本发明属于办公家具设计技术领域，具体涉及一种实验椅用座面调节装置。
背景技术
市面上办公椅的尺寸与形态的设计大多停留在以往的经验和模仿借鉴，缺乏创新研究的科学支持，又由于企业每次研发的开模成本较高，这就限制了大部分企业对于新产品的人力、财力的投入，使得办公椅新产品的更新迭代速度缓慢，真正考虑到人的舒适性感受的设计很少。
现有的用于办公椅功能设计的实验椅主要是针对尺寸进行有级调节，并且在形态调节这一部分未涉及调节方式，目前，研究办公椅各功能结构的尺寸对人体坐舒适性的影响不够灵活全面，研究办公椅各功能结构的形态对人体坐舒适性的影响较为欠缺。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种实验椅用座面调节装置，能实现办公椅座面功能结构的尺寸和形态无级调节，旨在降低企业新产品研究的成本，提高新产品研究的科学性。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：
一种实验椅用座面调节装置，包括框架和座面铁板，所述的座面铁板设在框架的座面上；在所述的座面铁板上设有用于实现高度、角度、深度和/或形态的无级调节结构单元。
所述的无级调节结构单元为设在座面铁板上的螺纹孔和与所述螺纹孔配套使用的螺杆。
所述的框架是方形铁质框架，在框架上设有前后滑动锁定机构，从而实现座面支架深度的调节，在框架上设有座面支架的高度调节机构。
所述的高度调节机构包括前腿小方管和双向螺杆座面调节件；座面前端的高度调节采用前腿小方管插进前腿大方管中，并在调节到需要的高度时使用手轮拧紧锁定位置；座面后端的高度调节采用双向螺杆座面调节件，使用打孔部件分别与座面铁板与底座连接，并配合小螺丝固定。
所述的无级调节结构单元设有3个以上。
在所述的座面铁板前端活动连接有前腿小方管。
在所述的座面铁板后端连接有打孔部件。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)尺寸调节涉及办公椅的座面，可以实现高度、角度和深度上的无级调节，满足前倾、直立和后仰的角度变化，更加灵活多变，充分适合办公椅设计的实验要求；
2)形态调节涉及办公椅的座面，可形成任意所需的形态，调节上是无级调节，并可通过强磁和魔术贴实现覆面材料和填充材料的固定；
3)该装置使在研究办公椅功能设计特点时，获得更加丰富全面的尺寸、形态实验值，从而有助于办公椅的功能设计研究。
附图说明
图1是铁质框架的结构示意图；
图2是座面调节装置的结构示意图；
图3是装有座面调节装置的实验椅的结构示意图；
图4是座面调节试验示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的描述。
实施例1
本申请实验椅用座面调节装置，实验椅的主要结构部件包括框架1、座面调节装置2和靠背。其中，座面调节装置2设在框架1的座面上，在座面调节装置2上设有用于实现高度、角度、深度和/或形态的无级调节结构单元。设在座面调节装置2上的无级调节结构单元，包括螺纹孔和与该螺纹孔配套使用的螺杆h。
如图1所示，框架1是方形铁质框架，在框架上设有前后滑动锁定机构6，从而实现靠背支架深度的调节，在框架上设有上下滑动锁定机构5，从而实现靠背支架的高度调节。其中，上下滑动锁定机构5包括2根靠背小方管a和2根靠背大方管b，靠背小方管a可套入靠背大方管b内，并通过螺栓固定，实现上下滑动锁定。前后滑动锁定机构6包括2根滑轨条d和2根滑轨座e，滑轨条d设在滑轨座e上，并通过螺栓固定，实现前后滑动锁定。
方形铁质框架作为整个实验椅的基础部分，用于支撑与固定各部分调节装置，为方便携带，可将铁框架结构设计成可装配方式，分为三个部分，每个部分不可再拆分，它们之间可以实现简单组装，竖直方向上的铁管是大方管套小方管的形式，形成上下滑动锁定机构，通过嵌套滑动、压迫锁定的原理设计，方便实现高度方向上的无级调节；采用滑轨组成前后滑动锁定机构，实现一定量程内的深度调节，所有调节均使用手轮进行位置固定。
如图2所示，座面调节装置包括均匀打孔(螺纹孔)的座面铁板g和设在座面铁板g上的3个以上的无级调节结构单元；该无级调节结构单元为设在座面铁板g上的螺纹孔以及配套使用的可调节螺杆h。为方便与装置腿进行连接和座面高度、角度的调节，在座面前端两侧各焊接了长螺丝，用来固定前腿小方管f左右各一根，使其可以绕着长螺丝任意旋转，既节省运输包装空间又可以与座面铁板形成需要的角度。在座面后端焊接了一个打孔部件i，这是用于将座面铁板与双向螺杆座面调节件连接与固定。
该座面调节装置，穿过座面前腿小方管的小螺栓一头焊接在座面铁板上，使得座面前腿小方管可以绕着固定的小螺栓旋转。这部分装置包括上下滑动锁定机构、螺栓调节固定机构和双向螺杆调节机构。座面前腿小方管与方形铁质框架中的座面前腿大方管组装成一个上下滑动锁定机构。螺栓调节固定机构是通过在座面铁板上钻出带有螺纹的孔，将匹配尺寸的螺栓旋进孔中，可获得任意固定高度。在座面铁板后端中央和方形铁质框架底座上分别焊接上一个双孔连接件，这两个双孔连接件在竖直方向上的连线垂直于地面，管形螺杆的两端各有一个孔，分别用销钉将两端的三个孔水平依次连接，形成管形螺杆调节机构，用管形螺杆调节机构将座面铁板的后端与方形铁质框架组装，同时起到座面后腿支撑的作用。
如图3所示，座面前端的高度调节是采用前腿小方管f插进前腿大方管c中，并在调节到需要的高度时使用手轮q拧紧锁定位置，座面铁板g前端高度的调节范围是350mm-500mm之间的任意位置。座面后端的高度调节采用的是双向螺杆座面调节件r，使用打孔部件i分别与座面铁板g与底座连接，配合小螺丝固定，这样使得座面铁板g的后端得到稳定支撑，当需要座面后端调节高度时，只需要转动双向螺杆座面调节件r，双向螺杆座面调节件中的两根螺杆就会反向远离或相互靠近，这样就达到高度上的变化，座面铁板g后端高度的调节范围是350mm-600mm的任意位置。
座面深度的调节是通过靠背调节装置通过滑轨前后移动来实现深度的变化，并使用手轮q进行锁定，深度调节的范围受滑轨的量程影响，滑轨量程为30mm，具体深度的变化还受到可调节螺杆h的凸出量影响。
座面的角度调节是根据座面前端与后端高度的调节来实现的，也就是说，在座面前后腿高度调节的范围内形成的角度都是座面的角度范围，是一个无级调节范围，可以实现前倾与后仰。
如图4所示，座面曲度或不规则凹陷调节，只需要通过调节各对应位置处的无级调节结构单元的螺杆凸出量，就可以实现。
除了尺寸和形态的调节，该装置可进行覆面材料的固定。用强磁将一块布料固定在螺杆h上，然后使用魔术贴将制作的材料包固定在该布料上，即可进行试验。
实施例2
应用实施例1的装置，进行前倾坐姿下职员椅尺寸对坐舒适性影响的实验，使用实验用椅调节出不同的座面高度、座面角度和坐深，捕捉职员前倾坐姿下腰臀腿的受力变化和舒适情况，找到适合前倾坐姿的座面与腰垫尺寸范围。
本实施例对象共有5个影响因素，水平数为5个，目的是得出各因素对于座面舒适性与腰垫舒适性的影响主次顺序，以及5个因素之间的最佳搭配方案，因此选用正交实验法，从全面实验的水平中选取具有代表性的实验点做实验。根据前倾坐姿下职员椅的坐舒适性影响因素，选取了座面高度(a：410～490mm)、座面角度(b：-12～0°)、坐深(c：360～400mm)、腰垫高度(d：150～190mm)、腰垫角度(e：-12～0°)进行5因素5水平的正交实验，结果证实：座面高度(a)对座面接触面积、座面平均压力、腰垫平均压力、腰垫最大压力和大腿受力度的影响最大，可见座面高度是一个影响职员椅舒适系统的重要因素。座面角度(b)对座面最大压力和腰垫接触面积的影响最大，同时对主观评价中局部与总体的贴合度、受力度、稳定感和舒适度有着很大的影响，这个因素很大程度影响了使用者的主观舒适度感受。坐深(c)对座面的接触面积、臀部稳定感与舒适度、腰部稳定感与舒适度以及总体贴合度这几个指标影响较大。腰垫高度(d)对腰垫最大压力、腰垫最大压力点位置、大腿稳定感和舒适度有着较大的影响。腰垫角度(e)对腰垫最大压力点位置、最大压力点上方总压力和最大压力点下方总压力有着最大的影响，对腰垫的平均压力、腰部受力度以及总体舒适度有着较大的影响，腰垫体压分布的指标受此因素影响很大。
实施例3
采用实施例1的装置进行前倾坐姿下职员椅座面形态对坐舒适性影响研究，其目的首先是要使得人体脊柱形态保持正常的生理曲线，即腰椎微前凸，其次是保持坐姿的稳定与平衡，在伏案前倾工作时，能有较好的身体重心，第三个目的就是座面压力分布较为合理，即获得较好的坐感舒适度，臀部与腿部的承托充足，受力平衡。
如图4所示，将座面形态从座面前缘剖面主视图和座面中心剖面左视图去考虑影响因素与水平。本实施例座面接触面尺寸设计为480mm*450mm，共有4个因素，分别有3个水平，目的是分析座面形态中的各因素对坐舒适性的影响程度以及同一因素下不同水平的影响情况，从而获得一个比较健康舒适的座面形态。选用正交实验法，使用具有代表性实验点来进行实验。职员椅的实验尺寸参照实施例2的实验结论，影响坐舒适性的座面形态因素分别为座面两侧凹陷高度h1(a：-10～-30mm)、座面前部中央凸起高度h2(b：10～30mm)、座面两侧凹陷的最低点水平距离l1(c：60～180mm)、座面前端凸起的纵向距离l2(d：90～150mm)，选用正交表l18(37)进行4因素3水平的正交试验，结果证实：座面两侧凹陷高度(a)对体压指标中座面接触面积、座面平均压力、座面最大压力、最大压力梯度和平均压力梯度的影响最大，对主观评价指标中臀部稳定感、大腿贴合度腰部舒适度及总体舒适度等都有很大的影响，可见这是一个影响职员椅舒适系统的重要因素。