офисное или домашнее кресло и средство для физической разминки рук в положении сидя

Формула изобретения

1. Офисное или домашнее кресло, содержащее основание, сиденье, спинку, подлокотники, встроенные в кресло многофункциональные средства физической разминки рук, размещенные с двух сторон относительно сиденья, каждое из которых имеет устройство для создания линейного усилия, включающее рукоятку, закрепленную на конце перемещающегося штока, и устройство для создания качающего усилия, включающее кинематически связанный с поршневым пневматическим нагружателем силовой рычаг с закрепленным на его конце захватом, и систему регулирования усилия на захватах, отличающееся тем, что каждое средство для физической разминки рук выполнено в виде автономного модуля, установленного в полости подлокотника и оснащенного передним и задним узлами крепления к креслу, имеющими две степени свободы для обеспечения возможности поворота автономного модуля относительно двух взаимно перпендикулярных осей с фиксацией в нейтральном и рабочем положениях.

2. Кресло по п.1, отличающееся тем, что каждый автономный модуль включает корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен полый качающийся силовой рычаг, устройство для создания линейного усилия выполнено в виде размещенного внутри полого рычага поршневого гидравлического нагружателя, шток которого выступает над торцем рычага, при этом захват установлен с возможностью поворота относительно рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией в этих положениях.

3. Кресло по п.2, отличающееся тем, что передний узел крепления автономного модуля включает закрепленный на корпусе передний кронштейн и поворотную переднюю опору с горизонтальной цапфой, на которой передний кронштейн установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы, а задний узел крепления включает закрепленный на корпусе задний кронштейн и поворотную заднюю опору с горизонтальной цапфой, на которой задний кронштейн установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы, при этом передняя и задняя поворотные опоры соосно закреплены на задней стенке подлокотника.

4. Кресло по п.3, отличающееся тем, что поворотная передняя опора включает вертикальную ось и поддерживающий уголковый элемент с присоединенной к нему горизонтальной осью.

5. Кресло по п.4, отличающееся тем, что в нейтральном положении корпус установлен на цапфах так, что силовой рычаг средства разминки рук простирается вниз, а захват зафиксирован на рычаге параллельно корпусу.

6. Кресло по п.4, отличающееся тем, что в рабочем положении корпус установлен на цапфах так, что силовой рычаг средства разминки рук простирается вверх, а захват зафиксирован на рычаге перпендикулярно корпусу.

7. Кресло по п.4, отличающееся тем, что передняя и задняя опоры шарнирно закреплены на задней стенке подлокотника с возможностью поворота относительно вертикальной оси на 180°.

8. Кресло по п.2, отличающееся тем, что система регулирования усилия на захватах силовых рычагов оснащена подключенным к поршневым пневматическим нагружателям ресивером и регулирующим клапанным блоком, размещенным между ресивером и нагружателями и включающим входной коллектор, к которому подсоединены оба нагружателя, 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.

9. Кресло по п.8, отличающееся тем, что регулирующий клапанный блок размещен на одном из подлокотников.

10. Кресло по п.8, отличающееся тем, что ресивер размещен под сиденьем.

11. Кресло по п.1, отличающееся тем, что каждый подлокотник оснащен створкой, закрывающей его полость с внешней стороны.

12. Средство для физической разминки рук в положении сидя, содержащее силовую конструкцию, на которой закреплены поршневой пневматический нагружатель с пневматическим поршневым цилиндром, качающийся силовой рычаг с захватом для руки и кинематическую передачу, связывающую качающийся силовой рычаг со штоком поршневого цилиндра, отличающееся тем, что оно дополнительно оснащено устройством для создания линейного усилия, размещенным внутри полого качающегося силового рычага.

13. Средство по п.12, отличающееся тем, что устройство для создания линейного усилия оснащено поршневым гидравлическим нагружателем, шток которого выступает над торцем силового рычага.

14. Средство по п.13, отличающееся тем, что оно выполнено в виде автономного модуля, включающего корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен полый силовой рычаг, при этом захват установлен с возможностью поворота относительно рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией в этих положениях.

15. Средство по п.14, отличающееся тем, что поршневой пневматический нагружатель оснащен вторым пневматическим цилиндром, выполненным аналогично первому и установленным параллельно ему, оба цилиндра шарнирно закреплены на силовой конструкции, а кинематическая передача оснащена кулачковым механизмом, включающим, по меньшей 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, при этом диск закреплен на оси силового рычага так, что каждая прорезь размещена симметрично относительно продольной оси рычага, а при полностью выдвинутых штоках оба пальца находятся у дальней стенки прорезей, причем пневматические полости цилиндров соединены между собой.

16. Средство по п.15, отличающееся тем, что прорези выполнены по дуге сектора с углом 90°.

17. Средство по п.15, отличающееся тем, что кулачковый механизм оснащен двумя дисками, закрепленными на оси параллельно друг другу, при этом штоки пневматических цилиндров поршневого пневматического нагружателя размещены в зазоре между дисками.

18. Средство по п.15, отличающееся тем, что силовая конструкция выполнена в виде корпуса, охватывающего пневматические цилиндры и кулачковый механизм, а качающийся силовой рычаг размещен снаружи корпуса и соединен с диском кулачкового механизма осью, проходящей через стенку корпуса.

Описание изобретения к патенту

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.

Известно устройство для физической разминки рук, используемое совместно с любым домашним или офисным стулом (креслом), содержащее присоединяемый к стулу спереди корпус, оснащенный средством для физической разминки рук, которое включает в себя два качающихся рычага, присоединенных к общему фрикционному нагружателю (см. патент США №5308302, НКИ 482/60, 03.05.1994). Выполнение устройства в виде автономного блока неудобно для пользователя. Кроме того, используемая конструкция средства для физической разминки рук имеет ограниченные возможности по выполняемым движениям и физической нагрузке.

Известно также офисное или домашнее кресло, содержащее основание, сиденье, спинку, полые подлокотники и встроенные в кресло два средства для физической разминки рук, установленные справа и слева от сиденья кресла, каждое из которых включает в себя поршневой нагружатель с гидравлическим цилиндром и кинематически связанный с поршневым нагружателем качающийся силовой рычаг с закрепленным на его конце захватом. Для регулирования усилия на качающемся силовом рычаге используется перемещающаяся вдоль силового рычага втулка (см. патент США №5470298, НКИ 482/130, 28.11.1995). Занимаясь физическими упражнениями, в данном кресле можно выполнять только одно движение. Используемое в составе кресла средство для физической разминки рук требует специализированной конструкции основания кресла.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является 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). В системе регулирования усилия на захватах качающегося рычага используется 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.

Известно большое количество средств для физической разминки, в том числе для физической разминки рук, в которых для создания усилия используется сжатие воздуха в поршневых цилиндрах. В качестве прототипа принято средство для физической разминки рук, в положении сидя, содержащее поршневой пневматический нагружатель с пневматическим поршневым цилиндром, качающийся силовой рычаг с опорой для руки и кинематическую передачу, связывающую качающийся силовой рычаг со штоком поршневого цилиндра. Кинематическая передача включает в себя механически изменяемый по длине стержень и шарнирное соединение стержня со штоком (см. патент США №5755650, НКИ 482/138, 26.05.1998). Основное преимущество пневматических нагружателей связано с широким диапазоном регулирования нагрузки и отсутствием каких-либо утечек. Недостатком известных пневматических нагружателей является то, что они обеспечивают только одностороннее нагружение при рабочем ходе поршня (сжатие воздуха). При обратном движении необходимо удерживать качающийся силовой рычаг, и при случайном отпускании рычага пользователь рискует получить травму. Кроме того, все известные средства для физической разминки рук с пневматическими нагружателями обеспечивают только один вид нагрузки, и для выполнения двух видов нагрузки требуется дополнительное устройство.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является создание кресла и средства для физической разминки рук, обеспечивающих повышенный комфорт пользователю за счет возможности выполнения физических упражнений, которые дают возможность пользователю, сидя в кресле, выполнять широкую гамму движений руками и не создают помех при использовании кресла в обычном режиме (выполнение каких-либо рутинных работ). Другой задачей изобретения является создание кресла и средства для физической разминки рук, при эксплуатации которых обеспечивается уменьшенная вероятность травмирования пользователя. Дополнительной задачей изобретения является создание кресла, в котором в максимальной степени можно использовать отработанные конструктивные схемы современных офисных и домашних кресел. Еще одной задачей изобретения является создание кресла, при эксплуатации которого пользователь сам может выбрать наиболее приемлемый режим работы кресла. Дополнительной задачей изобретения является создание кресла, оснащенного встроенными средствами для физической разминки рук, внешний вид которого не будет существенно отличаться от привычных форм домашних, офисных или других рабочих и пассажирских кресел. Еще одной задачей изобретения является создание кресла, в котором при выполнении физических упражнений усилия, прилагаемые пользователем, остаются практически неизменными и регулируются непосредственно самим пользователем. Дополнительной задачей изобретения является разработка средства для физической разминки рук с максимальной степенью технологической готовности его для установки на домашнем или офисном кресле.

Поставленные технические задачи решаются тем, что в офисном или домашнем кресле, содержащем 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 систему регулирования усилия на захватах, согласно изобретению подлокотники кресла выполнены полыми, а каждое средство для физической разминки рук выполнено в виде автономного модуля, установленного в подлокотнике и оснащенного передним и задним узлами крепления его к креслу, каждый из которых выполнен с двумя степенями свободы, обеспечивающими возможность поворота автономного модуля относительно двух взаимно перпендикулярных осей с фиксацией его в нейтральном и рабочем положениях.

При этом каждый автономный модуль включает в себя несущий корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен полый качающийся силовой рычаг, устройство для создания линейного усилия выполнено в виде размещенного внутри полого качающегося силового рычага поршневого гидравлического нагружателя, шток которого выступает над торцом качающегося силового рычага, 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, передний узел крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе передний кронштейн и поворотную переднюю опору с горизонтальной цапфой, на которой передний кронштейн установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы, а задний узел крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе задний кронштейн и поворотную заднюю опору с горизонтальной цапфой, на которой задний кронштейн установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы, при этом передняя и задняя поворотные опоры соосно закреплены на задней стенке подлокотника.

При этом поворотная передняя опора включает в себя вертикальную ось и поддерживающий уголковый элемент с присоединенной к нему горизонтальной осью.

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

При этом 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.

Кроме того, передняя и задняя опоры шарнирно закреплены на задней стенке своего подлокотника с возможностью поворота относительно вертикальной оси на 90°.

При этом система регулирования усилия на захватах качающихся силовых рычагов 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 оба поршневых пневматических нагружателя, 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.

Кроме того, регулирующий клапанный блок размещен на одном из его подлокотников.

При этом ресивер размещен под сиденьем.

Кроме того, каждый подлокотник оснащен створкой, закрывающей его полость с внешней стороны.

Для достижения поставленных целей средство для физической разминки рук в положении сидя, содержащее силовую конструкцию, на которой закреплены поршневой пневматический нагружатель с пневматическим поршневым цилиндром, качающийся силовой рычаг с захватом для руки, и кинематическую передачу, связывающую качающийся силовой рычаг со штоком поршневого цилиндра, согласно изобретению дополнительно оснащено устройством для создания линейного усилия, размещенным внутри полого качающегося силового рычага.

При этом устройство для создания линейного усилия оснащено поршневым гидравлическим нагружателем, шток которого выступает над торцом качающегося силового рычага.

Кроме того, указанное средство выполнено в виде автономного модуля, включающего в себя несущий корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен полый качающийся силовой рычаг, при этом захват установлен с возможностью поворота относительно качающегося силового рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией его в указанных положениях.

При этом поршневой пневматический нагружатель оснащен вторым пневматическим цилиндром, выполненным аналогично первому пневматическому цилиндру и установленным параллельно ему, оба цилиндра шарнирно закреплены на силовой конструкции, а кинематическая передача оснащена 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.

Кроме того, прорези выполнены по дуговому сектору с углом 90°.

При этом 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.

Кроме того, силовая конструкция выполнена в виде несущего корпуса, охватывающего 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.

В основу изобретения положено выполнение каждого из средств для физической разминки рук в виде автономного модуля и представляющего собой законченную конструкцию, которую можно перемещать в пространстве целиком, а оснащение автономного модуля передним и задним узлами крепления к креслу, каждый из которых выполнен с двумя степенями свободы, обеспечивающими возможность поворота автономного модуля относительно двух взаимно перпендикулярных осей с фиксацией его в нейтральном и рабочем положениях, дает возможность разместить каждый автономный модуль в соответствующем полом подлокотнике. При этом в нейтральном положении автономный модуль целиком убран в подлокотник и при выполнении каких-либо рутинных работ не создает никакой помехи пользователю кресла. Поворот автономного модуля относительно первой (горизонтальной) оси обеспечивает перевод его из нейтрального в первое рабочее положение над подлокотником с движением качающегося рычага и руки перпендикулярно спинке стула с нагруженном одной группы мышц. Поворот автономного модуля относительно второй (вертикальной) оси обеспечивает перевод его во второе рабочее положение с движением качающегося рычага и руки параллельно спинке стула с нагружением другой группы мышц.

Предложенная конструкция автономного модуля, включающего в себя несущий корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен полый качающийся силовой рычаг, а устройство для создания линейного усилия выполнено в виде размещенного внутри полого качающегося силового рычага поршневого гидравлического нагружателя, шток которого выступает над торцом качающегося силового рычага, при этом захват установлен с возможностью поворота относительно качающегося силового рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией его в указанных положениях, обеспечивает жесткость автономного модуля, так как несущий корпус воспринимает все нагрузки. При этом размещение устройства для создания линейного усилия внутри автономного модуля обеспечивает дополнительно еще одно движение руками (линейное перемещение). Поворот захвата относительно качающегося силового рычага обеспечивает компактную компоновку автономного модуля в подлокотнике и удобство захвата рукой в рабочем положении.

Возможность поворота автономного модуля в двух относительно двух взаимно перпендикулярных осей обеспечивается конструкцией переднего и заднего узлов крепления, каждый из которых имеет в своем составе вертикальную ось и горизонтальную цапфу. Установка несущего корпуса на горизонтальных цапфах без смещения вдоль них повышает жесткость конструкции.

Предложенная конструкция передней поворотной опоры обеспечивает надежную передачу усилия на заднюю стенку подлокотника.

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, обеспечивает компактную компоновку автономного модуля в подлокотнике.

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, обеспечивает удобство пользования при выполнении физических упражнений в первом рабочем положении.

Поворот передней и задней опор относительно вертикальной оси на 90° обеспечивает перевод средства физической разминки рук во второе рабочее положение.

Оснащение системы регулирования усилия на захватах качающихся силовых рычагов 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 оба поршневых пневматических нагружателя, 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 каждого подлокотника створкой, закрывающей его полость с внешней стороны, позволяет сохранить привычные для пользователя внешние очертания кресла.

Оснащение средство для физической разминки рук в положении сидя устройством для создания линейного усилия, размещенным внутри полого качающегося силового рычага, позволяет помимо нагрузки типа "качания" обеспечить нагрузки типа "жим"-"толчок", расширяя гамму нагрузок, создаваемых предложенным средством.

Оснащение устройства для создания линейного усилия поршневым гидравлическим нагружателем, шток которого выступает над торцом качающегося силового рычага, обеспечивает безопасность выполнения упражнений типа "жим"-"толчок", так как при любом снятии нагрузки шток прекращает движение.

Выполнение средства для физической разминки рук в виде автономного модуля, включающего в себя несущий корпус, внутри которого размещен поршневой пневматический нагружатель, а с внешней стороны шарнирно закреплен полый 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. Установка захвата с возможностью поворота относительно качающегося силового рычага с перестановкой из рабочего в нейтральное положение и фиксацией его в указанных положениях, обеспечивает возможность компактной компоновки его в подлокотнике.

Наличие в поршневом пневматическом нагружателе двух установленных параллельно друг другу идентичных пневматических цилиндров, пневматические полости которых соединены между собой, при выбранной конструкции кинематической передачи 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, а также дает возможность использовать один и тот же пневматический нагружатель при установке его справа или слева от сиденья. Шарнирное крепление обоих пневматических поршневых цилиндров упрощает конструкцию пневматического нагружателя.

Выполнение прорезей по дуговому сектору с углом 90° обеспечивает наиболее рациональный диапазон качания силового рычага.

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, с размещением качающегося силового рычага снаружи несущего корпуса и соединение его с диском кулачкового механизма осью, пропущенной через стенку несущего корпуса, позволяет выполнить средство для физической разминки ног в виде автономного модуля.

Технический результат заключается в создании домашнего или офисного кресла, которое легко преобразовать в устройство для выполнения физических упражнений в положении сидя, обеспечив при этом достаточно широкую гамму движений руками: "жим", "толчок", "качания", "сгиб/разгиб" и т.п.

На фиг.1 и 2 изображен общий вид кресла при выполнении физических упражнений (откидная створка, закрывающая полость левого подлокотника смещена в положение "открыто"); на фиг.3 - левый подлокотник кресла в увеличенном масштабе во втором рабочем положении; на фиг.4 - общий вид кресла с убранным в подлокотник автономным модулем; на фиг.3 и 6 - конструктивная схема средства для физической разминки руки в двух проекциях; на фиг.7 - пневматическая схема системы регулирования усилия на качающемся силовом рычаге. Конструкция кресла на чертежах 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. Кресло имеет сиденье 2, спинку 3 с подголовником 4, правый 5 и левый 6 полые подлокотники. Каждый подлокотник оснащен створкой 7, закрывающей его полость с внешней стороны. Створка 7 может иметь любую известную подвеску, конструкция которой в рамках данной заявки не рассматривается. В кресло встроена система выполнения физических упражнений в положении сидя, имеющая два многофункциональных средства физической разминки рук, размещенных с двух сторон относительно сиденья 2. Средства для физической разминки рук в положении сидя, расположенные с правой и левой стороны сиденья, выполнены однотипными и далее описывается только одно из них.

Каждое средство для физической разминки рук выполнено в виде автономного модуля 8, установленного в подлокотнике и оснащенного передним 9 и задним 10 узлами крепления его к креслу. Каждый узел крепления выполнен с двумя степенями свободы, обеспечивающими возможность поворота автономного модуля относительно двух взаимно перпендикулярных горизонтальной и вертикальной осей. Каждый задний узел крепления оснащен стопорами 11 и 12 для фиксации соответствующего автономного модуля в нейтральном и рабочих положениях.

Каждый автономный модуль 8 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.

Кресло имеет систему регулирования усилия на захватах качающихся силовых рычагов, оснащенную ресивером 42, соединенным с поршневыми пневматическими нагружателями 14 через регулирующий клапанный блок 43, включающий в себя входной коллектор 44, к которому подсоединены выходные трубопроводы 34 обоих нагружателей 14, выходной коллектор 45, к которому присоединен ресивер 42, обратный клапан 46 забора воздуха из атмосферы, подключенный к входному коллектору 44, параллельно установленные обратный клапан 47 подачи сжатого воздуха в ресивер 42 и клапан-переключатель 48 режимов, соединяющие входной 44 и выходной 45 коллекторы между собой, и управляемый клапан 49 контроля давления в ресивере, подключенный к выходному коллектору 45. На выходе управляемого клапана 49 контроля давления в ресивере установлен глушитель 50 шума. Ресивер 42 установлен под сиденьем 2. Регулирующий клапанный блок 43 размещен на одном из подлокотников кресла, например, на правом подлокотнике 5. В качестве клапана-переключателя 48 режимов может использоваться любое запирающее устройство, имеющее два положения: "открыто" и "закрыто". В качестве управляемого клапана 49 может использоваться любой регулятор давления перед собой.

Передний узел 9 крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе 13 передний кронштейн 51 и поворотную переднюю опору 52. Поворотная передняя опора включает в себя вертикальную ось 53, поддерживающий уголковый элемент 54 и присоединенную к нему горизонтальную ось 55 с горизонтальной цапфой 56, на которой передний кронштейн 51 установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы 56. Горизонтальная ось 55 соединяется с поддерживающим уголковым элементом любым известным образом. Горизонтальная полка 57 поддерживающего уголкового элемента 54 выполнена с изгибом 58. Вертикальная ось 53 установлена во втулке 59, закрепленной на силовом элементе 60 задней стенки подлокотника.

Задний узел 10 крепления автономного модуля включает в себя закрепленный на несущем корпусе 13 задний кронштейн 61 и поворотную заднюю опору 62, включающую в себя вертикальную ось 63 и присоединенную к ней горизонтальную ось 64 с горизонтальной цапфой 65, на которой задний кронштейн 61 установлен с возможностью поворота на 180° без смещения вдоль горизонтальной цапфы 65. Горизонтальная ось 64 соединяется с вертикальной осью 63 любым известным образом. Вертикальная ось 63 установлена во втулке 66, закрепленной на силовом элементе 60 задней стенки подлокотника. Задний узел крепления оснащен стопорами 11 и 12 для фиксации автономного модуля в нейтральном или рабочих положениях. Стопоры могут быть любого типа (винтовые зажимы, фиксирующие штифты и т.п.) и их конструкция в рамках данной заявки не рассматривается. Вертикальные оси 53 и 63 закреплены на задней стенке подлокотника соосно, обеспечивая передней и задней опорам возможность поворота относительно вертикальной оси на 90°. Вертикальные оси 53 и 63 могут быть выполнены раздельно или жестко соединены друг с другом, например, размещены на концах стержня.

В нейтральном положении (фиг.4) несущий корпус 13 установлен на цапфах 56 и 65 так, что качающийся силовой рычаг 15 средства физической разминки рук простирается вниз и размещается в изгибе 58. Захват 16 зафиксирован на качающемся силовом рычаге параллельно несущему корпусу.

В обоих рабочих положениях (фиг.1 и 2) несущий корпус 13 установлен на цапфах 56 и 65 так, что качающийся силовой рычаг 15 средства физической разминки рук простирается вверх. Захват 16 зафиксирован на качающемся силовом рычаге перпендикулярно несущему корпусу 13.

В нормальном рабочем положении кресла, когда пользователь выполняет рутинную работу, например на компьютере, или смотрит телевизор, оба средства для физической разминки рук находятся внутри подлокотников и закрыты снаружи створками 7. Качающийся силовой рычаг 15 простирается вниз, а захват 16 для руки расположен параллельно боковой кромке сиденья 2. Кресло имеет привычный вид, и ничто не мешает пользователю заниматься рутинной работой.

На период выполнения физических упражнений (физическая разминка рук) пользователь смещает створки 7 в открытое положение. Средства для физической разминки рук в положении сидя, расположенные с правой и левой стороны сиденья, выполнены однотипными и далее описывается работа с одним из них. Все операции по работе со средствами для физической разминки рук могут быть осуществлены пользователем, не сходя с кресла.

Пользователь освобождает стопор 11, поворачивает автономный модуль 8 на 180° относительно горизонтальной оси и фиксирует его в этом положении стопором 11 (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.1).

Пользователь, сидя в кресле, настраивает управляемый клапан 49 на давление, соответствующее требуемому усилию, устанавливает клапан-переключатель 48 в положение "закрыто" и начинает работать с качающимися силовыми рычагами 15. При синхронном покачивании обоих силовых рычагов 15 оба пневматических нагружателя 14 будут работать на закачку воздуха в ресивер 42, и оба нагружателя 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.5. 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 47 в ресивер 42. 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 46 засасывается новая порция атмосферного воздуха. Закачка воздуха продолжается до тех пор, пока не сработает управляемый клапан 49 контроля давления в ресивере и можно начинать выполнять физические упражнения с номинальным усилием на качающихся силовых рычагах 15. Клапан-переключатель 48 режимов переводится в положение "открыто" и давление в ресивере 42 и поршневых пневматических нагружателях 14 выравнивается. Поршни 27 и 29 в обоих пневматических нагружателях перемещаются в крайнее положение, показанное на фиг.5. При качании силового рычага 15 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 42 смещение поршня не приведет с существенному изменению давления в пневматических нагружателях, сохраняя неизменным усилие на качающихся силовых рычагах 15 независимо от того, выполняются ли одновременные, или попеременные движения рук. Качания могут осуществляться одной рукой, или двумя руками синхронно или в противофазе. По окончании физической разминки качающиеся силовые рычаги 15 всегда будут находиться в нейтральном положении.

Взявшись руками за рукоятки 24, пользователь 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 8 во второе рабочее положение освобождают стопор 12, поворачивают автономный модуль вокруг вертикальной оси на 90° и фиксируют его в этом положении стопором 12. Захваты 16 располагаются параллельно друг другу. Взявшись рукой за захват, пользователь может качать рычаг 15 "вправо-влево", как это показано для правого качающегося силового рычага (фиг.2), расширяя диапазон физических упражнений. Работа силового нагружателя 14 во втором рабочем положении не отличается от описанной ранее. Используя рукоятку 24, пользователь может также выполнять движение рукой вверх-вниз, аналогично ранее описанному.

По окончании выполнения физических упражнений пользователь освобождает стопор 12, поворачивает автономный модуль на 90°, устанавливая его параллельно боковой кромке сиденья, и фиксирует его в данном положении стопором 12, освобождают фиксатор захвата 16, поворачивают захват 16, устанавливают его параллельно подлокотнику и фиксируют его в этом положении. Затем освобождают стопор 11, поворачивают автономный модуль на 180° относительно горизонтальной оси, перемещая качающийся силовой рычаг 15 вниз, как это показано на фиг.3, фиксируют автономный модуль в нейтральном положении и закрывают подлокотник створкой 7, возвращая креслу привычный рабочий облик. Никаких препятствий для выполнения рутинной работы не существует.

По желанию пользователя кресло может быть оснащено надувными подушками с подключением их к ресиверу через клапанный блок, как это показано в заявке РСТ WO 01/040012.

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 чертежах, иллюстрирующих изобретение, без отхода от духа и рамок настоящего изобретения, определяемых объемом притязаний, изложенных в формуле изобретения.