多功能辅助站立座椅

吴 松 张欢欢 赵家庆 魏玉珠 吴垠舟

上海电机学院机械学院 200245

多功能辅助站立座椅

吴 松 张欢欢 赵家庆 魏玉珠 吴垠舟

上海电机学院机械学院 200245

设计了一种新型多功能座椅，通过使用一些纯机械结构装置，使其具有辅助人们站立或平躺的功能，可以使行动不便的人群在一定程度上缓解久卧的不适感。设计各部分既便于拆装，节约能源，低碳环保。

多功能座椅；升降装置；平躺功能

随着人民生活水平的提高和医疗保健行业的进步,人口老龄化已成为世界范围内的社会问题。老年人主要的生活障碍是行动不便，步行能力减弱；而长时间坐在座椅中，又会导致肌肉萎缩或背部、臀部产生褥疮，因而需有一种可以辅助人站立的座椅。

目前市场上主要的轮椅大部分是纯折叠式轮椅，或是电动轮椅。折叠式轮椅部分带有半平躺的功能，但无法辅助人站立，容易造成人长时间处于坐姿导致的身体不适感；而电动轮椅大多是只具有自由移动功能，很少有辅助站立的电动轮椅，且电动意味着必然需蓄电池且消耗能源。总上，我们便设想设计一种能实现上述两种功能结合且环保节能的座椅。

1 总体设计

本设计的主要目的在于设计一种能让人能在无人辅佐的情况下，自行操作从坐姿转为半站立姿势，或者由坐姿转为仰睡姿的座椅。虽然该座椅不带有自由移动功能，但其将辅助站立和平躺功能结合在一起，且主要目的是适用于放在家中，方便老人或是下肢行动不便的人群在日常生活中可以不局限于整日处于坐姿，而是既有坐姿又有仰睡姿和半站立姿势，对人的生理机能有很好的保健和护理作用。

本多功能自助站立式座椅有站立功能和平躺功能。其中，站立功能是为了帮助人从座椅上缓慢上升成45度站立姿势，改善人由于长时间处于坐姿而导致的身体的不适。平躺功能是出于人在使用该座椅时能更多的享受它的舒适度，由坐姿转换为卧姿，方便使用者更好的休息。

最主要一点，本多功能辅助座椅采用纯机械的结构改善了使用电动轮椅中带有蓄电池的累赘和局限性，且座椅各部分既便于拆装，节约能源并体现了环保低碳的设计理念。

图1 座椅结构示意图

2 升降装置

坐垫升降机构包括顶架水平板、两个侧板、转轴、旋转手柄、减速箱、套杯、轴套和丝杠。连接方式:顶架水平板通过普通螺栓固定在坐垫的底部，两个侧板分别连在顶架水平板的两侧，转轴穿套在两侧板中，旋转手柄固定在转轴的一端，减速箱位于两侧板之间，且减速器中的大锥齿轮通过键连接与转轴相通，套杯连在减速箱的底端，丝杠前段的轴承装在套杯中，且减速器中的小锥齿轮通过螺栓连接在丝杠前端，轴套可旋转地连接在底架上，且轴套与丝杠螺纹连接。

图2 升降装置的结构示意图

当摇动旋转手柄时，转轴随之转动，进而通过减速器里的锥齿轮传动带动丝杠上升。丝杠上升从而推动坐垫上升，实现升降功能。

3 平躺装置

本座椅能任意改变靠背、坐垫、挂角三者之间的角度，实现平躺和升起等功能，使人体可以达到一个舒适的位置。通过手摇旋转手柄带动转轴转动，采用减速箱和轴套实现丝杠的上升，丝杠的上升带动扶手架上升，扶手架上的坐垫就会上升，即实现本座椅的升起功能。通过连杆把靠背和挂角连接在一起，使靠背向后转，挂角即向前升，从而实现座椅的平躺和升起功能。

图3 平躺机构示意图

4 结语

本多功能辅助站立座椅实现了平躺和升起的功能的结合，用机械的结构取代了采用电动机中蓄电池的累赘和局限性，既便于拆装又节约能源，体现了环保低碳的理念。用人力作为动力，在转动手柄的过程中，活动了手部的肌肉，达到了锻炼的效果。

以纯机械作为设计主旨，可以降低产品的生产成本，操作简单，在设计时使用了一系列的标准件，使得零件的通用性及互换性得到了提高，同时也降低了维修成本，这一系列的优点都能利于多功能自助站立式座椅市场化的推广。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.069

上海市大学生创新活动计划项目(10SC*24)

吴松、吴垠舟、魏玉珠、付睿云为上海电机学院 机械学院本科生。