1、校徽畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：多功能辦公椅設(shè)計(jì)學(xué) 院：專 業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 2014 年 4 月 3 日 目錄目錄- 2 -中文摘要- 1 -Abstract- 1 -題目要求- 2 -第1章 緒 論- 3 -1.1 多功能椅設(shè)計(jì)背景和意義- 3 -1.2 多功能椅的創(chuàng)新點(diǎn)- 5 -1.3 主要內(nèi)容- 5 -第2章 多功能椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 7 -2.1 多功能椅的基本結(jié)構(gòu)- 7 -2.2 多功能椅的休息功能基本結(jié)構(gòu)- 7 -2.3 多功能椅的健身功能基本結(jié)構(gòu)- 8 -第3章 多功能椅Solidworks仿真實(shí)現(xiàn)- 9 -3.1 基于Solidworks軟件的多功能椅- 9 -3.2 多

2、功能椅調(diào)整位置的Solidworks實(shí)現(xiàn)- 9 -3.3 多功能椅按摩功能的Solidworks實(shí)現(xiàn)- 10 -3.4 多功能椅健身功能的Solidworks實(shí)現(xiàn)- 10 -第4章 總結(jié)- 11 -4.1 多功能辦公椅設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)- 11 -4.2 推廣實(shí)現(xiàn)- 11 -致謝- 12 -參考文獻(xiàn)- 13 -中文摘要在多功能辦公椅的設(shè)計(jì)中，蘊(yùn)含了許多創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，主要能實(shí)現(xiàn)正常、舒適地辦公、仰躺休息和進(jìn)行臂力鍛煉、進(jìn)行頸椎按摩等功能，滿足了布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安全舒適、操作方便、符合人性化設(shè)計(jì)等要求。該多功能椅結(jié)構(gòu)簡單、功能多樣、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，能滿足各類群眾的需求。關(guān)鍵詞：多功能；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；按摩椅Abst

3、ractThe multi-purpose office chair design contains many innovative design ideas, its design to achieve the aims of being satisfied with reasonable layout with characteristics of compact structure, security and comfort, convenient operation and conforms to the requests of the human nature design and

4、so on.This multi-purpose chair has simple structure, functional diversity, affordable feeling, and can satisfy different people's demand.Key words ：multi-purpose chair; innovative design; function題目要求要求設(shè)計(jì)一款多功能辦公椅，通過合理機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以由單人完成拆裝、折疊等組合形式，實(shí)現(xiàn)辦公椅、休閑椅、單人床、身體部位鍛煉器等多種功能。完成三維建模、仿真。關(guān)鍵部件和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。不設(shè)具體要求，

5、盡量自己開發(fā)多一些功能。設(shè)計(jì)的多用途、簡便性和合理性是關(guān)鍵。第1章 緒 論1.1 多功能椅設(shè)計(jì)背景和意義目前，越來越多的辦公室人員及其他腦力、體力勞動(dòng)者采用坐姿進(jìn)行工作，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，坐姿還將成為我國未來勞動(dòng)者主要的工作方式。因此，辦公座椅設(shè)計(jì)和相關(guān)的坐姿分析日益得到人體工程研究者和設(shè)計(jì)師們的關(guān)注和研究。 20年前，患腰肌勞損的大多是鑿四五十歲的搬運(yùn)工人或在田間勞作的農(nóng)民，他們的工作多以腰部力量為主所以易發(fā)生勞損；而如今，腰肌勞損并非是中老年人和體力勞動(dòng)者的“專利”。來看病的患者中多了許多35歲以上的公司白領(lǐng)，他們大部分時(shí)間保持坐姿，即“三坐”人群：上下班路上坐車；上班時(shí)坐辦公室；下班后

6、久坐看電視、上網(wǎng)。正是由于這種工作、生活方式的改變。加上不良坐姿等原因，使腰肌勞損具有了高發(fā)性和年輕化的特點(diǎn)。同時(shí)由于城市化的飛速發(fā)展，現(xiàn)如今人們由于工作地點(diǎn)離家較遠(yuǎn)，中午很難得到午休，本文設(shè)計(jì)一款多功能椅來實(shí)現(xiàn)職工在中午進(jìn)行短暫午休的功能。大多數(shù)在辦公室從事腦力勞動(dòng)的工作人員由于工作緊張、家務(wù)繁忙、場(chǎng)地不足、缺乏合適的健身器材等因素，參加健身鍛煉的人數(shù)及效果都很不理想.而大多數(shù)在辦公室從事腦力勞動(dòng)的人員由于長期伏案工作，極易使頸、椎間盤疲勞受損而引發(fā)輕微的頸椎病；另一些使用電腦、打字機(jī)、復(fù)印機(jī)等辦公設(shè)備的專職人員，由于長時(shí)間從事電腦數(shù)據(jù)輸入、鍵盤打印以及其他需要手臂單調(diào)重復(fù)動(dòng)作，極易引發(fā)以手

7、、腕、臂功能性損傷為主要表現(xiàn)的“反復(fù)緊張性損傷癥”的現(xiàn)代職業(yè)病。目前市場(chǎng)上常用的按摩椅只具有單一的按摩功能，健身器材又需要專用的房間安置，無論是普通按摩椅還是健身器材，都不適宜直接放置于辦公室使用，為此開發(fā)設(shè)計(jì)了“ 多功能辦公椅”，以幫助長期在辦公室工作的人員進(jìn)行方便、適當(dāng)?shù)男菹⑴c鍛煉。多功能辦公椅的顧客是久坐人群，如企業(yè)家、個(gè)體工商者、白領(lǐng)、中老年人、司機(jī)、學(xué)生等，在中國這些人群不低于1.5億人，而且都是社會(huì)中高消費(fèi)能力人群。所以本設(shè)計(jì)產(chǎn)品是有很大的市場(chǎng)和利潤空間。當(dāng)然現(xiàn)如今的多功能辦公椅的發(fā)展也已經(jīng)較為成熟，滿足各種需求，實(shí)現(xiàn)各種功能的辦公椅已經(jīng)琳瑯滿目，如圖-1、2。圖1-1 現(xiàn)代出現(xiàn)的

8、多功能椅圖1-2 現(xiàn)代出現(xiàn)的多功能椅但是考慮到這些多功能椅的成本和功能性，本文提出了一種成本更加低廉，功能更加強(qiáng)大的多功能辦公椅。1.2 多功能椅的創(chuàng)新點(diǎn)基于以上背景，本文設(shè)計(jì)了一款集合了多種功能的辦公椅，實(shí)現(xiàn)了將多種功能實(shí)現(xiàn)到一個(gè)座椅之中，方便了人們鍛煉，休息，調(diào)整坐姿，按摩等，并用了機(jī)械機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。本文依據(jù)圖-3作為參考依據(jù)，加入本人的設(shè)計(jì)思路，調(diào)整各個(gè)單元的位置以及功能實(shí)現(xiàn)方式。圖1-3 現(xiàn)代多功能椅結(jié)構(gòu)圖1.3 主要內(nèi)容本文對(duì)多功能椅的各個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析其的最優(yōu)情況，對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分分塊考慮，最后用Solidworks軟件對(duì)其進(jìn)行仿真，驗(yàn)證座椅的設(shè)計(jì)思路。第一章介紹多功能椅

9、設(shè)計(jì)的背景意義，第二章說明各個(gè)模塊的功能及詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路，第三章依照Solidworks軟件對(duì)多功能椅進(jìn)行仿真建模，更加直觀的觀測(cè)，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。第四章對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)，得到設(shè)計(jì)的多功能椅滿足設(shè)計(jì)要求。第2章 多功能椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 多功能椅的基本結(jié)構(gòu)坐椅設(shè)計(jì)需綜合考慮功能、結(jié)構(gòu)、造型、色彩、材料、生產(chǎn)等多方面因素并要符合人體生理、心理及人體活動(dòng)規(guī)律，最大限度地減輕“坐疲勞”，同時(shí)達(dá)到安全、方便、舒適、美觀之目的。據(jù)生理學(xué)知識(shí)，人體落坐后，脊柱被強(qiáng)制改變自然的曲度，由此形成的椎間壓力使人在久坐之后感到腰酸背疼。故設(shè)計(jì)椅背的曲線能夠契合坐姿脊柱，上體的重心落在臀部的骨骼上，上半身民大腿、大腿與小

10、腿的角度均成85°到90°，確保使用者的重量盡可能分散在身體的不同接觸面，產(chǎn)生舒適的感覺。對(duì)于大批量生產(chǎn)椅子，要符合多數(shù)成人人體的測(cè)量統(tǒng)計(jì)。作為多功能辦公椅首先要實(shí)現(xiàn)普通椅子的功能，以下是正常、舒適辦公的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(1)任意調(diào)節(jié)靠背角度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)各人坐姿習(xí)慣的不同，可以任意調(diào)節(jié)靠背的傾斜 角度(2)頭部枕靠上下位置和前后位置調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)各人身高不同，可以調(diào)節(jié)頭部枕靠的下位置，根據(jù)各人坐姿習(xí)慣的不同，可以調(diào)節(jié)頭部枕靠裝置 的前后位置（移動(dòng)距離在4050mm）(3) 坐墊深度的選擇很重要，對(duì)于身材高大的人來說，坐墊太淺會(huì)因?yàn)榇笸认旅鏌o足夠的支撐面而感到不適；反之，

11、身材稍小的人則會(huì)因?yàn)樽鴫|太深而背部不能與靠背接觸，勢(shì)必要端坐，長時(shí)間的端坐更容易疲勞；因此，坐墊深度一般取400到450mm，而且深度最好可調(diào)，即靠背能在坐墊面上移動(dòng)，以保證不同身高的人都有一個(gè)舒適的位置。(4) 坐墊上表面至地板的距離也很重要，坐墊的高度在保證雙腳能自如踏在地板上，并可以自由地前伸后屈。因此坐墊高度一般取380到450mm為宜，最低不小于300mm，最高不大于480mm。(5) 坐墊寬度可以稍微寬些，方便使用者調(diào)整姿勢(shì)，但太寬會(huì)影響操作的方便性，一般取420到500mm。(6) 靠背寬度可以與坐墊的寬度相同，也可以比坐墊稍窄些，但太窄會(huì)破壞座椅的整體造型，為了造型美觀及不影響

12、上肢活動(dòng)而設(shè)計(jì)成上窄下寬的外形。現(xiàn)代座椅一般取相同寬度。2.2 多功能椅的休息功能基本結(jié)構(gòu)本文的多功能椅實(shí)現(xiàn)了仰躺休息，仰躺休息裝置的設(shè)計(jì)充分考慮人體仰躺姿態(tài)的生理特征。其中包括腿部支撐，在椅子前端的下部設(shè)計(jì)了一椅下腳板，來方便辦公人員腿部休息。腿部板的移動(dòng)主要依靠四連桿實(shí)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)四連桿調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)腿部支撐的角度。當(dāng)需要仰躺休息的時(shí)候，頭部有一個(gè)靠墊也可以伸出，可以臨時(shí)充當(dāng)枕頭作用，緩解頭部疲勞。通過對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，也基本上實(shí)現(xiàn)了對(duì)平躺的要求。多功能椅的旋轉(zhuǎn)控制功能模仿轎車座椅的調(diào)整功能，使人們易于使用同時(shí)也降低了成本。現(xiàn)代社會(huì)從事腦力勞動(dòng)的人越來越多，長期工作在辦公室或電腦前的人腰背經(jīng)常得不

13、到放松休息，容易感到疲憊，甚至引發(fā)頸椎，腰椎等疾病。同時(shí)，多功能椅也實(shí)現(xiàn)了按摩的功能，本文設(shè)計(jì)的方案是在椅子的靠背位置加入多個(gè)按摩球，當(dāng)人靠到靠背時(shí)候，依靠重力自身的作用來進(jìn)行按摩作用。按摩部分是從后部插入的，留有足夠的空間，當(dāng)成本足夠的時(shí)候也可加入電機(jī)，來帶動(dòng)按摩球的轉(zhuǎn)動(dòng)，來為使用者按摩。由于是組合安裝的按摩球也可以單個(gè)拆裝，改變按摩的位置，以免對(duì)人體造成傷害。2.3 多功能椅的健身功能基本結(jié)構(gòu)多功能椅也加入了健身功能，臂力鍛煉裝置的設(shè)計(jì)，要進(jìn)行臂力鍛煉時(shí)。本文提出了兩種方式。第一種是結(jié)合了一個(gè)拉力器在椅子背后，通過兩者的結(jié)合來達(dá)到健身的目的。拉簧通過拉簧座固定在椅子背后，手柄放置在椅子兩側(cè)

14、，在需要鍛煉的時(shí)候就可以方便的使用。同時(shí)這套設(shè)備也可以拆卸下來不依賴于多功能椅來使用。此模塊也可由其他各種類型的健身器械相結(jié)合，為本多功能椅的二次開發(fā)提供便利。第二種是兩手從手柄D中抽出加長桿，旋轉(zhuǎn)頭部把手90度至垂 直位置，然后把扶手向前推，達(dá)到適合自己的手臂長度后兩手握住把手作擴(kuò)胸運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)胸運(yùn)動(dòng)時(shí)手柄圍繞旋轉(zhuǎn)軸在約45度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過克服扭轉(zhuǎn)彈簧的阻力來達(dá)到鍛煉的目的。其原理如下圖所示。在使用過程中，使用者的雙臂可以進(jìn)行小范圍的活動(dòng)，從而在不影響正常的辦公學(xué)習(xí)的前提下達(dá)到緩解工作疲勞舒展身體的目的。第3章 多功能椅Solidworks仿真實(shí)現(xiàn)3.1 基于Solidworks軟件的多功能椅

15、SolidWorks為達(dá)索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在使用SolidWorks進(jìn)行仿真建模的同時(shí)，也是用了working model軟件對(duì)四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真計(jì)算，得到了腿部支撐機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸。對(duì)多功能椅健身器械中的拉伸彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧的選用也使用了SolidWorks插件邁迪工具進(jìn)行設(shè)計(jì)

16、。減少了設(shè)計(jì)的周期和計(jì)算量。如圖4-1。圖3-1 邁迪工具集設(shè)計(jì)各種彈簧本文使用SolidWorks2014最新版本進(jìn)行仿真建模，建模效果如圖4-2圖3-2 SolidWorks2014作圖界面通過SolidWorks的渲染工具得到如下的仿真效果圖3-3 座椅效果圖當(dāng)椅子展開時(shí)可以平躺的效果圖圖3-4 座椅平躺效果圖多功能椅的普通狀態(tài)下總高約為1000mm，總長約為700mm，總寬為600mm，當(dāng)展開時(shí)的總長約為1700mm，總高約為500mm。當(dāng)然，多功能椅的總體尺寸也應(yīng)設(shè)計(jì)為多種尺寸，來滿足各式各樣的需求，本文僅僅做了一種尺寸，主要做機(jī)構(gòu)的介紹。3.2 多功能椅調(diào)整位置的Solidwork

17、s實(shí)現(xiàn)多功能椅腿部支撐的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)主要是由四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，達(dá)到從15°夾角到與座平行的角度。控制類似于汽車座椅的調(diào)整。四連桿的尺寸設(shè)計(jì)主要依靠working model軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證角度的實(shí)現(xiàn)。此部分的Solidworks效果圖如下。圖3-5 腿部支撐四連桿效果圖3.3 多功能椅按摩功能的Solidworks實(shí)現(xiàn)本文的多功能椅的按摩功能主要依靠座椅背部的按摩球來實(shí)現(xiàn)。如圖所示。圖3-5 按摩效果圖3.4 多功能椅健身功能的Solidworks實(shí)現(xiàn)多功能椅的健身功有兩種方案，第一種主要是加入了一個(gè)拉力器來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，此部件可以由客戶自行拆裝。可以在坐著的狀態(tài)鍛煉，也可以拆下單獨(dú)鍛煉。

18、效果如圖所示。圖3-5 拉力器效果圖第二種方案是將扶手部分改為擴(kuò)胸器，在使用的時(shí)候進(jìn)行鍛煉，效果如圖所示。圖3-6 擴(kuò)胸器效果圖第4章 總結(jié)4.1 多功能辦公椅設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)通過以上設(shè)計(jì)仿真，本文得到了一款布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安全舒適、操作和維護(hù)方便的多功能辦公椅，實(shí)現(xiàn)了辦公、休閑、按摩和鍛煉等各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能。4.2 推廣實(shí)現(xiàn)由于多功能辦公椅選用的材料均為普通用材，零件的加工精度要求不高，頭部枕靠和椅背調(diào)節(jié)裝置可借用轎車座椅上的部件，如果形成批量生產(chǎn)，成本比普通的辦公椅要高些，但比按摩椅要低許多，綜合生產(chǎn)成本考慮，多功能辦公椅應(yīng)具有較高的實(shí)用價(jià)值，值得推廣使用。從使用Solidworks仿真出的多功能辦公椅的情況來看，基本滿足了布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安全舒適、操作和維護(hù)方便等要求，實(shí)現(xiàn)了辦公、休閑、按摩和鍛煉等多功能的目的，達(dá)到了論文設(shè)計(jì)要求。本多功能椅有很大的應(yīng)用空間。該產(chǎn)品不僅可以在家庭辦公室等地方使用，而且可以推廣放在公園作為休息座椅；候車室里，也可推廣本產(chǎn)品，供旅客等車時(shí)休息；在旅途勞累的火車上，將產(chǎn)品推廣在硬座中，可大大減輕旅途的疲勞。致謝隨著論文的最后完成，四年的本科生活就要結(jié)束。回想這些年的學(xué)習(xí)生活，深深感謝所有關(guān)心、幫助、支持我的老師、同學(xué)、朋友和親人。首先