一種多功能床上書桌的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究

余昇 黃元東 田玉榮 劉啟冉 鄭晨龍

摘 要：本文基于現(xiàn)有床上書桌功能單一、適用范圍局限、缺乏人性化等缺點(diǎn)而提出了一款適合高校學(xué)生使用的多功能床上書桌，其基本思路是從原有床桌的基礎(chǔ)出發(fā)，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)研所總結(jié)的不足，通過一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)加以創(chuàng)新，并融入人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論，旨在能夠以更多的功能以及更加完善的人機(jī)功效來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：多功能；床上書桌；人機(jī)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.185

1 引言

隨著生活品質(zhì)的提升，人們對(duì)家具的要求越來越高，在選擇方面不僅講究美觀實(shí)用，功效也隨之重視起來。尤其對(duì)于高校學(xué)生，普遍希望有自己的學(xué)習(xí)與生活空間，而鑒于學(xué)校的住宿安排，這些要求并不能完全實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)寄宿制高校學(xué)生的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)校的住宿空間并不寬裕，宿舍內(nèi)除擺放床位與櫥柜外，空間所剩無幾。所以，對(duì)于在宿舍學(xué)習(xí)的同學(xué)大多選擇床上書桌。然而，目前市場(chǎng)上的床上書桌卻由于設(shè)計(jì)不當(dāng)帶來了一系列問題。首先，書桌缺乏可調(diào)性，長(zhǎng)時(shí)間使用容易造成下肢麻木疼痛、脊椎變形[1]，進(jìn)而影響學(xué)生學(xué)習(xí)效率；其次，功能過于單一，無法滿足使用者的基本需求。因此，一款既符合人體工程學(xué)，又具備多功能的新型床上書桌將倍受青睞。在現(xiàn)處的市場(chǎng)背景下，本文結(jié)合所存在的問題對(duì)床上書桌進(jìn)行全新設(shè)計(jì)，提出了新型多功能床上書桌的整體設(shè)計(jì)框架，為使用者打造一個(gè)更加高效的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，同時(shí)也為床上書桌的設(shè)計(jì)提供參考。

2 新型多功能床上書桌的設(shè)計(jì)

2.1 變形式折疊設(shè)計(jì)

變形式折疊設(shè)計(jì)作為本產(chǎn)品的最大亮點(diǎn)，從根本上改善了現(xiàn)有床上書桌功能單一的現(xiàn)狀。其工作原理是通過折疊各鉸接關(guān)節(jié)，實(shí)現(xiàn)床上書桌與靠背椅的自由轉(zhuǎn)換。書桌由三部分組成：轉(zhuǎn)動(dòng)板、桌架、搖臂書架。其中，轉(zhuǎn)動(dòng)板通過角度定位鉸鏈各裝于桌面兩側(cè)，且能在任意位置自鎖，以適應(yīng)不同身長(zhǎng)的人。桌架背部設(shè)有記憶海綿，在作為靠背椅時(shí)不僅能隱藏桌腳，還緩解了其對(duì)背部的硬壓。搖臂書架包括可調(diào)搖臂和俯仰書架，可調(diào)搖臂與俯仰桌架側(cè)向鉸接，當(dāng)變換不同形態(tài)時(shí)，它能替補(bǔ)桌面并可根據(jù)使用者要求選擇適當(dāng)位置。其變形折疊的具體工作方式如下：

首先向內(nèi)翻折左右轉(zhuǎn)動(dòng)板至其轉(zhuǎn)動(dòng)角位移在30°-60°之間，用于作為枕墊與坐墊。再將桌面邊緣的支承桿拉出，并于與床頭鋼管呈三角形配合；然后側(cè)向收合四周桌腿至低于海綿高度，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)搖臂與俯仰書架，實(shí)現(xiàn)靠背椅的轉(zhuǎn)換。

2.2 自由姿勢(shì)設(shè)計(jì)

由于使用者的人體尺寸不同，且使用姿勢(shì)直接影響了學(xué)習(xí)工作的效率，因此是否能根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)尺寸顯得尤為重要。與傳統(tǒng)固連方式的不同之處在于，該多功能床上書桌綜合利用旋轉(zhuǎn)鉸接、可分離自鎖、滑動(dòng)鎖定等方式實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的姿勢(shì)設(shè)計(jì)，其主要表現(xiàn)為以下兩種模式：

當(dāng)作為床上書桌時(shí)，桌腿可繞其桌面鉸接點(diǎn)在0-120°范圍內(nèi)作往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)對(duì)向兩支桌腿采用機(jī)械聯(lián)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)一側(cè)桌腿即可實(shí)現(xiàn)桌面高度一級(jí)升降。此外，桌腿又由基筒和滑動(dòng)桿組成，基筒一端與桌面背部連接，其內(nèi)側(cè)設(shè)有滑動(dòng)槽，且與滑動(dòng)桿剛好配合組成直線副，滑動(dòng)桿上設(shè)有鎖定楔塊，鎖定楔塊連接鎖定按鈕且抵住基筒的滑動(dòng)槽。當(dāng)按壓鎖定按鈕時(shí)，鎖定楔塊與滑動(dòng)槽分離，此時(shí)可自由移動(dòng)滑動(dòng)桿實(shí)現(xiàn)桌腿伸縮，即實(shí)現(xiàn)桌面二級(jí)升降，大大增加了調(diào)節(jié)范圍。

當(dāng)作為靠背椅時(shí)，枕墊與坐墊均采用角度定位鉸鏈，角度定位鉸鏈包括半齒棘輪與棘形爪，其正常狀態(tài)下處于長(zhǎng)嚙合位置，實(shí)現(xiàn)枕墊與坐墊的自鎖。當(dāng)需要改變倚靠姿勢(shì)時(shí)，只需正向轉(zhuǎn)動(dòng)至極限位置（一般角位移設(shè)置在90°），此時(shí)棘形爪在彈簧彈力作用下與半齒棘輪分離，使得鉸鏈解鎖，再將其反向轉(zhuǎn)動(dòng)至恢復(fù)自鎖狀態(tài)，最后調(diào)至所需位置。由于操作時(shí)不需要按動(dòng)任何開關(guān)，故所述枕墊與坐墊的調(diào)節(jié)可同步進(jìn)行，另外，角度定位鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍均設(shè)置在0-90°，因此，作為靠背椅時(shí)可滿足用戶的任意姿勢(shì)。

2.3 人性化輔助設(shè)計(jì)

為解決現(xiàn)有書桌缺乏人機(jī)交互的問題，引入了更加人性化的設(shè)計(jì)理念。首先，桌面上開有放置水杯的凹槽，凹槽底部設(shè)置一個(gè)大吸盤，當(dāng)水杯放入時(shí)，由于重力作用使得杯底緊貼吸盤，這樣就避免了晃動(dòng)書桌導(dǎo)致水杯滑落的現(xiàn)象。其次，桌面與人體貼合處為一道內(nèi)凹的弧面，在增加使用者與書桌貼合度的同時(shí)也減輕了其重量。此外，桌面中心位置處設(shè)有一可變角度的書架，其用于倚靠書本或者電子產(chǎn)品以便使用者觀閱；書架的正面布置有書托，其目的是防止因抖動(dòng)桌面而使書本傾倒。當(dāng)用戶不需要時(shí)，書架則可向下嵌入桌面且與其齊平，保證了桌面的完整性。另外，書桌的側(cè)面設(shè)有掛鉤，當(dāng)不使用時(shí)將其掛在床邊緣的護(hù)欄上，方便又節(jié)省空間。

3 新型多功能床上書桌設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵

為保證各功能的可行性，新型多功能床上書桌的關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)主要有三點(diǎn)：

（1）轉(zhuǎn)動(dòng)板（枕墊、坐墊）與桌面鉸接處的協(xié)調(diào)性。通過角度定位鉸鏈的配合控制，使其能快速響應(yīng)鎖止需求，避免因冗余約束而影響其運(yùn)動(dòng)。（2）桌腿角位移、滑動(dòng)桿線位移的一致性。桌腿間的轉(zhuǎn)動(dòng)與滑動(dòng)桿的伸縮直接影響桌面的水平度，因此在調(diào)節(jié)桌面高度時(shí)需保證其一致性。（3）背部支承桿的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性即阻礙翻到或移動(dòng)的特性[2]，當(dāng)作為靠背椅使用時(shí)，背部支撐桿的設(shè)置使得書桌不會(huì)因重心的偏移而翻到，而當(dāng)用戶在調(diào)節(jié)倚背姿勢(shì)時(shí)，由于支承桿是可鎖止的伸縮桿，因此其鎖止?fàn)顟B(tài)與椅背的調(diào)節(jié)需高度配合，才能保證自由姿勢(shì)的實(shí)現(xiàn)。

4 新型多功能床上書桌設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性

多功能床上書桌主要針對(duì)高校學(xué)生宿舍空間有限，且現(xiàn)有書桌功能單一的現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的，其具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）兩種使用模式，折疊轉(zhuǎn)換方便自如。多功能床桌不僅限于書桌，還可作為靠背椅，且在靠背椅功能上增添?yè)u臂書架，既提升坐姿舒適度，又不影響學(xué)習(xí)工作。（2）自由姿勢(shì)任意調(diào)節(jié)。由于不同的用戶身長(zhǎng)不同，該書桌可根據(jù)需求自由調(diào)節(jié)其高度與角度，同時(shí)調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)單靈活，用戶可多步驟同步進(jìn)行。（3）外置部件均可實(shí)現(xiàn)折疊，便于收取存放，極大的縮減占用空間，且書桌采用木制材料，重量輕，便于攜帶。（4）整體結(jié)構(gòu)采用懸臂式布置方式，使用時(shí)不影響腿的放置，提升用戶舒適度。（5）融入人機(jī)工程理論，增加了人性化輔助設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳玉婷，葉繁，郭勇.人體工程學(xué)在桌臺(tái)類家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23（04）：167-170.

[2]楊媛媛.折疊網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2006.