多功能輔助站立座椅

吳 松 張歡歡 趙家慶 魏玉珠 吳垠舟

上海電機學(xué)院機械學(xué)院 200245

多功能輔助站立座椅

吳 松 張歡歡 趙家慶 魏玉珠 吳垠舟

上海電機學(xué)院機械學(xué)院 200245

設(shè)計了一種新型多功能座椅，通過使用一些純機械結(jié)構(gòu)裝置，使其具有輔助人們站立或平躺的功能，可以使行動不便的人群在一定程度上緩解久臥的不適感。設(shè)計各部分既便于拆裝，節(jié)約能源，低碳環(huán)保。

多功能座椅；升降裝置；平躺功能

隨著人民生活水平的提高和醫(yī)療保健行業(yè)的進步,人口老齡化已成為世界范圍內(nèi)的社會問題。老年人主要的生活障礙是行動不便，步行能力減弱；而長時間坐在座椅中，又會導(dǎo)致肌肉萎縮或背部、臀部產(chǎn)生褥瘡，因而需有一種可以輔助人站立的座椅。

目前市場上主要的輪椅大部分是純折疊式輪椅，或是電動輪椅。折疊式輪椅部分帶有半平躺的功能，但無法輔助人站立，容易造成人長時間處于坐姿導(dǎo)致的身體不適感；而電動輪椅大多是只具有自由移動功能，很少有輔助站立的電動輪椅，且電動意味著必然需蓄電池且消耗能源。總上，我們便設(shè)想設(shè)計一種能實現(xiàn)上述兩種功能結(jié)合且環(huán)保節(jié)能的座椅。

1 總體設(shè)計

本設(shè)計的主要目的在于設(shè)計一種能讓人能在無人輔佐的情況下，自行操作從坐姿轉(zhuǎn)為半站立姿勢，或者由坐姿轉(zhuǎn)為仰睡姿的座椅。雖然該座椅不帶有自由移動功能，但其將輔助站立和平躺功能結(jié)合在一起，且主要目的是適用于放在家中，方便老人或是下肢行動不便的人群在日常生活中可以不局限于整日處于坐姿，而是既有坐姿又有仰睡姿和半站立姿勢，對人的生理機能有很好的保健和護理作用。

本多功能自助站立式座椅有站立功能和平躺功能。其中，站立功能是為了幫助人從座椅上緩慢上升成45度站立姿勢，改善人由于長時間處于坐姿而導(dǎo)致的身體的不適。平躺功能是出于人在使用該座椅時能更多的享受它的舒適度，由坐姿轉(zhuǎn)換為臥姿，方便使用者更好的休息。

最主要一點，本多功能輔助座椅采用純機械的結(jié)構(gòu)改善了使用電動輪椅中帶有蓄電池的累贅和局限性，且座椅各部分既便于拆裝，節(jié)約能源并體現(xiàn)了環(huán)保低碳的設(shè)計理念。

圖1 座椅結(jié)構(gòu)示意圖

2 升降裝置

坐墊升降機構(gòu)包括頂架水平板、兩個側(cè)板、轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)手柄、減速箱、套杯、軸套和絲杠。連接方式:頂架水平板通過普通螺栓固定在坐墊的底部，兩個側(cè)板分別連在頂架水平板的兩側(cè)，轉(zhuǎn)軸穿套在兩側(cè)板中，旋轉(zhuǎn)手柄固定在轉(zhuǎn)軸的一端，減速箱位于兩側(cè)板之間，且減速器中的大錐齒輪通過鍵連接與轉(zhuǎn)軸相通，套杯連在減速箱的底端，絲杠前段的軸承裝在套杯中，且減速器中的小錐齒輪通過螺栓連接在絲杠前端，軸套可旋轉(zhuǎn)地連接在底架上，且軸套與絲杠螺紋連接。

圖2 升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)搖動旋轉(zhuǎn)手柄時，轉(zhuǎn)軸隨之轉(zhuǎn)動，進而通過減速器里的錐齒輪傳動帶動絲杠上升。絲杠上升從而推動坐墊上升，實現(xiàn)升降功能。

3 平躺裝置

本座椅能任意改變靠背、坐墊、掛角三者之間的角度，實現(xiàn)平躺和升起等功能，使人體可以達到一個舒適的位置。通過手搖旋轉(zhuǎn)手柄帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，采用減速箱和軸套實現(xiàn)絲杠的上升，絲杠的上升帶動扶手架上升，扶手架上的坐墊就會上升，即實現(xiàn)本座椅的升起功能。通過連桿把靠背和掛角連接在一起，使靠背向后轉(zhuǎn)，掛角即向前升，從而實現(xiàn)座椅的平躺和升起功能。

圖3 平躺機構(gòu)示意圖

4 結(jié)語

本多功能輔助站立座椅實現(xiàn)了平躺和升起的功能的結(jié)合，用機械的結(jié)構(gòu)取代了采用電動機中蓄電池的累贅和局限性，既便于拆裝又節(jié)約能源，體現(xiàn)了環(huán)保低碳的理念。用人力作為動力，在轉(zhuǎn)動手柄的過程中，活動了手部的肌肉，達到了鍛煉的效果。

以純機械作為設(shè)計主旨，可以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，操作簡單，在設(shè)計時使用了一系列的標(biāo)準件，使得零件的通用性及互換性得到了提高，同時也降低了維修成本，這一系列的優(yōu)點都能利于多功能自助站立式座椅市場化的推廣。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.069

上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動計劃項目(10SC*24)

吳松、吳垠舟、魏玉珠、付睿云為上海電機學(xué)院 機械學(xué)院本科生。