CN203302692U - 一种智能充气式多功能椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能充气式多功能椅，该智能多功能椅能够实现实时检测人体在椅内的姿态及位置，人工或自动地对智能多功能椅的气囊进行压力调节，改变气囊的压力与形态，进而改变人在椅内的姿势及位置，同时该智能多功能椅能够根据使用者设定参数判断人的状态，自动调整背部的角度，实现座椅、靠椅、躺椅等不同的功能，增加舒适度，同时能够识别出使用者的身体某部分从椅子边脱离的状态，通过调整椅子的形态，防止使用者掉落，同时能够根据使用者的需求，实现在特殊的使用环境中遮光和补充光源的功能。本实用新型可以应用于现今的大部分家居环境及工作环境，有效提高使用者座椅的舒适度并实现智能人性化服务，操作简单，适应性强。

Description

一种智能充气式多功能椅

技术领域

本实用新型属于智能家居产品领域，尤其涉及一种通过电控分布在椅子上的气囊大小并调整椅子形态的方式使使用者更加舒适的家居用椅。

背景技术

随着信息技术飞速发展与社会的不断进步，人们愈加追求更好地生活品质，智能家居的相关产品也应运而生如雨后春笋般迅速发展。无论是在家居还是在办公室，椅子是人们日常生活中必不可少一项用品，据统计现如今城市人口中，平均每人每天在坐在各种椅子上的时间超过6个小时，可见椅子是和人接触时间最长的家具，舒适的椅子能够提高使用者的工作效率和心情，因此椅子的舒适程度将很大程度上影响着使用者的工作状态，而且现今很多人都或多或少患有一定的职业病如腰椎间盘突出、颈椎病等，这些病症大都是由于长时间不正确或不舒适的坐姿积劳成疾而成的，因此椅子的形态很大程度上影响到了使用者的身体健康。而现今的椅子大都是固定形态的，并不能够感知使用者的状态或根据使用者的具体情况进行形态上的改变。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种通过电控分布在椅子上的气囊大小并调整椅子形态的方式使使用者更加舒适的家居用椅。本实用新型能通过气囊压力的大小够感知使用者的状态，结合预先设定的理想状态，控制器通过控制气泵对气囊的气压进行调节以改变气囊的大小，并对椅子的首部和尾部的形态进行调整，使人达到最舒适的坐姿状态。同时本实用新型智能充气式多功能椅具有遮光和光源补充的结构，是使用者能够在特殊环境中舒适使用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智能充气式多功能椅，它包括智能气囊、支撑板、轮、首部电动推杆、支撑架、智能遮阳伞、首部微型充气泵、辅助杆、首部控制器、尾部控制器、尾部充气泵、右翼部控制器、右翼部充气泵、左翼部充气泵、左翼部控制器、遮阳伞照明灯、遮阳伞控制电机、中央微型充气泵、中央控制器、尾部电动推杆、左翼电动推杆、右翼电动推杆、压力感应器、椅子骨架、辅助杆轮；

智能气囊均匀分布在椅子骨架的首部、尾部、中央部分、左翼部分和右翼部分；首部微型充气泵、首部控制器、尾部控制器、尾部充气泵、右翼部控制器、右翼部充气泵、左翼部充气泵、左翼部控制器、中央微型充气泵、中央控制器均固定在对应的椅子骨架的首部、尾部、中央部分、左翼部分和右翼部分；支撑板与椅子骨架的尾部相连接，辅助支撑椅子骨架的尾部，支撑架与椅子骨架的首部相连接，辅助支撑椅子骨架的首部。

进一步地，所述首部电动推杆一端固定在椅子骨架的首部上，另一端与轮相连，轮与椅子骨架相连，通过首部电动推杆实现椅子骨架的首部上抬及下落；尾部电动推杆、左翼电动推杆、右翼电动推杆均分别与轮相连，轮与椅子骨架的相连尾部、左翼部分和右翼部分，通过推杆实现尾部、左翼、右翼的抬及落。首部电动推杆与首部控制器相连接，尾部电动推杆与尾部控制器相连接，右翼电动推杆与右翼部控制器相连接，左翼电动推杆与左翼部控制器相连接，各电动推杆受各控制器控制。

进一步地，所述家用智能充气式多功能椅，其特征在于，所述智能遮阳伞与椅子骨架同时与遮阳伞控制电机相连接，遮阳伞控制电机能够控制遮阳伞的开合，遮阳伞照明灯与智能遮阳伞相连接，位于智能遮阳伞的前端。

进一步地，所述家用智能充气式多功能椅，其特征在于，所述智能气囊中包含压力感应器，压力感应器与各部分控制器相连接，分别连接中央控制器、首部控制器 、尾部控制器 、右翼部控制器 、左翼部控制器；智能气囊并分别与中央微型充气泵、首部微型充气泵、尾部充气泵、右翼部充气泵、左翼部充气泵对应连接；中央控制器、首部控制器 、尾部控制器 、右翼部控制器 、左翼部控制器也分别于中央微型充气泵、首部微型充气泵、尾部充气泵、右翼部充气泵、左翼部充气泵对应连接；中央控制器与首部控制器 、尾部控制器 、右翼部控制器 、左翼部控制器相连接。

本实用新型的有益效果是，本实用新型公开了一种智能充气式多功能椅。该智能多功能椅能够实现实时检测人体在椅子上的姿态及位置，人工或自动地对智能多功能椅的气囊进行压力调节，改变气囊的压力与形态，进而改变人在椅子上的姿势及位置，使人在椅子上感觉更加舒服，同时该智能多功能椅能够通过分析检测数据，根据使用者设定参数判断人的状态，该智能多功能椅自动调整背部的角度，实现座椅、靠椅、躺椅等不同的功能，同时该智能多功能椅能够识别出使用者的身体某部分从椅子边脱离的状态，通过调整椅子的形态及气囊的压力，防止使用者掉落，并增加舒适度，同时该智能多功能椅能够根据使用者的需求，实现在特殊的使用环境中遮光和补充光源的功能。本实用新型可以用于现今大部分家居环境及工作环境，有效提高使用者座椅的舒适度并实现智能人性化服务，操作简单，适应性强。

附图说明

图1是智能充气式多功能椅的整体组成结构图；

图2是智能充气式多功能椅的整体组成结构展开图；

图3是智能充气式多功能椅的中间部分侧视图；

图4是智能充气式多功能椅的中间部分展开侧视图；

图5是智能充气式多功能椅的遮阳伞及照明示意图；

图6是智能充气式多功能椅的气泵控制示意图；

图7是智能充气式多功能椅的内部数据交换图；

图8是智能充气式多功能椅的形态调节流程图；

图9是智能充气式多功能椅的遮光与补充光源调节流程图；

图10是智能充气式多功能椅的气囊压力调节流程图；

图中：智能气囊1、支撑板2、轮3、首部电动推杆4、支撑架5、智能遮阳伞6、首部微型充气泵7、辅助杆8、首部控制器9、尾部控制器10、尾部充气泵11、右翼部控制器12、右翼部充气泵13、左翼部充气泵14、左翼部控制器15、遮阳伞照明灯16、遮阳伞控制电机17、中央微型充气泵18、中央控制器19、尾部电动推杆20、左翼电动推杆21、右翼电动推杆22、压力感应器23、椅子骨架24、辅助杆轮25。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型智能充气式多功能椅包括一种家用智能充气式多功能椅，其特征在于，它包括智能气囊1、支撑板2、轮3、首部电动推杆4、支撑架5、智能遮阳伞6、首部微型充气泵7、辅助杆8、首部控制器9、尾部控制器10、尾部充气泵11、右翼部控制器12、右翼部充气泵13、左翼部充气泵14、左翼部控制器15、遮阳伞照明灯16、遮阳伞控制电机17、中央微型充气泵18、中央控制器19、尾部电动推杆20、左翼电动推杆21、右翼电动推杆22、压力感应器23、椅子骨架24、辅助杆轮25；智能气囊1均匀分布在椅子骨架24的首部、尾部、中央部分、左翼部分和右翼部分上；首部微型充气泵7、首部控制器9、尾部控制器10、尾部充气泵11、右翼部控制器12、右翼部充气泵13、左翼部充气泵14、左翼部控制器15、中央微型充气泵18、中央控制器19均固定在对应的椅子骨架24的首部、尾部、中央部分、左翼部分和右翼部分上；支撑板2与椅子骨架24相连接，辅助支撑椅子骨架24的尾部，支撑架5与椅子骨架24相连接，辅助支撑椅子骨架24的首部。

如图3所示首部电动推杆4一端固定在椅子骨架24的首部上，另一端与轮3相连，轮3与椅子骨架24相连，通过首部电动推杆4实现椅子骨架24的首部上抬及下落；尾部电动推杆20、左翼电动推杆21、右翼电动推杆22均分别于轮3相连，轮3与椅子骨架24的尾部、左翼、右翼相连，通过推杆实现椅子骨架24的尾部、左翼、右翼的抬及落。首部电动推杆4与首部控制器9相连接，尾部电动推杆20与尾部控制器10相连接，右翼电动推杆22与右翼部控制器12相连接，左翼电动推杆21与左翼部控制器15相连接，各电动推杆受各控制器控制。

如图5所示智能遮阳伞6与椅子骨架24同时与遮阳伞控制电机17相连接，遮阳伞控制电机17能够控制遮阳伞的开合，遮阳伞照明灯16与智能遮阳伞6相连接，位于智能遮阳伞6的前端。

如图6所示智能气囊1中包含压力感应器23，压力感应器23与各部分控制器相连接，分别连接中央控制器19、首部控制器9 、尾部控制器10 、右翼部控制器12 、左翼部控制器15；智能气囊1并分别与中央微型充气泵18、首部微型充气泵7、尾部充气泵11、右翼部充气泵13、左翼部充气泵14对应连接；中央控制器19、首部控制器9 、尾部控制器10 、右翼部控制器12 、左翼部控制器15也分别于中央微型充气泵18、首部微型充气泵7、尾部充气泵11、右翼部充气泵13、左翼部充气泵14对应连接；中央控制器19与首部控制器9 、尾部控制器10 、右翼部控制器12 、左翼部控制器15相连接。

本实用新型智能充气式多功能椅的实现过程主要分为四个方面，分别为压力感知方面、气囊大小改变方面、座椅形态改变方面、光照舒适度调节，四个阶段中，气囊大小改变方面与座椅形态改变方面是基于压力感知方面而做出的调整，光照度调节方面是人工进行设定调节的，下面将逐一详细描述。

如图6所示，压力感应器23位于智能气囊1内部，实时监测气囊的压力情况，如图10所示并将检测数据传送至分布在椅子骨架24的首部、尾部、中央部分、左翼部分和右翼部分的中央控制器19、首部控制器9 、尾部控制器10 、右翼部控制器12 、左翼部控制器15，各分支控制器对数据进行相应的处理，并控制中央微型充气泵18、首部微型充气泵7、尾部充气泵11、右翼部充气泵13、左翼部充气泵14的运行，通过两个方向相反的气泵，实现气囊内部压力的增加和减小从而对智能气囊内部的压力进行改变以改变气囊的大小，当压力感应器23的数值达到中央控制器19、首部控制器9 、尾部控制器10 、右翼部控制器12 、左翼部控制器15所设定的标准后自动停止气泵的运行，持保持状态。与此同时首部控制器9 、尾部控制器10 、右翼部控制器12 、左翼部控制器15这四个分支控制器将数据信息传送至中央控制器19，通过座椅整体状态的数据，判断人体的状态，以期通过中央控制器19对座椅的形态进行改变。

如图8所示当中央控制器19接收到来自首部控制器9 、尾部控制器10 、右翼部控制器12 、左翼部控制器15这四个分支控制器将数据信息后将根据控制器设定的参数进行比对，同时进行矫正。如图2所示，是智能充气式多功能椅椅子骨架24的首部和尾部的形态改变示意图，当需要对椅子骨架24首部进行抬升时首部电动推杆4的电机开始运行伸出，轮3将在辅助杆8上运动，也就是通过传动将末端固定的辅助杆8进行旋转，辅助杆8的另一端与椅子骨架24相连接，同样辅助杆轮25来实现椅子骨架24首部的抬升，当需要对椅子骨架24首部进行下降调整时，首部电动推杆4开始运行收缩，通过重力作用，辅助杆8将推着轮3下降，同时在辅助杆8与椅子骨架24相连接的地方的辅助杆轮25也将在首部的重力作用下下落，当椅子骨架24首部下落到水平的位置时在支撑架5的作用下，停在水平的位置，同时在支撑架5的作用下，保持椅子骨架24首部能够稳定承重。在尾部同样使用如椅子骨架24首部的升降方法，根据人直立坐在椅子上的状态，椅子骨架24尾部的原始状态是斜向下接触地面的，当人需要平躺或坐卧时，尾部电动推杆20将伸出，通过轮3通过传动将椅子骨架24尾部抬升，当需要下降时尾部电动推杆20收缩，通过椅子骨架24尾部的重力传动轮3使座椅尾部下降，直至下降至椅子骨架24尾部一端接触到地面为止。处于稳定性的考虑，智能充气式多功能椅的首部和尾部升降均由对称的两个电动推杆来实现，以期能够有合适的承重能力。

如图4所示，智能充气式多功能椅的椅子骨架24两翼也有相应的开合结构，该处的设计主要是考虑到使用者可能在熟睡或非意识情况下，身体某些部位脱离座椅，该情况有可能造成由于重心不稳而跌落座椅，因此此处设计就是针对这种情况，用以接住人体脱离座椅部分，防止出现意外情况。椅子骨架24左翼是一端固定连接在椅子骨架24上，另一端通过轮3与左翼电动推杆21相连接的，当使用者在椅子骨架24左翼脱离时，根据压力感应器23的判断对椅子骨架24左翼进行抬升，即椅子骨架24的左翼电动推杆21进行伸出工作，通过轮3的传动，推动椅子骨架24左翼抬升，当不需要进行抬升保护时，左翼电动推杆21进行收缩工作，在椅子骨架24左翼的重力作用下，通过轮3传动，逐渐降落。椅子骨架24右翼是一端固定连接在椅子骨架24上，另一端通过轮3与右翼电动推杆22相连接的，当使用者在椅子骨架24右翼脱离时，根据压力感应器23的判断对椅子骨架24右翼进行抬升，即右翼电动推杆22进行伸出工作，通过轮3的传动，推动椅子骨架24右翼抬升，当不需要进行抬升保护时，右翼电动推杆21进行收缩工作，在椅子骨架24右翼的重力作用下，通过轮3传动，逐渐降落。

如图5所示是光照度调节过程，这一部分是根据使用者的具体情况而人工设定自动实现的，如图9所示当外界环境光照度过强如在室外时阳光很刺眼时，使用者发出指令至中央控制器19，中央控制器19控制遮阳伞控制电机17进行运作，智能遮阳伞6慢慢打开，当打开的角度合适时使用者对中央控制器19发出停止指令，智能遮阳伞6固定在合适的位置进行遮阳。当外界环境光照度较低的时候如在夜间使用，遮阳伞照明灯16分布在智能遮阳伞6的最前端，当需要照明时，使用者向中央控制器19发出指令打开遮阳伞照明灯16，同时遮阳伞控制电机17开始运作，当智能遮阳伞6打开到合适的角度时使用者向中央控制器19发出停止指令，其固定在合适的角度进行照明。

本实用新型智能充气式多功能椅在使用之前就已经设定了基础的状态判断数据，该数据是可以被使用者根据自己的实际状态进行调整的，该数据存储在中央控制器19的存储器中，是气囊压力大小改变、座椅形态调整以及光照度调整的最重要依据。

本实用新型可以用于现今大部分家居环境及工作环境，有效提高使用者座椅的舒适度并实现智能人性化服务，操作简单，适应性强。

下面根据实施例详细描述本实用新型，本实用新型目的和效果将变得更加明显。

实施例

本实施例中，智能充气式多功能椅的各模块的功能及选型参考介绍如下：

首部控制器9控制智能充气式多功能椅的首部气囊的气压调节并将检测数据实时传送予中央控制器，可以采用Atmega公司开发的Atmega128开发板进行开发，但不限于此。

尾部控制器10控制智能充气式多功能椅的尾部气囊的气压调节并将检测数据实时传送予中央控制器，可以采用Atmega公司开发的Atmega128开发板进行开发，但不限于此。

左翼控制器14控制智能充气式多功能椅的左翼气囊的气压调节并将检测数据实时传送予中央控制器，可以采用Atmega公司开发的Atmega128开发板进行开发，但不限于此。

右翼控制器12控制智能充气式多功能椅的右翼气囊的气压调节并将检测数据实时传送予中央控制器，可以采用Atmega公司开发的Atmega128开发板进行开发，但不限于此。

中央控制器19是智能充气式多功能椅的核心控制器，其控制智能充气式多功能椅的整体运行并控制座椅中心部位的气囊气压调节，同时根据各个部分的控制器所传来的数据对智能充气式多功能椅的形态进行改变，同时控制座椅光照度调节，可以采用WaveShare公司的STM32F103ZET6 STM32 ARM 开发板，但不限于此。

由上述具体模块组成的智能充气式多功能椅能够实现实时检测人体在椅子上的姿态及位置，人工或自动地对智能多功能椅的气囊进行压力调节，改变气囊的压力与形态，进而改变人在椅子上的姿势及位置，使人在椅子上感觉更加舒服，同时该智能多功能椅能够通过分析检测数据，根据使用者设定参数判断人的状态，该智能多功能椅自动调整背部的角度，实现座椅、靠椅、躺椅等不同的功能，同时该智能多功能椅能够识别出使用者的身体某部分从椅子边脱离的状态，通过调整椅子的形态及气囊的压力，防止使用者掉落，并增加舒适度，同时该智能多功能椅能够根据使用者的需求，实现在特殊的使用环境中遮光和补充光源的功能。

Claims (3)

1.一种智能充气式多功能椅，其特征在于，它包括智能气囊（1）、支撑板（2）、轮（3）、首部电动推杆（4）、支撑架（5）、智能遮阳伞（6）、首部微型充气泵（7）、辅助杆（8）、首部控制器（9）、尾部控制器（10）、尾部充气泵（11）、右翼部控制器（12）、右翼部充气泵（13）、左翼部充气泵（14）、左翼部控制器（15）、遮阳伞照明灯（16）、遮阳伞控制电机（17）、中央微型充气泵（18）、中央控制器（19）、尾部电动推杆（20）、左翼电动推杆（21）、右翼电动推杆（22）、压力感应器（23）、椅子骨架（24）、辅助杆轮（25）；智能气囊（1）均匀分布在椅子骨架（24）的首部、尾部、中央部分、左翼部分和右翼部分上；首部微型充气泵（7）、首部控制器（9）、尾部控制器（10）、尾部充气泵（11）、右翼部控制器（12）、右翼部充气泵（13）、左翼部充气泵（14）、左翼部控制器（15）、中央微型充气泵（18）、中央控制器（19）均固定在对应的椅子骨架（24）的首部、尾部、中央部分、左翼部分和右翼部分上；支撑板（2）与椅子骨架（24）相连接，辅助支撑椅子骨架（24）的尾部，支撑架（5）与椅子骨架（24）相连接，辅助支撑椅子骨架（24）的首部；首部电动推杆（4）一端固定在椅子骨架（24）的首部上，另一端与轮（3）相连，轮（3）与椅子骨架（24）相连，通过首部电动推杆（4）实现椅子骨架（24）的首部上抬及下落；尾部电动推杆（20）、左翼电动推杆（21）、右翼电动推杆（22）均分别于轮（3）相连，轮（3）与椅子骨架（24）的尾部、左翼、右翼相连，通过推杆实现椅子骨架（24）的尾部、左翼、右翼的抬及落；首部电动推杆（4）与首部控制器（9）相连接，尾部电动推杆（20）与尾部控制器（10）相连接，右翼电动推杆（22）与右翼部控制器（12）相连接，左翼电动推杆（21）与左翼部控制器（15）相连接。

2.根据权利要求1所述家用智能充气式多功能椅，其特征在于，所述智能遮阳伞（6）与椅子骨架（24）的首部同时与遮阳伞控制电机（17）相连接，遮阳伞控制电机（17）能够控制遮阳伞的开合，遮阳伞照明灯（16）与智能遮阳伞（6）相连接，位于智能遮阳伞（6）的前端。

3.根据权利要求1所述家用智能充气式多功能椅，其特征在于，所述智能气囊（1）中包含压力感应器（23），压力感应器（23）与各部分控制器相连接，分别连接中央控制器（19）、首部控制器（9） 、尾部控制器（10） 、右翼部控制器（12） 、左翼部控制器（15）；智能气囊（1）并分别与中央微型充气泵（18）、首部微型充气泵（7）、尾部充气泵（11）、右翼部充气泵（13）、左翼部充气泵（14）对应连接；中央控制器（19）、首部控制器（9） 、尾部控制器（10）、右翼部控制器（12） 、左翼部控制器（15）也分别于中央微型充气泵（18）、首部微型充气泵（7）、尾部充气泵（11）、右翼部充气泵（13）、左翼部充气泵（14）对应连接；中央控制器（19）与首部控制器（9） 、尾部控制器（10） 、右翼部控制器（12） 、左翼部控制器（15）相连接。

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