一种倾斜式靠椅的制作方法

本发明涉及一种椅子，尤其涉及一种倾斜式靠椅。

背景技术：

现有公共场所，如地铁、公交车、站台等公共场所，为方便人们休息，提供了很多座椅。但是现有座椅由于数量有限，不能满足绝大多数人的需求，很多人还会站立等候。例如乘坐地铁、公交车时，更多人需要在车厢中站立，时间久了非常疲劳，并且随着车厢的晃动或遇见紧急刹车等情况时，人体非常容易失去平衡而摔倒。

申请号为201410229562.3的中国专利申请中公开了一种咨询服务生站立值岗时的站立坐凳，它包括：凳面与其中设置了螺纹升降调节器的凳脚，而凳面的水平宽度与凳脚的垂直高度之比小于1/8，所述的水平宽度同时小于0.2米。使用时，让人体臀部位置的小部分倾斜靠坐在凳面上，通过该调节器的调节使得凳脚所支撑的凳面的高度。该站立坐凳适合于一种出于礼仪需要，在值岗期间必须一直处于站立姿势的工种(例如：迎宾礼仪咨询服务生)，可以在无宾客到来时斜靠坐在站立坐凳上为缓解劳累而进行短时间的休息，而在远处的外人看来该休息者仍然是处于“站立”的姿势。虽然该站立坐凳占地面积小，但是只能让人体臀部位置的小部分倾斜靠坐在凳面上，受力面积小，局部压力大，因此舒适度不高。由于站立座椅为直立设计，容易发生倾倒的现象，影响使用安全。

申请号为200520040539.6的中国专利申请中公开了一种用于人体准直立状态下的休息靠椅，它包括窄长靠背和在该靠背下方的近人体臀部处设有高度可调的坐垫。但是，该休息靠椅为直立式，不符合人体生理曲线，舒适度不高。并且该休息靠椅需要通过固定托11安装在顶、底面之间，才能实现固定，因此不适用于室外或者房屋顶面较高的场合。

因此，亟待开发一种占地面积小、安全性高且舒适度高的靠椅。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对站立式靠椅现有技术中的缺的安全性和舒适度不高的缺陷，提供一种倾斜式靠椅，通过倾斜的背板增加与人体的支撑面，并通过折弯的设计提高靠椅的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种倾斜式靠椅，所述倾斜式靠椅包括背板以及向后折弯的底板，所述背板的倾斜面与底板所呈夹角为60°～80°；所述背板具有：与人体背部至少部分贴合的第一支撑面，与人体臀部至少部分贴合的第二支撑面，以及与人体腿部至少部分贴合的第三支撑面。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述背板为柱面板，所述柱面板与底板整体热压成型；所述柱面板具有光滑过渡的所述第一支撑面、第二支撑面和第三支撑面；所述第一支撑面和第三支撑面均为向前凸起的柱面，所述第二支撑面为向后凸起的柱面；

所述柱面板的准线方程为：

h＝t-(10^-4d⁵-6.4×10^-3d⁴+0.13d³-1.1d²+3.9d-1.95)；

其中，h为垂直高度值；d为水平距离值；t为常数，取值为1.4-1.6。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述背板包括平面板以及固定在所述平面板上的臀靠板；所述平面板与底板一体成型，所述臀靠板上表面为向前凸起的柱面。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述背板包括肩靠板和臀靠板；所述倾斜式靠椅还包括左靠骨、右靠骨、横靠骨和脚搭；所述左靠骨和右靠骨底部向后折弯，用于安装所述底板；所述肩靠板横向安装在所述左靠骨和右靠骨的上部；所述横靠骨横向安装在所述左靠骨和右靠骨的中部，用于安装所述臀靠板；所述脚搭横向安装在所述左靠骨和右靠骨的下部。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述左靠骨和右靠骨的内侧均固定有插接块，所述横靠骨的两端通过所述插接块插接固定在所述左靠骨和右靠骨上。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述横靠骨两端分别通过升降机构安装在所述左靠骨和右靠骨上；所述升降机构包括：推杆电机、导轨和滑块；所述导轨竖直固定在所述左靠骨和右靠骨上，所述滑块设置在导轨上，所述推杆电机固定在所述底板上；所述推杆电机的推杆端部与所述滑块相连；所述横靠骨两端固定在所述滑块上；所述倾斜式靠椅还包括设置在所述肩靠板上的压力传感器阵列，以及与之相连的控制芯片；所述压力传感器阵列包括设置于肩靠板上不同高度值的多个压力传感器；所述控制芯片用于接收所述多个压力传感器的检测值，并确定检测值最大的压力传感器的高度值，根据该高度值计算出横靠骨上升里程，发送对应的上升信号给所述推杆电机。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述控制芯片在检测到所述多个压力传感器的检测值均为零时，发送下降信号给所述推杆电机复位。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述倾斜式靠椅还包括将所述底板与地面固定的地脚栓。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述倾斜式靠椅还包括安装在所述臀靠板一侧的水杯托。

在根据本发明所述的倾斜式靠椅中，所述背板上覆盖有自清洁织物，所述自清洁织物通过以下步骤制备：

1)配制浓度为100mg/ml～800mg/ml的低表面能聚合物溶液，所述低表面能聚合物为聚四氟乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯；将织物浸渍在所述低表面能聚合物溶液中80～300分钟，随后使溶剂挥发；

2)利用喷涂法将无机纳米粒子喷涂在所述织物的表面以浸渍低表面能的分子，其中所述无机纳米粒子为含氟小分子或烷基链分子，喷涂使用的无机纳米粒子喷涂液浓度为20mg/ml～100mg/ml，喷涂时气流速度为20ml/min～200ml/min，喷涂温度为30～80℃；

3)利用喷涂法在织物表面上生长光催化剂，得到自清洁织物；其中喷涂使用的光催化剂喷涂液浓度为20mg/ml～100mg/ml，喷涂时气流速度为20ml/min～200ml/min，喷涂温度为30～80℃。

本发明还提供了上述的倾斜式靠椅的应用，所述倾斜式靠椅用于安装在公共交通设施或者办公场所。优选地，所述公共交通设施为地铁、火车、公交车、飞机或者船。

实施本发明的倾斜式靠椅，具有以下有益效果：本发明通过采用具有一定倾斜角度的靠椅，可以增大靠椅与人体的支撑面，起到支撑人体、保持平衡的作用，能够减轻和缓解久站时的疲劳，提高了舒适度；并且该倾斜式靠椅占地面积小，应用在公共交通设施或者办公场所可以有效节省使用空间，该靠椅为符合人体工学的设计，使用者在办公空间内可以在倾斜式靠椅和座椅之间交替使用，便于舒展身体，减轻办公时产生的疲劳；本发明还通过在倾斜式靠椅表面覆盖自清洁织物来提高体感温度，同时方便清洁，该自清洁织物还利用无机纳米材料表面润滑性来降低表面的摩擦系数，继而增加织物的耐磨性能，延长了倾斜式靠椅的整体使用寿命。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的倾斜式靠椅的立体图；

图2为根据本发明第一实施例的倾斜式靠椅的使用状态图；

图3为根据本发明第一实施例的倾斜式靠椅的底板上表面的准线图；

图4为根据本发明第二实施例的倾斜式靠椅的立体图；

图5为根据本发明第二实施例的倾斜式靠椅的使用状态图；

图6为根据本发明第三实施例的倾斜式靠椅的立体图；

图7为根据本发明第三实施例的倾斜式靠椅的零件组装图；

图8为根据本发明第三实施例的倾斜式靠椅的使用状态图；

图9为根据本发明第四实施例的倾斜式靠椅的立体图；

图10为根据本发明第四实施例的倾斜式靠椅的电路控制图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，分别为根据本发明第一实施例的倾斜式靠椅的立体图和使用状态图。如图所示，该第一实施例提供的倾斜式靠椅，包括背板1以及向后折弯的底板2。优选地，底板2可以通过地脚栓固定在地面上。背板1上具有与人体背部至少部分贴合的第一支撑面11、与人体臀部至少部分贴合的第二支撑面12、以及与人体腿部至少部分贴合的第三支撑面13。在该第一实施例中，背板1采用柱面板实现。该柱面板与底板2通过整体热压成型，例如采用集层木板热弯整体成型，也可以采用树脂材料(例如玻璃钢)或者金属材质来制备。该柱面板由前述第一支撑面11、第二支撑面12和第三支撑面13光滑过渡而成，分别用于支撑人体的背部、臀部和腿部。其中，第一支撑面11和第三支撑面13均为向前凸起的柱面，第二支撑面为向后凸起的柱面12。背板1的倾斜面与底板2所呈夹角α为60°～80°(例如60°、65°、70°、75°或80°)，更优选为65°～75°(例如65°、68°、70°、72°或75°)。本发明中提及的背板1的倾斜面是指人体依靠在背板1上时臀部与脚的位置切线所在平面。该夹角α的设计可以有效降低倾斜式靠椅的重心，更好地维持平衡。背板1顶端距离地面的高度优选为1.3～1.5米，背板1的横向宽度可以根据需要设置，可供一人或者多人同时靠坐；当供一人使用时，该横向宽度优选设置为0.4～0.8米。

在本发明更优选的实施方式中，底板1所采用的柱面板的母线为垂直于图2所在纸面的直线段，准线如图3所示。优选地，该准线方程为：

h＝t-(10^-4d⁵-6.4×10^-3d⁴+0.13d³-1.1d²+3.9d-1.95)；

其中，h为垂直高度值；d为水平距离值；t为常数，取值为1.4-1.6。

上述准线方程为经过大量实验及经验总结后得出的最优尺寸设计，由此制备的柱面板符合人体功能学，能够最大程度地增加靠椅与人体的接触面积，使人体背部、臀部和腿部能够得到有效支撑，且减小了局部受力，提高了产品的舒适度。另一方面，本发明采用40～120kg的人体模型进行大量测试，结果表明上述形状的柱面板可以与向后折弯的底板相配合，在质量为40～120kg的人体倚靠时均能有效维持平衡。

请参阅图4和图5，分别为根据本发明第二实施例的倾斜式靠椅的立体图和使用状态图。如图所示，该第二实施例提供的倾斜式靠椅与第一实施例基本相同，区别之处在于，背板1采用平面板14和臀靠板15实现。其中平面板14与底板2一体成型，例如采用集层木板热弯整体成型，也可以采用树脂材料(例如玻璃钢)或者金属材质来制备。背板1的倾斜面即平面板14所在平面与底板2所呈夹角α为60°～80°(例如60°、65°、70°、75°或80°)，更优选为65°～75°(例如65°、68°、70°、72°或75°)。平面板14顶端距离地面的高度优选为1.3～1.5米，平面板14的横向宽度可以根据需要设置，可供一人或者多人同时靠坐；当供一人使用时，该横向宽度优选设置为0.4～0.8米。臀靠板15则固定在平面板14的中部或偏下的位置，例如通过螺栓固定在平面板14上。臀靠板15的表面为向前凸起的柱面，与人体大腿处的生理曲线相吻合。臀靠板15顶端距离地面的高度优选为0.6～0.8米。如图5中所示，平面板14的上部作为与人体背部部分贴合的第一支撑面11，臀靠板15的表面作为与人体腿部部分贴合的第三支撑面13，平面板14与臀靠板15连接处的表面作为与人体臀部部分贴合的第二支撑面12。优选地，臀靠板15的一侧还可以安装有水杯托10，以便于用于放置水杯等物品。该第二实施例的倾斜式靠椅结构简单，易于加工，且能够对人体形成多点支撑，有效地提高了用户倚靠的舒适度和安全度。

请参阅图6至图8，分别为根据本发明第三实施例的倾斜式靠椅的立体图、零件组装图和使用状态图。如图所示，该第三实施例提供的倾斜式靠椅与第二实施例基本相同，区别之处在于，背板1采用组装结构。该背板1包括肩靠板16和臀靠板15。倾斜式靠椅还包括左靠骨3、右靠骨4、横靠骨5和脚搭6。其中左靠骨3和右靠骨4的底部向后折弯，用于安装底板2。左靠骨3和右靠骨4的底部可以通过地脚栓固定在地面上。肩靠板16横向安装在左靠骨3和右靠骨4的上部。横靠骨5横向安装在左靠骨3和右靠骨4的中部，用于安装臀靠板15。其中肩靠板16和臀靠板15之间预留一定距离。脚搭6横向安装在左靠骨3和右靠骨4的下部。在该实施例中，左靠骨3和右靠骨4的内侧均固定有各自的插接块7，例如通过焊接等方式分别固定在左靠骨3和右靠骨4的内侧。横靠骨5的两端分别通过相应的插接块7插接固定在左靠骨3和右靠骨4上。例如横靠骨5的两端具有向下延伸的插片，可插入插接块7中实现固定。优选地，脚搭6也可以同样的方式固定。如图8所示，背板1的倾斜面即肩靠板16所在平面与底板2所呈夹角α为60°～80°(例如60°、65°、70°、75°或80°)，更优选为65°～75°(例如65°、68°、70°、72°或75°)。肩靠板16顶端距离地面的高度优选为1.3～1.5米，肩靠板16的横向宽度可以根据需要设置，可供一人或者多人同时靠坐；当供一人使用时，该横向宽度优选设置为0.4～0.8米。臀靠板15顶端距离地面的高度优选为0.6～0.8米。优选地，肩靠板16和两个靠骨的上端均向后折弯，以形成更为舒适的第一支撑面11。同样，臀靠板15的表面作为与人体腿部部分贴合的第三支撑面13，肩靠板16的下边缘或者臀靠板15的上边缘的表面均可以作为与人体臀部部分贴合的第二支撑面12。该第三实施例的倾斜式靠椅的各个零件均可以采用不锈钢来制备。并且，该倾斜式靠椅通过左右靠骨的设计可以提高靠椅的抗压强度，整体组装方便，且舒适度和安全度高。

请参阅图9，为根据本发明第四实施例的倾斜式靠椅的立体图。如图9所示，该第四实施例提供的倾斜式靠椅与第三实施例基本相同，区别之处在于，具有高度调节功能。由于现实中每个使用者的身高可能不同，当臀靠板15位置固定时，使用者会产生不同的体验，例如身材矮小的使用者会需要踮起脚尖，而身材较高的使用者可能需要较大程度地弯曲膝盖。因此，本发明通过增设相应的装置，来实现臀靠板15的高度调节功能。具体地，横靠骨5两端分别通过升降机构9安装在左靠骨3和右靠骨4上。该升降机构9包括推杆电机91、滑块92和导轨93。左靠骨3和右靠骨4上分别竖直固定有一根导轨93。每根导轨93上设置有一滑块92。横靠骨5的两端分别固定在两侧的滑块92上。推杆电机91固定在底板2上，推杆电机91的推杆向上与左右靠骨的延伸方向平行，且推杆端部与其中一侧的滑块92相连。该倾斜式靠椅还包括设置在肩靠板16上的压力传感器阵列17，以及与之相连的控制芯片100。压力传感器阵列17包括分布于肩靠板上不同高度的多个压力传感器。更优选地，该压力传感器阵列17也可以在同一高度横向设置多个压力传感器，以保障检测的准确性。

请结合参阅图10，为根据本发明第四实施例的倾斜式靠椅的电路控制图。控制芯片100用于接收所述多个压力传感器的检测值，即位于不同高度不同横向位置的压力检测值。控制芯片100接收一系列检测值后进行比较，并确定检测值最大的压力传感器的高度值，根据该高度值计算出横靠骨5上升里程，发送对应的上升信号给推杆电机91。另一方面，当控制芯片100在检测到所述多个压力传感器的检测值均为零时，发送下降信号给推杆电机控制横靠骨5复位。由此可见，当人体倚靠到本发明的倾斜式靠椅上时，肩靠板16最大的受力点通常情况下为人体臀部位置，而根据该位置可以计算出臀靠板15的最佳高度，以适用于不同高度的人群使用。具体地，控制芯片100中可预先存储有各个压力传感器的高度值，以及各个高度值与臀靠板15最佳高度的对应关系表。当接收到某一压力传感器的检测值数据时，可以判断出检测值最大的压力传感器的高度值，并查找对应的臀靠板15最佳高度。由于臀靠板15安装在横靠骨5上，因此根据臀靠板15最佳高度可计算出横靠骨5的上升里程，并发送对应的上升信号给推杆电机91驱动推杆上升对应距离，就能根据人体高度自动调节臀靠板15至最佳高度。

现有公共设施的座椅通常容易污损，这是因为经常安装在露天或者大量灰尘环境下使用，并且使用频率高。有些座椅使用不锈钢等材质制备以方便清洁，但是人体坐在不锈钢表面会感觉温度较低，尤其在寒冷的冬天。因此，在本发明更优选的实施例中，在上述各个实施例的倾斜式靠椅表面覆盖自清洁织物，尤其应用于背板1的表面，例如前述柱面板、平面板、肩靠板和/或臀靠板。现有技术中自清洁织物主要是在组装二氧化硅(sio2)、金(au)或银(ag)纳米粒子之后再修饰低表能分子，例如烷基硫醇，但是由此制备的自清洁织物的耐磨性不好。本发明经过研究改进，制出了一种自清洁效果好且耐磨的织物。该自清洁织物可以通过以下步骤制备：

1)配制浓度为100mg/ml～800mg/ml(例如100、200、300、400、500、600、700或800mg/ml)的低表面能聚合物溶液，更优选为400mg/ml～600mg/ml(例如400、450、500、550或600mg/ml)。优选地，所述低表面能聚合物为聚四氟乙烯(ptfe)，其重均分子量mw范围为35k～96k；或者低表面能聚合物为聚丙烯(pp)，其重均分子量mw范围为80k～200k；或者低表面能聚合物为聚苯乙烯(ps)其重均分子量mw范围为80k～180k。采用的溶剂为二甲基甲酰胺(dmf)、水、乙醇、丙酮或四氢呋喃。将织物浸渍在所述低表面能聚合物溶液中80～300分钟(例如80、100、150、200或300分钟)，随后使溶剂挥发。优选地，该织物为尼龙、涤纶或者棉织物。

2)利用喷涂法将无机纳米粒子喷涂在所述织物的表面以浸渍低表面能分子。优选地，修饰的无机纳米粒子小分子即低表面能分子为含氟小分子，例如三甲氧基十八氟硅烷或者十八氟硅烷溴化铵等。该低表面能分子也可以为烷基链分子，例如烷基硫醇，含羧基或者氨基的氟硅烷。喷涂使用的无机纳米粒子喷涂液浓度为20mg/ml～100mg/ml(例如20、40、60、80或100mg/ml)，更优选为60～80mg/ml(例如60、65、70、75或80mg/ml)，采用的溶剂为二甲基甲酰胺(dmf)、水、乙醇、丙酮或四氢呋喃。优选地，喷涂时气流速度为20ml/min～200ml/min(例如20、50、100、150或200ml/min)，更优选为100～150ml/min；喷涂温度为30～80℃(例如30、40、50、60、70或80℃)。

3)利用喷涂法在织物表面上生长光催化剂，得到自清洁织物。优选地，所述光催化剂为四氧化三钴(co3o4)或者一氧化镍(nio)。可以使用水热法合成co3o4或nio的纳米粒子，并配制成浓度为20mg/ml-100mg/ml(例如20、40、60、80或100mg/ml)的水溶液，更优选为40～60mg/ml(例如40、45、50、55或60mg/ml)，作为该步骤中喷涂使用的光催化剂喷涂液。优选地，喷涂时气流速度为20ml/min～200ml/min(例如20、50、100、150或200ml/min)，更优选为100～150ml/min，喷涂温度为30～80℃(例如30、40、50、60、70或80℃)。所述光催化剂为四氧化三钴(co3o4)或者一氧化镍(nio)。该光催化剂可以修饰低表能分子实现光催化与超疏水的多功能。

本发明提供的自清洁织物的具体实施例如下：

实施例1

1)将聚四氟乙烯(ptfe)溶于二甲基甲酰胺(dmf)中，配制浓度为500mg/ml的低表面能聚合物溶液。将尼龙织物浸渍在该低表面能聚合物溶液中100分钟，随后使溶剂挥发；

2)将烷基硫醇溶于二甲基甲酰胺(dmf)中，配制浓度为50mg/ml的无机纳米粒子喷涂液，利用喷涂法将无机纳米粒子喷涂在织物的表面以浸渍低表面能分子。其中喷涂的气流速度为100ml/min，喷涂温度为50℃。

3)将co3o4溶于水中，配制浓度为50mg/ml的无机纳米粒子喷涂液，利用喷涂法将无机纳米粒子喷涂在织物的表面以浸渍低表面能分子。其中喷涂的气流速度为100ml/min，喷涂温度为50℃。

实施例2～9

除了下表1的内容之外，以与实施例1基本相同的方式进行。并对制得的织物使用砂纸进行打磨，测量砂纸打磨10次之后的接触角如表1中所示。

对比例1

1)将金红石型纳米二氧化铁粉末加入乙醇中，配成质量浓度为5％的乙醇溶液，采用超声匀化处理一段时间使纳米二氧化铁粉末在乙醇中均匀分散。

2)按三氧化铁质量5％的偶联剂加入1)中乙醇溶液中，调节ph至中性，搅拌均匀，在恒温70-90℃反应1-3小时，得到改性后的纳米二氧化钛整理液；

3)使用2)的纳米二氧化钛整理液对尼龙织物进行处理，得到自清洁织物。

经检测，本发明自清洁织物的耐磨性测试结果为经过10次打磨之后接触角能基本保持不变，大约为150°附近，而对比例1的织物打磨10次后接触角度为30°，可以证明本发明涂层具有较好耐磨性。因此，本发明实施例1-6的耐磨性测试结果明显优于对比例1的自清洁织物。

由此可见，本发明制备的自清洁织物在阳光紫外线作用下可实现自清洁，且利用无机纳米材料表面润滑性，可以降低表面的摩擦系数，继而增加织物的耐磨性能，并且该制备方法简单，成本低，适用于大规模生产和应用。另一方面，本发明在靠椅表面覆盖自清洁织物还可以提高体感温度，增加靠椅舒适度。

综上所述，本发明从人体学角度，提供了一种适合安装在车厢内等公共场合的具有一定倾斜角度的倾斜式靠椅，适用于人们在站立等候时斜靠其上，可以起到支撑人体，并保持平衡的作用，有助于减轻和缓解人们久站等候时的疲劳，提高舒适度。本发明的倾斜式靠椅与普通座椅相比，大大节省了占地空间，能同时满足更多的人需要，而且可以方便某些不便于坐下的特殊人群(例如服务行业工作者)使用。本发明的倾斜式靠椅可以应用在公共交通设施或者办公场所，节省了使用空间，尤其在办公场所内，使用者可以在倾斜式靠椅和座椅之间交替使用，便于舒展身体，减轻久坐产生的不适。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。