CN112617491A - 一种智能辅助起坐座椅装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能辅助起坐座椅装置，包括：支撑座；连接框架，安装在所述支撑座的上部；扶手靠背单元，安装在所述连接框架上；及可升降坐垫单元，安装在所述连接框架上，所述可升降坐垫单元底部设有用于驱动其升降的电动推杆。与现有技术相比，本发明具有安全性高、辅助起坐效果好、控制形式优良、制造成本不高、轻便易移动等优点。

Description

一种智能辅助起坐座椅装置

技术领域

本发明涉及辅助起坐技术领域，具体涉及一种智能辅助起坐座椅装置。

背景技术

处于不同年龄段的人身体方面都有很大区别，当人在步入老年时期的过程中，各方面身体机能会明显衰退，比如动作迟缓，视力降低，肌肉萎缩等等，这些都会给老年人的日常起居带来很大的阻碍，对老人的生活造成影响。在日常生活中起坐是非常普通但必需的动作，有调查显示，人在30岁以后下肢肌力出现下降趋势，50岁后下降速度会大幅增加，而下肢肌肉无力很容易导致起立困难、坐下时摔倒的现象，所以起坐困难的情况在老年人群体中并不少见，尤其是现在的很多家庭，子女无法一直陪在老人身边，不能很好的照顾他们。因此，针对这一类现象，为老人设计一种能够辅助站起坐立的装置来为其提供安全保障就显的十分必要了。

根据对现有的装置检索查阅，公开号为CN 211065804 U的中国实用新型专利公开了一种辅助老年人起立的座椅，通过座椅本体上设置的新型扶手组件来帮助老人身体完全站立。在起立过程中，其扶手组件虽然能有效减轻老年人的时候膝盖处的负担，但是无法为老人起立时提供动力帮助，并且整个过程中只有扶手参与其中，对老人手臂，胳膊的力量要求过高，在老人坐下的过程也不能为其提供任何帮助，摔倒的风险依然存在，不能很好的实现辅助老年人起坐的功能。

公开号为CN 108095391 B的中国发明专利提供了一种起立辅助座椅用起升装置，通过起升机构，升力机构，锁紧机构等相互作用来达到辅助老人起立和坐下的目的。虽然其工作过程中不需要电力，但是座椅上升过程中是由弹簧来作为推动装置，将弹簧作为驱动装置的动力最主要的缺点就是冲击载荷比较严重，释放的过程难以控制，所以在起立过程中，并不能确保老人缓慢安全站起。并且该装置采用坐垫围绕固定轴转动的方式来帮助老人起身，整个过程只有椅面的旋转没有上升，当到达某一点时，老人的上身重量会全部由膝关节承担，就会出现老人从座椅侧面偏斜摔倒的情况。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种智能辅助起坐座椅装置，安全性高、辅助起坐效果好、控制形式优良、制造成本不高、轻便易移动。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种智能辅助起坐座椅装置，包括：

支撑座；

连接框架，安装在所述支撑座的上部；

扶手靠背单元，安装在所述连接框架上；及

可升降坐垫单元，安装在所述连接框架上，所述可升降坐垫单元底部设有用于驱动其升降的电动推杆。

进一步地，所述可升降坐垫单元包括分离式坐垫面以及连接组件，所述分离式坐垫面通过连接组件安装在所述连接框架上。

进一步地，所述分离式坐垫面由前部作为辅助的小坐垫及后部作为主凳面的大坐垫组成，小坐垫用于静坐时支撑大腿，起立时提供小部分大腿的推力；带有曲线的大坐垫，用于静坐时稳定臀部，起立时提供大部分臀部的推力。

所述连接组件包括两个长连杆和两个短连杆，两个长连杆的一端铰接在所述连接框架上，另一端铰接在所述大坐垫的后侧端部；两个短连杆的一端铰接在所述连接框架上，另一端铰接在所述大坐垫的前侧端部，且两个长连杆位于所述两个短连杆的后部；所述小坐垫安装在所述两个短连杆上，所述电动推杆连接在所述大坐垫下部。

该结构运用类似四边形的连杆机构，在主凳面前端额外加一小块辅助凳面，使主凳面既有足够的向上的抬升，又有合适的倾斜旋转，既保证了给予使用者足够的向上的助力，又保证了与凳面的密切贴合，给予使用者足够的稳定性保障。符合人体工程学，基于人体工程学起坐分析数据的连杆结构，能够提供更合理的凳面移动轨迹。

进一步地，所述长连杆的长度为短连杆长度的2-3倍。

进一步地，所述大坐垫随电动推杆的伸缩而抬起的角度范围为0～30°，机构运动过程中凳面中心的水平位移为150mm，竖直位移为180mm，取坐垫宽度为350mm,由此确定机构尺。

进一步地，所述支撑座为一体式U型支撑杆件所述连接框架为方框架。

进一步地，所述扶手靠背单元包括靠背和扶手，通过连接件安装在所述连接框架上。

进一步地，该装置还包括设于所述支撑座底部的固定板，所述固定板上设置控制系统，所述电动推杆安装在所述固定板上，所述电动推杆与控制系统构成基于感应式推杆的起坐模式。

基于感应式推杆的起坐模式包括：遥控器控制，起坐时，通过遥控器控制，此外可以调节起坐速度，同时可以随时停止起坐，用于不同人的不同起坐习惯；遥控器每次操作只需摁一次按钮，用于整个起立过程中，双手可以扶着把手，提供额外的稳定和支撑；传感器控制，坐下时，通过传感器控制，感应到人坐下即自动下降，用于出去下坐时使用遥控器的不便，使双手能支撑扶手，提供额外的稳定和支撑。传感器控制包括，感应模块，用于感应人体重量变化；传输模块，用于将信号传递给控制模块；控制模块，用于控制伸缩推杆。

进一步地，所述支撑座的前端设有水杯放置架。

进一步地，所述装置的座高为470-490mm，座深为420-440mm，座宽为540-560mm，扶手高度为280-285mm。

与现有技术相比，本发明智能辅助起坐座椅装置运用类似四边形的连杆机构，在主凳面前端额外加一小块辅助凳面，使得凳面既有足够的向上的抬升，又有合适的倾斜旋转，既保证了给予老年人足够的向上的助力，又保证了老年人与凳面的密切贴合，给予老年人足够的稳定性保障；将推杆固定位置下移，固定在放于地面的固定板上，既增大了推杆与凳面的夹角，改善受力情况，又将凳面框架所受的载荷转移至地面，避免框架因承受较大载荷而发生变形。本发明具有安全性高、辅助起坐效果好、控制形式简单周到、制造成本不高、轻便易移动等优点。

附图说明

图1、2为本发明装置的结构示意图；

图3为本发明装置去除扶手靠背单元的结构示意图；

图4为连接组件的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1、2，一种智能辅助起坐座椅装置，包括：

支撑座1，支撑座1为一体式U型支撑杆；

连接框架2，安装在支撑座1的上部；

扶手靠背单元，安装在连接框架上；及

可升降坐垫单元，安装在连接框架2上，可升降坐垫单元底部设有用于驱动其升降的电动推杆7。

如图3、4，可升降坐垫单元包括分离式坐垫面以及连接组件，分离式坐垫面通过连接组件安装在连接框架上。

分离式坐垫面由前部作为辅助的小坐垫4及后部作为主凳面的大坐垫3组成，连接组件包括两个长连杆5和两个短连杆6，两个长连杆5的一端铰接在连接框架2上，另一端铰接在大坐垫3的后侧端部；两个短连杆6的一端铰接在连接框架2上，另一端铰接在大坐垫3的前侧端部，且两个长连杆5位于两个短连杆6的后部；小坐垫4安装在两个短连杆6上，电动推杆7连接在大坐垫3下部。大坐垫随电动推杆的伸缩而抬起的角度范围为0～30°。

该结构运用类似四边形的连杆机构，在主凳面前端额外加一小块辅助凳面，使主凳面既有足够的向上的抬升，又有合适的倾斜旋转，既保证了给予使用者足够的向上的助力，又保证了与凳面的密切贴合，给予使用者足够的稳定性保障。小坐垫，用于静坐时支撑大腿，起立时提供小部分大腿的推力；带有曲线的大坐垫，用于静坐时稳定臀部，起立时提供大部分臀部的推力。基于人体工程学起坐分析数据的连杆结构，用于提供更合理的凳面移动轨迹。

扶手靠背单元包括靠背8和扶手9，通过连接件安装在连接框架2上。支撑座的前端设有水杯放置架12，方便放置水杯。该装置还包括设于支撑座底部的固定板11，固定板11上设置控制系统10，电动推杆7安装在固定板11上，电动推杆7与控制系统10构成基于感应式推杆的起坐模式。基于感应式推杆的起坐模式包括：遥控器控制，起坐时，通过遥控器控制，此外可以调节起坐速度，同时可以随时停止起坐，用于不同人的不同起坐习惯；遥控器每次操作只需摁一次按钮，用于整个起立过程中，双手可以扶着把手，提供额外的稳定和支撑；传感器控制，坐下时，通过传感器控制，感应到人坐下即自动下降，用于出去下坐时使用遥控器的不便，使双手能支撑扶手，提供额外的稳定和支撑。

控制单元由电动推杆，称重变送器，plc控制器，遥控器等构成，电动推杆7安装在大坐垫中心位置，一端通过铰链座与大坐垫连接，另一端通过支座固定在固定板上，电动推杆的伸长可以推动大坐垫抬升，进而带动传动框架绕固定轴转动，限制坐垫运动方向，从而使得坐垫完成预设的运动轨迹。遥控器通过plc控制器连接到推杆上，可通过遥控器按键，控制推杆伸长并调节推杆运动速度。在电动推杆的顶部装有称重变送器，可以感知由凳面传递下来的力的大小，从而判断是否有人准备坐下，并传递信号至plc控制器，进而控制推杆回缩。

本装置根据人体正常时起立过程运动数据进行凳面轨迹的拟合，使得旋转的凳面始终能够贴合老年人的臀部，以此来提高老年人起立过程的稳定性，同时借助扶手借以支撑，可以极大的避免老人起立过程身体前倾容易失衡的问题。

本实施例有关座椅的一些标准化参数设计过程如下：

1)坐高

为了使老年人就座时的坐姿更为舒适，考虑到就座时小腿会靠在椅子的前方而不是垂直于地面，因此座高不能太高；但如若座高过低，则会给老年人起身时造成更大的困扰。根据GB/T 10000—1988《中国成年人人体尺寸》，可知中国男女通用椅子座高推荐尺寸为350—469mm，在此，本实施例取座高为450mm。

2)座面倾角

当人体坐在椅子上时，上身后倚在靠背上，背肌放松，躯干稳定舒适，此种状态则为人体的舒适状态。由表所示，座面倾角越大座椅类型越适合休息，但考虑到老年人起身困难的问题，座面倾角不易过大，适当取5°—10°左右。同时为了方便起身，需要设计座面倾角升降调节装置，根据使用者起身姿态，座面可调节的角度范围在0°—30°之间较为合适。

3)靠背

靠背可承担就座者的上身体重，缓解了腰椎形态的变化及椎间盘的压力异常。如若长时间地坐躺在椅子上的话，最好能够使用头枕置于颈椎之上、后脑勺的下部以此来缓解人体颈椎的负担。

4)座深

在设计座椅的座深尺寸时应设计得稍大些，这样可以让就座者小腿前伸，腘窝不易受压，也是为了增大臀部与座面接触面积，但加大座椅座深的前提是不给腰椎后凸造成不适，另外，若座椅座深过深，则会使得老年人站立更加困难。根据GB/T10000—1988《中国成年人人体尺寸》可知，老年人的座椅的座深最小可取到430mm。

5)座宽

单人用椅座宽应该略大于人体水平尺寸中的“坐姿臀宽”，再适当附加穿衣修正量根据GB/T 14774—1993给出的座宽范围为370mm—420mm，再加上考虑两边扶手所占用的宽度尺寸，因而老人椅的座宽最少可取480mm。

6)扶手

座椅扶手可在老年人落座起身时用手臂支撑身体；其次，扶手可支撑手臂重量，减轻老年人肩部负担。由此可见，选择合适的扶手高度就显得格外重要了。根据GB/T 14774—1993推荐的扶手高度为210mm—250mm，因此，取230mm左右作为扶手高度就可以了。

综上分析，即可计算得出老年人辅助起坐座椅的各项数据：座高为480mm，座深为430mm，座宽为550mm，扶手高度为283mm。而通过老年人坐下时的电动推杆长度和老年人站立起身时的电动推杆长度之间的数据差即可确定电动推杆的伸缩行程，坐垫随液压杆的伸缩而抬起的角度范围为0°—30°。

此外，查阅文献本实施例找到人体起立过程中的水平位移与竖直位移的关系(以髋关节为准)，取其中的一段为参考，确定机构运动过程中凳面中心的水平位移为150mm，竖直位移为180mm，取坐垫宽度为350mm，由此确定机构尺寸。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，包括：

支撑座；

连接框架，安装在所述支撑座的上部；

扶手靠背单元，安装在所述连接框架上；及

可升降坐垫单元，安装在所述连接框架上，所述可升降坐垫单元底部设有用于驱动其升降的电动推杆。

2.根据权利要求1所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述可升降坐垫单元包括分离式坐垫面以及连接组件，所述分离式坐垫面通过连接组件安装在所述连接框架上。

3.根据权利要求2所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述分离式坐垫面由前部作为辅助的小坐垫及后部作为主凳面的大坐垫组成，所述连接组件包括两个长连杆和两个短连杆，

两个长连杆的一端铰接在所述连接框架上，另一端铰接在所述大坐垫的后侧端部；两个短连杆的一端铰接在所述连接框架上，另一端铰接在所述大坐垫的前侧端部，且两个长连杆位于所述两个短连杆的后部；

所述小坐垫安装在所述两个短连杆上，所述电动推杆连接在所述大坐垫下部。

4.根据权利要求3所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述长连杆的长度为短连杆长度的2-3倍。

5.根据权利要求4所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述大坐垫随电动推杆的伸缩而抬起的角度范围为0～30°。

6.根据权利要求1所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述支撑座为一体式U型支撑杆件所述连接框架为方框架。

7.根据权利要求1所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述扶手靠背单元包括靠背和扶手，通过连接件安装在所述连接框架上。

8.根据权利要求1所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，该装置还包括设于所述支撑座底部的固定板，所述固定板上设置控制系统，所述电动推杆安装在所述固定板上，所述电动推杆与控制系统构成基于感应式推杆的起坐模式。

9.根据权利要求1所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述支撑座的前端设有水杯放置架。

10.根据权利要求1所述的一种智能辅助起坐座椅装置，其特征在于，所述装置的座高为470-490mm，座深为420-440mm，座宽为540-560mm，扶手高度为280-285mm。

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