多功能桌椅的設計與應用研究

張重繼

【摘 要】經過對國內的桌椅的綜合分析，設計了一款多功能桌椅。它裝有的重力平衡裝置能夠調整坐姿，隱藏式折疊桌面可做書桌使用，并在椅下的空間設置了抽拉式儲藏板，可用于臨時放置學習用品。多功能桌椅設計合理、結構簡單，對矯正坐姿，預防近視起到積極作用。

【關鍵詞】多功能；一體化桌椅；重力平衡裝置

0引言

目前市場上的桌椅功能比較單一，多數是固定式的，隨著人們生活水平的提高，對桌椅提出了新的要求。將桌子和椅子一體化設計，綜合桌子和椅子的功能，能矯正坐姿、充分利用空間的多功能桌椅將能滿足人們的需求。

1 多功能桌椅整體方案設計

多功能桌椅設計的總體思路是：首先要多功能即椅子兼帶書桌；其次重力平衡裝置使凳面可以隨著人體重心轉動以矯正坐姿；再次書桌可以方便簡潔的書寫，實現桌椅一體化。

1.1 一體化桌椅的組成及其工作原理

一體化桌椅的組成

一體化桌椅總體設計方案如圖1所示。它由重力平衡裝置、支撐裝置、書寫桌面、存儲裝置組成。

圖1 智能多功能座椅總體方案圖

桌椅的工作原理

桌椅的重力平衡調節功能是由重力平衡裝置來完成的，它以可轉動一定角度的椅面為主要支撐，高強度彈簧為輔助支撐。當坐姿不正，椅面傾斜人體會失去平衡，此時需及時調整坐姿，從而達到矯正坐姿的目的。書寫桌面連接在椅子扶手位置，通過伸出旋轉展開桌面，實現桌椅一體化。

2 多功能桌椅的主要結構設計

2.1 重力平衡裝置結構設計

重力平衡裝置設計由上下椅面、球面副構件、高強度彈簧組成，如圖2所示。下椅面安有球頭座，上椅面安有球面座 ，球頭座和球面座構成球面副，上下椅面可以繞球心做相對轉動，當人體坐在椅子上時，球頭座和球面座構成球面副做主要支撐，上下椅面之間安有四組高強度彈簧做輔助支撐。在正確坐姿時，重心在椅面中心位置，球面副構件和高強度彈簧支撐身體保持平衡，當身體處于不良坐姿時，重心產生偏移，球頭座和球面座相對轉動使椅面傾斜一定角度，此時需要及時調整到標準坐姿，才能保持身體平衡。因此可以保持良好坐姿，預防近視、駝背的發生。

圖2 重力平衡裝置

椅面結構設計

椅面適宜的高度應使就坐者大腿近于水平，小腿自然垂直，腳掌平放于地面。椅面過高、過低都會感到不適，此高度為380-450mm為宜，經過調試440mm較適宜。椅面的寬度須能容納身材粗壯的人，并考慮了冬季著裝，最終將座椅的寬度調整為460mm，能達到最佳的使用狀態。椅面深度是指椅面的前后距離，其尺寸應使臀部得到充分的支持，腰部得到靠背的支持，椅面前緣與小腿之間留有適當的距離，綜上所述，椅面的深度應以420mm左右為宜。椅面角度經查有關資料，休息用椅為15-20度，工作用椅小于5度，考慮座椅的學習功能，設計椅面角度為0度，這樣能達到較好效果。

2.2 書寫桌面的結構設計

書寫桌面的桌面由帶鋁合金邊框的硬塑料板組成，桌面設計為可收縮式，桌面連接在三軌阻尼滑軌上，滑軌固定在扶手上，可以調節伸出長度。使用時，將桌面移至扶手前端，并從內側將桌面旋轉90度至水平位置，通過支撐桿支撐，桌面向椅背方向傾斜有10°的角度，可以讓人更加舒適的書寫，桌子不用時旋轉至垂直位置收回扶手里。支撐裝置通過受力分析、試驗、比較，選用隨意停支撐桿支撐。

2.3 存儲裝置的結構設計

存儲裝置由儲物板、滑道組成，抽拉式儲物板通過滑道連接在椅子下方，抽拉儲物板可方便的放置學習用品，充分利用椅面下的空間。

3 結語

通過試驗證明：多功能桌椅具有功能多、實用性強、使用方便、利用率高等突出優勢，尤其是能養成正確的坐姿，預防近視和駝背的發生，其應用前景十分廣闊。

【參考文獻】

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[2]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2006.endprint