Офисное или домашнее кресло, оснащенное средствами для физической разминки - RU2250068C1

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к предметам мебели и может быть использовано при разработке домашних или офисных кресел, обеспечивающих повышенный комфорт пользователю кресла, в частности, позволяющих уменьшить последствия гиподинамии при длительном нахождении в кресле. Изобретение может быть также использовано на транспортных средствах, например в поездах дальнего следования, самолетах, автобусах, а также в транспортных средствах личного пользования, владельцы которых хотят иметь повышенный комфорт при дальних поездках.

Появление новых технологий, связанных с компьютерами и телевизорами, существенно изменило условия работы и отдыха большинства населения Земли и в отличие от некомпьютеризированного общества для современного человека необходимо создавать условия для комфортного выполнения физических упражнений непосредственно на рабочем месте или дома, в основном в положении сидя на кресле с встроенной в него системой выполнения физических упражнений. Кресло должно обеспечивать эксплуатацию его как в нормальном режиме, так и при выполнении физических упражнений с регулированием прилагаемого усилия в соответствии с требованиями пользователя и с исключением травмирования пользователя при прекращении физической разминки.

Широко известны многочисленные тренажеры для выполнения физических упражнений в положении сидя, содержащие силовое основание, сиденье и закрепленные на основании средства для физической разминки с нагружателями различного типа, например поршневыми пневматическими, кинематически связанные с нагружателями силовые рычаги и различного типа системы регулирования усилия на рычагах, в том числе с использованием компьютеров и иных средств (см. например, заявку РСТ №WO 97/45168, А 63 В 21/008, 04.12.1997). Известные тренажеры обеспечивают широкий диапазон регулирования усилия и позволяют спортсменам развивать ту или иную группу мышц, а также добиваться работы мышц на пределе их возможностей, но не могут быть встроены в обычные кресла.

Известны упрощенные тренировочные комплексы для выполнения физических упражнений в положении сидя, содержащие кресло и присоединенное к креслу средство для физической разминки с упругими нагружателями типа эспандеров. Для выполнения упражнений на кресле закрепляется целый ряд приспособлений, которые мешают при выполнении рутинных работ (см., например, патент США №5234394, НКИ 482/92, 10.08.1993). При использовании эспандеров физическое усилие пропорционально растяжению эспандера, т.е. изменяется при выполнении упражнения. При резком снятии физической нагрузки, например вырвалась ручка эспандера, пользователь может получить удар ручкой. Диапазон выполняемых упражнений ограничивается простейшими движениями, а при смене типа нагрузки необходима перестановка крепления нагружателей на кресле.

Известно также кресло, содержащее основание, сиденье, спинку, подлокотники, встроенные в кресло два многофункциональных средства физической разминки рук, размещенные с двух сторон относительно сиденья, каждое из которых имеет устройство для создания линейного усилия, включающее в себя рукоятку, закрепленную на конце перемещающегося штока, и устройство для создания качающего усилия, включающее в себя кинематически связанный с поршневым пневматическим нагружателем качающийся силовой рычаг с закрепленным на его конце захватом, и системы регулирования усилия на рукоятках и захватах (см. патент США №5755650, НКИ 482/138, 26.05.1998). Известное кресло не обеспечивает возможность выполнения физических упражнений ногами. В системе регулирования усилия на захватах качающегося рычага используют механическое изменение длины качающегося рычага, что допускает только ступенчатое изменение усилия. Силовой рычаг может качаться только в одной плоскости (перпендикулярно боковой кромке сидения), что ограничивает возможности физической разминки рук одним типом движения. Отдельное выполнение средств для создания качающегося и линейных усилий усложняет монтаж их на кресле. Все средства для создания физических усилий постоянно находятся в рабочем положении, что приводит к изменению привычной конфигурации кресла, а выступание захватов над подлокотниками ограничивает движение рук пользователя при выполнении рутинной работы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является офисное или домашнее кресло, оснащенное средствами для физической разминки, содержащее основание, сиденье, спинку, полые подлокотники, встроенные в кресло средство для физической разминки ног и два средства физической разминки рук, при этом каждое средство для физической разминки рук имеет гидравлический поршневой нагружатель и кинематически связанный с поршневым нагружателем качающийся силовой рычаг с закрепленным на его конце захватом. Средство физической разминки ног представляет собой установленный под сиденьем кресла велотренажер с выдвигающимися вперед педалями, размещенными на откидывающейся передней стенке кресла (см. патент США №5470298, НКИ 482/130, 28.11.1995). Из всех известных конструкций данное кресло наиболее приспособлено для выполнения физических упражнений в обычной домашней обстановке или в офисе и имеет наиболее привычный для кресла внешний облик. Велотренажер, как и любой другой нагружатель фрикционного типа, обеспечивает безопасность пользователя. Сидя в данном кресле, можно выполнять только одно упражнение с попеременным движением ног взад-вперед, имитирующее езду на велосипеде. В рабочем положении велотренажер занимает достаточно большое пространство перед креслом. Для приведения велотренажера в рабочее положение и для уборки его необходимо вставать с кресла, что делает данную конструкцию недостаточно удобной для пользователя. Конструкция средства для физической разминки рук обеспечивает только один тип движения "взад-вперед". Регулировка физического усилия на каждом из тренажеров ведется самостоятельно, что усложняет пользование креслом. Крепление средств для физической разминки требует специальной конструкции основания кресла, отличающейся от привычных форм домашних и офисных кресел.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является создание офисного или домашнего кресла, имеющего привычный внешний вид и обеспечивающего повышенный комфорт пользователю за счет возможности выполнения разнообразных физических упражнений в положении сидя, в котором средства выполнения физических упражнений не создают помех при использовании кресла в обычном режиме (выполнение каких-либо рутинных работ), и обеспечивается уменьшенная вероятность травмирования пользователя при выполнении физических упражнений. Другой задачей изобретения является создание офисного или домашнего кресла, оснащенного средствами физической разминки рук и ног, с повышенным уровнем унификации его агрегатов, в том числе с высоким уровнем унификации средств физической разминки. Еще одной задачей изобретения является создание офисного или домашнего кресла, при эксплуатации которого пользователь сам может выбрать наиболее приемлемый режим работы кресла. Другой задачей изобретения является создание офисного или домашнего кресла, в котором при выполнении физических упражнений усилия, прилагаемые пользователем, остаются практически неизменными и регулируются непосредственно самим пользователем. Дополнительной задачей изобретения является создание офисного или домашнего кресла, в котором пользователь может сам регулировать положение тела в кресле за счет изменения конфигурации спинки и сиденья, добиваясь наиболее комфортного положения тела в кресле как при выполнении рутинных работ, так и при выполнении физических упражнений руками или ногами.

Поставленные технические задачи решаются тем, что в офисном или домашнем кресле, оснащенном средствами для физической разминки и содержащем основание, сиденье, спинку, полые подлокотники, встроенные в кресло средства для физической разминки рук и ног, при этом средство для физической разминки рук включает в себя установленные в подлокотниках справа и слева от сиденья кресла разминочные устройства для рук, каждое из которых имеет поршневой нагружатель и кинематически связанный с поршневым нагружателем качающийся силовой рычаг с закрепленным на его конце захватом, согласно изобретению каждое разминочное устройство для рук выполнено в виде автономного модуля, оснащенного передними и задними узлами крепления его к креслу, каждый из которых выполнен с тремя степенями свободы, обеспечивающими возможность поворота автономного модуля относительно трех взаимно перпендикулярных осей с фиксацией его в нейтральном и рабочих положениях, а средство для физической разминки ног оснащено установленными в подлокотниках справа и слева от сиденья кресла двумя разминочными устройствами для ног с качающимися рычагами с опорами для ног, каждое из которых выполнено в виде автономного модуля, установленного в полости подлокотника ниже автономного модуля разминочного устройства для рук, при этом каждое из четырех разминочных устройств оснащено поршневым пневматическим нагружателем, а кресло снабжено единой системой регулирования усилия на качающихся рычагах всех разминочных устройств.

При этом автономный модуль каждого средства для физической разминки включает в себя несущий корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен качающийся силовой рычаг, указанный поршневой пневматический нагружатель оснащен двумя поршневыми пневматическими цилиндрами, установленными в несущем корпусе параллельно друг другу и шарнирно закрепленными на его торце, и пазовым кулачковым механизмом, включающим в себя, по крайней мере, один диск с двумя дуговыми прорезями, расположенными диаметрально противоположно относительно друг друга, в каждой из которых размещен палец, закрепленный соответственно на одном из штоков пневматических цилиндров, причем диск закреплен на оси силового рычага так, что каждая прорезь размещена симметрично относительно продольной оси рычага; при полностью выдвинутых штоках оба пальца находятся у дальней стенки прорезей; пневматические полости цилиндров соединены между собой и подключены к единой системе регулирования усилия на качающихся рычагах всех разминочных устройств.

Кроме того, пазовый кулачковый механизм оснащен двумя дисками, закрепленными на оси параллельно друг другу, при этом штоки пневматических цилиндров поршневого пневматического нагружателя размещены в зазоре между дисками.

При этом несущий корпус охватывает пневматические цилиндры и кулачковый механизм, а качающийся силовой рычаг размещен снаружи несущего корпуса и соединен с диском кулачкового механизма осью, пропущенной через стенку несущего корпуса.

Кроме того, система регулирования усилия на качающихся силовых рычагах оснащена подключенным к поршневым пневматическим нагружателям ресивером и регулирующим клапанным блоком, размещенным между ресивером и поршневыми пневматическими нагружателями и включающим в себя входной коллектор, к которому подсоединены все поршневые пневматические нагружатели, выходной коллектор, к которому присоединен ресивер, обратный клапан забора воздуха из атмосферы, подключенный к входному коллектору, параллельно установленные обратный клапан подачи сжатого воздуха в ресивер и клапан-переключатель режимов, соединяющие входной и выходной коллекторы между собой, и управляемый клапан контроля давления в ресивере, подключенный к выходному коллектору.

При этом регулирующий клапанный блок размещен на одном из его подлокотников.

Кроме того, регулирующий клапанный блок оснащен глушителем шума, установленным на выходе управляемого клапана контроля давления в ресивере.

При этом автономный модуль каждого средства для физической разминки рук выполнен с полым качающимся силовым рычагом, внутри которого размещено устройство для создания линейного усилия, выполненное в виде поршневого гидравлического нагружателя, шток которого выступает над торцом полого качающегося силового рычага и снабжен закрепленной на его конце рукояткой, при этом захват установлен с возможностью поворота относительно качающегося силового рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией его в указанных положениях.

Кроме того, задний узел крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе задний кронштейн, вертикальную ось, закрепленную в подшипнике на задней стенке подлокотника, и горизонтальную ось, задний конец которой шарнирно закреплен на верхнем конце вертикальной оси, а передний оснащен горизонтальной цапфой, на которой задний кронштейн установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы; передний узел крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе передний кронштейн, вертикальную ось, закрепленную в подшипнике на задней стенке подлокотника соосно с подшипником заднего узла крепления, и многозвенник, соединяющий передний кронштейн с вертикальной осью и включающий в себя присоединенную к вертикальной оси горизонтальную полку, телескопически соединенный с горизонтальной полкой выдвижной уголковый несущий элемент, и горизонтальную ось, задний конец которой шарнирно закреплен на верхнем конце уголкового несущего элемента, а передний конец оснащен горизонтальной цапфой, на которой передний кронштейн установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы.

При этом в нейтральном положении несущий корпус установлен на цапфах так, что качающийся силовой рычаг средства физической разминки рук простирается вниз, захват зафиксирован на качающемся силовом рычаге параллельно несущему корпусу под горизонтальной полкой, при этом горизонтальная полка выполнена с изгибом, охватывающим качающийся силовой рычаг.

Кроме того, в рабочем положении несущий корпус установлен на цапфах так, что качающийся силовой рычаг средства физической разминки рук простирается вверх, а захват зафиксирован на качающемся силовом рычаге перпендикулярно несущему корпусу.

При этом автономный модуль каждого средства для физической разминки ног выполнен с простирающимся вниз качающимся силовым рычагом, а опора для ноги установлена с возможностью перемещения вдоль качающегося силового рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией ее в указанных положениях, при этом несущий корпус закреплен в полости подлокотника на уровне сиденья кресла.

Кроме того, в рабочем положении опора для ноги установлена на нижней части качающегося силового рычага, при этом опоры для правой и левой ног установлены на рычагах навстречу друг другу.

При этом в нейтральном положении опоры для правой и левой ног установлены на рычагах параллельно друг другу и боковой кромке сиденья кресла.

Кроме того, кресло оснащено надувными камерами, размещенными в сиденье и спинке, каждая из которых через блок клапанов наддува и сброса воздуха подключена к ресиверу системы регулирования усилия на качающихся силовых рычагах.

При этом ресивер расположен под сиденьем кресла и имеет два подвода, присоединенных к днищам ресивера, к одному из подводов подключен блок клапанов наддува и сброса воздуха, а к другому подводу - регулирующий клапанный блок.

Кроме того, блок клапанов наддува и сброса воздуха расположен на одном подлокотнике, а регулирующий клапанный блок - на другом.

В основу изобретения положено выполнение каждого из четырех разминочных устройств для рук и ног в виде автономного модуля с установкой автономных модулей в полых подлокотниках кресла справа и слева от сиденья кресла с размещением автономного модуля средства для физической разминки ног в полости подлокотника ниже автономного модуля разминочного устройства для рук, что позволяет при выполнении рутинных работ сохранить привычный облик кресла, использовать стандартное основание и привычную силовую конструкцию сиденья и спинки и тем самым не создавать каких-либо помех при выполнении рутинных работ. Наличие в каждом их четырех автономных модулей поршневого пневматического нагружателя и кинематически связанного с поршневым нагружателем качающегося силового рычага дает возможность использовать для нагружения рук и ног однотипные разминочные устройства, что обеспечивает высокий уровень унификации всей конструкции кресла, в том числе высокий уровень унификации средств физической разминки, что позволяет использовать единую систему регулирования усилия на качающихся рычагах всех разминочных устройств и тем самым снизить вероятность травмирования пользователя при выполнении физических упражнений. Возможность выполнения разнообразных физических упражнений в положении сидя обеспечивается за счет оснащения каждого автономного модуля разминочного устройства для рук передними и задними узлами крепления его к креслу, каждый из которых выполнен с тремя степенями свободы, обеспечивающими возможность поворота автономного модуля относительно трех взаимно перпендикулярных осей с фиксацией его в нейтральном и рабочих положениях.

Предложенная унифицированная конструкция автономного модуля средства для физической разминки, каждый из которых включает в себя несущий корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен качающийся силовой рычаг, обеспечивает высокую конструктивную жесткость, так как все нагрузки воспринимаются несущим корпусом, и высокую степень технологической готовности автономного модуля, так как его можно изготовить в виде отдельного блока, полностью готового к установке на любом кресле. Оснащение поршневого пневматического нагружателя двумя поршневыми пневматическими цилиндрами, установленными в несущем корпусе параллельно друг другу и шарнирно закрепленными на его торце, и пазовым кулачковым механизмом, включающим в себя, по крайней мере, один диск с двумя дуговыми прорезями, расположенными диаметрально противоположно относительно друг друга, в каждой из которых размещен палец, закрепленный соответственно на одном из штоков пневматических цилиндров, причем диск закреплен на оси силового рычага так, что каждая прорезь размещена симметрично относительно продольной оси рычага; при полностью выдвинутых штоках оба пальца находятся у дальней стенки прорезей; пневматические полости цилиндров соединены между собой и подключены к входному коллектору регулирующего клапанного блока, обеспечивает возможность получения усилия на рычаге при прямом и обратном качаниях, причем каждый цилиндр будет работать независимо друг от друга, что обеспечивает одинаковую величину усилия на рычаге при прямом и обратном качаниях.

Оснащение пазового кулачкового механизма двумя дисками, закрепленными на оси параллельно друг другу, при этом штоки пневматических цилиндров поршневого пневматического нагружателя размещены в зазоре между дисками, повышает жесткость кинематической передачи и исключает появление поперечных усилий в пазовом кулачковом механизме.

Выполнение силовой конструкции поршневого пневматического нагружателя в виде несущего корпуса, охватывающего пневматические цилиндры и кулачковый механизм, где качающийся силовой рычаг размещен снаружи несущего корпуса и соединен с диском кулачкового механизма осью, пропущенной через стенку несущего корпуса, позволяет выполнить средство для физической разминки ног в виде автономного модуля.

Оснащение системы регулирования усилия на качающихся силовых рычагах подключенным к поршневым пневматическим нагружателям ресивером и регулирующим клапанным блоком, размещенным между ресивером и поршневыми пневматическими нагружателями и включающим в себя входной коллектор, к которому подсоединены все поршневые пневматические нагружатели, выходной коллектор, к которому присоединен ресивер, обратный клапан забора воздуха из атмосферы, подключенный к входному коллектору, параллельно установленные обратный клапан подачи сжатого воздуха в ресивер и клапан-переключатель режимов, соединяющие входной и выходной коллекторы между собой, и управляемый клапан контроля давления в ресивере, подключенный к выходному коллектору, позволяет пользователю самому в зависимости от его ощущений выбрать давление в ресивере и соответственно уровень физической нагрузки на качающихся силовых рычагах, при этом предельное давление в ресивере и пневматических нагружателях можно ограничивать, задавая соответствующий объем ресивера, что исключает эксплуатацию кресла с повышенными усилиями на качающихся силовых рычагах, предотвращая случайное травмирование пользователя.

Размещение регулирующего клапанного блока на одном из его подлокотников обеспечивает комфортные условия при настройке системы регулирования усилия на качающемся силовом рычаге.

Оснащение регулирующего клапанного блока глушителем шума, установленным на выходе управляемого клапана контроля давления в ресивере, повышает уровень комфорта при пользовании креслом.

Выполнение автономного модуля каждого средства для физической разминки рук с полым качающимся силовым рычагом, внутри которого размещено устройство для создания линейного усилия, выполненное в виде поршневого гидравлического нагружателя, шток которого выступает над торцом полого качающегося силового рычага и снабжен закрепленной на его конце рукояткой, при этом захват установлен с возможностью поворота относительно качающегося силового рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией его в указанных положениях, позволяет, помимо нагрузки типа "качания", обеспечить нагрузки типа "жим"-"толчок", расширяя гамму нагрузок, создаваемых предложенным средством. Поворот захвата относительно качающегося силового рычага обеспечивает компактную компоновку автономного модуля в подлокотнике и удобство захвата рукой в рабочем положении.

Предложенная конструкция переднего и заднего узлов крепления автономного модуля средства для физической разминки рук обеспечивает поворот указанного автономного модуля относительно трех взаимно перпендикулярных осей с фиксацией его в рабочих и нейтральном положениях.

Установка несущего корпуса в нейтральном положении на цапфах так, что качающийся силовой рычаг средства физической разминки рук простирается вниз, и фиксация захвата на качающемся силовом рычаге параллельно несущему корпусу под горизонтальной полкой, при этом горизонтальная полка выполнена с изгибом, охватывающим качающийся силовой рычаг, обеспечивает компактную укладку автономного модуля средства для физической разминки рук в полости подлокотника.

Установка несущего корпуса в рабочем положении на цапфах так, что качающийся силовой рычаг средства физической разминки рук простирается вверх, и фиксация захвата на качающемся силовом рычаге перпендикулярно несущему корпусу обеспечивают удобство пользования при выполнении физических упражнений в первом и втором рабочих положениях.

Предложенная конструкция автономного модуля средства для физической разминки ног, имеющего простирающийся вниз качающийся силовой рычаг, опору для ноги, установленную с возможностью перемещения вдоль качающегося силового рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией ее в указанных положениях, при этом несущий корпус закреплен в полости подлокотника на уровне сиденья кресла, обеспечивает повышенный комфорт пользователю за счет освобождения пространства перед сиденьем кресла от каких-либо выступающих за пределы кресла элементов, в том числе опор для ног.

Размещение в рабочем положении опоры для ноги на нижней части качающегося силового рычага с ориентацией опор для правой и левой ног на рычагах навстречу друг другу дает возможность переместить опоры для ног в положение перед сиденьем кресла, что обеспечивает пользователю комфортные условия при выполнении физических упражнений, так как ноги продолжают располагаться в привычном относительно сиденья положении. Перемещение опор в рабочее положение и фиксация их не вызывает трудностей, так как пользователь может выполнить эти операции, просто нагнувшись вперед, не вставая с кресла.

Размещение в нейтральном положении опор для ног на рычагах с ориентацией опор для правой и левой ног параллельно друг другу и боковой кромке сиденья кресла позволяет пользователю убрать опоры в нейтральное положение, не вставая с кресла, просто нагнувшись вперед.

Оснащение кресла надувными камерами, размещенными в сиденье и спинке, каждая из которых через блок клапанов наддува и сброса воздуха подключена к ресиверу системы регулирования усилия на качающихся силовых рычагах, позволяет пользователю добиться наибольшего комфорта в поддержании тела в положении сидя как при выполнении рутинных работ, так и во время физической разминки за счет использования воздуха в ресивере, обслуживающем пневматические нагружатели.

Кресло, в котором ресивер расположен под сиденьем кресла и имеет два подвода, присоединенных к днищам ресивера, к одному из подводов подключен блок клапанов наддува и сброса воздуха, а к другому подводу - регулирующий клапанный блок, что улучшает технологические характеристики кресла, так увеличивается уровень его унификации.

Расположение блока клапанов наддува и сброса воздуха на одном подлокотнике, а регулирующего клапанного блока на другом подлокотнике делает управление креслом более удобным за счет пространственного разнесения элементов управления разного функционального назначения.

На фиг.1 изображен общий вид кресла в исходном положении (откидная створка, закрывающая полость левого подлокотника смещена в положение "открыто"); на фиг.2, 3 и 4 - общий вид кресла при выполнении физических упражнений (откидная створка, закрывающая полость левого подлокотника, смещена в положение "открыто"); на фиг.5 - левый подлокотник кресла в увеличенном масштабе в третьем рабочем положении; на фиг.6 и 7 - конструктивная схема средства для физической разминки руки в двух проекциях; на фиг.8 и 9 - конструктивная схема средства для физической разминки руки в двух проекциях; на фиг.10 - кресло в разрезе; на фиг.11 - пневматическая схема системы регулирования усилия на качающихся силовых рычагах и наддува подушек. Конструкция кресла на рисунках представлена схематически в объеме, достаточном для понимания изобретения, но без конкретной проработки отдельных узлов, которые достаточно распространены в общем машиностроении.

Кресло (XR-Chair, XRS-Chair или FUCHAIR) содержит основание 1, на котором закреплена силовая рама 2. Кресло имеет сиденье 3, спинку 4 с подголовником 5, правый 6 и левый 7 полые подлокотники. Каждый подлокотник оснащен створкой 8, закрывающей его полость с внешней стороны. Створка 8 может иметь любую известную подвеску, конструкция которой в рамках данной заявки не рассматривается.

В кресло встроена система выполнения физических упражнений в положении сидя, включающая средства для физической разминки рук и ног. Система имеет два многофункциональных разминочных устройства для рук, каждое из которых выполнено в виде автономного модуля 9, и два разминочных устройства для ног, каждое из которых выполнено в виде автономного модуля 10. Автономные модули 9 и 10 попарно размещены справа и слева относительно сиденья 2. Автономный модуль 10 средства для физической разминки ног установлен в полости подлокотника ниже автономного модуля 9 средства для физической разминки рук.

Средства для физической разминки рук и ног в положении сидя, расположенные с правой и левой сторон сиденья, выполнены однотипными и далее описывается по одному из каждых средств.

Каждый автономный модуль 9 средства для физической разминки рук оснащен передним 11 и задним 12 узлами крепления его к креслу. Каждый узел крепления выполнен с тремя степенями свободы, обеспечивающими возможность поворота автономного модуля относительно трех взаимно перпендикулярных осей. Каждый автономный модуль 9 включает в себя несущий корпус 13, который является основной силовой конструкцией данного модуля. Внутри корпуса 13 размещен поршневой пневматический нагружатель 14, а с внешней стороны шарнирно закреплен полый качающийся силовой рычаг 15 с захватом 16. Захват 16 оснащен подвижной относительно силового рычага 15 втулкой 17 и может поворачиваться относительно качающегося силового рычага на 90° с перестановкой из рабочего в нейтральное положение. На внутренней поверхности втулки 17 выполнен паз 18, в котором установлен клиновой фиксатор 19 с язычком 20. На конце качающегося силового рычага 15 установлено упругое кольцо 21, препятствующее смещению захвата за пределы силового рычага. Качающийся силовой рычаг 15 выполнен полым и внутри него размещено устройство для создания линейного усилия, представляющее собой поршневой гидравлический нагружатель, включающий в себя перемещающийся полый шток 22 с жиклером 23 и закрепленную на выступающем за пределы качающегося силового рычага конце штока 22 рукоятку 24. Как и во всех поршневых гидравлических нагружателях, внутренняя полость его частично заполнена жидкостью, которая при перемещении штока 22 перетекает через жиклер 23 из одной полости нагружателя в другую, создавая физическое усилие на рукоятке 24.

Поршневой пневматический нагружатель 14 имеет два пневматических поршневых цилиндра 25 и 26. Цилиндры установлены параллельно друг другу и выполнены идентичными. В цилиндре 25 установлен поршень 27 с выступающим за пределы цилиндра штоком 28. В цилиндре 26 установлен поршень 29 с выступающим за пределы цилиндра штоком 30. Пневматические полости 31 и 32 цилиндров соединены между собой гибким трубопроводом 33 и имеют общий выходной трубопровод 34. Штоковая полость каждого цилиндра соединена с атмосферой любым известным способом (дренажное отверстие, отсутствие уплотнения штока и т.п., на чертеже не показано). Оба поршневых цилиндра шарнирно закреплены на торцевой стенке 35 корпуса 13. Качающийся силовой рычаг 15 размещен снаружи корпуса 13 и жестко закреплен на оси 36, пропущенной через боковую стенку корпуса. Ось 36 проходит между штоками 28 и 30 и связана с ними кинематической передачей, оснащенной пазовым кулачковым механизмом, включающим в себя два параллельных диска 37, в каждом из которых выполнены две дуговые прорези 38 и 39, расположенные диаметрально противоположно относительно друг друга. Прорези выполнены по дуговому сектору с углом 90°. Диски 37 закреплены на оси 36 качающегося силового рычага 15 так, что каждая прорезь размещена симметрично относительно продольной оси рычага 15. Штоки 28 и 30 поршневых цилиндров нагружателя 14 размещены в зазоре между дисками 37. В прорезях 38 и 39 размещены пальцы 40 и 41, закрепленные соответственно на штоках 28 и 30 поршневых цилиндров. При полностью выдвинутых штоках 28 и 30 оба пальца находятся у дальней стенки прорезей 38 и 39. Корпус 13 охватывает поршневые цилиндры 25 и 26 и диски 37 кулачкового механизма.

Передний узел 11 крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе передний кронштейн 40, вертикальную ось 41, закрепленную в подшипнике 42 на задней стенке 43 подлокотника, и многозвенник 44, соединяющий передний кронштейн 40 с вертикальной осью 41. Многозвенник 44 включает в себя шарнирно присоединенную к вертикальной оси 41 горизонтальную полку 45, телескопически соединенный с горизонтальной полкой выдвижной уголковый несущий элемент 46 и горизонтальную ось 47, задний конец которой шарнирно закреплен на верхнем конце уголкового несущего элемента, а передний оснащен горизонтальной цапфой 48, на которой передний кронштейн 40 установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы. Передняя опора оснащена стопором 49, фиксирующим горизонтальную полку 45 и выдвижной уголковый несущий элемент 46 в убранном и выдвинутом положениях. Стопор 49 может быть любого типа (винтовой зажим, фиксирующий штифт и т.п.) и его конструкция в рамках данной заявки не рассматривается. На чертеже для иллюстрации показан стопор с фиксирующим штифтом, взаимодействующим с фиксирующими отверстиями 50, одно из которых показано на рисунке. Горизонтальная полка 45 поддерживающего уголкового элемента выполнена с изгибом 51.

Задний узел 12 крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе задний кронштейн 52, вертикальную ось 53, закрепленную в подшипнике 54 на задней стенке 43 подлокотника, и горизонтальную ось 55, задний конец которой шарнирно закреплен на верхнем конце вертикальной оси 53, а передний оснащен горизонтальной цапфой 56, на которой задний кронштейн установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы. Каждый задний узел крепления оснащен стопорами 57 и 58 для фиксации соответствующего автономного модуля в нейтральном и рабочих положениях. Стопоры 57 и 58 могут быть любого типа (винтовые зажимы, фиксирующие штифты и т.п.) и их конструкция в рамках данной заявки не рассматривается. Подшипники 42 и 54 установлены соосно.

В нейтральном положении (фиг.1) несущий корпус 13 установлен на цапфах 48 и 56 так, что качающийся силовой рычаг 15 средства физической разминки рук простирается вниз и размещается в изгибе 51 горизонтальной полки 45. Захват 16 зафиксирован на качающемся силовом рычаге параллельно несущему корпусу 13 под горизонтальной полкой 45. В рабочем положении (фиг.2-5) несущий корпус 13 установлен на цапфах 48 и 56 так, что качающийся силовой рычаг 15 средства физической разминки рук простирается вверх, а захват 16 зафиксирован на качающемся силовом рычаге перпендикулярно несущему корпусу.

Каждый автономный модуль 10 средства для физической разминки ног включает в себя несущий корпус 59, который является основной силовой конструкцией данного модуля. Каждый корпус 59 размещен в полости одного из подлокотников и закреплен в ней на уровне сиденья кресла. Внутри корпуса 59 размещен поршневой пневматический нагружатель, конструкция которого идентична описанной выше конструкции пневматического нагружателя 14 в автономном модуле 9 средства для физической разминки рук. Корпус 59 выполнен аналогично корпусу 13 автономного модуля 9. Выполнение идентичными несущих корпусов 13 и 59 и размещенных в них поршневых пневматических нагружателей дает наибольшую степень унификации автономных модулей 9 и 10. С внешней стороны несущего корпуса 59 шарнирно закреплен простирающийся вниз качающийся силовой рычаг 60 с установленной на нем опорой 61 для ноги. Опора 61 для ноги установлена подвижно относительно качающегося силового рычага 60 с возможностью перестановки из нейтрального в рабочее положение и фиксацией ее в указанных положениях. Опора 61 для ноги оснащена подвижной относительно силового рычага 60 втулкой 62. На внутренней поверхности втулки выполнен паз 63, в котором установлен клиновой фиксатор 64 с язычком. На конце силового рычага установлено упругое кольцо, препятствующее смещению опоры 61 за пределы силового рычага 60. Силовой рычаг 60 может быть выполнен полым, как в автономном модуле 9 средства для физической разминки рук.

В нейтральном положении (фиг.1) опора 61 для ноги установлена параллельно боковой кромке сиденья кресла, при этом опоры для правой и левой ног размещаются параллельно друг другу и боковой кромке сиденья кресла. В положении для выполнении физических упражнений (фиг.2-5) опора 61 для ноги установлена на нижней части качающегося силового рычага 60, при этом опоры 61 для правой и левой ног установлены на рычагах навстречу друг другу.

Кресло имеет единую систему регулирования усилия на качающихся силовых рычагах, оснащенную ресивером 65, соединенным с поршневыми пневматическими нагружателями 14 средств физической разминки рук и ног через регулирующий клапанный блок 66, включающий в себя входной коллектор 67, к которому подсоединены выходные трубопроводы 34 всех четырех нагружателей 14, выходной коллектор 68, к которому присоединен ресивер 65, обратный клапан 69 забора воздуха из атмосферы, подключенный к входному коллектору 67, параллельно установленные обратный клапан 70 подачи сжатого воздуха в ресивер 65 и клапан-переключатель 71 режимов, соединяющие входной 67 и выходной 68 коллекторы между собой, и управляемый клапан 72 контроля давления в ресивере, подключенный к выходному коллектору 68. На выходе управляемого клапана 72 контроля давления в ресивере установлен глушитель 73 шума. Регулирующий клапанный блок 66 размещен на одном из подлокотников кресла, например, на правом подлокотнике 7. В качестве клапана-переключателя 71 режимов может использоваться любое запирающее устройство, имеющее два положения: "открыто" и "закрыто". В качестве управляемого клапана 72 может использоваться любой регулятор давления перед собой.

Спинка 4, сиденье 3 и подголовник 5 кресла оснащены надуваемыми опорными подушками 73, число которых и схема размещения их на кресле определяются желанием потребителя. Надуваемые опорные подушки изготавливаются, как правило, из вспененных полимерных материалов, например из пенополиуретана, и закрыты снаружи слоем декоративного эластичного материала типа искусственной или натуральной кожи или плотной ткани и имеют внутри надувные камеры 74, выполненные из воздухонепроницаемого эластичного материала, например из резины. Каждая надувная камера 74 через блок 75 клапанов наддува 76 и сброса 77 воздуха подключена к ресиверу 65 единой системы регулирования усилия на качающихся силовых рычагах. Ресивер 65 расположен под сиденьем 3 кресла и имеет два подвода 78 и 79, присоединенных к его днищам. К подводу 78 подключен регулирующий клапанный блок 66, а к подводу 79 - блок 75 клапанов наддува и сброса воздуха. Блок 75 клапанов наддува и сброса воздуха расположен на правом подлокотнике 6 кресла.

В нормальном рабочем положении кресла, когда пользователь выполняет рутинную работу, например, на компьютере или смотрит телевизор, все четыре средства для физической разминки рук и ног находятся внутри подлокотников и закрыты снаружи створками 8. Качающийся силовой рычаг 15 простирается вниз, а захват 16 для руки расположен параллельно боковой кромке сиденья 3. Опора 61 для ноги расположена в нижней части качающегося силового рычага 60 параллельно боковой кромке сиденья кресла. Кресло имеет привычный вид и ничто не мешает пользователю заниматься рутинной работой.

На период выполнения физических упражнений (физическая разминка рук или ног) пользователь смещает створки 8 в открытое положение. Средства для физической разминки рук и ног в положении сидя, расположенные с правой и левой сторон сиденья 3, выполнены однотипными и далее описывается работа с двумя из них, расположенными, например, в левом подлокотнике. Все операции по работе со средствами для физической разминки рук и ног могут быть осуществлены пользователем, не сходя с кресла.

Для перевода в рабочее положение автономного модуля 9 средства для физической разминки рук пользователь освобождает стопор 57, поворачивает автономный модуль 9 на 180° относительно горизонтальной оси и фиксирует его в этом положении стопором 57 (первое рабочее положение). Качающийся силовой рычаг 15 направлен вверх, а захват 16 располагается параллельно подлокотнику. Освобождают фиксатор 19 и поворачивают захват 16 внутрь на 90°. Захваты 16 на правом и левом рычагах 15 будут направлены навстречу друг другу. В данном положении пользователь может выполнять несколько физических упражнений. Взявшись рукой за захват, пользователь может качать рычаг 15 "взад-вперед", как это показано для правого качающегося силового рычага (фиг.2).

Для перевода в рабочее положение автономного модуля 10 средства для физической разминки ног пользователь снимает фиксатор 64, разворачивает каждую из опор на 270° и фиксирует их в данном положении.

Пользователь, сидя в кресле, настраивает управляемый клапан 72 на давление, соответствующее требуемому усилию, устанавливает клапан-переключатель 71 в положение "закрыто" и начинает работать с качающимися силовыми рычагами 15 или 60. При синхронном покачивании любых силовых рычагов 15 или 60 пневматические нагружатели будут работать на закачку воздуха в ресивер 65 и все нагружатели работают одинаково. В пневмосистеме после выполнения предыдущей физической разминки всегда будет сохраняться некоторое остаточное давление, под действием которого поршни 27 и 29 смещаются в крайнее положение, как это показано на фиг.6 и 8. Пальцы 40 и 41 находятся у дальней стенки пазов 38 и 39. Силовой рычаг 15 может качаться взад-вперед в пределах 90°. При смещении силового рычага 15 вперед поворачиваются диски 37 пазового кулачкового механизма. Палец 40 перемещается по дуге окружности и перемещает вперед поршень 27, сжимая воздух в полости 31 поршневого цилиндра 25. Поршень 29 остается в конечном положении, так как прорезь 39 имеет возможность беспрепятственно перемещаться относительно пальца 41. Сжатый воздух закачивается через обратный клапан 70 в ресивер 65. При обратном движении силового рычага 15 поршень 29 продолжает оставаться в конечном положении, а поршень 27 под действием сжатого воздуха в полости 31 начинает смещаться в обратном направлении, пока давление в полостях 31 и 32 не станет равным атмосферному и поршень 27 остановится в некотором промежуточном положении. Силовой рычаг 15 продолжает движение и вместе с ним поворачиваются диски 37, пока передняя торцевая стенка паза 38 не войдет в контакт с пальцем 40. При дальнейшем движении силового рычага 15 палец 40 движется совместно с дисками 37 и перемещает поршень 27. Давление в полостях 31 и 32 падает и через обратный клапан 69 засасывается новая порция атмосферного воздуха. Закачка воздуха продолжается до тех пор, пока не сработает управляемый клапан 72 контроля давления в ресивере и можно начинать выполнять физические упражнения с номинальным усилием на качающихся силовых рычагах 15 и 60. Клапан-переключатель 71 режимов переводится в положение "открыто" и давление в ресивере 65 и поршневых пневматических нагружателях выравнивается. Поршни 27 и 29 во всех пневматических нагружателях перемещаются в крайнее положение, показанное на фиг.6 и 8. При качании силового рычага 15 или 60 относительно нейтрального положения один из поршней всегда будет смещаться, уменьшая объем воздушной полости в своем цилиндре. При этом в параллельном ему соседнем цилиндре в течение всего цикла этого качания воздушная полость будет иметь максимальный объем, и с учетом объема ресивера 65 смещение поршня не приведет с существенному изменению давления в пневматических нагружателях, сохраняя неизменным усилие на качающихся силовых рычагах 15 и 60 независимо от того, выполняются ли одновременные или попеременные движения руками и ногами. Качания могут осуществляться синхронно или в противофазе. По окончании физической разминки качающиеся силовые рычаги 15 и 60 всегда будут находиться в нейтральном положении.

Взявшись руками за рукоятки 24, потребитель также может выполнять руками движение "вверх-вниз". При этом движении шток 22 совершает возвратно-поступательные движения внутри качающегося силового рычага 15. Жидкость через жиклер 23 перетекает из полости штока 22 в полость качающегося силового рычага 15 и обратно. Перепад давления на жиклере 23 определяет величину прилагаемого физического усилия.

Для перевода автономного модуля 9 во второе рабочее положение освобождают стопор 58, поворачивают автономный модуль вокруг вертикальной оси на 90° и фиксируют его в этом положении стопором 58. Захваты 16 располагаются параллельно друг другу. Взявшись рукой за захват, пользователь в данном рабочем положении может качать рычаг 15 "вправо-влево", как это показано для правого качающегося силового рычага (фиг.3), расширяя диапазон физических упражнений. Ногами можно выполнять те же физические упражнения, что и в первом рабочем положении. Работа силовых нагружателей во втором рабочем положении не отличается от описанной ранее. Используя рукоятку 24, пользователь может также выполнять движение рукой "вверх-вниз" аналогично ранее описанному.

Для перевода автономного модуля 9 в третье рабочее положение освобождают стопор 49 и смещают автономный модуль 9 вверх, поворачивая многозвенник 44 на некоторый угол, например на 15°. Телескопически соединенный с горизонтальной полкой 45 выдвижной уголковый несущий элемент 46 перемещается в выдвинутое положение и фиксируется в данном положении стопором 49. Качающийся силовой рычаг 15 принимает наклонное положение, что изменяет физическую нагрузку на руки, расширяя диапазон выполняемых упражнений. Ногами можно выполнять те же физические упражнения, что и в первом рабочем положении. Работа силовых нагружателей в третьем рабочем положении не отличается от описанной ранее.

При наличии надувных камер, размещенных в сиденье и спинке, пользователь может управлять положением тела в кресле, добиваясь наибольшего комфорта. Для этого на блоке 75 клапанов наддува и сброса воздуха закрывают клапаны 77 сброса воздуха и открывают соответствующие клапаны 76 наддува камер 74. Воздух в камеры 74 подают до тех пор, пока тело пользователя не примет наиболее комфортное (по его ощущениям) положение в кресле. Все операции выполняются пользователем непосредственно в положении сидя без отклонения тела от нормальной позы и, таким образом, он может оценить напрямую комфортность размещения в кресле.

По окончании выполнения физических упражнений пользователь возвращает автономные модули 9 и 10 в нейтральное положение. Пользователь освобождает фиксатор 64, разворачивает опору 61 ноги на 270° и фиксирует ее в этом положении.

Для возвращения средства для физической разминки рук в исходное положение пользователь освобождает стопор 49 и опускает автономный модуль 9 до принятия несущим корпусом 13 горизонтального положения. При этом телескопически соединенный с горизонтальной полкой 45 выдвижной уголковый несущий элемент 46 перемещается в убранное положение и фиксируется в данном положении стопором 49. Затем пользователь освобождает стопор 58, поворачивает автономный модуль 9 на 90°, устанавливая его параллельно боковой кромке сиденья, и фиксирует его в данном положении стопором 58. Освобождают фиксатор захвата 16, поворачивают захват 16, устанавливают его параллельно подлокотнику и фиксируют его в этом положении. Затем освобождают стопор 57, поворачивают автономный модуль 9 на 180° относительно горизонтальной оси, перемещая качающийся силовой рычаг 15 вниз, как это показано на фиг.1, фиксируют автономный модуль 9 в нейтральном положении и закрывают подлокотник створкой 8, возвращая креслу привычный рабочий облик. Никаких препятствий для выполнения рутинной работы не существует.

Предлагаемое кресло может быть изготовлено промышленным способом с использованием современных материалов и технологий. При реализации изобретения могут использоваться различные конструктивные исполнения стопоров, надувных подушек и других элементов кресла, отличающиеся от описанных в данной заявке и приведенных на рисунках, иллюстрирующих изобретение, без отхода от духа и рамок настоящего изобретения, определяемых объемом притязаний, изложенных в формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к мебели, в частности к креслам, которые могут быть использованы в домашних условиях, в офисах, на транспортных средствах, таких как поезда и автобусы дальнего следования и самолеты. Изобретение обеспечивает повышение комфортности за счет возможности выполнения физических упражнений в положении сидя. Кресло оснащено встроенными средствами для физической разминки рук и ног и системой регулирования усилий. Каждое средство для разминки рук выполнено в виде размещенного в подлокотнике автономного модуля с поршневым пневматическим нагружателем с узлами крепления, имеющими три степени свободы, обеспечивающими возможность поворота модуля относительно трех взаимно перпендикулярных осей с фиксацией в нейтральном и рабочем положениях. Средство для разминки ног включает установленные в подлокотниках разминочные устройства, выполненные в виде автономных модулей с поршневыми пневматическими нагружателями и качающимися силовыми рычагами, имеющими опоры для ног. Кресло имеет единую систему регулирования усилия на рычагах всех разминочных устройств. 16 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула