基于Pro/E的可折叠儿童椅设计

张乐莹 仲俊平 沈志勇

(南京理工大学 泰州科技学院，江苏 泰州 225300）

1 前言

可折叠儿童凳是外出游玩时方便宝宝休息的一款产品，它便于携带，因此受到很多人的青睐，但由于没有靠背，所以宝宝在休息时背部得不到很好的放松。传统的折叠椅由于尺寸和材质的问题，往往比较笨重，不适合儿童使用。所以，我们设计了一款可折叠的儿童椅，它既满足了节省空间方便携带的要求，又可以让宝宝在休息时更加舒适。

2 产品设计

可折叠儿童椅是一款面向儿童的产品，因此在设计过程时，除了可行性和经济性外，产品的安全性也是我们考虑的重点。

2.1 产品材料

市场上椅子的常见材料主要有木材、金属和塑料[1]。木材力学性能较好且环保[2]，但是木材容易被虫蛀、易发霉，且价格较贵。金属具有高弹性、高韧性和高强度的特点，便于加工出各种形状，但是金属的加工工艺复杂，设计的产品比较笨重和缺乏色彩，并且容易生锈。塑料拥有密度小、质量轻、耐磨损、抗振和化学稳定性好等优点[3]。随着塑料模具技术的发展，塑料产品的质量得到提升，成本则进一步降低，具有很大的经济优势。

目前，塑料主要分为PP 材料、PVC 材料和ABS 材料。PP 材料的收缩率较大，在加工过程中容易产生变形、 缩孔和凹痕；PVC 材料的稳定性不高，且具有一定毒性，对年幼儿童有一定危险性；而ABS 材料具有力学性能好，耐磨性较高，尺寸稳定性好等特点。因此，我们采用了ABS 塑料作为可折叠儿童椅的材料。

2.2 产品外形

根据中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布的《学校课桌椅功能尺寸》标准（GB/T 3976-2002），可折叠儿童椅的座面高度定为25cm。靠背与座面的角度设定能够防止人体向前移动并让腰部以及背部依靠在靠背上。靠背的角度一般在90°～100°之间，这样不会让盆骨内侧因为不拉直而造成肌肉的紧张。在设计靠背的时候要使靠背能够向后倾一些角度，这样就能够达到要求。另外，产品中所有尖角的地方均倒成圆角。

2.2.1 靠背设计。靠背下部的椭圆形镂空设计为折叠椅子的抓手。为了使椅子看上去不单一，再加上了一些六边形、圆形和三角形等几何图形的设计，这样不仅能够吸引住儿童的眼球而且也能够节省一些材料。当背部靠在靠背上的时候为了能够承受住向后的力，在靠背下方拉伸出一个长方形挡块，使用时将抵住座面，使靠背更安全。

2.2.2 座面设计。座面是椅子最重要的部分，它直接受到力的作用。在座面的两端设计一些凸出来的圆柱，这不仅有利于零件与零件之间的连接而且避免了一些尖角。当人坐在座面上的时候这些圆柱也避免了应力集中的出现。座面上的椭圆也是便于在折叠椅子的时候能够抓住椅面； 座面上设计的一些矩形孔可以将椅子腿部凸出来的部分在折叠时嵌入进去，便于折叠后通过摩擦力的固定住椅子腿，而且也避免了折叠时出现干涉。在连接椅子腿圆柱的外侧设立长方体是为了防止椅子腿向外张，在椅子腿内侧对应的挖两个槽其中一个槽是为了能够装销钉，一个槽是为了装固定件防止椅子在打开的时候椅子腿向内运动造成不稳。

2.2.3 椅腿设计。该产品中一共包括后椅腿、左椅腿和右椅腿三个零件。后椅腿最上方设有凸出的圆柱，便于与座面板的连接。将该椅腿板面中间部分挖空的目的是为了保证在折叠时不与另外的两个椅腿零件发生干涉。后椅腿下方设计两个凸出的椅脚可以增加受力面，使更加平稳而不易倾倒，如图1 所示。

图1 后椅腿

左椅腿和右椅腿的设计与后椅腿大致相同，不同之处在于右椅腿上设计有两处凸出来的圆柱，如图2 所示，它将与左椅腿相应位置的凹槽相配合，使折叠后的椅腿能够固定住而不发生晃动。

图2 右椅腿

2.3 产品零件的装配

将座面和靠背通过销钉连接所制成的面板在折叠的时候，座面板可以旋转一定的角度。折叠后板面与板面之间没有角度也没有发生干涉的现象。

3 结束语

本文采用Pro/E 三维软件辅助设计了一个可折叠式儿童椅，材料选择安全无毒的塑料，成形性能好。该可折叠式儿童椅高度是根据各年龄段儿童身高取的均值，适合大多数儿童使用。另外，考虑到出行的便利性，儿童椅可以折叠成很小形状，便于携带。考虑到产品的力学性能要求和生产利润的问题，以后可以对产品结构进一步优化。

[1]胡名芙.论材料与技术对现代椅子设计的影响[J].科技资讯，2008，2:72～73.