一种可自由出入人员的多功能桌椅设计

作者：郑晓敏

    近年来的市场调研显示，高校课桌椅的设计商业化严重，千篇一律，存在着不少不符合人机工程学原理的问题。80%以上的大中院校学生一般都有这样的经历：感觉教室里座位间的间距较小，人多的时候坐着十分拥挤，进出活动不便，没有舒适的工作空间等等，当前国内外对学生课桌椅的研究很少，相关标准也不完善，并没有解决这些问题的办法。文献[4]运用人机工程学的原理和方法结合设计心理学、统计学等知识，对高校课桌椅进行了研究和人性化的设计。文献[5]基于大学生身高调查，从人体工学角度出发设计了满足大学生生理、心理健康需求的课桌椅。

  以上文献虽为高校课桌椅的发展奠定了研究基础和发展方向，但是并没有真正制作出实物，对改善目前桌椅存在的问题还有一定的努力空间。基于此，本文结合前期调研，设计并制作了一种可自由出入人员的教学用多功能桌椅。

1 总体设计思路

  本文所设计的多功能桌椅拟针对现有教学用连体桌椅的不足，实现以下几个功能：①可使人员在不干扰他人情况下自由出入；②便于使用人员进行垃圾投放，同时利于保洁人员统一打扫；③方便每个座位的使用人员使用笔记本电脑，配备相应的电源和网线接口；④能保证阅读者以相对舒适的角度阅读书籍，同时可防止桌面上的文具与物品掉落；⑤可对挂包、水杯、雨伞等物品进行悬挂；⑥可单桌一单椅摆放，也可多套桌椅连体固定摆放，②～⑤功能模块可根据需要进行选择性组装。

  实现以上6个功能的总体设计方案如下：

  (1)桌面一端以一回转副铰接于桌腿上，另一端不固定，抬起桌面后使用者从桌椅前方进出。

  (2)座位底下设置手摇式垃圾筒。

  (3)桌腿侧面安装电源插座与网线接口，从空心的桌腿钢管内部走线。

  (4)桌面设置U形条，U形开口面向使用者。

  (5)桌腿上设置挂钩。

  (6)单副桌椅连成一体，多副桌椅可通过螺栓一螺母实现连排固定，功能②～⑤所述机构与桌椅的连接方式均通过螺纹连接实现安装。

所设计的桌椅拟达到的效果示意图如图1所示。

2  多功能桌椅结构设计

2.1  多功能桌椅结构

所设计的多功能桌椅由19个部件构成，如图2所示。主要包括支撑架系统、桌面翻转系统、电源及网线系统、垃圾投放系统以及靠背椅。其中支撑架系统由桌脚、凳脚、挂钩等组成；桌面翻转系统由回转副1、桌面2、U形条5、桌屉挂条15、桌屉板16所组成；电源及网线系统由走线管17、电源插座3、网线接口4及电源线、信号线所组成；垃圾投放系统由垃圾桶6、转轴7、摇柄8、悬挂板9所组成。

2.2  支撑架系统与靠背椅

  支撑架系统主要用于对整个桌椅进行结构支撑和其他系统的悬挂固定，其中每个座位右侧（以就座人员判断）桌脚处安装一个挂钩，用于挂书包、水杯、雨伞等物品。

  支撑架连接桌脚与凳脚，结构钢竖直方向开有用于与地脚螺栓配合使用的地脚螺栓孔18，用于将桌椅固定在地面基础上；水平方向开有连接孑L 19，用于对相邻两张桌椅的连接，以增强支撑架在桌椅连排方向上的刚度。地脚螺栓及相邻桌椅间的连接可根据用户需求自由选择是否安装。

  靠背椅的凳面11及靠背13为与人体形廓相契合的弧形面，以使就座人员更加舒适。

2.3  桌面翻转系统

2.3.1  桌面翻转结构

  桌面2的一端以回转副1固定于支撑架12的桌脚部分，另一端可抬起，使整个桌面沿回转副1在竖直平面翻转；前排椅子与后排桌子之间留有过道，人员可在不干扰他人情况下自由出入。

2.3.2  U形条结构

  每一座位对应的桌面外缘设置U形条5，U口正对就座人员方向，中部较高，约为10 cm，两侧较低，约为4 cm，可使书本以一个人体较为舒适的角度支撑，同时防止桌面的笔、尺等文具掉落。

2.3.3  桌屉挂条及桌屉板结构

桌面与桌屉通过桌屉挂条实现连接，挂条结构如图3所示。

  挂条15为四段式、以回转副连接的扁平结构，主要包括上连端子15 -1、回转销15 -2、上挂条15 -3、下挂条15 -4、下连端子15-5、螺钉配合孔15 -6，其中上连端子15 -1和下连端子15-5采用螺钉通过螺钉配合孔15 -6分别与桌面2和桌屉板16相连，上、下挂条之间，以及上、下挂条与上、下连端子之间均采用回转销进行连接，桌屉板16可向桌面2压缩靠近，以增加进出空间，满足不同体形人员的进出空间需求。

2.4  电源及网线系统

  在每个座位的桌面回转副固定端下方桌脚处安装插座3与网线接口4，以方便学生带笔记本电脑自习和上课。桌脚为空心结构钢，与走线管17相连，电源线及网络信号线集中在走线管内部进行统一走线。

2.5  垃圾投放系统

  每个座位凳面下方设置一个垃圾桶6;-排座位的垃圾桶连接于一根同心的转轴7上，转轴最外侧的端部与摇柄8相连，摇动摇柄可实现整排座位下方垃圾桶的整体翻转，使垃圾落下，便于保洁人员统一打扫。转轴7连接在悬挂板9上，悬挂板9通过螺钉固定于靠背椅所在的凳面筋上，便于统一安装、拆卸。

2.6模块化实现

  本文所设计的可自由出入人员的多功能桌椅，可一副桌椅单独使用，以适应家庭、办公室等小型场合需求，也可多副桌椅并排连接使用，以适应教室、培训机构等大场合需求。其挂钩14、垃圾投放系统、电源及网线系统、桌屉板16及桌屉挂条15均为模块化结构，这些结构与桌椅的连接方式均为螺钉连接，用户可根据需求购买同一副桌椅的不同模块组合。

  例如，用户可根据需要将8副桌椅通过螺栓固接在一起，固接后可根据需求选择是否安装电源插座、网线接口、垃圾桶、挂钩等模块单元，可以都不安装；也可以每隔一个座位安装电源插座和网线接口；也可以一个座位安装电源插座，另一个相邻的座位安装网线接口，等等。

3实物制作

根据本文的设计方案，所制作的多功能桌椅实物模型关键参数如表1所示，对应的实物如图4所示。

  所制作的桌椅其外表、内里以及使用者手指可触及处经打磨无毛刺及尖锐的棱角；桌椅着地平衡，其最大偏差不超过2 mm，符合Q10 95规定的要求。桌椅强度和耐久性经试验后发现，结合部位未出现松动、零部件未出现劈裂、桌椅稳定性好不易倾翻。

  实物模型使用验证表明，本文所设计的多功能桌椅结构简单可靠，使用方便，能够使人员在不干扰他人情况下自由出入，具有一定的推广应用价值。目前该桌椅已申请国家专利并获实用新型授权(ZL201420384652.5)。

4结语

本文针对现有固定式桌椅同排连座、出入不方便、空间不足等问题，设计了一种可自由出入人员、带有电源与网线接口、方便垃圾投放与清扫的多功能桌椅。该桌椅结构简单，使用方便，可进行模块化组装，具有一定的推广应用价值。

5摘要：针对现有固定式桌椅同排连座、出入不便、空间不足等问题，设计了一种可自由出入人员的多功能桌椅。桌面一端通过独特的旋转副结构固定，实现人员的自由出入；配有插座、网线接口、垃圾桶、挂钩、U型条，提高了用户的使用效率和舒适度。该桌椅实现了模块化组合，可根据需要对不同模块进行组装。实物应用效果表明：该桌椅使用方便，可在不干扰他人的情况下实现人员的自由进出。