多功能椅子设计
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人机工程学课程设计——公共座椅的设计学院:艺术与设计学院班级:姓名:学号:指导教师:张博摘要随着我国经济的迅速发展,公共设施也趋于完善,不仅是现代家具还是公共设施如座椅连廊的设计正趋于技术上先进、工艺上可行、经济上合理、款式上美观等方向发展。
对他们的设计就是设计一种新的生活方式、休闲方式、娱乐方式。
设计正在朝着由物质上的到精神上的转变,现代公共设施正朝着由实用、结实向多功能、舒适、装饰、休闲等方向发展。
公共座椅首先是尺寸的确定,严格按照人机工程学来讲,休息和休闲座椅的各部分都在向着最佳尺寸的方向去发展和设计。
通过日常生活中我们的观察和体验,很明显其中有些数据并不符合人机工程学尺寸要求,因为考虑到座椅的使用环境,其功能是为来往的人暂时性的休息提供方便,,因此在设计上并没有严格按照人机工程学尺寸来确定其所有尺寸。
在色彩上,由于色彩对人的心理和生理产生影响,不同的消费群体对色彩的偏好(年龄差异,地域差异,性别差异等)均有所差异,具体使用环境以及设计形态的表达都是设计中色彩确定的影响因素。
公共座椅的受众人群较为宽泛,所以不能单纯的去迎合某一特定人群而确定,因此需要根据具体的使用环境来具体确定。
现代人的需求已不仅仅是停留在“实用”的层面上,人们更多追求的是具有丰富文化内涵和精神满足,他们需要的是有时代特征的并能满足自身心理诉求的产品。
人机工学是设计中的应用原则与尺度考量,随着现代生活方式的急速转变,人们对于时尚的态度和对潮流的把握使得家具等设施的设计有了更多发展的空间和变通的余地。
在设计中,我们应该把握好人机工学与设计的关系,建立起一种理性与感性相互融合、借鉴、协调的产品设计思想才是顺应时势与时俱进的正确应对法方法。
关键词:公共设施座椅人机工程使用环境目录摘要................................................... 错误!未定义书签。
目录. (1)第一章绪论 (4)1.1 公共座椅的研究现状 (4)1.2户外公共座椅功能尺寸设计 (4)第二章公共座椅的基础知识 (6)2.1公共座椅的分析 (6)2.1.1公共座椅的市场分类 (6)2.1.2公共座椅的分析划分 (6)2.1.3公共座椅的发展历史 (7)第三章产品分析 (9)3.1 产品形态分析 (9)3.2 产品的色彩搭配分析 (9)3.3产品结构分析 (9)3.4产品功能分析 (9)3.5产品人机工程学分析 (9)第四章产品设计说明 (15)4.1 尺寸图 (15)4.2 情景图 (16)4.3 效果图 (17)4.4爆炸图 (17)4.5软件建模图 (18)4.6 渲染图 (18)总结 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1公共座椅的研究现状现在的公共座椅为了在形态和情趣上寻求一种设计的新颖感,在创意上的突破已经使人们在潜意识中接受,但是对人机工程的的注重程度就更加需要在形态造型的基础上寻求符合了。
四年级下册我的奇思妙想新形椅子作文全文共8篇示例,供读者参考篇1Title: 我的奇思妙想新形椅子大家好,我叫小明。
今天我要和大家分享我最新的创意发明——新形椅子!你们坐在椅子上的时候有没有觉得很无聊呢?我就经常觉得坐在那里老老实实的很没意思。
而且有时候我也觉得腰酸背痛的,尤其是坐很久之后。
所以我就想,要不要发明一种新形椅子,让我们坐着既有趣又舒服呢?我先在脑海里勾勒出这把椅子的样子。
它看起来就像一个大大的球体,里面是中空的。
椅子的外壳是用柔软的海绵做的,覆盖着厚厚的绒布。
所以坐在上面一定超级舒服。
而且这个球体椅子还可以随意打滚、翻转,既锻炼身体又好玩。
不过单单一个球体还是不太方便,毕竟我们有的时候也需要桌子写字或放东西。
所以我在设计里加入了一个可伸缩的小桌板,平时收起来别人看不到,等需要用的时候再把它拉出来就行了,超级方便。
我的新形椅子不仅舒适好玩,而且还具有其他酷酷的功能哦!比如说它内置了小型音响,我们可以用手机蓝牙连接上去欣赏音乐。
椅子里还装有加热装置,冬天的时候可以自动加热保暖。
另外椅子上方还有一个伸缩小遮阳板,如果坐在室外的时候太阳太晒,就可以把它打开遮挡一下。
最厉害的地方还在后面!这个新形椅子的能量来源是太阳能电池板。
也就是说,只要有阳光,它就可以永远使用,从不用换电池或者充电,相当环保节能哦。
而且整个椅子的造型都是为了让电池板能最大限度地吸收阳光而设计的。
这款多功能新形椅子不仅适合在家里使用,也完全可以带着它去郊游、野餐。
到了大自然中,坐在柔软的椅子上听着音乐,享受温暖的阳光,啥都不用做就觉得超级惬意!如果累了想小憩一会儿,把椅子一个翻滚,就可以舒舒服服地躺在上面小睡一觉了。
不过单单一个发明是不够的,我也希望通过自己的创意来为人类社会做一些贡献。
比如说,对于那些行动不便的残疾朋友,或者年纪比较大的长辈,他们长期坐在普通的椅子上可能会感到很多不适。
而这款新形椅子就完全避免了这个问题,上面柔软舒服,重量也很轻,轻轻一推就可以打滚到任何地方。
包豪斯先生椅子的设计理念包豪斯先生(Walter Gropius)是德国包豪斯学派的创始人之一,他的设计理念对现代建筑和家具设计产生了深远的影响。
在包豪斯学派的理念中,设计应该具有功能性、实用性和美学性的统一,包豪斯先生的椅子设计也是如此。
首先,功能性是包豪斯先生椅子设计的重要理念之一。
他强调设计应该服务于人们的需求和使用习惯,椅子作为一种常见的家具,在使用上应该具备舒适性和便利性。
包豪斯先生的椅子设计注重人体工程学原理,通过科学的方式来设计椅背、座椅和扶手,以提供良好的支撑和舒适的座感。
他注重椅子的人体力学,使得人们在使用中能够得到良好的支撑,减少疲劳感。
同时,包豪斯先生还追求椅子的多功能性,他的设计中常常加入可调节的座椅、可折叠的椅背等设计元素,使得椅子能够适应不同的使用场景和需求。
其次,实用性也是包豪斯先生椅子设计的重要考量因素。
他追求设计的实质,将复杂的设计简化为最基本的形式和功能,强调设计的实用性和耐久性。
他认为设计应该符合工业生产的要求,使得椅子可以大规模生产,降低制造成本,使得更多的人能够享受到良好的设计。
包豪斯先生的椅子设计中常常运用金属、木材等简单耐用的材料,使得椅子具有良好的耐久性和可维修性。
最后,美学性也是包豪斯先生椅子设计的重要元素。
他追求简洁、几何化的设计风格,强调形式与功能的统一。
包豪斯先生的椅子设计注重线条的流畅和比例的协调,追求形式的纯粹和美感的高度。
他在设计中运用了大量的直线、平面和简洁的曲线,以及简单明快的色彩,使得椅子具有现代感和艺术感。
包豪斯先生的椅子设计也受到当时现代主义艺术的影响,他追求设计的普遍性和国际化,使得椅子具有跨越时空的艺术价值。
综上所述,包豪斯先生椅子设计的理念包括功能性、实用性和美学性的统一。
他注重设计的人体工程学原理,追求椅子的舒适性和多功能性;他追求设计的实质,降低制造成本,提高产品的耐久性和可维修性;他追求简洁、几何化的设计风格,强调形式与功能的统一。
机场休息室椅子设计理念机场休息室是旅客在候机期间休息和放松的场所,设计理念是为了让旅客感到舒适和放松。
以下是机场休息室椅子设计的理念:1. 舒适性:机场休息室椅子的设计应当注重舒适性,旅客在长时间的等待中可以得到放松和安慰。
椅子的座椅和背部应该有合适的弹性和支撑,既能够提供舒适的座椅,又能够保护旅客的腰椎和颈椎。
2. 多功能性:机场休息室椅子应该具备多功能性,旅客可以在椅子上休息、工作、放松和娱乐。
椅子上可以配备插座和USB充电器,方便旅客充电和使用电子设备。
另外,还可以设计座椅旁边的小桌子,方便旅客放置杂物。
3. 私密性:机场休息室椅子的设计应该注重旅客的隐私,提供独立的空间给旅客休息。
可以通过给椅子加上隔板或者帘子来提供旅客的私密空间,让他们可以在休息室中阅读、睡觉或者进行私人通话,而不会受到外界的打扰。
4. 可调节性:机场休息室椅子的设计应该是可调节的,可以根据不同旅客的身高和体重来调整座椅的高度和角度。
这样能够给旅客提供更舒适的体验,适合不同个体的需求。
5. 美观性:机场休息室椅子的设计应该注重美观性,椅子的外观应当与休息室的整体设计风格相协调。
可以选择时尚简约的设计风格,或者是温馨舒适的风格,以创造舒适和宜人的视觉感受。
6. 可清洁性:机场休息室椅子的设计应该注重可清洁性,选择材质易清洁并且抗菌的椅子面料。
这样可以确保椅子的清洁和卫生,减少细菌滋生的可能性,保护旅客的健康。
机场休息室椅子的设计理念是为了让旅客在候机期间感到舒适和放松。
通过注重舒适性、多功能性、私密性、可调节性、美观性和可清洁性的设计,为旅客提供舒适的座椅和独立的休息空间,创造一个宜人的休息环境。
这样不仅能提升旅客的体验,也能提高机场休息室的形象和吸引力。
发明专利申请案例一、发明名称:超级便捷多功能折叠椅。
二、发明背景。
我这个人呢,特别喜欢户外活动,像野餐啊、露营啊之类的。
每次出去的时候就发现带普通椅子特别不方便,占地方不说,还很重。
而且有时候在一些特殊的小场地,普通椅子就显得很笨拙,放都不好放。
另外,我有次去参加一个小型户外音乐会,现场椅子不够,要是有个能随时变形、方便多人使用的椅子就好了。
所以啊,我就琢磨着发明一种超级便捷多功能的折叠椅。
三、发明内容。
1. 结构设计。
这个折叠椅的框架是用一种超轻但又很结实的铝合金制成的。
它的腿是可以像那种伸缩天线一样一节一节折叠起来的,而且在关节处有特制的小锁扣,只要轻轻一按就能锁住或者打开。
椅面就更酷了。
它是由一种特殊的防水、耐磨的布料制成的,而且这个布料是双层的。
中间可以塞一些小物件,像手机、钥匙之类的,就相当于一个小口袋。
椅面还可以从中间对折,对折之后呢,整个椅子的体积就小了一大半。
椅背呢,它不是那种固定的。
它可以向后放倒,变成一个躺椅的样子,要是你想在户外打个盹儿就很舒服。
而且椅背还能向前折,折到和椅面平行的时候,这个椅子就可以和另外一个同样折叠后的椅子拼接在一起,就像搭积木一样,变成一个小长椅,能坐更多的人。
2. 功能特点。
便携性是它最大的特点。
折叠起来之后,它可以轻松地放进一个小背包里,就像放一把雨伞那么简单。
而且它很轻,就算是小朋友也能轻松拿起来。
多功能也是一大亮点。
除了能当普通椅子、躺椅、拼接成长椅之外,它的椅腿底部还有小轮子。
当你在平地上,比如在户外的大草坪上或者公园里的平地上,你可以把轮子放下来,像推小推车一样推着椅子走,就不用一直拿着了。
四、发明过程。
1. 灵感闪现。
有一次我在整理家里的旧椅子,想把它塞到柜子里,可是怎么都塞不进去,那时候我就想,要是椅子能像折纸一样折叠得很小就好了。
然后我就开始在纸上乱画,画各种可能的折叠方式。
2. 初步设计。
我先找了一些废旧的金属条和布料,开始按照我的想法做一些简单的模型。
设计椅子的知识点椅子是我们日常生活中常见的家居用品之一,而设计出一款美观、舒适、实用的椅子并非易事。
本文将介绍设计椅子所需的一些重要知识点,包括人体工程学、材料选择、结构设计等,帮助读者了解椅子设计的基本原理和技巧。
一、人体工程学人体工程学是椅子设计中必不可少的一项知识。
合理的人体工程学设计可以使椅子更符合人体的生理特点,提供更好的舒适性和支撑力。
以下是一些常用的人体工程学原则:1. 人体尺寸:椅子的座面高度、座宽、背高等尺寸应根据人体测量数据进行设计,以确保人体各部位的合适支撑。
2. 身体姿势:椅子的坐姿角度、背倾角度等应符合人体自然的姿势,避免对人体造成不必要的疲劳或不适。
3. 点压分布:椅子的座面、背面等部位的压力分布应均匀,避免出现过大的点压造成不适或疼痛。
4. 腰部支撑:椅子的背部应具备适当的腰部支撑功能,以保护腰椎及脊柱健康。
二、材料选择材料的选择对椅子的舒适性、美观度和耐用性起着重要作用。
以下是一些常用的椅子材料,每种材料都有其独特的特点:1. 木材:木材是制作椅子最常见的材料之一。
不同种类的木材具有不同的硬度、质感和色彩,可用于打造各种风格的椅子。
2. 金属:金属材质如钢铁、铝合金等被广泛应用于现代椅子的设计中,具有高强度、稳定性和耐用性。
3. 塑料:塑料椅子轻巧、易清洁,且具备一定的弹性和耐磨性。
不同种类的塑料具有不同的质地和颜色选择。
4. 织物和皮革:织物和皮革是常见的椅子材料,可为椅子增添舒适感和奢华感。
根据用途的不同,选择适合的织物或皮革材料。
三、结构设计合理的结构设计对于椅子的稳定性和使用寿命至关重要。
以下是一些常见的结构设计要点:1. 支撑结构:椅子的支撑结构应稳固可靠,能够承受预计的最大载荷。
常用的支撑结构有腿部结构、底座结构等。
2. 连接方式:连接方式需要牢固,可选择螺栓、焊接等方式进行连接,确保椅子的整体稳定性。
3. 阻尼装置:适当的阻尼装置可以提供椅子的缓冲和稳定功能,使用户坐下时感到舒适。
儿童餐椅设计说明书1.使用说明:这把儿童餐椅是一把可以伴随儿童成长的多功能家具。
在婴儿时期可以坐在高座面上面与家长一同在餐桌前吃饭,前面的护栏可以保证她们的安全。
随着年龄的增长,可以降低座面的高度,在椅腿上设有三个高度,可以满足不同时期儿童的需要。
也可以满足她们的舒适度。
这把儿童椅,除作为餐椅之外,还是一把很好的学习椅。
坐在下部的椅面上,高度刚好和儿童学习桌的尺寸相符合,可以满足儿童学习的需要。
此外,该件家具从外形而言就酷似梯子,出作为儿童家具之外,也可满足儿童攀爬运动的天性。
目前多功能家具受到越来越多的消费群体的喜爱,此把儿童餐椅不仅能够一椅两用,更能够随意调节座椅高度,是一把可以伴随儿童成长的贴心家具。
这一独特功能的设计,也为该产品增加其更多的附加值。
2.材料说明:儿童餐椅整体材料选用松木,为速生材。
现在市场上面儿童实木家具多选用松木作为原材料。
实木家具相较板式家具,更加环保。
只是在实木清油涂饰时有少部分甲醛释放,而板式家具内部及表层使用胶黏剂较多,对于儿童较为脆弱的体质而言是极为不利的。
松木在实木家族中属于速生材,原材料生长速度很快。
因儿童家具在家具制造范畴内属于较为特殊的一类家具。
伴随着儿童的成长,更新淘汰的频率较高。
所以选择使用速生木材作为家具原材料是十分必要,十分环保的。
在速生材中,松木纹理鲜明美观,而且其中有松脂的香味。
这也是选择该树种的重要原因。
3.涂料说明:为了能够充分显示松木美丽的纹理,餐椅选用的是清油涂饰,再进行砂光。
当然为了刺激儿童的对于色彩的感知能力,也可以选择混油涂料。
4.结构说明:餐椅整体采用实木榫结合的连接方式,部分衔接采用圆棒榫。
4.1前腿与后退:前腿与后腿在配料时由于造型的缘故采用曲线的锯解方式。
之所以没有选择前后腿整体配料是因为考虑到餐椅的使用强度,整体配料会让椅子的强度变小,很容易从端部裂开。
所以在前后腿衔接的顶端采用圆棒榫的连接方式。
在前后椅腿处各开圆棒榫孔,在装配时,采用两个圆棒榫连接装配。
机械原理课程设计说明书设计题目:可移动折叠式床椅专业班级:机中职13—2班姓名:指导教师:目录1、设计题目 (3)1.1设计背景 (3)1.2设计的目标和任务 (3)1.3设计要求 (3)2、设计方案 (4)2.3方案一 (4)2.1.1机构类型 (4)2.1.2机构运动原理 (4)2.1.3机构的优缺点 (5)2.2.1机构类型 (5)2.2.2机构运动原理 (5)2.2.3机构的优缺点 (7)2.3方案三 (7)2.3.1机构类型 (7)2.3.2机构运动原理 (7)2.3.3机构的优缺点 (8)2.4方案四 (8)2.4.1机构类型 (8)2.4.2机构运动原理 (8)2.4.3机构的优缺点 (10)3、车轮设计及刹车机构 (10)3.1第一种刹车机构 (10)3.2第二种刹车机构 (11)4、设计方案的比较及选择 (12)5、设计计算 (12)6、设计心得及体会 (15)7、参考文献 (16)1、设计题目1.1设计背景针对日益繁忙的现代生活,人们生活品质的要求越来越高,在此高压力下,设计方便可行的可移动折叠式床椅不仅能够满足人们日常生活中的床和椅的转换,而且可以随意移动方便快捷。
同时,随着我国老龄化程度的发展,所以老年人得人数将不断增加,行动不变的残疾人和老年人日益需要别人的照顾。
在此前提下,我组通过几天的讨论,设计出了几种切实可行的方案,以供参考。
1.2设计的目标和任务常见的一些新型的折叠式床椅有遥控气动可升降折叠床椅、电动遥控折叠床椅等。
结合实际情况以及设计的方便可行性,我们这款多功能折叠式床椅主要可以实现以下三种功能:(1)可以实现自动调节成床的形状,供人们休息。
(2)可以实现自动调节成椅子的形状,供人们就坐。
(3)可以实现自由移动,更加方便人们的日常生活。
以上三种功能中,前两种用几种机构实现,后面我们会做详细的介绍,第三种功能通过手动或脚动控制刹车机构,方便快捷。
1.3设计要求要求材料的刚度,韧性等符合使用要求,做到安全可靠,在符合其使用要求,安全可靠的条件下,尽可能的节约材料,以最小的成本获得最大的利润。
休闲椅设计报告一、设计意义据相关调查研究证明:在人的一生中,站着:30年,睡着:23年,坐着:17年,因此得出坐着在我们生命中占了很大的比例,所以,一把符合人体工程学需要的椅子能让我们坐得更舒适,生活更健康。
时下,舒适、体贴已成为家具的一个新的发展方向,所谓休闲家具正是对温情脉脉的人性化诉求的呼应。
休闲家具的主体是休闲椅。
俗话说:"好吃不过饺子,舒服不过躺着",忙碌奔波了一天,回到家里,最舒服的就是放倒疲惫的身体,把自己扔进喜欢的"坐骑"里彻底放松一下。
在美国,摇椅常常是喂乳妈妈的坐具,女人们几乎都在孕妇阶段加入摇椅族,因为摇椅可以缓解孕期渐次明显的背痛。
其实摇椅的坐姿,美国人爱,欧洲人并不苟同,或者说这种坐姿不存在以优雅出名的欧洲文化中。
然而,有缓慢的律动摇晃我们劳累的身心入梦,一天中有这一刻的散淡闲逸,谁还理睬老欧洲苛刻的优雅呢。
椅子的局部形态和尺度对使用有很大影响。
如:由它决定靠背和扶手的高度。
从人体解剖特点考虑,人的臀部肌肉丰厚坚实,是人体最能耐压的部位之一。
所以合适的坐具应当设计成使人体的重心落在臀部的骨骼上。
小孩子都喜欢赖在妈妈的怀里,或是坐在爸爸的腿上,这些都是人天生的本能,父母对小孩子趴在身上或坐到腿上的感觉作出相应的调整,使孩子得到最为温软舒适的怀抱,再轻轻地摇摇晃晃,孩子一会儿就进入了梦乡。
休闲椅就是对这种人生的温暖怀抱的模仿。
时下,舒适、体贴已成为家具的一个新的发展方向,所谓休闲家具正是对温情脉脉的人性化诉求的呼应。
休闲椅所表现出的极度的舒适感,就像是父母给予孩子的温软怀抱。
从很多休闲椅的设计和造型上我们可以体会到,它的中心和重心是:体现产品对人无微不至的关怀,让产品主动地去适应人,不要人去适应产品。
二、休闲椅设计研究的目的人们对城市户外活动热情的增加,一方面要求更多的户外活动空间,另一方面也要求有较高的户外活动质量,向户外空间提供更多休闲设施,可以供人们在劳累时得到暂时的休闲与交流。
折叠椅设计说明
折叠式椅子,是一种精心设计的椅子,能够折叠和储存,能够很容易的被运输和重新
装配,适合家庭、公司或宴会的使用。
这种椅子的构造非常简单,它由底座、背和扶手三大部分组成。
底座部分由合金钢板
制成,再覆以耐磨的高耐热的聚四氟乙烯环氧树脂,然后再经过层层叠装,使其具有较大
的承重力和稳定性。
背部由高分子材料进行成形,采用水洗模压技术,优良的材料更加坚
固牢固。
背部结构设计严谨,外形美观大方。
扶手部分采用优质实木,支撑力和稳定性非
常好。
折叠式椅子不仅具有简约、大方的外观,而且结构简单,搭建维护方便,外形美观大方,可以随时随到地灵活安排使用。
另外,这种椅子的伸卷特性使它能够轻松应对各种空
间紧张的使用环境。
在家庭方面,折叠式椅子能够平安储存,具有多功能的使用。
特别是在有客人的时候,老椅子放不下,折叠椅便可派上用场,可以大大提高服务次数,呈现出更加高档的家庭氛围。
在工作场合,折叠式椅子有特殊的性能需求。
它具有安全可靠、简单舒适、折叠携带
方便等特点,可提供持久的舒适性,能够处理突发的高峰期,满足会议的快速变化的要求。
折叠式椅子的革命性设计,真正的实现了椅子的高效储存,能够轻松搭建临时的会议
或聚会,是应对突发状况实现及时适应的有效准备。
它不仅改变了我们席椅搭配的思维方式,也带来了更高效率的服务行为。
德州学院折叠椅创新设计系别:机电工程系姓名:赵纪鹏专业:机械设计制造及其自动化班级:08机本一班学号:200801703042指导老师:王志坤目录研制背景 (1)设计方案 (1)一、折叠椅的受力分析 (1)二、三、多功能折叠椅强度条件的建立 (3)四、五、折叠椅的计算 (5)创新点及应用 (8)参考文献 (9)研制背景当代现实中,一些不合理的椅子经常危害人们健康,我们常常看到打字员、会计、司机等因座椅不合人体尺寸而造成别扭的姿式,长期如此造成过度疲劳,脊柱弯曲、腰间盘突出、驼背等职业病;学生因座椅不适而坐姿不正、影响身体发育,使近视率上升;日本办公室的选椅标准:“办事员是旋转椅,组长的椅子有扶手,科长的椅子靠背高,部长的椅子暄腾腾。
”这种标准只从形式上考虑,而未顾及坐者是否舒服。
而折叠椅也在其中,为此,我们有必要对折叠椅进行合理的设计。
设计方案一、折叠椅的受力分析折叠椅的受力分析情况如图2-1-1。
靠近座板前边有载P作用,根据已知条件,可做如下受力分析 。
图2-1-1分别在A 、B 点取距,前、后腿受力公式如下:)cos (1α⨯---⨯=⨯b f c s P s N A ;)cos (1α⨯++⨯=⨯b c f P s N B可得:s P b f c s N A ⨯⨯---=)cos (1α 2.1;P sb fc s N B ⨯⨯+++=1cos α…2.2 分别取各杆件为研究对象,各铰支点摩擦忽略不计,如图2-1-2所示。
计算结果如下:根据座板受力情况,依M 点取距,有P c f N N DY DY ⨯==' 2.3;D Y A CY CY N N N N +=='=P sb fc s c f ⨯⨯---+)cos (1α…2.4 依C 点取距可求出)cos sin ()(cos 211ααα⨯-⨯⨯=+⨯D Y D X A N N P b a NP a s b a b f c s c f N DX ⨯⨯⨯⨯+⨯⨯---+⨯⨯=)sin cos )()cos (sin cos (11111ααααα………………2.5 由图2-1-2可知'''CX CX MX MX D X D X N N N N N N =====……………………2.6若C 点取距可有P cc f N N MY MY ⨯+=='…………………………………2.7a b c d二、多功能折叠椅强度条件的建立前、后腿和座板的强度条件前、后腿和座板是铰链,简化后均可看作是简支梁AC、DG 和BC,三杆所受法向力及弯距如图2-1-3所示。
《人机工程学》 课程考核大作业
专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机械11202 序 号: 16 * 名: ***
平时成绩 大作业成绩 总评成绩
2014 — 2015学年 第一学期 - 1 -
摘要 在多功能办公椅的设计中,蕴含了许多创新设计理念,主要能实现正常、舒适地办公、仰躺休息和进行臂力锻炼、进行颈椎按摩等功能,满足了布局合理、结构紧凑、安全舒适、操作方便、符合人性化设计等要求。该多功能椅结构简单、功能多样、经济实惠,能满足各类群众的需求。
- 2 - 一、设计题目 1.1 多功能椅设计背景和意义 目前,越来越多的办公室人员及其他脑力、体力劳动者采用坐姿进行工作,并且随着技术的进步,坐姿还将成为我国未来劳动者主要的工作方式。因此,办公座椅设计和相关的坐姿分析日益得到人体工程研究者和设计师们的关注和研究。 20年前,患腰肌劳损的大多是凿四五十岁的搬运工人或在田间劳作的农民,他们的工作多以腰部力量为主.所以易发生劳损;而如今,腰肌劳损并非是中老年人和体力劳动者的“专利”。来看病的患者中多了许多35岁以上的公司白领,他们大部分时间保持坐姿,即“三坐”人群:上下班路上坐车;上班时坐办公室;下班后久坐看电视、上网。正是由于这种工作、生活方式的改变。加上不良坐姿等原因,使腰肌劳损具有了高发性和年轻化的特点。 同时由于城市化的飞速发展,现如今人们由于工作地点离家较远,中午很难得到午休,本文设计一款多功能椅来实现职工在中午进行短暂午休的功能。 大多数在办公室从事脑力劳动的工作人员由于工作紧张、家务繁忙、场地不足、缺乏合适的健身器材等因素,参加健身锻炼的人数及效果都很不理想.而大多数在办公室从事脑力劳动的人员由于长期伏案工作,极易使颈、椎间盘疲劳受损而引发轻微的颈椎病;另一些使用电脑、打字机、复印机等办公设备的专职人员,由于长时间从事电脑数据输入、键盘打印以及其他需要手臂单调重复动作,极易引发以手、腕、臂功能性损伤为主要表现的“反复紧张性损伤症”的现代职业病。目前市场上常用的按摩椅只具有单一的按摩功能,健身器材又需要专用的房间安置,无论是普通按摩椅还是健身器材,都不适宜直接放置于办公室使用,为此开发设计了“ 多功能办公椅”,以帮助长期在办公室工作的人员进行方便、适当的休息与锻炼。 多功能办公椅的顾客是久坐人群,如企业家、个体工商者、白领、中老年人、司机、学生等,在中国这些人群不低于1.5亿人,而且都是社会中高消费能力人群。所以本设计产品是有很大的市场和利润空间。 当然现如今的多功能办公椅的发展也已经较为成熟,满足各种需求,实现各 - 3 -
种功能的办公椅已经琳琅满目,如图-1、2。 图1-1 现代出现的多功能椅
图1-2 现代出现的多功能椅 - 4 -
但是考虑到这些多功能椅的成本和功能性,本文提出了一种成本更加低廉,功能更加强大的多功能办公椅。
1.2 多功能椅的创新点 基于以上背景,本文设计了一款集合了多种功能的办公椅,实现了将多种功能实现到一个座椅之中,方便了人们锻炼,休息,调整坐姿,按摩等,并用了机械机构来实现设计的功能。 本文依据图-3作为参考依据,加入本人的设计思路,调整各个单元的位置以及功能实现方式。
图1-3 现代多功能椅结构图 1.3 主要内容 本文对多功能椅的各个部件进行设计,分析其的最优情况,对各个结构部分分块考虑,最后用Solidworks软件对其进行仿真,验证座椅的设计思路。 第一节介绍多功能椅设计的背景意义,第二节说明各个模块的功能及详细的设计思路,第三节依照Solidworks软件对多功能椅进行仿真建模,更加直观的 - 5 -
观测,并验证设计结果。第四节对本文进行总结,得到设计的多功能椅满足设计要求。 - 6 - 二、 多功能椅结构设计
2.1.1多功能椅的基本结构 坐椅设计需综合考虑功能、结构、造型、色彩、材料、生产等多方面因素并要符合人体生理、心理及人体活动规律,最大限度地减轻“坐疲劳”,同时达到安全、方便、舒适、美观之目的。据生理学知识,人体落坐后,脊柱被强制改变自然的曲度,由此形成的椎间压力使人在久坐之后感到腰酸背疼。故设计椅背的曲线能够契合坐姿脊柱,上体的重心落在臀部的骨骼上,上半身民大腿、大腿与小腿的角度均成85°到90°,确保使用者的重量尽可能分散在身体的不同接触面,产生舒适的感觉。对于大批量生产椅子,要符合多数成人人体的测量统计。作为多功能办公椅首先要实现普通椅子的功能,以下是正常、舒适办公的结构设计。 (1)任意调节靠背角度的结构设计 根据各人坐姿习惯的不同,可以任意调节靠背的倾斜 角度 (2)头部枕靠上下位置和前后位置调节的结构设计 根据各人身高不同,可以调节头部枕靠的下位置,根据各人坐姿习惯的不同,可以调节头部枕靠装置 的前后位置(移动距离在40~50mm) (3)坐垫深度的选择很重要,对于身材高大的人来说,坐垫太浅会因为大腿下面无足够的支撑面而感到不适;反之,身材稍小的人则会因为坐垫太深而背部不能与靠背接触,势必要端坐,长时间的端坐更容易疲劳;因此,坐垫深度一般取400到450mm,而且深度最好可调,即靠背能在坐垫面上移动,以保证不同身高的人都有一个舒适的位置。 (4)坐垫上表面至地板的距离也很重要,坐垫的高度在保证双脚能自如踏在地板上,并可以自由地前伸后屈。因此坐垫高度一般取380到450mm为宜,最低不小于300mm,最高不大于480mm。 (5)坐垫宽度可以稍微宽些,方便使用者调整姿势,但太宽会影响操作的方便性,一般取420到500mm。 (6)靠背宽度可以与坐垫的宽度相同,也可以比坐垫稍窄些,但太窄会破坏座椅的整体造型,为了造型美观及不影响上肢活动而设计成上窄下宽的外形。现代座 - 7 -
椅一般取相同宽度。 2.1.2 座位设计的一般原则 关于座位的设计,设计人员有许多新奇的想法。我们的目的不是探索座位设计的前沿,而是讲述一些基本原则和基本信息,而它们是构成未来设计的坚实基础。不幸的是,有些看起来是坚实的基础,但也许可能是不稳定的。常常有人问市场上最好的椅子是什么样子。答案是坐上几个小时后你觉得舒服的那些。问题是不同的人所感觉的最舒适是不同的。没有一个椅子是适合所有人的。最好的办法是提供两三个最好的设计,人们可以从中选择。下面是一些座位设计的原则。
促进腰椎前凸 当笔直站立时,脊椎的腰椎(后面的一小部分,恰好在屁股以上)通常是很自然地向内弯曲(凹曲线)的,也就是说,前凸(lordotic)。自然状态的腰椎前凸与脊柱的腰椎几乎在同一条垂直轴线上,这条轴线也经过大腿和骨盆,如图13-15所示。然而,当坐着的时候,大腿成90°,背后的腰椎区变得平坦,甚至向外弯曲(凸状的),也就是说变得后凸(kyphotic),如图13-15所示。这是因为髋关节只扭转60°,迫使骨盆向后扭转30°以达到大腿的90°。腰椎后凸导致脊柱的腰椎间的椎盘上的压力增加。 - 8 -
2.2 多功能椅的休息功能基本结构 本文的多功能椅实现了仰躺休息,仰躺休息装置的设计充分考虑人体仰躺姿态的生理特征。其中包括腿部支撑,腿部支撑的主要作用在于支撑腿部重量,增大人体重量的支撑面积,从而减小坐垫的压力,使人体压力分布过渡更趋均匀。在椅子前端的下部设计了一椅下脚板,来方便办公人员腿部休息。腿部板的移动主要依靠四连杆实现,通过调节四连杆调节来调节腿部支撑的角度。当需要仰躺休息的时候,头部有一个靠垫也可以伸出,可以临时充当枕头作用,缓解头部疲劳。通过对结构的优化,也基本上实现了对平躺的要求。多功能椅的旋转控制功能模仿轿车座椅的调整功能,使人们易于使用同时也降低了成本。 现代社会从事脑力劳动的人越来越多,长期工作在办公室或电脑前的人腰背经常得不到放松休息,容易感到疲惫,甚至引发颈椎,腰椎等疾病。同时,多功能椅也实现了按摩的功能,本文设计的方案是在椅子的靠背位置加入多个按摩球,当人靠到靠背时候,依靠重力自身的作用来进行按摩作用。按摩部分是从后部插入的,留有足够的空间,当成本足够的时候也可加入电机,来带动按摩球的转动,来为使用者按摩。由于是组合安装的按摩球也可以单个拆装,改变按摩的位置,以免对人体造成伤害。
2.3 多功能椅的健身功能基本结构 多功能椅也加入了健身功能,臂力锻炼装置的设计,要进行臂力锻炼时。本文提出了两种方式。 第一种是结合了一个拉力器在椅子背后,通过两者的结合来达到健身的目的。拉簧通过拉簧座固定在椅子背后,手柄放置在椅子两侧,在需要锻炼的时候就可以方便的使用。同时这套设备也可以拆卸下来不依赖于多功能椅来使用。此模块也可由其他各种类型的健身器械相结合,为本多功能椅的二次开发提供便利。 - 9 -
第二种是两手从手柄D中抽出加长杆,旋转头部把手90度至垂 直位置,然后把扶手向前推,达到适合自己的手臂长度后两手握住把手作扩胸运动,扩胸运动时手柄围绕旋转轴在约45度范围内转动,通过克服扭转弹簧的阻力来达到锻炼的目的。其原理如下图所示。
在使用过程中,使用者的双臂可以进行小范围的活动,从而在不影响正常的办公学习的前提下达到缓解工作疲劳舒展身体的目的。 - 10 -
三、多功能椅Solidworks仿真实现 3.1 基于Solidworks软件的多功能椅 SolidWorks为达索系统(Dassault Systemes S.A)下的子公司,专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。Solidworks软件功能强大,组件繁多。 有功能强大、易学易用和技术创新三大特点,这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。 在使用SolidWorks进行仿真建模的同时,也是用了working model软件对四连杆机构进行仿真计算,得到了腿部支撑机械结构的尺寸。对多功能椅健身器械中的拉伸弹簧和扭转弹簧的选用也使用了SolidWorks插件迈迪工具进行设计。减少了设计的周期和计算量。如图4-1。
图3-1 迈迪工具集设计各种弹簧 本文使用SolidWorks2014最新版本进行仿真建模,建模效果如图4-2