多功能桌椅的设计与应用研究

张重继

【摘 要】经过对国内的桌椅的综合分析，设计了一款多功能桌椅。它装有的重力平衡装置能够调整坐姿，隐藏式折叠桌面可做书桌使用，并在椅下的空间设置了抽拉式储藏板，可用于临时放置学习用品。多功能桌椅设计合理、结构简单，对矫正坐姿，预防近视起到积极作用。

【关键词】多功能；一体化桌椅；重力平衡装置

0引言

目前市场上的桌椅功能比较单一，多数是固定式的，随着人们生活水平的提高，对桌椅提出了新的要求。将桌子和椅子一体化设计，综合桌子和椅子的功能，能矫正坐姿、充分利用空间的多功能桌椅将能满足人们的需求。

1 多功能桌椅整体方案设计

多功能桌椅设计的总体思路是：首先要多功能即椅子兼带书桌；其次重力平衡装置使凳面可以随着人体重心转动以矫正坐姿；再次书桌可以方便简洁的书写，实现桌椅一体化。

1.1 一体化桌椅的组成及其工作原理

一体化桌椅的组成

一体化桌椅总体设计方案如图1所示。它由重力平衡装置、支撑装置、书写桌面、存储装置组成。

图1 智能多功能座椅总体方案图

桌椅的工作原理

桌椅的重力平衡调节功能是由重力平衡装置来完成的，它以可转动一定角度的椅面为主要支撑，高强度弹簧为辅助支撑。当坐姿不正，椅面倾斜人体会失去平衡，此时需及时调整坐姿，从而达到矫正坐姿的目的。书写桌面连接在椅子扶手位置，通过伸出旋转展开桌面，实现桌椅一体化。

2 多功能桌椅的主要结构设计

2.1 重力平衡装置结构设计

重力平衡装置设计由上下椅面、球面副构件、高强度弹簧组成，如图2所示。下椅面安有球头座，上椅面安有球面座 ，球头座和球面座构成球面副，上下椅面可以绕球心做相对转动，当人体坐在椅子上时，球头座和球面座构成球面副做主要支撑，上下椅面之间安有四组高强度弹簧做辅助支撑。在正确坐姿时，重心在椅面中心位置，球面副构件和高强度弹簧支撑身体保持平衡，当身体处于不良坐姿时，重心产生偏移，球头座和球面座相对转动使椅面倾斜一定角度，此时需要及时调整到标准坐姿，才能保持身体平衡。因此可以保持良好坐姿，预防近视、驼背的发生。

图2 重力平衡装置

椅面结构设计

椅面适宜的高度应使就坐者大腿近于水平，小腿自然垂直，脚掌平放于地面。椅面过高、过低都会感到不适，此高度为380-450mm为宜，经过调试440mm较适宜。椅面的宽度须能容纳身材粗壮的人，并考虑了冬季着装，最终将座椅的宽度调整为460mm，能达到最佳的使用状态。椅面深度是指椅面的前后距离，其尺寸应使臀部得到充分的支持，腰部得到靠背的支持，椅面前缘与小腿之间留有适当的距离，综上所述，椅面的深度应以420mm左右为宜。椅面角度经查有关资料，休息用椅为15-20度，工作用椅小于5度，考虑座椅的学习功能，设计椅面角度为0度，这样能达到较好效果。

2.2 书写桌面的结构设计

书写桌面的桌面由带铝合金边框的硬塑料板组成，桌面设计为可收縮式，桌面连接在三轨阻尼滑轨上，滑轨固定在扶手上，可以调节伸出长度。使用时，将桌面移至扶手前端，并从内侧将桌面旋转90度至水平位置，通过支撑杆支撑，桌面向椅背方向倾斜有10°的角度，可以让人更加舒适的书写，桌子不用时旋转至垂直位置收回扶手里。支撑装置通过受力分析、试验、比较，选用随意停支撑杆支撑。

2.3 存储装置的结构设计

存储装置由储物板、滑道组成，抽拉式储物板通过滑道连接在椅子下方，抽拉储物板可方便的放置学习用品，充分利用椅面下的空间。

3 结语

通过试验证明：多功能桌椅具有功能多、实用性强、使用方便、利用率高等突出优势，尤其是能养成正确的坐姿，预防近视和驼背的发生，其应用前景十分广阔。

【参考文献】

[1]赵江红.人机工程学[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.endprint