一种助起座椅的制作方法

本发明属座椅技术领域，涉及一种助起座椅。

背景技术：

目前，老龄化已成为全球突出的社会问题，很多老人由于身体衰退而造成行动不便。一些身体状况差的老人，坐在座椅后难以站起，不能顺利起坐，这对老人的行动造成很大的影响，降低生活质量。同时，社会中还存在不少数量的腿脚不方便的残障人士。由于腿脚不方便，他们需要依靠臂力才能完成座椅的起坐动作。当使用者缺乏足够的体能时，对使用者的行动造成严重的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种助起座椅，本发明所要解决的技术问题是：如何增强使用者大腿和小腿的力量以辅助使用者从座椅中站起。

本发明通过下列技术方案来实现：一种助起座椅，其包括坐板，所述坐板下侧面上固设有四根支撑脚，还包括：

所述坐板的中部开设有第一通孔，所述第一通孔左右内壁上转动设置有第一铰接轴，所述活动板的前端固设在第一铰接轴上，所述活动板上开设有第二通孔，所述第二通孔的前后边沿上分别开设有第二凹肩，所述第二凹肩内活动设置有两个能够放置大腿的上腿支架，两个所述上腿支架之间固设有横杆；

提升机构，其设置在位于坐板后侧的两根支撑脚之间，所述提升机构能够带动活动板绕着第一铰接轴转动；

安装架，其经第三铰接轴铰接在位于坐板前侧的两根支撑脚之间，所述安装架上下两端沿着长度方向分别滑动设置有上推杆和下推杆，所述上推杆的上端伸出安装架上端且与横杆铰接，所述下推杆的下端伸出安装架下端，所述安装架上设置有能够带动上推杆和下推杆同步反向滑动的驱动机构；所述下推杆的下端上活动设置有连杆，所述连杆上固设有两个能够放置小腿的下腿支架。

在上述的一种助起座椅中，所述上腿支架和下腿支架的横截面均呈圆弧形，所述上腿支架的尺寸与大腿的尺寸相匹配，所述下腿支架的两侧边沿之间形成有开口，两个所述开口位于坐板的左右两侧。

在上述的一种助起座椅中，所述提升机构包括外壳，位于所述坐板后侧的两根支撑脚之间固设有第二铰接轴，所述外壳下侧面转动设置在第二铰接轴上，所述外壳上侧面上开设有第一限位孔，所述外壳内固设有第一圆筒，所述第一圆筒内沿着长度方向滑动设置有第一齿条，所述第一齿条与第一限位孔相对应，所述第一齿条上端伸出第一圆筒上端，所述第一齿条下端伸进第一圆筒内，所述第一齿条的上端和下端分别固设有支撑臂和第一活塞，所述支撑臂上端铰接在活动板下侧面上；所述第一活塞与第一圆筒底部之间形成有第一气腔，所述第一气腔内壁上分别连接有进气管和排气管，所述进气管和排气管上分别设置有进气单向阀和排气单向阀；所述第一气腔内设置有弹簧，所述弹簧上下两端分别抵压在第一活塞下侧面和第一圆筒底部；所述外壳内设置有蓄能器，所述蓄能器经排气管与第一气腔连通，所述蓄能器能够储存高压空气并通过释放高压空气来驱动第一齿条向上运动。

在上述的一种助起座椅中，所述蓄能器包括设置在外壳内的第二圆筒，所述第二圆筒上沿着长度方向滑动设置有第二齿条，所述第二齿条上端伸出第二圆筒上端，所述第二齿条下端伸入第二圆筒内且端部固设有第二活塞，所述第二活塞将第二圆筒内部分隔成第二气腔和泄气腔，所述第二气腔经排气管与第一气腔连通，所述泄气腔开设有泄气孔，所述第一齿条和第二齿条之间设置有第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第二传动齿轮位于第一齿条和第一传动齿轮之间并且分别与第一齿条和第一传动齿轮啮合连接，所述第二齿条与第一传动齿轮对应；所述外壳内壁上设置有能够给第二齿条定位并使第二齿条脱离第一传动齿轮的定位机构。

在上述的一种助起座椅中，所述定位机构包括定位架，所述定位架内具有活动腔，所述活动腔内滑动设置有滑块，所述滑块上固设有上锲块，所述第二齿条的上端固设有下锲块，所述上锲块与下锲块相匹配，所述活动腔内壁上环绕设置有电磁线圈，所述滑块与电磁线圈磁性连接；当所述下锲块移动到与上锲块对应的位置时，所述电磁线圈通电后，所述电磁线圈通过滑块带动上锲块伸出活动腔外，所述上锲块推动下锲块向下移动，使第二齿条脱离第一传动齿轮。

在上述的一种助起座椅中，所述第二气腔内壁上连接有泄气管，所述泄气管上设置有安全阀。

在上述的一种助起座椅中，所述外壳内设置有步进电机，所述步进电机输出轴经传送带与一传动齿轮传动连接。

在上述的一种助起座椅中，所述第一通孔的后侧边沿上开设有第一凹肩，所述活动板的后侧边沿上具有凸边，所述凸边与第一凹肩相对应，在所述活动板绕着第一铰接轴向下转动时，至少有一个位置，所述凸边位于第一凹肩底部上。

在上述的一种助起座椅中，所述驱动机构包括沿着安装架长度方向滑动设置的第一传动齿条和第二传动齿条，所述第一传动齿条与上推杆固连，所述第二传动齿条与下推杆固连，所述第一传动齿条和第二传动齿条之间啮合连接有中间齿轮；所述安装架上设置有伸缩电机，所述伸缩电机输出轴与中间齿轮的轴传动连接。

与现有技术相比，本装置具有以下优点：

1、本座椅未使用时，活动板在提升机构作用下倾斜向上。使用者坐在活动板上后，提升机构带动活动板绕着第一铰接轴逆时针转动，使活动板与坐板平齐，该过程中使用者是逐渐坐在本座椅上的，从而起到缓冲作用。

使用者站起离开本座椅时，首先，提升机构带动活动板绕着第一铰接轴顺时针转动，活动板抬高使用者的上肢，提高重心高度，便于使用者站起；同时，活动板也通过两个上腿支架带动安装架绕着第三铰接轴顺时针转动。此时，使用者的小腿放置分别放置在两个下腿支架上，两个下腿支架带动使用者的小腿向后移动，小腿完成起立准备动作。然后，驱动机构经带动上推杆和下推杆同步伸出安装架。上推杆横杆带动两个上腿支架倾斜向上运动，上腿支架给使用者大腿一个向上的支撑力；下推杆经连杆带动两个下腿支架倾斜向下运动，下腿支架给使用者小腿一个向下的推力。该支撑力和推力分别增大使用者的大腿和小腿的力量，同步辅助使用者的大腿和小腿运动，减轻使用者膝盖承重，从而辅助使用者站起。

上述过程中，本座椅先通过活动板提高使用者重心高度，再通过上腿支架和下腿支架分别增大使用者大腿和小腿的力量，用这两种方式辅助使用者上肢和下肢的运动，帮助使用者完成站起动作。

2、使用者坐到活动板上后，活动板在重力作用下绕着第一铰接轴向下转动。活动板通过支撑臂带动第一齿条向下滑动，使第一活塞压缩弹簧并把第一气腔内的空气依次通过排气管、排气单向阀排到蓄能器内，蓄能器内储存高压空气。在活动板向下转动过程中，使用者产生的重力势能大部分转化为弹簧的弹性势能和蓄能器内高压空气的压力能，该结构起到缓冲作用；排气单向阀防止空气倒流。使用者坐于活动板期间，由于使用者的活动而引起活动板上下振动，第一活塞将外界空气依次经过进气管、进气单向阀、排气管和排气单向阀排到蓄能器内，进一步增大蓄能器内高压空气的压力能。使用者准备站起、离开本座椅时，打开蓄能器，蓄能器释放高压空气。高压空气和弹簧共同带动第一齿条向上运动，第一齿条通过支撑臂驱动活动板绕着第一铰接轴向上转动，抬高使用者的上肢，提高重心高度。

上述过程中，将使用者活动产生的重力势能转化为蓄能器内高压空气的压力能，这种方式及时回收使用者活动时产生的能量，并且绿色无污染。

附图说明

图1是本发明处于工作状态的结构示意图。

图2是图1中a-a处的结构剖视图。

图3是图1中b处的结构放大图。

图4是本发明中提升机构的机构示意图。

图5是图4中c处的结构放大图。

图6是本发明中安装架的机构示意图。

图中，1、坐板；11、第一通孔；12、第一凹肩；13、支撑脚；14、扶手；2、活动板；21、第一铰接轴；22、第二通孔；23、第二凹肩；24、凸边；3、提升机构；31、外壳；32、第二铰接轴；33、第一限位孔；34、第二限位孔；35、第一传动齿轮；351、第二传动齿轮；36、步进电机；37、传送带；38、支撑臂；4、第一圆筒；41、第一齿条；42、第一活塞；43、弹簧；44、第一气腔；45、进气管；451、进气单向阀；46、排气管；461、排气单向阀；5、第二圆筒；51、第二齿条；511、下锲块；52、第二活塞；53、泄气孔；54、泄气腔；55、第二气腔；551、泄气管；552、安全阀；6、安装架；61、第三铰接轴；62、上推杆；63、下推杆；64、第一传动齿条；65、第二传动齿条；66、伸缩电机；7、上腿支架；71、横杆；8、连杆；81、下腿支架；82、开口；83、涡卷弹簧；84、第四铰接轴；85、铰接架；9、定位架；91、活动腔；92、电磁线圈93、滑块；94、上锲块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参照图1至图6，一种助起座椅，包括坐板1，所述坐板1下侧面上固设有四根支撑脚13，所述坐板1的左右两侧边沿上固设有扶手14，还包括：

活动板2，所述坐板1的中部开设有第一通孔11，所述第一通孔11左右内壁上转动设置有第一铰接轴21，所述第一铰接轴21靠近坐板1的前端，所述活动板2的前端固设在第一铰接轴21上，所述活动板2上开设有第二通孔22，第二通孔22的前后边沿上分别开设有第二凹肩23，所述第二凹肩23内活动设置有两个能够放置大腿的上腿支架7，两个所述上腿支架7之间固设有横杆71；

提升机构3，其设置在位于坐板1后侧的两根支撑脚13之间，所述提升机构3能够带动活动板2绕着第一铰接轴21转动；

安装架6，其经第三铰接轴61铰接在位于坐板1前侧的两根支撑脚13之间且在坐板1下方，安装架6和提升机构3分别位于坐板1前后两侧，所述安装架6上下两端沿着长度方向分别滑动设置有上推杆62和下推杆63，所述上推杆62的上端伸出安装架6上端且与横杆71铰接，所述下推杆63的下端伸出安装架6下端，所述安装架6上设置有能够带动上推杆62和下推杆63同步反向滑动的驱动机构；所述下推杆63的下端上活动设置有连杆8，所述连杆8上固设有两个能够放置小腿的下腿支架81。

本座椅未使用时，活动板2在提升机构3作用下倾斜向上，此时，活动板2与坐板1之间形成的夹角在30度～40度之间。使用者坐在活动板2上后，提升机构3带动活动板2绕着第一铰接轴21逆时针转动，使活动板2与坐板1平齐，该过程中使用者是逐渐坐在本座椅上的，从而起到缓冲作用；同时，上推杆62和下推杆63同步缩进安装架6内，上推杆62经横杆71带动两个上腿支架7向下运动，使两个上腿支架7位于第二凹肩23内。

使用者站起离开本座椅时，首先，提升机构3带动活动板2绕着第一铰接轴21顺时针转动，活动板2抬高使用者的上肢，提高重心高度，便于使用者站起；同时，活动板2也通过两个上腿支架7带动安装架6绕着第三铰接轴61顺时针转动。此时，使用者的小腿放置分别放置在两个下腿支架81上，两个下腿支架81带动使用者的小腿向后移动，小腿完成起立准备动作。然后，驱动机构带动上推杆62和下推杆63同步伸出安装架6。上推杆62经横杆71带动两个上腿支架7倾斜向上运动，上腿支架7给使用者大腿一个向上的支撑力；下推杆63经连杆8带动两个下腿支架81倾斜向下运动，下腿支架81给使用者小腿一个向下的推力。该支撑力和推力分别增大使用者的大腿和小腿的力量，同步辅助使用者的大腿和小腿运动，减轻使用者膝盖承重，从而辅助使用者站起。

上述过程中，本座椅先通过活动板2提高使用者重心高度，再通过上腿支架7和下腿支架81分别增大使用者大腿和小腿的力量，用这两种方式辅助使用者上肢和下肢的运动，帮助使用者完成站起动作。

具体来说，所述上腿支架7和下腿支架8的横截面均呈圆弧形，所述上腿支架7的尺寸与大腿的尺寸相匹配，上腿支架7的长度方向与坐板1的长度方向一致，所述下腿支架81的两侧边沿之间形成有开口82，下腿支架81竖直向下设置，两个所述开口82分别位于坐板1的左右两侧。

本座椅辅助使用者站起过程中，使用者的小腿穿过开口82放置在下腿支架81内。活动板2绕着第一铰接轴21顺时针转动，安装架6通过下腿支架81辅助使用者的小腿向后移动，帮助小腿完成起立准备动作。驱动机构启动时，下推杆63产生的推力通过下腿支架81传递到小腿上，增强小腿力量，辅助使用者站起。使用者站起后，小腿穿过开口82，脱离下腿支架81。

进一步地，所述连杆8上固设有有铰接架85，所述下推杆63经地第四铰接轴84转动设置在铰接架85上，所述第四铰接轴84与铰接架85之间设置有涡卷弹簧83，所述涡卷弹簧83外端固设在铰接架85上，所述涡卷弹簧83内端固设在第四铰接轴84上。

连杆8绕着第四铰接轴84上下转动压缩涡卷弹簧83，使下腿支架81贴合在使用者的小腿上，并在小腿脱离下腿支架81后，涡卷弹簧83复位，通过该结构提高下腿支架81对小腿的舒适性。

具体来说，所述提升机构3包括外壳31，位于所述坐板1后侧的两根支撑脚13之间固设有第二铰接轴32，所述外壳31下侧面转动设置在第二铰接轴32上，所述外壳31上侧面上开设有第一限位孔33，所述外壳31内固设有第一圆筒4，所述第一圆筒4内沿着长度方向滑动设置有第一齿条41，所述第一齿条41与第一限位孔33相对应，所述第一齿条41上端伸出第一圆筒4上端，所述第一齿条41下端伸进第一圆筒4内，所述第一齿条41的上端和下端分别固设有支撑臂38和第一活塞42，所述支撑臂38上端铰接在活动板2下侧面上；所述第一活塞42与第一圆筒4底部之间形成有第一气腔44，所述第一气腔44内壁上分别连接有进气管45和排气管46，所述进气管45和排气管46上分别设置有进气单向阀451和排气单向阀461；所述第一气腔44内设置有弹簧43，所述弹簧43上下两端分别抵压在第一活塞42下侧面和第一圆筒4底部；所述外壳31内设置有蓄能器，所述蓄能器经排气管46与第一气腔44连通，所述蓄能器能够储存高压空气并通过释放高压空气来驱动第一齿条41向上运动。

使用者坐到活动板2上后，活动板2在重力作用下绕着第一铰接轴21逆时针转动。活动板2通过支撑臂38带动第一齿条41向下滑动，使第一活塞42压缩弹簧43并把第一气腔44内的空气依次通过排气管46、排气单向阀461排到蓄能器内，蓄能器内储存高压空气。在活动板2逆时针转动过程中，使用者产生的重力势能大部分转化为弹簧43的弹性势能和蓄能器内高压空气的压力能，该结构起到缓冲作用；排气单向阀461防止空气倒流。

使用者坐于活动板2期间，由于使用者的活动而引起活动板2上下振动，第一活塞42将外界空气依次经过进气管45、进气单向阀451、排气管46和排气单向阀461排到蓄能器内，进一步增大蓄能器内高压空气的压力能。使用者准备站起、离开本座椅时，打开蓄能器，蓄能器释放高压空气。高压空气和弹簧43共同带动第一齿条41向上运动，第一齿条41通过支撑臂38驱动活动板2绕着第一铰接轴21向上转动，抬高使用者的上肢，提高重心高度。

上述过程中，将使用者活动产生的重力势能转化为蓄能器内高压空气的压力能，这种方式及时回收使用者活动时产生的能量，并且绿色无污染。

具体来说，所述蓄能器包括设置在外壳31内的第二圆筒5，所述第二圆筒5上沿着长度方向滑动设置有第二齿条51，所述第二齿条51上端伸出第二圆筒5上端，所述第二齿条51下端伸入第二圆筒5内且端部固设有第二活塞52，所述第二活塞52将第二圆筒5内部分隔成第二气腔55和泄气腔54，所述第二气腔55经排气管46与第一气腔44连通，所述泄气腔54开设有泄气孔53，所述第一齿条41和第二齿条51之间设置有第一传动齿轮35和第二传动齿轮351，所述第二传动齿轮351位于第一齿条41和第一传动齿轮35之间并且分别与第一齿条41和第一传动齿轮35啮合连接，所述第二齿条51与第一传动齿轮35对应；所述外壳31内壁上设置有能够给第二齿条51定位并使第二齿条51脱离第一传动齿轮35的定位机构。

使用者坐于活动板2上时，定位机构将第二齿条51定位住并使其脱离第一传动齿轮35，第一活塞42将第一气腔44内的空气排进第二气腔55内，使第二气腔55内储存有高压空气。随着使用者在活动板2上活动，第一活塞42将外界空气排到第二气腔55内，第二气腔55内高压空气的压力能进一步提高。使用者离开座椅时，打开定位机构，第二气腔55内高压空气通过第二活塞52带动第二齿条51向上滑动，第二齿条51先与第一传动齿轮35啮合，再带动第二传动齿轮351转动，然后通过第二传动齿轮351驱动第一齿条41向上滑动；与此同时，弹簧43也通过第一活塞42带动第一齿条41向上滑动。因此，第二气腔55内的高压空气和弹簧43共同驱动第一齿条41，并使支撑臂38带动活动板2绕着第一铰接轴21向上转动。使用者离开本座椅后，弹簧43进一步复位，带动第一活塞42继续向上滑动；第二气腔55内的气压大于泄气腔56内的气压，第二气腔55内的空气继续带动第二活塞52向上滑动，并越过泄气孔53，第二气腔55内的空气通过泄气孔53排到外界。

使用者再次坐到本座椅上时，活动板2绕着第一铰接轴21向下转动，通过支撑臂38带动第一齿条41向下滑动。第一齿条41带动第一活塞42和第二齿条51同步向下滑动。第一活塞42将第一气腔44内的空气排到第二气腔55内；第二活塞52压缩第二气腔55内的空气，从而在第二气腔55内形成高压空气。当第二齿条51下滑到下止点时，打开定位机构，定位机构把第二齿条51脱离第一传动齿轮35并定位在该定位机构的下方。

该结构把使用者的重力势能转化为蓄能器内高压空气的压力能，并以高压空气的压力能和弹簧43的弹性势能作为能源来带动活动板2抬高使用者的上肢。这种方式充分利用绿色能源，绿色环保，没有污染。

进一步地，外壳31上侧面上开设有第二限位孔34，所述第二限位孔34与第二齿条51相对应。

第二齿条51向上滑动过程中，第二齿条51的上端从第二限位孔34内穿过，避免外壳31挡住第二齿条51的运动。

具体来说，所述定位机构包括定位架9，所述定位架9内具有活动腔91，所述活动腔91内滑动设置有滑块93，所述滑块93上固设有上锲块94，所述第二齿条51的上端固设有下锲块511，所述上锲块94与下锲块511相匹配，所述活动腔91内壁上环绕设置有电磁线圈92，所述滑块93与电磁线圈92磁性连接；当所述下锲块511移动到与上锲块94对应的位置时，所述电磁线圈92通电后，所述电磁线圈92通过滑块93带动上锲块94伸出活动腔91外，所述上锲块94推动下锲块511向下移动，使第二齿条51脱离第一传动齿轮35。

当第二齿条51下滑到下止点时，打开定位机构，给电磁线圈92通电，电磁线圈92产生的磁力推动滑块93滑动，使上锲块94伸出活动腔91。滑块93通过上锲块94推动下锲块511向下移动，下锲块511带动第二齿条51继续向下滑动，使第二齿条51脱离第一传动齿轮35。当使用者准备离开本座椅时，关闭定位机构，电磁线圈92断电，电磁线圈92对滑块93产生的磁力消失。高压空气通过第二活塞52带动第二齿条51向上滑动，下锲块511推动上锲块94，使滑块93缩进活动腔91内。该结构简单，操作方便。

优选地，定位机构的开关设置在扶手14上。

具体来说，所述第二气腔55内壁上连接有泄气管551，所述泄气管551上设置有安全阀552。

当第二气腔55内气压大于安全阀552设定的气压时，部分高压空气从安全阀552排出。因此，安全阀552的设置避免第二气腔55内气压过高。

具体来说，所述外壳31内设置有步进电机36，所述步进电机36输出轴经传送带37与一传动齿轮35传动连接。

当第二气腔55内的气压不足以通过活动板2带动使用者上肢抬升时，启动步进电机36正转。步进电机36通过传送带37带动传动齿轮35转动，进一步使第一齿条41向上滑动，使支撑臂38推动活动板2向上运动。

当使用者体重轻，不足以带动第二齿条51下滑到下止点时，启动步进电机36反转。步进电机36通过传动齿轮35带动第二齿条51下滑到下止点，再打开定位机构，从而将第二齿条51脱离传动齿轮35。

因此，该结构在情况特殊下额外提供一个外力，促使本座椅正常工作。

具体来说，所述第一通孔11的后侧边沿上开设有第一凹肩12，所述活动板2的后侧边沿上具有凸边24，所述凸边24与第一凹肩12相对应，在所述活动板2绕着第一铰接轴21转动时，至少有一个位置，所述凸边24位于第一凹肩12底部上。

使用者坐在活动板2上，使活动板2向下转动，直到凸边24抵靠在第一凹肩12上，使活动板2与坐板1平齐。

具体来说，所述驱动机构包括沿着安装架6长度方向滑动设置的第一传动齿条64和第二传动齿条65，所述第一传动齿条64与上推杆62固连，所述第二传动齿条65与下推杆63固连，所述第一传动齿条64和第二传动齿条65之间啮合连接有中间齿轮67；所述安装架6上设置有伸缩电机66，所述伸缩电机66输出轴与传动齿轮67传动连接。

伸缩电机66启动时，带动第一传动齿条64和第二传动齿条65同步反向滑动，使上推杆62和下推杆63同步伸出和缩进安装架6内。该结构简单，成本低廉。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。