一种自适应转椅及其工作方法与流程

本发明属于转椅技术领域，具体涉及一种自适应转椅及其工作方法。

背景技术：

目前，办公家具内很多用到转椅，因为其移动灵活，坐感舒适受到办公人员的亲睐。大多数转椅都是通过拨动把手进行调整高度，但这种调整方式，使用者必须离开坐垫才能完成，很不方便。且现有转椅不能实现滚轮的锁定，使用体验不佳。现有座椅的坐垫无法根据使用者的姿势自适应的调整角度，影响使用者的使用体验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自适应转椅及其工作方法。

本发明一种自适应转椅包括座椅组件、缓冲组件、升降组件、底座组件。

所述的座椅组件包括头枕板、座板、靠背板、电动推杆、震动电机、偏心轮、第一光电传感器、第二光电传感器和扶手。所述靠背板的底部与座板固定。靠背板外侧面的顶部固定有电动推杆。电动推杆的推出杆并与头枕板固定。头枕板外侧面的顶部固定有传感器固定板。传感器固定板上固定有第一光电传感器。第二光电传感器的探测头朝内设置。靠背板外侧面开设的通孔内固定有第二光电传感器。第二光电传感器的探测头朝内设置。靠背板外侧面上固定有震动电机。震动电机的输出轴与偏心轮偏心固定。两个扶手的一端与座板的两端分别固定，另一端与靠背板的两端分别固定。

所述的缓冲组件包括缓冲顶板、缓冲底盘、弹簧、缓冲光轴和滑块。所述的缓冲底盘上开设有三个滑槽。所述的三个滑槽沿缓冲底盘的周向均布。三个滑槽与三个滑块分别构成滑动副。三个滑块的顶面上开设的轴承通孔与三根缓冲光轴分别构成滑动副。三根缓冲光轴的顶端端面与三个限位块分别固定。三根缓冲光轴上均套置有弹簧。三个弹簧的顶端与三个限位块的底面分别固定，底端与三个滑块的顶面分别固定。三个限位块均与缓冲顶板的底面构成球面副。缓冲顶板位于座椅组件中座板的正下方。缓冲顶板的顶面与座板的底面构成转动副，且缓冲顶板与座板之间设置有平面轴承。缓冲顶板的底面固定有陀螺仪。

所述的升降组件包括升降板、升降支架、升降光轴、升降电机、丝杠、主动齿轮和升降齿轮。所述升降板的顶面与缓冲底盘的底面固定。升降板与升降光轴的顶端固定；升降光轴的另一端与升降支架构成滑动副；升降板与丝杆的顶端固定；丝杆与升降齿轮中心开设的螺纹孔构成螺旋副；升降齿轮与升降支架构成转动副；主动齿轮支承在升降支架的顶面。升降电机固定在升降支架上。升降电机的输出轴与主动齿轮固定。主动齿轮与升降齿轮啮合。

其中一个扶手上设置有座椅按钮组和头枕按钮组。座椅按钮组包括座椅上升按钮和座椅下降按钮。头枕按钮组包括头枕上升按钮和头枕下降按钮。

所述的底座组件包括中心盘和五个轮架。轮架包括支腿、转轴、转块、滚轮、挡轴、挡板、锁止架、锁止轴、凸轮、连杆、摩擦弧板、踩板和回板。所述的支腿主体呈弧形。支腿外端的底面与转轴构成转动副。转轴的轴线竖直设置。转轴的底端与转块固定。转块的两侧均固定有轮轴。两根轮轴上均支承有滚轮。转块上与轮轴轴线平行的一个侧面固定有挡轴；挡轴的外端与挡板的内侧面固定。挡板采用弹性材料。转块固定有挡轴的侧面上固定有锁止架。锁止架位于挡轴的正上方。锁止架上支承有锁止轴。锁止轴的两端均伸出锁止架外。锁止轴的两端与两块摩擦弧板分别固定。两块摩擦弧板的位置与两个滚轮分别对应。摩擦弧板的内侧面设置有摩擦垫。摩擦垫的材料采用橡胶。锁止轴的轴线垂直于挡轴的轴线。锁止轴上套置有凸轮。凸轮的突起部分与挡板顶部的圆弧面接触。连杆的一端与凸轮固定，另一端与踩板底面的中部固定。踩板顶面靠近转轴的一侧与回板固定。回板与踩板垂直设置。五个轮架内支腿的内端均与中心盘固定。五根支腿沿中心盘的周向均布。

本发明一种自适应转椅还包括控制系统，所述的控制系统设置在缓冲顶板的底面上。控制系统包括蓝牙模块和控制器。控制器与蓝牙模块、电动推杆、震动电机、升降电机、第一光电传感器和第二光电传感器相连。

所述的靠背板呈弧形，且凸弧面朝向内侧。

所述电动推杆的推出杆竖直朝上设置。

所述第二光电传感器的探测头比头枕板顶部端面高1-5mm。

所述震动电机的输出轴轴线与偏心轮输出轴轴线的距离等于固定偏心轮半径的一半。

所述头枕板的内侧面设置有头枕软垫。靠背板的内侧面设置有靠背软垫。座板的顶面设置有坐垫。靠背软垫在与第二光电传感器对应的位置开设有通孔。头枕软垫、靠背软垫及坐垫均为包裹在纺织布内的海绵。

所述的扶手呈l形。

所述的丝杠采用梯形丝杠。

该自适应转椅的使用方法包括滚轮锁解方法、头枕定位方法、久坐提醒方法和座椅升降方法。

滚轮锁解方法如下：

需要锁止滚轮时，用脚踩住并向外翻转踩板，踩板带动锁止轴正转。凸轮的突起部分挤压挡板顶部的圆弧面，使得凸轮的突起部分从挡板的外侧转到内侧。凸轮转动的同时，锁止轴带动摩擦弧板向内翻转，使得摩擦弧板挤压滚轮。

需要解锁滚轮时，用脚后跟顶住并向内翻转回板，回板带动锁止轴反转。凸轮的突起部分挤压挡板顶部的圆弧面，使得凸轮的突起部分从挡板的内侧转到外侧。凸轮转动的同时，锁止轴带动摩擦弧板向外翻转，使得摩擦弧板与滚轮与分离。

头枕定位方法如下：

在第二光电传感器未检测到物体的情况下，座椅上没有使用者，电动推杆收缩至最短状态。

若第二光电传感器检测到物体的情况下，则使用者坐在座椅上。此时，第一光电传感器检测到使用者的头部，电动推杆伸出。电动推杆伸出的过程中，第一光电传感器升高，直到第一光电传感器检测不到使用者的头部，电动推杆停止。

久坐提醒方法如下：

若第二光电传感器检测到物体，且陀螺仪检测到缓冲顶板在一小时内检测到的缓冲顶板的角度变化小于或等于1°。震动电机转动，带动偏心轮转动。偏心轮在转动中会产生震动，提示使用者变换坐姿或起身运动。

座椅升降方法如下：

需要升高座椅组件时，按下座椅上升按钮，升降电机正转，驱动主动齿轮正转。主动齿轮带动升降齿轮正转。升降齿轮转动的过程中驱动丝杠向上滑动，从而撑高座椅组件。

需要降低座椅组件时，按下座椅下降按钮，升降电机反转，驱动主动齿轮反转。主动齿轮带动升降齿轮反转。升降齿轮转动的过程中驱动丝杠向下滑动，从而降低座椅组件。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明中的缓冲组件通过球面轴承、弹簧及滑块的组成，能够实现座椅与水平面的角度变化。使得转椅能够根据使用者的姿势微调坐垫的空间位姿，大大提升了转椅的舒适度。

2、本发明中的滚轮能够锁止，大大增加了转椅在使用中的舒适度。同时，滚轮的锁止和解锁均只需要脚的擦压或后顶即可完成，简单便捷。

3、本发明能够检测使用者的坐姿，若使用者长时间保持统一坐姿，则能够进行提示，有益于使用者的身心健康。

4、本发明通过开有螺纹孔的齿轮与丝杠配合，实现座椅的升降。且梯形丝杠自锁的特性能够保证座椅高度的稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的正面视图；

图3为本发明的侧面视图；

图4为本发明的背面视图；

图5为本发明的俯视图；

图6为本发明中缓冲组件的仰视图；

图7为本发明中缓冲组件的正面视图；

图8为本发明中底座组件的立体图；

图9为本发明中轮架拆去支腿的第一张立体图；

图10为本发明中轮架拆去支腿的第二张立体图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种自适应转椅包括座椅组件、缓冲组件、升降组件、底座组件和控制系统。

如图1、2、3、4和5所示，座椅组件包括头枕板1、座板2、靠背板3、电动推杆4、震动电机5、偏心轮6、第一光电传感器7、第二光电传感器8和扶手9。靠背板3的底部与座板2固定。靠背板3呈弧形，且凸弧面朝向内侧，即座板2所在的一侧。靠背板3外侧面的顶部固定有电动推杆4。电动推杆4的推出杆竖直朝上设置，并与头枕板1固定。头枕板1外侧面的顶部固定有传感器固定板。传感器固定板上固定有第一光电传感器7。第二光电传感器8的探测头比头枕板1顶部端面高3mm，且朝内设置。靠背板3外侧面的正中位置开设的通孔内固定有第二光电传感器8。第二光电传感器8的探测头朝内设置。靠背板3外侧面上固定有震动电机5。震动电机5的输出轴与偏心轮6偏心固定。震动电机5的输出轴轴线与偏心轮6输出轴轴线的距离等于固定偏心轮6半径的一半。头枕板1的内侧面设置有头枕软垫。靠背板3的内侧面设置有靠背软垫。座板2的顶面设置有坐垫。靠背软垫在与第二光电传感器8对应的位置开设有通孔。头枕软垫、靠背软垫及坐垫均为包裹在纺织布内的海绵。扶手9呈l形。两个扶手9的一端与座板2的两端分别固定，另一端与靠背板3的两端分别固定。

如图1、2、3、6和7所示，缓冲组件包括缓冲顶板10、缓冲底盘11、弹簧12、缓冲光轴13和滑块14。缓冲底盘11上开设有三个滑槽。三个滑槽沿缓冲底盘11的周向均布。三个滑槽与三个滑块14分别构成滑动副。三个滑块14的顶面上开设的轴承通孔与三根缓冲光轴13分别通过直线轴承构成滑动副。三根缓冲光轴13的顶端端面与三个限位块分别固定。三根缓冲光轴13上均套置有弹簧12。三个弹簧12的顶端与三个限位块的底面分别固定，底端与三个滑块14的顶面分别固定。三个限位块均通过球面轴承与缓冲顶板10的底面构成球面副。缓冲顶板10位于座椅组件中座板2的正下方。缓冲顶板10的顶面与座板2的底面构成转动副，且缓冲顶板10与座板2之间设置有平面轴承。缓冲顶板10的底面固定有陀螺仪36。

如图1、2和3所示，升降组件包括升降板15、升降支架16、升降光轴17、升降电机18、丝杠19、主动齿轮20和升降齿轮21。丝杠19采用梯形丝杠。升降板15的顶面与缓冲底盘11的底面固定。升降板15与升降光轴17的顶端固定；升降光轴17的另一端与升降支架16构成滑动副；升降板15与丝杆的顶端固定；丝杆与升降齿轮21中心开设的螺纹孔构成螺旋副；升降齿轮21与升降支架16构成转动副；主动齿轮20支承在升降支架16的顶面。升降电机18固定在升降支架16上。升降电机18的输出轴与主动齿轮20固定。主动齿轮20与升降齿轮21啮合。

其中一个扶手9上设置有座椅按钮组和头枕按钮组。座椅按钮组包括座椅上升按钮和座椅下降按钮。座椅上升按钮用于控制升降电机18正转，使得座椅组件升高；座椅下降按钮用于控制升降电机18反转，使得座椅组件降低。头枕按钮组包括头枕上升按钮和头枕下降按钮。头枕上升按钮用于在电动推杆4在非自动控制的情况下控制电动推杆4推出，使得头枕板1升高；头枕下降按钮用于在电动推杆4在非自动控制的情况下控制电动推杆4反转，使得头枕板1降低。

如图1、3、8、9和10所示，底座组件包括中心盘22和五个轮架。轮架包括支腿23、转轴24、转块25、滚轮26、挡轴27、挡板28、锁止架29、锁止轴30、凸轮31、连杆32、摩擦弧板33、踩板34和回板35。支腿23主体呈弧形。支腿23外端的底面与转轴24构成转动副。转轴24的轴线竖直设置。转轴24的底端与转块25固定。转块25的两侧均固定有轮轴。两根轮轴上均支承有滚轮26。转块25上与轮轴轴线平行的一个侧面固定有挡轴27；挡轴27的外端与挡板28的内侧面固定。挡板28采用弹性材料。转块25固定有挡轴27的侧面上固定有锁止架29。锁止架29位于挡轴27的正上方。锁止架29上支承有锁止轴30。锁止轴30的两端均伸出锁止架29外。锁止轴30的两端与两块摩擦弧板33分别固定。两块摩擦弧板33的位置与两个滚轮26分别对应。摩擦弧板33的内侧面设置有摩擦垫。摩擦垫的材料采用橡胶。锁止轴30的轴线垂直于挡轴27的轴线。锁止轴30上套置有凸轮31。凸轮31的突起部分与挡板28顶部的圆弧面接触。连杆32的一端与凸轮31固定，另一端与踩板34底面的中部固定。踩板34顶面靠近转轴24的一侧与回板35固定。回板35与踩板34垂直设置。五个轮架内支腿23的内端均与中心盘22固定。五根支腿23沿中心盘22的周向均布。

如图7所示，控制系统37设置在缓冲顶板10的底面上。控制系统37包括蓝牙模块和控制器。控制器与蓝牙模块、电动推杆4、震动电机5、升降电机18、第一光电传感器7和第二光电传感器8相连。蓝牙模块通过蓝牙芯片进行控制器与用户手机的通讯。

该自适应转椅的使用方法包括滚轮锁解方法、头枕定位方法、久坐提醒方法和座椅升降方法。

滚轮锁解方法如下：

需要锁止滚轮26时，用脚踩住并向外翻转踩板34，踩板34带动锁止轴30正转。凸轮31的突起部分挤压挡板28顶部的圆弧面，使得凸轮31的突起部分从挡板28的外侧转到内侧。凸轮31转动的同时，锁止轴30带动摩擦弧板33向内翻转，使得摩擦弧板33挤压滚轮26。由于挡板28阻碍凸轮31转动，故摩擦弧板33将持续挤压滚轮26，实现滚轮26的锁止。滚轮26锁止后，不会因为使用者身体的移动而滚动，增加了舒适性。

需要解锁滚轮26时，用脚后跟顶住并向内翻转回板35，回板35带动锁止轴30反转。凸轮31的突起部分挤压挡板28顶部的圆弧面，使得凸轮31的突起部分从挡板28的内侧转到外侧。凸轮31转动的同时，锁止轴30带动摩擦弧板33向外翻转，使得摩擦弧板33与滚轮26与分离。由于挡板28阻碍凸轮31转动，故摩擦弧板33不会触碰到滚轮26，滚轮26能够自由滚动。

头枕定位方法如下：

在第二光电传感器8未检测到物体的情况下，座椅上没有使用者，电动推杆4收缩至最短状态。

若第二光电传感器8检测到物体的情况下，则使用者坐在座椅上。此时，第一光电传感器7检测到使用者的头部，电动推杆4伸出。电动推杆4伸出的过程中，第一光电传感器7升高，直到第一光电传感器7检测不到使用者的头部，电动推杆4停止。此时头枕位于适应使用者的状态。

久坐提醒方法如下：

若第二光电传感器8检测到物体，且陀螺仪36检测到缓冲顶板10在一小时内检测到的缓冲顶板10的角度变化小于或等于1°，则认为使用者在过去的一小时里保持同一姿势。震动电机5转动，带动偏心轮6转动。由于震动电机5与偏心轮6为偏心固定，故偏心轮6在转动中会产生震动，提示使用者变换坐姿或起身运动。

座椅升降方法如下：

需要升高座椅组件时，按下座椅上升按钮，升降电机18正转，驱动主动齿轮20正转。主动齿轮20带动升降齿轮21正转。升降齿轮21转动的过程中驱动丝杠19向上滑动，从而撑高座椅组件。

需要降低座椅组件时，按下座椅下降按钮，升降电机18反转，驱动主动齿轮20反转。主动齿轮20带动升降齿轮21反转。升降齿轮21转动的过程中驱动丝杠19向下滑动，从而降低座椅组件。