多功能床上书桌的创新设计研究.docx

??

?

??

多功能床上书桌的创新设计研究

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

摘要：?当前，高校大量学生宿舍建设的背后存在着空间设计不合理、重指标轻实用、缺乏人性化设计等诸多问题。为了设计出符合学生生理、心理要求的多功能学生宿舍家具，以满足当代大学生的需要，笔者通过一定的机械结构加以创新,并融入人机工程学的相关理论,提出了一款适合高校学生使用的多功能床上书桌,旨在能够以更多的功能以及更加完善的人机功效来提高学生的学习效率。?

关键词：多功能；床上书桌；人机

1引言

随着生活品质的提升，人们对家具的要求越来越高，在选择方面不仅讲究美观实用，功效也随之重视起来。尤其对于高校学生，普遍希望有自己的学习与生活空间，而鉴于学校的住宿安排，这些要求并不能完全实现。通过对寄宿制高校学生的调研发现，大部分学校的住宿空间并不宽裕，宿舍内除摆放床位与橱柜外，空间所剩无几。所以，对于在宿舍学习的同学大多选择床上书桌。然而，目前市场上的床上书桌却由于设计不当带来了一系列问题。首先，书桌缺乏可调性，长时间使用容易造成下肢麻木疼痛、脊椎变形，进而影响学生学习效率；其次，功能过于单一，无法满足使用者的基本需求。因此，一款既符合人体工程学，又具备多功能的新型床上书桌将倍受青睐。在现处的市场背景下，本文结合所存在的问题对床上书桌进行全新设计，提出了新型多功能床上书桌的整体设计框架，为使用者打造一个更加高效的学习生活环境，同时也为床上书桌的设计提供参考。

2新型多功能床上书桌的设计

2.1变形式折叠设计

变形式折叠设计作为本产品的最大亮点，从根本上改善了现有床上书桌功能单一的现状。其工作原理是通过折叠各铰接关节，实现床上书桌与靠背椅的自由转换。书桌由三部分组成：转动板、桌架、摇臂书架。其中，转动板通过角度定位铰链各装于桌面两侧，且能在任意位置自锁，以适应不同身长的人。桌架背部设有记忆海绵，在作为靠背椅时不仅能隐藏桌脚，还缓解了其对背部的硬压。摇臂书架包括可调摇臂和俯仰书架，可调摇臂与俯仰桌架侧向铰接，当变换不同形态时，它能替补桌面并可根据使用者要求选择适当位置。其变形折叠的具体工作方式如下：

首先向内翻折左右转动板至其转动角位移在30°-60°之间，用于作为枕垫与坐垫。再将桌面边缘的支承杆拉出，并于与床头钢管呈三角形配合；然后侧向收合四周桌腿至低于海绵高度，同时转动可調摇臂与俯仰书架，实现靠背椅的转换。

2.2自由姿势设计

由于使用者的人体尺寸不同，且使用姿势直接影响了学习工作的效率，因此是否能根据需要自由调节尺寸显得尤为重要。与传统固连方式的不同之处在于，该多功能床上书桌综合利用旋转铰接、可分离自锁、滑动锁定等方式实现自适应的姿势设计，其主要表现为以下两种模式：

当作为床上书桌时，桌腿可绕其桌面铰接点在0-120°范围内作往复摆动，同时对向两支桌腿采用机械联动，驱动一侧桌腿即可实现桌面高度一级升降。此外，桌腿又由基筒和滑动杆组成，基筒一端与桌面背部连接，其内侧设有滑动槽，且与滑动杆刚好配合组成直线副，滑动杆上设有锁定楔块，锁定楔块连接锁定按钮且抵住基筒的滑动槽。当按压锁定按钮时，锁定楔块与滑动槽分离，此时可自由移动滑动杆实现桌腿伸缩，即实现桌面二级升降，大大增加了调节范围。

当作为靠背椅时，枕垫与坐垫均采用角度定位铰链，角度定位铰链包括半齿棘轮与棘形爪，其正常状态下处于长啮合位置，实现枕垫与坐垫的自锁。当需要改变倚靠姿势时，只需正向转动至极限位置（一般角位移设置在90°），此时棘形爪在弹簧弹力作用下与半齿棘轮分离，使得铰链解锁，再将其反向转动至恢复自锁状态，最后调至所需位置。由于操作时不需要按动任何开关，故所述枕垫与坐垫的调节可同步进行，另外，角度定位铰链的转动范围均设置在0-90°，因此，作为靠背椅时可满足用户的任意姿势。

2.3人性化辅助设计

为解决现有书桌缺乏人机交互的问题，引入了更加人性化的设计理念。首先，桌面上开有放置水杯的凹槽，凹槽底部设置一个大吸盘，当水杯放入时，由于重力作用使得杯底紧贴吸盘，这样就避免了晃动书桌导致水杯滑落的现象。其次，桌面与人体贴合处为一道内凹的弧面，在增加使用者与书桌贴合度的同时也减轻了其重量。此外，桌面中心位置处设有一可变角度的书架，其用于倚靠书本或者电子产品以便使用者观阅；书架的正面布置有书托，其目的是防止因抖动桌面而使书本倾倒。当用户不需要时，书架则可向下嵌入桌面且与其齐平，保证了桌面的完整性。另外，书桌的侧面设有挂钩，当不使用时将其挂在床边缘的护栏上，方便又节省空间。

3新型多功能床上书桌设计的技术关键

为保证各功能的可行性，新型多功能床上书桌的关键设计技术主要有三点：

（1）转动板（枕垫、坐垫）与桌面铰接处的协调性。通过角度定位铰链的配合控制，使其能快速响应