机械伸展结构及座椅单元的制作方法

本发明涉及一种机械伸展结构及座椅单元。

背景技术：

1、现有技术中，公开了多种座椅单元，座椅单元包括靠背结构、座垫结构、搁腿结构、机械伸展结构和控制开关，机械伸展结构具有坐姿位置和躺姿位置，控制开关控制机械伸展结构从坐姿位置变换至躺姿位置的过程中，搁腿结构朝向座垫结构前方伸展，靠背结构后仰；控制开关控制机械伸展结构从躺姿位置变换至坐姿位置的过程中，搁腿结构朝向座垫结构下方收拢，靠背结构回正。

2、然而，现有的机械伸展结构为实现在坐姿位置与躺姿位置之间来回切换，座椅单元具有结构复杂、操作不方便的缺点。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种机械伸展结构及座椅单元，解决了座椅单元结构复杂、操作不方便的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

3、机械伸展结构包括底座、基座、靠背组件、腿部组件、摆动机构和驱动装置，基座与底座通过摆动机构活动连接，腿部组件活动地设于基座的前方，靠背组件活动地设于基座的后方，驱动装置设于底座；

4、机械伸展结构具有坐姿位置和躺姿位置，在机械伸展结构从坐姿位置变换至躺姿位置过程中，驱动装置通过腿部组件带动基座和摆动机构向前运动，并使腿部组件伸展于基座前方、靠背组件相对基座后仰；在机械伸展结构从躺姿位置变换至坐姿位置过程中，驱动装置通过腿部组件带动基座和摆动机构向后运动，并使腿部组件收拢于基座下方、靠背组件相对基座回正；

5、机械伸展结构还包括控制开关，控制开关包括两个开关键和开关座，开关座上设有两个公共端、两个常闭端和两个常开端，每个开关键连接其中一个公共端与其中一个常闭端，或开关键连接其中一个公共端与其中一个常开端；

6、其中，其中一个公共端与驱动装置的正极电连接，另一个公共端与驱动装置的负极电连接，两个常闭端均连接供电电源的负极，两个常开端均连接供电电源的正极，在机械伸展结构从坐姿位置变换至躺姿位置过程中，其中一个开关键连接其中一个公共端与其中一个常开端、另一个开关键连接另一个公共端与另一个常闭端；在机械伸展结构从躺姿位置变换至坐姿位置过程中，其中一个开关键连接其中一个公共端与其中一个常闭端、另一个开关键连接另一个公共端与另一个常开端。

7、本发明中，通过优化控制开关的结构，以实现简化座椅单元的结构。

8、控制开关包括第一开关键和第二开关键，第一开关键和第二开关键通过六条电连接线就能实现驱动装置控制机械伸展结构在坐姿位置与躺姿位置之间来回切换，六条电连接线包括：第二公共端与驱动装置的正极通过第一电连接线电连接，第一公共端与驱动装置的负极通过第二电连接线电连接，第一常闭端与第二常闭端通过第三电连接线电连接，第一常闭端与供电电源的负极通过第四电连接线电连接，第一常开端与第二常开端通过第五电连接线电连接，第二常开端与供电电源的正极通过第六电连接线电连接。

9、优选的，控制开关还包括反力弹簧，开关键设于开关座并可抵接开关座，反力弹簧夹持于开关键与开关座之间，当反力弹簧释放弹力推动开关键抵接开关座时，开关键连接其中一个公共端与其中一个常闭端；当开关键挤压反力弹簧并与开关座分离时，开关键连接其中一个公共端与其中一个常开端。

10、当控制开关还包括反力弹簧时，控制开关为物理开关；反力弹簧通过自身弹力可自动切断驱动装置的电源，即机械伸展结构在增加一个零件的情况下实现了控制开关的自动化切断电源。此结构使机械伸展结构在结构简单的基础上，提高了座椅单元的操作便利性。

11、优选的，供电电源包括外接电源，两个常开端分别与外接电源的正极通过电压转换器电连接；

12、和/或，供电电源包括蓄电池，两个常开端分别与蓄电池的正极电连接。

13、国内民用电的火线与零线之间的电压通常为220v，而驱动装置的电压(驱动装置的输入电压通常在24v左右)无需这么高，因此，第一常开端和第二常开端需要通过电压转换器连接外接电源。

14、当供电电源为蓄电池时，机械伸展结构可以在不连接外接电源的情况下，实现坐姿位置和躺姿位置的变换。

15、优选的，当供电电源包括外接电源和蓄电池时，机械伸展结构还包括控制器、保护开关和传感器，蓄电池的正极通过传感器与控制器电连接，蓄电池与外接电源通过保护开关连接，控制器与保护开关电连接并用于连通或断开蓄电池与外接电源之间的电路。蓄电池和控制器提高了座椅单元的操作便利性，即在外接电源断电的情况下，座椅单元也可以使用自身蓄电池进行供电，使机械伸展机构处于坐姿位置或躺姿位置。

16、控制器可以是mcu，控制器也可以是cpu，控制器也可以是微处理器(microprocessor unit)。

17、根据现有技术可以知道：储电量为50％的蓄电池的充电电压、储电量为80％的蓄电池的充电电压、储电量为95％的蓄电池的充电电压是不同的；储电量为50％的蓄电池的充电电流、储电量为80％的蓄电池的充电电流、储电量为95％的蓄电池的充电电流是不同的。

18、传感器可以是电压传感器，控制器通过传感器获取蓄电池正极的实时充电电压；由于蓄电池在不同储电量时的充电电压不同，因此，控制器通过传感器获取蓄电池正极的实时充电电压，以实现控制器监控蓄电池的储电量。

19、同理，传感器也可以是电流传感器，控制器通过传感器获取蓄电池正极的实时充电电流。由于蓄电池在不同储电量时的充电电流不同，因此，控制器通过传感器获取蓄电池正极的实时充电电流，以实现控制器监控蓄电池的储电量。

20、由于蓄电池与外接电源通过保护开关连接，因此，在控制器获取蓄电池的储电量达到预设的最高储电量后，控制器通过保护开关断开蓄电池与外接电源之间的电路；在控制器获取蓄电池的储电量达到预设的最低储电量后，控制器通过保护开关连通蓄电池与外接电源之间的电路。蓄电池具有充放电使用寿命，控制器通过保护开关自动连通或断开蓄电池与外接电源之间的电路，以实现提高蓄电池的使用寿命。

21、优选的，驱动装置与外接电源通过三极管、mos管、继电器的其中之一电连接，控制器与三极管、mos管、继电器的其中之一电连接。

22、三极管、mos管、继电器的其中之一用于连通或断开驱动装置与外接电源之间的电路。

23、以三极管为例，控制器可以与触控屏电连接，当控制器与触控屏电连接、驱动装置与外接电源通过三极管连接时，触控屏通过控制器更改三极管的状态，以使三极管连通或断开驱动装置与外接电源之间的电路。

24、此外，驱动装置与外接电源还可以通过微动开关电连接。

25、优选的，机械伸展结构还包括控制器和无线信号接收模块，无线信号接收模块与控制开关通过控制器电连接。无线信号接收模块和控制器实现了控制开关的远程控制，此结构有效提高座椅单元的操作便利性。

26、当机械伸展结构还包括控制器和无线信号接收模块时，控制开关包括三极管、mos管、继电器中的一种或多种，无线信号接收模块接收到来自于遥控设备(例如，手机、平板电脑、遥控器)的控制信号后，将控制信号传递至控制器，控制器通过控制开关，以实现驱动装置控制机械伸展结构在坐姿位置与躺姿位置之间来回切换。

27、优选的，控制器电连接有按摩器，控制器设于开关座。当控制器设于开关座时，控制器上的所有功能，都可以集成在开关座上，并通过开关座进行控制。

28、优选的，机械伸展结构还包括至少一个充电插座，至少一个充电插座设于开关座，充电插座包括type-c接口。

29、手机、平板电脑可以通过数据线与type-c接口连接，以实现用户坐在座椅单元上一边充电、一边玩手机或平板电脑。

30、座椅单元包括上述任一种技术方案所述的机械伸展结构，腿部组件包括主搁腿安装板、前搁腿转动板、后搁腿转动板、前搁腿连接板和后搁腿连接板，前搁腿转动板的一端和后搁腿转动板的一端分别与主搁腿安装板转动连接，前搁腿转动板的另一端与前搁脚连接板的一端转动连接，后搁腿转动板的另一端与后搁腿连接板的一端转动连接，前搁腿连接板的另一端和后搁腿连接板的另一端分别与基座转动连接；

31、其中，后搁腿转动板和前搁腿连接板的其中之一设有腿部支撑机构，当机械伸展结构处于躺姿位置时，腿部支撑机构抵接二者中的另一个。

32、当机械伸展结构处于躺姿位置，并且腿部支撑机构抵接后搁腿转动板和前搁腿连接板的其中之一时，用户(或维修人员)可以将驱动装置拆下；用户在拆卸驱动装置的过程中，由于腿部支撑机构抵接后搁腿转动板和前搁腿连接板的其中之一，因此，腿部组件的形状几乎不会发生变化，即用户在拆卸驱动装置的过程中主搁脚结构不会砸向用户。

33、此外，机械伸展结构处于躺姿位置时，用户可以将驱动装置拆下。此结构可以有效降低座椅单元的维修难度，即提高座椅单元维修操作的便利性。

34、座椅单元还包括靠背结构和扶手结构，靠背组件可活动地设于靠背结构，扶手结构包括扶手框，扶手框包括两块侧扶手板和一块后扶手板，底座与侧扶手板固定连接，两块侧扶手板通过后扶手板固定连接，机械伸展结构处于躺姿位置时，后扶手板与靠背结构之间的间隔距离≥10cm。

35、用户手臂的宽度通常在10cm左右，因此，当机械伸展结构处于躺姿位置、后扶手板与靠背结构之间的间隔距离≥10cm时，用户的手臂可以通过靠背结构与后扶手板之间的间隙伸入扶手框内，以实现拆装驱动装置。此结构进一步提高座椅单元维修操作的便利性。

36、优选的，座椅单元还包括主搁腿结构，主搁腿结构包括主搁腿板、主搁腿装饰罩，主搁腿板与主搁腿安装板固定连接，主搁腿装饰罩可拆地设于主搁腿板。

37、现有技术中，主搁腿装饰罩以半永久固定的方式安装于主搁腿板，例如，主搁腿装饰罩通过气动枪的枪钉固定在主搁腿板上；或，锤子敲击钉子，将主搁腿装饰罩固定在主搁腿板上。这就使得主搁腿结构装配速度慢、制造成本高。

38、当主搁腿装饰罩可拆地设于主搁腿板时，主搁腿装饰罩无需借助外部工具，即可将主搁腿装饰罩安装于主搁腿板；主搁腿装饰罩也无需借助外部工具，即可将主搁腿装饰罩从主搁腿板上拆下。此结构提高主搁腿板拆装、更换的操作便利性。

39、副搁腿结构与主搁腿结构一致，因此，不再赘述。

40、优选的，主搁脚装饰罩挂设于主搁腿板；或，主搁脚装饰罩上设有第一开口，主搁腿板经第一开口放入主搁脚装饰罩内，主搁脚装饰罩位于第一开口处设有第一封口结构，第一封口结构包括第一直线拉链和第一弧形拉链中的一种。

41、当主搁腿装饰罩设置有第一开口时，第一开口能够增加主搁腿装饰罩的形变尺寸，以实现降低主搁腿板进入主搁腿装饰罩的难度。

42、第一直线拉链、第一弧形拉链和第一卡扣结构均为现有技术，因此不对上述结构进行赘述；第一封口结构采用第一直线拉链具有结构简单、成本低的优点；第一封口结构采用第一弧形拉链具有主搁腿板拆装容易的优点；采用第一卡扣结构具有封口结构不易打开的优点，第一卡扣结构包括卡件和扣件，卡件设于主搁腿装饰罩位于第一开口的一侧，扣件设于主搁腿装饰罩位于第一开口的另一侧。当然，采用第一封口结构可方便更换搁脚装饰罩、也方便清洗搁脚装饰罩。

43、第一弧形拉链的宽度尺寸大于主搁腿板的宽度尺寸，这就使第一弧形拉链进一步增加第一开口能够发生形变的尺寸，此结构进一步降低第一开口在安装主搁腿板过程中被损坏的概率。

44、优选的，腿部组件还包括副搁腿安装板和后搁腿延伸板，主搁腿安装板和后搁腿延伸板的一端分别与副搁腿安装板转动连接，后搁腿延伸板的另一端与前搁腿转动板的一端转动连接；

45、或，腿部组件还包括副搁腿安装板、前搁腿延伸板、后搁腿延伸板和控制杆，前搁腿延伸板的一端和后搁腿延伸板的一端分别与副搁腿安装板转动连接，前搁腿延伸板的另一端和后搁腿延伸板的另一端分别与主搁腿安装板转动连接，前搁腿延伸板和后搁腿延伸板的其中之一与控制杆的一端转动连接，控制杆的另一端与前搁腿转动板的一端转动连接。

46、控制杆用于控制副搁腿安装板的运动姿态。

47、优选的，座椅单元还包括副搁腿结构，副搁腿结构包括副搁腿板、副搁腿装饰罩，副搁腿板与副搁腿安装板固定连接，副搁腿装饰罩可拆地设于副搁腿板。此结构提高副搁腿板拆装、更换的操作便利性。

48、优选的，副搁脚装饰罩挂设于副搁腿板；或，副搁脚装饰罩上设有第二开口，副搁腿板经第二开口放入副搁脚装饰罩内，副搁脚装饰罩位于第二开口处设有第二封口结构，第二封口结构包括第二直线拉链、第二弧形拉链和第二卡扣结构中的一种。

49、第二弧形拉链的宽度尺寸大于副搁腿板的宽度尺寸，这就使第二弧形拉链进一步增加第二开口能够发生形变的尺寸，此结构进一步降低第二开口在安装副搁腿板过程中被损坏的概率。

50、优选的，当座椅单元包括主搁腿结构时，主搁腿板由塑料制成，主搁腿板与主搁腿安装板通过螺钉或铆钉固定连接；当座椅单元包括副搁腿结构时，副搁腿板由塑料制成，副搁腿板与副搁腿安装板通过螺钉或铆钉固定连接。

51、由塑料制成的主搁腿板(副搁腿板)用于减小腿部组件需要承受的重量，此结构不仅增加座椅单元的使用寿命，也减小座椅单元在搬运过程中的难度。

52、当主搁脚装饰罩挂设于主搁腿板时，主搁脚装饰罩从主搁腿板上拆下，以方便清洗主搁脚装饰罩。

53、由塑料制成的主搁腿板成型容易，即主搁腿板可以通过吹塑、挤塑的方式设置用于挂设主搁脚装饰罩的挂钩或挂环。此外，由塑料制成的主搁腿板还有一个优点，就是挂钩或挂环可以由主搁腿板内凹形成，此结构可以有效增加主搁腿板的外轮廓规整性，避免主搁脚板破坏座椅单元的用户体验。

54、优选的，主搁腿装饰罩内设有主搁腿填充物，当主搁腿装饰罩可拆地设于主搁腿板时，主搁腿填充物夹持于主搁腿装饰罩与主搁腿板之间。主搁腿填充物用于增加用户搁腿过程中的舒适感。

55、优选的，摆动机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆、第四摆杆、第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆的一端和第二支撑杆的一端分别与基座转动连接，第一支撑杆的另一端和第二支撑杆的另一端分别与第三连杆转动连接，第一摆杆的另一端和第三摆杆的另一端分别与底座转动连接，第二摆杆的另一端和第四摆杆的另一端分别与第三连杆转动连接，第二摆杆的一端与第一摆杆转动连接，第四摆杆的一端与第三摆杆转动连接，第一连杆的一端与第一摆杆的一端转动连接，第一连杆的另一端与第三摆杆转动连接，第二连杆的一端与第一连杆转动连接，第二连杆的另一端与第四摆杆转动连接。

56、优选的，摆动机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一摆杆、第二摆杆、第三摆杆、第四摆杆、第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆的一端和第二支撑杆的一端分别与基座转动连接，第一支撑杆的另一端和第二支撑杆的另一端分别与第三连杆转动连接，第一摆杆的另一端和第三摆杆的另一端分别与底座转动连接，第二摆杆的另一端和第四摆杆的另一端分别与第三连杆转动连接，第二摆杆的一端与第一摆杆转动连接，第四摆杆的一端与第三摆杆转动连接，第一连杆的另一端与第四摆杆转动连接，第一连杆的一端与第一摆杆的一端转动连接，第二连杆的另一端与第一连杆转动连接，第二连杆的一端与第二摆杆转动连接。

57、优选的，腿部组件还包括联动杆，前搁腿连接板和后搁腿连接板的其中之一与联动杆的一端转动连接，第一支撑杆和第一连杆的其中之一与联动杆的另一端转动连接。

58、在机械伸展结构从坐姿位置变换至躺姿位置过程中(或在机械伸展结构从躺姿位置变换至坐姿位置过程中)，联动杆用于增加摆动机构和基座的运动同步性，避免腿部组件和基座发生动作的不协调，例如，腿部组件与基座发生干涉，腿部组件与基座间距拉大，腿部组件与基座间距变小等。

59、优选的，驱动装置包括驱动器，驱动器上设有驱动杆，驱动杆上设有传动杆，驱动器与底座转动连接，前搁腿连接板和/或后搁腿连接板与传动杆转动连接。

60、优选的，摆动机构包括第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆的一端和第二支撑杆的一端分别与基座转动连接，第一支撑杆的另一端和第二支撑杆的另一端分别与底座转动连接。

61、优选的，驱动装置包括驱动器、丝杆、推块和传动结构，驱动器与底座固定连接，驱动器上设有与丝杆固定连接的驱动杆，推块与丝杆螺纹连接；

62、传动结构包括第一传动杆、第二传动杆、第三传动杆和第四传动杆，第二传动杆与基座转动连接，推块与第二传动杆分别与第一传动杆转动连接，第二传动杆和第四传动杆分别与第三传动杆转动连接，前搁腿连接板和/或后搁腿连接板与第四传动杆转动连接。

63、优选的，摆动机构包括摆动杆和摆动通道，摆动杆设于底座，摆动通道设于基座，摆动杆可插设于摆动通道，当摆动杆插设于摆动通道时，驱动装置通过腿部组件带动基座和摆动机构同步向前运动，以使摆动杆沿摆动通道滑动。

64、优选的，摆动通道包括水平段和/或倾斜段。

65、优选的，后搁腿转动板和前搁腿连接板的其中之一设有与腿部支撑机构配合的躺姿限位槽，当机械伸展结构处于躺姿位置时，腿部支撑机构插入躺姿限位槽并抵接躺姿限位槽的槽壁。

66、当腿部支撑机构插入躺姿限位槽并抵接躺姿限位槽的槽壁时，躺姿限位槽通过腿部支撑机构阻止后搁腿转动板相对前搁腿连接板运动，以实现提高用户腿部放置于主搁脚结构后的稳定性。

67、优选的，后搁腿转动板的宽度尺寸大于前搁腿转动板的宽度尺寸，并且，前搁腿转动板与后搁腿转动板之间的间隙≤5mm。

68、由于用户手指的厚度通常在5mm以上，因此，使“前搁腿转动板与后搁腿转动板之间的间隙≤5mm”，以进一步降低用户手指被无意间夹伤的概率。此结构通过增加后搁腿转动板的宽度尺寸、减小前搁腿转动板与后搁腿转动板之间的间隙，以减少或避免用户的手指伸入前搁腿转动板与后搁腿转动板之间。

69、优选的，座椅单元还包括座垫结构和扶手结构，基座与座垫结构固定连接，底座与扶手结构固定连接；

70、其中，控制开关设于座垫结构的侧面，并且，控制开关与扶手结构对应；或，控制开关设于扶手结构的侧面，并且，控制开关倾斜设置。

71、当控制开关设于座垫结构的侧面，并且，控制开关与扶手结构对应时，控制开关受到外力撞击的概率变小，以实现增加控制开关的使用寿命。

72、此外，当控制开关设于座垫结构的侧面，并且控制开关与扶手结构对应时，控制开关成为隐藏式设计，隐藏式的控制开关可以避免破坏座椅单元的外观设计，同时，隐藏式的控制开关还可以降低第一开关键、第二开关键被误触的概率。

73、而当控制开关设于扶手结构的侧面，并且控制开关倾斜设置时，用户的手指自然弯曲就能按压第一开关键、第二开关键，以提高按键的舒适性。

74、优选的，后搁腿转动板和前搁腿连接板的其中之一设有防夹传感器，防夹传感器与控制开关通过控制器电连接。