《机械创新设计》综合大作业。
设计题目：工业设计专业教室学生用课桌椅创新设计。
专业：机械设计制造及其自动化(数字化。
班号t1013-5
学号：① 20100130504②20100130507③20100130529
姓名：①黄涛 ②蔡孟迪 ③胡光然
成绩评定。指导教师： 曾国华。
设计起止日期：2013 年 4 月 6 日—2023年4月30 日。
要求。机械创新设计综合大作业的主题为“幻·梦课堂”；内容为“教室用设备和教具的设计与制作”。学生们可根据对日常课堂教学情况的观察，或根据对未来若干年以后课堂教学环境和状态的设想，设计并制作出能够使课堂教学更加丰富、更具吸引力的机械装置。
课堂包括教室、实验室等教学场所。教室用设备包括桌椅、讲台、黑板、投影设备、展示设备等；教具是指能帮助大学生理解和掌握机械类课程（包括但不限于“理论力学”、“材料力学”、“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“机械制造基础”等）的基本概念、基本原理、基本方法等的教学用具。
作品的选评采用综合评价，一般从以下几个方面进行评价：
1.选题评价
1）新颖性 （2）实用性 （3）意义或前景。
2.设计评价。
1）创新性 （2）结构合理性 （3）工艺性。
4）先进理论和技术的应用 （5）设计图纸质量。
3.现场评价。
1）介绍及演示 （2）答辩与质疑。
目录。一、设计任务拟定1）
一）立项背景3）
二）设计主要技术条件及参数3）
三）项目功能要求4）
二、总体设计思路及总体技术方案设计4）
一）总体设计思路4）
二）技术方案设计4）
三）所选方案及功能原理简述9）
三、详细技术内容及设计9）
一）可调角度的画板设计及机械机构的运动**。…9）
二）可调高度的椅子的设计及机械机构的运动**。12）
三）桌椅组合效果图17）
四、本项设计的创新点18）
五、本项设计的应用和发展前景20）
六、收获与体会21）
七、主要参考文献22）
一、 设计任务拟定。
一） 立项背景。
学生用课桌椅在学生平时的学习中占有很重要的地位，日常工作都离不开它。利用率也比较高，所以学生用的桌椅更应该符合学生的尺寸，这样不仅可以使他们养成良好的坐姿习惯，也可以提高效率，降低职业病的发病率。众所周知，学生生活的大部分时间是在书桌椅前度过的。
学生每天伏案学习时间长，同时又处于身体发育的关键时期，坐姿不正确轻者会引起脖颈不舒服，头脑发昏，视物模糊，四肢无力，疲劳困乏等症状，重者引起近视、驼背、脑血管痉挛及脊柱弯曲异常等疾病，脊柱弯曲异常又会影响心肺血液循环、呼吸和消化功能，使肺活量减少，将极大影响学生的学习兴趣，在其心理上投下阴影，若长期处于颈部过度前倾不良姿势，颈肌可因负荷过重而出现劳损，引起颈肌紧张综合症．甚至患颈椎病的危险性增高。这些危害都必须引起我们的关注。
因此就我国大学生专业教室课桌使用情况做了一项调查，调查结果显示：专业教室的桌椅利用率比较高，调查者虽然对于一些基本的功能和尺寸能够满意。但对于很多的功能和尺寸还是不能够满足他们的需要，而且还有很多平时根本用不到的功能，不但浪费材料而且还会占用空间，造成没必要的浪费。
但是课桌却需要增加一些放置其他学习用品和生活用品的空间，因此迫切需要对现有的课桌进行创新性的改进设计。
书桌椅的设计不仅要讲究人体工学原理，而且要通过具体的机械机构来使他们养成良好的坐姿习惯，不良的坐姿和桌椅所带来的不舒适，会影响学生健康发育。抱着这种思想，我们展开了对学生书桌椅的深入人研究和并且进行设计优化 。
二） 设计主要技术条件及参数。
教室总长9米，宽6.2米，讲台的宽度是1.2米，宽度最大为1.
32米，第一张桌子和讲台的距离是0.6米。考虑人机学因素合理的设计专用桌椅的尺寸，每个专用教室要求放置15套桌椅。
要求根据教室的具体尺寸设计出符合要求的桌椅，而且桌椅的尺寸要符合国家卫生部的要求，具体功能可以创新性的实现。
三） 项目功能要求。
此次设计主要针对工业设计类学生的专用教室桌椅，由于设计类学生除了上一些美术理论课程以外，最主要的是从事大量的实际课程中的动手训练，例如绘制一些平面图，色彩图，效果图，工程图等等，结合画板或标准画纸的要求，必须采用一人一桌或一人两桌。在必要的时候需要在桌子上放置日常生活中所使用的物品比如茶杯和雨伞等等。
设计类学生在做作业时经常要进行拷贝或者使用道具雕刻，裁制一些制作材料，必须设计拷贝台。桌面面积比较宽敞，能同时进行各种不同的工作，比如摆放电脑，绘图，还能看书写字等，而且必须有放置必要的文件或书籍，绘图时图板要求方便使用，操作简单而且稳定。椅子设计必须考虑满足不同身高的人在相同桌面上进行操作，也可以满足同一个人在同一操作台上完成不同的操作。
二、总体设计思路及总体技术方案设计。
一）总体设计思路。
为了满足设计要求，首先桌子上要留有装水杯的位置，而且要体现在桌面的凹下部分和水杯的形状大致相似。其次要设计绘图的画板，单独的画板使用很不放便，因此要将画板集成在桌面上，而且必须实现画板放下时，桌面必须水平。因此可以用机械机构实现画板升降，而且在桌面上设有和画板相同大小的凹槽。
然后要设计拷贝台以及放置文件与书籍及雨伞的屉子，放置a4图纸和雨伞的屉子设计在桌肚里，将拷贝台设计在桌子的右后面，其上可以设计一到两个屉子存放书籍。最后设计椅子，椅子需要实现高度可调，可以通过螺旋机构来实现椅子的升降。
二）技术方案设计。
教室空间分析：教室总长9米，宽6.2米，讲台的宽度是1.
2米，讲台的最宽为1.32米。第一张桌子和讲台的距离是0.
6米。桌子与桌子间的过道宽为99%男性最大肩宽486mm，衣服的修正尺寸13 mm,因此过道宽为（486+13）*1.5≈750mm。
桌子的长与宽度既可以满足人的要求活动区空间，又能实现专业教室课桌椅功能，而且使人感到特别舒畅。
课桌椅基本尺寸分析：由图可知水平作业面主要在坐姿作业场合采用，它必须位于作业者舒服的手工作业空间范围内，对于正常作业区域，作业者应能在小臂正常放置而上臂处于自然悬垂状态下舒服地操作，对最大作业区应使在臂部伸展状态下能够操作，且这种作业状态不会持续很久。而且在作业时，肘部也在移动，小臂的运动与之相关联，在此水平作业范围内，小臂前伸较小，从而能使肘关节处受力减小，考虑到作业面上有放东西，因此尺寸设计时要综合考虑多种因素。
桌子是上需要放置电脑（以液晶电脑为例），普通的液晶显示器的底座的直径为180mm，键盘的宽度为150mm，标准的教科书的长度大约是260mm,考虑到显示屏摆放的安全，在显示屏底座后加上100mm的修正值，这样180+150+260+100=690mm，所以桌面的宽度必须在690mm以上，这样才能同时容下这些东西。因此选择桌子的桌面宽度为720mm。根据相关数据选择设计桌高为760mm。
椅面设计应以一般女性坐姿臀宽为下限值，一般女性坐姿臀宽为的臀宽是382mm，加衣服的修正值13mm 为395mm。因此椅子的椅面设计为直径为400mm的圆形椅面。座椅的高度使用一半男女的小腿加足高加修正值的平均值，即（413+30+382+30）/2=427.
5mm，考虑到椅子的设计必须在一定程度上矫正学生的坐姿，因此选择凳子最低可调高度为的高度是400mm,最高可调高度为600mm。
画板倾斜角度的分析设计：首先做为设计学科，作图有几种方式，所以倾斜角度的有无，大小是很有必要的，实际当台面倾斜（12°和24°）时，人的姿势较自然躯干的移动幅度小，与水平作业面相对，疲劳不适感会减小，绘图桌桌面一般是倾斜的，如果桌面水平或太低，因头部倾角不能超过30°，绘图者就必须身体前屈。根据《人机工程学》教材，为了适应不同的使用者，绘图桌面应设计成可调式，设计选择的可调角度是0°-60°。
课桌桌肚的分析设计：一般情况下当人坐在坐位上保持不动，不管你的头部怎么移动都看不到桌肚里面的东西，已经处在视野界限以外，这就只能从侧面弯下腰才把头放在桌面以下才能看的到，不方便大家使用。桌肚下缘隔板的高度选取一般的男性的小腿加足高+鞋的修正值的高度来计算，448+151+30=629mm，考虑到教室课桌椅的使用性，充分利用没一个空间，此时我设计的桌洞下缘高为630mm，这样来说高个子人的腿也会放的下去。
采用一般女性的小腿加足高342+113+33=488mm，桌肚最低面离地面选择500mm。
踏杆离地面的高度选择150mm。经计算如果把脚踏杆往后移到400的位置即bc等于410的时候算出ac为560，刚好合适。所以我把该桌子脚踏杆的位置刚好设计在560mm上，这样高个子人的大腿就不会被隔板挡住。
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