CN111166095A - 一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，包括：沙发外框架，沙发外框架内侧设有与其壁面贴合的一体式软垫，沙发外框架由扶手侧板、靠背侧板、承重底板组成，一体式软垫按照贴合位置划分为坐垫部和靠垫部，坐垫部和承重底板之间设有仿生缓震层，仿生缓震层的外部包裹密闭式的主气囊，一体式软垫之间填充有多组均匀分布的橡胶气囊，主气囊和橡胶气囊之间通过可调节的阀门连通；加入了仿生缓震层，仿生缓震层采用仿生腿型结构，通过非线性刚度提高了缓震效果，同时并联滑块的结构设计能保持仿生缓震层的水平状态，增加整体受力面积，提高沙发的舒适度和稳定性。

Description

一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发

技术领域

本发明涉及家具技术领域，特别涉及一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发。

背景技术

沙发是一种装有软垫的多座位椅子。装有弹簧或厚泡沫塑料等的靠背椅，两边有扶手，是软装家具的一种。行业标准按照QB/T1952.1-1999修订后的力学性能要求提到了耐久性指标。沙发的填充物包括软质聚氨脂泡沫（海绵）、羽绒填充物、人造绵填充物，其中海绵主要分三大类：常规海绵具有较好的回弹性，柔软性，透气性，高回弹海绵具有优良的机械性能，较好的弹性，压缩负荷大，耐燃性，透气性好；乱孔海绵弹性好，压缩、回弹时具有极好的缓冲性；羽绒做沙发填充物，坐感舒适、长期使用变形小，缺点是回弹慢，成本也高；人造绵做沙发填充物，软性极好，坐感舒适，但机械性能差，压缩负荷小，只宜做靠垫。可见沙发的填充设计很大程度上参考了回弹、柔软、缓冲等力学性能。

一种卧室用沙发（CN201610458459.5）包括沙发主体，沙发主体底部设置有若干个车轮，沙发主体一侧上设置有沙发靠板，沙发主体上设置有支撑板，支撑板上表面设置有若干个弹性垫，沙发主体内部设置有下加强板，支撑板下表面设置有上加强板，下加强板、上加强板之间设置有若干个减震弹簧与导向套，沙发靠板一侧上设置有弹性条与弹性凸块。通过设置弹性垫、减震弹簧、导向套、弹性条与弹性凸块，这样使用时，在弹性垫、减震弹簧、导向套、弹性条与弹性凸块的可以有效的提高沙发的舒适性；一种具有缓冲功能的沙发支架（CN201821074306.1）包括底板，底板上端面设有减震机构，减震机构包括空心柱体、活塞、活塞杆以及弹簧，空心柱体内设有活塞，空心柱体设有活塞杆，活塞与空心柱体底部之间充有气体；活塞杆置于空心柱体内的部分套有弹簧，弹簧的一端固定连接于活塞，弹簧的另一端固定连接于空心柱体上端内壁；活塞杆远离空心柱体的一端固定连接于安装块，安装块的一侧设有安装槽，两个安装槽之间设有安装板，安装板的两端分别与安装槽卡接。一种沙发减震结构（CN201821220356.6）包括木框架，木框架内矩形阵列减震簧，减震簧底部与木框架底部固定连接；减震簧顶部设置顶部穿簧钢丝网，顶部穿簧钢丝网通过顶部双钩拉簧与木框架连接；减震簧底部设置底部穿簧钢丝网，底部穿簧钢丝网通过底部双钩拉簧与木框架连接；减震簧之间通过连接扣连接。本结构采用独立减震簧代替传统蛇型簧横拉式工艺，新型减震簧结构具有平行受力、弹力持久、坐感舒适、使用寿命长的功能，沙发中间设置有减震簧，保持弹性好，人体舒适度高，减震簧的四周通过双勾拉簧进行双面连接固定在木框架上或者通过钢丝进行四周双面连接固定在木框架上，组装拆卸方便，减震簧采用高碳合金钢和高锰合金钢，所用材质经久耐用。

现有技术中通常采用的缓震技术手段为改变填充物或增加弹簧，存在如下不足：（1）填充物的使用需要综合考虑回弹性和寿命，往往在长时间保持一定姿势的时候填充物的回弹效果会大打折扣，远不如机械结构可靠性高；（2）弹簧在缓震中的应用可以说是到了泛滥的地步，但是弹簧缓震在沙发中容易出现弹簧受压区和边缘区不同的状态，既要求增加弹簧的使用数量，又无法避免‘弹簧感’；（3）弹簧缓震的作用主要针对位移，而且刚度不变，在实际使用中效果一般；（4）家中存在儿童在沙发上玩闹的情况体会更加明显，脚踩在沙发上会出现凹陷，无法整体上下移动缓震，这样沙发表面不平整造成了容易出现崴脚等意外；（5）气垫缓震目前在鞋子的领域应用广泛，在沙发中应用不足，另外气弹性缓震不仅需要气体的粘弹性，还需要气体整体的流动性以增加包裹性能，降低身体接触压强。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，加入了仿生缓震层，仿生缓震层采用仿生腿型结构，通过非线性刚度提高了缓震效果，同时并联滑块的结构设计能保持仿生缓震层的水平状态，增加整体受力面积，提高沙发的舒适度和稳定性，主气囊和橡胶气囊之间的气体连通增加包裹性能，管路之间的气阻也会起到一定的缓震效果，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，技术方案如下：

沙发外框架，所述沙发外框架内侧设有与其壁面贴合的一体式软垫，所述沙发外框架由扶手侧板、靠背侧板、承重底板组成，所述一体式软垫按照贴合位置划分为坐垫部和靠垫部，所述坐垫部和承重底板之间设有仿生缓震层，所述仿生缓震层的外部包裹密闭式的主气囊，所述一体式软垫之间填充有多组均匀分布的橡胶气囊，所述主气囊和橡胶气囊之间通过可调节的阀门连通；

所述仿生缓震层包括对称结构的基板和顶板，所述基板的上表面和顶板的下表面分别设有多条纵向分布的T型滑道，所述T型滑道的两端分别封闭，所述T型滑道上分别配合安装两个滑动连接的并联滑块，所述并联滑块的顶端两侧分别设有两个用于转动连接的销孔，所述基板上T型滑道的一端与其中一个并联滑块固定连接，所述基板的T型滑道上另一个并联滑块处于自由滑动状态，所述顶板上T型滑道中的两个并联滑块中部对接固定连接在一起且处于自由滑动状态，所述基板的并联滑块和顶板的并联滑块对应的销孔之间分别连接有板簧，所述板簧的两端分别设置于销孔转动配合的销轴，每条所述T型滑道搭配一条沿T型滑道方向水平设置的拉簧，所述拉簧的两端分别固定连接到相邻交叉设置的板簧侧壁；

所述主气囊的顶面的底面为平滑结构贴合仿生缓震层的基板和顶板，所述主气囊的四周侧壁设为波纹褶皱式结构，多个所述橡胶气囊为阵列式排布在一体式软垫之间，所述一体式软垫中的橡胶气囊通过管路之间无障碍相互连通。

优选的是，所述扶手侧板的主体部分为矩形板状结构，扶手侧板的顶端为半圆弧状结构，所述扶手侧板的矩形板状结构和半圆弧状结构之间无缝拼接，所述靠背侧板的下部为矩形板状结构，所述靠背侧板的上部为外凸形弧面结构，所述靠背侧板的矩形板状结构和外凸形弧面结构之间无缝拼接。

优选的是，所述仿生缓震层的基板和顶板分别采用硬木质结构，所述T型滑道和并联滑块之间采用磨砂处理并涂覆耐磨橡胶增大摩擦力。

优选的是，所述仿生缓震层的基板和顶板分别采用轻质合金结构，所述T型滑道和并联滑块之间采用润滑油增加润滑效果，所述基板和顶板之间倾斜设置多个斜拉结构的阻尼器。

优选的是，所述板簧采用硬质合金，所述板簧的刚度和拉簧的刚度之比大于15:1。

优选的是，所述板簧采用弹簧钢，所述板簧的刚度和拉簧的刚度之比大于8:1。

优选的是，所述并联滑块的长度不小于并联滑块宽度的2倍。

优选的是，所述橡胶气囊为扁平状，所述橡胶气囊的厚度不低于2mm，所述橡胶气囊的长、宽均不大于5cm，所述橡胶气囊之间连接成为四边形网格结构、圆形网格结构或三角形网格结构。

优选的是，所述橡胶气囊中设有剪刀脚架构的弹性片，用于恢复橡胶气囊的形状，所述橡胶气囊之间的管路直径不大于3mm。

优选的是，所述阀门的开度为线性标注且无极调节，所述阀门两端的管路直径均不大于1cm。

本发明至少包括以下有益效果：

1、沙发中加入了仿生缓震层，仿生缓震层采用仿生腿型结构，通过非线性刚度提高了缓震效果，同时并联滑块的结构设计能保持仿生缓震层的水平状态，增加整体受力面积，提高沙发的舒适度和稳定性；

2、主气囊和橡胶气囊之间通过可调节的阀门连通，通过主气囊和橡胶气囊之间的气体连通增加包裹性能，同等受力情况下增加受力面积，减小压强，提高使用者的舒适度，一体式软垫中的橡胶气囊通过管路之间无障碍相互连通，管路之间的气阻也会起到一定的缓震效果；

3、当使用者坐到沙发上的时候，顶板向下位移过程中拉簧刚度有效值为拉簧实际刚度和板簧与T型滑道之间夹角正弦值的乘积，随着顶板向下移动，板簧与T型滑道之间夹角正弦值减小，即虽然拉簧的刚度不变，但其有效刚度在这个过程中减小了，提供了非线性变刚度效果，在实际应用中缓震效果良好；

4、仿生缓震层为机械结构，可靠性和耐用程度超过普通的材料，长时间使用过程中缓震性能衰减较小，通过增加阻尼器的设置，从当前仅通过位移缓震的常规技术提高到了高阶缓震的程度，弹性元件对位移响应效果好，阻尼器对速度（即位移的一次微分）响应效果好。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的左侧视图；

图2为本发明的右侧视图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的侧剖面结构示意图；

图5为本发明的横截面结构示意图；

图6为本发明的纵截面结构示意图；

图7为仿生缓震层的结构示意图；

图8为仿生缓震层的主视图。

图中：1、沙发外框架；2、一体式软垫；3、扶手侧板；4、靠背侧板；5、承重底板；6、坐垫部；7、靠垫部；8、仿生缓震层；9、主气囊；10、橡胶气囊；11、阀门；12、基板；13、顶板；14、T型滑道；15、并联滑块；16、销孔；17、板簧；18、销轴；19、拉簧；20、阻尼器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

根据图1-8所示，本发明提供了一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，技术方案如下：

沙发外框架1，沙发外框架1内侧设有与其壁面贴合的一体式软垫2，一体式软垫2的填充物采用市面上常规的填充物如软质聚氨脂泡沫即可，沙发外框架1由扶手侧板3、靠背侧板4、承重底板5组成，扶手侧板3的主体部分为矩形板状结构，扶手侧板3的顶端为半圆弧状结构，扶手侧板3的矩形板状结构和半圆弧状结构之间无缝拼接，扶手侧板3的下部用于稳固沙发的整体结构，扶手侧板3的上部用于提高扶手部分的舒适性指标，靠背侧板4的下部为矩形板状结构，靠背侧板4的上部为外凸形弧面结构，靠背侧板4的矩形板状结构和外凸形弧面结构之间无缝拼接，靠背侧板4的下部用于稳固沙发的整体结构，靠背侧板4的上部用于提高靠背部分的舒适性指标，一体式软垫2按照贴合位置划分为坐垫部6和靠垫部7，坐垫部6和承重底板5之间设有仿生缓震层8，仿生缓震层8采用仿生腿型结构，通过非线性刚度提高了缓震效果，同时并联滑块15的结构设计能保持仿生缓震层8的水平状态，增加整体受力面积，提高沙发的舒适度和稳定性，仿生缓震层8的外部包裹密闭式的主气囊9，一体式软垫2之间填充有多组均匀分布的橡胶气囊10，主气囊9和橡胶气囊10之间通过可调节的阀门11连通，通过主气囊9和橡胶气囊10之间的气体连通增加包裹性能，同等受力情况下增加受力面积，减小压强，提高使用者的舒适度，主气囊9的四周侧壁设为波纹褶皱式结构，波纹褶皱式结构方便主气囊9的换气，多个橡胶气囊10为阵列式排布在一体式软垫2之间，一体式软垫2中的橡胶气囊10通过管路之间无障碍相互连通，管路之间的气阻也会起到一定的缓震效果；

仿生缓震层8包括对称结构的基板12和顶板13，主气囊9的顶面的底面为平滑结构贴合仿生缓震层8的基板12和顶板13，基板12的上表面和顶板13的下表面分别设有多条纵向分布的T型滑道14，T型滑道14的两端分别封闭，T型滑道14上分别配合安装两个滑动连接的并联滑块15，并联滑块15的顶端两侧分别设有两个用于转动连接的销孔16，基板12上T型滑道14的一端与其中一个并联滑块15固定连接，基板12的T型滑道14上另一个并联滑块15处于自由滑动状态，顶板13上T型滑道14中的两个并联滑块15中部对接固定连接在一起且处于自由滑动状态，基板12的并联滑块15和顶板13的并联滑块15对应的销孔16之间分别连接有板簧17，板簧17的两端分别设置于销孔16转动配合的销轴18，每条T型滑道14搭配一条沿T型滑道14方向水平设置的拉簧19，拉簧19的两端分别固定连接到相邻交叉设置的板簧17侧壁；根据仿生缓震层8的结构设计，其缓震原理如下：当使用者坐到沙发上的时候，沙发上的坐垫部6受到向下的压力，压力传递到顶板13，顶板13向下移动，顶板13的T型滑道14上两个并联滑块15与基板12的T型滑道14上两个并联滑块15之间通过板簧17连接，相对距离不变，由于基板12的T型滑道14上两个并联滑块15一个固定另一个活动，则基板12的T型滑道14上活动的并联滑块15向外移动，以适应顶板13向下的位移，此时拉簧19开始拉伸为板簧17提供水平方向的拉力，以顶板13位移过程中两个位置为例，顶板13向下位移过程中拉簧19刚度有效值为拉簧19实际刚度和板簧17与T型滑道14之间夹角正弦值的乘积，随着顶板13向下移动，板簧17与T型滑道14之间夹角正弦值减小，即虽然拉簧19的刚度不变，但其有效刚度在这个过程中减小了，提供了非线性变刚度效果，在实际应用中缓震效果良好，其缓震能力根据香港理工大学、西北工业大学等科学研究从学术的角度佐证了有效性。

实施例1

仿生缓震层8的基板12和顶板13分别采用硬木质结构，T型滑道14和并联滑块15之间采用磨砂处理并涂覆耐磨橡胶增大摩擦力，板簧17采用硬质合金，板簧17的刚度和拉簧19的刚度之比为16:1，并联滑块15的长度为并联滑块15宽度的3倍；橡胶气囊10为扁平状，橡胶气囊10的厚度为1.5mm，橡胶气囊10的长、宽均为5cm，橡胶气囊10之间连接成为三角形网格结构，橡胶气囊10中设有剪刀脚架构的弹性片，用于恢复橡胶气囊10的形状，橡胶气囊10之间的管路直径为3mm；阀门11的开度为线性标注且无极调节，阀门11两端的管路直径均为1cm；

实施例2

仿生缓震层8的基板12和顶板13分别采用轻质合金结构，T型滑道14和并联滑块15之间采用润滑油增加润滑效果，基板12和顶板13之间倾斜设置2个斜拉结构的阻尼器20，板簧17采用弹簧钢，板簧17的刚度和拉簧19的刚度之比为9:1，并联滑块15的长度为并联滑块15宽度的2倍，橡胶气囊10为扁平状，橡胶气囊10的厚度为2mm，橡胶气囊10的长、宽均为5cm，橡胶气囊10之间连接成为圆形网格结构，橡胶气囊10中设有剪刀脚架构的弹性片，用于恢复橡胶气囊10的形状，橡胶气囊10之间的管路直径均为2.2mm；阀门11的开度为线性标注且无极调节，阀门11两端的管路直径均为0.6cm。

实施例3

仿生缓震层8的基板12和顶板13分别采用轻质合金结构，T型滑道14和并联滑块15之间采用润滑油增加润滑效果，基板12和顶板13之间倾斜设置2个斜拉结构的阻尼器20，板簧17采用硬质合金，板簧17的刚度和拉簧19的刚度之比为20:1，并联滑块15的长度为并联滑块15宽度的2.5倍，橡胶气囊10为扁平状，橡胶气囊10的厚度位2mm，橡胶气囊10的长、宽均为3cm，橡胶气囊10之间连接成为四边形网格结构，橡胶气囊10中设有剪刀脚架构的弹性片，用于恢复橡胶气囊10的形状，橡胶气囊10之间的管路直径均为2mm，阀门11的开度为线性标注且无极调节，阀门11两端的管路直径均为0.8cm。

仿生缓震层8为机械结构，可靠性和耐用程度超过普通的材料，长时间使用过程中缓震性能衰减较小，通过增加阻尼器20的设置，从当前仅通过位移缓震的常规技术提高到了高阶缓震的程度，弹性元件对位移响应效果好，阻尼器20对速度（即位移的一次微分）响应效果好。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于，包括：

沙发外框架（1），所述沙发外框架（1）内侧设有与其壁面贴合的一体式软垫（2），所述沙发外框架（1）由扶手侧板（3）、靠背侧板（4）、承重底板（5）组成，所述一体式软垫（2）按照贴合位置划分为坐垫部（6）和靠垫部（7），所述坐垫部（6）和承重底板（5）之间设有仿生缓震层（8），所述仿生缓震层（8）的外部包裹密闭式的主气囊（9），所述一体式软垫（2）之间填充有多组均匀分布的橡胶气囊（10），所述主气囊（9）和橡胶气囊（10）之间通过可调节的阀门（11）连通；

所述仿生缓震层（8）包括对称结构的基板（12）和顶板（13），所述基板（12）的上表面和顶板（13）的下表面分别设有多条纵向分布的T型滑道（14），所述T型滑道（14）的两端分别封闭，所述T型滑道（14）上分别配合安装两个滑动连接的并联滑块（15），所述并联滑块（15）的顶端两侧分别设有两个用于转动连接的销孔（16），所述基板（12）上T型滑道（14）的一端与其中一个并联滑块（15）固定连接，所述基板（12）的T型滑道（14）上另一个并联滑块（15）处于自由滑动状态，所述顶板（13）上T型滑道（14）中的两个并联滑块（15）中部对接固定连接在一起且处于自由滑动状态，所述基板（12）的并联滑块（15）和顶板（13）的并联滑块（15）对应的销孔（16）之间分别连接有板簧（17），所述板簧（17）的两端分别设置于销孔（16）转动配合的销轴（18），每条所述T型滑道（14）搭配一条沿T型滑道（14）方向水平设置的拉簧（19），所述拉簧（19）的两端分别固定连接到相邻交叉设置的板簧（17）侧壁；

所述主气囊（9）的顶面的底面为平滑结构贴合仿生缓震层（8）的基板（12）和顶板（13），所述主气囊（9）的四周侧壁设为波纹褶皱式结构，多个所述橡胶气囊（10）为阵列式排布在一体式软垫（2）之间，所述一体式软垫（2）中的橡胶气囊（10）通过管路之间无障碍相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述扶手侧板（3）的主体部分为矩形板状结构，扶手侧板（3）的顶端为半圆弧状结构，所述扶手侧板（3）的矩形板状结构和半圆弧状结构之间无缝拼接，所述靠背侧板（4）的下部为矩形板状结构，所述靠背侧板（4）的上部为外凸形弧面结构，所述靠背侧板（4）的矩形板状结构和外凸形弧面结构之间无缝拼接。

3.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述仿生缓震层（8）的基板（12）和顶板（13）分别采用硬木质结构，所述T型滑道（14）和并联滑块（15）之间采用磨砂处理并涂覆耐磨橡胶增大摩擦力。

4.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述仿生缓震层（8）的基板（12）和顶板（13）分别采用轻质合金结构，所述T型滑道（14）和并联滑块（15）之间采用润滑油增加润滑效果，所述基板（12）和顶板（13）之间倾斜设置多个斜拉结构的阻尼器（20）。

5.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述板簧（17）采用硬质合金，所述板簧（17）的刚度和拉簧（19）的刚度之比大于15:1。

6.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述板簧（17）采用弹簧钢，所述板簧（17）的刚度和拉簧（19）的刚度之比大于8:1。

7.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述并联滑块（15）的长度不小于并联滑块（15）宽度的2倍。

8.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述橡胶气囊（10）为扁平状，所述橡胶气囊（10）的厚度不低于2mm，所述橡胶气囊（10）的长、宽均不大于5cm，所述橡胶气囊（10）之间连接成为四边形网格结构、圆形网格结构或三角形网格结构。

9.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述橡胶气囊（10）中设有剪刀脚架构的弹性片，用于恢复橡胶气囊（10）的形状，所述橡胶气囊（10）之间的管路直径不大于3mm。

10.根据权利要求1所述的一种带仿生缓震层的多通路气弹性沙发，其特征在于：所述阀门（11）的开度为线性标注且无极调节，所述阀门（11）两端的管路直径均不大于1cm。

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