概念座椅的設(shè)計(jì)與研1-資料下載頁

　　

【正文】 主要是依據(jù)人體測量數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)舒適的座椅尺寸和調(diào)整參數(shù)。動(dòng)態(tài)舒適性主要研究座椅的隔振減振設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是座椅懸架機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。操作舒適性主要研究座椅與操縱裝置之間相對位鷺躺食理布扁矧題。人體正常的腰部蕊捻髓狀悉爹傾幢F的曲線形狀。在這種狀態(tài)下，各椎骨之間的間距正常，椎間盤上的壓力輕徽而均勻，椎間盤對韌帶幾乎沒有推為作用，人最感舒適。人體作彎曲活動(dòng)時(shí)，各椎骨之間韻闊翟巨發(fā)生變化，椎間盤則受推擠和摩擦，并向韌帶作用推力。韌帶被拉伸，致使腰蘸感到不舒適。腰彎曲變形越大，不舒適黲越嚴(yán)重。直立姿或各種坐姿時(shí)的腰椎弧線均會產(chǎn)生或多或少的變形，均會有一定程度的不舒適感。因此，盡量使腰椎弧線接近正常的生理弧線是舒適坐姿的前提，也是座椅設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的基本原則。(4)人的上肢及手的活動(dòng)范圍人的上肢活動(dòng)范圍的測定，是以人的站點(diǎn)固定不動(dòng)，以肩關(guān)節(jié)為圓心，手臂長為半徑所劃出的球面形空間。若兩臂同時(shí)活動(dòng)，則其空間范圍即為一個(gè)近似的橢球體(圖6．27)，圖中陰影區(qū)是推薦的最佳活動(dòng)范圍。由圖可見我們坐在電腦前操作鍵盤和鼠標(biāo)時(shí)手臂活動(dòng)部分超出了舒適范圍，長時(shí)間保持不舒適姿勢勢必引起疲勞甚至疼痛。本課題中的辦公型方案改變了鼠標(biāo)和鍵盤的位置，東北失學(xué)碩士學(xué)位論文第三章面向本國用戶的概念設(shè)計(jì)過程把二者置入舒適活動(dòng)范圍。圖3．10手臂作業(yè)范圍(ram)Fig 3．1 1 Manipulate range ofarras(ram)以上改進(jìn)后的方案也涉及到手部的操作舒適性，手在空間的最大作業(yè)范圍一般定為，以減去手掌長度后的手臂為半徑所畫的圓弧范圍。凡在這個(gè)范圍內(nèi)布置作業(yè)，一般均可保證人作業(yè)時(shí)，能很好地抓握操縱控制器和進(jìn)行其它工作。圖3．6是手掌活動(dòng)范圍的兩視圖，圖3．7給出的是正常人的手部結(jié)構(gòu)尺寸。圖3．11手掌活動(dòng)范圍Fig 3．I 1 work range ofhands查些壟莖壁圭至堡壘塞整三主魚魚查旦旦￡箜墊壘堡塑堡壘圖3．12手部結(jié)構(gòu)及活動(dòng)范圍Fig 3．12 Work range andcongstrueture3．4．8本方案的在人機(jī)方面上的改進(jìn)之處根據(jù)前文所述，本課題中的辦公型設(shè)計(jì)方案面向的目標(biāo)人群有其特殊性，即長時(shí)間重復(fù)自肌的輕微操作，心肺活動(dòng)小，血液循環(huán)總是保持平穩(wěn)輕微狀態(tài)。又沒有相應(yīng)的場所和時(shí)間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉，且工作時(shí)姿勢單一，時(shí)間長，工作壓力較大，容易引發(fā)慢性疲勞、頸椎病。針對以上情況，設(shè)計(jì)方案特意作出如下改進(jìn)：(1) 可放倒的靠背，放倒后可作躺椅，午間或工余時(shí)間方便休息。(2) 仿劃船姿勢的臂力器，用簡單盼彈簧提供阻尼，置于椅子扶手內(nèi)，放倒椅背即可作為健身器使用，短時(shí)間內(nèi)即可鍛煉大肌肉(紅肌)，改善血液循環(huán)，增強(qiáng)體質(zhì)。(3多層仿人體表面形狀的坐墊，更易于分散體表壓力，更舒適。(4) 置于扶手下的鍵盤和鼠標(biāo)墊，如前所述更符合人體工學(xué)原理，更舒適。(5) 靠背的折疊設(shè)置，可以在不放倒靠背情況下折疊，改變坐姿狀態(tài)下身體的腰、臀兩點(diǎn)支撐為頭、腰、臀三點(diǎn)支撐，更加舒適。因加入功能較多，結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，容易增加重量和制作成本。且過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與簡潔明快的辦公氛圍不符。設(shè)計(jì)中極力簡化，以達(dá)成人．機(jī)環(huán)境的協(xié)調(diào)。3．5座椅設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)處理3．5．1材料與工藝由于設(shè)計(jì)方案由座椅與小家電類產(chǎn)品組成，涉及的材料也主要包括這兩類現(xiàn)代的座椅類設(shè)計(jì)材料從傳統(tǒng)的木、石、皮革、竹、藤等天然原始材料發(fā)展到今天的金庸、塑料、玻璃、布藝，給現(xiàn)代產(chǎn)品帶來了全薪的產(chǎn)品形態(tài)。制造技術(shù)從傳統(tǒng)的手工技藝發(fā)展到工業(yè)時(shí)代的機(jī)械化生產(chǎn)，再發(fā)展到信息時(shí)代的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)，設(shè)計(jì)手段從手東北犬學(xué)碩士學(xué)位論文第三章面向本國用戶的概念設(shè)計(jì)過程工繪圖發(fā)展到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cAD)，科學(xué)技術(shù)是推動(dòng)家具設(shè)計(jì)發(fā)展的最終動(dòng)力。以新技術(shù)、新材料為動(dòng)力的主導(dǎo)因素開辟了產(chǎn)品的新天地。傳統(tǒng)的手工卵榫框架結(jié)構(gòu)一直是家具的主要結(jié)構(gòu)工藝，沿襲幾千年使家具造型無法真正創(chuàng)新。現(xiàn)代木材加工新技術(shù)開創(chuàng)了全新的制造技術(shù)與構(gòu)造工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代膠板熱壓彎曲型工藝、現(xiàn)代強(qiáng)力膠合、貼面封邊技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床加工成型技術(shù)，全面開創(chuàng)了現(xiàn)代家具類產(chǎn)品在造型上的全面改觀。金屬與塑料、塑料與涂料、布藝與皮革、人造板材、人造石材、人造纖維、仿真印刷紙張等新材料廣泛應(yīng)用于家具，不斷演繹現(xiàn)代家具的新概念。座椅的部分主要由框架和包覆物兩部分組成。再融合工程塑料外殼的電子產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)尺寸較大，且需要一定的強(qiáng)度，主要考慮使用框架結(jié)構(gòu)，搭配塑料部件和軟墊，包括高檔自行車使用的輕合金鋼，鉻鉬鋼是其中較常見的一種，含碳0．29一o．39％，鉻o．4—1．20％，镅0．15．O．3％。其強(qiáng)度遠(yuǎn)高于鎂合金和鋁合金，與鈦臺金相當(dāng)，其良好的延展性可以有效轉(zhuǎn)移局部應(yīng)力。鋁合金強(qiáng)度比較高，耐腐蝕性好，甚至可以不用表面裝飾涂層。鈦合金中溫性能好，耐腐蝕，比強(qiáng)度高，抗疲勞性好，但較為昂貴，也連成本也高，不易加工。碳纖維是由碳元素組成的高強(qiáng)度纖維，具有優(yōu)異的力學(xué)、物理和化學(xué)性能，可以減震、吸能，耐候性好，設(shè)計(jì)自由度大。其剮住可以調(diào)節(jié)，在健身器材中使用，調(diào)節(jié)得當(dāng)可以防止人體關(guān)節(jié)受傷。采用內(nèi)壓整體成型還可以獲得較大的設(shè)計(jì)自由度。綜合考慮價(jià)格和技術(shù)因素，座椅的框架結(jié)構(gòu)較為簡單，彎管部分準(zhǔn)備采用鉻鉬鋼。扶手部位采用工程塑辯(ABS)，分左右模開模，與人手臂接觸的部位外賭檬膠墊。座椅表面有人造革或真皮包覆，具有韌性、防水性和耐磨性，為了塑造座椅的直觀外形，外罩應(yīng)該與整體的色彩相協(xié)調(diào)，達(dá)到美觀效果。椅子坐墊和椅背中間的填充物主要考慮到壓縮強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度。為達(dá)到柔軟舒適的效果，采用彈性好，強(qiáng)度好的高撕裂強(qiáng)度的熱固性泡沫塑料。底板用于支撐坐墊，也是連接座椅主體的重要部分，不外露，對外形要求不高，考慮采用金屬支架支撐下的PP加碳酸鈣的塑料板。3．5．2細(xì)節(jié)要點(diǎn)因?yàn)楸疚闹性O(shè)計(jì)方案在結(jié)構(gòu)上是折疊座椅為主，并與電子產(chǎn)品的融合，還具有健身功能。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中具有其特殊性。考慮到座椅、健身器材和電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)并融合起來。(1)形態(tài)的細(xì)節(jié)語言能暗示主要功能的操作方法。《2)與環(huán)境協(xié)調(diào)，少占用空問。《3)避免尖角，減少零碎部件。東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第三幸面向本國用戶的概念設(shè)計(jì)過程(4)與身體接觸部分與人體曲線一+致。(5)容易沾染汗水的地方考慮到擦洗方便。(6)復(fù)雜結(jié)構(gòu)盡量不外露。(7)活動(dòng)的構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)靈活、平穩(wěn)、流暢、無噪音。(8)必要的保護(hù)性結(jié)構(gòu)。(9)造型上細(xì)節(jié)與整體風(fēng)格的一致。(10)輸入設(shè)備與座椅連接自然，不用時(shí)可收起，不妨礙使用，使用時(shí)位置牢固。3．5．3各部設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)介紹產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化的進(jìn)程，這個(gè)過程從最初的概念草圖設(shè)計(jì)開始，逐步的深入到產(chǎn)品的形態(tài)結(jié)構(gòu)、材料、色彩等相關(guān)因素的整合發(fā)展與完善，并不斷用視覺化的圖形語言表達(dá)，這就是設(shè)計(jì)的深化與細(xì)節(jié)研究。造型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行材質(zhì)、肌理、色彩的裝飾設(shè)計(jì)。在造型、材質(zhì)、肌理、色彩、裝飾設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)確定之后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零部件設(shè)計(jì)、特別是結(jié)構(gòu)的分解的剖析，應(yīng)進(jìn)行大量的細(xì)節(jié)推敲與研究。結(jié)構(gòu)與細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)研究應(yīng)注意如下內(nèi)容：3．5．3．1坐墊和靠背部分相關(guān)人體工學(xué)原理前文已經(jīng)提到，人呈較舒適坐姿時(shí)，重力主要由臀部和背部支撐，稱為兩點(diǎn)式，長期呈坐姿工作的人也可能頭向后靠，形成頭、肩、臀三點(diǎn)支撐。坐墊和靠背不僅是與人體舒適程度密切相關(guān)的部分，還是面積最大的部分，外形直接影響總體效果。圖3．13是人機(jī)工程學(xué)中所介紹的座椅一般模型，體現(xiàn)與人體自然曲線的最佳匹配。但本設(shè)計(jì)沒有直接采用這一結(jié)果，設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)該體現(xiàn)人文關(guān)懷的精神，把人楓工程學(xué)和美學(xué)結(jié)合起來。考慮到材料的硬度，也考慮到前文所提到的人體壓力應(yīng)盡量分?jǐn)偟脑瓌t。設(shè)計(jì)中采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，既有底層與人體曲線匹配的支架，也有用于緩沖的軟墊，中間空隙也用軟墊填充，在保證舒適的前提下使產(chǎn)品外形保持簡潔明快，與辦公室的環(huán)境協(xié)調(diào)，努力符合趨簡的現(xiàn)代設(shè)計(jì)潮流。東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章面向本國用戶的概念設(shè)計(jì)過程圖3．13線圖Fig 3．13 Pho39。tograph ofcurves3?5 3 2支架部分本文涉及的所有設(shè)計(jì)方案中，支架都是很重要的部分，即是功能需要，也是體現(xiàn)風(fēng)格的部分。不只關(guān)乎結(jié)構(gòu)與功能，其彎曲蜿蜒的外形也是方案中主要的的活潑元素。因?yàn)榭赡艹惺苋梭w運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的較大的力，材質(zhì)采用電鍍的鋼管。3．5．3．3用于運(yùn)動(dòng)的部分在辦公室使用的座椅必須充分考慮到與環(huán)境的協(xié)調(diào)一致，不可以破壞辦公氛圍；也不可以占用太大空間；使用者穿著多比較正統(tǒng)，應(yīng)避免過于繁雜的結(jié)構(gòu)外露而掛、夾衣物，造成的不便；還必須避免運(yùn)動(dòng)姿勢不雅觀。本課題的運(yùn)動(dòng)型方案采用劃船姿勢的鍛煉方式，充分考慮到辦公者的使用場景，兼顧舒適性、儀式性，既可以放松大腦、調(diào)節(jié)身心、鍛煉上肢。也不會占用太大的空間，只要操作者把本方案座椅椅背放倒，平行于辦公桌防止即可操作。如果只需要休息，而不需要鍛煉，放倒椅背，用于運(yùn)動(dòng)的部分也不會占用太多空間。3．5．4藝術(shù)設(shè)計(jì)仿生學(xué)因素的融入(1)仿生學(xué)簡介千變?nèi)f化的自然物象一直是人們汲取設(shè)汁靈感的源泉。仿生學(xué)是～門新興學(xué)科，被認(rèn)為是生物學(xué)理論和方法被應(yīng)用于工程技術(shù)的學(xué)科，是仿照生命系統(tǒng)的，或在某種意義上反東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章面向本國用戶的概念設(shè)計(jì)過程映生命特征的，或與生命系統(tǒng)相似的科學(xué)。廣義概念是研究生物的各種各樣的特征，并以之為模仿對象來改善現(xiàn)代設(shè)備并研究新技術(shù)。仿生學(xué)的狹義理解是：仿生學(xué)是研究生物體接受、傳遞、加工及其機(jī)制，并以之作為模擬對象，來設(shè)計(jì)各種各樣的白控機(jī)制的科學(xué)。仿生學(xué)和藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合由來已久，早在原始社會人類就學(xué)會了模仿威猛動(dòng)物的花色紋飾自己。“形式追隨功能”這句話也是生物學(xué)家拉馬克的觀點(diǎn)，這句話至今還作為造型的原則之一。(2)仿生因素與設(shè)計(jì)產(chǎn)品的融合如果說人類的進(jìn)化主要體現(xiàn)在患維意識的進(jìn)化，那么仿生意識一直將自然生物的結(jié)構(gòu)和功能導(dǎo)入人的生存和發(fā)展中，并從物質(zhì)形態(tài)上推進(jìn)人類進(jìn)化中的質(zhì)的轉(zhuǎn)變。人類的產(chǎn)生與發(fā)展始終擺脫不了自然界的影響，“仿生”在設(shè)計(jì)形態(tài)豹開發(fā)中不多向更高水平發(fā)展。當(dāng)今的仿生學(xué)時(shí)間主要是在產(chǎn)品開發(fā)中，從仿生形態(tài)方面加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與機(jī)能的形態(tài)意趣，如仿蠶絲的燈具、仿獵鷹形態(tài)的跑車、甲殼蟲轎車、仿蜘蛛的榨汁機(jī)。也有的產(chǎn)品從自然生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)中獲得功能性的啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)其中充分利用自然規(guī)律的竅門，通過仿生提高了產(chǎn)品的性能，比如仿照蛛絲建造懸索橋，就是利用蛛絲網(wǎng)的受力原理。圖3．14為成功仿生設(shè)計(jì)案例。圖3．14仿生設(shè)計(jì)案例(仿蛇形)rig 3．14 Example for bionic design設(shè)計(jì)的方法渺如煙海，仿生設(shè)計(jì)是一種借助于大自然力量的優(yōu)秀設(shè)計(jì)方法。大自然為我們提供了無數(shù)解決問題的答案。任何一個(gè)人如果越親近大自然，越有機(jī)會去發(fā)現(xiàn)存在于自然事物中環(huán)環(huán)相扣的道理與精確美學(xué)的觀念。環(huán)顧周遭事物，都是生物經(jīng)過千萬年不斷東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章面向本國用戶的概念設(shè)計(jì)過程演化改進(jìn)后的最佳結(jié)果，生物從一出生開始就必須與環(huán)境搏斗以求生存，在此先天環(huán)境條件下，所有的生理結(jié)構(gòu)、機(jī)能必須持續(xù)進(jìn)化，以符合獵食與避免被獵食的生存基本需要，亦即達(dá)爾文在物競天擇中提到的：唯有大自然中最好的設(shè)計(jì)才有被保留下來的機(jī)會。而設(shè)計(jì)的過程就有如生物進(jìn)化過程一般，從開始到最終結(jié)果包含了無數(shù)次實(shí)驗(yàn)、測試和修正，以達(dá)到最完美的程度。草圖中的一款設(shè)計(jì)辦公型方案遵循了仿生設(shè)計(jì)的理念。原本并未準(zhǔn)備融入仿生設(shè)計(jì)，可是經(jīng)過反復(fù)推敲，既要以盡量少的支點(diǎn)，又要占用盡量少的空間，又不可以破壞整體的簡潔形象，還不可以絆到臨近者的腳，一個(gè)仿照海獅的兩點(diǎn)支撐折疊躺椅的設(shè)計(jì)最能滿足需要。海獅的身體適應(yīng)在大海中生活的需要，發(fā)展出魚一樣的流線外形，身體不象陸地動(dòng)物那樣有體積較大的四肢單，但還具備在陸地生活的能力，海獅利用簡單而弱小的鰭和尾部就實(shí)現(xiàn)了支撐身體的功能，本設(shè)計(jì)方案也是盡量弱化支撐部分點(diǎn)的外形效果，卻能放棄其功能，采用可伸縮的椅腿和叉狀的椅腳，這種形態(tài)與海獅的胸鰭狀前肢都是用來盡量以較小體積來支撐較大主體部分得，所以海獅的部分身體結(jié)構(gòu)從功能上與本設(shè)計(jì)的要求不謀而和。所以說本設(shè)計(jì)方案從模仿其功能，發(fā)展到迸一步模仿其結(jié)構(gòu)。娛樂性方案是模仿人體骨骼造型設(shè)計(jì)的，也可以感覺到蛇的整體外形存在。未使用時(shí)采用雙腿下跪的姿態(tài)，使用時(shí)因重力作用自然下墜到跪坐的姿態(tài)，避免單調(diào)乏味，融入這類游戲場所眩目的環(huán)境。3．6輸入設(shè)備設(shè)計(jì)j入前文所逡：辦公型座梅譙詩方寨審掘器了與新韶穩(wěn)入讖備。利用藍(lán)牙技術(shù)，這些設(shè)備擺脫了數(shù)據(jù)餞盼束縛，只要崔造裂土稍溯酴動(dòng)，j麟靜戥笥鷹耪融為一體。3，6．1與傳統(tǒng)方案的對比傳統(tǒng)的鍵盤和鼠標(biāo)是最通用酌輸入輸出，設(shè)備，寓虢遂沒有將座椅年Ⅱ此二者結(jié)合起來的先例。原因經(jīng)初步設(shè)想大致有如下船點(diǎn)，① 輸入輸出設(shè)備結(jié)構(gòu)想對復(fù)雜，較難與座椅融合一體。② 人們還沒有習(xí)慣于使用形狀特殊的鍵盤和鼠標(biāo)，一時(shí)難于接受。③ 鍵盤等產(chǎn)量往往較太，且附加值較高，而辦公座椅相對產(chǎn)量小，附加值低，不同渠道的產(chǎn)品結(jié)合起來銷售問題多。④ 藍(lán)牙技術(shù)未出現(xiàn)和未普及的時(shí)代，鼠標(biāo)與鍵盤要用線與主機(jī)相連，所以整合的方案影響外觀簡潔和功能的實(shí)現(xiàn)。隨著藍(lán)牙技術(shù)的普及，鼠標(biāo)和鍵盤脫離了導(dǎo)線的限制，在保證功能的基礎(chǔ)上有了更大的設(shè)計(jì)自由度。東北大學(xué)碩士學(xué)住論支第三章面向本國用戶的概念設(shè)計(jì)過程3．6．2座椅把手與輸入設(shè)備二者結(jié)合的好處(1)改進(jìn)之處操作者自是更加舒適，可以采用兩點(diǎn)支撐也可以采用三點(diǎn)支撐的坐姿操作電腦。是長時(shí)間使用者的福音。①更加節(jié)省空間不必配備專門的電腦桌擺放鍵盤。②整合后的方案令辦公設(shè)備更簡潔，加上液晶顯示器或更先進(jìn)的直接戴在眼睛上的可視設(shè)備，可以讓辦公空間更舒適、隨意。前椅后桌的，有很多笨重家具排滿辦公室的時(shí)代可望有