關于平行雙曲柄機構在家具座椅中的應用

吳浩

摘? ? 要：通過研究發現，當今辦公椅機械結構原理發展趨勢主要有兩大類。第一類為多功能可調節辦公座椅，主要特點為通過機械手柄進行功能調節，改變椅背的傾仰力度，為不同體重的使用者進行;第二類為自適應機械結構原理調節的辦公椅，主要特點為通過簡單而智能的機械結構進行調節，其機械功能原理為平行雙曲柄機構的結構原理實現椅座和椅背的連動，根據曲柄機構上施加的雙扭簧力度來調節使用者自身的重量，不需要調節椅背的傾仰力即可為使用者提供有效的身體支撐。

關鍵詞：人體重量;人體支撐;平行雙曲柄機械結構

1? 前言

隨著座椅產品逐漸成熟，辦公椅不再僅僅局限于普通“坐”的功能，其附加功能越來越多樣化，座椅坐墊、背墊具有加熱吹風的功能，可根據溫度自動調節加熱吹風，使辦公環境更加舒適;座椅的智能化功能，通過一個指令能令會議室的所有座椅能一鍵歸位;座椅安裝氣囊腰托，使用者可根據腰部的舒適度來調節腰脫的位置;高端線控底盤可以滿足不同人體需求實現舒適度調節。當今的辦公工作狀態，越來越追求舒適智能，一些企業員工對于工作的環境要求日益提高，如何讓企業的員工喜歡上工作，是一項重要的研究課題。

2? 平行雙曲柄結構的功能原理特性及應用場景

平行雙曲柄機構是一種典型的四桿機構之一，由曲柄、搖桿、連桿、機架組成。曲柄或搖桿通過直接接觸將預訂的運動傳給從動件。由于曲柄搖桿機構可以實現復雜的運動要求，而且具有結構簡單緊湊的特點，所以廣泛應用于各種自動化機器、儀器和裝配線，例如紡織機械、印刷機械以及一些控制系統等裝置中，廣泛應用著各種類型的曲柄搖桿機構。

具有急回特性的平行雙曲柄機構是常用的四連桿機構，曲柄的轉動使從動件按預訂的運動規律擺動。由于曲柄搖桿的運動特征依賴于曲柄、搖桿、連桿的長度和行程速度比的類型。在常規設計中，為了獲得從動件的預訂輸出運動（位移、速度和加速度），必須合理選擇從動件的類型和機構參數后精確的設計曲柄搖桿的數值參數。

平行雙曲柄機構運動時其連桿作平面復雜運動，連桿上每一點都描出一條封閉曲線-連桿曲線。連桿曲線的形狀隨點在連桿上的位置和各桿相對尺寸的不同變化而不同，連桿曲線形狀的多樣性使他有可能用于描繪復雜的軌跡。

3? 平行雙曲柄機構在家具辦公轉椅中的實現及應用

市場上常規的辦公轉椅的機構有兩種，一種是TG基本傾仰功能（坐背同步運動），另一個是STG同步傾仰功能（坐背關聯性運動）。

基本傾仰功能，即椅背和椅座固定在一體，通過底盤機構實現一定角度的椅背往后傾仰調節，但防傾倒的角度限制，一般傾仰角度較小。用戶在久坐后，使用起來會很累，且無法實現午休的功能。而同步傾仰機構功能（如圖1）原理為椅背和椅座是兩個獨立部件，當椅背往后傾仰到末端，坐墊運動的范圍變化0[°]～3[°]。用戶在使用時，可以將椅背調節到最大角度后鎖定，然后進行午休使用。

市場上常規的STG同步傾仰機構，都會有一個旋鈕手柄，用來調節椅背傾仰力的大小，每個換個人使用不方便，需要重新調節。

而每個用戶存在高矮胖瘦的差異性，一些座椅對于一些身體較胖的人很容易將椅背往后調節傾仰進行休息，另一些座椅對于一些身體較瘦的人，沒辦法往后傾仰，因此坐起來不舒適。經研究，我們發現身體重量和椅背的傾仰力度有直接的關系，而通過平行雙曲柄的結構原理，巧妙的將椅背和椅背進行柔性關聯，使用者坐在坐墊上的壓力，與往后傾仰時的力度能夠有效的進行同步，即實現自適應的同步傾仰機構運動原理。

當用戶使用辦公椅時，只需要調節鎖定和解鎖功能即可，無需通過手柄旋鈕調節椅背的傾仰力，根據人體自身的體重壓力自動調整到對應的傾仰力值，實現最佳的傾仰狀態。

4? 平行雙曲柄機構在座椅中的應用對人體健康帶來的價值及效益

（1）通過自主創新與同業差異化特點增加產品競爭;同時增加設計亮點，提升技術壁壘，控制產品成本，提升產品性價比及材料的環保性、耐用性等。通過對中高端座椅人機研究，從職員椅緊張而長時間的工作壓力，午休時的短暫放松相當重要，我們需重視用戶頭部、頸部、腰部等關鍵部位放松與伸展運動，迎合更多公司辦公使用群體，更有效的適合用戶型坐姿需求，提高工作效率目的。

（2）通過技術的改良創新，將傳統的扭簧壓縮調節傾仰力的座椅機構改良為通過曲柄搖桿調節的自載式調節機構，利用人體本身重量去對多連桿機構進行壓縮，多連桿彈簧壓縮的比例根據不同人群的重量進行自行分配，從而達到自載重調節的功能。

（3）機構功能的智能化，不同體重人群利用自身重量載荷，可自動調節背部的支持力，從而解決了重量大的人群無法提供足夠支撐力和重量輕的人群背靠不下仰的技術難題。

通過對產品背部曲率按照人體自然曲線進行研究，設計出適合人體背部壓感的辦公座椅，大大降低了辦公人群長時間坐立疲勞度，并有效防止了使用者長時間久坐而帶來的腰椎問題;跟座椅機構相關單位共同研發開拓，提升產品在市場銷售帶來的經濟效益。

5? 結論

通過高端線控座椅的開發，增加了座椅舒適度，提升了座椅舒適度調節的便捷性，減少了久坐帶來的腰椎間盤突出，頸椎病等問題，對健康辦公環境作出了一定的貢獻，同時節約了人力成本，優化了結構，突出了產品的差異化，提升了產品的品質及技術門檻，增加了產品賣點，實現了不同體重人群利用自身重量載荷，可自動調節背部的支持力的功能，解決了重量大的人群無法提供足夠支撐力和重量輕的人群背靠不下仰的技術難題。因此，平行雙曲柄機構在家具座椅中的應用在市場開發與應用技術領域上有很廣闊的空間，具有良好的經濟、社會和生態效益，產品在市場上有較強的競爭能力，并且有很好的市場前景。

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