1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化多功能椅子设计一、选题的背景与意义11选题背景在家具设计中，最让设计师钟情的要数椅子的设计。椅子是室内坐姿活动的必要家具，是最主要的室内用品,也是日常生活中使用频率最高的器具。芬兰设计大师塔佩瓦拉曾说道，“椅子的设计是任何室内设计的开端”。因此,长期以来，椅子是设计师关注的重点。随着生活质量的不断提高，舒适、方便已逐步被人们所重视。则椅子设计方面首要保证舒适、方便。同时，现在世界生活水平越来越追求高效率，产品的多功能往往会吸引更多的消费者的青睐。椅子，作为生活必需品，在保证舒适度、强度下，具有多功能用途显得格外重要。12研究意义针对现有椅子单一功能状况，
2、设计一种多功能椅子，从而在功能、舒适、强度方面满足人不同需要；同时设计一种折叠式的椅子，在存放、运输方面可带来很大的利益空间；在功能上，将椅子与其他功能结合起来，实现“一物多用”。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题21基本内容将首先简要分析、总结现有椅子设计特点、设计理念、设计思路等，通过对现有椅子进行市场调查，把握椅子设计的基本情况和存在问题，针对具体问题，明确椅子设计方向，确定设计方案，再通过实验，计算等方法检验方案的可行性，在此基础上设计多功能椅子扶手、座面、靠背等结构，计算尺寸，确定选用材料，绘制多功能逃生椅造型图、装配图及零件图，最后制作实物模型。在制作过程中发问题，再做一些修改。
3、提纲1多功能椅子概念的提出22多功能椅子的结构和功能简介3多功能椅子使用功能分析4多功能椅子使用功能设计22拟解决的主要问题1现有椅子设计的设计方法、设计理念、设计原则；2多功能椅子设计方案的确定，包括应具有的功能，结构设计，材料选择；3设计的椅子在功能、外形、制造、结构等方面的可行性；4多功能椅子制造方法、使用方法、使用寿命。三、研究的方法与技术路线31研究的方法1文献研究法就椅子方面的文献进行查阅，对现有椅子的种类、外观、功能、使用性能等内容进行分类整理，把握现有椅子设计方向、设计理念、设计方法，从而找到设计方向；2调查研究法通过市场调查等方式，把握不同种类椅子的设计方式，结构原理，寻找功
4、能、结构等优缺点；3实验研究方法确定方案时或实物制作后，对设计的椅子的受力、强度等进行实验检验，确定方案可行性。32技术路线在完成本设计任务时，将按以下步骤进行1通过查找资料、调查研究等方法，整理总结现有椅子设计的特点、方法、理念等；2在研究现有椅子基础上，就功能、使用场合、使用人群等提出多功能椅子的设计方向；3提出多种设计方案，对多种设计方案进行实验、调查、假设等方法，确定最佳设计方案；4设计多功能椅子扶手、座面、靠背等结构，计算尺寸，确定选用材料；5绘制多功能逃生椅造型图、装配图及零件图；3四、研究的总体安排与进度2010年11月10日确定选题；2010年11月11日11月15日确定题目；
5、2010年11月16日11月19日查找文献、阅读文献，完成毕业论文任务书；2010年11月20日12月1日完成外文翻译、文献综述及开题报告的初稿；2010年12月1日12月10日修改文献综述及开题报告；2010年12月10日12月20日完成外文翻译、文献综述及开题报告；2010年12月21日2011年2月1日确定设计方案及其主要计算，绘出总装配图、零件图；文献资料市场调查现有设计状况功能比较优势、不足确定设计方向确定设计方案修改方案实验修改完善42011年2月2日2011年5月8日制作实物模型，完成毕业设计论文的撰写。2011年5月22日毕业设计答辩。参考文献1许美琪椅子在日常使用中的受载分析
6、J家具,2008640422晏群,秦苏基于人机工程学理念的新型座椅设计J人类功效学，2007244473胡名芙论材料与技术对现代椅子的影响J科技资讯,2008272734耿晓杰记十把20世纪中期的椅子佳作J家具与环境,2006223275王克刚,郭宗和,徐宗刚一种新型机动车多自由度减振座椅J山东理工大学学报，200912166杨卫芳小论椅子设计J平原大学学报,200761281297付丽华介绍一种病房专用多功能椅J医疗卫生装备,20051074768何明“动坐”概念的椅子设计J中国新技术新产品,200924819高英强浅谈趣味座椅设计J林业机械与木工设备，200711354010王蓓商用车悬挂
7、座椅的设计J技术纵横，20058162011李丽娟,蒋高明,缪旭红,叶青办公座椅用双针床经编提花间隔织物的设计J叉车技术,20102273012陆剑雄,张福昌,申利民坐姿理论与座椅设计原则及其应用J江南大学学报2005662062513卢云械用悬架座椅的性能比较J中南林业科技大学学报,2010518418814夏岚,李文琳,刘文金基于人机工程学的客车椅设计方法研究J南方农业,201033515王炜,苏晓毅浅析居住区景观中的座椅设计J20105塑料工业393916李艳、朱毅千奇百怪的现代椅J家具与室内装饰,200903,242517SJLEGG,HWMACKIE,WMILICICEVALUATI
8、ONOFAPROTOTYPEMULTIPOSTUREOFFICECHAIRJERGONOMICS（2002）15316318LIESBETHGROENESTEIJN,PETERVINK,MICHIELDELOOZE,FRANKKRAUSEEFFECTSOFDIFFERENCESINOFFICECHAIRCONTROLS,SEATANDBACKRESTANGLEDESIGNINRELATIONTOTASKSJAPPLIEDERGONOMICS,20093623705毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化关于多功能椅子设计的研究综述摘要椅子设计是一项专业性很强的技术,设计师必须创造性地把造型、结构
9、、材料以及经济学因素综合在一起进行整体考虑。本文主要在舒适、外观、功能等方面归纳现有创新型椅子，了解其设计方向与创新点。同时在研究相关文献的基础上，对椅子设计原理、设计方法等进行总结，在椅子设计多样化的背景下，椅子设计理念与理论，是值得深入研究与探讨。关键词椅子设计原理多功能舒适性没有任何物品的设计与人类的密切关系能超过椅子的设计。同时，也没有任何一种类型的家具在创造与销售上达到椅子这样的广泛性。一张成功的椅子设计总与制造的质量和使用功能紧密围绕联系在一起的。任何一个设计师通过一张椅子的创作同时也在演绎着椅子本身的特殊的需求和功能。心理与生理产生联系，以及考虑座椅的造型和材质。与此同时，还必须
10、联系到使用者在知识、情感、美学、文化等精神层面上的特殊需要。在另一方面，就是设计与制造、工艺、结构之间的基本联系。无论从哪个角度来看，一张椅子，从设计师到制造商都必须与社会的需求结合起来，实用功能是椅子的最终目的。1、椅子分类按材质分类实木椅、钢木椅、板式椅、玻璃椅、铁艺椅、塑料椅、布艺椅、皮艺椅、椅子、皮革椅、发泡椅等；按使用分类办公椅、餐椅、吧椅、休闲椅、躺椅、专用椅等；按行业分类酒店椅子、酒吧椅子、西餐厅椅子、咖啡厅椅子、办公椅子等；按物理性能分类绝缘椅、防静电椅、导电椅等；按结构分类固定木脚椅、固定四脚钢管椅、带升降五星爪轮椅、带升降五星爪固定脚等；2、现代椅子设计典型案例21舒适性椅
11、子设计6由于椅子是与人体接触最为密切的家具,其舒适度是衡量椅子设计优劣的重要标准之一。力求坐感舒服是椅子设计的最基本要求，所以在现有椅子设计上，增大受力面积，减小压强或使用软包使之更随意、更自由、更放松，不断地提高座椅的舒适性。一张椅子的设计创意需要真正解决的是使椅子更加舒适的支撑人体坐式，与人体更加吻合与协调，与此同时尽量减少人们的心理压力，更加安全和健康。根据文献，列举以下舒适性椅子。1、弹椅这款弹椅（图1）的形状和普通的木质椅相同,但是使用了一种特殊的材料使椅面和椅背具备弹性,人坐上去很柔软,有种被轻轻托粉的舒服感觉,而且椅子质地很轻,方便移动。图1弹椅图2跪椅2、跪椅这是一款家庭用餐椅
12、的设计,如图2，它将普通椅子的直腿增加了一段拐角,就像是下跪一样。使得椅子与桌子之间更加紧凑。这即满足了使用功能,而且有趣的创意可以为家居生活带来更多的生机。3、思考椅日木研制出一种有助于人思考的椅。这种椅子的靠背上,装有一只枕头,内有微波设备,可对头部实施辐射。人只要在这椅子上坐一段时间,思路就更加开阔、敏捷。4、冷暖椅英国一家公司的新产品。坐上这种椅子后,只要打开开关,椅子便会产生热量。如果是夏天,打开另一个开关,立即就会有一股冷风吹来,使人凉爽。这种椅子装在汽车上,能给人解除旅途劳疲。5、椰型椅英国试制的这种椅子形状象椰子,椅坐、椅背及扶手是一个整体,能使人体各部位都得到休息。同时,还具
13、有按摩作用,使用它既舒适,又能帮助人们消除疲劳。76、抽气座椅前座椅设计特别内置了两把平面抽气扇，分别安装于椅背及坐垫内，表面布满无数小孔，以作空气疏导，令与身体紧贴的部位可经常保持清爽舒适，提高驾驶警觉性。这张椅说得上是冬暖夏凉，除夏天可使用这两把抽气扇外，寒冬季节亦带有发热功能。但亦有令人忧虑的地方，经年使用风扇随时会出现噪音及振动的情况。7、S座椅转换器波兰设计工作室BETON设计的S座椅转换装置是由一个聚乙烯泡沫材料制成的座椅套，可将普通的硬质椅子转换为更舒适的扶手椅。22美观椅子设计一个好的椅子设计，往往会考虑到人们精神层面上的要求和满足，必需具有艺术内涵，使人们得到审美快感和流行时
14、尚的享受。在古代椅子中,雕刻、镶嵌、镀金、绘画等装饰浑然一体,在现代椅子中,新材料、新技术、新工艺的综合运用,使椅子的造型让人耳目一新,是功能和艺术的完美结合。设计者不仅对使用者的坐姿和坐乘感受进行设计,而且也对使用者的行为和社会角色进行定位。在现代设计中,椅子设计打破既定思维,造型奇特怪诞,突破了材料、结构的界限,给人很强的视觉冲击,让人们对椅子更是“刮目相看”。例如有灵魂的魔鬼椅子（图3），GHOSTCHAIR的设计师DRIFT认为,椅守气包像是人一样,是有灵魂的,或许在普通椅子褶皱不平的表面下我们看不到什么,但是它应该存在。椅子使用晶莹剔透的透明有机玻璃制成,可以看见内部构造,就像人体的
15、解剖。图3灵魂椅图4INNOVATIONC椅如图4，INNOVATIONC椅子，这款椅子造型采用英文字母“C”的形状,在造型的弯曲度上使上下两个面产生错层,这样椅子的坐面和扶手面都有了。设计师8的设计可谓精妙,摒弃了设计中通常惯用的点、线、面相结合的手法,利用单一的线条来表现设计师的想法。流畅的线条在扭曲中完成了自身的功能,坐垫或者扶手通过一体成型的工艺加工而成,完全无接缝。23多功能性椅子设计随着物质生活水平的提高,人们对家具的要求也越来越高,比如座椅设计更趋向于多功能,以满足人们的个性化需求和各种功能需求。高英强文献9中着重提出，趣味座椅往往在“坐”之余还具有其它功能。图5所示的椅子就可随
16、时方便地通过一种新奇有趣的方式灵活地变成桌子。它专为小空间设计,即使空间非常狭小也能轻松地转换,而且结构简单,外型时尚,曲线造型完全符合人体工程学的要求。椅子设计并没有固定模式，由于时间、地点的不同，使用功能也发生变化，设计师们摆脱以往椅子的单一功能，设计了可多用的椅子。1、储物椅如图6，设计师运用巧妙的手法把座位和扶手下方设计成抽屉的形式,大大增强了这款椅子的功能在椅子原始的“坐”的功能上,添加了储物的功能。图5组合椅图6储物椅9图7书椅图8镂空装饰椅2、书椅图7所示，在结构上,是综合了书架和椅子构造,使其同时具有坐和存放书籍的功能。书椅是由弯曲胶合板制成,在椅背和座位下分别用隔板分成各个空
17、间存放书籍,使在椅子上休息的人方便阅读。3、镂空装饰椅这款椅子（图8）通体采用镂空的三角形装饰,一侧扶手和两个椅腿是采用一块板材折叠而成,设计师还在椅子的扶手地方折出一小方空间存放随手阅读的书籍,可谓空间利用精到。4、履带椅这是澳大利亚为残疾人研制的轮椅,座盘有四只轮子,可在平地行走,也可灵活地上下楼梯。此外还备有一根装有计时器和音响装置的拐仗,供收听使用。5、多功能椅美国生产的多功能椅备有收录机、照相机、电话机、微电脑、手表等。它造型奇特,使用方便,能充当服务员,为你接电话、拍照片,让婉转悠扬的歌声伴你休息。此外,它升降自如,宛如一把梯子同时,它还能记帐,将家庭收支记入“电脑”中,供合理安排
18、。6、多功能办公椅美国科学家在美国援外合作署提出的“21世纪的援助技术”设计邀请赛上展示了他们的一款看似普通的办公椅，它可以在短短十几秒钟内拆分成包括工具、心跳感应器等一系列逃生自救必备品，在危急时刻，也许它能挽回许多宝贵的生命。7、爬台阶轮椅澳大利亚专家为残废人设计了爬台阶轮椅。底部的四个胶轮供平,地行驶,而履带则帮其灵活地上下楼梯台阶和爬坡。8、球型椅这种由西德生产的大型椅子,装有沙发、台灯、收录机、电视机、可调角度的写字板及小型书架。此外,还有一个活动盖,盖的顶部有通风口,当10周围有刺耳的噪音时,将盖子放下,便可防止噪音干抚。图9病房专用多功能椅9、病房专用多功能椅如图9，平时可以做床
19、旁椅使用，将椅靠背向上提拉再放平即可发挥小饭桌作用。拉动坐椅下方的推拉板即可露出储藏柜，用于放置大小便器，储存便器柜底层隔板设有通风孔，便于通风。椅腿装有万向轮，便于移动。10、两用折叠椅加拿大设计师PHILIPPEMALOUIN设计了一款名为HANGER的两用折叠椅。它折叠之后可以当作衣架使用。图10两用椅子图11多功能椅子11、两用椅子图10所示，这款椅子可以通过变换成为躺椅和座椅。12、多功能椅子如图11，此椅子可以是小书桌，可以变换成跪式椅，还可成为书柜。图12QS办公椅13、QS办公椅此款椅子主要针对办公室人员而设计，如图12所示，可变为膝靠式和后靠式椅子，将脚垫做适当调整,可以实现
20、对膝部的支持,形成膝跪11式作业方式。这两种功能的转换,通过扶手处的机构调整实现。此处设计有圆弧导轨,扶手与座面通过机械结构相连,扶手在圆弧导轨上可以相对运动。24人性化椅子设计现代椅子体现了当今社会设计的主题，实用主义人性化设计。很多设计师针对场合的不同，设计出不同类型的椅子。最典型的人性化设计椅子就是公共场合的椅子。例如，针对等候时间较长、等候场所人员众多繁杂、同一环境安装量大的特点而设计的候车、候诊防盗座椅。它可以以单元延伸的面貌出现，便于横向连排组合。在设计中根据椅子大的形态趋势，在座椅的座板下方设一箱体，座板即为箱盖，当人坐在上面时箱子始终处于封闭状态。这样当使用者稳稳坐在上面时，即
21、使处于看书、打盹的态,“别人”也会难以下手。还有则针对仅需为人们提供较短使用时间的场所而设计和为在设置于公园、城市广场绿地休息处而设计防盗椅。3椅子设计中的原理应用就椅子设计而言，包含椅子本身的物理结构设计和符合使用者人体生物力学要求的设计。前者属于家具工程工作，后者则为工业设计或人机工程学所要探讨的领域。就椅子设计中，设计师根据椅子种类不同，使用的原理也不一样。陆剑雄等在文献12中探讨了坐姿理论和座椅设计的原则，运用人体解剖学原理，分析不良坐姿造成的不舒适感和脊椎疾病，用姿势原状恒定原则分析坐姿行为，认为坐姿变化是人体在稳定和变动之间寻求平衡以取得折衷的过程；提出了座椅设计的基本原剁震英主要
22、的参考数据，据此对优秀座椅设计范例进行了解析，并说明其各自特色，从而进一步验证了座椅设计的科学依据。随着现代机动产业的发展，机动椅子设计在椅子设计中显得尤为重要。要求设计机动座椅时，必须考虑人体共振频率和车辆的共振频率，采取减振措施，尽量避开人体和车辆的共振频率。卢云等探讨工程机械使用过程中引发的振动对人体产生的影响，介绍常见座椅悬架系统。通过ISID7O962000试验，比较分析空气悬架座椅和机械弹簧悬架座椅的减振性能，供实际选用时参考。王克刚等以机动车三自由度减振问题为例,研究了一种并联多自由度减振座椅,它是以一种变形的3PRRS并联机构为结构基体,通过改变相应的运动副为阻尼装置,在不同路
23、况下可实现自由度和变自由度减振,有效改善机动车座椅振动过大的现12状,减轻多种外界激励传递到驾驶员人体的振动,从而提高座椅的乘坐舒适度椅子的强度、使用寿命等问题也是椅子设计的一部分，则需对椅子进行受载分析。为了测定载荷，有必要对人体坐姿本身的分析和评估进行系统的审查。现在已有许多研究工作是关注坐着的人的身体活动次数的，一些研究报道了评估椅子人体工程学各个方面的许多测定方法和准则。但是对日常使用中椅子的力学载荷仍鲜为人知。许美琪在文献1中提出，人体测量学的数据用于确定产品的尺寸,人体工程学的概念用来作为评估在日常使用中人体坐姿所需要做出的变化的参数。佩尼罗和茨尔尼克测定过,人体的全部重量的75落
24、在仅有4平方英寸的面上，这是一个相当大的载荷,分布在一个很小的面积上,其结果是在人的臀部下产生一个很大的应力使人感到疲劳和不适,不得不改变坐姿来缓解这种状况。另外，人体与椅子的相互关系建模方法也许是一种分析日常使用中受载的实用方法，为了达到结构上的可靠亦即家具的安全性，以受载分析来设计家具的结构,选择材料也是必要的。胡名芙在论文献3中说，作为室内设计最重要一环,椅子的设计受到两个重要因素的影响,就是材料和技术。两者对于椅子设计有着重要的影响。材料是设计师实现设计的物质条件,技术则是设计师实现设计的有力保障。椅子的人体工程学研究,在设计和制作一流的椅子方面发挥着决定性的作用。人机工程学，是应用人
25、体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法。人机工程学主要研究工程技术如何与人体尺寸、生理及心理特征相适应。张晓珂等提出，在椅子设计中我们必须坚持应用人体工程学等理论,做到室内空间中椅子的尺度,造型、色彩及其布置方式,都尽量符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，使人机与环境互相协调,最终达到人们舒适生活的目的。夏岚等以人机工程学的理论为基础，从坐姿、座椅外形曲线、体压分布、几何参数、座椅材料5方面对设计进行评估。4、简要小结在多数情况下，设计师设计椅子时，要结合功能与美学的效果，考虑到制造工艺、材料应用和产品结构，还有市场因素、使用对象和最终成本等因素。不同的椅子强调不
26、同因素的组合关系，它们取决于设计师在不同时间、环境下的优先13考虑和利益需求。随着现代家具的发展，椅子设计在追求舒适性、美观性的基础上，越来越关注功能多样性。设计师在椅子设计方面，在外观方面与美学结合，给予人们视觉上的冲击，在舒适度方面也取得突破性进展，在功能上，突破了功能单一性，其他使用功能相结合，达到“一物多用”的目的。但是，现有椅子设计往往会顾此失彼，过于追求外观，从而忽视舒适性问题。同时，在功能上虽取得了一定的突破，但由于结构、强度的限制，还处于发展初期阶段，在科技时代，功能多样性有巨大的潜在市场，所以开发创造椅子的新功能，将迎来巨大的机遇与挑战。参考文献1许美琪椅子在日常使用中的受载
27、分析J家具,2008640422晏群,秦苏基于人机工程学理念的新型座椅设计J人类功效学，2007244473胡名芙论材料与技术对现代椅子的影响J科技资讯,2008272734耿晓杰记十把20世纪中期的椅子佳作J家具与环境,2006223275王克刚,郭宗和,徐宗刚一种新型机动车多自由度减振座椅J山东理工大学学报，200912166杨卫芳小论椅子设计J平原大学学报,200761281297付丽华介绍一种病房专用多功能椅J医疗卫生装备,20051074768何明“动坐”概念的椅子设计J中国新技术新产品,200924819高英强浅谈趣味座椅设计J林业机械与木工设备，200711354010王蓓商用车
28、悬挂座椅的设计J技术纵横，20058162011李丽娟,蒋高明,缪旭红,叶青办公座椅用双针床经编提花间隔织物的设计J叉车技术,20102273012陆剑雄,张福昌,申利民坐姿理论与座椅设计原则及其应用J江南大学学报2005662062513卢云械用悬架座椅的性能比较J中南林业科技大学学报,2010518418814夏岚,李文琳,刘文金基于人机工程学的客车椅设计方法研究J南方农业,201033515王炜,苏晓毅浅析居住区景观中的座椅设计J20105塑料工业393916李艳、朱毅千奇百怪的现代椅J家具与室内装饰,200903,242517SJLEGG,HWMACKIE,WMILICICEVALUA
29、TIONOFAPROTOTYPEMULTIPOSTUREOFFICECHAIRJERGONOMICS（2002）1531631418LIESBETHGROENESTEIJN,PETERVINK,MICHIELDELOOZE,FRANKKRAUSEEFFECTSOFDIFFERENCESINOFFICECHAIRCONTROLS,SEATANDBACKRESTANGLEDESIGNINRELATIONTOTASKSJAPPLIEDERGONOMICS,MAY200936237015本科毕业论文（20届）多功能椅子设计摘要随着生活质量的不断提高，人们越来越追求物品外观、结构的时尚性，在这种背景下，
30、产品的多功能往往吸引越来越多消费者的青睐。椅子，作为生活必需品，具有多功能用途显得格外重要。很多设计师针对椅子多功能设计出各色各样有趣味的椅子，这不仅符合设计要求的创新性，同时适应生活的多样性。对此，本文介绍一种新型多功能椅子，该椅子与高楼逃生装置结合，不仅在平时可作为座椅使用，同时在紧急状况下可作为逃生器使用。此外，16椅子通过灵活转换可以成为桌凳组合体，以实现椅子“一物三用”的功能。本文首先就椅子设计要求作简要介绍，然后在椅子三种功能、结构、尺寸、装配等方面进行详细说明，再针对扶手、坐面、靠背等结构进行受力分析，以计算的方式选择螺栓等零配件，同时分析计算椅子各部位应力情况，校核各组件的强度
31、，以确定各零件尺寸与材料。最后就此方案的可行性在优势与经济效益两方面进行简要阐述。关键词多功能；椅子；设计；逃生ABSTRACTASTHEQUALITYOFLIFEBEINGONTHERISE,PEOPLEAREPURSUINGTHEAPPEARANCEANDSTRUCTUREOFGOODSBEINGFADDISHAGAINSTTHISBACKGROUND,THEMULTIFUNCTIONALIZATIONOFGOODSISDRAWINGMOREANDMORECONSUMERSFORCHAIRS,ASONEOFLIFESNECESSITIES,BEINGMULTIFUNCTIONALISPAR
32、TICULARLYIMPORTANTLOTSOFDESIGNERSHAVEDESIGNEDVARIOUSINTERESTINGCHAIRSTHATNOTONLYCOMPLYWITHINNOVATIONTHATDESIGNREQUIRES,BUTMEETDIVERSIFICATIONINLIFEHERETHEARTICLEWILLINTRODUCEANEWMULTIFUNCTIONALCHAIRITSCOMBINEDWITHLIFEEQUIPMENT,WITHWHICHTHEUSERSCANGETAWAYFROMDANGERWHENINEMERGENCYBESIDES,ITCANBECONVER
33、TEDINTOTHEGROUPOFDESK17ANDSTOOLTHETEXTWILLINTRODUCEDESIGNREQUIREMENTSABOUTCHAIRBRIEFLY,THENPUTANIMPORTANTINTRODUCEONTHETHREEFUNCTIONS,STRUCTURE,SIZEANDASSEMBLINGOFTHENEWCHAIRNEXTITWILLCALCULATEANDANALYZETHEINTENSIONONTHEARMREST,CUSHION,BACKRESTANDSOON,INORDERTOCONFIRMCHAIRSSIZEANDMATERIALFINALLY,ITW
34、ILLEXPOUNDADVANTAGEANDECONOMICBENEFITOFTHECHAIRTOPROVETHEDESIGNSFEASIBILITYKEYWORDSMULTIFUNCTIONALCHAIRDESIGNLIFESAVER目录摘要15ABSTRACT16目录171绪论1911座椅设计要求1912多功能椅子设计要求2013多功能椅子设计方案的提出202椅子功能设计介绍201821作为座椅使用功能20211座椅结构设计21212座椅尺寸确定2222作为逃生器使用功能22221逃生使用功能介绍23222与现有逃生器优势比较26223逃生椅主要技术参数27224适用范围2823桌凳组合功
35、能28231使用方法28232桌凳组合结构设计293多功能椅子装配方法3031座椅装配方法3032缓降器装配方法324多功能椅子强度计算分析3341螺纹连接件的选择33411靠背组螺栓组的选择33412缓降器螺栓选择3542椅子钢管支架、靠背支架强度校核3743缓降器轴的校核4044有关速度控制系统的设计445经济可行性分析4951优势分析4952经济效益分析496小结50参考文献51致谢错误未定义书签。附录错误未定义书签。191绪论椅子是人类生活中最主要的家具，长期以来很多设计大师对椅子设计情有独钟。开始，椅子设计主要集中于舒适方面，随着人们生活水平的提高，人们越来越追求外观视觉的冲击，但现
36、在，一张成功的椅子设计与制造的质量和使用功能紧密联系在一起。任何一个设计师设计作品时都演绎着椅子本身特殊的功能需求。在实用设计方面，椅子设计与人类心理、生理有必然的联系；另一方面，椅子设计要涉及制造、工艺、结构等各方面的内容。在功能方面，随着世界物质多功能性的概念的提出，椅子多功能性也越来越被被人们所追求。但是在功能上要求越多，椅子对结构、性能、制造和外观要求也越高，因此，在设计多功能椅子前，我们应该对椅子设计要求进行伸入探讨。11座椅设计要求多功能椅子设计首先要保证人体可倚靠其中并达到休息目的的功能。座椅设计需要考虑功能、结构、造型、色彩、材料、生产等多方面因素，并要负荷人体生理、心里及人体
37、活动规律，最大限度减轻人体疲劳，达到安全、舒适、方便、美观的目的。根据人机工程学原理2，可得出一般椅子大概尺寸要求。坐高，即地面至坐垫垂直距离，能够使人在平直坐立下，双脚能轻松地平贴地面，尽量使大腿与小腿弯曲角度为90。这样大腿与小腿的肌肉处于放松状态，减少脚酸痛、肿胀等状况。市场上一般坐高为406445MM之间。坐宽，即坐垫面横向长度或者两扶手之间的距离，一定要适中，避免过宽与过窄的情况。扶手间距离过大会导致人手臂处于悬空状态，过小，人会感觉退步会有挤压、紧张的不舒适感，长时间对人体肌肉骨骼可能造成伤害。一般坐宽为380500MM。扶手高度与长度，在身体坐正的条件下，最好能够支撑前臂。扶手轮
38、廓曲线最好是平滑无棱角，避免表面凹凸棱角给手臂带来不舒适感。座椅扶手宽度一般为50MM左右，长度一般为200400MM之间。坐深，即坐垫外边至靠背之间距离，应保证人背部靠在靠背上，双脚能够轻松平贴地面，以让腰部、腿部肌肉放松。一般坐深为380480MM。靠背高度与倾斜角度，即坐面至靠背顶端垂直高度及靠背与竖直面之间夹角，主要用于放松身体的腰部、背部、肩膀与头部。靠背高度分为低靠、中靠、高靠三种类型，可根据使用场合、使用对象灵活设计，而靠背角度一般为5102012多功能椅子设计要求多功能椅子在保证“坐”的功能之外，最大亮点为达到“一物多用”的目的。多功能椅子可包括很多功能，例如集各种家具功能于一
39、体。一物多功能的实现方式有多种，主要有增加配件与灵活转换的方式。增加配件，即所谓在椅子上增加另一种装备，比如翻转电脑桌、小抽屉甚至一些高科技控制系统9。灵活转换，即将通过连杆机构连接，以有趣灵活变换的方式转换成另一种物件或者装备，例如灵活转换成桌子、书柜、躺椅等。而这种转换是通过机构连接，则在设计上对连接部位有严格强度、精度要求。13多功能椅子设计方案的提出随着物质生活水平的提高，人们对家具的要求越来越高，而椅子设计更趋向于多功能，以满足人们个性化需求与多功能需求，这种多功能性设计也给生活添加了无限的趣味。本设计首先利用人机工程学原理设计椅子的尺寸，力求设计一种舒适美观的座椅。同时，将椅子与高
40、楼逃生器结合起来，让一把普通的椅子不仅可以作为家具使用，而且可在紧急情况中作为逃生器使用。此外，设计椅子靠背，使其灵活转换成一把凳子，从而实现了桌凳组合。这样，通过对椅子结构功能方面进行研究设计，以设计一种“一物三用”的椅子。2椅子功能设计介绍21作为座椅使用功能在外观设计方面，扶手与坐面借鉴了传统中国式座椅风格，简单朴素；在结构设计方面，脚架支撑参照现有椅子“L”型椅脚的固定方式。其三维效果如图211，结构尺寸如附件211CAD二维图图211椅子整体效果图211座椅结构设计其主要结构（如图212所示）包括“L”型窗台支架、夹紧装置、箱体、箱体盖、靠背组件、箱体支架、“L”型椅子脚架、椅子支撑
41、脚架、缓降器组件。1“L”型窗台支架2夹紧装置3箱体4箱体盖5靠背组件6箱体支架7“L”型椅子脚架8支撑脚垫9缓降器组件图212椅子主要结构22图213椅子主要尺寸212座椅尺寸确定按照人机工程学原理确定椅子的主要尺寸，如图213尺寸标注坐高H1可通过卡紧装置进行调节，可适用于老人、小孩等不同人群，其调节范围为18256625MM之间；坐宽L1取484MM；坐深L2为466MM；扶手距离L3为365MM；椅脚长L4为510MM466MM,保证使用时椅子不向后翻转；靠背选用高靠，H2为557MM，可保证一般人坐于其中，头部可靠在靠背顶部倾斜部分，让人更加舒适；靠背顶部选择较流畅的曲线，平均靠背倾
42、斜度7。在材料选用方面，结合座椅与高楼逃生器所需的强度，“L”型窗台支架、箱体支架与“L”型椅子脚架选择GB/T81621999合金钢管Q345，外径为32，管厚2MM，经过压铸成型。由于支撑脚垫起到支撑椅子平放、保护“L”型支撑脚架与减震的作用，则其应使用软质材料，类似橡胶，我们选择ABS材料，经过注塑成型。22作为逃生器使用功能23据公安部消防局统计，近年来全国每年发生火灾约为15万起，其中家庭火灾约占总数的三分之一，死亡近800余人，占火灾死亡人数的70以上。从以上数据中我们可以发现，家庭火灾死亡人数占总的死亡人数的三分之二以上，这有很大原因是遇难者没有一种可靠的应急逃生装置。在日常的生
43、活中存在着多种安全隐患，这样不仅仅要提高人们日常的安全防范意识还应该在灾害发生时可以尽量的减少损失，应急逃生器也就是生活中必不可少的。我们的作品就是针对这种需求，设计产生的。该作品是与逃生器功能有效结合的椅子。此多功能椅子不仅可以在日常生活中充当家居用品，而且可以在发生灾害的时候起到救人的作用。该设计的最大特点是将逃生器与座椅结合起来，在现有的逃生器基础上，设计一种便于存放、使用方便、操作简单、安全可靠的逃生器。克服了现有逃生器不易收纳、不易发现、使用存在心里障碍以及使用故障，达到安全、高效的目的。在结构上，通过挂钩固定式和手控开关增加稳定性；在使用上，采用安全垫代替安全带，增加人的舒适度，同
44、时缓解紧张情绪来克服心里障碍；在存放时，将座椅与逃生器有效结合达到存取方便，便于发现。221逃生使用功能介绍与逃生装置结合的椅子，其主要通过椅子框架卡紧窗台方式固定方式，将箱体中速度控制装置缓降器固定于窗台，从而代替传统缓降器固定方式，其逃生使用状态如图221所示。图221逃生使用示意图1窗台卡紧方式。椅子框架材料为合金钢Q345，功能卡紧窗台，作为逃生器固定的装置。椅子框架可24承受150KG的重量，逃生时，椅子框架可形成类似于逃生梯卡钩，将缓降器固定于窗台如图222所示。夹紧装置图223，与折叠自行车座位、车头高度调节方式类似。当发生事故时，打开开关，即可调节调节脚架与箱体之间的距离，使其
45、与窗台紧密结合，增加安全性，此代替传统缓降器固定装置，避免螺钉固定墙面易松散的弊端。椅子脚架与箱体之间距离D1可调节范围为148441MM之间，墙体厚度一般为200340MM之间，故可适用与任何宽度的窗台。图222窗台卡紧方式图223窗台宽度调节2速度控制系统箱体，材料为木料，内装有缓降器、绳索、“逃生衣”等。功能椅子的靠墙支撑面和存放缓降器。同时箱体又是椅子的支撑面，主要承力面。缓降器置于箱体中，固定方式如图25224所示，通过带有“V”形底座与外盖固定于“L”型支撑架上。此种方法解决了逃生器存放问题，与椅子结合，既实用又雅观，同时避免缓降器与绳子分离。图224缓降器固定示意图同时对原有缓降
46、器进行改装，将原有四个齿轮改为三个齿轮，减轻缓降器重量和体积。底座与外盖增加“V”形支撑架，解决缓降器与椅子固定问题。，缓降器结构图225所示，二维尺寸与选用材料如附件2CAD图纸有三个齿轮，磨擦轮毂，两个摩擦块、轴等。工作时，通过主机内的行星轮减速机构及磨擦轮毂内的磨擦块的作用，保证使用者依靠自重始终保持一定速度安全降至地面。滑降绳索采用优质软钢丝绳内芯，外层编护层组成，具有抗拉强度高，耐燃性好，安全性能好，柔软舒适等特点。当挂重100千克时，其滑降速度05米秒08米秒；加快滑降速度09米秒25米秒。261绳索2外盖3轴4摩擦块5摩擦轮毂6连杆7转盘8底座9销10内齿轮11大外齿轮12小外齿
47、轮13螺栓14螺帽15导向轮16导向轮轴图225缓降器结构示意图3“安全衣”图226所示材料为纤维布料，带有三个安全带，一长两短，每个安全带上联接一个挂钩。功能平时放在椅子坐垫下，可承载150KG以内重量，整体美观、大方、舒适；逃生时，两短带分别绑住两大腿，长带绑住腰部，这时垫子类似于一件衣服，将挂钩挂在逃生绳上，就可代替一般逃生安全带，同时解决了逃生安全带勒住人体腰部，所有力作用于腰部的缺点，增加了舒适度和安全感，小孩、老人都可适用。图226“安全衣”使用示意图4使用方法当发生火灾等紧急情况时，逃生者首先打开箱体盖，取出“安全衣”，将椅子翻转后固定在窗台或阳台等承重构件上，再打开卡紧装置，调
48、节箱体与脚架之间距离，直至夹紧窗台。再取出箱体中绳索，将其抛出。再穿上将“安全衣”，将“安全衣锁扣与缓降器绳索另一段连接。在准备好后，爬过窗台，在攀爬时，人可用手抓住椅子扶手等部位，提高安全系数，放手后，人将随着缓降器的运转缓缓安稳得下降，第一人着地，第二个人穿上另一“安全衣”以同样方法逃生，如此往复。该作品的受力分析，经过了严密的计算与试验，保证了使用的安全性。222与现有逃生器优势比较与逃生功能结合的主要优势有1、该作品为与家具功能有效结合，实用性和美观灵活性比市场上已有的椅子、逃生27器好。2、相对于一般逃生器，由于在日常的生活中经常接触到它，那在使用时必定也就不会感觉到太过于陌生，甚至
49、在灾害发生时可以轻易想起还有这样一个逃生器。3、在整体的外观设计上会尽量的使其看起来有人性化，不会太过于机械化，这样会给逃生的人一个较具有亲和力的心理暗示。4、这个逃生器在设计时在其与建筑接触的地方进行改进，使其既可以适应阳台不同的宽度，也可以适应窗台的窗框的宽度，这样就可以在逃生时增加梯子的稳定性，使人更加有安全感。5、缓降器的设计，可以实现平稳的下滑速度，增加安全性。绳索可以实现往复式使用，为更多人的逃生提供了保障。同时包裹式的“安全衣”，让人在心理上感觉安全。223逃生椅主要技术参数主要参数如表1表1逃生椅主要参数使用工作高度1030米使用载荷重量10100千克每次承载人数1人速度控制系统强度3822牛顿椅子挂钩强度10000牛顿绳索强度3822牛顿100千克负载下降次数15米高，200次主机重量6千克缓降速度负载35千克039米/秒负载65千克052米/秒负载100千克064米/秒28224适用范围产品主要适用于居住楼和办公楼等建筑，考虑到实用性和作品本生逃生效率的局限性。另外就建筑高度和建筑形式而言，因为绳索的长度有限，考虑到逃生安全和人的心里接受能力，一般适用于10层以下的建筑的用户，适用墙体的厚度在148厘米441厘米范围内。建筑形式上要求建筑外围存在类似窗台或者坚固的阳台构件，用于逃生时的
