模块化智能家具平台设计

焦文博

摘  要：模块化设计思想理论最初出现在20世纪前期，模块化家具从欧洲开始，逐步扩展到机床等行业。近年来，“模块化设计”思想理论已得到了我国不少企业的关注并将这一思想理论融入到家具产品中。智能家具模块化设计不但可以满足用户的个性化需求，还可以帮助企业缩短产品的设计周期，提高产品性价比，给用户带来丰富的体验。

关键词：模块化;交互体验;绿色环保

中图分类号：TS664.01 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）29-0086-02

Abstract： Modular design theory first appeared in the early 20th century. Modular furniture appeared in Europe， and was gradually applied to machine tools and other industries. In recent years， the thought and theory of "modular design" has been concerned by many enterprises in our country and has been integrated into furniture products. The modular design of intelligent furniture can not only meet the needs of individual users， but also help enterprises to shorten the design cycle of products， improve the performance-to-price ratio of products， and bring rich experience to users.

Keywords： modularization; interactive experience; green environmental protection

1 模塊化设计的研究

1.1 研究内容

家具模块化设计指的是在对家具进行功能分析的基础上，划分并设计出系列的家具功能模块，将通用模块与专用模块通过标准化的接口组合成家具的设计方法。通用模块是指具有通用性和互换性，可用于多种产品的模块;专用模块是指具有特殊功能和结构的模块，通常仅在某一种组合方式中使用。通用模块和专用模块的组合方式不同，最终获得的家具功能也不相同。

模块化智能家具平台基于新科技和互联网云平台进行基础研究，技术和数据智能共享并结合人体工程学、人工智能、人机交互等技术，以学校学习、生活为基础研究环境，提高办公、生活质量，平台模块化延展性强。通过对基础构架材料、数据的研究，打造网络终端和云平台大数据进行交互，为学习、办公、生活提供科技含量高、数据个性化定制、多应用模块化组合的全新一站式解决方式。

模块化智能家具平台以互联网云数据交互和人工智能科技为创新点，突出模块、互联网与终端的紧密结合，在实体交互中，结合人体工程学，根据不同使用人群设计适宜的数据化模块，提高产品的针对性，增加人的体验感。

1.2 研究背景

随着大数据时代的到来，人类已进入智能时代，人工智能为社会带来了新兴技术。目前来看，除了众多的机械与电子技术运用到智能家具的开发外，互联网技术的运用也为智能家具设计带来了更多可能，比如蓝牙传输技术，无线网络技术，射频识别技术、人工智能技术、云数据交互平台技术等等，使得家具从单一的三维物体，向一个更有生命力的角色转换，为使用者带来更优秀的使用体验。

1.3 研究目的及意义

根据人本主义精神学家马斯洛的层次需求理论，人具有从低到高的多层次的需求，一站式的完成人的需求，总结为四个方面。

1.3.1 增加生活便利性。提供多功能可调可任意组装的新材料、新数据框架结构，结合新型复合环保材料模块，集新科技、人工智能、大数据交互技术为一体，提高产品使用体验。

1.3.2 提高产品的性价比。运用多种技术的相互结合，进行一条龙生产，模块化的组合生产形势，拓展性强、兼容性强，提升产品后期功能完善性和全面性问题。

1.3.3 促进绿色环保。以提高产品的生命周期为主，结合新材料和科学化数据分析，提高产品模组的针对性，提升产品的利用率，过滤多余生产，节能减排。

1.3.4 提高云数据与现实同步提高用户体验。利用互联网数据交互，模组与产品模块相互对接，通过用户的实时数据进行大数据的计算，进行系统升级更新产品软件数据平台，加强云数据与客户终端信息同步的个性化定制。

2 基于用户体验的模块化智能家具分析

2.1 目标用户

本课题设计的模块化智能家具平台主要针对对桌子需求较高的人群，适用于设计工作者、在校学生及老师、社会办公人群等。从使用人群健康角度出发，通过针对设计工作者，在校学生及老师，社会办公人群，进行健康问题调研得出动态可调节设计，可以有效缓解长时间使用普通桌子带来的视觉功能疾病、颈椎病、腰椎病、痔疮等，达到在保证目标用户健康的前提下带给其便利性。

2.2 用户需求

2.2.1 尺寸需求。为了满足使用者的工作学习需要，我们收集了以下尺寸指导智能家具平台的设计：办公桌长1600（mm），宽800 （mm），高750（mm）

2.2.2 调节需求。为了满足客户对桌子高度调节的需求，使根据人体工程学，我们的桌子可调节的升降范围为690-1150mm，让不同身高的人能找到自己舒适的坐站高度。

2.2.3 扩展需求。模块化的家具产品通过不同的模块的快速组合，让家具具备不同的造型和功能。消费者可以根据自己的需求选择甚至定制相应的功能模块，也可以升级原模块至新功能模块。

3 智能模块化家具平台设计实践

3.1 产品设计分析

3.1.1 产品功能。桌面可调功能：可根据使用者需求，无死角全方位上下左右旋转调节人工智能人机无缝交互功能：通过手机端、电脑端APP对桌子进行互联，通过移动端APP对桌子进行兴趣设定。灯光功能：灯光功能根据周围环境自动调节光照的亮度以及冷暖变化。外接灯光模组可进行灯光的模式记忆以及灯光角度的自动或者手动调节。智能语音功能：AI智能语音，分析说话者意图，灵活应变使用者发出的指令。

3.1.2 产品特色。模块化智能绿色平台：模块化以及智能云平台的相互交融延长产品寿命，可进行模块的替换避免过度生产带来的能源消耗。创新性模块化无限延展设计：通过模块化的产品设计，实现单个产品的无限拓展，自定义想要的功能模块。人工智能云数据交互：产品与手机app智能互联，形成产品生态，在云平台终端进行数据调研，从而开发新产品，产品可以通过此方法渗入到各个领域当中，并易于管理和产品更新。新材料运用：7075铝合金以及碳纤维这种强度大韧性强重量轻的材料，不但减重而且抗腐蚀能力强。

3.1.3 产品环保。（1）使用周期：通过模块化的设计，使得桌子后期的升级以及维修都可以从局部进行，从而使桌子本体一直处于最好的状态，延长产品的使用周期。（2）产品设计周期：产品通过设计之初将模块化智能平台建立起，为以后的设计作为原始铺垫以及更新平台，可在以后的设计中更新每块模组，从而降低每块模组的设计周期，带来全新的模组升级，而不消耗过多的资源进行整体桌子的更换。（3）材料选择：材料选择以金属材料为主带来新的使用体验的同时更有助于树木的保护，顺应全球节能减排。

3.1.4 产品性价比。产品通过新材料的运用以及模块化的运用，使用户不必花费更多的金钱进行整套设备的更换，只更换某个模块就可把桌子恢复最好状态，因为模块化职能办公桌设计领域较广，包含人群较多，成为人人能负担的起的生活用品。

3.1.5 产品定位。目标使用人群：设计工作者、在校学生及老师、社会办公人群。使用环境：设计工作室，学校教室，办公空间，宿舍，景观。功能定位：健康、便捷、高效。颜色定位：简约，以黑色灰色为主，木色。造型定位：现代，安全。

3.2 方案设计

3.2.1 动态可调设计。动态可调设计，可通過手动和自动的方式进行对桌面的倾斜角度，桌子的高度，以及显示器的调节，在一个三维的空间中呈现出适合使用者真正舒适的办公姿态。升降机构：采用结构简单耐用的液压管对桌面进行支撑，在此同时可以进行对桌面升降以及倾斜操作。旋转机构：安装于桌面底部的磁悬浮装置，在通电的过程中可以使桌面与支架之间产生空隙，从而降低部件之间的摩擦，使桌面的旋转轻而易举。

3.2.2 材料设计。以桌子作为实体产品：桌面材料：采用多种材料分层组合，起到支撑作用的7075铝合金板作为桌面的主体材料，密度低重量小，强度高韧性强，有着优良的抗腐蚀性，且塑形能力强。亲肤材料：可以选装树脂材料或者碳纤维材料，这两种材料有着超级轻的重量以及超强的强度，耐热性好，塑形能力强的特点。框架材料：桌腿采用磨砂不锈钢、阳极氧化铝，有着更强的刚性，抗冲击能力强。模组材料：选取整套铝锭外壳，抗冲击能力强，易塑形，坚固耐用。

3.2.3 平台延展性模组设计。延展性模组设计，是基于原有桌面的基础上，以拼接积木的形式进行桌面以外其他功能的拓展，即插即用，每一个模块之间与桌面轻松对接。

3.2.4 互联网数据化交互设计。通过app上显示的产品外观对应实际产品进行部分调节，操作有趣简单明了，在你有清晰明确操作提示，满足用户对趣味性和互动性的需求前提下，同时可以激发学习欲望，有利于用户获得良好的产品体验。

4 总结展望

结论：模块化和互联网实时共享前提下，实现的人机交互作为虚拟与物理环境无缝结合的范例，为智能办公家具平台的设计提供了一种新的研究思路，带来全新的办公体验。将模块化应用在智能办公家具之中，满足办公人群的拓展需求以及互联网的实时共享，大大提高了工作效率。因此模块化智能家居平台的设计无疑是为办公家具的发展开拓了一条新的道路。

展望：枯燥无味，效率低下的办公环境将会成为过去，未来的办公环境将是会充满无限拓展可能的办公环境，科技的进步会促生出越来越多的交互方式，模块化以及实体交互作为新兴的研究领域，所需要的数据以及相关研究甚少，希望今后有更多的学者进行相关领域的研究。

参考文献：

[1]徐志煜，吴华锋.智能家具模块化设计分析[J].计算机产品与流通，2019（12）：128.

[2]张嘉艺.智能化家用家具设计初探[J].工业设计，2020（05）：119-120.

[3]薛玉涵，康丽娟.家具智能化设计研究[J].工业设计，2019（01）：142-143.

[4]梁姗，张瑜，刘丽坤.谈谈智能化家具的设计问题[J].速读（上旬），2015（06）：260-260.