一种基于变胞机构和平行四连杆机构的坐卧椅

本发明涉及坐卧椅装置技术领域，具体而言，涉及一种基于变胞机构和平行四连杆机构的坐卧椅。

背景技术：

随着我国人口老龄化趋势的来临，中国的失能、病态老人数量越来越多。生活中，时常可见伤病者、年迈老人和重症病人，由于他们体力极弱，行动极为不便。尤其老年人患有慢性病如关节炎、腰间盘突出等病症会严重影响老年人的自身运动能力。这些人久卧后，经常无法自主坐立，腰部没有足够的力量支撑身体。与此同时，普通的助老轮椅只能为使用者提供单一的使用姿态即坐姿，使用者无法获得更佳的卧姿休憩体验。

本发明基于变胞机构与平行四连杆机构联动的机械结构，

技术实现要素：

本发明提供了一种基于变胞机构和平行四连杆机构的坐卧椅，实现了坐卧切换的主要功能和辅助安全结构的附加功能，结构简单、易于推广。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于变胞机构和平行四连杆机构的坐卧椅,包括：坐卧椅框架部分、平行四连杆与变胞机构部分、推动机构部分；

所述平行四连杆与变胞机构部分包括：背部支承框架、扶手横杆、扶手连接杆、腿部支承框架、滑轨、平衡轮支承框架、平衡轮；所述背部支承框架、腿部支承框架分别与其各自方位处的扶手连接杆连接，而所述扶手连接杆又与扶手横杆、臀部支承框架之间作铰接，以使得所述扶手横杆、扶手连接杆、臀部支承框架在坐卧椅侧视图方向上形成一平行四连杆机构，且背部支承框架、腿部支承框架分别与平行四连杆机构的两个短边，即两扶手连接杆作刚性连接，随两杆的运动而运动；

所述推动机构用于带动平行四连杆机构开始转动，并带动背部支承框架、扶手横杆、扶手连接杆、腿部支承框架在坐姿和躺姿之间切换；所述坐卧椅框架部分用于支撑所述平行四连杆与变胞机构部分。

在一较佳实施例中：平行四连杆机构内各铰链具有单方向的转动阻力。

在一较佳实施例中：所述坐卧椅框架部分包括：底部滑轮、底部支承框架、滑轨连接杆、支承杆、臀部支承框架；

所述底部滑轮与底部支承框架连接；支承杆的一端与底部支承框架连接，另一端与臀部支承框架连接；滑轨连接杆与支承杆的侧端面连接，为滑轨部件的安装起定位、支架作用。

在一较佳实施例中：所述底部滑轮为万向轮。

在一较佳实施例中：还包括设置在坐卧椅下部的滑轨，所述滑轨的一端面通过滑轨连接杆与坐卧椅框架部分相连接，滑轨的运动方向平行于地面，并可向坐卧椅后方伸出。

在一较佳实施例中：当坐卧椅向卧姿变换时，所述平行四连杆机构内各铰链转动的阻力总是大于滑轨的伸出阻力。

在一较佳实施例中：所述滑轨伸出至最大位移时触发回程阻力卡扣，该阻力卡扣提供滑轨缩回时的阻力，该阻力大于使用者卧于椅上时腿部支承框架、背部支承框架所受的重力载荷。

在一较佳实施例中：所述滑轨另一端面与平衡轮支承框架相连接；

所述平衡轮支承框架上有对应的定位安装孔，可供平衡轮以及主动推杆连接座固定于其上。

在一较佳实施例中：平衡轮支承框架与平衡轮在连接结构中具有缓震结构。

在一较佳实施例中：所述推动机构部分包括：主动推杆、主动推杆连接座、控制开关；

所述主动推杆为一长度可变的推杆，其两端分别通过主动推杆连接座与腿部支承框架、平衡轮支承框架相铰接；所述控制开关安置于所述扶手横杆上，用于控制主动推杆的长度变化。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种基于变胞机构和平行四连杆机构的坐卧椅，基于变胞机构及平行四连杆机构的设计，既保证了整体的结构安全，又节省了不同状态时的占用空间：当坐卧椅呈正常坐姿状态时，主动推杆处于长度最短状态。若需要变换坐卧椅为卧姿，则使用者坐于椅上并通过控制开关使主动推杆伸长。当主动推杆伸长时，主动推杆的两端均具有运动自由度，但由于前述平行四连杆机构部分的铰链在此运动方向上具有转动阻力，且其总是大于设计情况下滑轨结构的伸出阻力，因此主动推杆通过主动推杆连接座带动平衡轮支承框架首先向后伸出达到滑轨最大位移位置并消除该方向上的运动自由度，同时触发回程阻力卡扣。平衡轮支承框架的伸出使得平衡轮接地点后移足够距离，确保坐卧椅结构有足够的支承反力，保证整体的力学安全性。随后平行四连杆机构带动刚性连接于其上的腿部支承框架和背部支承框架，坐卧椅缓慢变成可供躺卧的小床状。

类似的，当坐卧椅呈正常卧姿状态时，主动推杆处于长度最长状态。若需要变换坐卧椅为坐姿，则使用者卧于椅上并通过控制开关使主动推杆缩短。当主动推杆缩短时，主动推杆的两端均具有运动自由度，但由于前述平行四连杆机构部分的铰链在此运动方向上不再具有转动阻力，而平衡轮支承框架缩回时需克服滑轨结构的回程阻力卡扣，且该阻力总大于使用者卧于椅上时腿部支承框架、背部支承框架所受的重力载荷，因此主动推杆通过主动推杆连接座带动平行四连杆结构首先运动，使坐卧椅缓慢变成正常坐姿状态并消除该方向上的运动自由度。随后主动推杆带动平衡轮框架克服滑轨结构的回程阻力卡扣，使平衡轮框架收回节省坐卧椅占用空间，同时坐卧椅恢复为坐姿状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一实施例的坐卧椅在左视图方向的结构示意图，其中坐卧椅处于坐姿状态。

图2是本发明一实施例的坐卧椅在左侧后部方向的结构示意图，其中坐卧椅处于坐姿状态。

图3是本发明一实施例的坐卧椅从坐姿切换至卧姿的整体机构运动过程示意图。

图4是本发明一实施例的坐卧椅从卧姿切换至坐姿的整体机构运动过程示意图。

图标：1-背部支承框架；2-臀部支承框架；3-支承杆；4-主动推杆；5-平衡轮；6-底部滑轮；7，8-主动推杆连接座；9-腿部支承框架；10-铰链；11-滑轨；12-平衡轮支承框架；13-平衡轮弹性连接板；14-底部支承框架；15-滑轨连接杆；16-腿部支承板；17-扶手连接杆；18-扶手横杆；19-背部支承板；20-臀部支承板。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“框架”、“连接”等术语应做广义理解，例如，框架可以是一体化的部件，也可以是独立的零部件通过不同连接方式构成的整体；连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

结合图1至图2，本实施例提供了一种基于变胞机构和平行四连杆机构的坐卧椅，包括：背部支承框架1，臀部支承框架2，支承杆3，主动推杆4，平衡轮5，底部滑轮6，主动推杆连接座7和8，腿部支承框架9，铰链10，滑轨11，平衡轮支承框架12，平衡轮弹性连接板13，底部支承框架14，滑轨连接杆15，腿部支承板16，扶手连接杆17，扶手横杆18，背部支承板19，臀部支承板20。

其中，背部支承框架1，臀部支承框架2，支承杆3，腿部支承框架9，平衡轮支承框架12，底部支承框架14，滑轨连接杆15，扶手连接杆17，扶手横杆18，均为使用不同长度铝型材搭建或单一铝型材切割成合适长度，使得总体结构质轻且便于拆装及搬运

如图1和图2所示，本实施例中的坐卧椅框架部分包括：底部滑轮6、底部支承框架14、滑轨连接杆15、支承杆3、臀部支承框架2，臀部支承板20。底部支承框架14由若干不等长的铝型材搭建而成，为类矩形结构，平行于地面，且其宽度即在坐卧椅横向上的尺寸大于腿部支承框架2在坐卧椅横向上的尺寸，可降低在坐卧椅横向方向上的侧倾风险。底部滑轮6通过螺栓连接在构成底部支承框架14的诸铝型材上，且在螺栓连接结构中添加橡胶垫片(未图示)以获得一定程度的缓冲减震作用。底部滑轮6由此与底部支承框架14构成连接，并可根据实际承重需要增减底部滑轮6的数量或更改其安装位置。支承杆3与底部支承框架14之间刚性连接，垂直于底部支承框架14。支承杆3代指图示中类似的数根支承杆，在本实施例中共有四根支承杆3同类零件。滑轨连接杆15与坐卧椅一侧的两根支承杆3刚性连接，其杆方向垂直于支承杆3而平行于底部支承框架14所在平面。此结构关于坐卧椅纵向中心平面对称，即在本实施例中共有两根滑轨连接杆15同类零件，并以类似的连接方式与支承杆3类零件连接。

类似于底部支承框架14，臀部支承框架2也由若干不等长的铝型材搭建而成，为类矩形结构，其框架平面平行于底部支承框架14，并与四根支承杆3类零件刚性连接。臀部支承板20上有相应于臀部支承框架2形状的圆孔，并以此通过螺栓与臀部支承框架2连接，且该板件具有足够的强度和刚度，能支承使用者的身体重力载荷。

进一步地，底部滑轮6具有朝圆周任意方向转动、驻停的功能，可使坐卧椅实现自如的万向移动，且在各滑轮驻停时能有效地锁停坐卧椅，确保其不发生滑动。

如图1和图2所示，本实施例中的平行四连杆与变胞机构部分包括：背部支承框架1、扶手横杆18、扶手连接杆17、腿部支承框架9、滑轨11、平衡轮支承框架12、平衡轮5、平衡轮弹性连接板13、腿部支承板16、背部支承板19、铰链10。其中背部支承框架1、腿部支承框架9由若干不等长的铝型材搭建而成，为类矩形结构，并分别与其各自方位处的两根扶手连接杆17作刚性连接。类似于前述的臀部支承板20，腿部支承板16、背部支承板19上分别均有相应于腿部支承框架9、背部支承框架1形状的圆孔，并以此通过螺栓与腿部支承框架9、背部支承框架1连接.腿部支承板16、背部支承板19均具有足够的强度和刚度，能支承使用者的身体重力载荷。在实施例中，背部支承框架1、腿部支承框架9通过螺栓分别与两根扶手连接杆17类的零件刚性连接。由此连接后，背部支承框架1与腿部支承框架9随由四根扶手连接杆17类的零件所构成的平行四连杆机构的短边运动而运动。

进一步地，扶手横杆18与扶手连接杆17之间，扶手连接杆17与臀部支承框架2之间通过若干铰链10类零件进行铰接。在本实施例中共使用8个铰链10同类零件，通过铰链10铰接的扶手横杆18、扶手连接杆17、臀部支承框架2构成坐卧椅左右两侧呈平行四连杆状的机构，并兼有实际扶手的功能。本实施例所使用的铰链10具有单方向的转动阻力。当坐卧椅向卧姿变换时铰链转动的阻力较大，且总是大于设计情况下滑轨结构的伸出阻力。

在坐卧椅的后下部分，两滑轨11对称于坐卧椅纵向中心平面放置，两滑轨一面通过螺栓刚性连接于两根滑轨连接杆15上，另一面通过螺栓与平衡轮支承框架12刚性连接。滑轨11在伸出时具有极小的摩擦阻力，而伸出至最大位移时触发回程阻力卡扣(未图示)，该阻力卡扣提供滑轨缩回时的阻力，且该阻力大于使用者卧于椅上时腿部支承框架9、背部支承框架1所受的重力载荷。

类似于前述的若干支撑框架结构，平衡轮支承框架12由若干不等长的铝型材搭建而成，为类矩形结构，其后端通过螺栓固定有平衡轮弹性连接板13。平衡轮弹性连接板13上有相应的孔位供其另一端面与平衡轮5用螺栓进行锁定。平衡轮弹性连接板13由弹性板材制成，其具有足够的强度和刚度，以满足设计要求所提供的承载能力。同时，平衡轮弹性连接板13还能产生一定的形变，其带动平衡轮5的滚动过程中能随平衡轮框架12的直线运动适应地面的不平度变化。

如图1和图2所示，本实施例中的推动机构部分包括：主动推杆4、主动推杆连接座7、主动推杆连接座8，主动推杆的控制开关置于扶手横杆18上，用于控制主动推杆的长度变化，在本实施例中为简化说明省略标示。主动推杆4为一长度可变的推杆，其前端与主动推杆连接座8铰接，其后端与主动推杆连接座7铰接。主动推杆连接座7、主动推杆连接座8通过螺栓分别与腿部支撑框架9和平衡轮支撑框架12刚性连接。

本实施例的坐卧椅的工作方式如下(具体如图3、图4所示)

如图3所示，用户在未使用时，坐卧椅呈正常坐姿状态。此时主动推杆4处于长度最短状态，平衡轮框架也位于最靠近坐卧椅端，以节省坐卧椅整体占用空间。若需要变换坐卧椅为卧姿，则使用者坐于椅上并通过控制开关(省略标示)使主动推杆4伸长。当主动推杆4伸长时，主动推杆4的两端均具有运动自由度，但由于前述平行四连杆机构部分的铰链10在此坐卧椅朝卧姿切换的运动方向上具有转动阻力，且其总是大于设计情况下滑轨11的伸出阻力，因此主动推杆4通过主动推杆连接座7带动平衡轮支承框架12首先向后伸出达到滑轨11的最大位移行程并消除该方向上的运动自由度，同时触发回程阻力卡扣。平衡轮支承框架12的伸出使得平衡轮5接地点后移足够距离，确保坐卧椅结构有足够的支承反力，保证力学安全性。随后主动推杆4继续伸长，通过主动推杆连接座8带动平行四连杆机构开始转动，背部支承框架1、扶手横杆18、扶手连接杆17、腿部支承框架9在此视图方向上均作顺时针转动，进而使坐卧椅整体缓慢变成可供躺卧的小床状。

如图4所示，当坐卧椅呈卧姿时，主动推杆处于长度最长状态。若需要变换坐卧椅为坐姿，则使用者卧于椅上并通过控制开关(省略标示)使主动推杆4缩短。当主动推杆4缩短时，主动推杆4的两端均具有运动自由度，但由于前述平行四连杆机构部分的铰链10在此运动方向上不再具有转动阻力，而平衡轮支承框架12缩回时需克服滑轨11结构内的回程阻力卡扣，且该阻力总大于使用者卧于椅上时腿部支承框架9、背部支承框架1所受的使用者身体重力载荷，因此主动推杆4通过主动推杆连接座8首先带动平行四连杆结构运动，使坐卧椅缓慢变成正常坐姿状态并消除该方向上的运动自由度。随后主动推杆4通过主动推杆连接座7带动平衡轮框架12克服滑轨11的回程阻力卡扣，使平衡轮框架12收回节省坐卧椅下节省占用空间，同时坐卧椅恢复为坐姿状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内。