一种座背同步联动装置及座椅的制作方法

本发明涉及一种座椅，具体地说是涉及一种座背同步联动装置及座椅。

背景技术：

椅类产品定位中，不搓背跑腰和重力自适应一直是产品往高端发展的一个功能重点；目前的同类产品实现上述功能的机构大多在椅身两侧即扶手位置。扶手必须包裹或者遮挡住机构，需要大的扶手覆盖件来遮挡机构，大大增加了产品的开发费用，限制了同一机构外形的发展，且外形整体走势改变有限。

因此，有必要通过研发底盘式的机构，在保证座椅运动时不搓背跑腰的同时，设计一款机构底盘化，把所有的机构藏在坐垫下，且具有通用性，无论外形如何升级，都能够使产品系列化变得简单，成本低，使产品在竞争中更有优势。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中靠背倾倒机构成本高，结构复杂，体积大，外形升级需要同时对座椅进行改进升级，不具有通用性等问题，而提供一种通用性好，成本低，开发周期短，包装体积减小靠背起倒的同时不搓背不跑腰及重力自适应的座背同步联动装置及座椅。

本发明实现其第一个发明目的所采用的技术方案是：

座背同步联动装置，包括：

座框，实现坐、靠功能的基础部件；

背架，设置在座框的后端并作为沿座框前后倾仰的背部支撑靠件；

托盘，设置在座框下方并用于支撑座框以及连接椅子底座组件；

齿轮传动机构，设置在托盘内，响应于背架的后仰运动并向前移动；

连杆机构，所述连杆机构与托盘转动连接，并且连杆机构前后分别与座框前部和齿轮传动机构传动连接，将齿轮传动机构向前移动的推力转换为抬起座框的驱动力；

后摆机构，所述的后摆机构分别与托盘、座框后部铰接；座框、后摆机构、托盘以及连杆机构组成四连杆机构。

该座背同步联动装置的主要原理就是通过齿轮齿条的啮合运动以及大小齿轮之扭矩按比传导，再配合辅助的机构，实现靠背的起倒且不搓背跑腰及重力自适应。人坐在座框上，向后靠背架，背架向后倒，然后通过齿轮传动机构、连杆机构将力传递给座框，这样使座框前部抬起，由于座框后部设有后摆机构，座框、后摆机构、托盘以及连杆机构组成四连杆机构，所以座框后部也跟着抬起。人的重力同时施加在座框上，连杆机构会给齿轮传动机构一个反作用力，这个力最终会体现在靠背上，使靠背有一个反方向的复位力。实现不同体重的人靠背回馈的力度不一样即重力自适应的同时，靠背相对人体不搓背不跑腰。

该座背同步联动装置，通过对齿轮传动机构的全新研究设计，保证座椅在运动时不搓背跑腰的同时，把所有的机构藏在坐垫下方，而且齿轮传动机构采用双齿轮传动，配合连杆机构能够有效实现座架抬高的要求，并且不会出现跳齿现象；使椅子在起倒时不搓背不跑腰以及重力自适应，缓解长期坐躺疲劳。同时靠背倾倒齿轮传动机构作为一个整体安装在座框下方，能够实现通用化，这样的结构可以使靠背座框扶手都成为单独的一个部件，通过靠背扶手等其它零部件的模块化，不影响其他外形的设计及后期版本升级影响，大大节约了开发费用，缩短同类产品开发周期。同时使部件生产相对独立，可采用模块化的拆装方式，使产品可定制化，包装体积减小，节省产品生产和运输过程的成本，具有可观的经济效益。

作为优选，所述的齿轮传动机构包括背架连接架、中间座，以及：对称设置在中间座两侧的齿条导轨、靠背齿轮和同轴设置的双齿轮，所述的齿轮导轨左右对称设置在托盘内并与托盘固定连接，双齿轮两侧通过双齿轮轴分别与中间座、齿条导轨转动连接，所述的双齿轮与齿条导轨相啮合的同时通过双齿轮轴与齿条导轨滑动连接；靠背齿轮两侧通过齿轮轴分别与中间座、齿条导轨转动连接，所述的靠背齿轮与双齿轮相啮合的同时又通过齿轮轴与齿条导轨滑动连接；所述的背架连接架设置在托盘的后端，并且背架连接架与靠背齿轮固定连接，背架连接于背架连接架上；中间座与靠背齿轮、双齿轮同步前后滑动，连杆机构后端与中间座铰接。齿轮传动机构设置为上述结构，双齿轮与导轨齿条啮合可转动的同时在齿条导轨上前后移动，靠背齿轮和背架连接架紧固安装再整体安装在齿条导轨上后，使靠背齿轮和双齿轮啮合的同时在齿轮导轨上前后移动，当背架连接架转动时，因为双齿轮与齿条导轨直接的啮合关系一起向前运动，因为靠背、背架安装在背架连接架上，靠背倒下时使中间座向前运动再通过连杆机构抬起座框，解决了搓背跑腰的问题。

作为优选，所述的托盘包括托盘底罩和托盘上盖，所述的齿轮导轨左右对称设置在托盘底罩内侧并与托盘底罩固定连接，所述的托盘上盖盖设在托盘底罩上端并且托盘上盖与座框固定连接。

作为优选，所述的齿条导轨包括导轨座及与导轨座并排设置且固定连接的齿条，导轨座与托盘固定连接，齿条与双齿轮中的一个齿轮啮合，在导轨座上设有滑动导槽，齿轮轴与双齿轮轴均插置在滑动导槽内。导轨座为齿轮轴、双齿轮轴提供了前后移动的导向，而齿条则为双齿轮提供前后移动的导向。

作为优选，所述的双齿轮包括有大齿轮和小齿轮，大齿轮与小齿轮在周向方向保持相对固定，所述的大齿轮与齿条相啮合，所述的小齿轮与靠背齿轮相啮合。双齿轮同步转动，大齿轮是为了实现与齿条导轨啮合，而设置小齿轮是为与靠背齿轮相啮合，大、小齿轮间具有传动比，从而实现前后带背架移动实现前后倾仰。

作为优选，所述的齿条与滑动导槽平行设置，并且滑动导槽设置在齿条上方。

作为优选，所述的双齿轮通过设置在双齿轮轴上的导轨滑轮与滑动导槽滑动连接。这样使得可以减少摩擦，使沿齿条导轨滑动更为顺畅。

作为优选，所述的靠背齿轮整体呈扇形结构并且前后设置有齿轮端和连接端，所述的齿轮端上的齿沿齿轮端的端面设置并与双齿轮中的一个齿轮啮合，齿轮轴设置在连接端上，且齿轮轴上设置有与滑动导槽滑动连接的滑动轮。靠背齿轮的上述结构是为了能够带动背架向前移动并且实现背架前后倾仰。

作为优选，背架连接架为倾斜设置，且背架连接架包括基板，基板的两侧向上延伸有侧板，两个侧板的前端各自向中部延伸有第一挡板，第一挡板与侧板、基板围成第一插槽，靠背齿轮的连接端插置在第一插槽内并且所述连接端的侧面通过螺丝与侧板连接固定，在侧板上还设有供齿轮轴穿过的洞孔。靠背齿轮的连接端插置在第一插槽内使得其与背架连接架保持相对固定不会发生相对转动，再进一步通过螺丝与侧板连接，实现进一步固定。

作为优选，两个侧板的后端各自向中部延伸有第二挡板，第二挡板与侧板、基板围成第二插槽，背架的下端插在第二插槽内。这样又方便背架与其相连。

作为优选，齿轮轴和双齿轮轴之间连接有防跳齿连杆，防跳齿连杆的两端分别与齿轮轴、双齿轮轴相套接。设置防跳齿连杆，由于大、小齿轮有一定传动比，靠背要完全倒下去，齿轮需要向前行一段距离，在齿轮啮合过程中向前行走过程中为了避免出现跳齿，设置一防跳齿连杆。

作为优选，所述的连杆机构包括支撑座、第一连杆和第二连杆，所述的支撑座固定在托盘底罩的中间位置。支撑座用于为第一、第二连杆提供支撑与转动支点。

作为优选，所述的第一连杆中部与支撑座上端转动连接，第二连杆的后端与中间座铰接，第二连杆前端与第一连杆后端铰接，第一连杆的前端与托盘上盖铰接。中间座前后移动时，带动第二连杆转动，进而驱动第一连杆绕支撑座转动，实现座框的升降。

作为优选，所述的中间座包括两个间隔平行的侧部板，所述的侧部板基本垂直于托盘底面设置，两个侧部板上端通过顶板相连，连杆机构后方与中间座的侧部板铰接，齿轮轴与双齿轮轴的一端连接于侧部板上。中间座为钣金折弯而成，结构简单、成本低又可以满足基本功能。

作为优选，两个侧部板下端向外侧延伸有底板，底板外侧边向上延伸有与侧部板平行的翻边，齿轮轴与双齿轮轴同时连接翻边。翻边与侧部板不仅可以对齿轮轴、双齿轮轴的一端提供更稳固的支撑，翻边与侧部板之间还形成了避让空间，在垂直于齿轮轴运动方向使得连杆机构与双齿轮之间有效避开，两者不会发生干涉。

作为优选，所述的座框下方与连杆机构配合设置有对座框抬起、落下起到辅助作用的伸缩机构。伸缩机构则是为了能够辅助推动实现连杆机构的伸缩进而带动背架的前后倾仰的移动，在使用过程中使伸缩更加平稳，不会有突兀感。

作为优选，伸缩机构的前端与座框前端铰接，伸缩机构的后端与背架铰接。

作为优选，所述的伸缩机构为一气杆,气杆的推杆的前端与座框前端铰接，气杆的座部与背架下端铰接。

作为优选，所述的后摆机构包括对称设置在托盘两侧后方的托盘后摆杆，托盘后摆杆的上下两端分别与座框后部、托盘铰接。这样使得座框后部跟随座框前部一同升降。

作为优选，所述的后摆机构包括对称设置在托盘两侧后方的托盘后摆杆，托盘后摆杆的上下两端分别与托盘上盖、托盘底罩铰接。这样的结构可以使托盘底罩与托盘上盖、托盘后摆杆和连杆机构形成四连杆机构，当靠背倒下时，齿轮传动机构带动靠背向前移动并旋转，同时连杆机构通过中间座的驱动，使托盘上盖向上运动。

为了增加连接强度，使两侧的托盘后摆杆保持同步运动，作为优选，两个托盘后摆杆之间连接有横杆，横杆的两端与托盘后摆杆下端相连。

作为优选，横杆与托盘后摆杆为一体连接成型。

一种座椅，包括如上所述的座背同步联动装置，在座框上装配有座垫或网布，在背架上装配有座垫或网布。

本发明的有益效果是：该座背同步联动装置，保证座椅在运动时不搓背跑腰的同时，把所有的主体机构藏在坐垫下方，集成于托盘内并作为一个整体安装在座框下方，能够实现通用化，这样的结构可以使靠背座框扶手都成为单独的一个部件，通过靠背扶手等起他零部件的模块化，不影响其他外形的设计及后期版本升级影响，大大节约了开发费用，缩短同类产品开发周期。同时使部件生产相对独立，可采用模块化的拆装方式，使产品可定制化，包装体积减小，节省产品生产和运输过程的成本，具有可观的经济效益。

附图说明

图1为本发明座背同步联动装置的一种结构示意图；

图2为本发明座背同步联动装置的一种分解图；

图3为本发明中齿轮传动机构和连杆机构的一种分解图；

图4为本发明座背同步联动装置的原理图；

图5为本发明的一种半剖结构示意图；

图6为本发明另一角度的半剖结构示意图；

图7为本发明第三种角度的半剖结构示意图；

图8为本发明座背同步联动装置的一种初始状态图；

图9为本发明座背同步联动装置的一种倾倒过程图；

图10为本发明座背同步联动装置的一种倾倒状态图；

图11为本发明中座椅的一种结构示意图；

图中：1、座框，2、背架，4、齿轮传动机构，5、连杆机构，6、后摆机构，7、背架连接架，8、齿条导轨，9、双齿轮，10、靠背齿轮，11、托盘底罩，12、托盘上盖，13、大齿轮，14、小齿轮，15、齿条，16、滑动导槽，17、齿轮端，18、连接端，19、齿轮轴，20、滑动轮，21、防跳齿连杆，22、中间座，23、气杆，25、双齿轮轴，26、支撑座，27、第二连杆，28、托盘后摆杆，29、倾斜插槽，30、插柱，34、导轨滑轮。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

首先定义本发明各部件的参考方位，本发明以座椅在正常使用状态作为参考，座椅的前方和后方分别指人体座下后面部朝向为前方，背部朝向为后方。

在图1、图2、图3、图4所示的实施例中，一种座背同步联动装置，包括：

座框1，实现坐、靠功能的基础部件；

背架2，设置在座框1的后端并可沿座框1前后倾仰的背部支撑靠件；

托盘3，设置在座框1下方并用于支撑座框1以及连接椅子底座组件。

齿轮传动机构4，设置在托盘3内，响应于背架2的后仰运动并向前移动；齿轮传动机构4为双齿轮齿轮传动机构；

连杆机构5，所述连杆机构5与托盘3转动连接，并且连杆机构5前后分别与座框1前部和齿轮传动机构4传动连接，将齿轮传动机构4向前移动的推力转换为抬起座框1的驱动力；连杆机构5分别与座框1和齿轮传动机构4连接，通过人体向后倾压背架，并通过背架带动齿轮传动机构伸缩实现座框前部的抬起及座框后部的抬起；

后摆机构6，所述的后摆机构6分别与托盘3、座框1后部铰接；座框1、后摆机构6、托盘3以及连杆机构5组成四连杆机构。

如图2、3、4、5、6、7所示，所述的齿轮传动机构4包括背架连接架7、中间座22，以及：对称设置在中间座两侧的齿条导轨8、靠背齿轮10和同轴设置的双齿轮9，所述的齿轮导轨8左右对称设置在托盘3内并与托盘3固定连接；具体的说，所述的托盘3包括托盘底罩11和托盘上盖12，所述的齿轮导轨8左右对称设置在托盘底罩11内侧并与托盘底罩11固定连接，所述的托盘上盖12盖设在托盘底罩11上端并且托盘上盖12与座框1固定连接；双齿轮9两侧通过双齿轮轴25分别与中间座22、齿条导轨8转动连接，所述的双齿轮9与齿条导轨8相啮合的同时通过双齿轮轴25与齿条导轨8滑动连接；靠背齿轮10两侧通过齿轮轴19分别与中间座22、齿条导轨8转动连接，所述的靠背齿轮10与双齿轮9相啮合的同时又通过齿轮轴19与齿条导轨8滑动连接；所述的背架连接架7设置在托盘3的后端，并且背架连接架7与靠背齿轮10固定连接，背架2连接于背架连接架7上；中间座22与靠背齿轮10、双齿轮9同步前后滑动，连杆机构5后端与中间座22铰接。

齿条导轨8包括导轨座50及与导轨座50并排设置且固定连接的齿条15，导轨座50与托盘底罩11固定连接，齿条15与双齿轮9中的一个齿轮啮合，在导轨座50上设有滑动导槽16，齿轮轴19与双齿轮轴25均插置在滑动导槽16内。齿条15与滑动导槽16平行设置，并且滑动导槽16设置在齿条15上方。

所述的双齿轮9包括有大齿轮13和小齿轮14，大齿轮13与小齿轮14在周向方向保持相对固定，所述的大齿轮13与齿条15相啮合，所述的小齿轮14与靠背齿轮10相啮合。

双齿轮通过设置在双齿轮轴25上的导轨滑轮34与滑动导槽16滑动连接。

所述的靠背齿轮10整体呈扇形结构并且前后设置有齿轮端17和连接端18，所述的齿轮端17上的齿沿齿轮端17的端面设置并与双齿轮中的小齿轮14啮合，齿轮轴19设置在连接端18上，且齿轮轴19上设置有与滑动导槽16滑动连接的滑动轮20。

背架连接架7为倾斜设置，且背架连接架7包括基板51，基板51的两侧向上延伸有侧板52，两个侧板52的前端各自向中部延伸有第一挡板53，第一挡板53与侧板52、基板51围成第一插槽54，靠背齿轮10的连接端18插置在第一插槽54内并且所述连接端18的侧面通过螺丝与侧板52连接固定，在侧板52上还设有供齿轮轴19穿过的洞孔55。

两个侧板52的后端各自向中部延伸有第二挡板56，第二挡板56与侧板52、基板51围成第二插槽29，第二插槽29为倾斜设置，背架2的下端形成有插柱30，所述的插柱30插在第二插槽29内。

齿轮轴19和双齿轮轴25之间连接有防跳齿连杆21，防跳齿连杆21的两端分别与齿轮轴19、双齿轮轴25相套接。

所述的中间座22包括两个间隔平行的侧部板57，所述的侧部板57基本垂直于托盘底罩11底面设置，两个侧部板57上端通过顶板58相连，连杆机构5后方与中间座22的侧部板57铰接，齿轮轴19与双齿轮轴25的一端连接于侧部板57上。两个侧部板57下端向外侧延伸有底板59，底板59外侧边向上延伸有与侧部板57平行的翻边60，齿轮轴19与双齿轮轴25同时连接翻边60。

所述的连杆机构5包括支撑座26、第一连杆27和第二连杆28，所述的支撑座26固定在托盘底罩11的中间位置。所述的第一连杆27中部与支撑座26上端转动连接，第二连杆28的后端与中间座22的侧部板57铰接，第二连杆28前端与第一连杆27后端铰接，第一连杆27的前端与托盘上盖12铰接。

所述的后摆机构6包括对称设置在托盘两侧后方的托盘后摆杆61，托盘后摆杆61的上下两端分别与托盘上盖12、托盘底罩11铰接。两个托盘后摆杆61之间连接有横杆62，横杆62的两端与托盘后摆杆61下端相连。横杆62与托盘后摆杆61为一体连接成型，整体呈u形。

所述的座框1下方与连杆机构5配合设置有对座框抬起、落下起到辅助作用的伸缩机构23；本实施例中，所述的伸缩机构23为一气杆,如图9所示，气杆的推杆的前端与座框1前端铰接，气杆的座部与背架下端铰接，具体的，气杆的座部与背架连接架7铰接。

如图11所示一种座椅，所述的座椅包括上述所述的座背同步联动装置。

该座背同步联动装置的主要原理就是通过齿轮齿条的啮合运动以及大小齿轮之扭矩按比传导，再配合连杆机构等辅助机构，实现靠背的起倒且不搓背跑腰及重力自适应。

如图8、图9、图10所示，人坐在座框上，向后靠背架，背架向后倒，然后通过齿轮传动机构、连杆机构将力传递给座框，这样使座框前部抬起，由于座框后部设有后摆机构，座框、后摆机构、托盘以及连杆机构组成四连杆机构，所以座框后部也跟着抬起。当靠背倒下时，齿轮齿条机构带动靠背向前移动并旋转，同时连杆机构5通过中间座22的驱动，使托盘上盖12向上运动。人的重力施加在座框1上，四连杆机构会给中间座22一个反作用力，这个力最终会传递在靠背上，实现不同体重的人靠背回馈的力度不一样即重力自适应的同时，靠背相对人体不搓背跑腰。

该座背同步联动装置运用于椅子类家具上，使椅子在起倒时不搓背不跑腰以及重力自适应，缓解长期坐躺疲劳。同时配合其他机构，增加产品的卖点。

同时座背同步联动装置安装在坐垫下方，且使靠背坐垫扶手都成为单独的一个部件，通过靠背扶手等起他零部件的模块化，不影响其他外形的设计及后期版本升级影响。大大节约了开发费用，缩短同类产品开发周期。同时使部件生产相对独立，包装体积减小，节省产品生产和运输过程的成本，具有可观的经济效益。

座背同步联动装置主体机构藏在坐垫下方，外形升级时，结构部分对外形的设计影响有限，是产品系列化变得简单，且更改的费用相对低廉，使产品在竞争中更有优势。同时把该靠背倾倒齿轮传动机构底盘化后，产品其他部件相对独立，可采用模块化的拆装方式，使产品可定制化。同时打包的装箱量可以明显增加，减小产品的运输成本。