浅析机电一体化家具的人性化设计

第２１卷第５期　机电产品开发岛　崭　ＶＯＩ．２１．Ｎｏ．５　２００８年９月　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｓｅｐ．，２００８　浅析机电一体化家具的人性化设计　李政，王述洋　（东北林业大学，黑龙江哈尔滨１５００４０）　摘要：研究并探讨了机电一体化家具的原理设计及难点．研究了三大系列机电一体化家具的人性化设计　模型；对国内机电一体化家具的特征进行解析，并在人性化设计理念指导下，提出了机电一体化　家具的人性化设计原则。　关键词：家具设计；机电一体化；人性化　中图分类号：ＴＳ６６４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—６６７３（２００８）０５—０２８—０３　表１机电一体化设备的常见机构类型…　０引言　Ｔａｂ．１　Ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌ　ｄｅｖｉｃｅ　机电一体化家具，是一种现代高科技产品。它是在　类　型　描　述　传统家具基础上，结合机械、控制等机电设备，运用新　单常用的有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和螺旋　一机构　材料和新工艺，研发出的一种多种功能集成化家具。在　机构等。　科技高速发展的今天．机电一体化家具离我们并不遥　组合机构　采用组合机构可以实现较复杂的运动功能。　远，像按摩椅、多媒体讲台、多功能床等都已经“飞入　电动机、传动机　为了使家具的调节和动作轻便、减少噪音．常使　ｊ　和控制装置　用液压和气动元件，还有各种电机及传动装置。　寻常百姓家”。随着此类家具在我国的普及应用，其自　身存在的设计问题也逐渐受到关注，关注的焦点集中在　机电一体化家具的人性化设计上。　２设计的问题与难点　在我国机电一体化家具发展缓慢，尤其是民用机电　１家具设计的机电一体化原理　一体化家具，其设计研发及生产工艺等问题直到９０年　机电一体化家具的成长历程，与机电一体化技术的　代中后期．才随着“以人为本”的时代精神的提出而得　普及同步。研究机电一体化家具设计，首先要探讨机电　到重视和探讨。我国家具设计长期处于跟随模仿阶段，　一体化原理．掌握机电一体化技术的应用。现在的机电　自主创新能力弱，人才不足，设备陈旧。这与我国基本　一体化技术。是机械和微电子技术紧密集合的一门技　国情有关，主要问题有：①材料及制造工艺落后，必然　术．它的发展使冷冰冰的机器具有了人性化、智能化。　导致生产上存在技术瓶颈；②国外垄断品牌和厂家，拥　家具作为与人关系最为密切的一种产品，必然要经历机　有绝对优势的核心竞争力，限制了我国家具设计研发空　电一体化的“进化”与“洗礼”。在科技为人服务的时　间；③知识产权保护问题。所以，要发展我国机电一体　代背景下，运用机电一体化技术，实现家具的多功能和　化家具．就必须：一方面积极学习发达国家的优秀成果　人性化就成为历史的必然，这些“新”家具既满足了现　及发展模式．另一方面不能盲从西方。而要强化自主研　代人的需求，同时体现了高新技术与艺术的完美结合，　发实力．致力于设计符合我国人民生活生产特点的人性　机电一体化已经成为家具设计发展的必由之路。　化家具。　收稿日期：２００８一Ｏ６—２６　３基于三大系列的人性化设计模型　作者简介：李政（１９８４一），男，在读硕士研究生。主要研　集人机造型、机械传动和电器电路于一体的家具　究方向：人机工程与工业设计；王述洋（１９５８一），男，教　（Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌ　Ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ），早在８０年代初就已经在欧、　授，博士后，博士生导师。现任东北林业大学机电．Ｙ－程学　美、日等发达国家展露头脚，时至今日已经形成三大体　院院长。主要致力于林业与木工机械设计理论及制造自动　系：民用型、工作型和特殊型机电一体化家具。　化、林木业机器人轨迹规划、系统安全诊断与智能测控、　例如：①我国设计生产的具有自动升降床头电视、　产品人性化设计与评价、生物质洁净液体燃料开发与利用　按摩床头靠背、助力器等多种机电一体化功能的智能化　技术的研究　睡床等属于民用型；②牙科座椅、集成多媒体控制和监　２８　维普资讯 http://www.cqvip.com

・开发与创新・　控系统等功能的办公桌等等属于工作型；③而某些特殊　场合用到的人机接触产品属于特殊型，像航天飞船睡　仓、高危病房监护床等。目前，国外先进的机电一体化　家具，不但在设计、生产和销售等环节上都臻于成熟，　而且门类众多．消费群体接受程度高，市场反馈良好。　根据三大系列进行针对性设计的机电一体化家具，　可以遵循人性化设计模型见图１。该模型从三大系列出　发，运用并行设计的过程设计模式，将模块化设计重新　就失去了巨大潜在的市场一工薪劳动人民的需求也应该　被考虑到机电一体化家具设计研发中，这样做便可以极　大地拓展市场，并引导消费群体意识，普遍地提高人民　大众生活水平。　（３）质量差：我国机电一体化家具总体上质量逊于　国外。主要原因：一是理论差；二是生产差；三是服务　差。许多机电一体化家具售后服务不到位，本身产品就　存在诸多问题，再加上保养、维修的落后，于是得不到　结合在机电设备子系统下．形成全面高效的设计模型。　一厂ｆ　　墨　目Ｌｉ　圈　篷　ｌ传统家具结构Ｉ———　芝　：＞　一堕壁　互垦　堡　堕　　奈Ｉ蔟ＪＨ　　　　Ｉ　ＪＬ广ｊ　Ｊｉ　匝　丽　困　计算机目络Ｉ　　兰　塑堕整望盒　塑上　＿＿Ｊ　ｌ　网　ｌ鼢　菪　蔫　行程．接近开关保证安全．　载保护装置及时间继电器控　Ｔ作时序）　图１三大系列的人性化设计模型　Ｆｉｇ．１　Ｕｓｅｒ－ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌ　ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ　４国内机电一体化家具特征解析　从本质上讲，机电一体化家具设计属于机电一体化　技术的人性化推广应用。家具只是载体．它承载的是人　类智慧的结晶一科学技术．机电一体化家具使科学技术　回归到人类自身，普惠于全体人类。在“以人为本”的　新时代背景下，国内市场上的机电一体化家具具有以下　三大特征：　（１）成本高：无论是民用型还是工作型、特殊型，　机电一体化家具的生产成本相对传统家具都要高出很　多。主要是因为在传统家具结构中加入了各种机构、电　器，这些机电设备不仅本身昂贵，而且在与家具融合的　同时，要考虑人性化，这就提升了设计成本。此外还有　材料成本、加工工艺成本和营销成本等等。　（２）市场窄：成本高导致价格高，所以机电一体化　家具的市场更多面向企业集团和富有人群．而不是工薪　阶层的普通百姓。如金融行业的内藏式电脑办公桌、具　有气动升降和角度调节等功能的座椅、能够调控环境温　湿度、具备监控系统和安全防卫功能的豪华睡床，酒店　的旋转餐桌等等。这些产品除了在张显财富、抬高身　份、放纵享受等方面做得很好、到位之外。没有为人的　本性、人的根本特征和人的终极需求作充分考虑，这样　普及。　５机电一体化家具的人性化设计原则　当今国内家具设计制造界越来越认同并接受先进的　设计观念、运用科学的设计理论和技术方法，强调家具　设计的人性化一“设计新家具就是设计一种新的生活方　式、工作方式、休闲方式、娱乐方式……家具的功能不　仅是物质的，也是精神的”。在此趋势下。我国市场上　虽然也出现了许多机电一体化家具，但是真正能把自动　化、信息化、数字化、机械化等知识运用于家具设计，　从而实现家具的机电集成化和人性化的产品，在我国仍　是凤毛麟角。自主创新意识，应该找到科学规律，结合　正确方法一遵循人性化设计原则，以市场为导向，做到　需求与功能的人性化统筹兼顾。　５．１辩证分析。统筹兼顾原则　机电一体化设计是融合机械化、电气化技术．实现　产品的多种功能的优化和互补：人性化设计是系统地考　虑人～机一环境三方面的关系、以人为本地统筹结构、　形色和功能等产品要素的现代设计理念和方法。在现代　家具设计中，追求人性化是实现机电一体化的目的和归　宿，实现机电一体化是追求人性化的保证和手段，这二　者有着天然的结合点和交叉域，相互联系不可分割。任　何只考虑一方面的设计方案，都会导致设计偏失。造成　定位错误。　５．２人性化需求的提出与机电一体化功能的满足　辩证法原则为设计者给出了具体设计步骤：首先调　查市场、用户特点，确定需求进而设计定位，然后按照　需求确定功能，再设计出满足功能的模块，最后整合各　模块形成整体设计方案。在设计的同时，必须考虑工程　技术问题。下面详细论述“需求一功能”原则：　（１）人性化需求分析是家具设计的核心问题．须首　要考虑：“需求”可以细分为生理需求与心理需求两方面，　设计调研要从这两方面需求人手。寻找目标人群的特有　需求，做到针对性强，使人性化设计理念有的放矢。生　理需求包括人体在不同环境下的体温、体表压力分布以　及肌肉疲劳程度等因素的要求［　：心理需求包括人们的　审美联想、心理效应、价值观念乃至信仰等。这些都可　２９　维普资讯 http://www.cqvip.com ・开发与创新・　以在人机工程学和设计心理学著作中找到具体方法和前　的设计模式，开拓崭新的创意空间。工业设计整合与创　人研究成果。　新是产品创新的主要手段之一，在核心技术相差无几或　家具设计必须紧跟时代脉搏，不能忽视潮流．在当　者明显落后于人的情况下，我国机电一体化家具设计无　今时代大背景下，设计人员要着重考虑本土化需求、老　可厚非的要选择走工业设计创新的道路一经济划算．而　龄化需求、生态化需求以及民族化需求。根据这些新需　且符合人性化要求。值得注意的是，工业设计必须与机　求设置家具的功能。同时，家具设计开发应着眼于未来　械设计、结构设计、电子电路设计、电气设计同步，绝　社会，为人们创造出更加美好的生活方式［４１。　不能孤立于系统之外。随着我国工业设计水平和设计管　（２）功能的满足及其实现方法是家具设计的重要问　理水平的提升，机电一体化家具必将迎来新的春天。　题。它从属于需求分析：“功能”是对技术系统或产品能　够完成的任务的抽象描述罔，反映产品所具有的特定用　６结论　途与各种特性。　“需求一功能”的原则强调了“人的需　机电一体化家具人性化设计的宗旨，就是“造物为　求第一性”的设计原则。即科技服务于人，机电设备的　人”，实现科技服务于人，让机电一体化技术和谐地融人　设计符合人的某种生理需求和心理需求。　人们的生活、工作，满足人们追求高质量生存状态的时代　机电一体化家具的设计者要努力追求产品功能的最　需求。我国的机电一体化家具设计必将经历从学习模仿　佳实现，要具有大胆破旧思维，敢为人先精神，善于发　到自主创新的成长的过程，在这一过程中，人才培养是关　掘并满足使用者的潜在需求。此外，还应注意将关注的　键，尤其要培养专业过硬的机电一体化人才，从结构、工　焦点集中在当前和未来行业的产品功能上。注重机电一　艺等方面拓展机电一体化技术的应用范围．同时还需要　体化技术的实现程度、便利程度，不能为了机电一体化　培养工业设计和设计管理的人才，在市场、造型、色彩、材　而生搬硬套、拼凑组合。　质等方面不断创新。这些人才组成设计团队共同工作，才　５．３系统化设计原则一以市场为导向。强化工业　能保证人性化设计原则的落实，做到统筹兼顾。同时，国　设计整合与创新　内家具行业和企业也要增强自身实力，尤其要增加设计　产品设计如果脱离了市场，便如同航海没有罗盘。　研发时间和资金的投入，努力打造自己的品牌，设计出符　以市场为导向的产品设计原则已经被广大设计人员认可。　合国人生活生产特点的人性化家具。　但是，机电一体化家具的设计却往往偏离了这一原则。　参考文献：　主要表现为目标市场狭窄．用户群体有限。对替代产品　［１］王树才，邓在京，等．机电一体化家具的探讨［Ｊ］．木材工业，２００４，１．　竞争优势分析不足，忽略了潜在市场的开发。要拨乱反　【２］王洪亮，于伸．浅析机电一体化的家具设计Ｕ］．中国家具，２００６，７．　正，就要矫枉过正，机电一体化家具必须深入人民大众，　【３］王显芳．老年产品的人性化设计［Ｊ］．林业劳动安全，２００６，４．　不可一枝独秀、孤芳自赏。设计开发团队大可跳出现有　【４１彭亮’胡景初．家具设计与工艺【Ｍ１．北京：高等教育出版社，２００３．　Ｕｓｅｒ－ｆｒｉｅｎｄｌｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌ　Ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ　ＬＩ　Ｚｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｓｈｕ－Ｙａｎｇ　（Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　１５００４０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｕｓｅｒ—ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌ　ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ．Ｉｔ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ，ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌ　ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ．Ｂａｓｅｄ　ＯＤ　ｕｓｅｒ—ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｇａｖｅ　ｔｈｒｅｅ　ｕｓｅｒ—ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｄｅｓｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｍｅＧｈａｔ－ｃｏｎｉｃａｌ　ｆｕｍｉｔｕｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｎｇ；ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ；ｕｓｅｒ—ｆｒｉｅｎｄｌｙ　（上接第６１页）　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｅｅ　ｆｏｒ　Ａ　Ｎｅｗ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｔｕｂｅ－ｃｏｒｅ　Ｒａｄｉａｔｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ＢＡＮ　Ｓｈｕ－Ｚｈｅｎ，ＸＩ　Ｍｉｎｇ－Ｚｈｉ．ＨＡＮ　Ｊｕｎ—Ｆｅｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｈｈｏｔ　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　０１００６２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｎｅｕｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｍｅｔｈｏｄ，ａ　ｎｅｕｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｍｏｄｅｌ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｆｏｒ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ａ　ｎｅｗ　ｔｕｂｅ—ｃｏｒｅ　ｒａｄｉａｔｏｒ，ｏｕｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｋ，ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｖｅ　ａ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｉｎ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ　ｒａｄｉａｔｏｒ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｒｅｌｉａｂｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｂｅ—ｃｏｒｅ　ｒａｄｉａｔｏｒ；ｎｅｕｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ