УЗЕЛ СИДЕНЬЯ
SEAT ASSEMBLY

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к узлу сиденья, предназначенному, в частности, для того, чтобы помочь сидящему на нем человеку подняться из сидячего положения, причем данный узел содержит сиденье, присоединенное к основанию и оснащенное подлокотниками. В частности, узел сиденья оснащен средствами наклона для того, чтобы наклонить сиденье из практически горизонтального сидячего положения в стоячее положение, в котором сиденье наклонено вниз по направлению к своему переднему краю, причем узел сиденья оснащен средствами подъема, предназначенными для подъема сиденья вверх, когда оно наклоняется в стоячее положение из сидячего положения, при этом средства наклона и подъема выполнены с возможностью одновременного функционирования через соединительный механизм. В частности, для того, чтобы оказать содействие движению подъема, вызванному действиями самого человека, сидящего на сиденье, за счет использования верхней части тела человека с помощью силы его рук, причем соединительный механизм выполнен с возможностью функционирования хотя бы частично через подлокотники, например, под действием силы, направленной вниз от подлокотников по существу перед поворотным соединением для осуществления движений наклона и подъема.
Настоящий узел сиденья, в частности, предназначен для содействия движению подъема сидящего человека с использованием его силы таким образом, чтобы человек был в состоянии встать без посторонней помощи.
Уровень техники
В настоящее время в продаже, например, имеется инвалидное кресло-каталка для душа, разработанное для указанной выше цели, в котором подлокотники расположены так, чтобы наклоняться одновременно с поверхностью сиденья в направлении вперед к своему переднему краю. Чтобы помочь движению во время наклона при решении рассматриваемого вопроса, и чтобы уменьшить величину используемого усилия, которое необходимо приложить человеку, сидящему на сиденье, поверхность сиденья присоединяется с помощью подпружиненного соединения к опорным конструкциям кресла. Таким образом, рассматриваемое кресло для душа находится в стоячем положении, когда поверхность сиденья наклонена вниз, при котором человек стоит перед коляской спиной, сначала начинает опираться на поверхность сиденья, а затем, когда сиденье начнет опускаться в процессе посадки, оно вдавливается в горизонтальное положение под действием его/ее собственного веса. Когда человек встает с кресла, упругость пружины помогает ему встать из сидячего положения с сиденья.
Рассматриваемое решение - практический шаг в правильном направлении, однако в реальных условиях его недостаточно легко использовать, например, чтобы человек с ограниченными физическими возможностями или человек в возрасте мог справиться полностью с этой задачей, полагаясь только на свои собственные возможности и помощь конструкции. Кроме того, неудобство, связанное с использованием упругости пружины, заключается в том, что требуется ее регулировка в соответствии с весом человека в различные периоды времени, поскольку слишком большая упругость пружины осложнит человеку процесс посадки или же, наоборот, действие пружины будет недостаточным из-за слишком большого веса человека. В общем случае, большая проблема использования рассматриваемого устройства заключается еще и в том, что с точки зрения пользователя данное кресло предлагает только пассивную помощь, поэтому не могут быть задействованы силы самого человека.
С другой стороны, из публикации FI 850635 известно кресло, которое содержит сиденье с подлокотниками, где в соединении с сиденьем предусмотрены средства наклона для того, чтобы наклонять сиденье из по существу горизонтального сидячего положения в стоячее положение, в котором сиденье наклонено вниз по направлению к своему переднему краю, а также присутствуют подъемные средства для того, чтобы переместить сиденье вверх, когда оно наклоняется в стоячее положение из сидячего положения, при этом средства наклона и подъема работают одновременно через соединительный механизм. Чтобы оказать содействие подъему, задействуя силы самого человека, находящегося в сидячем положении, путем использования его/ее верхней части тела с помощью силы рук, соединительный механизм сконструирован для работы, по меньшей мере, частично за счет использования силового воздействия, направленного вниз от подлокотников и, что существенно, приложенного в точку перед поворотным соединением для осуществления наклона и подъема.
Упомянутое выше решение основано на очень сложном соединительном механизме, состоящем из большого количества деталей, в котором используется принцип ножниц, причем одна шарнирная точка является подвижной относительно рамы стула, что связано с используемым принципом ножниц. Таким образом, при исполнении рассматриваемого решения выявляется, что оно является дорогим из-за наличия большого количества шарнирных рычагов и шарнирных точек, принадлежащих этим рычагам. Такой вид рассматриваемого решения не слишком часто применяется на практике, в частности, когда учитывается его назначение, а также когда нужна адекватная надежность при эксплуатации. Кроме того, рассматриваемое решение имеет серьезный недостаток, который заключается в том, что подлокотники слишком сильно смещаются вниз при подъеме, точнее, становятся существенно ниже уровня сиденья, из-за чего человек, когда встает, не может, например, использовать силу своих рук до конца движения из-за того, что подлокотники опускаются слишком низко.
Раскрытие изобретения
Задачей узла сиденья согласно настоящему изобретению является достижение решающего усовершенствования предшествующего уровня техники и решение описанных выше проблем. Чтобы решить эту задачу, узел сиденья отличается тем, что соединительный механизм выполнен по принципу четырехугольного соединения таким образом, что он состоит из одной или более пар шарнирных рычагов, соединенных с сиденьем и поворачиваемых по существу в вертикальной плоскости, причем передний шарнирный рычаг выполнен более коротким, чем второй шарнирный рычаг, чтобы обеспечить одновременные движения наклона и подъема сиденья.
К наиболее важным преимуществам узла сиденья согласно настоящему изобретению могут быть отнесены простота и эффективность его конструкции и функционирования, поэтому при использовании данного узла сиденья может быть задействована собственная сила человека. Когда человек начинает вставать с сиденья, он прежде всего естественным образом наклоняет верхнюю часть своего тела вперед, после чего, надавливая вниз на подлокотники руками, он добивается появления эффективной "толкающей силы" со стороны сиденья, когда сиденье поворачивается под действием момента сил, направленного от подлокотников и действующего во время всего процесса подъема. Благодаря упомянутым выше свойствам узел сиденья согласно настоящему изобретению дополнительно к своему основному назначению может быть также использован в качестве, так называемого, устройства создания напряженности мышц, в частности, для тренировки силы рук или ног. При использовании узла сиденья согласно настоящему изобретению также уменьшается сила, которая необходима для подъема тела благодаря изменению углов в голенях, коленях и бедрах и посредством перемещения вперед центра тяжести тела человека. Кроме этого, угол нижних конечностей переходит в максимально удобное из возможных положений с точки зрения создания усилия большими мускулами бедер.
Прежде всего в узле сиденья все дополнительные шарнирные рычаги и шарнирные точки могут быть исключены за счет использования четырехугольного принципа крепления соединительного механизма, что в результате приводит к созданию очень прочной и долговременной конструкции. В частности, это связано с наличием, в отличие от всех остальных конструкций, фиксированных шарнирных точек. Таким образом, оказывается возможным использовать силу рук, когда человек встает, например, из относительно низкого сидячего положения. Узел сиденья позволяет соразмерно поднимать человека вверх таким образом, что углы между голенями, ногами и бедрами становятся более выгодными (большими), что существенно содействует движению подъема, в частности, человека в плохом физическом состоянии, особенно благодаря тому, что подлокотники постоянно остаются в достаточно высоком положении относительно сиденья.
Другие преимущества осуществления узла сиденья согласно настоящему изобретению представлены ниже в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание графических материалов
Далее в описании подробно раскрыто изобретение со ссылками на приложенные чертежи, где:
На фиг.1 показан вид сбоку предпочтительного принципа работы узла сиденья, где используется четырехугольный соединительный механизм, обеспечивающий одновременное движение наклона и подъема.
На фиг.2 показан вид сбоку узла сиденья, применимого в качестве модуля для модернизации.
На фиг.3 показаны вид сбоку и спереди предпочтительного варианта осуществления узла сиденья, используемого в соединении с сиденьем для унитаза.
На фиг.4 показан вид сбоку другого альтернативного варианта осуществления узла сиденья согласно настоящему изобретению.
На фиг.5 показан вид сбоку другого альтернативного варианта осуществления, показанного, в частности, на фиг.1.
На фиг.6 показан вид сбоку кресла, оборудованного узлом сиденья согласно настоящему изобретению в частично наклоненном положении.
На фиг.7 показан трехмерный вид предпочтительного варианта узла сиденья согласно настоящему изобретению, работающего за счет дополнительной силы.
На фиг.8a-8c показан предпочтительный вариант работы узла сиденья, показанного на фиг.7 в различных фазах работы.
Осуществление изобретения
Изобретение относится к узлу сиденья, предназначенному, в частности, для помощи сидящему на нем человеку подняться из сидячего положения. Узел содержит сиденье 1, находящееся в соединении с основанием A посадочного места и оснащенное подлокотниками 1а. В соединении с сиденьем 1 находятся средства наклона 2, предназначенные для наклона сиденья 1 из по существу горизонтального сидячего положения I в стоячее положение II, в котором сиденье наклонено вниз по направлению к своему переднему краю, а средства подъема 4 предназначены для перемещения наклоненного сиденья 1 вверх в стоячее положение II из сидячего положения I, причем средства подъема и наклона выполнены с возможностью одновременного функционирования через соединительный механизм. В частности, для того, чтобы оказать содействие движению подъема, вызванному действиями самого человека, сидящего на сиденье 1, путем использования его верхней части тела за счет силы рук, соединительный механизм 2, 4 выполнен с возможностью функционирования, по меньшей мере частично, через подлокотники 1а, например, за счет воздействия силы F, направленной вниз от подлокотников 1a по существу перед поворотным соединением N' для осуществления наклона и подъема w'. Соединительный механизм 2, 4 выполнен по принципу четырехугольного соединения таким образом, что он состоит из одной или более пар шарнирных рычагов Np, сочлененных с сиденьем 1 и поворачиваемых в направлении w" по существу в вертикальной плоскости, причем передний шарнирный рычаг Np1 выполнен более коротким, чем второй шарнирный рычаг Np2, чтобы обеспечить одновременные движения наклона и подъема сиденья 1.
Таким образом, когда человек встает с места, оборудованного узлом сиденья, он наклоняет свое тело вперед естественным образом, при этом также происходит перемещение его центра тяжести вперед. После этого он достигает эффективного момента силы F, производимой за счет надавливания на подлокотники 1а вниз, под действием которой сиденье 1 поднимается и наклоняется w' в вертикальной плоскости, "отрывает" его от основания.
В предпочтительном варианте узел содержит, в частности, когда используется вместе со стулом, что показано на фиг.6, промежуточную раму VR, установленную ниже сиденья 1 и находящуюся в соединении по меньшей мере с одной или несколькими параллельными парами шарнирных рычагов Np четырехугольного соединительного механизма 2,4, причем шарнирный рычаг имеет соединение N1 по центру относительно сиденья 1.
В предпочтительных вариантах осуществления, показанных, в частности, на фиг.1-5, соединительный механизм 2,4 выполнен по принципу четырехугольного соединения таким образом, чтобы этот механизм состоял по меньшей мере из двух пар шарнирных рычагов Np, поворачиваемых в направлении w′′ по существу в вертикальной плоскости в одинаковом направлении и был соединен с сиденьем 1 существующими соединениями N′, N1, если смотреть сверху со стороны сиденья 1, с противоположных сторон относительно центральной линии сиденья. В конструкции передние шарнирные рычаги Np1 выполнены более короткими, чем вторые шарнирные рычаги Np2, а положение сиденья 1 изменяется от практически горизонтального сидячего положения I в стоячее положение II, в котором сиденье наклонено вниз по направлению к переднему краю за счет поворота w′′ передних рычагов, а задние рычаги Np1, Np2, соответственно, поворачиваются на эквивалентный угол.
В этой связи, естественно, можно использовать четырехугольный соединительный механизм вместо крестообразно расположенных двух параллельных пар шарнирных рычагов, например двух последовательно используемых шарнирных рычагов, имеющих пластинообразные конструкции и обладающих достаточной шириной в поперечном направлении (этот тип решения не показан).
В предпочтительных вариантах осуществления, показанных, например, на фиг.1-3 и 6, подлокотники 1а расположены так, что передают усилие через вторые шарнирные рычаги Np2 четырехугольного соединительного механизма 2, 4. По этому принципу подлокотники 1а имеют конструкцию проекционного типа, или, иными словами, только задняя часть подлокотников 1a закреплена, подлокотники за счет оседания пропорционально весу, переданному через силу рук, содействуют вставанию человека с основания сиденья. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.1-3, подлокотники соединены неподвижно со второй парой шарнирных рычагов Np2, если вместо варианта осуществления будет использована промежуточная рама VT, как показано на фиг.6, которая поворачивается в вертикальной плоскости между рассматриваемыми деталями.
Кроме того, в качестве предпочтительного варианта осуществления узла сиденья согласно настоящему изобретению, что, в частности, показано на фиг.2 и 6, узел включает раму AR для того, чтобы была возможность использовать узел сиденья в качестве отдельного модуля за счет закрепления тех же фиксирующих средств 3 на посадочном основании А.
В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг.4, подлокотники 1а подвижно соединены задней частью со спинкой стула A соединением N′′, а с другой стороны передней частью подвижно соединены с опорным рычагом 1a1 соединением N′′′, при этом опорный рычаг нижним краем подвижно соединен соединением N′′′ с удлинением второго шарнирного рычага Np2. Когда решение организовано таким образом, то воздействие момента сил на второй шарнирный рычаг Np2 силой, которая направлена вниз от подлокотника, далее осуществляется более эффективно также благодаря тому, что она направлена от подлокотника 1а1 перед точкой поворота N" сиденья 1. С другой стороны, рассматриваемое решение соответствует внедрению шарнирного механизма согласно фиг.1, 2 и 3. Более того, альтернативный вариант осуществления, показанный на фиг.5, по сравнению с осуществлением согласно фиг.4 реализован таким образом, что он перевернут "вверх ногами" относительно шарнира, поэтому здесь шарнирные рычаги Np1 и Np2 перемещаются по часовой стрелке w", что отличает этот вариант от ранее приведенных вариантов. В этом решении оба шарнирных рычага Np1, Np2 фактически соединены с передним краем сиденья с помощью соединений N1.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления узел встроен в основание A, в качестве которого могут выступать сиденье автомобиля, стул, инвалидное кресло-коляска, посадочная платформа, стул для душа, сиденье для унитаза и/или аналогичные им.
Кроме того, в качестве предпочтительного варианта осуществления узла сиденья, в частности, показанного на фиг.7 и 8a-8c, он содержит вспомогательный силовой блок YA, который в качестве привода использует механические средства, рабочую среду, находящуюся под давлением, электрические и/или другие соответствующие рабочие механизмы 5, например, чтобы облегчить наклон и вставание - при перемещении w′ в стоячее положение, а также для того, чтобы облегчить движение человека вниз, который садится на сиденье 1, и для того, чтобы изменить положение сиденья 1 и/или для выполнения другой соответствующей задачи. В этом случае, в соединении с узлом сиденья используются дополнительные управляющие средства 6 для управления функциями вспомогательной силового блока AY.
Кроме того, в узле сиденья предусмотрен накопитель 7 энергии, обеспечивающий автономное функционирование рабочих механизмов 5 от своего независимого источника питания. Более того, накопитель 7 энергии может быть заряжен воздействием нагрузки на сиденье 1 и/или на подлокотники 1a, например, зарядкой накопителя 7 энергии рабочими средами, такими как газ/жидкость, приводящими в действие пружину шарнира, например, когда сиденье 1 на приводимом в качестве примера сборочном узле, показанном на фиг.8a-8c, поворачивается из положения ожидания III, будучи наклоненным вниз к его переднему краю, в горизонтальное положение согласно фиг.8b, а также когда то же самое сиденье опускается вертикально и/или когда используется соответствующим способом.
В этом контексте можно естественным образом организовать вспомогательный силовой блок AY узла сиденья, заменяющий описанные выше варианты осуществления или в дополнение к ним, управляя вспомогательным силовым блоком механически, как это делает человек, который помогает другому человеку, который поднимается, используя ножную педаль, управляя, например, связанными и/или пружинными механизмами и/или электрическими средствами с помощью батареи, аккумулятора и/или сетевого напряжения или гидравлического/пневматического привода, используя, например, давление воды/сжатого воздуха и т.п. Однако упомянутые выше варианты осуществления не представлены подробно на чертежах.
Более того, в качестве предпочтительного варианта осуществления управляющие средства 6 содержат элементы управления, которые представлены в виде встроенных в сиденье 1 элементов, например в подлокотник 1а, и/или управление осуществляется дистанционно, например беспроводным способом, с целью использования рабочих механизмов 5 преимущественно для того, чтобы производить регулируемое подъемное усилие/демпфированное перемещение. показанными или объясненными вариантами осуществления, наоборот, оно может быть модифицировано в пределах основной идеи изобретения, например, за счет различных оснований узла сиденья, используемого в любой момент времени, для присоединения узла сиденья. На приложенных чертежах подробно не показаны средства крепления для присоединения узла сиденья к инвалидной коляске или к подобному ей основанию, потому что подобные варианты осуществления зависят только от опорной системы основания сиденья. В этом отношении можно выполнить присоединение узла сиденья, например, с использованием принципа быстрого крепления, чтобы быстрее выполнить присоединение к инвалидному креслу-коляске. Также очевидно, что узел сиденья согласно изобретению может использоваться вместе с основанием сиденья любого типа, когда есть необходимость в содействии подъему человеку, который на нем сидит. Одним из таких вариантов применений, которое достаточно удобно модифицируется, является, например, автокресло, где узел сиденья может быть оснащен поворотным механизмом для того, чтобы иметь возможность поворота основания сиденья, например, на угол 45-90° вокруг вертикальной оси.