悬浮性大幅度弹性扭转多用椅

本发明涉及一种室内室外可折叠的沙发多用椅。特别是一种坐面前部有轴与基架相连的，可大幅度调节弹力矩以适应成人儿童各不同人体的多用椅。

英国专利GB2038174A，涉及一种可使坐椅靠背的上半部弹性扭转的靠背椅，使人体在坐椅上能够向后运动，但运动幅度不大，弹力不能够被调节。现有沙发都采用不能调节弹力的被动反映的弹簧，散开装在沙发坐面或靠背上，沙发的坐面和靠背不能全部产生大幅度弹性扭转，並且对固定的弹簧来说，人体太重，则觉得弹簧软，人体太轻，则觉得弹簧太硬，不舒服。中国市场现大量出售一种十九元价格一只的尼龙布钢管折叠式坐躺椅，可分级分档地调节后靠角度。上海市场现出售一种四十多元价格一只的坐面较宽的，有轮可用人推的钢管折叠式多用椅，可供成人坐、躺、卧，供儿童卧，当摇篮用。但这两种都不能使坐椅大幅度弹性扭转运动，更不能调节弹力。

本发明的目的是提供一种依靠人体在坐椅上的仰靠来产生无级大幅度弹性扭转的並可大幅度调节弹力矩来适应不同成人儿童的产生舒适性很强的有悬浮性效果的多用椅，使本发明具有的多种用途，包括成人的坐、躺、卧，阅读书写，儿童的坐、躺、卧及摇篮等都具有这种悬浮性效果。

从本发明的理论依据及技术解决方案出发，本发明认为：衡量沙发和坐椅舒适与否有四条标准：1.增大沙发对人体的有效托持面，特别是在人体的腰等重要部位进行有效托持（参照与本专利申请主动分案的申请）。2.使接触人体坐骨的部位较硬，使人体在坐面上的重量大部分落在人体痛觉迟钝的坐骨上。3.使人体在坐椅上能产生大幅度弹性扭转。本发明认为， 坐椅的研究不因把人体的坐看成静止的孤立的现象来研究，而应把人体的坐看成一种运动的变化的过程来研究，这样才能满足人体坐时的本身的运动要求，不至于在固定的坐椅角度中坐久了产生疲乏。而人体的坐时的运动最好是依靠人体本身的运动和坐姿的变换来随时任意地调节变换角度的，並使坐椅产生无级弹性大幅度扭转。这样，随之引出了第四个最重要的衡量标准：4.这种大幅度弹性扭转的弹力应该是可调节的，並调节到与每个不同人体的重量相适应的程度，並在不断的运动中，使重力与弹力不断趋于新的平衡，因此而产生悬浮性效应，悬浮性效应在整个运动中所占的比重即定义为悬浮度。悬浮性效应实质上是一种人体本性和天性的复归，是人体在成形的寝阶段，悬浮在母胎的羊水中处于有节奏的母体摆动运动中所形成並终生定型的一种天性-母胎效应，它是人体产生舒适感的根源，所以悬浮性是衡量舒适性效果的最重要标准。本发明的解决方案是：由于用调节弹力的方法与不同的重力相平衡在实际应用中可行性不大，所以本发明在坐面前部，並深入一步在靠背和坐面后部的连接处装轴，並使坐面前部的轴单独架在基架上，然后在坐面和靠背的本身之外各使用少数一两个大弹簧，包括扭簧，压簧，拉簧等，使坐面和靠背以及其上的人体负荷大部分都落在弹簧上，弹簧座落在基架上，用调节弹力矩的有效方法来适应不同的人体重量，就象拨动秤砣来称不同重量的物体一样。这种调节的幅度是很大的，可适应成人与儿童各种人体重量。本发明的技术原理是：弹力矩＝重力矩。即：弹力×弹力臂＝重力×重力臂。首先，人体后仰，随着角度变化必然引起作用在靠背上的重力增加，並随着靠背大幅度向后扭转，必然引起人体重心后移，因坐面前部有轴，因而引起重力臂增大。依据重力矩除以角度确定的这种变化率，来选定弹簧的钢度。在使用中，针对不同人体调节弹力矩后，在如前所述的一个等式中，弹力臂和重 力是一个常数，在人体的运动中，即由于人体本身坐姿的改变以及人体两手作用在不随坐椅的坐面靠背一起弹性扭转的扶手上，不断改变调节重力臂，使人体的重力矩的变化与弹簧产生的弹力矩的变化在不断的运动变化中不断趋于新的平衡，在动态平衡中达到悬浮性大幅度弹性扭转效果。现有的沙发不能产生这种不断的无级运动，因此它产生的舒适感只是在被弹下去的很短时间内被人体感觉到，一旦人体与坐面处于静止状态，这种舒适感就随即消失。所以这种运动中的动态平衡只能不断产生、变化，並不断无限地趋近于它，它只有在运动中才能产生，而一旦达到完全的平衡，即静止下来，这种悬浮性的舒适感随即消失。在函数图象上，以角度为x轴，以力矩为y轴，在坐椅角度的不断变化中，重力矩线的变化落在弹力矩线附近的区域，定义为悬浮效应区域。在概率和数理统计中，随机变量重力矩ξ与ξ的数学期望的离差的平方的期望，即方差，应相对是一个较小数值;弹力矩线与重力矩线的相关系数应接近于1。

本发明的结构是：在坐面后面使用扭簧，其非动臂架在坐面下的横档上。可对扭簧的动臂调节其有效长度，並可使扭簧在分档槽中移动，以此来大幅度调节弹力矩。坐椅上除坐面前部有一轴连在基架上负担很小一部分负荷外，坐面和靠背上的其余所有负荷都通过靠背上的弹簧和坐面上的扭簧臂，通过与扭簧臂连接的套筒，轴，以及轴上的轮子，落在基架上。靠背的下部与坐面轴接，靠背的中下部使用一拉簧或压簧与坐面基架相连，弹簧外的套筒正好形成一个扶手。靠背上的弹力矩是用调节弹簧弹力和分档在靠背上放置扶手搭头的方法来实现的，由于扶手与不随坐面靠背弹性扭转的基架相连，所以人的两手作用在扶手上与人体本身坐姿的改变一样，都是调节重力矩的重要因素，其能使坐面和靠背不断在无级弹性扭转中产生悬浮性效应，並且这种弹性扭转总的幅度是很大的，坐面可以在50°之 内，靠背可以在100°之内，由于本发明的基本思想是在坐的过程中使坐椅上的重力矩和弹力矩始终趋于平衡，所以坐椅的坐面和靠背在初始状态中必有一个初始弹力矩，与人体坐在坐面中后部的某点上的重力矩平衡，並且坐面和靠背上均有一个镇压装置，一方面镇压住初始弹力矩，一方面使坐面和靠背保持在与常规坐椅相类似的角度位置上。本发明的多种功能和用途既可全部考虑使用，也可单独侧重于成人功能，不考虑设计儿童功能，或可选用和强调某几个方面的用途，而去掉其余功能所附加的部件。本发明的扶手上的搭头可摘脱，以使靠背放平，使成人和儿童睡卧。本发明的靠枕用轴和靠背相连，靠枕框架可放于靠背框架之内或之外，放于靠背框架之内是强调儿童的坐的功能，放在靠背框架之外时，则两边靠枕框架放下成略水平状态时，比两肩稍宽，並恰好是在平时用的写字桌桌面的部位上。翻下的靠枕的朝上面上有两片翻板，可翻起对着人体面部放置並支撑牢固，翻板上有固定书籍的弹性夹，使人在悬浮性弹性扭转状态中看书和思考。靠背上的一块靠垫又可依轴放下並支撑成近水平状态，与翻下的靠枕一起，作儿童坐车的功能使用。靠背用扶手上的调节弹力的装置可调节成斜放形态，可使儿童斜躺。靠脚可固定成略垂直，水平，倾斜等各种角度，供成人就坐时，以及成人与儿童睡卧时使用。基架成三角形，竖档高出坐面並向坐面内弯曲，基架底下横档上安置弧形档，形成摇篮的功能。用于野外时，基架底下两根轴上可安置轮子，主要用于室内时，则可不考虑安放轮子。基架斜档上有两个可抽出的拉手，可推拉坐椅，也可托持靠脚成水平状。本发明的原理和构思可参照与本发明自成一体，主动分案的专利，其名称是：可大幅度摆动的坐卧两用沙发。

本发明的效果是能使成人儿童的各种功能都由于有了可调整弹力矩的装置而处于舒适的悬浮性状态中，特别是对于成人的阅读书写和儿童的坐、 躺，卧来说，能使成人处于最佳思考状态，使儿童置于母胎效应的舒适状态中，因此能尽快安乐不吵闹，卧时则很快进入舒适的睡眠。由于本发明的各种功能是基于相对固定的基架以及有大幅度可调弹力矩的坐面的基础上实现的，所以成人儿童的各功能之间的变换较简便易行，在室外或旅游中，坐椅上可装载较重物品，折叠后可用轮拉着走，适宜旅游场合使用。本发明可特别强调成人功能，因而特别适应专家，学者，以及脑力劳动者，干部，行动不便者等工作休息用，可在室内，可在野外或花园林荫道中移位缓行，阅读思考。

下面是发明的一个实施例及其附图。附图说明：

另外，多用椅的型号可进一步包括成人，特别是学者，专家，脑力劳动者专用型。可除去摇篮弧形档，儿童坐垫，儿童睡卧时起围护作用的部分，遮阳钢架等部位，而在靠背上加一个由装在靠背轴上的扭簧带动的靠腰，使其在弹性扭转时主动支撑人体腰部。靠背的弹性扭转可使用拉簧或在靠背轴上或附近使用扭簧来达到。

另外，多用椅的型号也可侧重于儿童型，加强儿童睡卧时扶手上的起围护作用的部分。把靠枕框架置于靠背框架之内，使之在作为儿童靠手时更简捷有效。

多用椅框架材料可用较好的镀铬钢管，或铝管，也可用一般钢管防锈处理，或夹木，全木制成。

本发明与同日申请的专利：可大幅度摆动的坐卧两用沙发一起，由于具有类似太空失重状态下的感觉，所以俗名叫做“太空椅”。

为了增强舒适功能，在靠背上可安放按摩器，使坐椅具有按摩椅的功能。

另一较简的型号是将作用在靠背上的弹簧去掉，使靠背有级可调或小幅度摆动，这样可减少成本。

图1是多用椅的侧视图。

图2是多用椅的正视图。

图3是图1的部分A向视图。

图4是坐面镇压物的放大图。

图5是基架底下弧形档剖面的放大图，即图2的部分B-B视图。

实施例中扭转弹簧〔1〕是两个並列的单扭簧，进一步包括一个双扭簧。两个单扭簧对称並列放置，较松动地套在连接坐面框架后部的轴〔2〕上，其相对坐面的非动臂架在坐面下面横档〔3〕上，其相对坐面的动臂上固定一薄套筒，一边开有小孔〔4〕，其也可以是凹口。动臂与薄套筒套进大套筒〔5〕内，並穿出大套筒，大套筒上有螺丝固定薄套筒，大套筒下有轴架环〔6〕支承轴，轴两端有一对轮子〔7〕，轮缘的中间下凹，当坐面扭转时，轮子凹槽在三角基架斜档〔8〕上来回滚动，让大套筒上的螺丝松开，可改变动臂的有效支撑长度，以适应不同的人体重量需要。坐面后部下面有分档槽〔9〕，能较大幅度地调节弹力矩以适应不同人体，包括成人和儿童的重力矩。分档槽分五档，分档槽下面有一薄铁皮， 当扭簧松开时，防止其下落，分档槽越靠坐面中心，越适应重量轻的人体，适应婴儿，儿童弹性坐卧。扭簧轴移至分档槽最后一槽时，可使非动臂从坐面下部横档〔3〕上脱开，使坐椅折叠，也便于在无弹力状态下自由地调节动臂的有效支撑长度。三角架的斜档是向下倾斜的，带向下弯曲状，进一步包括直档和向上弯曲状。

靠背的弹性扭转是靠扶手上的压簧实现的。压簧装在园柱型套筒〔10〕内，压簧拉杆后端有螺纹，穿过一带弯曲状的基架竖档〔11〕的上端，用一较大的可调螺帽〔12〕压在竖档〔11〕外侧来调节靠背的初始弹力使之与人体作用在靠背上的初始力平衡，竖档内侧还有一辅助调节螺帽〔13〕，如旋到套筒底，螺帽〔12〕即可调节椅子初始倾斜角度，用于成人或儿童的坐躺倾斜度。基架竖档〔11〕从坐椅正面方向看，向内弯曲。为了便于压簧套筒上下改变方向，竖档外有一园弧状的凸出小块〔14〕，小块内有竖直的纵槽，使压簧拉杆上下运动。带动套筒的一端伸出一带底坐的钢丝〔15〕，其头上固定一个有落槽大孔和细槽的搭头〔16〕，可脱卸地分两档套进靠背凸扣内。在靠背转轴的前上方，有一固定在坐面框架上的与坐面框架等厚的隆起块，在它的外缘用绞链装有一向坐面突出的限制靠背初始位置的矩形块〔17〕，较紧配合地可移开地卡在隆起块的槽中，这种装置进一步包括用螺杆螺帽可拆卸地固定在隆起块上。

限定坐面初始扭矩和初始位置的装置是基架斜档上用轴〔18〕连接一弯杆，其一头有一与杆垂直的镇压物〔19〕，镇压住坐面横档〔3〕的伸出部分，在镇压物的上面边缘，装有一绞链，用绞链装一较厚物，其上装一个有杆的厚物〔20〕，镇压物上开槽，杆落进镇压物的槽内，厚物可通过铰链翻开，以使坐面倾斜度变化，有级分档地调节坐面倾斜度，在伏案办公时，也可以使坐面前倾。弯杆的另一边是一根弹性钢丝〔21〕，一头固 定在弯杆上，另一有弯折的一头扣进基架斜档上的孔内固定，以此使弯杆固定。此类装置可以进一步包括在轴〔2〕上扣一根链条或牢固柔性物，再用螺丝螺帽或扣结固定在基架斜档上。

多用椅的坐面框架后部的外侧装有一双层护板〔22〕，其上部略有扶手等高，用来支撑儿童卧床的围墙，椅的靠脚〔23〕在坐面框架前端外侧陷进处的短轴〔24〕是一固定坐面框架上的穿过靠脚杆的螺杆，可拆卸。基架两边是一个三角架，由其间的轴和三根横档〔25〕固定。三角架三个交点为轴，上面的轴即为坐面旋转轴〔26〕，底部前轴〔27〕在基架竖档外侧装有一对轮子。底部后轴〔28〕在基架横档外装有一对轮子，基架横档的前端有一向下开口的细槽〔29〕，用以套进前轴〔27〕，轴〔27〕的外端是突出的园形螺帽或螺头。把细槽从轴〔27〕中摘脱，把螺帽〔12〕旋落，把弹性钢丝从小孔中摘出，移开弯杆镇压物〔19〕，把扭簧轴〔2〕放至分档槽〔9〕的最后一档，依铰链翻开矩形块〔17〕，椅即可折叠。

靠脚〔23〕的末端前缘有向前突出的部分〔30〕，把双脚放置其上后可拉动坐椅。放开靠脚〔23〕上的拉杆〔31〕，使拉杆上的凸扣与基架竖档上的孔〔32〕脱开，抽出基架斜档上的拉杆〔33〕，使其向下弯曲的弯手部分上连接两边弯手的通杆〔34〕架在靠脚下面，使轴〔26〕和凸头〔35〕都落于槽内凸孔内，通杆托持靠脚，使靠脚处于略水平的位置，摘去扶手一端的搭头〔16〕，使靠背沿轴〔36〕放平，搁在坐面末端的短杆〔37〕上，由于靠背比一般靠背加长到85公分左右，所以使成人可以在上睡卧。可对椅的弹力矩进行调节，以适应不同的人体，使弹性更好。靠枕后的起限制作用的通杆〔38〕将靠枕〔39〕限制在与靠背水平的位置上。

向上略垂直翻起靠脚，使拉杆〔31〕上的凸扣扣在基架竖档上的孔内，放平靠背后，翻起靠枕〔39〕。护板〔22〕的外层为避开内层凸扣，有一 弧形〔40〕，外层护板为〔41〕。向上旋起装在护板〔22〕内层的片扣〔42〕，使外层护板从其孔〔43〕内脱出，通过铰链〔44〕旋转外层护板至翻起的靠枕处，最后将靠枕上的片扣〔45〕从孔〔43〕中穿出並旋下，将外层护板固定，对儿童睡卧起围护作用。用扶手架上的搭头〔16〕扣在坐面侧边的护板上端的凸扣〔46〕内，展开扶手架上的双层纺织物〔47〕，其一层可在两扶手间扣住，另一层放下与坐面侧边上的扣〔48〕扣住，起围护作用。靠枕撑脚〔49〕当靠枕翻起时，可限制靠枕与靠背间的最终略垂直位置，並同时，固定在靠背上的凸头〔50〕沿靠枕撑脚上的细槽〔51〕滑至其末端。最后沿连接靠背与靠枕、背垫〔52〕的轴〔53〕，将背垫〔52〕翻起，用靠枕上的插销〔54〕，插进背垫上对准插销的小孔内，使其互相固定，其结构进一步包括是钩卡物。背垫上端面有一小钢丝槽，槽上扣一有轴〔55〕的轻型遮挡钢架〔56〕，正好靠在靠背横档〔38〕后。先翻开靠枕后，钢架可翻至靠背上，将轴〔55〕两边钢架弯成互相近垂直状，其直角处正好靠在背垫上。儿童坐时，可用作遮挡阳光，卧时，可当盖片。综上所述，即围成一个安全可靠舒适的儿童卧床，调节弹力矩，使儿童睡卧处于悬浮性弹性状态，在这同时，由外力使之上下摇动。放下靠枕可适应较大儿童和青少年睡卧。

儿童坐垫〔57〕有一环形扣扣在钢丝轨〔58〕上，有一撑杆〔59〕，其下端与轴〔36〕轴接，其上端用轴〔60〕与儿童坐垫〔57〕相连，各轴均为紧配合。放下坐垫〔57〕至钢丝轨〔58〕的末端即为极限位置，使坐垫〔57〕处于水平放置，放下靠枕，使靠背上的凸扣〔50〕沿撑杆细槽〔51〕滑至末端撑实，撑杆〔49〕的另一端由小轴〔61〕支撑並固定在靠枕上，这样，使靠枕成略水平放置。扭簧〔62〕由固定环〔63〕固定在靠枕顶部，扭簧中心是一通杆〔64〕，扭簧非动臂放进靠枕内，动臂搭在通 杆〔64〕上，通杆横穿过靠枕，落进小槽〔65〕内，以使靠枕在作为靠手使用时而较平。拉开通杆，翻出翻板〔66〕至另一头，使翻板上的捌角〔67〕放进靠枕框的小槽〔68〕内，用片扣〔69〕固定，这样可使儿童的靠手不至于太宽而使儿童歪倒。翻板用靠枕上的铰链〔70〕与靠枕铰接。放开布带〔71〕上的扣使其扣在儿童坐垫〔57〕的顶端小环〔72〕内，使儿童的侧边也有依靠而不至于歪倒。儿童的坐卧躺都可以把扭簧在分档槽内前移，使重力矩与弹力矩趋于平衡，使儿童处于母胎效应中，具有悬浮性的舒适效能，可使儿童安乐，或较快舒适入睡。

把儿童坐垫〔57〕放进靠背内，翻下靠枕，靠枕框的宽度宽于成人双肩宽度，成人可在坐椅上靠在靠枕背即靠手上书写。另外，靠枕上的有弹性的通杆〔64〕可用来固定各种生活用品，如餐具，烟具，文具，罐盒等，通杆上有一根弹性松紧带〔73〕，起辅助固定作用，使坐椅在大幅度弹性扭转中，靠枕上仍能固定生活用品，翻起通杆，再翻起翻板，使通杆搁在翻板下的凸边〔74〕上，翻板斜向面对人体面部放置，翻板上的弹性钢片或扭簧弹性夹〔75〕可夹住书页。这样，使人在调节好的舒适的悬浮的弹性摇动状态中阅读或思考。书本和人体眼睛之间无相对运动，因而不会妨碍视力。

靠背放平，或靠背复原，靠枕与背垫放平，可组成各种高度的野餐餐桌。

在基架的底下两根横档之间，横穿两根弧形档〔76〕，其可在两边空心钢管之间固定一实心钢丝或木条，钢丝中间开一凹槽〔77〕，钢丝〔78〕一边穿过凹槽，另一边套在横档〔25〕上，横档上有槽或孔限定钢丝。弧形档略向椅子外面方向斜放，弧形档可旋转地与基架横档轴接，与基架横档紧配合。向横档方向翻下两边弧形档，使其在横档下方向外斜放，使四 轮腾空，拉紧钢丝，弧形档即固定，成了一个摇篮，此摇篮再加上扭簧上的调节后的扭力矩，由外力施加上以后，使摇篮可在两个方向上摇动，与摇篮摇动的方向垂直的方向上，是一种悬浮性弹性摇动。

基架斜档上有凸边的轴〔26〕和扣〔35〕在拉杆被拉动时可在拉杆〔33〕的槽内滑动。拉杆拉至最大位置，槽端靠在扣〔35〕上，轴〔26〕落在槽中凸孔上，使拉杆可以推动或拉动坐椅。

折叠后，最后用布带〔79〕扣在两边最下面的轮轴〔27〕上，即固定。折叠后的坐椅抽出拉杆〔33〕，即可拉走坐椅，此时，椅轮落地。