Рабочая станция (варианты) - RU2688293C1

Чертежи

Показать все 55 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к комбинированной мебели и может быть использовано в качестве компьютерной рабочей станции, обеспечивающей создание эргономичной рабочей среды.

С каждым годом увеличивается время проведенное пользователями за компьютером, как на рабочем месте, так и в нерабочее время. Длительные статичные нагрузки на позвоночник – одна из причин множества заболеваний, в особенности остеохондроза. В течение последних нескольких десятилетий специалисты работают над созданием эргономичных рабочих мест, способных минимизировать нежелательные нагрузки для пользователей компьютеров.

Известно множество конструкций рабочих станций, содержащих кресло (или в отдельности сиденье и спинку сиденья), различного вида поверхности для клавиатуры и мыши (столы, полки и т.п.) и опор для монитора. Во многих случаях монитор установлен на малоподвижной или вовсе неподвижной опоре, что делает бесполезной регулируемую спинку сиденья и не позволяет пользователю принять комфортное положение тела из-за изменения дистанции от головы до монитора при изменении угла наклона спинки сиденья. В некоторых конструкциях кресло с изменяемым углом наклона спинки установлено на подвижных опорах, позволяющих изменять дистанцию от кресла до опоры монитора, что мало чем отличается от привычной офисной мебели: стол и кресло на роликах. В некоторых конструкциях после изменения наклона спинки кресла пользователь может изменить положение монитора, только двигая монитор рукой, однако не во всех положениях тела пользователя это удобно и не для всех пользователей это возможно, учитывая разницу комплекций и длин рук.

Известны рабочие и игровые станции по типу кабин, с механизмами кронштейнов мониторов расположенными за спинкой кресла и кронштейнами мониторов, выполненными в виде дуг над головой пользователя. Однако, они слишком большие и тяжелые, занимают много места. Кресла имеют большой корпус, доходящий практически до пола, в котором спрятан громоздкий механизм, обеспечивающий функции отклонения.

В некоторых конструкциях рабочих станций опора монитора крепится к спинке кресла, и при изменении угла наклона спинки кресла, монитор меняет свое положение синхронно с головой пользователя, сохраняя дистанцию и угол от монитора до головы (глаз) пользователя. Однако такая конструкция не учитывает, что комфортные положения монитора относительно глаз пользователя не одинаковы при различных углах наклона спинки кресла. Кроме этого, такая конструкция рассчитана на пользователя со среднестатистическими характеристиками и не учитывает индивидуальных физических особенностей пользователя. В результате этого монитор, как правило, будет находиться в неоптимальном положении.

Из уровня техники известна рабочая станция, содержащая опорную раму, сиденье, спинку сиденья, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, а также кронштейн монитора, содержащий поворотную консоль, и, по меньшей мере, один держатель монитора (см. патент US8939500, кл. A47B 83/02, опубл. 27.01.2015). Известная рабочая станция, перемещаясь по широкому диапазону рабочих зон, поддерживает фиксированное расстояние между монитором и глазами пользователя и фиксированный угол между головой пользователя и монитором в значительной части диапазона движения, а также фиксированное расстояние от локтя пользователя к устройству ввода во всем диапазоне движения. Данная конструкция имеет тот же недостаток – синхронизацию изменения положений спинки сиденья и кронштейна монитора, т.е., находясь в определенном положении (не меняя положение спинки сиденья), пользователь не может изменить положение монитора. При этом любой пользователь компьютера может легко заметить, как часто он меняет расстояние от глаз до монитора, отклоняя и приближая голову движением корпуса и шеи. Во-первых, что-то хочется делать, отдалив экран, а что-то приблизив. Во-вторых, часто хочется менять дистанцию на одной картинке. Например, видеоролики и фильмы, как правило, пользователи просматривают с бóльшей дистанции до экрана, чем фото, текстовые файлы, таблицы, графики, не от того, что изображение нельзя увеличить (хотя и такое не редкость из-за ограниченного разрешения), из-за разницы восприятия подвижных и неподвижных изображений изменяется комфортная дистанция от глаз до экрана монитора. Более того, монотонная работа даже на одном и том же типе изображения, приводит к так называемой «усталости глаз» (что связано с фокусированием взгляда на одно расстояние) и у пользователя довольно часто возникает естественное желание изменить расстояние от глаз до экрана. В кресле, в положении с наклоном спинки, голову отклонить нельзя. Следовательно, желательно предоставить пользователю возможность изменять дистанцию от глаз до монитора, двигая последний.

Технической проблемой является устранение указанных недостатков и создание рабочей станции, которая позволяет пользователю, принимая комфортное положение тела за счет отклонения спинки сиденья, выбрать для каждого положения тела наиболее комфортное положение монитора из множества вариантов, исходя из индивидуальных предпочтений и физических особенностей. Технический результат заключается в расширении возможностей независимой настройки положения элементов станции.

По первому варианту поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что в рабочей станции, содержащей опорную раму, сиденье, спинку сиденья, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, а также кронштейн монитора, содержащий поворотную консоль, и, по меньшей мере, один держатель монитора, поворотная консоль посредством вала закреплена на опорной раме с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, а кронштейн монитора снабжён выдвижной консолью, соединённой с поворотной консолью с возможностью линейного перемещения вдоль оси, перпендикулярной оси вращения поворотной консоли. При этом спинка сидения и поворотная консоль предпочтительно выполнены с возможностью вращения в пределах заданного диапазона углов между крайними положениями в прямом и обратном направлении с остановкой и удерживанием в любом промежуточном положении. Рабочая станция может быть снабжена полкой для устройств ввода, установленной на выдвижной консоли с возможностью линейного перемещения вдоль оси линейного перемещения этой консоли. Рабочая станция может также быть снабжена поворотной опорой для ног, выполненной с возможностью перемещения между крайним развернутым положением и крайним свернутым положением под сиденьем.

По второму варианту поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что в рабочей станции, содержащей опорную раму, сиденье, спинку сиденья, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, а также кронштейн монитора, содержащий поворотную консоль, и, по меньшей мере, один держатель монитора, поворотная консоль посредством торсионного механизма баланса, компенсирующего вес кронштейна монитора с закреплённым на нём оборудованием, закреплена на опорной раме с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, а кронштейн монитора снабжён выдвижной консолью, соединённой с поворотной консолью с возможностью линейного перемещения вдоль оси, перпендикулярной оси вращения поворотной консоли. При этом спинка сидения и поворотная консоль предпочтительно выполнены с возможностью вращения в пределах заданного диапазона углов между крайними положениями в прямом и обратном направлении с остановкой и удерживанием в любом промежуточном положении. Рабочая станция может быть снабжена полкой для устройств ввода, установленной на выдвижной консоли с возможностью линейного перемещения вдоль оси линейного перемещения этой консоли. Рабочая станция может также быть снабжена поворотной опорой для ног, выполненной с возможностью перемещения между крайним развернутым положением и крайним свернутым положением под сиденьем.

На фиг.1 представлен вид сбоку рабочей станции в исходном положении: без отклонения спинки сиденья, поворотная опора для ног в крайнем свернутом положении, поворотная консоль в начальном положении диапазона вращения, выдвижная консоль в крайнем выдвинутом положении;

на фиг.2 –схематичный вид сбоку рабочей станции по фиг.1, на котором показано вращение спинки сиденья вокруг горизонтальной оси;

на фиг.3 – схематичный вид сбоку рабочей станции по фиг.1, на котором показано вращение кронштейна монитора вокруг горизонтальной оси;

на фиг.4 – схематичный вид сбоку рабочей станции по фиг.1, на котором показано движение выдвижной консоли вдоль оси перпендикулярной оси вращения поворотной консоли;

на фиг.5 – вид сбоку рабочей станции по фиг.1 с поворотной опорой для ног в крайнем развернутом положении;

на фиг.6 – вид сбоку рабочей станции с отклонением спинки сиденья, поворотной консолью в одном из положений диапазона вращения, выдвижной консолью в крайнем выдвинутом положении, с поворотной опорой для ног в крайнем развернутом положении;

на фиг.7 – схематичный вид сбоку рабочей станции по фиг.6, на котором показано движение выдвижной консоли вдоль оси перпендикулярной оси вращения поворотной консоли;

на фиг.8 – аксонометрический вид рабочей станции в исходном положении по фиг.1 (верхний левый задний);

на фиг.9 – аксонометрический вид опорной рамы с закрепленной к ней вертикальной опорой сиденья (верхний левый задний);

на фиг.10 – аксонометрический вид вертикальной опоры сиденья в разобранном виде (верхний левый задний);

на фиг.11 – аксонометрический вид каркаса сиденья в разобранном виде (верхний левый задний);

на фиг.12 – аксонометрический вид каркаса сиденья в сборе (верхний левый задний);

на фиг.13 – аксонометрический вид спинки сиденья (верхний левый задний);

на фиг.14 – аксонометрический вид каркаса сиденья в сборе со спинкой сиденья, в котором спинка сиденья находится в исходном положении - без отклонения (верхний левый задний);

на фиг.15 – аксонометрический вид левого шарнирного соединения каркаса сиденья со спинкой сиденья в разобранном виде (верхний левый задний);

на фиг.16 – схематичный вид сбоку приводного элемента спинки сиденья, когда спинка сиденья находится в положении без отклонения;

на фиг.17 – схематичный вид сбоку приводного элемента спинки сиденья, когда спинка сиденья находится в положении с максимальным отклонением назад;

на фиг.18 – аксонометрический вид кронштейна монитора, установленного на опорную раму в исходном положении: поворотная консоль в начальном положении диапазона вращения, выдвижная консоль в крайнем выдвинутом положении (верхний правый передний);

на фиг.19 – аксонометрический вид кронштейна монитора по фиг.18, не установленного на опорную раму, без монитора и полки для устройств ввода, но с дополнительным держателем монитора (верхний правый передний);

на фиг.20 – аксонометрический вид поворотной консоли в частично разобранном виде (верхний правый передний);

на фиг.21 – аксонометрический вид выдвижной консоли в сборе с двумя держателями монитора (верхний правый передний);

на фиг.22 – вид сзади соединения поворотной консоли с подшипниками;

на фиг.23 – аксонометрический вид соединения поворотной консоли с подшипниками в сборе на котором рычаг поворотной консоли сочленен с вилкой штока приводного элемента (верхний левый задний);

на фиг.24 – аксонометрический вид соединения поворотной консоли с подшипниками в разобранном виде (верхний левый задний);

на фиг.25 – аксонометрический вид держателя монитора в сборе (верхний левый задний);

на фиг.26 – аксонометрический вид фрагмента выдвижной консоли в месте соединения колена с восьмигранным стержнем с двумя держателями монитора в разобранном виде (верхний левый задний);

на фиг.27 – аксонометрический вид телескопических линейных направляющих с приводным элементом в сборе (нижний правый передний);

на фиг.28 – аксонометрический вид телескопических линейных направляющих с приводным элементом и полкой для устройств ввода в сборе (нижний правый передний);

на фиг.29 – аксонометрический вид соединения рычага поворотной консоли с вилкой штока приводного элемента в разобранном виде (верхний левый задний);

на фиг.30 – аксонометрический вид соединения поворотной консоли с подшипниками в сборе, на котором рычаг поворотной консоли соединен с вилкой штока приводного элемента в сборе с роликами (верхний левый задний);

на фиг.31 – аксонометрический вид соединения по фиг.30, но с установленными направляющими (верхний левый задний);

на фиг.32 – аксонометрический вид роликов с направляющими по фиг.31 (верхний левый задний);

на фиг.33 – аксонометрический вид крышки с направляющими (нижний левый передний);

на фиг.34 – схематичный вид сбоку сочленения рычага поворотной консоли с вилкой штока приводного элемента на общем виде сбоку рабочей станции, в котором поворотная консоль находится в начальном положении диапазона вращения, с вынесенным увеличенным фрагментом;

на фиг.35 – схематичный вид сбоку сочленения рычага поворотной консоли с вилкой штока приводного элемента на общем виде сбоку рабочей станции, в котором поворотная консоль находится в конечном положении диапазона вращения, с вынесенным увеличенным фрагментом;

на фиг.36 – вид сзади соединения кронштейна монитора с торсионным механизмом баланса;

на фиг.37 – аксонометрический вид корпуса торсионного механизма баланса и защитной крышки (верхний правый задний);

на фиг.38 – сечение корпуса торсионного механизма баланса вертикальной плоскостью, проходящей через его продольную ось;

на фиг.39 – аксонометрический вид соединения кронштейна монитора с торсионным механизмом баланса в сборе (верхний правый задний);

на фиг.40 – аксонометрический вид соединения кронштейна монитора с торсионным механизмом баланса в разобранном виде (верхний правый задний);

на фиг.41 – аксонометрический вид сиденья с поворотной опорой для ног, находящейся в крайнем развернутом положении (верхний левый задний);

на фиг.42 – аксонометрический вид сиденья с поворотной опорой для ног, находящейся в крайнем свернутом положении (верхний левый задний);

на фиг.43 – аксонометрический вид поворотной опоры для ног в сборе в положении, соответствующем крайнему развернутому положению (верхний левый задний);

на фиг.44 – аксонометрический вид поворотной опоры для ног в сборе в положении, соответствующем крайнему свернутому положению (верхний левый задний);

на фиг.45 – аксонометрический вид поворотной опоры для ног в разобранном виде (верхний левый задний);

на фиг.46 – аксонометрический вид подвижной балки механизма поворотной опоры для ног (верхний левый задний);

на фиг.47 – схематичный аксонометрический вид сиденья с установленной подвижной балкой механизма поворотной опоры для ног, когда перекладина находится в крайнем отодвинутом положении (верхний левый задний);

на фиг.48 – схематичный аксонометрический вид сиденья с установленной подвижной балкой механизма поворотной опоры для ног, когда перекладина находится в крайнем придвинутом положении (верхний левый задний);

на фиг.49 – аксонометрический вид крепления поворотной опоры для ног к каркасу сиденья с вынесенным увеличенным фрагментом (верхний левый задний);

на фиг.50 – аксонометрический вид системы рычагов механизма поворотной опоры для ног в сборе с поворотной опорой для ног, находящейся в крайнем развернутом положении (верхний левый задний);

на фиг.51 – аксонометрический вид системы рычагов механизма поворотной опоры для ног в сборе с поворотной опорой для ног, находящейся в крайнем свернутом положении (верхний левый задний);

на фиг.52 – схематичный вид сбоку расположения приводного элемента поворотной опоры для ног и перекладины подвижной балки, когда поворотная опора для ног находится в крайнем развернутом положении;

на фиг.53 – схематичный вид сбоку расположения приводного элемента поворотной опоры для ног и перекладины подвижной балки, когда поворотная опора для ног находится в крайнем свернутом положении;

на фиг.54 – схематичный вид сбоку расположения рычагов механизма поворотной опоры для ног и ведущих плеч двуплечих рычагов, когда перекладина находится в крайнем отодвинутом положении;

на фиг.55 – схематичный вид сбоку расположения рычагов механизма поворотной опоры для ног и ведущих плеч двуплечих рычагов, когда перекладина находится в крайнем придвинутом положении.

Предлагаемая рабочая станция представляет собой эргономичную интегрированную и автономную систему, содержащую в разных воплощениях сиденье, спинку сиденья, поворотную опору для ног, кронштейн монитора и полку для устройств ввода. На Фиг.1-8 показана рабочая станция в различных конфигурациях расположения основных компонентов.

Механизмы и прочие элементы конструкции рабочей станции, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают многообразие возможных конфигураций расположения основных компонентов рабочей станции. Поэтому конфигурации, показанные на Фиг.1-8, представляют собой лишь только некоторые из возможных конфигураций. Возможны также и прочие конфигурации.

Здесь и далее на чертежах сиденье, спинка сиденья и поворотная опора для ног показаны без обивки, то есть для лучшего понимания показаны только каркасы и механизмы привода.

Ниже приводится описание различных элементов различных воплощений рабочей станции, со ссылками на прилагаемые чертежи, с целью, чтобы максимально полно объяснить конструкцию и работу различных воплощений рабочей станции в соответствии с настоящим изобретением. Следует, однако понимать, что не все описанные ниже элементы должны одновременно присутствовать в каждом воплощении рабочей станции.

В первом варианте воплощения рабочая станция содержит в основном опорную раму 1, сиденье 101, спинку 201 сиденья, и кронштейн 301 монитора.

Опорная рама поддерживает рабочую станцию на опорной поверхности. Как показано на Фиг.9, опорная рама 1 содержит четыре ноги 2-5, поперечину 6, и лоток для системного блока 11. Длина ног опорной рамы обеспечивает устойчивое положение рабочей станции при любой из возможных конфигураций расположения ее основных компонентов. Правая и левая задние ноги 2 и 3 равны по длине, правая же передняя нога 4 короче левой передней ноги 5 для предотвращения спотыкания пользователя. Ноги опорной рамы снабжены роликами 7, для перемещения рабочей станции по опорной поверхности.

Сиденье 101 установлено неподвижно на опорной раме 1 и содержит каркас и вертикальную опору 102. Каркас закреплен на вертикальной опоре 102, смонтированной на поперечине опорной рамы 6, на равном расстоянии от правой и левой пар ног. На Фиг.10 показана вертикальная опора 102 в разобранном виде. Колонна 104 вставлена пятой в поперечину 6 через сквозной фланец 103 с упором на заплечик колонны. Фланец 103 закреплен винтами к поперечине 6. Положение колонны 104 фиксировано винтом 105 с фланцем 103. На верхней части колонны 104 установлен держатель 106. Как видно на Фиг.11-12 в держатель 106 установлена балка 107 круглого сечения с переходом на призматическое сечение «на квадрат» на ее концах, которые вставлены через квадратные отверстия монтажных пластин 108 в ответные отверстия нижних боковин 109, при этом монтажные пластины 108 связаны болтовыми соединениями с нижними боковинами 109, что вместе со стержнем 111 создает жесткую конструкцию каркаса 114 сиденья 101. Верхние боковины 110 жестко связаны с нижними боковинами 109 в местах крепления шарнирных осей 113 и местах крепления задней поперечины (показана тонкой линией на Фиг.12). Как видно, каркас 114, состоящий из балки 107, нижних боковин 109, верхних боковин 110, стержня 111 и задней поперечины, жестко закреплен к вертикальной опоре 102, которая также жестко закреплена к опорной раме 1.

Поперечины (показаны тонкой линией) каркаса 114 являются опорной конструкцией для крепления крышки с обивкой сиденья (не показаны).

В задней части нижних боковин 109 выполнены посадочные отверстия, имеющие общую горизонтальную ось А, которая является осью шарнирного соединения сиденья 101 со спинкой сиденья.

Спинка 201 сиденья соединена с сиденьем 101 подвижно для обеспечения возможности изменения положения между позицией сидя и позицией лежа и выполнена в виде трубчатой рамы из продольных и поперечных элементов. Изменение положения спинки сиденья производится путем ее вращения вокруг горизонтальной оси А между крайними положениями усилием приводного элемента (линейного электромеханического актуатора).

Под положением позиция сидя понимается исходное положение спинки сиденья без отклонения, а под положением позиция лежа понимается положение спинки сиденья с максимальным отклонением назад.

В нижней части спинки 201 сиденья (Фиг.13) с обеих сторон приварены серьги 202, снабженные посадочными отверстиями для соединения с сиденьем 101. Продольные элементы 205 спинки 201 сиденья в месте соединения с серьгой 202 изогнуты назад вместе с установленным между ними нижним поперечным элементом 203.

Нижний поперечный элемент 203 содержит проушины 204 для монтажа передней опорной оси приводного элемента 210 спинки 201 сиденья (Фиг.14). Задняя опорная ось приводного элемента 210 монтируется с парой проушин 116 балки 107 каркаса 114 сиденья.

На Фиг.15 показан фрагмент нижней боковины 109 каркаса 114, фрагмент продольного элемента 205 с серьгой 202 и детали шарнирного соединения. Этот же узел в сборе обозначен на более общем виде Фиг.14 как позиция 206. Боковина 109 соединена с серьгой 202 таким образом, что в отверстие боковины вставлена втулка 207 сухого скольжения, буртик которой находится между боковиной 109 и серьгой 202. Отверстие в серьге 202 выполнено под диаметр гильзы втулки 207. Ответное отверстие в боковине 109 выполнено под диаметр стержня болта 208. Гильза втулки 207 имеет глубину несколько больше чем глубина отверстия в серьге 202, в которую она вставлена, и головка болта 208 прижата к гильзе втулки 207 затяжкой гайки 209, что не мешает спинке 201 сиденья свободно вращаться вокруг оси шарнирного соединения.

На Фиг.14 спинка 201 сиденья находится в положении сидя. Приводной элемент 210 спинки 201 сиденья в этом положении устанавливается с выдвинутым штоком. При втягивании штока приводного элемента 210 спинка 201 сиденья производит вращение вокруг оси А, являющейся осью шарнирного соединения сиденья 101 со спинкой 201 сиденья, в направлении положения лежа. В обратном направлении положения сидя вращение спинки 201 сиденья производится выдвижением штока приводного элемента 210. Управление приводным элементом 210 производится вынесенными элементами управления (кнопками).

Вращение спинки 201 сиденья производится в пределах заданного диапазона величин углов вращения между позицией сидя и позицией лежа, в прямом и обратном направлении, с остановкой и удерживанием в любом промежуточном положении. Изменение положения приводного элемента 210 с изменением положения спинки 201 сиденья в результате её вращения вокруг оси А можно лучше всего видеть на Фиг.16-17.

Кронштейн 301 монитора установлен на опорной раме 1 как видно на Фиг.18 и содержит поворотную консоль 302 и выдвижную консоль 303. На Фиг.19 показан кронштейн 301 монитора, не установленный на опорную раму 1 в сборе, а на Фиг.20-21 показаны две составные части кронштейна 301 монитора - поворотная консоль 302 и выдвижная консоль 303.

Далее в ходе описания кронштейна 301 монитора часто встречаются выражения «вращение поворотной консоли» и «вращение кронштейна монитора». Поскольку поворотная консоль 302 является составной частью кронштейна 301 монитора и ось вращения поворотной консоли 302 является осью вращения кронштейна 301 монитора, под выражениями «вращение поворотной консоли» и «вращение кронштейна монитора» следует понимать одно и то же, а именно – вращение поворотной консоли 302 вместе с выдвижной консолью 303 и с закрепленным к ним оборудованием вокруг оси вращения кронштейна 301 монитора.

Крайние начальное и конечное положения заданного диапазона величин углов вращения поворотной консоли 302 являются таковыми же и для кронштейна 301 монитора в целом.

Поворотная консоль 302 (Фиг.20) содержит вал 304, рычаг 305, колено 306, колено 307, телескопические линейные направляющие 308 и смонтирована с парой подшипников 311 (Фиг.22-23), корпуса которых установлены на опорной плите 312, закрепленной к поперечине 6 опорной рамы 1 слева от вертикальной опоры 102 сиденья 101.

Ось вала 304, является осью вращения поворотной консоли 302, и параллельна оси А вращения спинки 201 сиденья. На Фиг.22-24 ось вала 304 обозначена литерой В. Соединение вала 304 с коленом 306 произведено призматическим соединением «на шестигранник», между валом 304 и коленом 306 вставлен рычаг 305 через отверстие, выполненное под указанный шестигранник. Колено 306 имеет изгиб 90 градусов и переводит остальную часть поворотной консоли 302 в вертикальную плоскость перпендикулярную оси В, в которой смонтированы колено 307 и телескопические линейные направляющие 308.

Телескопические линейные направляющие 308, содержащие неподвижный рельс 309 и подвижный рельс 310 соединённые между собой через линейные сепараторы с шариками, обеспечивают функциональное соединение поворотной консоли 302 с выдвижной консолью 303.

Выдвижная консоль 303 (Фиг.21) содержит блок 314, колено 315, колено 316 с восьмигранным стержнем, приводной элемент 317 (линейный электромеханический актуатор), как минимум один держатель 320 монитора, и функционально соединена с поворотной консолью 302 установкой блока 314 на подвижный рельс 310 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси телескопических линейных направляющих 308, являющейся осью линейного перемещения выдвижной консоли. Перемещение выдвижной консоли 303 относительно поворотной консоли 302 осуществляется усилием приводного элемента 317, установленного под неподвижным рельсом 309 как показано на Фиг.19. На фланец 313 установлена опорная ось штока приводного элемента 317 для выдвижения и втягивания подвижного рельса 310 телескопических линейных направляющих 308 с закрепленной к ним выдвижной консолью 303. На Фиг.20 можно видеть лучше всего телескопические линейные направляющие 308, а на Фиг.19 и Фиг.27 можно видеть в разных проекциях установленный под ними приводной элемент 317. Выдвижная консоль 303 перемещается усилием толкания или втягивания штока приводного элемента 317 вдоль продольной оси телескопических линейных направляющих 308 между крайними положениями в пределах длины выдвижения подвижного рельса 310 в прямом и обратном направлении с остановкой и удерживанием в любом промежуточном положении. Управление приводным элементом 317 производится вынесенными элементами управления (кнопками)

Выдвижная консоль 303 может содержать один или более одного держателей монитора. На Фиг.21 и на более общем виде Фиг.19 изображена выдвижная консоль, содержащая два держателя 320 монитора, установленные под углом 90 градусов. Держатель 320 монитора содержит штангу 318 с втулкой 322 и крепление 319 монитора и установлен на восьмигранный стержень колена 316, как показано на Фиг. 25-26. Втулка 322 имеет сквозное отверстие под призматическое соединение «на восьмигранник», через которое держатель 320 монитора установлен на стержень колена 316. Штанги 318 держателей 320 монитора могут быть разной длины. После установки держателей 320 монитора, на верхний конец восьмигранного стержня колена 316 надевается крышка 321 и прижимается установочным винтом 323. Втулка 322 может быть использована отдельно, без штанги 318 и крепления 319 монитора, когда нужно заполнить свободную длину стержня колена 316 между установленным держателем 320 монитора и крышкой 321, как это показано на Фиг.18, где установлен один держатель 320 монитора. Использование соединения «на восьмигранник» удобно тем, что позволяя быструю и легкую смену держателей 320 монитора и перестановку их взаимного расположения в то же время надежно фиксирует их положение, исключая проворот вокруг оси восьмигранного стержня колена 316 во время регулирования положения монитора вращением кронштейна 301 монитора вокруг оси В и (или) линейным перемещением выдвижной консоли 303.

Крепление 319 монитора позволяет дополнительно регулировать положение монитора вращением вокруг осей параллельных продольной и поперечной осям экрана монитора, поворачивая экран «вправо-влево» и «вверх-вниз» (как это хорошо видно на Фиг.25), что необходимо при установке монитора, но также может быть использовано пользователем в любое время.

Держатель 320 монитора может быть использован также как держатель так называемых моноблоков-компьютеров (монитор с системным блоком, вмонтированным в один корпус).

Рабочая станция может не содержать опорной поверхности для устройств ввода. Сегодня есть огромный выбор переносных беспроводных девайсов таких как KeyboardTray, KeyboardTrayHolder (что можно перевести как лоток с клавиатурой, держатель клавиатуры), оснащенных сенсорными панелями управления компьютером (Touchpad, Trackpad) и тензометрическими джойстиками (TrackPoint, PointStick, TrackStick, StickPoint ), геймерских джойстиков, и других устройств ввода не требующих использования дополнительной опорной поверхности. Подобные компактные устройства становятся все более популярными, они могут быть размещены на коленях или в руках пользователя и просто отставлены в сторону, когда не используются.

В одном из вариантов воплощений рабочая станция содержит полку для устройств ввода 404, установленную на выдвижной консоли 303 кронштейна 301 монитора как можно видеть на Фиг.27-28 и на более общем виде Фиг.18.

На правой стороне блока 314 смонтирован модуль линейного перемещения 401 полки для устройств ввода 404, который содержит линейные направляющие 403 и линейные подшипники 402, к которым закреплена полка для устройств ввода 404. Продольная ось линейных направляющих 403 параллельна продольной оси телескопических линейных направляющих 308 (являющейся осью линейного перемещения выдвижной консоли 303) и обе эти оси перпендикулярны оси В вращения кронштейна 301 монитора. Перемещение полки для устройств ввода 404 вдоль оси линейных направляющих 403 производится усилием руки пользователя в прямом и обратном направлении в пределах длины линейных направляющих. Угол продольной оси линейных направляющих 403 в вертикальной плоскости изменяется каждый раз, когда происходит вращение кронштейна 301 монитора, и для предотвращения самопроизвольного смещения полки для устройств ввода 404 линейные подшипники 402 снабжены ручными зажимами (не показаны) для более высоких удерживающих сил.

Во время регулировки положения монитора вращением кронштейна 301 монитора вокруг оси В и (или) перемещением выдвижной консоли 303, положение полки для устройств ввода 404 изменяется вместе с положением выдвижной консоли 303. Когда пользователь изменяет положение спинки 201 сиденья, и вслед за этим регулирует положение монитора (дистанцию и угол) относительно расположения глаз, то полка для устройств ввода 404 окажется в более удобном расположении относительно локтевых суставов пользователя, чем, если бы ее положение было бы независимым от положения монитора. Вместе с этим, возможность дополнительной регулировки перемещением вдоль оси линейных направляющих 403 позволяет выбрать наиболее комфортное положение полки для устройств ввода 404 исходя из индивидуальных предпочтений и физических особенностей пользователя.

Теперь вернемся к Фиг.23.

Вращение поворотной консоли 302 (кронштейна 301 монитора) вокруг оси В производится усилием приводного элемента 326 на рычаг 305. Приводной элемент 326 установлен между стенками левой задней ноги 3 опорной рамы 1 таким образом, чтобы скрыть бóльшую часть подвижных элементов механизма привода.

На Фиг.23 для наглядности соединение вилки штока приводного элемента 326 с рычагом 305 показано не полностью, вилка штока приводного элемента 326 с рычагом 305 только совмещены. Как показано на Фиг.29-30 усилие от приводного элемента 326 к пальцу 324 рычага 305 передается через вилку штока приводного элемента 326. Под действием усилия приводного элемента 326 рычаг 305 вместе с пальцем 324 вращается вокруг оси В. На обоих концах пальца 324 закреплены ролики 325 с примыканием П-образными желобами к направляющим 327 (Фиг.31). Направляющие 327 выполнены в виде пластин, верхние торцы которых приварены к крышке 328, а нижние торцы, примыкающие к П-образным желобам роликов 325, повторяют траекторию движения роликов 325. Во время движения пальца 324 по дугообразной траектории, ролики 325 двигаются вдоль линии примыкания к нижним торцам направляющих 327, что способствует плавности вращения. Кроме этого направляющие 327 выполняют функцию ограничителей углов вращения рычага 305 и, как следствие, поворотной консоли 302, т.е. ограничивают вращение поворотной консоли 302 за границы диапазона вращения. Для этого на границах траектории движения роликов 325 соответствующих границам диапазона вращения кронштейна 301 направляющие 327 выполнены в форме препятствующей движению роликов 325 за эти границы.

Как видно на Фиг.32-33 крышка 328 имеет Г-образный профиль, в центральной части горизонтальной стороны которой выполнено прямоугольное отверстие для рычага 305, размеры которого позволяют рычагу 305 беспрепятственно двигаться между крайними положениями во время передачи усилия на вал 304 от приводного элемента 326, в то время, когда нижняя часть рычага 305, ролики 325 и шток приводного элемента 326 скрыты под крышкой 328. На вертикальной стороне крышки 328 выполнены отверстия под винтовое соединение со стенкой ноги 3 опорной рамы 1. На Фиг.31 видно, что крышка 328 (показанная тонкой линией) заведена под опорную плиту 312, прилегая вертикальной стороной к стенке левой задней ноги 3 (показана тонкой линией) опорной рамы 1.

Управление приводным элементом 326 производится вынесенными элементами управления (кнопками).

Взаимное расположение рычага 305, приводного элемента 326 и кронштейна 301 монитора в крайних положениях показано на Фиг.34-35.

Вращение поворотной консоли 302 (кронштейна 301 монитора) вокруг оси В производится в заданном диапазоне величин углов вращения между крайними положениями, в прямом и обратном направлении, с остановкой и удерживанием в любом промежуточном положении. Выдвижная консоль 303 вращаясь вокруг оси В как составная часть кронштейна 301 монитора кроме этого может совершать независимое линейное движение вдоль оси, перпендикулярной оси В, в пределах длины выдвижения подвижного рельса 310 в прямом и обратном направлении с остановкой и удерживанием в любом достигнутом положении. Комбинацией описанных движений поворотной консоли 302 и выдвижной консоли 303 пользователь имеет возможность выбрать множество вариантов положения монитора в любом положении спинки 201 сиденья исходя из индивидуальных предпочтений и физических особенностей.

Во втором варианте воплощения рабочая станция содержит торсионный механизм баланса 501, соединенный с поворотной консолью 302 кронштейна 301 монитора, показанный на Фиг.36-40.

Так же как и в первом воплощении рабочей станции вращение поворотной консоли 302 вокруг оси В производится в заданном диапазоне величин углов вращения между крайними положениями, в прямом и обратном направлении, с остановкой и удерживанием в любом промежуточном положении. Ось вращения поворотной консоли 302, обозначенная ранее литерой В, не изменила свое положение относительно компонентов рабочей станции.

Для соединения поворотной консоли 302 с торсионным механизмом баланса 501 изменена конструкция вала; на место вала 304 установлен одноопорный вал 502 (который теперь является деталью торсионного механизма баланса 501), с глухим осевым отверстием для соединения с коленом 306 призматическим соединением «на шестигранник». Аналогично конструкции рабочей станции в первом воплощении между валом 502 и коленом 306 вставлен рычаг 305 через отверстие, выполненное под указанный шестигранник.

Торсионный механизм баланса 501 в основном содержит корпус 503, пружину 505, вал 502, пружинный якорь 506, обойму 507 и защитную крышку 504.

Корпус 503, установленный точно на место опорной плиты 312 и закрепленный к поперечине 6 опорной рамы 1, выполнен цельнолитым с отверстиями для вала 502 и пружинного якоря 506 в левой и правой стенках корпуса 503 соответственно, между которыми установлена спиральная пружина 505 кручения.

В отверстие корпуса 503, предназначенное для установки вала 502 предварительно вставлена с внешней стороны фланцевая втулка 508 сухого скольжения. Вал 502, выполненный с буртом, вставлен в отверстие с внутренней стороны через шайбу 509 сухого скольжения, установленную между буртом вала 502 и стенкой корпуса 503. С наружной стороны стенки корпуса 503 на вал 502 надета обойма 507 впритык к фланцу втулки 508 и затянута через сквозные отверстия стенки вала 502 штифтами 510 к шестиграннику колена 306, вставленному в осевое отверстие вала 502, тем самым фиксируя положение обоймы 507 на валу 502, а также соединение колена 306 с валом 502 и расположенным между ними рычагом 305. Кроме этого обойма 507 и бурт вала 502, расположенные с наружной и внутренней сторон стенки корпуса 503 соответственно, надежно удерживают вал 502 от осевого смещения.

Пружинный якорь 506, представляющий из себя цилиндрический полнотелый элемент с фланцем, вставлен с наружной стороны в отверстие корпуса 503 и жестко закреплен к нему винтами 511.

В цилиндрических частях вала 502 и пружинного якоря 506 обращенных внутрь корпуса 503 выполнены продольные канавки, как хорошо видно на Фиг.40 на увеличенном изображении вала 502.

Пружина 505 заканчивается парой радиально изогнутых внутрь концевых зацепов, которые заходят в продольные канавки вала 502 и пружинного якоря 506. Как во время закручивания, так и во время раскручивания пружины 505, один ее конец, с зацепом в канавке пружинного якоря 506, остается неподвижным, в то время как второй зацеп пружины 505, передает крутящий момент на вал 502 (соединенный с поворотной консолью 302 и рычагом 305), вращающийся в гильзе фланцевой втулки 508 под действием приложенных к нему сил.

Согласно замыслу настоящего изобретения максимальный рабочий угол закручивания и, следовательно, максимальный рабочий крутящий момент пружины 505 достигается, когда поворотная консоль 302 находится в начальном положении диапазона вращения. Во время вращения поворотной консоли 302 в направлении конечного положения пружина 505 раскручивается, а во время вращения поворотной консоли 302 в направлении начального положения пружина 505 закручивается, при этом величина крутящего момента пружины изменяется (уменьшается или увеличивается соответственно).

Известно, что при закручивании спиральной пружины внутренний диаметр ее колец и расстояние между витками (кольцами) уменьшаются. Поэтому для незакрученной пружины 505 внутренний диаметр колец несколько больше диаметра цилиндрических частей вала 502 и пружинного якоря 506 и, кроме этого, между витками предусмотрены небольшие просветы. Точные значения этих и других параметров определяет расчет пружины кручения, однако предпочтительным условием описанной конструкции торсионного механизма баланса 501 является достижение пружиной 505 требуемого максимального крутящего момента безопасным углом закручивания в диапазоне от 40 до 60 градусов. При этом пружина 505 предпочтительно должна почти компенсировать вес кронштейна 301 монитора с весом закрепленного к нему оборудования в исходном положении рабочей станции, когда поворотная консоль 302 находится в начальном положении, а выдвижная консоль 303 находится в крайнем выдвинутом положении, как это показано на Фиг.1 и Фиг.8.

Достаточно небольшого дополнительного усилия для начала вращения кронштейна 301 монитора вверх. Действие пружины 505 компенсирует нагрузку, создаваемую весом кронштейна 301 монитора с весом закрепленного к нему оборудования и тем самым снижает усилие, требуемое как для вращения кронштейна 301 монитора так для его удерживания в любом положении. Кроме этого пружина 505 гасит (демпфирует) возникающие инерционные колебания, как во время вращения, так и в момент остановки вращения кронштейна 301 монитора, что делает вращение плавным, что особенно важно для устройства поддерживающего монитор.

Механизм привода вращения поворотной консоли 302 (кронштейна 301 монитора) вокруг оси В тот же, что в первом воплощении рабочей станции и описан выше.

В описываемой конструкции торсионного механизма баланса 501 настройка пружины 505 производится один раз при установке кронштейна 301 монитора во время сборки рабочей станции, и в течение всего времени эксплуатации не регулируется до выхода ее из строя и замены, или до повторной сборки после разборки рабочей станции и демонтажа кронштейна 301 монитора по какой либо другой причине. В течение всего срока службы торсионный механизм баланса 501 не требует обслуживания. Защитная крышка 504 надежно защищает пользователя от случайного контакта с пружиной 505 (Фиг.37).

Использование торсионного механизма баланса 501 позволяет значительно уменьшить мощность приводного элемента 326, и увеличить его ресурс, при этом достигается легкий ход и плавное вращение кронштейна 301 монитора. Снижение мощности приводного элемента 326, в свою очередь, позволяет уменьшить его размер, что также важно для дизайна рабочей станции.

В одном из вариантов воплощений рабочей станции сиденье 101 содержит поворотную опору для ног с механизмом, обеспечивающим возможность её вращения вокруг оси между крайним развернутым положением, показанным на Фиг.41, в котором она может поддерживать ноги пользователя рабочей станции, и крайним свернутым положением, показанным на Фиг.42, в котором она находится под сиденьем.

Поворотная опора 601 для ног изображенная на Фиг.43-44 в сборе в положениях соответствующих крайним развернутому и свернутому положениям соответственно, а на Фиг.45 в разобранном виде, содержит П-образный опорный короб 610 и два двуплечих рычага сборной конструкции с осевым смещением плеч (для передачи движения в параллельных плоскостях), содержащие ведущее плечо 612, ведомое плечо 614, упорную втулку 613 и общий вал 611. С обеих сторон вала 611 выполнены шлицы необходимой длины для сборки рычагов через шлицевые пазы ведущих и ведомых плеч 612, 614 и втулок 613. Концы ведомых плеч 614 жестко закреплены с наружной стороны к боковым стенкам опорного короба 610 шлицевыми (зубчатыми) болтами 615. В передней части опорного короба 610 между боковыми стенками установлена стяжка 616.

Механизм поворотной опоры 601 для ног содержит приводной элемент (линейный электромеханический актуатор), подвижную балку и связанную с ней систему рычагов, предназначенные для передачи усилия от приводного элемента на рычаги поворотной опоры 601 для ног.

Подвижная балка представляет собой перекладину, концы которой соединены с скользящими элементами линейных направляющих, расположенных параллельно вдоль боковин каркаса 114 сиденья 101 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль плоскости сиденья 101.

Вернемся к Фиг.12: к нижним боковинам 109 каркаса 114 под углом 90 градусов приварены полки 112, на которых устанавливаются линейные направляющие подвижной балки.

Подвижная балка 602 показана на Фиг.46, а сиденье 101 с установленной подвижной балкой 602 и приводным элементом 604 показано на Фиг.47 и 48 с перекладиной 606, находящейся в двух крайних положениях – отодвинутом и придвинутом соответственно.

В качестве линейных направляющих изображены линейные шарикоподшипники 607, расположенные параллельно на полках 112 между верхними боковинами 110 каркаса 114 сиденья 101. Перекладина 606 установлена на подвижных рельсах 605 линейных шарикоподшипников 607 с возможностью возвратно-поступательного перемещения между крайними положениями и содержит проушины 608, в которых установлена передняя опорная ось приводного элемента 604. Задняя опорная ось приводного элемента 604 монтируется с парой проушин 117 балки 107 каркаса 114 сиденья 101.

В передней части нижних боковин 109 (Фиг.12) вырезаны щели, оканчивающиеся круглыми отверстиями 115 (диаметр которых больше ширины щелей), для установки на каркас 114 сиденья 101 поворотной опоры 601для ног в сборе как это показано на Фиг.49. Поворотная опора 601 для ног в сборе вставляется через щели нижних боковин 109 в отверстия 115 концами вала 611 таким образом, чтобы ведомые плечи 614 оказались между внутренними сторонами нижних боковин 109. Диаметр отверстий 115 выполнен под наружный диаметр гильз фланцевых втулок 617 сухого скольжения, которые вставляются в отверстия 115 через концы вала 611 и затягиваются прорезными гайками 618 под шплинт, фиксируя вал 611 от осевого смещения.

Вал 611 вместе со всей поворотной опорой 601 для ног свободно вращается внутри втулок 617 и при этом надежно удерживается втулками 617 от демонтажа через щели нижних боковин 109.

Гильза втулки 617, упираясь в ведомое плечо 614, фиксирует детали рычагов (ведущее плечо 612, ведомое плечо 614 и упорную втулку 613) от осевого смещения относительно вала 611.

Для увеличения срока службы втулки 617 между гильзой втулки 617 и ведомым плечом 614 можно установить на вал 611 шайбу скольжения.

Принято считать, что наиболее удобным для сидящего в кресле является такое положение опоры для ног в развернутом положении, когда дальний её конец расположен ниже, чем ближний, примыкающий к сиденью. На Фиг.41 и Фиг.49 на изображенном воплощении угол между плоскостями сиденья 101 и поворотной опоры 601 для ног приблизительно составляет 165 градусов. Однако указанный угол может быть выбран пользователем по желанию, изменив угол крепления короба 610 на концах ведомых плеч 614.

Система 603 рычагов механизма поворотной опоры 601 для ног содержит пару симметричных плоских рычажных соединений, каждый из которых содержит три рычага 619, 620 и 621 (Фиг.50-51 и Фиг.54-55). Рычаги 620 шарнирно соединены с боковинами каркаса 114 сиденья 101 посредством шарнирных осей 113. Рычаги 619 первым концом шарнирно соединены с проушинами 609 перекладины 606 подвижной балки 602, а вторым концом шарнирно соединены с рычагами 620. Рычаги 621 первым концом шарнирно соединены с рычагами 620, а вторым концом шарнирно соединены с ведущими плечами 612 двуплечих рычагов поворотной опоры 601 для ног.

Изменения положения поворотной опоры 601 для ног из развернутого в свернутое и обратно производится усилием приводного элемента 604 через перекладину 606 и систему 603 рычагов передаваемым на ведущие плечи 612 двуплечих рычагов поворотной опоры 601 для ног.

При этом крайним положениям поворотной опоры 601 для ног (развернутое и свернутое) соответствуют крайние положения перекладины 606 (отодвинутому и придвинутому) и штока приводного элемента 604 (выдвинутому и втянутому) как это показано на Фиг.52-53.

Крайним положениям перекладины 606 (отодвинутое и придвинутое) соответствует крайние положения рычагов 620 и ведущих плеч 612 двуплечих рычагов как это показано на Фиг.54-55.

Изменения положения поворотной опоры 601 для ног из развернутого в свернутое производится, когда шток приводного элемента 604 втягивается, перемещая перекладину 606 в сторону придвинутого положения. Усилие от перекладины передается через рычаги 621 на рычаги 620, которые вращаясь вокруг шарнирных осей 613, передают усилие через рычаг 619 на ведущие плечи 612 двуплечих рычагов, и далее через вал 611 на ведомые плечи 614, в результате чего поворотная опора 601 для ног, вращаясь вокруг оси вала 611, изменяет свое положение. Обратное изменение положения поворотной опоры 601 для ног из свернутого в развернутое производится, когда шток приводного элемента 604 выдвигается, перемещая перекладину 606 в сторону выдвинутого положения.

Управление приводным элементом 604 производится выносными элементами управления (кнопками), при этом вращение поворотной опоры 601 для ног может быть остановлено пользователем в любом промежуточном положении между развернутым положением и свернутым положением после того, как он отпустит кнопку управления приводного элемента 604.

Обратное изменения положения поворотной опоры 601 для ног из свернутого в развернутое производится нажатием другой кнопки, соответствующей этой функции.

Описанная конструкция позволяет расширить возможности независимой настройки положения элементов станции, за счёт чего пользователь может принять комфортное положение тела за счет отклонения спинки сиденья и независимо выбрать для каждого такого положения наиболее комфортное положение монитора из множества вариантов, исходя из индивидуальных предпочтений и физических особенностей.

Реферат

Изобретение относится к комбинированной мебели и может быть использовано в качестве компьютерной рабочей станции, обеспечивающей создание эргономичной рабочей среды. Рабочая станция содержит опорную раму, сиденье, спинку сиденья с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, а также кронштейн монитора с поворотной консолью и, по меньшей мере, одним держателем монитора. Поворотная консоль посредством вала или торсионного механизма баланса, компенсирующего вес кронштейна монитора с закреплённым на нём оборудованием, закреплена на опорной раме с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси. Кронштейн монитора снабжён выдвижной консолью, соединённой с поворотной консолью с возможностью линейного перемещения вдоль оси, перпендикулярной оси вращения поворотной консоли. Изобретение позволяет расширить возможности независимой настройки положения элементов станции. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 55 ил.

Формула