基于Pro/E的可折疊兒童椅設計

張樂瑩 仲俊平 沈志勇

(南京理工大學 泰州科技學院，江蘇 泰州 225300）

1 前言

可折疊兒童凳是外出游玩時方便寶寶休息的一款產品，它便于攜帶，因此受到很多人的青睞，但由于沒有靠背，所以寶寶在休息時背部得不到很好的放松。傳統的折疊椅由于尺寸和材質的問題，往往比較笨重，不適合兒童使用。所以，我們設計了一款可折疊的兒童椅，它既滿足了節省空間方便攜帶的要求，又可以讓寶寶在休息時更加舒適。

2 產品設計

可折疊兒童椅是一款面向兒童的產品，因此在設計過程時，除了可行性和經濟性外，產品的安全性也是我們考慮的重點。

2.1 產品材料

市場上椅子的常見材料主要有木材、金屬和塑料[1]。木材力學性能較好且環保[2]，但是木材容易被蟲蛀、易發霉，且價格較貴。金屬具有高彈性、高韌性和高強度的特點，便于加工出各種形狀，但是金屬的加工工藝復雜，設計的產品比較笨重和缺乏色彩，并且容易生銹。塑料擁有密度小、質量輕、耐磨損、抗振和化學穩定性好等優點[3]。隨著塑料模具技術的發展，塑料產品的質量得到提升，成本則進一步降低，具有很大的經濟優勢。

目前，塑料主要分為PP 材料、PVC 材料和ABS 材料。PP 材料的收縮率較大，在加工過程中容易產生變形、 縮孔和凹痕；PVC 材料的穩定性不高，且具有一定毒性，對年幼兒童有一定危險性；而ABS 材料具有力學性能好，耐磨性較高，尺寸穩定性好等特點。因此，我們采用了ABS 塑料作為可折疊兒童椅的材料。

2.2 產品外形

根據中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局發布的《學校課桌椅功能尺寸》標準（GB/T 3976-2002），可折疊兒童椅的座面高度定為25cm。靠背與座面的角度設定能夠防止人體向前移動并讓腰部以及背部依靠在靠背上。靠背的角度一般在90°～100°之間，這樣不會讓盆骨內側因為不拉直而造成肌肉的緊張。在設計靠背的時候要使靠背能夠向后傾一些角度，這樣就能夠達到要求。另外，產品中所有尖角的地方均倒成圓角。

2.2.1 靠背設計。靠背下部的橢圓形鏤空設計為折疊椅子的抓手。為了使椅子看上去不單一，再加上了一些六邊形、圓形和三角形等幾何圖形的設計，這樣不僅能夠吸引住兒童的眼球而且也能夠節省一些材料。當背部靠在靠背上的時候為了能夠承受住向后的力，在靠背下方拉伸出一個長方形擋塊，使用時將抵住座面，使靠背更安全。

2.2.2 座面設計。座面是椅子最重要的部分，它直接受到力的作用。在座面的兩端設計一些凸出來的圓柱，這不僅有利于零件與零件之間的連接而且避免了一些尖角。當人坐在座面上的時候這些圓柱也避免了應力集中的出現。座面上的橢圓也是便于在折疊椅子的時候能夠抓住椅面； 座面上設計的一些矩形孔可以將椅子腿部凸出來的部分在折疊時嵌入進去，便于折疊后通過摩擦力的固定住椅子腿，而且也避免了折疊時出現干涉。在連接椅子腿圓柱的外側設立長方體是為了防止椅子腿向外張，在椅子腿內側對應的挖兩個槽其中一個槽是為了能夠裝銷釘，一個槽是為了裝固定件防止椅子在打開的時候椅子腿向內運動造成不穩。

2.2.3 椅腿設計。該產品中一共包括后椅腿、左椅腿和右椅腿三個零件。后椅腿最上方設有凸出的圓柱，便于與座面板的連接。將該椅腿板面中間部分挖空的目的是為了保證在折疊時不與另外的兩個椅腿零件發生干涉。后椅腿下方設計兩個凸出的椅腳可以增加受力面，使更加平穩而不易傾倒，如圖1 所示。

圖1 后椅腿

左椅腿和右椅腿的設計與后椅腿大致相同，不同之處在于右椅腿上設計有兩處凸出來的圓柱，如圖2 所示，它將與左椅腿相應位置的凹槽相配合，使折疊后的椅腿能夠固定住而不發生晃動。

圖2 右椅腿

2.3 產品零件的裝配

將座面和靠背通過銷釘連接所制成的面板在折疊的時候，座面板可以旋轉一定的角度。折疊后板面與板面之間沒有角度也沒有發生干涉的現象。

3 結束語

本文采用Pro/E 三維軟件輔助設計了一個可折疊式兒童椅，材料選擇安全無毒的塑料，成形性能好。該可折疊式兒童椅高度是根據各年齡段兒童身高取的均值，適合大多數兒童使用。另外，考慮到出行的便利性，兒童椅可以折疊成很小形狀，便于攜帶。考慮到產品的力學性能要求和生產利潤的問題，以后可以對產品結構進一步優化。

[1]胡名芙.論材料與技術對現代椅子設計的影響[J].科技資訊，2008，2:72～73.