周鑫磊，李 明，楊 帆，方子文，張華錦，劉麗麗

（齊齊哈爾大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

隨著社會(huì)的發(fā)展需要，人們每天工作學(xué)習(xí)時(shí)間越來越長(zhǎng)，由于坐姿以及工作習(xí)慣的問題會(huì)造成關(guān)節(jié)脊柱等器官的一些問題，久而久之甚至?xí)霈F(xiàn)頸椎病、腰椎間盤突出等嚴(yán)重健康問題。市面上常見的辦公用椅，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能單一，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)對(duì)人體造成一定的傷害。針對(duì)這一現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了人體工學(xué)分區(qū)獨(dú)立彈簧按摩座椅，并結(jié)合CAD軟件對(duì)座椅進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。人體工學(xué)分區(qū)獨(dú)立彈簧按摩座椅按照人體工學(xué)將彈簧座椅進(jìn)行獨(dú)立分區(qū)，非通電狀態(tài)即可實(shí)現(xiàn)人體接觸區(qū)的輕型按摩，通電狀態(tài)可通過調(diào)節(jié)控制面板實(shí)現(xiàn)獨(dú)立分區(qū)的不同強(qiáng)度按摩。

1 人體工學(xué)座椅特性

人體工學(xué)按摩座椅依照人體工學(xué)的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，將該座椅的頭枕、肘部托板位置設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)，這也是其舒適度體現(xiàn)的一個(gè)明顯特點(diǎn)，其次，靠背完全按照人體脊椎形狀設(shè)計(jì)成S型，并采用記憶金屬制成，按照人體工學(xué)原理將彈簧座椅進(jìn)行獨(dú)立分區(qū)，人體接觸區(qū)設(shè)有自動(dòng)彈性調(diào)節(jié)的彈簧帽，隨著使用者的坐姿情況，讓腰、背部得到最舒適的支撐，使舒適度達(dá)到最佳。此外，將各部分按摩進(jìn)行了獨(dú)立分區(qū)并設(shè)有控制面板，通電狀態(tài)可通過調(diào)節(jié)控制面板實(shí)現(xiàn)獨(dú)立分區(qū)的不同強(qiáng)度按摩，加大了按摩效率。通電狀態(tài)可通過調(diào)節(jié)控制面板實(shí)現(xiàn)獨(dú)立分區(qū)的不同強(qiáng)度按摩，能讓使用者在使用時(shí)更加的舒適、放松，消除了因長(zhǎng)期使用傳統(tǒng)電腦座椅給人體帶來的疲勞和隨之而來的身體傷害。該座椅適用范圍廣，外觀優(yōu)美，實(shí)用性較強(qiáng)，如圖1所示。

圖1 人體工學(xué)分區(qū)獨(dú)立彈簧按摩座椅

2 人體工學(xué)座椅結(jié)構(gòu)

該座椅頸部靠背采用U型設(shè)計(jì)，靠背是活動(dòng)可以調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上加有彈簧按摩鈕，進(jìn)行多穴位按摩。扶手采用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)，將扶手設(shè)計(jì)帶有控制按摩功能的顯示屏及控制按鈕，使用方便快捷并能控制各按摩區(qū)獨(dú)立工作，如圖2、圖3所示。

圖2 U形頸部靠背

圖3 按摩控制板

座椅的靠背按照人體工學(xué)原理，將靠背設(shè)計(jì)成S型，極大提升座椅的舒適程度，同時(shí)將靠背分為4個(gè)獨(dú)立的按摩區(qū)域，并在靠背的四個(gè)區(qū)域后方加有獨(dú)立電機(jī)，并且可在扶手上獨(dú)立控制按摩電機(jī)的開關(guān)和調(diào)節(jié)按摩強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)按摩區(qū)域和按摩強(qiáng)度可獨(dú)立調(diào)節(jié)按摩功能。此外，座椅上裝有的彈簧，打破了傳統(tǒng)座椅必須接通電源才能實(shí)現(xiàn)按摩的特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的輕型按摩，如圖4所示。

圖4 座椅靠背與主體按摩區(qū)域

座椅的底部設(shè)計(jì)采用液壓升降，使座椅的高度可調(diào)節(jié)，方便不同身高的使用者使用；同時(shí)底部采用傳統(tǒng)滾輪式底盤，方便移動(dòng)，適用于更多的場(chǎng)所。座椅的電源控制箱設(shè)置在座位的下方，控制更加方便，如圖5所示。

圖5 升降裝置與底座

3 人體工學(xué)座椅工作原理

人體工學(xué)分區(qū)獨(dú)立彈簧按摩座椅打破傳統(tǒng)座椅的設(shè)計(jì)，將此款座椅設(shè)計(jì)兩種工作方式，分別為非通電狀態(tài)下的主動(dòng)輕型按摩和通電狀態(tài)下的振動(dòng)按摩。非通電狀態(tài)下，座椅上的彈簧受到壓力的作用發(fā)生形變，這時(shí)彈簧會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相反方向的反作用力，座椅上裝有數(shù)個(gè)相同的彈簧，數(shù)個(gè)海綿帽2在彈簧1的作用下與人體接觸，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)輕型按摩且組成人體自然形態(tài)的形狀均勻支撐，提高舒適度的同時(shí)，矯正坐姿，如圖6所示。

圖6 座椅彈簧

通電狀態(tài)下，接通主電源線電機(jī)1由電機(jī)連接偏心輪，開始工作，電機(jī)工作帶動(dòng)偏心輪振動(dòng)裝置2工作進(jìn)而帶動(dòng)區(qū)域連接板傳動(dòng)桿做前后振動(dòng)，傳動(dòng)桿在推動(dòng)彈簧帽內(nèi)彈簧使彈簧帽振動(dòng)，達(dá)到振動(dòng)按摩效果。通過控制面板上的控制按鈕調(diào)節(jié)主動(dòng)按摩控制箱，使四個(gè)區(qū)域能夠單獨(dú)工作或一起工作，由于不同使用者的最佳按摩強(qiáng)度不同，因此，各區(qū)域工作情況將會(huì)通過扶手上的控制顯示屏顯示給使用者，便于記錄以及下一次使用更加方便，如圖7所示。

圖7 座椅靠背內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語

人體工學(xué)分區(qū)獨(dú)立彈簧按摩座椅依照人體工學(xué)原理進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）對(duì)此款座椅進(jìn)行繪制和建模，同時(shí)，人體工學(xué)分區(qū)獨(dú)立彈簧按摩座椅打破傳統(tǒng)座椅的設(shè)計(jì)，將靠背設(shè)計(jì)成S型，對(duì)各部分進(jìn)行獨(dú)立分區(qū)；改變傳統(tǒng)按摩座椅必須通電才能按摩的方式；將傳統(tǒng)辦公座椅和按摩座椅的特性集合于一身，既滿足日常工作的使用需求，還帶有按摩功能，實(shí)現(xiàn)工作按摩兩不誤。座椅上裝有記憶彈簧，根據(jù)不同的坐姿反饋不同的形變，達(dá)到調(diào)整人體坐姿的目的，極大程度上減小了由于坐姿習(xí)慣問題對(duì)人身體構(gòu)成的損傷。人體工學(xué)分區(qū)獨(dú)立彈簧按摩座椅既可作為企業(yè)及黨政機(jī)關(guān)辦公用椅，也適用于家庭、商場(chǎng)等場(chǎng)所，真正實(shí)現(xiàn)一款座椅多種用途的效果。

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