一种旋转支撑系统和包含其的动感座椅技术方案

本实用新型专利技术公开了一种动感座椅，包括座板和支撑所述座板的支撑柱，所述支撑柱上集成有运动系统，所述运动系统能够通过局部旋转而使支撑柱弯曲并控制该弯曲的程度和方向，进而控制所述座板的倾斜程度和倾斜方向；还包括传感系统和控制系统，所述传感系统能测量座椅使用者施加的力的大小；所述控制系统可以控制所述运动系统以使座板执行预定或用户指令的运动模式；从而使人体对座板的运动模式做出相应的抵抗反应；还包括通信系统，所述通信系统能够与电子设备上的应用程序进行无线通信，该应用程序可以跟踪、传输传感器数据，得出用户的健康参数，还能够记录和/或分析处理所述健康参数。数。数。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转支撑系统和包含其的动感座椅


[0001]本技术涉及智能人体工学椅，尤其涉及一种能够主动调节坐姿并锻炼骨盆和/或下背部肌肉的动感座椅。

技术介绍

[0002]座椅是工作、生活中的一种常见物品。对于大部分从事办公室类工作的人而言，每天均会有大量时间需要使用到座椅。目前，已有大量科学研究表面，长期久坐会对人的身体健康产生不利影响，尤其对于人的腰椎、颈椎、背部、盆骨等身体部位的健康，影响显著。原因在于，人在精神高度集中的工作过程中，倾向于长时间保持同一姿势而不运动或调整。
[0003]现有技术中存在一些动态座椅，如WO9916335，JP200552317，WO2019143555等专利文献中均公开了类似的动态座椅方案。这类动态座椅允许使用者在不离开座椅的情况下调整其坐姿，进而避免长时间保持相同的姿势。因而有利于改善久坐对身体产生的不利影响。但是这类动态座椅本质上均是通过非稳定性的座板结构实现动态功能，且需要依赖使用者自己主动运动调整身体重心来实现姿态的改变，例如使用者身体向左倾斜则可以使座板左倾等。但这种动态方案并不能给与使用者良好的用户体验，甚至用户体验较传统座椅更差。原因在于使用者通常会长时间保持同一坐姿专注工作而忘记主动运动，或由于任何一个无心的或下意识的身体重心改变均会导致座板的倾斜，从而导致使用者在没有心理准备的情况下被改变姿态，并产生座椅可能倾倒的错觉。因此，这类动态方案不能让使用者像使用传统座椅一样全身心的投入工作之中。

技术实现思路

[0004]本技术针对上述现有的问题，提出一种动感座椅，本技术的动感座椅能够主动调节座椅的座板的运动方式，并通过座板的运动带动使用者运动，避免使用者长时间保持同一姿势不变；同时，本技术的动感座椅的调节过程对使用者的重心位置不敏感，因此，允许使用者能够像使用传统座椅一样，全身心的投入工作之中。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术提出如下技术方案：
[0006]一种动感座椅，包括座椅本体和支撑柱，所述座椅本体至少包括座板，也可以包括椅背、扶手等常规部件，但需要指出的是，所述椅背和扶手在本技术的技术方案中并不是必须的，本技术所述的座椅也可以是仅包括座板和支撑柱的类似于凳子的形式，为便于表述，本技术中将其统称为座椅。
[0007]所述支撑柱用于支撑所述座板，其大体上呈柱状。其中，所述支撑柱集成有运动系统，所述运动系统能够通过局部旋转而使支撑柱弯曲并控制该弯曲的程度和方向，进而控制所述座板的倾斜程度和倾斜方向。
[0008]所述动感座椅还包括传感系统和控制系统。
[0009]所述传感器控制系统感测座椅底板上的肌力分布，并根据力分布的指示改变座椅倾斜。所述传感系统还能测量座板上与座板运动方向相反的力，该力实质上是人体对运动
的座板施加的抵抗力，以期望将座板重新带回期望的位置，例如水平位置，或使用者根据自身使用习惯而设置的座板位置，或根据程序的设定使座板倾斜或旋转到所预期的位置，本技术中将该位置称为设定位置。可选地，所述传感系统分布在座板底部、支撑柱底部或侧面、座椅扶手和/或座椅靠背。
[0010]控制系统可以控制所述运动系统以使座板执行预定的运动模式；从而使人体对座板的运动模式做出相应的抵抗反应。当抵抗力足够使座板回到设定位置时，座椅将提供反馈信号，所述反馈信号可以是振动、声音信号或其他信号手段。将座板带回到设定位置的抵抗力需要借助使用者的背部肌肉和骨盆肌肉。也就是说，使用者在抵抗座板的运动的过程中，会使自身的背部肌肉和盆骨肌肉得到锻炼。因此，通过辅以适当的控制程序，本技术的动感座椅的座板可以执行例如前后倾斜、侧向倾斜和旋转等多种运动模式，并相应的调动使用者的盆骨肌肉和/或下背部肌肉进行运动，达到按摩、拉伸相应肌肉群的效果。
[0011]所需的抵抗力量、座板的最大运动幅度和不同运动模式之间的时间间隔可由传感器系统检测到的用户活动模式决定。通过适当的算法来选择运动模式和抵抗力。所述动感座椅还可以提供独立于座位的锻炼活动。
[0012]本技术的动感座椅可以与手机、电脑等电子设备上的应用程序进行无线通信。该应用程序可以跟踪和传输传感器数据，得出活动模式、卡路里燃烧量、体重及其他健康参数。所述应用程序能够记录和/或分析处理所述健康参数，例如对不同时期的健康参数进行比较并绘制相应的参数曲线等；这些参数可以在社交媒体上共享。
[0013]所述支撑柱包括设在底部的支撑环和设在所述支撑环上的运动系统；所述运动系统包括与所述支撑环的顶部转动连接的下转环，与所述下转环的顶部转动连接的中转环，与所述中转环的顶部转动连接的上转环及与所述上转环顶部转动连接的座板。所述支撑环、下转环、中转环、上转环及座板之间通过内部设有轴承的轴承转动连接。
[0014]在一些实施方式中，所述各转环为具有连续壁面的管结构，所述连续壁面具有第一高度和第二高度，以使得转环下横截面的旋转轴线与上横截面的旋转轴线不重合；在另一些实施方式中，所述各转环由圆环结构与圆环结构底部周向均匀间隔设置的若干具有不同高度的支架构成，所述电机的输出轴连接至支架，实现转环的独立受控地转动。
[0015]优选的，所述下转环可以相对于支撑环受控转动；所述中转环可以相对于所述下转环受控转动，所述上转环可以相对于所述中转环受控转动，所述座板可以相对于所述上转环受控转动。所述受控转动由若干独立的驱动单元实现。
[0016]所述下转环、中转环、上转环与其底部连接断面的法向轴线之间均存在一个夹角，本技术中定义为断面夹角。当座板旋转至在某一平面内倾斜的角度为α时，所述下转环相对于支撑环轴线旋转角度为σ1，所述中转环相对于下转环与其连接面法向轴线旋转角度为σ2，所述上转环相对于中转环与其连接面法向轴线旋转角度为σ3。为了确保当座椅倾斜角度改变时，座椅使用者不会旋转，作为补偿，座板相对于上转环与其连接面法向轴线旋转角度为σ4。并且σ1、σ2、σ3、σ4满足如下公
[0017]式1的关系：
[0018][0019]其中的旋转显示为旋转向量，在笛卡尔坐标系中，α、β、γ分别为座板在不同方位方向上的倾斜或扭转角度。
[0020]本技术可以通过传统的啮合齿轮或齿轮组传递扭矩和旋转，或通过具有高摩擦系数的滚动元件传递扭矩和旋转。优选的，所述驱动单元包括设在各转环、支撑环和座板上的齿圈和与所述齿圈相配合的电机组构成，所述电机组包括电机和齿轮或齿轮组，所述电机固定在与之匹配的齿圈下部转环或支撑环的内壁上或独立设置的电机支架上。所述齿圈的外壁与各转环、支撑环和座板的内壁固定连接。
[0021]优选的，所述下转环、中转环和座板的底部均设有突出的驱动齿圈，所述中转环的顶部和所述上转环的底部则设有局部啮合的连接齿圈；所述驱动齿圈配合有由与其对应的电机驱动的齿轮或齿轮组，因而可以主动旋转；所述连接齿圈相互啮合，并用于传递旋转动力。
[0022]或者，所有转环和座板的底部均设有突出的驱动齿圈，且所有驱动齿圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转支撑系统，其特征在于：包括支撑柱，所述支撑柱上集成有运动系统，所述运动系统能够通过局部旋转而使支撑柱弯曲并控制该弯曲的程度和方向，进而控制被支撑物的倾斜程度和倾斜方向；所述运动系统包括至少2级可独立旋转的转环和独立的驱动单元，所述转环由若干独立的驱动单元驱动实现所述独立旋转；所述被支撑物可以相对所述转环独立旋转。2.如权利要求1所述的旋转支撑系统，其特征在于：所述独立的驱动单元包括设置在各转环内部的电机，所述电机的输出轴通过连接结构直接连接到所述各转环。3.如权利要求2所述的旋转支撑系统，其特征在于：在至少一个电机与其连接的所述转环之间还设置有万向节。4.如权利要求2所述的旋转支撑系统，其特征在于：所述转环为管状结构，所述管状结构具有第一高度和第二高度，以使得转环下截面的旋转轴线与上截面的旋转轴线不重合；所述电机固定在所述管状结构的内壁上和/或独立设置的支架上；所述被支撑物在任一平面的倾斜角度为0到最大是转环第一高度与第二高度落差形成倾斜角度的四倍。5.如权利要求4所述的旋转支撑系统，其特征在于：所述管状结构具有连续壁面或中断壁面，所述中断壁面的结构可由环形结构和环形结构底部的圆形之间均匀间距设置的不同高度的支架组成。6.如权利要求2所述的旋转支撑系统，其特征在于：通过设置在所述各转环内部或外部的啮合的齿轮或齿轮组传递扭矩和旋转，或通过具有高摩擦系数的滚动元件传递...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海锋涡航空科技有限公司，
类型：新型
国别省市：