一种用于矫姿器的升降调节机构的制作方法

本专利涉及人体工学办公用品，具体涉及一种用于矫姿器的升降调节机构。

背景技术：

1、坐姿矫正器作为一种预防和辅助矫正儿童不良坐姿的物理器械，隶属于人体工学与健康监护器械交叉的技术领域。随着社会对青少年脊柱健康与视力保护问题的日益关注，该市场近年来呈现出显著的增长态势。其核心功能在于通过物理干预，强制使用者在使用书桌进行读写作业时，保持胸部与桌面边缘适当的距离，从而避免弯腰驼背、眼睛过近等不良姿势。为实现这一功能，市面上的主流坐姿矫正器产品在结构上普遍遵循一种模块化设计范式，通常由三大核心组件协同构成：胸托组件、升降组件以及贴桌（或桌面固定）组件。胸托组件作为与人体的直接接触部分，常采用柔性包覆材料以提升舒适度，其核心作用是设定并维持人体前胸与桌沿之间的物理间隔。贴桌组件则负责将整个装置稳固地安装于桌面上，常见形态包括夹持式底座或平板式书写板，其设计需确保装置的稳固性。而升降组件则是实现产品适配性的关键，它连接于胸托与贴桌组件之间，其技术性能直接决定了产品的调节体验与长期可靠性。目前，该领域绝大多数产品的升降组件采用多节式伸缩套管结构实现高度无级调节，其技术重点与难点在于如何在确保足够支撑力的前提下，实现顺滑的调节手感与可靠的任意位置悬停锁定。行业普遍采用的解决方案是在伸缩套管的各级活动内管上设置径向的摩擦阻尼机构。一种典型且广泛使用的技术方案是：在活动内管的外壁开设环形槽，并在槽内嵌装o形橡胶圈。当内管套入外管时，橡胶圈与外管内壁过盈接触，依靠橡胶材料本身的弹性变形所产生的静摩擦力来提供阻尼，从而实现伸缩杆在调节后的位置自锁。该方案因其结构简单、成本低廉而成为业界默认选择。尽管橡胶圈阻尼方案应用广泛，但本领域技术人员与长期用户均深知其存在一系列固有的工程技术缺陷，这些缺陷严重影响了产品的用户体验与使用寿命，构成了行业技术升级的明确痛点。首先，在操作手感方面，橡胶材料固有的高摩擦系数与粘弹性特质，导致其在干摩擦状态下运动阻滞感强烈，调节过程时常出现“卡涩”或“跳跃”现象，无法实现线性、顺滑的力反馈。儿童用户往往需要较大的力量才能进行调节，且过程生涩，这大大降低了产品的易用性和用户的调节意愿。其次，在可靠性与耐久性方面，橡胶圈在长期、反复的轴向摩擦与径向挤压循环载荷下，极易发生磨损、老化乃至永久性变形。磨损会导致橡胶圈直径减小，其与外管内壁之间的正压力下降，进而使提供的摩擦阻尼力显著衰减。最终表现为伸缩杆的“锁不住”现象，即稍微施加外力，胸托组件便会下滑，升降功能完全失效。这意味着产品的核心功能随着使用时间的推移而丧失，生命周期有限。此外，环境温度与湿度变化也会影响橡胶圈的物理特性，进一步加剧性能的不稳定性。这些问题共同指向一个核心的技术矛盾：即简单廉价的现有方案，无法同时满足“调节顺滑”、“锁定可靠”与“经久耐用”这三个对于提升用户体验至关重要的性能指标。

2、因此，本领域亟需一种创新的升降调节机构解决方案，它需要从材料力学与结构设计出发，旨在提供一种阻尼力均衡适中、调节过程流畅线性、且耐磨耗寿命极长的阻尼机制，以彻底克服传统橡胶圈方案的弊端，推动坐姿矫正器产品向高端化、可靠化方向发展。

技术实现思路

1、本专利的目的是提供一种用于矫姿器的升降调节机构，旨在解决传统橡胶圈阻尼方案存在的调节手感生涩、顺滑度不足以及因易磨损导致的耐久性差、锁定失效等技术问题。

2、为解决上述技术问题，本专利采用下述技术方案：

3、一种用于矫姿器的升降调节机构，包括容纳管以及可轴向滑动地套设于其中的至少一个伸缩管，伸缩管上设有止动模块，止动模块包含：定位部：用于将止动模块轴向固定于伸缩管并且具有对于伸缩管外露的摩擦面；以及，弹性部，对定位部施加径向扩张力； 其中，定位部在径向扩张力作用下，其摩擦面与相邻壁面的内壁形成抵接摩擦，形成面-面摩擦副，从而当外部调节力移除时，伸缩管在任意轴向位置即时自锁悬停。

4、进一步地，弹性部为压缩弹簧。

5、进一步地，定位部包括一主体及从该主体延伸出的至少一个凸块。

6、进一步地，伸缩管的管壁上设有限位槽。

7、进一步地，凸块卡设于限位槽内以实现轴向固定。

8、进一步地，定位部上设有用于容置弹性部的限位凸台。

9、进一步地，定位部由聚合物工程塑料一体注塑制成。

10、进一步地，聚合物工程塑料为具有良好耐磨性及较高弹性模量的材料。

11、进一步地，伸缩管的数量为至少两个以构成多级伸缩结构。

12、进一步地，每一级所述伸缩管上均配置有止动模块。

13、进一步地，容纳管底部设有转接件，转接件用于与矫姿器的书写板固定连接。

14、进一步地，最内侧的所述伸缩管其顶端用于与所述矫姿器的胸托组件连接。

15、进一步地，弹性部为板簧、扭簧、弹簧或弹性橡胶体中的一种。

16、优选地，本专利中定位部采用聚甲醛（pom）一体注塑制成。聚甲醛（pom）是一种高性能工程热塑性塑料，以其接近金属的强度、刚度和优异的耐疲劳、耐磨损特性而著称，在精密机械领域被誉为“赛钢”。pom具有极低的摩擦系数，且动、静摩擦系数接近。此外，其具备出色的自润滑性，在滑动过程中能在对偶面形成稳定的转移膜，从而实现平稳、静音的滑动摩擦。这与橡胶材料高且不稳定的摩擦系数（常大于0.5）以及依赖粘弹变形的摩擦机理有本质区别。这直接转化为了用户可感知的线性、顺滑、无阶梯感的调节手感。并且pom具有极高的刚性和尺寸稳定性，在长期持续的径向压力（由弹簧提供）作用下，其抗蠕变能力远胜于橡胶。这意味着，在产品的整个生命周期内，pom定位部施加于外管内壁的压力几乎恒定，从而确保了阻尼力的长期一致性，杜绝了因材料应力松弛导致的“锁不住”问题。而且pom吸湿性低，其力学性能对温度、湿度的变化不敏感。因此，本升降机构在各种气候环境下均能保持稳定的操作性能，克服了橡胶材料在低温下变硬导致手感更差、高温下变软导致锁止力下降的弊端。

17、可选地，定位部的材料还可选自尼龙（如pa6、pa66）。尼龙材料同样具备优异的耐磨性、较高的机械强度和良好的自润滑性，其弹性模量虽略低于pom，但仍能有效满足作为刚性摩擦载体的设计要求，确保阻尼力的稳定传递。本领域技术人员可以理解，除pom与尼龙外，任何其他能够同时满足“高耐磨性”与“较高弹性模量”这两项核心要求的聚合物工程塑料（如某些改性聚碳酸酯（pc）、聚醚醚酮（peek）等），均可作为实现本专利目的的可选材料。

18、本专利提供一种用于矫姿器的升降调节机构，相对于现有技术，具有以下有益效果：

19、首先，现有技术（橡胶圈方案）的本质是一种 “材料弹性体自身形变阻尼”。其阻尼力直接来源于橡胶圈在径向挤压下的体变形，摩擦与弹性源于同一材料。这导致其力-位移关系非线性，且随着材料老化、磨损，其弹性和摩擦特性同步衰退，性能和寿命十分有限。而本专利将“弹性施力”与“摩擦”功能分离：摩擦功能由具有高耐磨、低摩擦系数的刚性或半刚性工程塑料部件（如pom注塑件）承担。该部件本身形变小，能够提供稳定、可靠的滑动接触界面。弹性施力功能由独立的弹性元件（如螺旋弹簧）承担，其负责提供径向正压力，而非橡胶的非线性变形，因此用户在调节高度时感受到的阻力均匀、顺滑、线性，消除了“卡涩”和“跳跃”感，提升了操作体验；其次，摩擦面由具备优异自润滑性和高耐磨性的工程塑料（如聚甲醛pom）制成，其磨损率极低，配合弹性部提供的稳定压力，能够确保机构在上万次的反复伸缩循环中，阻尼性能不发生显著衰减，实现了超长的使用寿命和可靠的任意位置悬停功能；最后，该止动模块采用注塑工艺一体成型，结构精巧、装配简便，在提升性能的同时，有效控制了制造成本。