基于Pro/E的可折疊兒童椅設(shè)計(jì)

張樂瑩 仲俊平 沈志勇

(南京理工大學(xué) 泰州科技學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

1 前言

可折疊兒童凳是外出游玩時(shí)方便寶寶休息的一款產(chǎn)品，它便于攜帶，因此受到很多人的青睞，但由于沒有靠背，所以寶寶在休息時(shí)背部得不到很好的放松。傳統(tǒng)的折疊椅由于尺寸和材質(zhì)的問題，往往比較笨重，不適合兒童使用。所以，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款可折疊的兒童椅，它既滿足了節(jié)省空間方便攜帶的要求，又可以讓寶寶在休息時(shí)更加舒適。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

可折疊兒童椅是一款面向兒童的產(chǎn)品，因此在設(shè)計(jì)過程時(shí)，除了可行性和經(jīng)濟(jì)性外，產(chǎn)品的安全性也是我們考慮的重點(diǎn)。

2.1 產(chǎn)品材料

市場(chǎng)上椅子的常見材料主要有木材、金屬和塑料[1]。木材力學(xué)性能較好且環(huán)保[2]，但是木材容易被蟲蛀、易發(fā)霉，且價(jià)格較貴。金屬具有高彈性、高韌性和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，便于加工出各種形狀，但是金屬的加工工藝復(fù)雜，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品比較笨重和缺乏色彩，并且容易生銹。塑料擁有密度小、質(zhì)量輕、耐磨損、抗振和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)[3]。隨著塑料模具技術(shù)的發(fā)展，塑料產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升，成本則進(jìn)一步降低，具有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

目前，塑料主要分為PP 材料、PVC 材料和ABS 材料。PP 材料的收縮率較大，在加工過程中容易產(chǎn)生變形、 縮孔和凹痕；PVC 材料的穩(wěn)定性不高，且具有一定毒性，對(duì)年幼兒童有一定危險(xiǎn)性；而ABS 材料具有力學(xué)性能好，耐磨性較高，尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。因此，我們采用了ABS 塑料作為可折疊兒童椅的材料。

2.2 產(chǎn)品外形

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的《學(xué)校課桌椅功能尺寸》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 3976-2002），可折疊兒童椅的座面高度定為25cm?？勘撑c座面的角度設(shè)定能夠防止人體向前移動(dòng)并讓腰部以及背部依靠在靠背上?？勘车慕嵌纫话阍?0°～100°之間，這樣不會(huì)讓盆骨內(nèi)側(cè)因?yàn)椴焕倍斐杉∪獾木o張。在設(shè)計(jì)靠背的時(shí)候要使靠背能夠向后傾一些角度，這樣就能夠達(dá)到要求。另外，產(chǎn)品中所有尖角的地方均倒成圓角。

2.2.1 靠背設(shè)計(jì)?？勘诚虏康臋E圓形鏤空設(shè)計(jì)為折疊椅子的抓手。為了使椅子看上去不單一，再加上了一些六邊形、圓形和三角形等幾何圖形的設(shè)計(jì)，這樣不僅能夠吸引住兒童的眼球而且也能夠節(jié)省一些材料。當(dāng)背部靠在靠背上的時(shí)候?yàn)榱四軌虺惺茏∠蚝蟮牧?，在靠背下方拉伸出一個(gè)長(zhǎng)方形擋塊，使用時(shí)將抵住座面，使靠背更安全。

2.2.2 座面設(shè)計(jì)。座面是椅子最重要的部分，它直接受到力的作用。在座面的兩端設(shè)計(jì)一些凸出來的圓柱，這不僅有利于零件與零件之間的連接而且避免了一些尖角。當(dāng)人坐在座面上的時(shí)候這些圓柱也避免了應(yīng)力集中的出現(xiàn)。座面上的橢圓也是便于在折疊椅子的時(shí)候能夠抓住椅面； 座面上設(shè)計(jì)的一些矩形孔可以將椅子腿部凸出來的部分在折疊時(shí)嵌入進(jìn)去，便于折疊后通過摩擦力的固定住椅子腿，而且也避免了折疊時(shí)出現(xiàn)干涉。在連接椅子腿圓柱的外側(cè)設(shè)立長(zhǎng)方體是為了防止椅子腿向外張，在椅子腿內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)的挖兩個(gè)槽其中一個(gè)槽是為了能夠裝銷釘，一個(gè)槽是為了裝固定件防止椅子在打開的時(shí)候椅子腿向內(nèi)運(yùn)動(dòng)造成不穩(wěn)。

2.2.3 椅腿設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品中一共包括后椅腿、左椅腿和右椅腿三個(gè)零件。后椅腿最上方設(shè)有凸出的圓柱，便于與座面板的連接。將該椅腿板面中間部分挖空的目的是為了保證在折疊時(shí)不與另外的兩個(gè)椅腿零件發(fā)生干涉。后椅腿下方設(shè)計(jì)兩個(gè)凸出的椅腳可以增加受力面，使更加平穩(wěn)而不易傾倒，如圖1 所示。

圖1 后椅腿

左椅腿和右椅腿的設(shè)計(jì)與后椅腿大致相同，不同之處在于右椅腿上設(shè)計(jì)有兩處凸出來的圓柱，如圖2 所示，它將與左椅腿相應(yīng)位置的凹槽相配合，使折疊后的椅腿能夠固定住而不發(fā)生晃動(dòng)。

圖2 右椅腿

2.3 產(chǎn)品零件的裝配

將座面和靠背通過銷釘連接所制成的面板在折疊的時(shí)候，座面板可以旋轉(zhuǎn)一定的角度。折疊后板面與板面之間沒有角度也沒有發(fā)生干涉的現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文采用Pro/E 三維軟件輔助設(shè)計(jì)了一個(gè)可折疊式兒童椅，材料選擇安全無(wú)毒的塑料，成形性能好。該可折疊式兒童椅高度是根據(jù)各年齡段兒童身高取的均值，適合大多數(shù)兒童使用。另外，考慮到出行的便利性，兒童椅可以折疊成很小形狀，便于攜帶?？紤]到產(chǎn)品的力學(xué)性能要求和生產(chǎn)利潤(rùn)的問題，以后可以對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。

[1]胡名芙.論材料與技術(shù)對(duì)現(xiàn)代椅子設(shè)計(jì)的影響[J].科技資訊，2008，2:72～73.