具有分体式椅座的助力躺倚式升降椅的制作方法

本申请要求2016年12月12日提交的美国临时专利申请第62/432,727号的优先权权益，该申请的公开内容在此全部引入作为参考。

本发明总体上涉及一种升降椅，并且更具体地涉及一种具有躺倚能力的升降椅。

背景技术：

传统上，助力升降椅通常包括用于帮助伤残人员和那些需要帮助进出椅子的人员的电动升降机构。更具体地，电动升降机构在固定的基部组件与可移动的椅子框架之间被互连。在授予lapointe的美国专利第4,993,777号中公开了这种助力椅的一个示例。

有些助力椅还包括单独的连杆机构，该连杆机构用于允许就坐者选择性地致动可伸出的搁腿组件和/或产生椅座组件在“直立”位置与“躺倚”位置之间的躺倚角移动。然而，提供这种多功能组合的许多助力椅需要使用多个马达来驱动(即，推动)单独的联动装置，这导致极大且昂贵的椅子单元，同时仍然具有有限的躺倚选择。此外，这种助力椅通常并入驱动机构，该驱动机构采用动力“驱动”功能(即，用于伸出搁腿件、升起椅子和/或使椅子倾斜)和用于使椅子返回到正常就座位置的动力“返回”功能。

授予lapointe等人的美国专利第5,730,494号公开了一种采用单个致动器的助力升降椅。该升降椅采用具有托架的线性致动器，其中托架相对于基部向后移动以将升降椅从其直立位置升起。托架向前移动以将椅从其竖直位置移动到其tv位置和完全躺倚位置。授予murphy的美国专利第8，783，764号中讨论了采用单个致动器的另一种升降椅。

授予lipford的美国专利第7,540,565号讨论了另一种助力升降椅，该助力升降椅采用“分离式”椅座。当椅子上升到升起位置时，椅座的前部枢转以从后向前倾斜。这种移动可以为就坐者提供支撑表面，以使就坐者易于从椅子上起身。

本领域技术人员将理解，可能需要具有改进功能的另外的椅子设计。

技术实现要素：

作为第一方面，本发明的实施例涉及一种座椅单元，包括：基部，该基部被构造成搁置在基础表面上；框架，该框架包括相对的扶手；靠背；椅座，该椅座包括前部和后部；搁脚件；升降机构，该升降机构可枢转地附接到基部、框架和椅座；升降驱动单元，该升降驱动单元附接到升降机构；倾斜机构，该倾斜机构可枢转地附接到椅座和靠背；倾斜驱动单元，该倾斜驱动单元附接到倾斜机构；搁脚件机构，该搁脚件机构可枢转地附接到基部和搁脚件；和搁脚件驱动单元，该搁脚件驱动单元附接到搁脚件机构。升降机构被构造成控制框架、椅座和靠背在直立位置与升起位置之间的移动，在所述直立位置，靠背大致是直立的，椅座的前部和后部是大致水平的，搁脚件大致是直立的并被定位在椅座的下方，并且靠背、椅座和框架处于第一高度，在所述升起位置，靠背是大致直立的，并且椅座的后部是大致水平的，并且靠背、椅座的后部和框架处于高于第一高度的第二高度，并且椅座的前部被大致竖直地设置。倾斜机构被构造成控制靠背和椅座在直立位置与躺倚位置之间的移动，靠背相对于水平方向的角度在所述在躺倚位置时比在直立位置时小。搁脚件机构被构造成控制搁脚件在直立位置与伸出位置之间的移动，在所述伸出位置，搁脚件被大致水平地设置并被定位在椅座的前方。

作为第二方面，本发明的实施例涉及一种座椅单元，包括：基部，该基部被构造成搁置在基础表面上；框架，该框架包括相对的扶手；靠背；椅座，该椅座包括前部和后部；搁脚件；升降机构，该升降机构可枢转地附接到基部、框架和椅座；升降驱动单元，该升降驱动单元附接到升降机构；倾斜机构，该倾斜机构可枢转地附接到椅座和靠背；倾斜驱动单元，该倾斜驱动单元附接到倾斜机构；搁脚件机构，该搁脚件机构可枢转地附接到基部和搁脚件；和搁脚件驱动单元，该搁脚件驱动单元附接到搁脚件机构。升降机构被构造成控制框架、椅座和靠背在直立位置与升起位置之间的移动，在所述直立位置，靠背是大致直立的，椅座的前部和后部是大致水平的，搁脚件是大致直立的并被定位在椅座的下方，并且靠背、椅座和框架处于第一高度，在所述升起位置，靠背是大致直立的，并且椅座的后部是大致水平的，并且靠背、椅座的后部和框架处于高于第一高度的第二高度，并且椅座的前部被大致竖直地设置。倾斜机构被构造成控制靠背和椅座在直立位置与躺倚位置之间的移动，靠背相对于水平方向的角度在躺倚位置时比在直立位置时小。搁脚件机构被构造成控制搁脚件在直立位置与伸出位置之间的移动，在所述伸出位置，搁脚件被大致水平地设置并被定位在椅座的前方。搁脚件机构与升降机构分离成使得升降机构的操作不会使搁脚件相对于基部移动。搁脚件机构与倾斜机构分离成使得倾斜机构的操作不会使搁脚件相对于基部移动。

作为第三方面，本发明的实施例涉及一种座椅单元，包括基部，该基部被构造成被搁置在基础表面上；框架，该框架包括相对的扶手；靠背；椅座，该椅座包括前部和后部；搁脚件；升降机构，该升降机构可枢转地附接到基部、框架和椅座；升降驱动单元，该升降驱动单元附接到升降机构；倾斜机构，该倾斜机构可枢转地附接到椅座和靠背；倾斜驱动单元，该倾斜驱动单元附接到倾斜机构；搁脚件机构，该搁脚件机构可枢转地附接到基部和搁脚件；和搁脚件驱动单元，该搁脚件驱动单元附接到搁脚件机构。升降机构被构造成控制框架、椅座和靠背在直立位置与升起位置之间的移动，在所述直立位置，靠背是大致直立的，椅座的前部和后部是大致水平的，搁脚件是大致直立的并被定位在椅座的下方，并且靠背、椅座和框架处于第一高度，在所述升起位置，靠背是大致直立的，并且椅座的后部是大致水平的，并且靠背、椅座的后部和框架处于高于第一高度的第二高度，并且椅座的前部被大致竖直地设置。倾斜机构被构造成控制靠背和椅座在直立位置与躺倚位置之间的移动，靠背相对于水平方向的角度在所述躺倚位置时比在直立位置时小。搁脚件机构被构造成控制搁脚件在直立位置与伸出位置之间的移动，在所述伸出位置，搁脚件被大致水平地设置并被定位在椅座的前方。升降机构与倾斜机构分离成使得靠背与基础表面之间的角度在升降机构的操作期间基本上不会该变。搁脚件机构与升降机构分离成使得升降机构的操作不会使搁脚件相对于基部移动。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的躺倚式升降椅的的侧视图，其中该升降椅被显示处于其直立位置；

图2是图1的椅子处于升起位置的侧视图；

图3是图1的椅子的侧视图，其中示出了靠背处于躺倚位置且搁脚件处于伸出位置；

图4是图1的椅子处于直立位置的俯视图；

图5是图1的处于直立位置的椅子的升降机构、倾斜机构和搁脚件机构的侧视图；

图6是图1的处于升起位置的椅子的升降机构、倾斜机构和搁脚件机构的侧视图；

图7是图1的椅子的升降机构、倾斜机构和搁脚件机构的侧视，其中示出了靠背处于躺倚位置且搁脚件处于伸出位置；

图8是图1的处于直立位置的椅子的升降机构和倾斜机构的侧视图；

图9是图1的处于升起位置的椅子的升降机构和倾斜机构的侧视图；

图10是图1的椅子的升降机构和倾斜机构的侧视图，其中示出为靠背处于躺倚位置；

图11是图1的椅子的搁脚件机构处于其收回位置的侧视图；以及

图12是图1的椅子的搁脚件机构处于其伸出位置的侧视图。

具体实施方式

下面将参照附图更具体地描述本发明。本发明不旨在被限于所示出的实施例；相反，这些实施例旨在向本领域技术人员充分和完全地公开本发明。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。为了清楚起见，一些部件的厚度和尺寸可能被夸大。为了简洁和/或清楚起见，可能不会详细描述公知的功能或构造。

除非另外指明，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应当理解，除非在本文中明确定义，否则诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与其在相关领域的情况中的含义一致的含义，并且不应当以理想化或过于正式的含义被解释。

另外，为了易于描述，在本文中可以使用诸如“下方”、“以下”、“下”、“上方”、“上”等空间相对术语来描述一个元件或特征与图中所示的另一(一个或多个)元件或特征(一个或多个)的关系。应当理解，空间相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件此时将被定向为在其它元件或特征“上面”。因此，示例性术语“下方”可以包括上下两个方向。装置可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在本文所使用的空间相对描述可据此被解释。

本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。如本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该或所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示之外。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整体(integer)、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。如本文所用的，表述“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目的任意组合和所有组合。

在使用时，除非另外说明，术语“附接”、“连接”、“互连”、“接触”、“联接”、“安装”等可以表示元件之间的直接或间接附接或接触。

另外，本文所述的座椅单元的一些部件(特别是其机构)在此被图示为一系列可枢转地互连的连杆或构件。本领域技术人员将理解，连杆或其它部件之间的枢轴可以采用多种构造，例如枢轴销、铆钉、螺栓和螺母组合等，这些构造中的任何一种都可适用于与本发明一起使用。而且，如本领域技术人员所理解的，连杆本身的形状和构造可以改变。此外，在一些实施例中，一些连杆可以被完全省略，并且在一些实施例中可以包括额外的连杆。

现在参照附图，图1至图4中示出了整体由附图标记10表示的躺倚式升降椅。该椅子包括放置在基础表面上的基部12、框架14、椅座16、靠背18以及后搁脚件20a和前搁脚件20b。这些结构与一对倾斜机构21、一对搁脚件机构19和一对升降机构23(参见图3)互连。这些部件将在下面更详细地讨论。

现在参照图3和图4，基部12包括一对侧导轨24和在侧导轨24之间延伸的三个横向构件26a、26b、26c。两个脚部22安装到每个侧导轨24的下侧。升降致动器安装支架28安装到最后面的横向构件26a，并且搁脚件安装支架33安装到横向构件25b。盖35安装在侧导轨24上方并被横向导轨35a跨越。

仍然参照图3和图4，框架14包括扶手29和横跨扶手29的后面板31。每个扶手29都包括内面板40和外面板42，所述内面板40和外面板42由间隔件41分隔开，从而在每个扶手29内形成空腔43。

参照图2、图3和图4，椅座16被分成前部202和后部204。后部202具有位于横向构件208的顶部处的平台206。横向构件208固定到安装面板210，该安装面板210又固定到扶手29的内面板40。角支架212附接到横向构件208的下侧。椅座连杆214固定到每个角支架212。椅座16的前部204具有安装在角支架218上的平台216。角支架218在枢轴222处可枢转地附接到连接支架220；连接支架220固定到后部202的角支架212的前端。装饰物(未示出)覆盖在平台206、216上。

升降机构23被构造成使椅子10在直立位置(图1、图4、图5和图8所示)与升起位置(图2、图6和图9所示)之间移动，其中在所述直立位置，靠背18是大致直立的，并相对于水平方向限定第一靠背角度，椅座16的两个部分204、204是大致水平的，并且搁脚件20a、20b被收回到椅座16的下方；在所述升起位置，框架14和椅座16被升高，且椅座的后部202大致保持水平，而椅座16的前部204大致是竖直的。为了清楚起见，将首先相对于升起位置描述升降机构23(图2、图6和图9)。

此外，升降机构23中的每一个都与另一个升降机构23关于竖直平面p成镜像(见图4)，其中所述竖直平面从椅子10的前部延伸到后部并在扶手29之间居中。为了简洁起见，本文仅描述一个升降机构23，且应理解，该讨论同样可应用于其镜像升降机构23。

现在参照图6和图9，升降机构23包括安装到小构件26d和横向构件26c的上表面的升降安装板44。后升降连杆36在枢轴38处可枢转地安装到升降安装板44。前升降连杆32在枢轴34处可枢转地安装到升降安装板30。前升降连杆32和后升降连杆36中的每一个都从其各自的枢轴34、38向上并稍微向后延伸至具有各自的椅座连杆214的枢轴50、52。

升降致动器54在枢轴55处可枢转地安装到升降致动器安装支架28。致动器54包括马达56、从马达56向前并向上延伸的套筒57、以及可收回到套筒57中并可远离套筒57伸出的杆58。杆58的前端在枢轴60处附接到支架61，该支架61固定到横向构件62。横向构件62的每一端都附接到固定到每个后升降连杆36的支架63。此外，牵引连杆64的一端在枢轴65处可枢转地附接到前升降连杆32，并在枢轴66处可枢转地附接到角支架218。

如图1、图5和图8所示，在直立位置，前升降连杆32和后升降连杆36从其各自的枢轴34、38与升降安装板44一起向后延伸。升降致动器54的杆58被收回到套筒57中。牵引连杆64从枢轴65向上并向前延伸，以支撑椅座16的前部204的前端，使得前部204是大致水平的并与后部202对齐，以形成平滑的、水平设置的就座表面。升降机构23通过升降安装板44上的销44a与前升降连杆32的后边缘之间的相互作用被保持在该位置。

为了将椅子10从图1、图5和图8的位置移动到图2、图6和图9的升起位置，椅子10的就坐者致动升降致动器54(通常通过与升降致动器54相关联的远程控制箱、控制台、手持单元等)。升降致动器54的致动使杆58从套筒57伸出，这迫使后升降连杆36绕枢轴38顺时针(从图1、图5和图8的有利位置)枢转，并使椅座连杆214(进而椅座16的后部202)相对于基部12升高并向前移动。椅座连杆214的移动导致前升降连杆32绕枢轴34顺时针枢转。当前升降连杆32枢转时，牵引连杆32的存在绕枢轴222顺时针拉动角支架218(并因此拉动椅座16的前部204)，从而使椅座16的前部204相对于后部202旋转至大致竖直的方位(见图2、图6和图9)。当杆58完全伸出时，向升起位置的移动停止。

值得注意的是，当椅子10移动到升起位置时，靠背18通常保持其相对于基部12和椅座16的前部的角度取向。没有角运动可防止椅子在升起移动期间“倾斜”或“投掷”就坐者离开椅子10的感觉。而且，椅座16的前部204的枢转可便于从椅子10上下来。

现在参考倾斜机构21，倾斜机构21中的每一个都与另一个倾斜机构关于平面p成镜像。为了简洁起见，本文仅描述一个倾斜机构21，应该理解的是，该讨论同样可应用于其它倾斜机构21。另外，将首先相对于完全躺倚位置(图3、图7和图10)描述倾斜机构，以便更容易地显示该倾斜机构的各个连杆的互连。

倾斜机构21包括成角度的后柱160，该后柱160固定到靠背18。后柱160的前端在枢轴162处附接到椅座连杆214的后上端。支架164固定到后柱160的后下端；横向构件166在椅子10的任一侧在支架164之间延伸。后柱延伸部168固定到后柱160的下端，并从后柱160的下端向前且向下延伸。而且，具有狭槽176a的控制连杆176在枢轴178处附接到后柱160，该枢轴178与横向构件166大致共线。安装在椅座连杆214上的销214a被容纳在狭槽176a中。

倾斜致动器170包括马达172和从套筒173伸出的杆174。杆174在枢轴175处附接到后柱延伸部168。马达172通过枢轴177附接到支架179，该支架179固定到最前面的横向构件208。

在图1、图5和图8的直立位置，后柱160的上端是大致直立的，其为了舒适稍微向后倾斜。杆174从套筒173伸出。控制连杆176从枢轴178向下且向前延伸，使得椅座连杆214上的销214a被定位在狭槽176a的下端中。

为了使靠背18相对于椅座16从图1、图5和图8的直立位置朝向图3、图7和图10的躺倚位置倾斜，椅座10的就坐者致动倾斜致动器170(通常通过以上相对于升降机构23描述的类型的远程装置)。杆174收回到套筒173中，从而向前拉动后柱延伸部168的下端。这种运动使后柱160绕枢轴162逆时针枢转，这使后柱160和所附接的靠背18相对于椅座连杆214和所附接的椅座16倾斜。当控制连杆176充分地向前且向下移动使得销214a撞到狭槽176a的上端时，倾斜运动停止。

值得注意的是，倾斜装置21被构造成允许靠背18相对于水平方向倾斜到足够小的角度(例如0到35度)，以使得该靠背18为就坐者提供舒适的睡眠姿势。这种能力可以使椅子10特别适用于医疗保健设施、退休设施等。还应注意的是，倾斜机构21可以使靠背18在图1、图5和图8的直立位置与图3、图7和图10的完全躺倚位置之间处于任何所需的角度。

现在参照图3、图7和图12，搁脚件机构19将搁脚件20a、20b与框架14互连(为了描述清楚，图3、图7和图12示出了处于其伸出位置的搁脚件20a、20b)。与升降机构23和倾斜机构21类似，搁脚件机构19中的每一个都与另一个搁脚件机构19关于竖直平面p成镜像。为了简洁起见，这里将仅描述一个搁脚件机构19，应当理解，该讨论同样可应用于其镜像升降机构23。

如图7和图12中最佳地示出的，搁脚件适配器68固定到升降安装面板44。上搁脚件摆动连杆72在枢轴74处附接到椅座适配器66的前部，并从椅座适配器66的前部向下且向前延伸。下搁脚件摆动连杆76在枢轴78处附接到搁脚件适配器68，该枢轴78位于枢轴74的后面和下面；下搁脚件摆动连杆76从枢轴78大致向前延伸。上搁脚件伸出连杆80在枢轴82处附接到下搁脚件摆动连杆76的前端，并从下搁脚件摆动连杆76的前端向前且向上延伸。此外，上搁脚件伸出连杆80在枢轴84处附接到上搁脚件摆动连杆。下搁脚件伸出连杆86在枢轴88处附接到上搁脚件摆动连杆的前端，并从所述上搁脚件摆动连杆的前端向上且向前延伸，且与上搁脚件伸出连杆80大致平行，其中该枢轴88位于枢轴84的上方和前方。前搁脚件支架90被大致水平设置，并且在枢轴92处附接到下搁脚件伸出连杆86。前搁脚件稳定连杆89在枢轴94处附接到前搁脚件支架90。前搁脚件20b安装在外搁脚件支架90上。后搁脚件支架96的前下端在枢轴91处附接到前搁脚件稳定连杆89。下搁脚件伸出连杆86位于枢轴98处。在其相反的端部处，后搁脚件支架96支撑前搁脚件20a，并且还在枢轴99处附接到上搁脚件伸出连杆80。后脚凳支架96也在枢轴97处可枢转地附接到下搁脚件伸出连杆86。

仍然参照图3、图7和图12，椅子10包括线性致动器112，该线性致动器112在后搁脚件20a和前搁脚件20b的收回位置与其伸出位置之间驱动后搁脚件20a和前搁脚件20b。致动器112包括马达114和可伸缩杆118。马达114在枢轴50处附接到安装到横向构件25b上的凸耳50的上端。致动器112的杆118在枢轴122处附接到突出支架146，该突出支架146从位于下搁脚件摆动连杆76之间的横向构件148延伸。

如图1、图5和图11所示，在收回位置，致动器112的杆118收回。因为杆118处于其收回位置，所以由上搁脚件摆动连杆72、下搁脚件摆动连杆76以及上下搁脚件伸出连杆80、下搁脚件伸出连杆86形成的缩放连杆机构被折叠在椅座14下方，从而将搁脚件20a定位在椅座16的前部的下方，并将搁脚件20b在竖直方向上定位在椅座16的正前下方。

为了将搁脚件20a、20b从图1、图5和图11中的收回位置移动到图3、图7和图12中的伸出位置，椅子10的就坐者致动致动器112，这使得杆118开始远离马达单元114伸出，从而围绕枢轴78逆时针驱动下搁脚件摆杆76。下搁脚件摆动连杆76的旋转迫使上搁脚件伸出连杆80向前，这又绕枢轴74逆时针拉动上搁脚件摆动连杆72。而且，下搁脚件伸出连杆86比上搁脚件伸出连杆80向前移动得更多，使得后搁脚件支架96绕枢轴97逆时针旋转。后搁脚件支架96的旋转使得后搁脚件20a从竖直方向旋转到水平方向。

而且，下搁脚件伸出连杆86的伸出和后搁脚件支架96的旋转迫使后搁脚件支架96的下端向前。该动作迫使前搁脚件稳定连杆89向前，这使前搁脚件支架90伸出并旋转，进而使前搁脚件20b伸出并旋转到椅座16前方的大致水平布置。

在所示的实施例中，所有的升降机构、倾斜机构和搁脚件机构是分离的，因此可以彼此独立地移动。可以设想，升降致动器、倾斜致动器和搁脚件致动器(或除了所示线性致动器之外的驱动单元)中的两个或三个可以由共用装置(作为示例，具有多个拨动按钮或操纵杆以单独致动致动器中的每一个的单个手持装置)致动。而且，在一些实施例中，可以包括切断或安全开关或类似的致动阻挡器，以在升降机构23被致动时防止倾斜机构21和/或搁脚件机构19移动到倾斜位置或伸出位置。此外，这种安全开关可以被配置成使得只有倾斜机构21处于直立位置并且搁脚件机构19处于收回位置时，升降机构23才能被致动(即，只有在椅子10处于图1所示的状态，椅子10才能移动到升起位置)。

还值得注意的是，当椅座16和靠背18从直立位置移动到升起位置时，搁脚件机构19和搁脚件20a在基部12上保持处于收回位置，并且不能被升起。这样，当椅座16和靠背从升起位置被降下到直立位置时，由于就坐者借助于升降机构23自己就座，因此搁脚件20a、20b已经不挡道并且不会对就坐者造成威胁。

以上是对本发明的说明，而不应被解释为对本发明进行限制。尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员将容易地认识到，在本质上不背离本发明的新颖性教导和优点的情况下，可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都旨在包括在本发明的如权利要求书中所限定的范围内。本发明由所附权利要求书限定，且权利要求书的等同物包括在其中。