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创新设计在可折叠移动家具设计中应用

2021/10/20 阅读:

摘要:为产品在保证原本功能的情况下,形态可以根据用户需求来进行改变,使其占用资源减少,也方便了产品的使用、运输和最终的回收,采用科学性创新设计思维设计可折叠移动家具,该方法可为产品设计实践和设计课程教学提供参考。

关键词:科学性创新设计思维可折叠移动家具设计

引言

在科技技术日益革新的今天,随着社会对产品创新和科学理论关注度的不断提高,折叠家具的消费市场也越来越成为热门话题,可移动折叠家具的研究意义就在于从市场中挖掘出如今消费群众在选择家具产品时,所会纳入购买标准的各个要求,为可折叠移动家具设计精确设计定位,并且使家具设计更具有科学性和创新性,也可以更好地去指导学生学习设计。

一、可折叠家具的优劣现状分析

(一)可折叠家具的优势

第一,产品空间的优势。折叠家具的体形通常比较小,能够很好地利用内部空间、使用空间和延展空间,折叠结构方便隐藏到产品内部,这样的产品对于小户型家庭、加工的工⼚、储存的仓库、使用的空间都具有非常重要的意义,使用科学性和合理性不断提神,可以做到一个产品多种使用。第二,使用地点的优势。部分的产品因为有特殊的社会需求,所以设计需要更加小巧轻便,折叠类产品刚好符合这样的需求,比如折叠座椅,出行使用可以放入包里或者车子箱子里。折叠家具像变形金刚一样,扩展出无限的空间和使用方式,深受消费者的喜爱。第三,使用时间的优势。折叠家具能够在不同时间段展现不同的使用形式,比如折叠沙发,白天可以当作沙发,晚上也可以当作床使用,充分发挥产品在不同的时间段的不同用法,增加了产品的使用效率。

(二)可折叠家具的劣势

第一,稳固性降低。折叠家具的原理主要是在原有的家具形态上增加结构设计,如果结构设计得不合理,产品的受力方面就会受到影响,承重能力就会下降,使用久了就十分容易损坏。第二,美观性不足。现有市面上的很多折叠家具会一味注重功能性,把功能性最大化同时一步一步忽略了产品外观的美感,结构性过于强化,产品外观的颜值降低使用户的购买欲望下降,所以需要合理地平衡功能性和美观性的比重。

(三)国内可折叠家具市场的现状

第一,智能化技术普及率低。时展到今天,我国市场上的折叠家具有了一定的发展,但是和发达国家,特别是十分注重生活品质的国家相比,特别是创新度和高科技技术应用等方面,智慧家居系统会使用到人工智能、互联网、云计算以及传感网络技术和无线通信技术等,这样的智能化国内普及率较低。第二,可折叠家具市场创新意识淡薄。国内市面上的家具折叠结构部分还是相对比较传统,家具从业人员对折叠家具创新意识的淡薄,高等教育设计学科教学方法陈旧应试等现象,是目前国内折叠家具低迷现状的主要原因。

二、可折叠移动家具中科学性创新设计思维折叠

家具具有节省空间,便于搬运,简约实用等特性,设计和使用过程中更会考虑产品的科学性,用户的理性化消费更为多见。市场调查让我们更清楚地明确了目标,这对我们的前期构思和方案起草的工作起到了重要的作用,需要严格按照国家的生产和安全规定,使产品合理化。如何才能设计出一款折叠式家具,可以简单方便折叠,在节约空间的同时,还具有可方便移动和搬运的功能性,文章将对于这些设计点进行了科学性创新。考虑到消费群体渴望产品既能够节约空间,又可以移动便捷的消费心理,设计需要是一种兼具有多种功能的新式折叠家具,适用于不同大小面积空间使用,此种折叠式家具结合书桌、书柜、行李箱等产品的功能和形态进行创新设计。可折叠家具利用折叠机构使家具体型灵活可变,方便收纳和存放,在细节和牢固度方面不断改善和提升,这样的产品设计可以使其用途更为广泛,最大程度地利用好空间,产品的形态多变可以满足不同用户在不同场景下的不同需求。当下,国家政府积极倡导绿色环保的理念,先后出台的垃圾分类、新能源汽车补贴等奖惩政策,正说明资源和能源的消耗已经到了警戒线,这对于产品设计师来说,产生了更多的社会责任,很多创新产品在设计之初都只能运用手工模型构想和实验,使其更科学和实用,一步步慢慢地才达到量产,这就更加要求设计师多维度、多方位地反复去验证自己设计的科学性。

三、科学性创新设计可折叠移动家具设计

(一)可折叠移动家具结构创新设计

围绕“可折叠可移动”这一设计点,在形式和造型上进行改变的设计思路,利用组合设计方法将普通桌子与行李箱的结构相结合,吸取行李箱可移动的灵活性优势,以及普通桌子稳固和操作使用平台面积大的优势来进行结构创新设计,考虑到使用时的舒适性,在尺寸与质量上进行反复的人机考量:一般来说,将本产品设计成正常书桌高度750mm-850mm作为家居产品用起来会更加舒适耐久,然而这样设计产品整体的重量与体积却极大地限制了其灵活性,违背了原本所期望的设计理念,并且将产品局限在了家中使用的情景里,而不能成为“旅行的桌子”,所以可以运用创新设计思维,将其高度变矮成为茶几式的桌子,用于外出临时的办公、野炊、游玩,或者在家中辅助使用的桌子,又或者是儿童使用的书桌,这样能够极大地兼顾产品的功能性,达到预期的设计要求。

(二)可折叠移动家具材料创新设计

材料作为家具形态的物质基础,必须首先适应家具的功能,传统的家具主要采用木头、玻璃、金属作为基本选材,而现代家具会突破传统家具的束缚,使用替代设计的方法,主要材料选择会使用ABS合成塑料,具有轻便、牢固、防潮、价格实惠,易于清洗等优点。辅助材料使用合成金属,应用其牢固和抗腐蚀的特性,使产品更加实用,部分也可采用3D打印成型技术,使加工更快速,也可以根据不同用户的喜好替换材料。

四、科学性创新设计可折叠移动家具三要素

(一)产品折叠结构系统设计的科学创新

折叠结构分为“折”和“叠”两个部分,“折”是指本身固定结构的产品可以通过打破、旋转、翻折等使用方式把产品的形态进行改变,从而使产品的大小和体积进行改变。“叠”是指产品的某些形体部分可以叠加、翻折等使用方式使产品具有多种实用场景,在结构合理的基础上使产品形态最小化,在叠加、翻折的过程中满足不同用户的需求。在折叠机构的设计中,我们会使用一些辅助配件,比如说支撑架、固定螺栓、合叶等,这些可以帮助产品进行变型,同时增加元件之间的紧密度和整个产品使用的牢固度。本设计在结构上采用支架折叠收缩的方式,折叠结构在设计上减少产品占地空间,使空间合理化,并且和行李箱箱体本身的结构相结合,行李箱箱体使用的是开合结构,箱体的两侧设置折叠桌板,通过翻转折叠桌板,增加使用面积,折叠后又可以减少的体积,抽拉杆移动可以使箱体具有灵活性这一特点,给折叠部分加上滚轮,支腿用于固定折叠支架,使折叠桌板展开后更加稳定,所有的结构形成一个系统,每个部分承担相应的功能,使产品合理并且具有创新性。

(二)产品折叠结构功能整合设计的科学创新

在功能上进行整合设计,一方面作为室内家居,可以具备辅助的柜子、桌子、置物台、儿童书桌等常用家具的使用功能。另一方面,作为灵活的行李箱,适合出去短暂的“旅行”或者办公使用,例如坐在河边的石头上画画,例如藏着丰富的美食和啤酒出去野炊,例如带着一群孩子,作为孩子临时的栖息地,例如在地铁站、火车站,作为临时的茶几使用。不同的人可以在不同的场景使用它,发挥它强大的功能性,并且把这些功能很好地整合在本产品里。本可折叠设计使该产品在收合后占用空间大量缩小,节省空间,同时便于移动。当撑开时,左右箱壁形成水平桌面,能够极大增加使用面积,给生活带来方便。

(三)产品折叠结构材料替换设计的科学创新

材料上迎合现代家具新型材料ABS塑料,利用它的优势:轻便、强度高、韧性好、易于加工、耐腐蚀、耐高温的特性,利用替代设计方法使产品最优化,其他的款式表面可以进行不同材质纹样的贴纸进行更多的色彩搭配,替代了传统柜体家具木头选材的常规搭配。加工技术采用CNC精雕,打磨上漆等工艺,并且结合3D打印技术,使材料替换设计的部分能够很快地实现出来,成为用户的定制款。不断的尝试,希望设计出具有以上功能性,设计合理科学且耐用性高的产品。第一种表面处理工艺可以采用三聚氰胺贴纸,实木木皮贴面,优点是环保,模仿不同木质桌面的表面处理工艺。第二种表面处理工艺可以用烤漆,用户可以选择不同颜色和花纹,表面的平整和质感良好,本设计后续可以做到定制化量产。

五、科学性创新设计思维在可折叠移动家具设计中的应用

在2018-2019学年第一学期《产品快题设计》大二学生的课程教学中,把科学性创新设计思维和家居产品设计相结合,突出这种设计方法的重要性,希望学生们将科学理论应用于实践的设计中去,用理性的创新思维去分析用户所需要的是什么样子的设计,希望通过这个课程的设计实践部分让学生们体会到科学性创新设计思维在产品设计中的重要地位。本文以“旅行的桌子”设计实践作为应用案例进行论述。

(一)设计实践定位和目标

第一,定位于可折叠家具,也可将家具与箱包产品功能整合设计,设计产品既适用于家居使用,又适于外出使用,也可在小户型空间使用,实现产品功能化,满足不同的使用场景和需求。第二,定位于可移动家具,解决普遍家具笨重,不利于移动搬运等问题,严格考量人机工学尺寸,对产品设计进行科学性创新设计。

(二)设计实践创新点

第一,本款设计整合可折叠家具和移动家具原有的优点,并且设计有单方向折叠支撑架,带限位槽支撑小脚等结构,最大限度地利用空间,充分利用资源。第二,在功能整合设计上,可用于简易的外出旅行,也添加了即可作为拎包又可作为凳子的两用箱体,便于外出使用的结构设计,添加一块可折叠大板作为长时间办公所用,一块可折叠小板作为临时办公所用,一块侧板作为辅助所用。第三,目前市场上多数大体形箱体,内部空间结构设计过于简洁,功能单一,空间浪费严重。本设计把箱体内部、延展空间进行规划,灵活运用空间变化,实现功能多元化。

(三)结构与材料

第一,本设计在结构上采用多支架折叠收缩的方式,折叠减少产品的占地空间,使空间合理化,可伸缩拉杆独立空间设计,自刹车式滚轮,带有两用可装配箱体极大地增强了其可使用的范围和空间,体现了功能性,科学性和创新性。第二,材料上迎合现代箱包材料轻型PC塑料,使用其强度高、韧性好、易于加工等特性,配合布料、金属,采用CNC精雕、打磨上漆等加工工艺,表面处理工艺采用三聚氰胺贴纸和烤漆工艺,用户可以选择不同颜色和花纹,本设计后续可以做到定制化量产。

(四)设计方案

在设计构图和绘画草图过程中所遇到的问题非常多,第一阶段设计:从最先的行李箱构思,左右两侧的箱体向外翻折,再由箱体内侧的支架向外翻折,形成T型支撑的形式,前后的支架也同时向外翻折,四个支架将箱体支撑,整个产品变成大面积的桌面的形式,但这样的结构和使用方式存在很大的漏洞和弊端。首先,在支架翻折过程中需要将箱体提起来,在人机方面非常的不合理;其次,当成为箱体时单个的轮子不足以让产品保持平衡能力;紧接着涉及到链接装配的方式与可行性存在疑虑。第二阶段设计:对结构进行了非常大的改变,考虑到人机方面的问题,从箱体向下延伸箱壁和向外翻折的方式,改变成了向上翻折和桌面支持,规避了折叠变形时需要提起整个产品的方式,但这样也同时出现了另一个的问题,支架的向外翻折不能够做到与箱体一样的高度,为达到支撑箱体的桌面的作用,于是再次构思结构的变化,将支架的向外翻折变为左右翻折,规避了收纳支架不够长的问题,将支架改为左右翻折后,它对桌面支撑的稳固度变得非常差,预想会出现桌面左右摇摆的情况;其次,在模型验证过程中,出现拉杆的问题,构思时并没有想到拉杆需要一定的空间,使得后期能够支撑起整个箱体。第三张设计图(图1)最终完善了所有的问题:结构创新部分保留支架向外翻折形式的同时,在支架的下方增加一个小的支架,该支架具有收纳功能,连接结构存在限位槽,使用过程中,将会向外翻折一定的角度,由于重力垂直向下,所受压力在于连接部位,不会存在整体不稳固的情况,完美地规避了不稳固,支架不够长度的问题,而对于滚轮的问题,我们采用了可刹式四轮的模式。在人机使用方面,作为行李箱,可以像市面上大多大行李箱一样平行推进,也可以倾斜,用拉杆拉,作为家居产品,可以作为辅助箱体,辅助桌面。

(五)设计概述

该产品设计(图2)为可折叠移动家具,在空间使用、产品功能上科学和创新,使得其不仅仅是一件盛载的容器,而能够接纳、迎接新的事物设计,并且让其内部怀有“无垠”的维度。结构功能设计(图3):1.小板支撑架能够从中部向内折叠,而不能向外折叠,达到支撑小板目的。2.大板支撑架底部设有限位槽结构的小支脚,解决支撑架藏于大板内部,折叠变形时高度不够的问题。3.拉杄设有独立空间,连接箱体构架,可自由伸缩。4.滑轮具有自带刹车功能。使用说明:1.小箱体藏于大箱体内部下侧,上侧用于储放物品(图4)。2.小箱体可以单独外出使用,或作为凳子配合桌面使用。桌面使用大桌面向上翻折,适用于长时间使用(图5)。3.小桌面向上翻折,适用于短时间使用。4、侧板用于辅助大小桌面摆放饮料物品、食物等。

(六)专利说明

1.名称:一种方便移动的折叠柜。本设计成功申请实用新型专利,授权公告日:2019年9月10日,授权公告号:CN209359955U。

2.说明书摘要(图6):本实用新型属于家具技术领域,具体为一种方便移动的折叠柜,包括柜体、伸缩拉杆、抽屉、滚轮,其中柜体的正面设置抽屉,在柜体的底部安装滚轮,在柜体的顶面有伸缩拉杆竖向安插在柜体内,且伸缩拉杆能够缩入柜体内;在柜体的两侧设置折叠桌板,折叠桌板的末端面通过铰接件安装在柜体侧面顶部,折叠桌板折叠后与柜体侧面平齐,且折叠桌板能水平翻转;在折叠桌板的前端设置折叠支架。本实用新型设计新颖,结构合理,可折叠设计使该柜子在收合后占用空间大量缩小,节省空间,同时便于移动。当撑开时,左右柜壁形成水平桌面,能够极大增加使用面积,给生活带来方便。

3.权利要求书:(1)一种方便移动的折叠柜,包括柜体、伸缩拉杆、抽屉、滚轮,其中柜体的正面设置抽屉,在柜体的底部安装滚轮,其特征在于:在柜体的顶面有伸缩拉杆竖向安插在柜体内,且伸缩拉杆能够缩入柜体内;在柜体的两侧设置折叠桌板,折叠桌板的末端面通过铰接件安装在柜体侧面顶部,折叠桌板折叠后与柜体侧面平齐,且折叠桌板能水平翻转;在折叠桌板的前端设置折叠支架。(2)如权利要求1所述的一种方便移动的折叠柜,其特征在于:所述折叠支架下部设置支腿。(3)如权利要求2所述的一种方便移动的折叠柜,其特征在于:所述折叠支腿下部的支腿通过转动套安装在折叠支腿上,在转动套两侧分别设置限位件和定位件,其中在定位件与转动套相邻的侧面设置卡台,对应地在转动套上设置与卡台卡合的卡头。(4)如权利要求1所述的一种方便移动的折叠柜,其特征在于:所述折叠桌板的前端设置卡合件,相应地在柜体侧面下部设置卡合配合件。(5)如权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种方便移动的折叠柜,其特征在于:在柜体两侧的侧面设置侧遮板,在折叠桌板折叠后,折叠桌板的表面与侧遮板平齐。

4.说明书(1)技术领域:本实用新型属于家具技术领域,具体为一种方便移动的折叠柜。(2)背景技术:现有家具大多不可折叠,缺点是占空间大,搬运不便。折叠式家具已经进入了市场成长期。这一时期的市场增长率越来越高,需求量快速增加,技术渐趋定型,行业特点、行业竞争状况及用户特点已比较明朗,企业进入壁垒提高,产品品种及竞争者数量增多。(3)发明内容:本实用新型的目的在于提供一种方便移动的折叠柜,用以解决现有折叠式家具折叠程度低、不便于搬运的问题。为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种方便移动的折叠柜,包括柜体、伸缩拉杆、抽屉、滚轮,其中柜体的正面设置抽屉,在柜体的底部安装滚轮,在柜体的顶面有伸缩拉杆竖向安插在柜体内,且伸缩拉杆能够缩入柜体内;在柜体的两侧设置折叠桌板,折叠桌板的末端面通过铰接件安装在柜体侧面顶部,折叠桌板折叠后与柜体侧面平齐,且折叠桌板能水平翻转;在折叠桌板的前端设置折叠支架。上述技术方案中,柜体的两侧设置折叠桌板,通过翻转折叠桌板,可以使柜体变为桌子,增加使用面积,折叠后又可以减少柜体的体积,减少占用空间(图7);同时,设置在柜体下部的滚轮以及柜体上部的伸缩拉杆又可以方便移动该柜体。优选地,所述折叠支架下部设置支腿(图8)。所述折叠支腿下部的支腿通过转动套安装在折叠支腿上,在转动套两侧分别设置限位件和定位件,其中在定位件与转动套相邻的侧面设置卡台,对应地在转动套上设置与卡台卡合的卡头。支腿用于固定折叠支架,使折叠桌板展开后更加稳定。优选地,所述折叠桌板的前端设置卡合件,相应地在柜体侧面下部设置卡合配合件。折叠桌板上的卡合件余柜体上的卡合配合件卡合,可以保证折叠桌板折叠后与柜体之间保持稳定。优选地,在柜体两侧的侧面设置侧遮板,在折叠桌板折叠后,折叠桌板的表面与侧遮板平齐。侧遮板可以隐藏折叠后的折叠支架和支腿,可以使该柜子整体更加美观。与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型设计新颖,结构合理,可折叠设计使该柜子在收合后占用空间大量缩小,节省空间,同时便于移动。当撑开时,左右柜壁形成水平桌面,能够极大地增加使用面积,给生活带来方便。

结语

在课程教学中,产品设计需要体现科学性创新设计思维,融入“紧凑型”、“小体量”产品的设计训练,设计出来的产品保证原本功能的情况下,使产品的内空间尽量缩小,最终也使得产品的整体体积最小化,使其占用资源减少,也方便运输和最终的回收。让学生们将科学性的创新设计思维理解清晰并且应用到自己的所做的设计中去,运用工科思维,结合技术、结构、数据统计、新材料等知识领域的相关内容使设计达到科学性的目的,从而设计出“小而美”的新产品。以实际案例为基础,训练学生们将所学到的创新设计思维和方法运用的能力,以设计成果为交流对象,以成果转化为最终目的,互相学习来提高设计能力,助力社会的持续发展。

作者:王蔚 虞添期 单位:浙江理工大学科技与艺术学院

创新设计在可折叠移动家具设计中应用

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