ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ НАКЛАДКА НА КРЕСЛО ОПЕРАТОРА И КРЕСЛО ОПЕРАТОРА Российский патент 2006 года по МПК A47C27/10 A61H9/00 

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека, а именно может быть использовано для повышения комфортности работы операторов и водителей транспортных средств, выполняющих работы в положении сидя, а также к области медицины, для лечебных и профилактических целей.

Снятие напряжения мышц и нагрузки на позвоночник у сидячего индивидума в значительной степени зависит от формы его сиденья. При сидении на обычном эргономичном кресле индивидум ссутуливается от усталости, в результате чего появляется кифоз в пояснице, усиливается грудной кифоз и шейный лордоз, поясница перемещается назад до упора в спинку сиденья.

Для сохранения оптимальной осанки без напряжения поясничных мышц необходимо обеспечить поддержку спины, чтобы переключить нагрузку с мышц поясницы на брюшной пресс и обеспечить массажный эффект нагруженной группы мышц (АС RU №2170539, 20.07.01).

Из ряда аналогов известно кресло, содержащее смонтированные на каркасе сиденье и спинку с обивкой, массирующее устройство в виде пальчиков, изготовленных из мягких пластифицированных материалов, прикрепленных к салазкам, которые установлены на направляющих каркаса с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим сиденья и спинки, при этом поверхность пальчиков спинки имеет вид выступа, плавно переходящего в выемку таким образом, чтобы копировать поверхность спины человека, сидящего в кресле, а пальчики сиденья выполнены в форме поперечного выступа. Различные по величине мягкие пальчики, расположенные как на спинке кресла, так и на сиденье, способны благотворно воздействовать на поверхность мышц, что стимулирует мышечный тонус человека, уменьшая болезненные ощущения и улучшая обменные процессы (R4 2142249, 10.12.99).

Недостатком данного устройства является сложность изготовления и подгонки под физические данные конкретного оператора

Перспективной тенденцией является повышение комфортности условий работы операторов, в том числе водителей транспортных средств, за счет подачи воздуха в надувные элементы пневматических накладок на кресле оператора.

Так известно кресло (Патент GB №2222366, 07.03.90), включающее в себя сиденье со спинкой, съемный чехол, снабженный пульсирующим под действием жидкости или сжатого воздуха кожухом, который в своей вертикальной протяженности поделен на множество надувных камер, изолированных в группы с различным давлением, регулируемым клапанами и изменяющимся в соответствии с заданной программой. Кресло оборудовано регулирующим механизмом, действующим по заданной программе. При необходимости чехол снимается и может стать составной частью постели оператора с возможностью лечебного массажа во время его отдыха.

Недостатками данного кресла являются сложная система управления и сложность его конструкции.

Наиболее близкой и выбранной в качестве прототипа для пневматической накладки на кресло оператора является пневматическая накладка на кресло (Патент RU №2017477, 15.08.94), содержащая надувные элементы и блок управления, который обеспечивает попеременную подачу воздуха в надувные элементы. Блок управления содержит переключатель статического и динамического режимов работы. Надувные элементы в форме поперечных трубок устанавливаются с возможностью их перемещения по поверхности сиденья и спинки с последующей фиксацией в заданном положении, для чего служат контактные ленты текстильной застежки, закрепленные на основании накладки и на коробчатых надувных элементах соответственно. Блок управления за счет переключателя обеспечивает работу устройства в статическом или динамическом режиме. Все камеры накладки подключены к регулятору давления, с помощью которого оператор выбирает для себя величину давления, обеспечивающую оптимальную жесткость.

Пневматическая накладка на кресло оператора по прототипу позволяет повысить комфортность условий работы, предотвращая застойные явления в области спины и поясницы, повышая тем самым работоспособность оператора и снижая тем самым его предрасположенность к профзаболеваниям.

Недостатком прототипа является функциональная ограниченность, выраженная в его направленности только на удобство расположения оператора и массажный эффект.

Задачей изобретения является расширение арсенала пневматических накладок на кресло оператора, обладающих широкой функциональной возможностью, и кресел для оператора, включающих регулируемые пневматические элементы.

Техническими результатами, которые могут быть получены при реализации пневматической накладки на кресло оператора, являются:

- создание нового устройства, реализующего назначение пневматической накладки;

- повышение степени изменения рельефа функциональной поверхности пневматической накладки;

- повышение возможности подгонки пневматической накладки под конкретные потребности оператора с учетом его физических данных.

Техническими результатами, которые могут быть получены при реализации кресла оператора, являются:

- создание нового устройства, реализующего назначение кресла оператора с пневматическими элементами;

- снижение нагрузки на позвоночник;

- обеспечение возможности работы оператору с больным позвоночником.

Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных результатов стали возможны:

для пневматической накладки на кресло оператора благодаря тому, что в пневматической накладке на кресло оператора, включающей источник сжатого воздуха с регулятором, блок управления с выходными клапанами и чехол на сиденье и спинку кресла оператора, который снабжен контактными лентами крепления и надувными камерами, также снабженными контактными лентами, обеспечивающими возможность их крепления и перемены мест на поверхности чехла, надувная камера выполнена в виде мягкого корпуса, в котором размещены два противолежащих надувных элемента в форме треугольной призмы, контактирующие друг с другом по граням, имеющим наибольшую площадь, между которыми закреплена жесткая пластина, при этом конфигурация жесткой пластины имеет конфигурацию этих граней, а надувная камера образует в вертикальном сечении фигуру из ряда: или прямоугольник, или трапеция, или параллелограмм, или треугольник;

для кресла оператора - благодаря тому, что кресло оператора характеризуется наличием сиденья, основания сиденья, источника сжатого воздуха с регулятором, блока управления с выходными клапанами, чехла на сиденье и спинку кресла оператора и не менее одной надувных камер, при этом длина сиденья кресла оператора меньше, чем длина его основания на ширину основания надувной камеры, имеющей длину, равную ширине сиденья, а высоту, равную высоте сиденья.

В частном случае пневматическая накладка на кресло оператора дополнительно снабжена не менее чем одним разгрузочным элементом, выполненным в виде плоского ремня с элементом крепления, закрепленным на мягком корпусе надувного элемента с возможностью перемещения ремня с надувным элементом по поверхности спинки кресла.

Заявляемое изобретение иллюстрируют следующие фигуры.

Фиг.1. Схема размещения пневматической накладки на кресле оператора, вид сбоку.

Фиг.2. Схема размещения надувных элементов в мягком корпусе.

Фиг.3. Схема расположения контактных лент крепления на чехле сиденья и спинки кресла оператора.

Фиг.4. Пневматическая накладка на кресло оператора из 5 надувных камер при одинаковом давлении воздуха во всех надувных элементах, равном 1.

Фиг.5. Пневматическая накладка на кресло оператора из 5 надувных камер при одинаковом давлении воздуха, равном нулю.

Фиг.6. Пневматическая накладка на кресло оператора из 5 надувных камер, в которых во второй надувной камере в нижнем надувном элементе, в четвертой - в верхнем надувном элементе, в третьей - в обоих надувных элементах давление воздуха равно нулю.

Фиг.7. Пневматическая накладка на кресло оператора из 5 надувных камер, в которых в каждом верхнем надувном элементе давление воздуха равно нулю.

Фиг.8. Кресло оператора.

Заявляемая пневматическая накладка на кресло оператора включает источник сжатого воздуха 1 с регулятором 2, блоком управления 3, выходными клапанами (не показаны), чехол 4 на сиденье 5 и спинку 6 кресла оператора (фиг.1). Чехол 4 снабжен контактными лентами крепления 7 и надувными камерами 8.

Надувная камера 8 (фиг.2) имеет четырехугольный мягкий корпус 9, на внешней поверхности которого закреплены контактные ленты крепления (не показаны), обеспечивающие возможность их крепления и перемены мест крепления.

Внутри мягкого корпуса 9 помещены два надувных элемента 10 в форме треугольной призмы, контактирующие друг с другом по граням (не показаны), имеющим наибольшую площадь, между которыми закреплена жесткая пластина 11, повторяющая форму контактирующих граней.

Такое устройство пневматической накладки на кресло оператора позволяет перемещать надувные камеры 8 по сиденью в любом направлении, изменять величину и форму сиденья в соответствии с физиологическими особенностями оператора. Четырехугольная форма поперечного сечения надувной камеры 8 обусловлена тем, чтобы ее можно было разделить по диагонали на два противолежащих надувных элемента 10, выполненных в виде треугольной призмы.

Такое устройство позволяет, меняя давление в надувных элементах, получить несколько вариантов контакта человека с надувной камерой.

В частном примере выполнения пневматическая накладка на кресло дополнительно снабжена не менее чем одним разгрузочным элементом 12. Разгрузочный элемент 12, выполненный в виде одного или двух плоских ремней с элементами крепления (не показан), позволяет во время эксплуатации кресла оператору полностью или частично разгрузить свой позвоночник и даже растягивать его в процессе работы.

Заявляемая пневматическая накладка на кресло оператора работает следующим образом. Вначале оператор определяет необходимое количество надувных камер 8, которые могут в рабочем состоянии образовывать в вертикальном сечении фигуру из ряда: или прямоугольник, или трапецию, или параллелограмм, или треугольник и размещает их по чехлу на сиденьи 5 кресла оператора, затем присоединяет надувные элементы 10 надувных камер 8 к источнику сжатого воздуха 1 через регуляторы 2 и блок управления 3.

Регулятор 2 имеет несколько ступеней давления, причем имеется возможность в разных надувных камерах 8 иметь одновременно различные уровни давления сжатого воздуха. В каждом надувном элементе 10 давление может быть равно либо нулю, либо номинально установленному уровню и для упрощения управления давление в каждом элементе можно обозначать либо нулем, либо единицей. Тогда каждое конкретное положение пневматической накладки на кресло оператора можно записать цифровым кодом. Надувные камеры записываются слева направо парами цифр, при этом давление в верхнем надувном элементе записывается первым, а в нижнем надувном элементе - вторым. Количество цифровых пар будет равно количеству надувных камер. Так положение пневматической накладки, изображенное на фиг.4, будет описано пятью парами цифр (1.1:1.1:1.1:1.1:1.1), на фиг.5 (0.1:1.1:1.1:1.1:1.0) на фиг.6 (1.1:1.0:0.0:0.1:1.1) на фиг.7 (0.1:0.1:0.1:0.1:0.1).

Используя такое кодирование положений, очень легко одно и то же кресло оператора перенастраивать в течение нескольких секунд для другого оператора. Легко определить, что пневматическая накладка на кресло оператора, состоящая из 5 надувных камер 8, будет иметь при 4 ступенях давления 4064 варианта, т.е. кратно повышается степень изменения рельефа функциональной поверхности пневматической накладки, практически реализуются неограниченные возможности его подгонки под физические данные любого оператора.

Пневматическая накладка на кресло оператора на фиг.4 будет поддерживать тело оператора над креслом с одновременной разгрузкой позвоночника, т.к. вес оператора будет восприниматься мышцами бедер.

То же на фиг.5 позволит уменьшить концентрацию напряжений другой группы мышц оператора.

То же на фиг.6 создает более комфортные условия для бедерно-позвоночных мышц оператора.

То же на фиг.7 создает возможность активного массажа всей группы мышц, воспринимающих вес оператора.

Если возникает необходимость замены одного оператора другим оператором, то, поменяв код в блоке управления, в считанные секунды пневматическая накладка будет подогнана под другие физиологические и эргономические требования. В случае необходимости возможна оперативная или даже автоматическая подгонка пневматической накладки непосредственно в процессе работы.

Во всех случаях жесткая пластина, повторяющая конфигурацию граней контактирующих надувных элементов, имея при этом меньшую площадь, между надувными элементами играет роль стабилизатора формы и обеспечивает дополнительное контактное воздействие.

В комплект пневматической накладки может входить не менее одного разгрузочного элемента 12 (фиг.1, 4) который выполнен в виде плоского ремня с элементом крепления (не показан). Этот ремень закреплен на мягком корпусе 9 надувной камеры 8 с возможностью перемещения разгрузочного элемента 12 вместе с надувной камерой 8 по поверхности спинки кресла.

При посадке в кресло оператор надевает ремень разгрузочного элемента 12 и застегивает его таким образом, чтобы ремень находился под мышками.

Усаживаясь в кресло, оператор приподнимается над сиденьем 5 и прижимает надувной элемент разгрузочного элемента 12 к контактным лентам крепления 7 (фиг.3), как бы повисая на его ремнях разгрузочного элемента, чем уменьшается частично или полностью нагрузка на позвоночник.

Кресло оператора (фиг.8) включает сиденье 14 оператора, основание сиденья 15; источник сжатого воздуха 1 с регулятором 2, блоком управления 3, с клапанами (не показан). Сиденье 14 оператора, спинка 6 кресла оператора покрыты чехлом 4, на котором закреплена надувная камера 13 при помощи контактных лент (не показаны)

Заявляемое кресло оператора содержит надувную камеру 16, расположенную в канале 17, который образуется между сиденьем 14 и спинкой кресла 6.

Длина сиденья 14 оператора меньше, чем длина основания сиденья 15 на ширину основания надувной камеры 16, длина которой равна ширине сиденья 14 оператора, а высота равна высоте сиденья 14 оператора

Заявляемое кресло оператора работает следующим образом. В канал 17, образованный сиденьем 14, спинкой 6 и основанием сиденья 15 кресла, вкладывают надувную камеру 16, соединенную с блоком управления 3 через регулятор 2 с источником сжатого воздуха 1, для чего надувная камера 16 снабжена клапанами (не показаны), и подают в надувную камеру 16 сжатый воздух. Надувная камера 16 раздувается и заполняет канал 17. В случае повышения давления сжатого воздуха в надувной камере она работает как одно целое вместе с сиденьем. Если же в кресло садится человек с травмированным копчиком, сжатый воздух частично или полностью выпускается из надувной камеры 16, канал освобождается и копчик разгружается.

В практике использования кресла оператора возможны разные формы надувных камер, располагаемых между сиденьем и спинкой кресла оператора, например прямоугольная, трапециевидная или круглая. Причем форма поперечного сечения надувной камеры принципиальной сути не меняет и отражает только такие факторы, как стоимость, простота изготовления, взаимозаменяемость, дизайн и т.п.

Практическую применимость заявляемого изобретения показывают следующие примеры конкретного применения.

Пример 1. Пневматическая накладка на кресло оператора, включающая источник сжатого воздуха с регулятором, блоком управления с выходными клапанами, чехол на сиденье и спинку кресла оператора, который снабжен контактными лентами шириной 5 см, обеспечивающими возможность их крепления и перемены мест на поверхности чехла представляет собой комплекс из 4 надувных камер, выполненных в виде мягкого корпуса прямоугольной формы, в каждом из которых размещены два противолежащих надувных элемента в форме треугольной призмы, контактирующие друг с другом по граням, имеющим наибольшую площадь, между которыми закреплена жесткая пластина, имеющая конфигурацию этих граней. Чтобы жесткая пластина не выдавливалась под весом оператора и не создавала неприятных ощущений, она имеет меньшую площадь, чем площадь контактируемых граней надувных элементов по ширине и по длине. Во все надувные элементы подан сжатый воздух с номинальным давлением, равным 1 ати. Надувные камеры сдвинуты до предела вперед и между спинкой кресла оператора и пневматической накладкой образован канал шириной 15 см. При посадке оператора с травмированным копчиком его вес воспринимается не позвоночником, а мышцами бедер. Копчик не нагружается и позвоночник работает в более благоприятном режиме.

Пример 2. По примеру 1, пневматическая накладка на кресло оператора при посадке в него оператора с травмированным копчиком и больным позвоночником дополнительно оборудуется одним разгрузочным элементом, ремни которого застегиваются на груди оператора и, располагаясь под мышками, воспринимают вес верхней части оператора и снижают его осевую нагрузку. Давление во всех надувных элементах равно 1 ати.

Пример 3. По примеру, пневматическая накладка на кресло оператора используется оператором с сильно поврежденным позвоночником. В этом случае все надувные элементы надувных камер имеют давление воздуха, равное 1 ати, дополнительно в комплект пневматической накладки на кресло оператора дополнительно вводится еще один разгрузочный элемент и надувная камера, устанавливаемая на спинке кресла для поддержания спины, для смягчения толчков в горизонтальной плоскости. Один разгрузочный элемент расположен под мышками оператора, второй - на его пояснице. При посадке в кресло оператор сперва фиксирует верхний разгрузочный элемент, потом, слегка опустившись вниз, фиксирует на спинке кресла нижний разгрузочный элемент, который будет предохранять позвоночник оператора от толчков снизу.

Пример 4. Кресло оператора содержит надувную камеру, расположенную в канале, образованном между сиденьем и спинкой кресла, так как сиденье выполнено меньшей длиной, чем основание сиденья кресла. Длина сиденья оператора меньше, чем длина основания сиденья на 15 см, т.е. на ширину основания надувной камеры, длина которой равна ширине сиденья оператора, а высота равна высоте сиденья оператора или 12 см, оба надувных элемента надувной камеры имеют номинальное давление, равное 1 ати, и надувная камера составляет одно целое с сиденьем оператора. В таком варианте кресло используется для здоровых людей.

Пример 5. По примеру 4. Кресло оператора дополнительно оборудовано разгрузочным элементом, закрепленным в верхней части кресла оператора. Избыточное давление сжатого воздуха в надувных элементах надувной камеры равно нулю, и надувная камера освобождает канал между сиденьем и спинкой кресла оператора. Оператор с травмированным копчиком и позвоночником закрепляет на груди ремни разгрузочного элемента и при посадке в кресло оператор в первую очередь закрепляет на спинке кресла разгрузочный элемент, уменьшая осевую нагрузку на позвоночник. Вес оператора воспринимается мышцами бедер. Копчик оператора располагается в канале и защищен от любых толчков.

Как видно из примеров, пневматическая накладка на кресло оператора успешно реализует свое назначение. За счет составления надувной камеры из двух противолежащих надувных элементов в форме треугольной призмы, контактирующих друг с другом гранями, имеющими наибольшую площадь, а также возможность надувной камеры образовывать в вертикальном сечении фигуру из ряда: или прямоугольник, или трапеция, или параллелограмм, или треугольник в совокупности с остальными существенными признаками повышает степень изменения рельефа функциональной поверхности пневматической накладки и повышает возможность ее подгонки под конкретные потребности оператора с учетом его физических данных, при этом жесткая пластина играет роль формоудерживающей, а также обеспечивает дополнительное контактное воздействие.

Заявляемая совокупность признаков обеспечивает также повышение возможности подгонки пневматической накладки под конкретные потребности оператора с учетом его физических данных также за счет возможности изменения формы надувных элементов.

Аналогично, кресло оператора экономично реализует назначение и позволяет добиться желаемого - снижения нагрузки на позвоночник и обеспечить возможность работы оператора с больным позвоночником за счет регулирования пневматическим участком кресла в виде надувной камеры.

Таким образом, заявляемая совокупность существенных признаков пневматической накладки на кресло оператора позволяет обогатить арсенал изделий аналогичной направленности.

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использовано при разработке и изготовлении кресел повышенной комфортности для работы операторов и водителей транспортных средств, выполняющих работу в положении сидя, а также для использования в области медицины для лечебных и профилактических целей. Технический результат - расширение арсенала пневматических накладок и кресел операторов, позволяющих повысить степень изменения рельефа функциональной поверхности пневматических накладок и возможность подгонки их под конкретные потребности пользователя, снизить нагрузку на позвоночник и обеспечить возможность работы пользователя с различными дефектами позвоночника. Пневматическая накладка содержит, по меньшей мере, одну надувную камеру, расположенную в специализированном канале, образованном конструктивными особенностями кресла. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Пневматическая накладка на кресло оператора, содержащая чехол на сиденье и спинку кресла с контактными лентами крепления, размещенные на поверхности чехла и соединенные с источником сжатого воздуха, имеющим выходные клапаны, регулятор и блок управления, надувные камеры с контактными лентами крепления, обеспечивающими возможность перемены мест камер на поверхности чехла, отличающаяся тем, что надувная камера включает мягкий корпус, в котором размещены два противолежащих надувных элемента в форме треугольной призмы, контактирующих друг с другом гранями, имеющими наибольшую площадь, и закрепленную между контактирующими гранями жесткую пластину, имеющую конфигурацию этих граней, при этом надувная камера в вертикальном сечении имеет форму фигуры из ряда прямоугольник, трапеция, параллелограмм, треугольник.2. Пневматическая накладка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена, по меньшей мере, одним разгрузочным элементом, выполненным из плоского ремня с крепежным элементом для закрепления на мягком корпусе надувного элемента с возможностью перемещения ремня вместе с надувным элементом по поверхности спинки кресла.3. Кресло оператора, содержащее сиденье с основанием, спинку, пневматическую накладку, включающую расположенный на сиденье и спинке чехол с по меньшей мере одной надувной камерой, соединенной с источником сжатого воздуха, имеющим регулятор, блок управления и выходные клапаны, отличающееся тем, что длина сиденья кресла выполнена меньше, чем длина его основания, на величину ширины основания надувной камеры, имеющей длину, равную ширине сиденья, и высоту, равную высоте сиденья.