为了使座椅适应长期办公人员和老人、病人、残疾人等不同工作与生活人群使用的需求,研究了座椅靠背移动轨迹、靠背移动动力产生、收集、贮存与控制系统,并结合人体工程学原理,设计了无外界动力的靠背自适应座椅,该座椅具有以下特征:(1)座椅靠背可以自动跟随使用者背部移动,并实现了三个典型位置(工作位置、休闲位置和休息位置)的自适应调节;(2)通过收集使用者坐姿变化对座椅面产生的能量,经气压转换来满足靠背调节过程所需动力。以上述两个特征为切入点,确定了本研究的设计方案:在座面下或/和靠背后设置一定量的弹簧返回式气缸,用于收集坐者坐姿变化时对气缸往复作用产生的空气压缩能,再通过气压转换作用于调节靠背运动的气缸,提供推动靠背运动所需的动力,并借助于气缸的行程实现定位。本研究主要设计制造了以下几个关键装置(机构):(1)弧形滑道、直线导轨及其组合机构;(2)直线与回转运动的衔接机构;(3)压缩空气发生、收集与控制装置;(4)调节座椅靠背的传动装置;(5)座椅支承机构与安装定位机构。并通过对以上关键构件的组装、调试,改进了靠背的运动轨迹、动力供应系统的原理及上述关键构件的结构:采用法兰型直线导轨与滑块配合离合装置实现靠背的直线运动,并通过齿轮传动系统配合转子定位旋转实现靠背的转动,设计了两个单独的动力执行机构推动靠背的直线运动与转动;完善了压缩空气发生、收集与控制装置,并增加了一套座面活动机构增大压缩气体的压力和产量。通过与机械加工企业和家具制造单位的合作,完成了无外界动力的自适应靠背座椅的加工制造,经多人试用,基本满足设计和使用要求。