐姿支撑结构的设计，合理地设计了一种适应性较好的高度可调式外骨骼座椅，所述外骨骼座椅通过自身位姿改变来适应不同体型的人，穿戴后不影响正常行走，能在多种坐姿下提供支撑，符合人体工程学原理。

为实现上述目的，本发明提供了一种高度可调式外骨骼座椅，所述外骨骼座椅包括大小腿结构组件及坐姿支撑组件，所述大小腿结构组件包括大腿结构组件及小腿结构组件，所述大腿结构组件与所述小腿结构组件之间形成转动连接；所述大腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来改变自身长度，所述小腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来改变自身长度，由此实现所述外骨骼座椅的高度调节；

所述坐姿支撑组件包括连接于所述大腿结构组件的滑道挡板、滑动地连接于所述滑道挡板的调节滑块、一端转动地连接于所述调节滑块的上支撑杆、一端通过关节轴转动地连接于所述上支撑杆的另一端的下活塞杆及一端连接于所述下活塞杆的另一端的支撑缸，所述支撑缸的另一端连接于所述小腿结构组件；所述支撑缸用于驱动所述下活塞杆移动，所述下活塞杆带动上支撑杆转动，所述上支撑杆带动调节滑块沿所述滑道挡板滑动，由此实现所述外骨骼座椅的坐姿高度的调节。

进一步地，所述滑道挡板的数量为两个，两个所述滑道挡板形成有滑槽，所述滑槽用于为所述调节滑块的移动提供导向，同时所述滑道挡板用于对所述调节滑块进行限位。

进一步地，所述调节滑块包括两个滚珠挡片、多个滚珠、耳环滑块、锁紧螺母及弹簧拉销，两个所述滚珠挡片分别设置在所述耳环滑块相背的两侧，其用于支撑所述滚珠；所述滚珠挡片开设有圆孔，所述圆孔用于收容所述滚珠；所述滚珠通过沿所述滑槽滑动来带动所述调节滑块沿所述滑槽滑动；所述弹簧拉销的一端穿过所述耳环滑块后连接于所述锁紧螺母。

进一步地，所述大腿结构组件包括大腿调节件、大腿件、单珠弹簧片及定位U型板，所述大腿件的一端设置于所述大腿调节件内，另一端转动地连接于所述小腿结构组件；所述单珠弹簧片设置于所述大腿件内，其穿过所述大腿件及所述大腿调节件来将所述大腿件锁紧；所述定位U型板连接于所述大腿件，其用于压紧所述单珠弹簧片以实现对所述单珠弹簧片的限位或者松开所述单珠弹簧片。

进一步地，所述大腿调节件开设有凹槽及与所述凹槽相连通的多个定位孔，所述凹槽用于收容所述大腿件，所述定位用于供所述单珠弹簧片穿过。

进一步地，多个所述定位孔沿所述大腿调节件的长度方向均匀排布。

进一步地，所述大腿件开设有通槽及与所述通槽相连通的通孔，所述通槽用于收容所述单珠弹簧片及所述定位U型板，所述通孔用于供所述单珠弹簧片穿过，由此所述单珠弹簧片依次穿过所述通孔及所述定位孔，以将所述大腿调节件及所述大腿件相连接；所述单珠弹簧片被松开时，其通过移动自一个所述定位孔进入另一个所述定位孔，进而实现所述大腿结构组件的长度调节。

进一步地，所述小腿结构组件包括小腿件、小腿连接杆、小腿调节杆、脚垫及快拆夹，所述小腿件的一端通过膝关节轴转动地连接于所述大腿件；所述小腿连接杆的一端连接于所述小腿件的另一端，其另一端设置于所述小腿调节杆内，所述脚垫连接于所述小腿调节杆；所述快拆夹设置在所述小腿调节杆上，其通过转动来锁紧或者松开所述小腿调节杆与所述小腿连接杆，使所述小腿调节杆处于锁紧状态或者活动状态。

进一步地，所述小腿调节杆处于活动状态时，其通过相对于所述小腿连接杆的相对滑动来调节所述小腿结构组件的长度。

进一步地，所述坐姿支撑组件还包括膝关节连接杆，所述膝关节连接杆的一端转动地连接于所述关节轴，另一端转动地连接于所述膝关节轴。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的高度可调式外骨骼座椅主要具有以下有益效果：

1.所述大腿结构组件与所述小腿结构组件之间形成转动连接，以适应人体正常行走及不同的坐姿高度，适应性较强，灵活性较高；所述坐姿支撑组件的两端分别连接所述大腿结构组件及所述小腿结构组件，所述支撑缸用于驱动所述下活塞杆移动，所述下活塞杆带动上支撑杆转动，所述上支撑杆带动调节滑块沿所述滑道挡板滑动，由此实现所述外骨骼座椅的坐姿高度的调节，同时能在坐姿时为使用者提供支撑。

2.所述大腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来改变自身长度，所述小腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来改变自身长度，由此实现所述外骨骼座椅的高度调节，以适应不身高的使用者。

3.所述定位U型板连接于所述大腿件，其用于压紧所述单珠弹簧片以实现对所述单珠弹簧片的限位或者松开所述单珠弹簧片，所述单珠弹簧片依次穿过所述通孔及所述定位孔，以将所述大腿调节件及所述大腿件相连接；所述单珠弹簧片被松开时，其通过移动自一个所述定位孔进入另一个所述定位孔，进而实现所述大腿结构组件的长度调节，提高了稳定性及灵活性。

4.所述坐姿支撑组件在坐下时被锁死，站起来时不需要触发，不影响人的运动，安全性较好，稳定性较高。

5.所述座椅还包括人体连接组件，所述人体连接组件分别设置在所述大腿结构组件及所述小腿结构组件上，使用者通过所述人体连接组件来与所述外骨骼座椅相连接，如此所述外骨骼座椅能够直接穿戴在人身上而不影响人的正常动作。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的高度可调式外骨骼座椅的结构示意图。

图2是图1中的高度可调式外骨骼座椅的大小腿结构组件的分解示意图。

图3是图1中的高度可调式外骨骼座椅的坐姿支撑组件的分解示意图。

图4是图3中的坐姿支撑组件的调节滑块的分解示意图。

图5是图3中的坐姿支撑组件的上支撑杆及下活塞杆的分解示意图。

图6是图3中的坐姿支撑组件的支撑缸的分解示意图。

图7中的a图、b图、c图、d图及e图分别是图1中的高度可调式外骨骼座椅适应不同体型时的示意图。

图8中的a图、b图、c图、d图及e图分别是图1中的高度可调式外骨骼座椅适应不同坐姿高度时的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：001-人体连接组件，101-腰带，102-坐垫，103-大腿绑带，104-小腿绑带，105-脚踝绑带，002-大小腿结构组件，201-大腿调节件，202-大腿件，203-单珠弹簧片，204-定位U型板，205-调节底板，206-膝关节轴，2061-膝关节轴套，2062-膝关节光轴，207-膝关节法兰端盖，208-小腿件，209-小腿连接杆，210-小腿调节杆，211-脚垫，212-快拆夹，003-坐姿支撑组件，301-滑道挡板，302-调节滑块，3021-滚珠挡片，3022-滚珠，3023-耳环滑块，3024-锁紧螺母，3025-弹簧拉销，303-上支撑杆连接轴，3031-上支撑杆连接轴套，3032-上支撑杆连接光轴，304-上支撑杆，3041-上支撑光杆，3042-上支撑杆关节接头，305-下活塞杆，3051-下活塞杆关节接头，3052-下活塞杆光杆，306-关节端盖，307-关节轴，3071-关节轴套，3072-关节光轴，308-支撑缸，3081-上缸盖，3082-直线轴承，3083-缸筒，3084-下缸盖，309-支撑缸连接轴，3091-支撑缸连接轴套，3092-支撑缸连接光轴，310-定位耳环，311-膝关节连接杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1、图7及图8，本发明较佳实施方式提供的高度可调式外骨骼座椅，所述外骨骼座椅包括人体连接组件001、大小腿结构组件002及坐姿支撑组件003，所述人体连接组件001设置在所述大小腿结构组件002上，其用于将使用者与所述外骨骼座椅相连接。所述大小腿结构组件002包括大腿结构组件及小腿结构组件，所述大腿结构组件与所述小腿结构组件转动连接，以适应人的正常行走。所述大腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来调节自身的长度，所述小腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来调节自身长度方向的移动，由此实现所述外骨骼座椅的整体高度的调节，以适应不同身高的使用者。所述坐姿支撑组件003的两端分别连接所述大腿结构组件及所述小腿结构组件，其通过转动来改变自身的姿态，由此实现所述外骨骼座椅的位姿高度的调节，以适应不同的坐姿。所述人体连接组件001的尺可以调节，以适应不同体型的使用者。

所述人体连接组件001包括腰带101、坐垫102、两个大腿绑带103、两个小腿绑带104及两个脚踝绑带105，所述坐垫102连接于所述大腿结构组件，所述腰带101连接于所述坐垫102。两个所述大腿绑带103分别设置在两个所述大腿结构组件上。两个所述小腿绑带104分别设置在两个所述小腿结构组件上，两个所述脚踝绑带105也分别设置在两个所述小腿结构组件上，且同一个所述小腿结构组件上的所述小腿绑带104与所述脚踝绑带105间隔设置。本实施方式中，所述腰带101的长度、所述大腿绑带103的长度、所述小腿绑带104的长度及所述脚踝绑带105的长度均可以调节，以适应不同体型的使用者。

请参阅图2，所述大腿结构组件包括大腿调节件201、大腿件202、单珠弹簧片203、定位U型板204、调节件底板205及膝关节轴206，所述大腿件202的一端收容于所述大腿调节件201内，使所述大腿件202连接于所述大腿调节件201。所述大腿调节件201连接于所述坐垫102，其开设有凹槽，所述凹槽的长度方向与所述大腿调节件201的长度方向平行。所述凹槽用于收容所述大腿件202。所述大腿调节件201还开设有多个与所述凹槽相连通的定位孔，多个所述定位孔沿所述大腿调节件201的长度方向均匀排布。本实施方式中，所述定位孔用于供所述单珠弹簧片203穿过。所述调节件底板205连接于所述大腿调节件201，其位置与所述定位孔的位置相对应。

所述大腿件202基本呈矩形，其转动地连接于所述小腿结构组件。所述大腿件202开设有通槽及与所述通槽相连通的通孔，所述通槽用于收容所述单珠弹簧片203及所述定位U型板204，所述通孔用于供所述单珠弹簧片203穿过。所述定位U型板204设置在所述大腿件202上，其用于压紧或者松开所述单珠弹簧片203，以使所述单珠弹簧片203处于锁定状态或者活动状态。所述单珠弹簧片203处于锁紧状态时，其穿过多个所述定位孔中的一个及所述通孔，以将所述大腿调节件201及所述大腿件202连接及定位。所述单珠弹簧片203处于活动状态时，所述大腿调节件201沿所述大腿件202滑动，所述单珠弹簧片203自一个所述定位孔进入另一个所述定位孔，以实现所述大腿结构组件的整体长度调节。

所述膝关节轴206连接所述大腿件202及所述小腿结构组件，所述大腿件202与所述小腿结构组件转动地连接于所述膝关节轴206。所述膝关节轴206包括膝关节轴套2061及膝关节光轴2062，所述膝关节轴套2061套设在所述膝关节光轴2062上，其部分收容于所述小腿结构组件内。

所述小腿结构组件包括小腿件208、小腿连接杆209、小腿调节杆210、脚垫211及快拆夹212，所述小腿件208的一端转动地连接于所述膝关节轴206，另一端连接于所述小腿连接杆209的一端。所述小腿连接杆209的另一端设置在所述小腿调节杆210的一端内，所述脚垫211连接于所述小腿调节杆210的另一端。所述快拆夹212设置在所述小腿连接杆209上，其通过转动来将所述小腿件208及所述小腿连接杆209锁紧或者松开，使所述小腿调节杆210处于锁定状态或者活动状态。所述小腿调节杆210处于活动状态时，其通过沿所述小腿连接杆208移动来改变所述小腿结构组件的整体长度，由此实现所述小腿结构组件的长度调节。

本实施方式中，所述快拆夹212通过转动操作手柄使其底端的偏心压盘压紧或者松开，以实现快拆夹的夹紧或者放松，如目前广泛应用于自行车座管来调节自行车车座的高度的快拆夹。

请参阅图3，所述坐姿支撑组件包括两个滑道挡板301、调节滑块302、上支撑杆连接轴303、上支撑杆304、下活塞杆305、关节端盖306、关节轴307、支撑缸308、支撑缸连接轴309、定位耳环310及膝关节连接杆311，两个所述滑道挡板301连接于所述大腿件202，且两者之间形成滑槽。所述调节滑头302滑动地连接于所述滑道挡板301，其用于沿所述滑槽滑动以带动所述上支撑杆304转动。所述上支撑杆连接轴303连接所述调节滑块302及所述上支撑杆304。所述关节轴307连接所述上支撑杆304、所述下活塞杆305的一端及所述膝关节连接杆311的一端，所述膝关节连接杆311的另一端转动地连接于所述膝关节轴206，所述膝关节连接杆311、所述下活塞杆305及所述上支撑杆304转动地连接于所述关节轴307。两个所述关节端盖306分别设置在所述关节轴307相背的两端。

所述下活塞杆305的另一端设置于所述支撑缸308内，其可沿所述支撑缸308移动。所述支撑缸连接轴309连接所述支撑缸308及所述定位耳环310，由此所述支撑缸308及所述定位耳环310之间形成转动连接。所述定位耳环310连接于所述小腿件208。

请参阅图4，所述调节滑块302包括两个滚珠挡片3021、多个滚珠3022、耳环滑块3023、锁紧螺母3024及弹簧拉销3025，两个所述滚珠挡片3021分别设置在所述耳环滑块3023相背的两侧，其用于支撑所述滚珠3022。所述滚珠挡片3021开设有圆孔，所述圆孔用于收容所述滚珠3022。所述滚珠3022沿所述滑槽滑动。所述弹簧拉销3025的一端穿过所述耳环滑块3023后连接于所述锁紧螺母3024，可通过拉动所述弹簧拉销3025来使所述调节滑块302沿所述滑道挡板301滑动，进而调节所述外骨骼座椅的坐姿高度，以适应不同的坐姿高度。

请参阅图5，所述上支撑杆304包括上支撑杆光杆3041及上支撑杆关节接头3042，所述上支撑光杆3041的一端连接于所述调节滑块302，另一端连接所述上支撑杆关节接头3042，所述上支撑杆关节接头3042连接于所述关节轴307。所述下活塞杆305包括下活塞杆关节接头3051及下活塞杆光杆3052，所述下活塞杆关节接头3051的一端连接于所述关节轴307，另一端连接于所述下活塞杆光杆3052的一端。所述下活塞杆光杆3052的另一端设置于所述支撑缸308内。

请参阅图6，所述支撑缸308包括上缸盖3081、直线轴承3082、缸筒3083及下缸盖3084，所述上缸盖3081连接于所述缸筒3083的一端，所述缸筒3083的另一端连接于所述下缸盖3084。所述下缸盖384连接于所述定位耳环310。所述直线轴承3082设置在所述缸筒3083内，所述下活塞杆305连接于所述直线轴承3082。

本实施方式中，所述支撑缸连接轴309包括支撑缸连接光轴3092及支撑缸连接轴套3091，所述支撑缸连接轴套3091套设在所述支撑缸连接光轴3092上，所述支撑缸连接光轴3092穿过所述定位耳环310及所述支撑缸308远离所述下活塞杆305的一端，所述支撑缸连接轴套3091部分收容在所述支撑缸308内。

本发明提供的高度可调式外骨骼座椅，所述外骨骼座椅的大腿结构组件与所述小腿的结构组件之间形成转动连接，以适应人体正常行走及不同的坐姿高度；所述坐姿支撑组件的两端分别连接所述大腿结构组件及所述小腿结构组件，其通过滑动来改变所述座椅的位姿，实现了坐姿高度的调节，适用性较强，灵活性较高，结构简单。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：

所述外骨骼座椅包括大小腿结构组件及坐姿支撑组件，所述大小腿结构组件包括大腿结构组件及小腿结构组件，所述大腿结构组件与所述小腿结构组件之间形成转动连接；所述大腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来改变自身长度，所述小腿结构组件通过沿自身长度方向的移动来改变自身长度，由此实现所述外骨骼座椅的高度调节；

所述坐姿支撑组件包括连接于所述大腿结构组件的滑道挡板、滑动地连接于所述滑道挡板的调节滑块、一端转动地连接于所述调节滑块的上支撑杆、一端通过关节轴转动地连接于所述上支撑杆的另一端的下活塞杆及一端连接于所述下活塞杆的另一端的支撑缸，所述支撑缸的另一端连接于所述小腿结构组件；所述支撑缸用于驱动所述下活塞杆移动，所述下活塞杆带动上支撑杆转动，所述上支撑杆带动调节滑块沿所述滑道挡板滑动，由此实现所述外骨骼座椅的坐姿高度的调节。

2.如权利要求1所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述滑道挡板的数量为两个，两个所述滑道挡板形成有滑槽，所述滑槽用于为所述调节滑块的移动提供导向，同时所述滑道挡板用于对所述调节滑块进行限位。

3.如权利要求2所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述调节滑块包括两个滚珠挡片、多个滚珠、耳环滑块、锁紧螺母及弹簧拉销，两个所述滚珠挡片分别设置在所述耳环滑块相背的两侧，其用于支撑所述滚珠；所述滚珠挡片开设有圆孔，所述圆孔用于收容所述滚珠；所述滚珠通过沿所述滑槽滑动来带动所述调节滑块沿所述滑槽滑动；所述弹簧拉销的一端穿过所述耳环滑块后连接于所述锁紧螺母。

4.如权利要求1-3任一项所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述大腿结构组件包括大腿调节件、大腿件、单珠弹簧片及定位U型板，所述大腿件的一端设置于所述大腿调节件内，另一端转动地连接于所述小腿结构组件；所述单珠弹簧片设置于所述大腿件内，其穿过所述大腿件及所述大腿调节件来将所述大腿件锁紧；所述定位U型板连接于所述大腿件，其用于压紧所述单珠弹簧片以实现对所述单珠弹簧片的限位或者松开所述单珠弹簧片。

5.如权利要求4所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述大腿调节件开设有凹槽及与所述凹槽相连通的多个定位孔，所述凹槽用于收容所述大腿件，所述定位用于供所述单珠弹簧片穿过。

6.如权利要求5所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：多个所述定位孔沿所述大腿调节件的长度方向均匀排布。

7.如权利要求5所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述大腿件开设有通槽及与所述通槽相连通的通孔，所述通槽用于收容所述单珠弹簧片及所述定位U型板，所述通孔用于供所述单珠弹簧片穿过，由此所述单珠弹簧片依次穿过所述通孔及所述定位孔，以将所述大腿调节件及所述大腿件相连接；所述单珠弹簧片被松开时，其通过移动自一个所述定位孔进入另一个所述定位孔，进而实现所述大腿结构组件的长度调节。

8.如权利要求4所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述小腿结构组件包括小腿件、小腿连接杆、小腿调节杆、脚垫及快拆夹，所述小腿件的一端通过膝关节轴转动地连接于所述大腿件；所述小腿连接杆的一端连接于所述小腿件的另一端，其另一端设置于所述小腿调节杆内，所述脚垫连接于所述小腿调节杆；所述快拆夹设置在所述小腿调节杆上，其通过转动来锁紧或者松开所述小腿调节杆与所述小腿连接杆，使所述小腿调节杆处于锁紧状态或者活动状态。

9.如权利要求8所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述小腿调节杆处于活动状态时，其通过相对于所述小腿连接杆的相对滑动来调节所述小腿结构组件的长度。

10.如权利要求8所述的高度可调式外骨骼座椅，其特征在于：所述坐姿支撑组件还包括膝关节连接杆，所述膝关节连接杆的一端转动地连接于所述关节轴，另一端转动地连接于所述膝关节轴。

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