李 明，楊 帆，周鑫磊，方子文，張華錦，張 超

（齊齊哈爾大學 機電工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

古往今來，座椅是生活中人們每天接觸并長時間使用的工具，隨著人們生活水平的提高，對座椅的舒適度有了越來越大的需求?，F(xiàn)有的普通座椅簡單靈活，移動方便。這類椅子可以滿足使用者平常的使用，短時間學習、上網(wǎng)等等。但由于靠背的形狀是類似直板的座椅，長時間使用往往會造成一些健康問題，舒適度不佳?，F(xiàn)有的豪華按摩座椅利用機械的滾動力作用和機械力擠壓來進行按摩。人工推拿按摩能夠疏通經(jīng)絡(luò)，使氣血循環(huán)，保持機體的陰陽平衡，所以按摩后可感到肌肉放松、關(guān)節(jié)靈活，使人精神振奮、消除疲勞，對保證身體健康有重要作用，但市場上如此多的按摩椅都無法克服一個共性的問題：存放不便、占用太多空間、價位過高、類似奢侈品。所以大部分人群還是不能接受的。

1 人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅

人體工學按摩椅的設(shè)計構(gòu)想是將普通辦公、居家座椅與按摩椅相結(jié)合，使其優(yōu)點融合，將市面上的按摩椅無法解決的問題進一步優(yōu)化。

此款座椅從人體工學角度來說，和舒適度肯定是脫不開干系的，那從舒適度層面考慮，人體工學電腦椅的頭枕好、肘部托板位置是活動的，這也是體現(xiàn)其舒適度的一個明顯特點，其次，靠背完全按照人體脊椎形狀所設(shè)計，并采用記憶金屬制成，按照人體工學將彈簧座椅進行獨立分區(qū)，人體接觸區(qū)設(shè)有自動彈性調(diào)節(jié)的彈簧帽，非通電狀態(tài)即可實現(xiàn)人體接觸區(qū)的輕型按摩，隨著使用者的坐姿情況，讓腰、背部得到最舒適的支撐，使舒適度達到最佳。

此款座椅從按摩角度來說，現(xiàn)有按摩椅價格貴、占用空間大、整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、移動不靈活。再設(shè)計后的人體工學座椅上結(jié)合按摩椅加上了自動按摩功能。從各方面考慮簡化了按摩椅的一些功能，消了小腿以及腳部的按摩，保留了腰、背、頸部這些重要關(guān)節(jié)的按摩。

此外，將各部分按摩進行了獨立分區(qū)并設(shè)有控制面板，通電狀態(tài)可通過調(diào)節(jié)控制面板實現(xiàn)獨立分區(qū)的不同強度按摩，加大了按摩效率。將底座按照普通座椅設(shè)計成滾輪式底盤，穩(wěn)定性相對下降了些，但是使用更方便，適用與更多的場所。

圖1 人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅

2 人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅工作原理

人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅，包括：頸部靠板（1）；頸部連桿（2）；頸部調(diào)節(jié)架（3）；背部靠板（4）；肘部滑桿（5）；肘部滑塊（6）；連接板（7）；主動按摩控制箱（8）；升降壓桿（9）；萬向輪（10）；支撐底盤（11）；主電源線（12）；座椅主板（13）；彈簧套管（14）；彈簧帽（15）；肘部托桿（16）；肘部墊（17）；電機（18）；彈簧（19）；偏心輪振動裝置（20）；區(qū)域連接板（21）；通電導(dǎo)線（22）；傳動桿（23）；控制面板（24）；控制顯示屏（25）；控制按鈕（26）。座椅主板（13）底部設(shè)有主動按摩控制箱（8）來調(diào)節(jié)主動按摩功能，在下端設(shè)有液壓升降裝置通過升降壓桿（9）調(diào)整，座椅支撐底盤（11）下配備萬向輪（10）方便移動。座椅主板（13）后端設(shè)有連接板（7）連接背部靠板（4），背部靠板（4）背部頂部設(shè)有頸部調(diào)節(jié)架（3），頸部調(diào)節(jié)架（3）上設(shè)有頸部連桿（2），頸部連桿（2）前端設(shè)有頸部靠板（1），其特征在于：所述的背部靠板（4）上設(shè)有肘部滑桿（5）能使肘部滑塊（6）上下滑動，肘部滑塊（6）左右兩側(cè)設(shè)有L型的肘部托桿（16）并設(shè)有肘部墊（17）；所述的座椅主板（13）、背部靠板（4）和頸部靠板（1）的板面上等間距陣列有數(shù)個彈簧套管（14），所述的彈簧套管（14）內(nèi)部設(shè)有彈簧一端支撐彈簧帽（15）一端頂住椅板（1）、背板（5）和頸枕板（8）的板面上。

通電主動按摩時，接通主電源線（12）電機（18）開始工作，帶動偏心輪振動裝置（20）工作進而帶動區(qū)域連接板（21）傳動桿（23）做前后振動，傳動桿（23）在推動彈簧帽內(nèi)彈簧使彈簧帽（15）振動，達到主動按摩效果。通過控制面板（24）上的控制按鈕（26）調(diào)節(jié)主動按摩控制箱（8），使四個區(qū)域能夠單獨或一起工作，各區(qū)域工作情況通過控制顯示屏（25）顯示。

圖2 人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅整體

圖3 人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅主動按摩機構(gòu)

圖4 人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅控制面板

3 人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅主要結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）頸部靠板與按摩控制面板。頸部靠背采用U型設(shè)計并加有彈簧按摩鈕進行多穴位按摩，U形環(huán)抱頸部并給頸部制造全方位的舒適感。同時扶手帶有控制按摩功能的顯示屏及控制按鈕，能控制各按摩區(qū)獨立工作。操作簡單，所有年齡段均可接受。

（2）靠背主體與按摩區(qū)域。座椅的靠背按照人體工學原理，將靠背（C）設(shè)計成S型，極大提升座椅的舒適程度，同時將靠背分為4個獨立的按摩區(qū)域（背部左右按摩區(qū)（A）、腰部左右按摩區(qū)（B）），并在靠背的后方加有電機，且各個電機可在扶手上獨立控制和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)分區(qū)域的按摩功能。座椅上裝有彈簧，打破了傳統(tǒng)座椅必須接通電源才能實現(xiàn)按摩的特點，來實現(xiàn)主動的輕型按摩。

（3）升降裝置與底座，如圖5所示。座椅的底部設(shè)計采用液壓升降，方便不同身高的使用者使用；同時底部采用傳統(tǒng)滾輪式底盤，方便移動，適用于更多的環(huán)境。座椅的電源控制箱設(shè)置在座位的下方，控制更加方便。

圖5 升降裝置與底座

4 結(jié)語

人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：解決主動按摩的動力部分，采用偏心輪旋轉(zhuǎn)振動原理。由電機連接偏心輪，通電后使其旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成震動推動區(qū)域連接板左前后振動，進而推動區(qū)域里每一根傳動桿走前后運動，傳動桿推動彈簧和彈簧帽做震動，彈簧帽接觸人體達到按摩效果。共分為四個區(qū)域，每個區(qū)域都有獨立電機，并配有控制面板，達到各區(qū)域既能單獨工作又能一起工作。

人體工學分區(qū)獨立彈簧按摩座椅有益效果：根據(jù)普通傳統(tǒng)座椅和豪華按摩座椅相結(jié)合，解決了現(xiàn)有普通傳統(tǒng)座椅舒適度的問題，改進座椅形狀曲線和材質(zhì)，進而使舒適度達到最佳。取消了豪華按摩椅的部分功能但保留其主要功能，解決了占用空間大、移動不靈活，降低了制造成本等關(guān)鍵問題。操作簡單，適用人群廣泛。

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［2］蔡歡.多功能辦公休閑椅的設(shè)計與研究［D］.杭州：浙江工業(yè)大學，2015.

［3］濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［4］李運華.機電控制［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2003.