机械伸展装置及座椅单元的制作方法

本实用新型总体上涉及用于在基本上坐立的位置支承使用者身体的运动装潢家具，运动装潢家具包括躺椅、靠椅、沙发、情侣座椅、组合家具、影院座椅、传统椅子、以及具有可移动座部的椅子，这些家具在此总体上称为“座椅单元”；更具体地，本实用新型尤其涉及一种机械伸展装置，另外，本实用新型还涉及采用此种机械伸展装置的座椅单元。

背景技术：

当前市面上存在允许使用者相对于座部向前伸展脚凳或凳榻和向后后仰靠背的后仰座椅单元。这些已有的座椅单元通常提供三种基本位置：标准的非后仰的收拢位置；伸展位置；以及后仰位置。在收拢位置，座部处于总体上水平的取向而靠背设置成基本直立。另外，如果座椅单元包括附装有机械装置的凳榻，则机械装置折叠使得凳榻不伸展。在通常称为电视(“TV”)位置的伸展位置，凳榻向座部的前方伸展，与此同时靠背，坐垫向后转4度左右角度，以保证座椅单元的乘坐者舒适地观看电视；在后仰位置，靠背从伸展位置向后定位成与座部成钝角关系以供休息或睡眠。

目前行业内的多种现代的座椅单元诸如躺椅或沙发适用于提供上述调整功能；为了扩大座椅单元的使用范围，提高座椅单元的使用舒适度，目前，许多座椅单元结合马达提供动力调整，将靠背、坐垫和搁腿板通过马达来驱动以带动靠背、坐垫和搁腿板展开或收拢，以满足使用要求。

尽管许多常规的躺椅能令人满意地操作，但家具制造商们仍然不断追求研制改进的椅子框架和功能架，以便降低系统的复杂性、提高操作的平稳性以及乘坐者的舒适性。但现有的电动机械伸展装置结构复杂、体积庞大且十分笨重，导致空间的浪费、运输不方便。

专利申请号为：“CN201510140431.2”的中国实用新型专利公开了“一种座椅及电动机械伸展装置”，该伸展装置简化了结构，杆件较少，结构简单，降低了成本，同时又能达到常规多功能座椅的使用效果；但该伸展装置需要挂设四根辅助弹簧，在辅助弹簧的配合下，使整个装置由抬起到伸展最后又闭合，其中在闭合的过程中辅助弹簧协助驱动电机，让装置按照既定次序复位，并不会使次序打乱造成无法正常复位；驱动电机的作用本身是为了控制整个装置的运动并在最终状态下为整个座椅提供支撑力，但在推出时，有一半的力需要克服弹簧弹力做功，因此这对驱动电机的使用寿命有着直接的影响，并且在选用驱动电机时，需要考虑到弹簧弹力大小带来的影响；再者说来，挂设辅助弹簧，挂设时吃力，使用也不安全，比如有可能在使用中会断掉，影响整个伸展装置的正常使用，严重时还会带来安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型克服了上述现有技术中所存在的不足，提供了一种可满足所有体重人群的机械伸展装置及座椅单元，该机械伸展装置通过增设在伸展装置收起时使靠背组件、搁腿板组件可以有次序的进行复位的连杆机构，并且将连接机构按照受力的方向进行合理设置，在承受较重力时不容易产生死点、死结；以替代以往的复位弹簧，延长了驱动组件的使用寿命，能够适应各种人群的使用，使用也更加安全可靠。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种机械伸展装置，包括底座以及设置在底座上的伸展组件和驱动组件，伸展组件又包括位于底座左右两侧且左右成对设置的搁腿板组件、坐垫支撑组件以及靠背组件，坐垫支撑组件的前后两端分别与搁腿板组件的和靠背组件的一端铰接，所述的坐垫支撑组件包括与底座组成四连杆机构的支撑连接件A、支撑连接件B以及支撑连接件C，其中支撑连接件A与底座基本平行，且支撑连接件A前部设有一斜向上倾斜的延伸部，还包括一对大体镜像的连杆机构，每一所述连杆机构适于在伸展装置收起时使靠背组件、搁腿板组件可以有次序的复位，其中每一连杆机构包括：(a)曲柄，该曲柄后端可转动地连接至相应的支撑连接件A的延伸部上，所述的曲柄的上端外侧设置有第一限位槽；(b)引导连杆，所述引导连杆的前后两端分别与搁腿板组件后端、曲柄前端枢转连接；以及(c)活动限位连杆，所述活动限位连杆下端与靠近搁腿板组件的支撑连接件B上半段枢转连接，并且活动限位连杆插设在曲柄与支撑连接件A的延伸部之间，活动限位连杆上半段带有限位腰形孔，所述的活动限位连杆的上端向靠背组件方向折弯有限位弧钩，所述的支撑连接件A的延伸部上对应于限位弧钩设置有支撑限位销，在伸展装置收起状态与最终打开状态，限位弧钩的钩端面和内侧弧面沿支撑限位销转动，所述的限位腰形孔沿活动限位杆的长度方向与活动限位杆沿同一倾斜方向设置，在曲柄的上段靠近枢接处设有与限位腰形孔配合的曲柄限位销，所述的曲柄限位销插入至限位腰形孔内，在伸展装置收起状态与最终打开状态，曲柄限位销分别从限位腰形孔的上端滑动到下端。

作为优选，在支撑连接件A的延伸部上设有安全限位销，并且安全限位销和支撑限位销在与支撑连接件A的延伸部的倾斜方向平行的同一直线上，所述的曲柄的下端对应于安全限位销设置有第三限位槽，在伸展装置最终打开状态，安全限位销卡在第三限位槽内。

作为优选，所述的曲柄为一直连杆。

作为优选，曲柄后端转动连接的位置处于该延伸部与支撑连接件A交接部位的中间位置。

作为优选，所述的搁腿板组件包括搁腿板架、搁腿板连接件A、搁腿板连接件B、搁腿板连接件C以及搁腿板连接件D，搁腿板架处于最前端，搁腿板架的一端与搁腿板连接件A的一端铰接，搁腿板连接件A的另一端与搁腿板连接件D的一端铰接，搁腿板架的另一端与搁腿板连接件B的一端铰接，搁腿板连接件B的另一端与搁腿板连接件C的一端铰接，搁腿板连接件A和搁腿板连接件C相互交叉并在交叉位置铰接，搁腿板连接件C的另一端与支撑连接件A的延伸部前端铰接，搁腿板连接件D的另一端与支撑连接件A的延伸部后端铰接；这样，搁腿板架、搁腿板连接件A、搁腿板连接件B以及搁腿板连接件C组成四连杆机构，搁腿板连接件A、搁腿板连接件C、搁腿板连接件D以及支撑连接件A的延伸部组成四连杆机构。

作为优选，在两个搁腿板连接件C之间固定连接有一横梁，驱动组件的底部固定设置在底座上，驱动组件的推杆前端与横梁中部铰接。驱动组件的推杆向前推，推动搁腿板组件伸展打开。

作为优选，引导连杆的前端是与搁腿板组件中搁腿板连接件D的后半段铰接。

作为优选，在搁腿板连接件A上设有限位轴A，在搁腿板连接件C上对应设有限位弧面A和限位弧面B，限位弧面A、限位弧面B分别处于搁腿板连接件A和搁腿板连接件C交叉点的两侧，在收起状态与最终打开状态，限位轴A分别卡入限位弧面A或限位弧面B以实现对搁腿板连接件C运动轨迹的限制。

作为优选，靠背组件包括靠背连接件A、靠背连接件B及靠背连接件C，支撑连接件C上半段与支撑连接件A后端铰接，支撑连接件C上端与靠背连接件B下端铰接，靠背连接件A具有左右两个铰接端，靠背连接件B上端与靠背连接件A的左铰接端铰接，靠背连接件C上端与靠背连接件A的右铰接端铰接，靠背连接件C下端与支撑连接件A后半段固定相连。

作为优选，在靠背连接件C上设有限位轴B，在靠背连接件A下端面上对应设有限位面，限位轴B实现对靠背连接件A运动轨迹的限制。

作为优选，所述的驱动组件为直推电机或平推电机。

一种座椅单元，包括如上所述的机械伸展装置，在左右相对设置的两个搁腿板组件上装有搁腿板，在所述的左右相对设置的两个坐垫支撑组件上装有坐垫，左右相对设置的两个靠背组件的上端装有靠背。

采用了上述技术方案的本实用新型的设计出发点、理念及有益效果是：

本实用新型提供了一种机械伸展装置，设置了连杆机构，使得整个装置收起时次序可以按照正常进行，不会打乱，从而替代了复位弹簧，使整个装置更加简单可靠，选用驱动组件时不必再考虑弹簧弹力带来的影响，不会再因为有弹簧的存在而降低驱动组件的使用寿命，驱动组件的推力可完全发挥至对整个伸展装置的支撑作用上，整个伸展装置的装配更加方便，使用更加安全可靠。

再进一步的，特别是对连杆机构的受力方向及受力点进行了合理设置，特别是活动限位连杆与曲柄之间限位配合方向的设置基本是顺着伸展装置的打开或收拢方向，因此在承受较重力时不容易产生死点、死结，更加可靠。

附图说明

图1为实施例1中机械伸展装置的立体结构示意图；

图2为图1中机械伸展装置另一角度的立体结构示意图(去掉了其中一个活动限位连杆以露出整个曲柄)；

图3为实施例1中机械伸展装置处于中间打开状态时的立体示意图；

图4为图3中机械伸展装置另一角度的立体结构示意图(去掉了其中一个活动限位连杆以露出整个曲柄)；

图5为实施例1中机械伸展装置处于最终打开状态时的立体示意图；

图6为图5中机械伸展装置另一角度的立体结构示意图(去掉了其中一个活动限位连杆以露出整个曲柄)。

图7为实施例2中机械伸展装置收拢状态时的立体结构示意图；

图8为实施例2机械伸展装置处于中间打开状态(TV状态)时的立体示意图；

图9为实施例2中机械伸展装置处于最终打开状态时的立体示意图；

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式如下：

首先定义本实用新型主要部件的参考方位，搁腿板组件伸展打开的方向为前方，靠背组件所处的区域为后方。

实施例1：本实用新型首先提供了一种机械伸展装置，如图1～6所示，包括底座1以及设置在底座1上的伸展组件和驱动组件2，伸展组件又包括位于底座1左右两侧且左右成对设置的搁腿板组件3、坐垫支撑组件4以及靠背组件5，底座1为四根支撑杆6a、6b、6c、6d围成的矩形框；坐垫支撑组件4的前后两端分别与搁腿板组件3的和靠背组件5的一端铰接，所述的坐垫支撑组件包括与底座1组成四连杆机构的支撑连接件A7、支撑连接件B8以及支撑连接件C9，其中支撑连接件A7与底座基本平行，且支撑连接件A7前部设有一斜向上倾斜的延伸部10，所述的延伸部10与支撑连接件A7为一体成型。

具体的说，所述的搁腿板组件3包括搁腿板架21、搁腿板连接件A22、搁腿板连接件B23、搁腿板连接件C24以及搁腿板连接件D25，搁腿板架21处于最前端，搁腿板架21的一端与搁腿板连接件A22的一端铰接，搁腿板连接件A22的另一端与搁腿板连接件D25的一端铰接，搁腿板架21的另一端与搁腿板连接件B23的一端铰接，搁腿板连接件B23的另一端与搁腿板连接件C24的一端铰接，搁腿板连接件A22和搁腿板连接件C24相互交叉并在交叉位置铰接，搁腿板连接件C24的另一端与支撑连接件A7的延伸部10前端铰接，搁腿板连接件D25的另一端与支撑连接件A7的延伸部10后端铰接；这样，搁腿板架21、搁腿板连接件A22、搁腿板连接件B23以及搁腿板连接件C24组成四连杆机构，搁腿板连接件A22、搁腿板连接件C24、搁腿板连接件D25以及支撑连接件A7的延伸部10组成四连杆机构。

在搁腿板连接件A22上设有限位轴A13，在搁腿板连接件C24上对应设有限位弧面A14和限位弧面B15，限位弧面A14、限位弧面B15分别处于搁腿板连接件A22和搁腿板连接件C24交叉点的两侧，在收起状态与最终打开状态，限位轴A14分别卡入限位弧面A14或限位弧面B15以实现对搁腿板连接件C24运动轨迹的限制。

靠背组件5包括靠背连接件A16、靠背连接件B17及靠背连接件C18，支撑连接件C9上半段与支撑连接件A7后端铰接，支撑连接件C9上端与靠背连接件B17下端铰接，靠背连接件A16具有左右两个铰接端19、20，靠背连接件B17上端与靠背连接件A16的左铰接端19铰接，靠背连接件C18上端与靠背连接件A16的右铰接端20铰接，靠背连接件C18下端与支撑连接件A7后半段固定相连。在靠背连接件C18上设有限位轴B37，在靠背连接件A16下端面上对应设有限位面38，限位轴B37实现对靠背连接件A16运动轨迹的限制。

在两个搁腿板连接件C24之间固定连接有一横梁11，驱动组件2的底部固定设置在底座1上，驱动组件2的推杆12前端与横梁11中部铰接。

所述驱动组件2可以是能够直接或者间接驱动伸展装置前后运动的任何动力机构，诸如气缸、直推电机等。

本实用新型的机械伸展装置还包括一对大体镜像的连杆机构，每一所述连杆机构适于在伸展装置收起时使靠背组件5、搁腿板组件3可以有次序的复位，其中每一连杆机构包括：

(a)曲柄26，所述的曲柄26为一L形连杆，该曲柄26后端可转动地连接至相应的支撑连接件A7的前部，并且在曲柄26中部上端开有第一、第二限位槽27、28；

(b)引导连杆29，所述引导连杆29的前后两端分别与搁腿板组件后端、曲柄前端枢转连接，具体的说，引导连杆29的前端是与搁腿板组件中搁腿板连接件D25的后半段铰接；

(c)活动限位连杆30，所述活动限位连杆30下端与靠近搁腿板组件的支撑连接件B8上半段枢转连接，活动限位连杆30上半段带有与自身垂直的第一限位销31，在支撑连接件A7的延伸部10上设有与第一限位销31配合的腰形孔32，腰形孔大体上为纵向设置，所述的第一限位销31插入至腰形孔32内，且腰形孔的宽度大于第一限位销31的直径，即腰形孔32两边与第一限位销31留有少量间隙；在伸展装置收起状态与最终打开状态，第一限位销31分别卡入第一、第二限位槽27、28内。

再进一步说，曲柄26设置在活动限位连杆30与支撑连接件A7的延伸部10之间，在支撑连接件A7的延伸部10上设有第二限位销33，活动限位连杆30上端朝后方弯曲形成有一弯钩34，在伸展装置最终打开状态，第二限位销33卡在弯钩34的钩槽内。

在活动限位连杆30的中部下端设有第三限位槽35，在支撑连接件A7的延伸部10下端设有安全限位销36，在搁腿板组件完全打开时，安全限位销36卡入第三限位槽35内。

本实用新型机械伸展装置的动作过程如下：

初始状态，也称收起状态，如图1、2所示，在这个状态下，第一限位销31卡在曲柄26的第一限位槽27内，这样可以防止整个伸展装置在非人为控制下产生晃动摇摆；随后驱动组件2斜向上推出，使搁腿板组件3打开，待搁腿板组件3完全伸展时，搁腿板组件3上的限位轴A13发挥作用进行限位，使搁腿板组件自身不再伸展，此时，曲柄26处于伸展状态，如图3所示，安全限位销36恰好卡入第三限位槽35内，这样可防止曲柄26与引导连杆用久产生疲劳，两者的枢接部位松掉而向下弯折变形，导致整个伸展装置松掉。

伸展状态，也称中间打开状态，如图3、4所示，驱动组件进一步向外推，由于搁腿板组件自身的限位轴A13已发挥限位作用，所以使得坐垫支撑组件4也就是四连杆机构摆动并向前运动，而靠背组件5则表现为朝着后仰斜躺的趋势变化，活动限位连杆30的下端是与支撑连接件B8上半段枢转连接，所以活动限位连杆30也跟随坐垫支撑组件运动，使第一限位销31表现为自腰形孔32上端向下端运动，脱离第一限位槽27，但由于腰形孔32又对活动限位连杆30起到导向作用，所以可防止活动限位连杆30左右摇摆，使第一限位销31按照既定的轨迹运动以便在第一、第二限位槽27、28内切换。

斜躺状态，也称最终打开状态，如图5、6所示，驱动组件已推至最远处，整个装置处于完全伸展状态，第一限位销31处于腰形孔32下端位置，由于在坐垫支撑组件4摆动时曲柄26也在发生运动，所以此时，第一限位销31卡入曲柄的第二限位槽28，以将搁腿板组件3撑牢，以便在其复位时可以按正常次序进行；与此同时，第二限位销33又卡合在活动限位连杆的弯钩34内，这样就避免了活动限位连杆30自带的第一限位销31在腰形孔32内产生左右摆动的现象，从而稳定了搁腿板组件；

在需要将伸展装置收起时，控制驱动组件收回，使坐垫支撑组件向后摆动，由于活动限位连杆自带的第一限位销31配合腰形孔32起到导向的作用，所以靠背组件5先行复位，次序不会乱掉，随后搁腿板组件3也进行复位，第一限位销31又由第二限位槽28脱离并卡入第一限位槽27内；由上叙述可见，由于本实用新型设置了连杆机构，特别是连杆机构中有活动限位连杆自带限位销与坐垫支撑组件中延伸部的腰形孔插接相配合，使得整个装置收起时次序可以按照正常进行，不会打乱，替代了复位弹簧，使整个装置更加简单可靠，选用驱动组件时不必再考虑弹簧弹力带来的影响，不会再因为有弹簧的存在而降低驱动组件的使用寿命，驱动组件的推力可完全发挥至对整个伸展装置的支撑作用上，整个伸展装置的装配更加方便，使用更加安全可靠。

实施例2：

在图7所示的实施例2中，实施例2与实施例1中的技术方案其他技术方案基本相同，不同之处在于：本实用新型的机械伸展装置还包括一对大体镜像的连杆机构，每一所述连杆机构适于在伸展装置收起时使靠背组件5、搁腿板组件3可以有次序的复位，其中每一连杆机构包括：

其中每一连杆机构包括：

(a)曲柄，该曲柄26后端可转动地连接至相应的支撑连接件A7的延伸部10上，并且曲柄26后端转动连接的位置处于该延伸部10与支撑连接件A7交接部位的中间位置，曲柄26的上端外侧设置有第一限位槽27；

(b)引导连杆，所述引导连杆29的前后两端分别与搁腿板组件3后端、曲柄26前端枢转连接；以及：

(c)活动限位连杆30，所述活动限位连杆30下端与靠近搁腿板组件3的支撑连接件B8上半段枢转连接，并且活动限位连杆30插设在曲柄26与支撑连接件A7的延伸部10之间，活动限位连杆30上半段带有限位腰形孔32b，所述的活动限位连杆30的上端向靠背组件5方向折弯有限位弧钩34b，所述的支撑连接件A7的延伸部10上对应于限位弧钩34b设置有支撑限位销31b。

在伸展装置收起状态与最终打开状态，限位弧钩34b的钩端面和内侧弧面沿支撑限位销31b转动，所述的限位腰形孔32b沿活动限位杆30的长度方向与活动限位杆30沿同一倾斜方向设置，在曲柄26的上段靠近枢接处设有与限位腰形孔32b配合的曲柄限位销33b，所述的曲柄限位销33b插入至限位腰形孔32b内，在伸展装置收起状态与最终打开状态，曲柄限位销33b分别从限位腰形孔32b的上端滑动到下端。

在支撑连接件A7的延伸部10上设有安全限位销36，并且安全限位销36和支撑限位销31b在与支撑连接件A的延伸部10的倾斜方向平行的同一直线上，所述的曲柄26的下端对应于安全限位销36设置有第三限位槽35b，在伸展装置最终打开状态，安全限位销36卡在第三限位槽35b内。具体的说，在本实施例中，曲柄26为一直连杆。

本实施例2中实用新型机械伸展装置的动作过程如下：

初始状态，也称收起状态，如图7所示，在这个状态下，支撑限位销31b卡在曲柄26的第一限位槽27内，同时限位弧钩34b的内弧面的下端与支撑限位销31b也卡接将支撑限位销31b限位，此时，曲柄限位销33b位于限位腰形孔32b的下端，这样可以防止整个伸展装置在非人为控制下产生晃动摇摆；随后驱动组件2斜向上推出，使搁腿板组件3打开，待搁腿板组件3完全伸展时，搁腿板组件3上的限位轴A13发挥作用进行限位，使搁腿板组件自身不再伸展，此时，曲柄26处于伸展状态，如图7所示，安全限位销36恰好卡入第三限位槽35b内，同时，曲柄限位销33b位于限位腰形孔32b的下端，两处支撑点，有效替代了弹簧力的支撑作用，这样可防止曲柄26与引导连杆用久产生疲劳，两者的枢接部位松掉而向下弯折变形，导致整个伸展装置松掉。

伸展状态，也称中间打开状态，如图8所示，驱动组件进一步向外推，由于搁腿板组件自身的限位轴A13已发挥限位作用，所以使得坐垫支撑组件4也就是四连杆机构摆动并向前运动，而靠背组件5则表现为朝着后仰斜躺的趋势变化，活动限位连杆30的下端是与支撑连接件B8上半段枢转连接，所以活动限位连杆30也跟随坐垫支撑组件运动，使曲柄限位销33b自限位腰形孔32b的上端向下端运动，支撑限位销31b脱离第一限位槽27，同时，限位弧钩34b沿着支撑限位销31b由下端向上端面滑动，由于限位腰形孔32b又对活动限位连杆30起到导向作用，限位腰形孔32b相对于曲柄限位销33b先向下再向前上方运动，所以可防止活动限位连杆30左右摇摆，使限位弧钩34b按照既定的轨迹运动以便在弧端面及限位弧钩内弧面之间运动。

斜躺状态，也称最终打开状态，如图9所示，驱动组件已推至最远处，整个装置处于完全伸展状态，活动限位连杆30向前下方运动，限位腰形孔32b由上方向前下方运动，曲柄限位销33b位于限位腰形孔32b的下端，由于在坐垫支撑组件4摆动时曲柄26也在发生运动，此时，曲柄限位销33b卡入限位腰形孔32b内部，同时，限位弧钩34b的钩端面与支撑限位销顶接，以将搁腿板组件3撑牢，以便在其复位时可以按正常次序进行；与此同时，避免了活动限位连杆30和曲柄26产生左右摆动的现象，从而稳定了搁腿板组件。

在需要将伸展装置收起时，控制驱动组件收回，使坐垫支撑组件向后摆动，由于活动限位连杆上的曲柄定位销在限位腰形孔内运动，同时限位腰形孔具有导向的作用，限位弧钩34b沿支撑限位销31b由下向上运动，所以靠背组件5先行复位，次序不会乱掉，随后搁腿板组件3也进行复位；由上叙述可见，由于本实用新型设置了连杆机构，特别是连杆机构中有活动限位连杆、曲柄与坐垫支撑组件中延伸部之间的设置配合关系，使得整个装置收起时次序可以按照正常进行，不会打乱，替代了复位弹簧，使整个装置更加简单可靠，选用驱动组件时不必再考虑弹簧弹力带来的影响，不会再因为有弹簧的存在而降低驱动组件的使用寿命，驱动组件的推力可完全发挥至对整个伸展装置的支撑作用上，整个伸展装置的装配更加方便，使用更加安全可靠。