专利名称：一种坐具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有保健功能的坐具，尤其是具有防止非平衡和久坐 的坐具。
技术背景供学习、工作和休闲用的各种坐具，如各式坐凳、坐椅、沙发和坐垫、 坐板等有着软、硬结构的坐具，它们都是用一个平衡的坐面来支撑人体保持坐姿的平衡状 态，但人体有意无意的倾斜或欠平衡坐姿，则没有办法帮助端坐或恢复、保持平衡。经常 或长期左右失衡会引发脊柱、颈、腰椎等的侧弯和不正。各种情况下的长时间久坐对健康 也是不利的。
发明内容本实用新型就是使这些坐具具有在左右非平衡坐姿时和长时间坐姿时有 提醒、报知等功能。具体实施方案是利用人体坐姿时主要是以臀部的左右两个对称的有 一定距离的坐骨结节支撑在坐具上，坐具承坐面上也就有两个相应的受力点面部分。人体 端坐时，两个点面所受坐力是相等的，当人体倾斜时，两个点面就产生出坐力差。由布置 在坐具上的坐骨结节承坐面的一层两条片形式或一层多条片形式、左右向并列排布的、每 条片与结节承坐面前后等长的，或两层、两层以上的每层两条片形式的或每层多条片形式 的，以整层左右向呈阶梯形状叠加排列的形式，或两层、两层以上的每层两条片形式的或 每层多条片形式的以每层的排列方向互呈一个角度叠加的、每条片可长于结节承坐面前后 距离形式的结节坐力传感部件直接或间接转换成左右结节坐力的电量值，经处理电路最后 给出声音等信号，提醒端正坐姿，并且利用坐力信号持续的时间来确定是否给出坐姿过久 提醒信号。结节坐力传感部件变换成结节坐力电量的具体方式有两种 一、直接转换方式 :是利用传感部件受力时物理量与电量之间的变化关系直接感应出所受坐力量的大小。形 式有在所有软、硬结构坐具的结节承坐面内，a.排布有一层两片比较宽的传感部件的形 式。b.排布有一层多片窄的传感部件的形式。C.以上a或b形式组成多层的，可是两层、两 层以上每层两片比较宽的或少数个窄的传感部件形式的呈阶梯状左右向叠加的形式(适用 下面所述的软结构传感部件)。d.以上a或b或c形式组成多层的，可是每层的传感部件倾 斜排列成平行四边形、长于结节承坐面前后距离的每条片等长、每层的排列方向互呈一个 角度叠加的形式，(对于a、 b中应用下面所述硬实条片配以压力传感器形式的须是上层的 压力传感部件两端移动到下层左或右传感部件两端上，上部压力传感器的承受力对应传给下部的压力传感器，左右两边的压在填补层上)。两片比较宽的传感部件的a形式的， 是将分别处于两片传感部件上的左、右结节坐力等量成左右两个电量；多片窄的传感部件 的b形式的，两结节可左右向随意的压在传感部件上，利用电路逐个提取传感电量，分理 出左右两个集中的量；呈阶梯状左右向叠加的c形式的，也是为了减小或克服一层两片比 较宽的或一层较少个窄的传感部件形式左右向的拘谨、不自由，分别检测每层的坐力状态 ，有一路平衡信号，即不报警。采用d形式的可增大坐具左右向的可乘坐角度，但两侧将 有三角非测压区。
二、间接转换方式在一硬实四角平板坐面上，或可得到左右侧边 压力值的机械电子式、电子式平面、平台式重量测量器具上并列有一层或多层，每层多个 条片形结节坐力点面左右向位置的压力传感部件，在平板坐面下四角处各垫有一个压力传 感器，将以上三部分以平板下的或测量器具下的四个压力传感器或传感撑脚置于硬实承坐 面上、框架上、支腿上或任一可放置的平面上使用，如椅子、凳子、炕面或石台上，可与 坐具成一体，也可单独随处使用，左侧一组，右侧一组，用以获取左右向两个分开的侧边 的压力值，(等效于两个硬实条片传感部件分开并列)。将测得的两侧边压力值或总重力 值与每层的两个结节坐力点面的位置信号送入计算、比较、判断电路，可等效于杠杆的受 力情况，间接获得两节点处的坐力差值或其它是否平衡的参数。多层的如直接转换方式中 的d所述，这里也可以比喻说是由左右向重叠排列的多层坐力点位置传感部件分别旋转一 个方向排列，互呈一个角度叠加的形式。上述方案中每个条片坐力传感部件可采用的两 种形式有软结构形式与硬实条片配以压力传感器的结构形式。软结构形式的传感部件可 应用于以上两种方案中的所有形式和条件，尤其是坐垫类软结构坐具上使用。此类传感部 件是由材质、弹性和厚度均匀一致的电绝缘的弹性膜、片材料层与导电层和保护层组成。 具体形式有弹性膜、片材料层附合有膜、片形电阻压变金属材料层的压变电阻式；弹性 膜、片材料层的两面附合膜、片形金属层或其它导电材料层的变极距电容式；或者弹性膜 、片材料层下附合膜、片形导电层或平面、抗压的其它型感应线圈层，或者再在弹性膜、 片材料层的上面附合有膜、片形导电层或电磁场吸收、感应材料层的感应电路内部产生的 电磁场的或感应于外部环境电磁场的电感应式。每层材料都要满足耐压耐弯折的要求，且 两层之间各处需粘合、缝缀、吸附或真空包装等紧贴附合。利用弹性体受力部分厚薄变化 引起电阻、电容变化或结节吸收、传感电磁强弱的变化，来反应坐力的大小和变化。电容 式和电感式还可是多层交替附合式，外层接地或不接地，接地用以屏蔽电路，不接地或上 下附有电磁场吸收、感应材料层的用以外感式的来匀衡感应外部电磁场。硬实条片配以 压力传感器结构形式的传感部件应用于有硬实承坐面或框架的坐具上，多条片窄的传感部件可是每个条片担压在前后两端各一个的压力传感器上，又一同担压在硬实承坐面或框架 上，也可以是拉力带连接在坐具前后端上各一个的拉力传感器上，坐力量取前后两个传感 器的和。适用于上述方案二中的每个硬实条片坐力点位置传感部件还可以是一端轴固定， 另一端担压简单的常开式触点开关或是拉力带的一端连接在坐具前端，另一端连接在坐具 后端上固定的拉力传感器上；两条片比较宽的硬实条片传感部件形式的是每条片四角垫 有压力传感器，或是每片宽拉力带四角连接在坐具前后端上固定的四个拉力传感器上，或 者就是两个并列的平台式或平板式重量或压力测量器具。上述方案中每片坐力传感器的 宽度需根据人体坐骨结节的大小、两结节之间的距离和传感部件内各层以及上下所有保护 、隔离层的软硬、厚薄决定。实际结节有效坐力点面2的大小与左右两坐力点面间距3的大 小随整个坐面的软硬、厚薄不同成相反变化。两片传感部件形式中的每片的宽度参照所有 人体中最大结节的左右长度和最大间距的结节间的距离值，应能满足一个有效坐力点面2 的内侧位于两传感器分界线时，另一个有效坐力点面2的外侧位于该片传感器的外侧边线 以内，即每片宽度大于或等于一个有效坐力点面2的左右长度4加上左右两个有效坐力点面 之间的距离3;多片传感部件形式中的每片的宽度应参照所有人体中最小间距的结节间的 距离值，当每片宽度小于或等于左右两个有效坐力点面之间距离3的二分之一，即传感部 件的个数大于或等于结节承坐面的左右宽度除以左右两个有效坐力点面之间距离3的二分 之一时，两个有效坐力点面2位于左右向任意位置，都将至少有一片传感部件不受触压， 此未受触压的电量值用以区分开左右两部分触压信号电量值，可供模拟电路或模数混合电 路区分、比较处理。对于这一多片传感部件形式，在比较精度降低一点的情况下，每片的 宽度可以大于左右两个有效坐力点面之间距离3的二分之一，如最大选至四分之三时，两 个有效坐力点面2位于左右向任意位置时，可视为有一片传感部件不受触压或不共同触压 同一片的偶数个传感片受触压的两种情况，可供有信号存储、计算、程控功能的电路以未 受触压的电量值区分开或偶数个电量值各取一半的方式提取左右两部分触压信号电量值； 对于阶梯形叠加形式的要求是，当两个有效坐力点面2挪出一层两片传感部件形式的左右 向正常位置时，正好或已经进入到另一层的左右向正常位置内，应参考所有人体中最小间 距的结节间的距离值，每层之间错开的距离应该小于或等于左右两个有效坐力点面之间的 距离3。以上每片传感器的宽度选择还需将人体左右向旋转度的允许量考虑在内。多层叠 加中的两层叠加的，形如X状，左右两侧角度最小可是90度，层数越多角度越小， 一般最 多有三层即可，如方凳等可随意坐的，可是分别以方面的四个方向垂直排列的两层坐力传 感部件。结节有效坐力点面是除了对差值累积影响不大、可不计的，或压合不了位置传感开关的外圈浅压深部分外的内圈部分，与结节大小、体重、传感部件和坐具所用的衬垫 材料、保护包装层有关。在坐具的前端设有非坐力传感边缘区的软、硬适当的，可凸起 点的托垫部分6;或坐具前低后高；或前薄后厚，用以减小结节前端肢体的影响。两片传 感部件形式的，可在坐具左右边设有凸起边缘10限制左右向位置；或设计有初始坐力非平 衡告知电路；或依靠小型坐具本身的左右宽度来限制左右向的位置。本实用新型的基本 提醒、报知功能有两种左、右非平衡报知和坐姿过久报知。非平衡差值累积到一个阀值 时或阀值维持一定时间报警，累积到阀值的时间长短取决于差值的大小，无差值或差值过 小或随时的反向差值给于的对抗累积或泄放都会等到坐姿过久报警的到来。此累积值可在 坐力消失后存储记忆一段时间，供一段时间内恢复的坐力继续累积。坐力信号的有无和断 续的时间控制着坐姿过久计时器，短暂消失过程后可继续累积计时。另外，增加左右坐力 或左右侧边压力加和、计数和显示电路，可实现称重和计、定时的功能。本实用新型与 现有的各类型坐具相比，可使它们具有更好的学习、工作和休闲中的保健功能，利于健康 。所提供的技术方案针对坐具采用单向条片并列、检测方式，较传统矩阵点面式平面压力 检测在形式上，处理过程上简单、可靠、成本低、应用形式多。坐力传感出的电量处理， 报知方案合理。能良好的实现功能，满足使用要求。
图l是多片软结构传感部件形式的坐具平面结构与其上结节有效压痕的 上示图。图2是阶梯状左右向叠加软结构形式坐具的左右向横切面与坐具上部结节的示 意图。图3是方式一中一层两片比较宽的软结构传感部件坐具的多层共用形式实施例的 弧线形逐层剖开的左上方看的结构示意图。图4是方式一中一层多片窄的软结构传感部
件坐具的多层共用形式实施例的曲线形逐层剖开的右上方看的结构示意图。图5是方式二 实施例的右上方看的结构示意图。图中l.传感部件或内部中间导电、感应层，2.有效 坐力点面，3.有效坐力点面之间的距离，4.有效坐力点面的左右长度，5.坐具后部电路部 分，6.坐具前端托垫部分，7.传感部件外保护层，8.弹性电介质层，9.中间层的外部导电 或感应层，IO.左右限位凸起，ll.坐具外电路部分，12.坐骨结节，13.空隙填补层，15. 重力、压力称量器具，16.重力、压力传感撑脚或传感器，17.硬实坐面，18.宽片软结构 传感部件。
具体实施方式
本实用新型的第一个具体实施例如图3所示，是第一种转换方式的 一层两片比较宽的软结构变极距电容式压力传感部件的坐垫。坐垫外形呈前宽后窄的梯形 ，在每片两极板电容的一边多加有一介质层和极板层(极板层可以是附合有绝缘层的导电 层)，组成五层的，且采用每片传感部件除中间层外，都是4层每层整个共用、 一体整装完成排布的方式，加上、下外部保护层共有七层结构。中心层是压力电量感应极板l，其 上下两层是电介质层8，至少一层是弹性层，两介质层外是另一接电路地电位的极板9，由 此两层共同做为一个极板，用抽空密封包装方式与其内三层紧贴附合，屏蔽内外电磁干扰 ，最外是坐垫的上下本体结构层7，传感部件两端是空隙填补层13，左右端设有坐力点限 位凸起IO，前端是托垫部分6，后端是电路和电路与传感部件联接处5。电路用简单的摸拟 差动放大电路、得出比较信号后积分，由积分信号、坐力信号计时触发的方式。 第 二个具体实施例如图4所示，也是软坐垫形式。与第一个实施例相比，除了是采用多片窄 的中间传感部件、电路部分不同和无限位凸起10及外观不同外，在传感部件的形式、层数 和结构、包装上都相同。坐力感应极板l是多片中的一片，电路部分ll联接于垫外。在每 次扫描过程中，给每片传感部件分配同样多个交流电量，将传感回的电量滤波、放大出两 坐力量，以中间无信号的电量做区分、分配的开关信号，放大的两坐力量积分后用于比较 电路，每个传感部件的积分量取放大后的坐力量的十分之一以下，以能充分累积、提取每 片受压传感部件上的感应量，提高比较精度。此实施例可制做最薄，左右尺寸最大的坐具 。
第三个实施例可参见图3、图4。是坐力点面影响内部传感部件感应外部环境电磁场 强弱的形式。可是一层两片或多条片的形式，除了两介质层外的导电层9不接电路地电位 、需要有处理宽量级感应电压的输入级给出不削波的比较电量外，所有内外结构、形式、 处理电路等都可等同于实施例1或实施例2。 第四个实施例如图2所示，是第一个实施例 中两个内部五层一体附合包装成的整个坐力传感部件18左右向阶梯形叠加成一体，上、下 两层左右向移开的距离小于或等于左右两个结节12的有效坐力点面之间的距离。两侧的空 隙处填有与传感部件相同硬度的材料13。上、下是保护外层7。逐层提取坐力电量比较值 ，有一个平衡值，则不累积差值电量。第五个实施例如图5所示，是第二种转换方式。 硬实坐面17上置有一个平板式电子秤15，秤面上排列有多个硬实条片形结节压力点左右向 的位置传感部件l，左、右两端的传感条片平行且位于秤底左、右两端的前后两个压力传 感脚或传感器16连线的正上方。每片传感条片一端固定在坐面前端左右向的同一个轴杆上 ，每片另一端分别担压在坐面后端各自的触点式常开压力开关上，上面有保护层7，电路 部分ll置于坐面以外。将左右两端的传感条片互相视为支点，以支点上的传感条片为零向 对方排序刻度传感条片，两结节所压合的传感条片在每个方向上都有两个总刻度数中的分 数值，由电路计算比较出两个分数值，电子秤测量的每端压力等于两结节处的坐力与各自 压合传感片分数值的乘积的和，即每端压力等于两个坐力再此端分力的和。比较信号时如 两坐力相等，就有电路算出的左、右端压力比值等于左向两个分数值的和与右向两个分数值的和的比值，两比值如不相等，即是不平衡状态。每个结节压合多个传感片时，取中间 数值。最具代表的优选实施例是第2个实施例。所有实例可用振动、感应或压力开关启 动电路，可采用间歇工作的方式。
权利要求权利要求1一种坐具，形如椅子、凳子、沙发和坐垫等有着软、硬结构的用具，其特征是在其结节承坐面有前后一体，并列排布的条片形式的坐力传感部件，有坐力处理、比较、计、定时和极限触发及报知电路。
2.根据权利要求l所述的一种坐具，其特征是传感部件是一层两 条片或一层多条片、左右向并列排布的、每条片与结节承坐面前后等长的形式；或两层、 两层以上的每层两条片形式或每层多条片形式的以整层左右向呈阶梯形状叠加排列的形式 ;或两层、两层以上的每层两条片形式或每层多条片形式的以每层的排列方向互呈一个角 度叠加的、每条片可长于结节承坐面前后距离的形式。
3.根据权利要求l所述的一种坐具，其特征是每条片坐力传感部 件可是压敏电阻膜、片附合有弹性层的形式；可是导电膜、片附合有弹性介质层的变极距 电容式；可是附合有弹性层的电磁感应导电膜、片或电感线圈或者再在弹性膜、片材料层 的上面附合有膜、片形导电层或电磁场吸收、感应材料层的电感式。
4.根据权利要求l所述的一种坐具，形如椅子、凳子等有着硬实承 坐面或坐面框架的用具，其特征是；每条片坐力传感器部件可是硬实窄条片担压在坐具前 、后端上各一个的压力传感器上，或是窄拉力带两端连接在坐具前、后端上各一个的拉力 传感器上；可是硬实宽条片，每片担压在四角处的压力传感器上，或是宽拉力带每片的四 角连接在坐具前后端上固定的四个拉力传感器上，或者每片是平面式重力测量器具。
5.根据权利要求1或3所述的一种坐具，其特征是电容或电感式的 ，每条片坐力传感部件可是五层的，每层之间有粘结剂层或连线缝缀结构或是真空紧贴的 状态，可是自成一体，并列排布应用的形式，可是五层的，采用四层整个共用的、 一体整 装的排布方式。
6.根据权利要求l所述的一种坐具，其特征是在一硬实四角平板 坐面上或重量测量器具上并列有一层或多层，每层多个条片形结节坐力点面左右向位置的 传感部件，平板坐面下四角处各垫有一个压力传感器，将四个压力传感器或传感脚置于椅子、凳子的硬实承坐面上、框架上、支腿上组合成一体或单独形成一硬实结构的坐垫，有 坐力点位置计算、比较和两边侧压力计算、比较及计、定时、极限触发及报知电路，有或 没有总压力计算电路。
7.根据权利要求6所述的一种坐具，其特征是坐力点位置传感部件 可是硬实条片前端固定在轴杆上，后端担压在触点式常开压力开关上；可是拉力带的一端 连接在坐具前端，另一端连接在坐具后端上固定的拉力开关上。
8.根据权利要求1或6所述的一种坐具，其特征是坐面上前端可有 一与承坐面左右等长的托垫部分，电路部分可有左右坐力或左右两侧压力相加、和数值显 示或报知电路。
专利摘要一种坐具，形如椅子、凳子、沙发和坐垫等。在承坐面用不同方式并列排布有一层或数层、每层排列方向可不同、每层个数可不同、每个宽窄和软硬及型式可不同的条片形的坐力传感部件，承坐面外有相应的电量处理、判断、告知等电路，用以检测臀部左右两个坐骨结节的坐力差值及坐力的有无、大小及持续的时间等情况，以此反应坐姿的状态，具有一般坐具没有的防止非平衡坐姿和长时间久坐的报知功能。
文档编号G01L1/20GK201227029SQ20082030113
公开日2009年4月29日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者丁桂芝 申请人:丁桂芝