本實(shí)用新型涉及一種可以自動(dòng)調(diào)節(jié)坐姿后傾角度的靠墊，屬于日用品領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)上公開(kāi)的和市場(chǎng)上銷(xiāo)售的靠墊和座椅、沙發(fā)以及床頭靠背上的靠墊均沒(méi)有坐姿后傾角度調(diào)節(jié)功能。受空間限制的影響，在小汽車(chē)后排座、家用沙發(fā)和床頭上通過(guò)設(shè)置座椅靠背上的調(diào)角器或者彈簧機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)坐姿后傾角的方案不能完全適用，雖然有的高級(jí)小汽車(chē)后排座椅上已有通過(guò)角度調(diào)節(jié)伺服機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)坐姿角度調(diào)節(jié)的方案，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高，專(zhuān)利文獻(xiàn)上公開(kāi)的有一種帶有弓形板彈簧的靠墊，弓形板彈簧兩端帶有鉸接機(jī)構(gòu)的滑軌，在身體不用力后傾的自然坐姿情況下，只能滿(mǎn)足某一個(gè)后傾角度坐姿要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種根據(jù)人的不同坐姿自動(dòng)調(diào)節(jié)后傾角度的靠墊。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種靠墊，包括弓形體及用于包裹在弓形體外側(cè)的外套，所述弓形體包括弓形板及用于支撐弓形板的U型支架，所述U型支架包括底板及分別設(shè)置在底板兩側(cè)的側(cè)板，所述弓形板的兩端分別與所述側(cè)板的一端連接，所述側(cè)板的另一端與所述底板連接，所述U型支架上設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)支架及調(diào)節(jié)螺栓，所述調(diào)節(jié)支架與所述側(cè)板外側(cè)的所述底板固定連接，所述調(diào)節(jié)螺栓穿過(guò)所述調(diào)節(jié)支架與所述側(cè)板接觸。

人坐姿處于后傾角度比較小的平衡狀態(tài)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)初始狀態(tài))時(shí)，人體背部對(duì)于弓形體的弓形板施加的橫向力(以下簡(jiǎn)稱(chēng)橫向力P)比較小，引起弓形板比較小的彈性變形，此時(shí)弓形板對(duì)腰部提供有效的支撐；坐姿的后傾角度更大時(shí)，隨著人體的后傾動(dòng)作，弓形板受到的橫向力P變大，弓形板的彈性變形量變大，當(dāng)人體后傾力足夠大到一定值，稱(chēng)之為臨界橫向力(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為Pcr)，弓形板失穩(wěn)，靠墊厚度減小，坐姿后傾角度變大，直到弓形板與底板接觸，這時(shí)作用于身體上半部的重力在橫向力P方向上的分量(以下簡(jiǎn)稱(chēng)重力分量)與弓形體支撐力平衡，不需要施加額外的后傾力，失穩(wěn)后處于平衡狀態(tài)的弓形板通過(guò)外套對(duì)于腰部、背部和頸部提供有效的支撐；從坐姿后傾角度比較大的平衡狀態(tài)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)后傾狀態(tài))變?yōu)槌跏紶顟B(tài)時(shí)，隨著前傾動(dòng)作，橫向力P減小，當(dāng)橫向力P小于Pcr時(shí)，失穩(wěn)狀態(tài)的弓形板反彈，助推上半身回到初始狀態(tài)；U形支架對(duì)于弓形板提供變形、失穩(wěn)和失穩(wěn)狀態(tài)下反彈的彈性支持，并且限定弓形板失穩(wěn)后的平衡位置；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)螺栓可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)U型支架側(cè)板的剛度和弓形板的曲率，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)弓形體剛度的功能，以適應(yīng)不同人的體型要求。

本實(shí)用新型的有益效果是：根據(jù)不同坐姿動(dòng)作輕松實(shí)現(xiàn)坐姿角度的調(diào)節(jié)，使頸椎、脊椎和腰部肌肉處于相對(duì)舒適的狀態(tài)，有效地保護(hù)頸椎、脊椎和腰部；可安裝于座椅、沙發(fā)和床頭靠背的框架上，用較低的制造成本實(shí)現(xiàn)坐姿后傾角度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述弓形板的展開(kāi)長(zhǎng)度與所述弓形板的弦長(zhǎng)之比為1.017～1.058。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，對(duì)于采用不同厚度、不同寬度的弓形板或者不同人的體型，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整弓形板的彎曲度，使得弓形板能夠?qū)?yīng)于不同的橫向力P作用下發(fā)生失穩(wěn)和反彈。

進(jìn)一步，所述底板上設(shè)有多個(gè)加強(qiáng)筋。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，增加U型支架的底板支撐強(qiáng)度，確保底板有足夠的剛度，使弓形板在設(shè)定的橫向力P作用下失穩(wěn)和反彈。

進(jìn)一步，所述弓形板采用彈性薄板材料制作而成。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，及時(shí)對(duì)于所受橫向力P作出彈性變形反應(yīng)，在設(shè)定的橫向力P作用下失穩(wěn)并且及時(shí)反彈。

進(jìn)一步，所述側(cè)板采用彈性薄板材料制作而成。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，對(duì)于弓形板提供失穩(wěn)和反彈的彈性支持，可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓施力使其剛度變化，達(dá)到調(diào)節(jié)弓形板失穩(wěn)臨界橫向力(Pcr)和靠墊厚度的效果，并且達(dá)到調(diào)節(jié)弓形板失穩(wěn)后反彈臨界橫向力的效果。

進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)支架的剛度大于或等于所述底板、側(cè)板的剛度。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，調(diào)節(jié)支架的剛度大可穩(wěn)定支撐調(diào)節(jié)螺栓，可根據(jù)不同人體情況穩(wěn)定調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)整弓形板的曲率，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)弓形體的剛度，適應(yīng)不同人體體型的需求的目的。

進(jìn)一步，所述底板的彎曲剛度大于所述弓形板的彎曲剛度。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，底板剛度大，確保在設(shè)定Pcr作用下弓形板失穩(wěn)，同時(shí)避免底板出現(xiàn)塑性變形使弓形體失效，避免縮短靠墊的使用壽命。

進(jìn)一步，所述外套中部的厚度大于兩端的厚度。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，使得靠墊受到的橫向力P分布相對(duì)集中，確保在設(shè)定的Pcr作用下弓形板失穩(wěn)，并且在人體后傾狀態(tài)下靠墊的形狀更符合頸椎和脊椎形狀，滿(mǎn)足人體舒適的要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型U型支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1、弓形板；2、底板；3、側(cè)板；4、加強(qiáng)筋；5、外套；6、調(diào)節(jié)螺栓；7、調(diào)節(jié)支架。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1和圖2所示，一種靠墊，包括弓形體及用于包裹在弓形體外側(cè)的外套5，所述弓形體包括弓形板1及用于支撐弓形板的U型支架，所述U型支架包括底板2及分別設(shè)置在底板兩側(cè)的側(cè)板3，所述弓形板的兩端分別與所述側(cè)板的一端連接，所述側(cè)板的另一端與所述底板連接，所述U型支架上設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)支架7及調(diào)節(jié)螺栓6，所述調(diào)節(jié)支架與所述側(cè)板外側(cè)的所述底板固定連接，所述調(diào)節(jié)螺栓穿過(guò)所述調(diào)節(jié)支架與所述側(cè)板接觸。

所述弓形板的展開(kāi)長(zhǎng)度與所述弓形板的弦長(zhǎng)之比為1.017～1.058。對(duì)于采用不同厚度、不同寬度的弓形板或者不同人體體型，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整弓形板的彎曲度，使得弓形板能夠?qū)?yīng)于不同的Pcr作用下發(fā)生失穩(wěn)和反彈。

所述底板上設(shè)有多個(gè)加強(qiáng)筋4。增加U型支架的底板支撐強(qiáng)度，確保底板有足夠的剛度，使弓形板在設(shè)定的Pcr作用下失穩(wěn)和反彈。

所述弓形板采用彈性薄板材料制作而成。及時(shí)對(duì)于所受橫向力P作出變形反應(yīng)，在設(shè)定的Pcr作用下失穩(wěn)并且及時(shí)反彈。

所述側(cè)板采用彈性薄板材料制作而成。對(duì)于弓形板提供失穩(wěn)和反彈的彈性支持，可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓施力使其剛度變化，達(dá)到調(diào)節(jié)弓形板失穩(wěn)臨界橫向力(Pcr)和靠墊厚度的效果，并且達(dá)到調(diào)節(jié)弓形板失穩(wěn)后反彈臨界橫向力的效果。

所述調(diào)節(jié)支架的剛度大于或等于所述底板、側(cè)板的剛度。調(diào)節(jié)支架的剛度大可穩(wěn)定支撐調(diào)節(jié)螺栓，可根據(jù)不同人體情況穩(wěn)定調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)整弓形板的曲率，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)弓形體的剛度，適應(yīng)不同人體體型的需求的目的。

所述底板的彎曲剛度大于所述弓形板的彎曲剛度。底板剛度大，確保在設(shè)定Pcr作用下弓形板失穩(wěn)，同時(shí)避免底板出現(xiàn)塑性變形使弓形體失效，避免縮短靠墊的使用壽命。

所述外套中部的厚度大于兩端的厚度。使得靠墊受到的橫向力P分布相對(duì)集中，確保在設(shè)定的Pcr作用下弓形板失穩(wěn)，并且在人體后傾狀態(tài)下靠墊的形狀更符合頸椎和脊椎形狀，滿(mǎn)足人體舒適的要求。

當(dāng)坐姿變換時(shí)，隨著坐姿后傾或者前傾動(dòng)作，橫向力P變化，引起弓形體中的弓形板變形量變化、失穩(wěn)或失穩(wěn)狀態(tài)下反彈，實(shí)現(xiàn)坐姿的后傾角度變換，U形支架對(duì)于弓形板提供變形、失穩(wěn)和失穩(wěn)狀態(tài)下反彈的彈性支持，外套中部的平均厚度大于兩端的平均厚度，使得橫向力P分布相對(duì)集中，且后傾狀態(tài)下使得頸椎和脊椎形狀更符合舒適要求，調(diào)節(jié)螺栓改變U型支架的側(cè)板的剛度和弓形板的曲率，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)弓形體的剛度，適應(yīng)不同人的體型需求。

弓形板和U形支架的側(cè)板采用同寬度、同厚度的薄鋼板材料，通過(guò)折彎連接成一體，根據(jù)不同的靠墊寬度和不同人體體型的要求，以及后傾角度要求，調(diào)整弓形板的彎曲度。例如，選擇弓形板和側(cè)板的鋼板材料厚度為0.8毫米、寬度為360毫米時(shí)，設(shè)定初始弓形板展開(kāi)長(zhǎng)度和弓形板弦長(zhǎng)之比為1.03。

底板采用薄鋼板，底板長(zhǎng)度和寬度與弓形板的弦長(zhǎng)和寬度相適應(yīng)，沿長(zhǎng)度方向中間或者兩邊設(shè)置加強(qiáng)筋，使得底板具有大于所述弓形板的彎曲剛度。

調(diào)節(jié)支架采用薄鋼板材料，經(jīng)過(guò)加工成型，使其剛度不小于底板的剛度，在兩個(gè)側(cè)板外側(cè)，與底板固接，調(diào)節(jié)螺栓貫穿調(diào)節(jié)支架后與側(cè)板接觸。

外套采用皮革、合成革或者布料和聚酯棉或者海綿填充材料制成，弓形板中間部位的外套平均厚度大于兩端的平均厚度。

本實(shí)用新型利用了人的坐姿變換動(dòng)作對(duì)于作用于靠墊的橫向力P值變化的規(guī)律設(shè)計(jì)了弓形體，其能夠隨著人的坐姿后傾和前傾的動(dòng)作變換自動(dòng)調(diào)節(jié)靠墊的厚度，實(shí)現(xiàn)坐姿后傾角度的調(diào)節(jié)；弓形體外面套上松軟的外套，便制成了自動(dòng)調(diào)節(jié)坐姿角度的靠墊；其中松軟的外套減小背部凸出部位接觸應(yīng)力，提高橫向力P的集中度，弓形板在橫向力P作用下發(fā)生彈性變形，U形支架對(duì)于弓形板提供彈性約束，底板、側(cè)板限制弓形板失穩(wěn)變形。選擇合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)之后，人的坐姿后傾時(shí)，弓形板上的橫向力P達(dá)到Pcr，這時(shí)弓形板內(nèi)與弓形板面平行的內(nèi)力(以下簡(jiǎn)稱(chēng)縱向力N)達(dá)到使弓形板失穩(wěn)的臨界值(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Ncr)，弓形板失穩(wěn)，并且橫向力P小于等于Pcr條件下弓形板繼續(xù)變形，靠墊的厚度繼續(xù)減小至由U形支架限定的位置，達(dá)到后傾狀態(tài)，這時(shí)人體上半部分的重力分量和弓形體的支撐力平衡。反之，坐姿從后傾狀態(tài)變換為初始狀態(tài)時(shí)，因身體前傾動(dòng)作，使橫向力P明顯小于Pcr值，縱向力N小于Ncr，失穩(wěn)狀態(tài)的弓形板反彈，變形減小，靠墊厚度增加，回到初始狀態(tài)，人體上半部分重力分量與弓形體支撐力重新達(dá)到平衡。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。