工业产品造型设计宿舍椅子.docx

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工业产品造型设计宿舍椅子

蚌埠学院

工业产品造型设计

宿舍椅子

靠背自由调节

姓名：

***

学号：

XXXXXXX

指导老师：

***

班级：

机制（升本）

一、椅子的历史

二、椅子设计的基本概念

三、市场调研

四、宿舍板凳现状

五、现代椅子设计风格的多元化发展

六、创意来源

七、座椅数据要求

八、试用人群

九、结构设计

十、效果简图

十一、方案选择

十二、装配图

十三、方案校核

十四、总结

前言

从现存最早的古埃及的黄金扶手椅到当前多种多样的坐具，椅子经历了一个漫长的发展历程，从重象征性、装饰性向重实用性、舒适性发展。

发展至当代，虽然各种椅子在设计风格方面的界限已经不那么分明，但我们仍可以将其归结为以下几种：

即波普及后现代主义风格；简约设计风格；有机现代主义风格：

高技术派设计风格。

将人体工程学应用到设计中可追溯到20世纪50年代，人机工程学原理已为许多工业设计师所采用，因而得以改善产品的人机关系。

一：

椅子的历史

一个半世纪以来,椅子的变革与建筑技术的发展是同步的,反映了社会需求和利益的变化,以致于可以将其理解为一部浓缩的设计史。

世界上第一把椅子诞生于4000多年前的埃及,它是以权力和等级的物化形式出现的,而在封建时代的中国,皇帝的座椅被称为“龙椅”,高官的座椅则被称之为“交椅”。

一把普通的椅子,却能因不同的时代和文化背景赋予了相同的内涵。

但是,对更早的古人而言,椅子也许是没有任何意义的家具,甚至是不为所知的（如日 本、中东等地的人有着席地而坐的习惯）直到几个世纪以前,椅子才开始成为每个人生活中的必需品;椅子的设计也从最初只为“坐下”这个动作而进行的简单体面表现,发展至对设计理念,以及材质、造型的全面需求———它不但起到了承载身体的作用,还以其亮丽的色彩与多样的形态装点着我们的生活,最终成为表达“自我”、展现个性的又一渠道。

新美术运动的不断涌现,使得家具设计变的艺术性,垂直方正的框架慢慢向抽象几何的方向发展,颜色也不再局限于大量的原木颜色,更多的色彩开始融入其中。

著名的家具设计师格里特·里维尔德在荷兰风格派画家蒙得里安大胆的利用三原色与非对称几何分割形式的抽象绘画中大受启发,创作出现在的家具名作———红蓝椅。

在整个椅子的设计历史中,椅子越来越与工业生产密切地联系起来,并在与其一同发展的过程中,更趋结构的复杂化和功能的多样化。

家具设计的突破总是伴随着艺术发展的步伐在前进,而设计的颠覆也总是出奇不意而颇富戏剧性。

自20世纪初伴随毕加索的那只“野兽”冲击美术绘画的抽象世界后,达利就带着他梦幻的作品卷入设计界,大胆抛弃一切有碍于主体线条的结构。

一些经典家具设计作品更是成为不朽 名作。

更多的优秀设计师的激情涌动使得家具设计界名作层出不穷,家具在大众眼中成为艺术品。

而在椅子的造型上,另类的设计赢得了现代人们的追捧。

布罗伊尔（Marcel Breuer, 1902—1981）1925年设计了世界上第一把金属代替木料的椅子,突破性地将传统的平板座椅换成了悬垂的、有支撑能力的带子,使坐在椅子上的人感觉更舒适,椅子的重量也减轻了许多。

这把优雅的座椅是设计拥趸们追捧的作品,蕴含其中的设计理念远远领先于设计师所在的时代,造型轻巧优美,结构单纯简洁,且具有很优良的性能,直至今日仍令人惊叹。

家具设计进入疯狂的金属时代。

金属的可塑性代表着设计师发散的思维,灵感可以自由的跳跃而不用再去理会那些繁冗复杂的制作过程

二：

椅子设计的基本概念

首先一个基本概念是:

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和销售上达到椅子这样的广泛性。

所以长时期以来，人们在椅子的设计、创造、革新上月稚注行的探索和努力超过了任何类型的家具。

可能除了汽车以外对椅子的设计、创造、研究和描述是我们这个时代最显著的人造物品。

    一张成功的椅子设计总是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。

在实用设计的层面上，一件椅子的设计与创造要与人的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，还必须联系到使用者在知识、情感、美学、文化等精神层面上的牛条珠需要。

在另一方面，就是设计与制造、工艺、结构之间的基本联系。

一张椅子在外表上看来是在制造一个实用的座具，其中也包含着其它的目的和风格上的考虑;从广义上看来，椅子的设训成五涵盖了不同的意识观念创造的方式和经济学理论等更深远的范畴。

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。

在过去的150年里，椅子的演变和发展与建筑、技术、艺术同步并反映出社会变革与需求功能的变化，椅子的演变可以说是浓缩了设计的历史。

Nelson）”在当代，没有任何一个领域在人体工程学的应用发展和进步方面能超过椅子，在现代办公座椅的设计与制造方面，特别是在先进技术的研究与应用方面，当代的设计师创造了许多符合人体工程学、美观、舒适又能提高工作效率的办公座椅

三：

市场调研

1.1:

调查背景

座椅是一种有靠背、有的还有扶手的坐具。

而现在一般的大学生宿舍的座椅，都比较简洁，然而一味的要求简洁，导致很多大学生宿舍座椅只有一块板和四根支撑得柱子组成，没有扶手，更没有靠背。

就目前的大学生的生活的大部分时间是在宿舍度过的，而没有扶手没有靠背的宿舍座椅，会影响到大学生的坐姿作业，容易是大学生感到疲劳和背脊酸痛，颈椎也容易受到伤害，对大学生的健康造成一定的影响。

综上所述，大学生座椅应该是有靠背、有扶手的坐具，目前的大学生座椅也不是都是不好的，但是还有很多不合理的地方，因为资金和其他的因素，而导致目前大学生座椅的不合理性。

1.2:

当前凳子存在的问题

1、没有靠背

2、坐面太硬

3、不够美观

1.3:

可调节座椅的好处

1、可免除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳

2、坐姿比站立更有利于血液循

3、有利于保持身体的稳定，这对精细作业更适

4、在脚操作场合，坐姿保持身体处在稳定的姿势，有利于作业。

5、在休息的时候，自由调节角度，可以自由选择舒适的角度，午睡也可以不用上床，直接躺在椅子上午睡，舒服，方便。

1.4:

座椅的要求

1、正常的姿势下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时则后凹。

在良好的坐姿状态下，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织上承受均匀的静负荷。

2、当处于非自然姿时，椎间盘内压力分布不正常，形成的压力梯度，严重的会将椎间盘从腰椎之间挤出来，压迫中枢神,产生腰部酸痛、疲劳等不适感。

3、座椅各零部件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边，各部结构不得存在可能造成挤压、剪钳伤人的部位。

4、无论操作者坐在座椅前部、中部还是往后靠，工作座椅坐面和腰靠结构均应使其感到安全、舒适。

5、座椅腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性。

在座椅固定不动的情况下，腰靠承受250N的水平方向作用力时，腰靠倾角β不得超过115°。

在靠背可动的情况下，倾斜角β不得超过135°。

6、座椅靠背可动，午睡不必到床上，可直接在座椅上休息睡觉，护颈可有选择的去掉或者自主安装上。

四：

宿舍座椅

五：

现代椅子设计风格的多元化发展 

（一）常见创意椅子欣赏

（二）设计分类

1、人机工程学的应用

到20世纪50年代，人机工程学原理已为许多工业设计师所采用，因而得以改善产品的人机关系。

这种座椅通过使人体坐姿前倾和膝部支承，让脊椎和躯体处于一条直线上，保持自然的平衡状态，从而使身体各部位能最佳地完成其功能，消除背部、颈部、臀部和腿部的应力。

这种椅子在造型上也别具一格

1）

2）设计师塞瓦斯蒂安格罗内迈尔的灵感来自微妙形式的兰花叶片。

顺利有机曲线其实是相当符合人体工学。

无论是从座椅靠背还是钢筋玻璃纤维材料，具有强劲的支撑。

他们由钢管棒镶嵌橡胶提供额外的舒适度

2、 新现代主义与高技术风格

如：

丹麦设计师克雅霍尔姆（Poul Kjaerhlom）设计的钢片椅，显得稳重而严谨

3、波普风格

1）  Nick Dine，纽约Dine Murphy Wood设计公司的核心人物之一。

以下是来自他的设计之作，带着他标签式的“现代pop”风格

2）

4 、新古典主义

1） 西式

2） 模仿美国“安娜女王式”风格：

椅子的顶部采用轭形，饰以浅浮雕，椅背是花瓶式的板条，坐面做成马蹄形即Ｕ形，所有的雕刻都不太复杂，这种样式被认为是借鉴了中国家具的样式

3） 中式

六：

创意来源

七：

座椅的数据要求

1、座椅高度 

座面高度指地面至就坐骨支承处的高度。

合适的坐高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放在地面上。

若座面过高或过低都会产生不适，坐面前缘应比膝窝低，并做成圆弧形。

座面高度按我国人体尺寸中的小腿加足高值，女性的5%（342mm）t 男性的95%（448mm），可取为380~450mm之间。

休闲用椅座面高度可降低。

2、座宽 

座宽能满足臀部就坐所需的尺度，使人能自如地调整坐姿。

通常 应以女性大身材第95百分位数值（346mm）的臀宽尺寸进行设计，以满足最宽人体的需要。

 一般可取400~500mm。

座宽尺寸不能太大，特别是对长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支撑，如座宽太大，肘部必须向两侧寻求支撑，反倒引起疲劳。

成排相邻放置的座椅，座宽应比人的肘间距稍大些，以免拥挤感。

3、座面长度

正确的设计应使臀部得到全面的支撑，腰部得到靠背的支持，座面前缘与小腿间留有适当距离，保证小腿可自由活动。

就工作座椅来讲，座深应按较小百分位数（5%女性401mm）的群体设计，即满足小身材者。

通常工作椅可取350~400mm，休息用椅可取400~450mm。

 一般不超过450mm。

4、坐面倾角 

座面与水平面夹角称为座面倾角。

当人坐姿处于腿、背之间夹角为135°时人体骨盆受力最为有利，因此坐面一般设计为前倾。

对办工用椅，一般前倾角为0°~70° 。

为克服身体前滑，也可将坐面设计成后倾形状，可使体重合理分布在臀部和背部，但后倾角不易过大，一般为3°~5°。

设计成倾角可调式。

而休息椅后倾角可大一些，一般取 14°~ 24 °，有利于肌肉放松。

5、靠背的高和宽 

靠背的作用是保持脊椎处于自然形态的轻松姿势。

设计靠背重点在腰部，即距离座面230~260mm处。

最好做成可调节式的。

靠背可分为肩靠和腰靠，作业场所的工作椅大部分属于腰靠。

靠背的最大高度可达480~630mm，最大宽度350~480mm。

支撑腰部以下的骶骨部分能增加舒适感，靠背下沿与座面之间最好保留有一定的空间（70~80mm），以容纳向后挤出的臀部肌肉。

靠背的横截面可以是一个半径小于1000mm的圆弧。

 6、靠背与座面夹角 

靠背与座面夹角若小于900，则腹部受压迫；夹角太大会降低人的警觉状态。

从保持脊椎的正常自然形态和增加舒适感考虑，该角为115°较为合适。

实际应用中视座椅用途不同采用不同值，如工作椅可取95°~105°；学生读书用椅可取95°~100°；休息椅可取105°~135°。

7、座面硬度 

与座面接触最紧密的是坐骨结节两个点，在这两个点周围约250mm2范围承受人体约70%的重量。

所以，人们久坐以后，感觉臀部酸痛。

若在座面上加上软硬适度的座垫，可增加接触面积，从而减少压力分布的不均匀性。

一般座垫的高度是25mm。

太软太高的座垫，易造成身体不稳，反而会产生疲劳。

在选则座垫材料时，还应考虑其散热和吸潮的能力，以及防止滑动的能力等。

 8、扶手高度 

在不妨碍执行某些特定作业的情况下，一般座椅可设置扶手。

扶手的主要作用在于支持手臂重量，以减轻手臂下垂重力对肩部的负担，增加舒适感；在就坐和起身站立或变换坐姿进，可利扶手支撑身体。

扶手高度一般取200~250mm。

两扶手的内间距最大不超过500mm。

扶手长度为200~280mm。

附：

一般人体尺寸调查

八：

适用人群

1、学生

2、上班工作人员

九：

结构草图预案

（一）座底可自由移动

主视图

左视图

座底安装有自由移动轮子。

可以360°自由移动，但是相较于不可自由移动底座，制造成本高，但易于移动

（二）座底不可自由移动

主视图

左视图

相较于可移动座底，不可移动座底成本较低，移动不方便，但制造简单，且有一定的弹性，睡觉时相对稳定，不会出现控制不了的自由滑动。

（三）有护腿

有

护腿，睡觉是时候腿可以伸直，不会一直弯曲，更舒服，更实用

（四）无护颈

无护颈（或护颈可自由安装），在不需要时，看着方便简洁，在有需要的时候可以自由选择安装，也可选择安装的高度。

（五）无护颈四腿林立

可由最基本的宿舍椅子稍加改装形成，成本低

俯视图

靠背调节器

（一）

扶手滑槽

靠背滑槽

可以自由安装在靠背，扶手侧面，安装简单，相较成本低廉，节省空间。

但是控制不易，自由度高

靠背调节器

（二）

形似汽车座椅靠背调节器，制造相对复杂，但是控制方便，且角度控制精度高

（六）靠背可折叠平放

将它的椅背放倒过来即可变成一个可供两人使用的凳子。

也可以当成简易小床，虽无扶手，但是宿舍来朋友时，这样的椅子将会非常实用。

（七）椅腿可调节

调节椅子腿的高度，变成另类的休息椅子，可以把椅子靠背设计高一点，达到休息的目的。

椅子腿直放，则可以当成椅子，“跪放”则可以看成是休息用椅。

但是不可以自由移动角度。

（八）方形可自由调节

形状像是由几个画框组成的，方形，后面的椅子腿可以调节角度，需要的时候方便使用。

（九）柔软座椅

可以自由拉伸，全部放在一起可以当作凳子，拉起一节可以当椅子，当全部拉伸可以当作是简易小床。

缺点是比较柔软，可变性太大。

（十）锻炼座椅

后背可调节，放下后可当成是锻炼器材，可以做仰卧起坐等健身运动，拉起来就可以当座椅使用

十：

椅子效果图

可移动有护颈

可移动无护颈

不可移动无护颈

十一：

方案选择

选择方案二：

底座不可自由移动，且有护颈的座椅

理由：

考虑到在宿舍的实用性，制造成本，已经美观舒适程度，选择不可移动有

护颈的方案。

因为在宿舍不需要座椅可以方便的移动，但舒适度又要有。

十二：

装配图

（1）椅子视图，尺寸

主视图

左视图

（二）零件效果图

主视图

左视图

座椅坐垫下面有滑槽，可以安装滚珠方便座椅移动

后视图

靠背后面也安装有两个滑槽，与座椅及扶手上的滑块相对应，相互约束，使靠背可以自由移动

扶手，靠背，坐垫连接详图

椅子底座

可由空心铸铁锻造，接地面相对较大，可以保证稳定性且不会轻易断裂。

扶手

设置有滑块机构，可由滚珠与靠背连接，保证其可以灵活运动，且可以起到固定作用，使靠背可以自由调节一定的角度。

椅子坐垫

开有滑槽，用于连接扶手，且使其可以一定程度上的自由活动

椅子靠背

靠背左右两边也开有滑槽，用于连接扶手，方便其一定程度上的运动

十三：

方案校核

十四：

总结

在做了这次宿舍座椅的分析与设计后，我们大概的了解到，原来有那么多人机工程设计应该关注和解决的问题。

大学生生活环境中的人机问题比比皆是：

床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、餐厅、超、市、网吧、学习工厂、银行、邮局、学习文具、计算机、手机、实验室、图书馆、运动场、公共汽车......无处不在。

我们看看当今社会，经济的迅速发展，使得机械设计市场也随着经济的浪潮急速上升。

虽然有很多好的影响，但是也有许多作品由于时间紧、任务重，来不及做科学的深入研究和仔细推敲就匆匆落成了，是许多设计成品不仅存在大量的缺憾，同时也造成了社会资源的巨大浪费。

说到原因，问题就在于对人体工程学的认识和应用不足。

由此可见，人体工程学对机械设计的重要性及经济效应。

通过这次调研分析，理论与实践的一次结合我们发现问题、调查问题，探索可能的解决、改进方案，却又不少收获甚丰。

通过这次调研报告，我们对人机工程学这门课程有了新的认识，明白了它对社会的重要性和实用性。

知道了如何运用所学的人机工程学知识去解决现实生活中存在的不符人机工程学方面的问题。

这次调研分析使我们在人机学实际问题的独立思考和解决问题的能力方面有所提升。

人体工程学的应用可以有效地提高我们生活的质量，深入的全面的学习人体工程学和机械设计的关系，有利于我们在今后的设计道路中，走的更远更好，创造更好的生活环境。