一種可自由出入人員的多功能桌椅設(shè)計(jì)
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作者：鄭曉敏
近年來的市場(chǎng)調(diào)研顯示，高校課桌椅的設(shè)計(jì)商業(yè)化嚴(yán)重，千篇一律，存在著不少不符合人機(jī)工程學(xué)原理的問題。80%以上的大中院校學(xué)生一般都有這樣的經(jīng)歷：感覺教室里座位間的間距較小，人多的時(shí)候坐著十分擁擠，進(jìn)出活動(dòng)不便，沒有舒適的工作空間等等，當(dāng)前國內(nèi)外對(duì)學(xué)生課桌椅的研究很少，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也不完善，并沒有解決這些問題的辦法。文獻(xiàn)[4]運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法結(jié)合設(shè)計(jì)心理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等知識(shí)，對(duì)高校課桌椅進(jìn)行了研究和人性化的設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[5]基于大學(xué)生身高調(diào)查，從人體工學(xué)角度出發(fā)設(shè)計(jì)了滿足大學(xué)生生理、心理健康需求的課桌椅。
以上文獻(xiàn)雖為高校課桌椅的發(fā)展奠定了研究基礎(chǔ)和發(fā)展方向，但是并沒有真正制作出實(shí)物，對(duì)改善目前桌椅存在的問題還有一定的努力空間。基于此，本文結(jié)合前期調(diào)研，設(shè)計(jì)并制作了一種可自由出入人員的教學(xué)用多功能桌椅。
1 總體設(shè)計(jì)思路
本文所設(shè)計(jì)的多功能桌椅擬針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)用連體桌椅的不足，實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：①可使人員在不干擾他人情況下自由出入；②便于使用人員進(jìn)行垃圾投放，同時(shí)利于保潔人員統(tǒng)一打掃；③方便每個(gè)座位的使用人員使用筆記本電腦，配備相應(yīng)的電源和網(wǎng)線接口；④能保證閱讀者以相對(duì)舒適的角度閱讀書籍，同時(shí)可防止桌面上的文具與物品掉落；⑤可對(duì)掛包、水杯、雨傘等物品進(jìn)行懸掛；⑥可單桌一單椅擺放，也可多套桌椅連體固定擺放，②～⑤功能模塊可根據(jù)需要進(jìn)行選擇性組裝。
實(shí)現(xiàn)以上6個(gè)功能的總體設(shè)計(jì)方案如下：
(1)桌面一端以一回轉(zhuǎn)副鉸接于桌腿上，另一端不固定，抬起桌面后使用者從桌椅前方進(jìn)出。
(2)座位底下設(shè)置手搖式垃圾筒。
(3)桌腿側(cè)面安裝電源插座與網(wǎng)線接口，從空心的桌腿鋼管內(nèi)部走線。
(4)桌面設(shè)置U形條，U形開口面向使用者。
(5)桌腿上設(shè)置掛鉤。
(6)單副桌椅連成一體，多副桌椅可通過螺栓一螺母實(shí)現(xiàn)連排固定，功能②～⑤所述機(jī)構(gòu)與桌椅的連接方式均通過螺紋連接實(shí)現(xiàn)安裝。
所設(shè)計(jì)的桌椅擬達(dá)到的效果示意圖如圖1所示。
2 多功能桌椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 多功能桌椅結(jié)構(gòu)
所設(shè)計(jì)的多功能桌椅由19個(gè)部件構(gòu)成，如圖2所示。主要包括支撐架系統(tǒng)、桌面翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)、電源及網(wǎng)線系統(tǒng)、垃圾投放系統(tǒng)以及靠背椅。其中支撐架系統(tǒng)由桌腳、凳腳、掛鉤等組成；桌面翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)由回轉(zhuǎn)副1、桌面2、U形條5、桌屜掛條15、桌屜板16所組成；電源及網(wǎng)線系統(tǒng)由走線管17、電源插座3、網(wǎng)線接口4及電源線、信號(hào)線所組成；垃圾投放系統(tǒng)由垃圾桶6、轉(zhuǎn)軸7、搖柄8、懸掛板9所組成。
2.2 支撐架系統(tǒng)與靠背椅
支撐架系統(tǒng)主要用于對(duì)整個(gè)桌椅進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐和其他系統(tǒng)的懸掛固定，其中每個(gè)座位右側(cè)（以就座人員判斷）桌腳處安裝一個(gè)掛鉤，用于掛書包、水杯、雨傘等物品。
支撐架連接桌腳與凳腳，結(jié)構(gòu)鋼豎直方向開有用于與地腳螺栓配合使用的地腳螺栓孔18，用于將桌椅固定在地面基礎(chǔ)上；水平方向開有連接孑L 19，用于對(duì)相鄰兩張桌椅的連接，以增強(qiáng)支撐架在桌椅連排方向上的剛度。地腳螺栓及相鄰桌椅間的連接可根據(jù)用戶需求自由選擇是否安裝。
靠背椅的凳面11及靠背13為與人體形廓相契合的弧形面，以使就座人員更加舒適。
2.3 桌面翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)
2.3.1 桌面翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)
桌面2的一端以回轉(zhuǎn)副1固定于支撐架12的桌腳部分，另一端可抬起，使整個(gè)桌面沿回轉(zhuǎn)副1在豎直平面翻轉(zhuǎn)；前排椅子與后排桌子之間留有過道，人員可在不干擾他人情況下自由出入。
2.3.2 U形條結(jié)構(gòu)
每一座位對(duì)應(yīng)的桌面外緣設(shè)置U形條5，U口正對(duì)就座人員方向，中部較高，約為10 cm，兩側(cè)較低，約為4 cm，可使書本以一個(gè)人體較為舒適的角度支撐，同時(shí)防止桌面的筆、尺等文具掉落。
2.3.3 桌屜掛條及桌屜板結(jié)構(gòu)
桌面與桌屜通過桌屜掛條實(shí)現(xiàn)連接，掛條結(jié)構(gòu)如圖3所示。
掛條15為四段式、以回轉(zhuǎn)副連接的扁平結(jié)構(gòu)，主要包括上連端子15 -1、回轉(zhuǎn)銷15 -2、上掛條15 -3、下掛條15 -4、下連端子15-5、螺釘配合孔15 -6，其中上連端子15 -1和下連端子15-5采用螺釘通過螺釘配合孔15 -6分別與桌面2和桌屜板16相連，上、下掛條之間，以及上、下掛條與上、下連端子之間均采用回轉(zhuǎn)銷進(jìn)行連接，桌屜板16可向桌面2壓縮靠近，以增加進(jìn)出空間，滿足不同體形人員的進(jìn)出空間需求。
2.4 電源及網(wǎng)線系統(tǒng)
在每個(gè)座位的桌面回轉(zhuǎn)副固定端下方桌腳處安裝插座3與網(wǎng)線接口4，以方便學(xué)生帶筆記本電腦自習(xí)和上課。桌腳為空心結(jié)構(gòu)鋼，與走線管17相連，電源線及網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線集中在走線管內(nèi)部進(jìn)行統(tǒng)一走線。
2.5 垃圾投放系統(tǒng)
每個(gè)座位凳面下方設(shè)置一個(gè)垃圾桶6;-排座位的垃圾桶連接于一根同心的轉(zhuǎn)軸7上，轉(zhuǎn)軸最外側(cè)的端部與搖柄8相連，搖動(dòng)搖柄可實(shí)現(xiàn)整排座位下方垃圾桶的整體翻轉(zhuǎn)，使垃圾落下，便于保潔人員統(tǒng)一打掃。轉(zhuǎn)軸7連接在懸掛板9上，懸掛板9通過螺釘固定于靠背椅所在的凳面筋上，便于統(tǒng)一安裝、拆卸。
2.6模塊化實(shí)現(xiàn)
本文所設(shè)計(jì)的可自由出入人員的多功能桌椅，可一副桌椅單獨(dú)使用，以適應(yīng)家庭、辦公室等小型場(chǎng)合需求，也可多副桌椅并排連接使用，以適應(yīng)教室、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等大場(chǎng)合需求。其掛鉤14、垃圾投放系統(tǒng)、電源及網(wǎng)線系統(tǒng)、桌屜板16及桌屜掛條15均為模塊化結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)與桌椅的連接方式均為螺釘連接，用戶可根據(jù)需求購買同一副桌椅的不同模塊組合。
例如，用戶可根據(jù)需要將8副桌椅通過螺栓固接在一起，固接后可根據(jù)需求選擇是否安裝電源插座、網(wǎng)線接口、垃圾桶、掛鉤等模塊單元，可以都不安裝；也可以每隔一個(gè)座位安裝電源插座和網(wǎng)線接口；也可以一個(gè)座位安裝電源插座，另一個(gè)相鄰的座位安裝網(wǎng)線接口，等等。
3實(shí)物制作
根據(jù)本文的設(shè)計(jì)方案，所制作的多功能桌椅實(shí)物模型關(guān)鍵參數(shù)如表1所示，對(duì)應(yīng)的實(shí)物如圖4所示。
所制作的桌椅其外表、內(nèi)里以及使用者手指可觸及處經(jīng)打磨無毛刺及尖銳的棱角；桌椅著地平衡，其最大偏差不超過2 mm，符合Q10 95規(guī)定的要求。桌椅強(qiáng)度和耐久性經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，結(jié)合部位未出現(xiàn)松動(dòng)、零部件未出現(xiàn)劈裂、桌椅穩(wěn)定性好不易傾翻。
實(shí)物模型使用驗(yàn)證表明，本文所設(shè)計(jì)的多功能桌椅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，使用方便，能夠使人員在不干擾他人情況下自由出入，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。目前該桌椅已申請(qǐng)國家專利并獲實(shí)用新型授權(quán)(ZL201420384652.5)。
4結(jié)語
本文針對(duì)現(xiàn)有固定式桌椅同排連座、出入不方便、空間不足等問題，設(shè)計(jì)了一種可自由出入人員、帶有電源與網(wǎng)線接口、方便垃圾投放與清掃的多功能桌椅。該桌椅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可進(jìn)行模塊化組裝，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
5摘要：針對(duì)現(xiàn)有固定式桌椅同排連座、出入不便、空間不足等問題，設(shè)計(jì)了一種可自由出入人員的多功能桌椅。桌面一端通過獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)副結(jié)構(gòu)固定，實(shí)現(xiàn)人員的自由出入；配有插座、網(wǎng)線接口、垃圾桶、掛鉤、U型條，提高了用戶的使用效率和舒適度。該桌椅實(shí)現(xiàn)了模塊化組合，可根據(jù)需要對(duì)不同模塊進(jìn)行組裝。實(shí)物應(yīng)用效果表明：該桌椅使用方便，可在不干擾他人的情況下實(shí)現(xiàn)人員的自由進(jìn)出。
