(交易)一款健身椅的设计 毕业设计论文

1、分 类 号 密 级 毕业设计(论文)一款健身椅的设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文一款健身椅的设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日目 录摘 要3abstract4目 录5第1章 绪论71.1 椅子与健身椅概念71.2椅子分类71.3 部分椅子介绍81.3.1扶手椅81.3.2按摩椅81.3.3健身椅81.4 健身椅结构91.5 本课题的研究任务及要求9第2章 人体工程学与健身椅设计102.1 设计原则102.2 座椅设计112.2.

2、1 座高112.2.2 座宽:4345cm122.2.3 座深：休息用椅4043cm，工作用椅3540cm122.2.4 座面倾角132.2.5 靠背的高度与宽度142.2.6 靠背角度:103一112度142.2.7 扶手高:座垫有效厚度以上2122cm152.2.8 椅垫152.2.9 椅脚(一般直径 r290r300mm)162.2.10 倾仰机构说明18第3章 初步设计方案193.1概述193.2设计方案193.2.1 靠背设计203.2.2 扶手设计203.2.3 座面设计203.2.4腿部支撑设计203.2.5调节机构213.3跪式坐姿健身椅213.5 躺姿健身椅213.6一款多功

3、能集合一起的健身椅22第4章 一款健身椅的具体设计过程234.1本节标题264.1.1本小节标题264.1.2本小节标题274.1.3本小节标题274.2本节标题27总结与展望28参考文献29致 谢30 第1章 绪论第1章 绪论1.1 椅子与健身椅概念椅子是一种有靠背、有的还有扶手的坐具。古代席地而坐，原没有椅子，“椅”本是木名。诗经有“其桐其椅”，“椅”即“梓”，是一种树木的名称。健身椅是近年来兴起的一种健身器材。健身椅是家庭及健身房常备的器材，而且是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。健身椅，其主要系在坐垫和靠垫适当位置处设一枢杆，复使该枢杆向机体前上方延伸，并使其另端

4、枢结在前脚、后脚、中间横梁、后脚横梁的适当位置处。它具有结构简单、可靠性高等优点，已广泛用于各健身场所和家庭。根据人体工程学而设计的健身椅，符合一般人的健身要求，这样的设计科学合理。1.2椅子分类1.按结构形式分类：可调式，固定式。2.按功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。3.按场合使用分类：商用型，力量型，家用型按材质分类：实木椅,钢木椅,板式椅,玻璃椅,铁艺椅,塑料椅,布艺椅,皮艺椅,椅子皮革椅,发泡椅等 按使用分类：办公椅,餐椅,吧椅,休闲椅,躺椅,专用椅等 按行业分类:酒店椅子,酒吧椅子,西餐厅椅子,咖啡厅椅子,办公椅子等 按物理性能分类：绝缘椅、防静电椅、导电椅等 按结构分类：固定木脚

5、椅、固定四脚钢管椅、带升降五星爪轮椅、带升降五星爪固定脚等1.3 部分椅子介绍1.3.1扶手椅有扶手的背靠椅的统称，除了圈椅、交椅外，其余的都叫扶手椅。其式样和装饰有简单的也有复杂的，常和茶几配合成套，以四椅二几置于厅堂明间的两侧，作对称式陈列。1.3.2按摩椅按摩椅的原理就是模仿人工按摩，只不过它是利用机械的滚动力和机械力挤压来进行按摩的。按摩椅能根据人体曲线沿脊柱采用摇摆、指压、捏拿、推揉等多种按摩手法进行深层按摩。当人坐在按摩椅上享受全身放松的乐趣时，就好像有人在为他们捶背、揉肩一样。按摩能够疏通经络，使气血循环，保持机体的阴阳平衡，所以按摩后可感到肌肉放松、关节灵活，使人精神振奋、消除

6、疲劳，对保持身体健康有重要作用。1.3.3健身椅典型代表名称：ab lounge多功能休闲健身椅加强型，新款窈窕健身椅（ab lounge或ab chair）cctv1990rmb（国内叫做适美健身椅），新一代革命性的健腹器材！ 占地小，收藏方便早晚运动，一折一展方便使用。ab健身椅特殊的设计，使您可以进行更大范围的 运动，从而获得令人惊喜的效果！另外拉手部分改为钢管的，4根拉带，脚踩部分改为长短可调型的，更符合人体工程设计，更实用。还有新增底部5档活动插销， 插上插销，可固定为普通坐椅，作为家居用品，抽调插销，有健身椅锻炼动能。新增锻炼小腿的装置以及一个脚踏轮。1.4 健身椅结构健身椅的一般

7、主要部分有前脚、后脚、中间横梁、后脚横梁、坐垫和靠垫等。前脚、后脚、中间横梁和后脚横梁用的是50mm50mmt1.5mm的方形钢管，坐垫和靠垫钢架用的是25.4mm25.4mmt1.5mm的方形钢管，靠垫的支架是23 mm23 mmt1.5mm的方形钢管。前脚垫为50mm150 mmt4mm的方形钢板，后脚垫为50mm50mm180 mm的方形钢管。对于一些与人接触的部件，根据实际需要倒角。1.5 本课题的研究任务及要求(1)根据调研的资料分析，确定设计目标，构思初步设计方案（不少于5个创意）。(2)根据指导教师的要求，对所设计产品的造型、结构、尺寸、材料、制造工艺、人机关系和色彩等进行初步方

8、案评价，在此基础上确定最佳方案。(3)计算机绘制最佳方案的三维效果图。(4)绘制产品外形、装配图及主要零件工作图。29第2章 人体工程学与健身椅设计第2章 人体工程学与健身椅设计2.1 设计原则健身椅的设计尺寸是根据人体尺寸来设计的,各个部分的定位均参照人体尺寸。例如,靠背尺寸远大于人上身长,一般是 440450mm之间。人体的主要尺寸:国标gb10000-1988给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项主要尺寸数据。下表是我国成年人人体主要尺寸和坐姿人人体尺寸(摘自gb10000-1988中国成年人人体尺寸):主要尺寸男(1860岁)女(1555岁)百分位数 5 50 95 5

9、50 95身高158316781775148415701659体重kg485975425266上臂长289313338262284308前臂长216237258193213234大腿长428465505402438476小腿长338369403313344376坐姿尺寸男(1860岁) 女(1555岁)坐高858908958809855901坐姿颈椎615657701579617657坐姿眼高749798847695739783坐姿肩高557598641518556594坐姿肘高228263298215251284坐姿大腿112130151113130151坐姿膝高45649353242445

10、8493小腿加足383413448342382405坐深421457494401433469臀膝距515554595496529570坐姿下肢9219921063851912975表 我国成年人人体主要尺寸和坐姿人体尺寸设计要点：1. 座椅的形式与尺度及其功用有关2. 座椅的尺度必须参照人体测量学数据确定3. 身体的主要重量应由臀部坐骨结节承担4. 座椅前缘处，大腿与椅子之间压力应尽量减小5. 腰椎下部应提供支承，设置适当的靠背以降低背部紧张度6. 椅垫必须有足够的垫料和适当的硬度，使其有助于体重压力均匀地分布于坐骨结节区域2.2 座椅设计2.2.1 座高休息用安乐椅3845cm，工作椅435

11、0cm座位过高，腿的重量压迫在大腿的底部，妨碍血液的循环 座位过低:因大腿的支持面变小，压力均集中与坐骨结节附近，使坐姿变前倾，压迫内脏器官及腰部脊椎骨，影响各部位活动 a. 适当的座高应使大腿保持水平，小腿垂直，双脚平放于地面。b. 座面不能过高，否则小腿悬空时，大腿受椅面前缘压迫，使坐者感到不适，长时间这样坐着血液循环受阻，小腿麻木肿胀。因此，座高一般按低身材人群设计，建议座面前缘应比人体膝窝高度低35cm，且有半径为2.55cm的弧度。c. 座面亦不能太低，否则腿长的人骨盆后倾，正常的腰椎曲线被拉直，致使腰酸不适。d.休息椅应使腿能向前方伸展，以放松肌肉，也有助于身体的稳定e.工作椅使人

12、以较直立的姿势坐于其上，双脚平放于地面，故其座高比休息椅稍大f.当作业面固定时，椅高上限应根据身材较矮的作业者的要求来确定，因为工作椅的高度显然与作业面高度有关，工作椅最好高度可调，以适应不同作业者2.2.2 座宽:4345cma.座宽必须能容纳身材粗壮的人。对单人使用的座椅，参考尺寸是臀宽，以女性群体尺寸上限为设计根据，b.对成排相邻放置的座椅，如剧场观众椅，则座宽应以肘间距的群体上限位为设计基准，以避免拥挤压迫感。c.座宽亦不能太大，如长时间坐姿作业，双臂应得到应有的支承，如座宽太大，则肘部必须向两侧伸展以寻求支承，这样会引起肩部疲劳。2.2.3 座深：休息用椅4043cm，工作用椅354

13、0cm以能端正地支撑坐骨结节为准，通常座深与座高成反比通常较低的座高，座深较大a.指椅面前缘至后缘的距离，该尺寸不能太大。正确的座深应使靠背方便地支持腰椎部位b.如座深大于身材矮小者的大腿长（臀部至膝窝距），座面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，这样若要得到靠背的支持，则必须改变腰部正常曲线；否则，坐者必须向座缘处移动以避免压迫膝窝，却得不到靠背的支持c.为适应绝大多数使用者，座深应按较小百分位的群体设计，这样身材矮小者坐着舒适，身体高大的人只要小腿能得到稳定的支持，也不会在大腿部位引起压力疲劳。2.2.4 座面倾角休息椅1920度，工作椅小于3度。一般工作椅向后倾仰5 20，主管座椅向后倾仰可达

14、25。a.座面倾角指座面与水平面所夹角度b.座面后倾的作用有两点：是由于重力，躯干后移，使背部抵靠椅背，获得支持，可以降低背肌静压。是防止坐者从座缘滑出座面。后者在振动颠簸的环境中尤为重要，如汽车鸳驶用座椅及长途汽车的乘客座椅c.从座椅的功能来区分:休息椅座面倾角大，有利于身心松弛，大座面倾角与靠背倾角构成近于平躺的休息姿势。对工作座椅而言，因作业空间一般在身体前侧，如座面过份后倾，脊椎因身体前屈作业而会被拉直，破坏正常的腰椎曲线，形成一种费力的姿势，因此倾角不能太大，一般为3度以下d.研究还表明：采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合于工作，尤其是办公室工作，比如对写字和绘图用椅的设计，当要求

15、座高较高时，对于倾斜式绘图桌用椅，前倾角应达到15度以上，如果背靠角为90。，则相当于座面与靠背夹角为l05度，这是坐姿的最小舒适角度，靠背对于脊椎部还能起适度的支持作用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较均匀。2.2.5 靠背的高度与宽度a.因为人体背部处于自然形态时最舒适，此时腰椎部分前凸，座椅设计要从座面与靠背之间的角度和适当的腰椎支持来尽力保证。成年人腰椎部中心位置约在座位上方2326cm处，腰椎支点应略高于此尺度，以支持背部重量。b.靠背由肩靠和腰靠两部份构成，大部份工作场合，腰靠最主要。c.靠背的最大高度可达4863cm，最大宽度可达3548cm。靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部

16、的高度(决定靠背高)和肩宽(决定靠背宽)有关，确定高度时还必须计入座椅的有效厚度。d.为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间应有凹入或留一开口部分，其高度至少为12.520cm。2.2.6 靠背角度:103一112度保持舒适的坐姿，减少肌肉紧张度，支撑部分体重。指座面与靠背的夹角，其目的与座面角度相似。从脊柱正常形态来看，该角为115度较为合适。实际应用中，建议取：阅读用椅101l04度，休息椅105108度。2.2.7 扶手高:座垫有效厚度以上2122cma.在不妨碍执行某些待定作业的情况下，一般座椅应考虑设置扶手。扶手的主要功用是使手臂有所依托，减轻手臂下垂重力对

17、肩部的作用，使人体处于较稳定的状态。它也可以作为起身站立或变换坐姿的起点。b.扶手不能太高，否则迫使肘部抬高，肩部与颈部肌肉拉伸；但如过低则实际上使臂部得不到支撑，或者躯干必须偏斜，以寻求一侧的支承。2.2.8 椅垫a.人体在坐姿状态下，与座面紧密接触的实际上只是臀部的两块坐骨结节，其上只有少量的肌肉，人体重且的75左右由约25cm2的坐骨周围的部位来支承，这样久坐足以产生压力疲劳，导致臀部痛楚麻木感。b.测试研究表明，坐于座垫上的臀部压力值大为降低，而接触支承面积也由900cm2增大到1050cm2，使压力分散。c.椅垫的另一优点是能使身体采取一种较稳定的姿势，因为身体可以适应地陷入座垫。2

18、.2.9 椅脚(一般直径 r290r300mm)椅脚依经济性及功能性区分为4爪及5爪一般来讲4爪的稳定性较差，己渐不被采用而以5爪来取代之下图为不同爪数之椅脚稳定度比较 按照椅子的轮子或固定座与椅脚之接合方式，弹簧圈嵌入固定式后者组装方便，不易发生故障 2.2.10 倾仰机构说明第3章 初步设计方案第3章 初步设计方案3.1概述不同的坐姿，人体椎间盘内压力和肌肉的负荷之间是一对矛盾体。当直腰坐时，身体保持“s”型，脊椎保持人体站立时最自然的姿势，椎间盘内压力小，但是由于座椅“h”造型的局限，使人们的肌肉负荷增大。当弯腰坐时，虽然减少了肌肉负荷，但也增加了椎间盘的内压力，这种坐姿自然会使人的脊椎

19、弯曲，腿部、腰部、臀部负担加重，久坐产生腰酸背痛，如图1。3.2设计方案经研究表明：当我们使用座椅时，由于生理和心理的特性，人体会产生舒适性的感知，随着坐姿持续时间的增加，那么人的感知也发生变化，并逐步产生疲劳感知。人体通过对这种个体主观状态的判断和反应，会自动地对坐姿状态进行无意识的调整，以减轻身体的疲劳。 简单的说，人即使坐在非常舒适的椅子上，经过一段时间也会引起肌肉疲劳。所以，座椅的设计必须有可能让人经常的改变自己的姿势和位置，以便减轻肌肉压力。 通过对坐姿的研究，办公椅的设计可以突破传统。经过本人研究，并获得了国家实用新型专利，一种崭新形态的办公椅出现了可转变坐姿的办公椅。人坐在其上，

20、可以轻松转变人体坐姿的三种状态：普通办公椅的使用状态、跪式椅使用状态和躺椅使用状态，如图4、5、6。坐姿的转变有利于最大限度地减少办公人员由于长时间工作而产生的腰部酸痛、颈、背部疲劳等不适症状。这种新型办公椅特别适合在电脑前长时间工作的工作者使用。3.2.1 靠背设计此新型办公椅的靠背设计非常的新颖独特，它由两块独立的前独立靠背和底层靠背组成。前靠背造型接近人体肩胛骨，内置压缩弹簧与底层靠背连接，外部由记忆海绵包裹，在使用时可根据压力不同而独自转动，而且中间的空隙设计可减轻靠背对脊椎的压力。靠背可根据不同的坐姿进行角度调节，由跪姿实验结果和躺姿靠背角度分析，靠背调节范围在80120为宜。 3.

21、2.2 扶手设计此办公椅的扶手可通过调节高度及横向伸缩以改变扶手的长短来适应不同年龄的使用者，使其更符合人机工程学原理。3.2.3 座面设计此座椅的座面不仅在高度上可以调节，而且座面的角度可根据不同的坐姿而进行调节。根据跪姿实验结果和躺姿时座面角度分析，座面调节范围在15-20为宜。3.2.4腿部支撑设计此新型办公椅的腿部支撑的主要作用在于支撑腿部重量，增大人体重量的支撑面积，从而减小坐垫的压力，使人体压力分布过渡更趋均匀。腿部支撑杆由特制气杆组成，与座面和靠背的整体调节机构相连，可通过坐姿调节杆的变化而满足不同的坐姿需求：当普通办公坐姿使用时，支撑结构弹回，一点也不影响普通坐姿和座椅外观；当

22、跪式坐姿使用时，支撑杆弹出，根据人体姿势调节距离和角度，达到最舒适效果；在躺姿使用时，腿部支撑弹出并旋转，充当脚撑作用，便于使用者休息。3.2.5调节机构此新型办公椅采用一杆多功能方式，由三种坐姿实验数据得出最佳的使用角度，通过一杆使三种坐姿功能轻松转变，避免了由于功能太多而引起的调节杆过多，调节复杂等现象。3.3跪式坐姿健身椅 通过坐姿调节杆使座椅转变到跪式椅的使用状态，此时腿部支撑弹出，座面下倾，靠背前倾，使人体身体重心前移，座面下部的腿部支撑托住人体两膝，大腿与腰部形成理想的张开角度，减少躯干压迫内脏而对呼吸和血液循环的影响，大大减轻臀部的压力，足踝也得以自由舒展。此状态最大优点是使脊椎

23、挺直，骨节间平均受压，避免脊椎的变形受压，使人的躯干自动挺直，从而形成肌肉放松的最佳状态3.5 躺姿健身椅通过坐姿调节杆使座椅转变到躺椅的使用状态，此时腿部支撑弹出并旋转，靠背后仰与座面后倾，人体重心后移，人体处于放松休息状态。此坐姿便于现代办公人员中午在办公室里午休。此新型办公椅的方案设计还对座椅其他方面做了考虑，如扶手的表面肌理、转轴的静音减震性、导轨的平滑耐磨性、座椅与地面的止滑性、腿部支撑的强度要求等方面，尽量达到使用功能上的合理性。此设计方案做到了由内而外的新颖性，没有孤立地强调它的审美价值，而是努力寻找真正意义上的合理，体现人性化的理念，满足使用者生理与心理需求，达到最佳的工作状态。对其设计所存在的不足，正在加以继续改进、完善，使其具有更强的实用性和可靠性。3.6一款多功能集合一起的健身椅第4章 一款健身椅的具体设计过程本课题研究一款健身椅子的具体建模设计过程。根据市场需求状况，考虑大众人群的需求状况，选择最后一种方案作为本章的重点介绍设计过程。4.1本节标题4.1.1本小节标题。（正文，小四号宋体，1.5倍行距，段前段后0行，首行缩进2字符。）4.1.2本小节标题。（正文，小四号宋体，1.5倍行距，段前段后0行，首行缩进2字符。）4.1.3本小节标题。（正文，小四号宋体，1.5倍行距，段前段后0行，首行缩进2字符。）4.2本节标题总结与展望总结与展望一