2022年智能化家具的创新设计汇编 .pdf

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1、西北林学院学报2010,25(3):182185Journalof NorthwestForestryUniversity智能化家具的创新设计 收稿日期:2009205212修回日期:2009212202 作者简介:段海燕,女,博士,讲师,主要从事家具与室内设计方向的研究。段海燕,乌力吉(西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西 杨陵712100)摘 要:以智能化家具为研究对象,在明晰智能化家具概念的基础上,着重对其创新要素进行了分析,通过借鉴智能化产品设计与产品系统设计等相关理论,提出了智能化家具的创新设计方法及系统设计要素。关键词:智能化家具;创新设计;方法中图分类号:TS644.01 文

2、献标志码:A 文章编号:100127461(2010)0320182204Innovative Design of IntelligentFurnitureD UAN Hai2yan,WU Li 2ji(CollegeofMechanicalandElect ronicEngineering,N ort hwest A&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,Chi na)Abstract:Taking intelligentfurnit ure as research objective,innovationfactors were discussed base

3、d on theexplanation of t he concept of the intelligentfurnit ure.Met hods and essential factors related to the innova2tive design of the intelligentf urnit ure were put forwardby referringthe theories of designing ot her intelli 2gent product s.Key words:intelligentfurnit ure;innovativedesign;method

4、智能化家具作为体现科技性、人性化的创新产品,是适应现代社会发展和生活质量的不断提高而出现的,将成为世界家具企业产品开发的一个新趋势。目前,智能技术在家具行业中已经得到初步应用,我国在智能化家具方面也作了一些初步探索,但智能化总体水平还处在起步阶段,创新设计能力较差,该方面的研究还仅停留在概要性论述的层面和一些简单的产品开发上,缺乏系统的理论研究。1智能化家具的内涵与外延1.1 内 涵智能控制系统中的智能并不等价于人类的智慧,与图灵试验意义上的机器智能也有区别。只要系统能够自动地(即不需要在线的人工干预)实现一定功能,而这种功能原来需要人通过比较复杂的脑力劳动才能实现,就可以说它具有了一定程度的

5、智能 1。1.2 外延广义上,智能化家具不仅局限于可自动实现某些功能,还应该向网络化家具、信息化家具方向扩展,这 样 才能 构 成 一 个 完 整 的 智 能化 家 具 系 统(图 1)2。图1智能化家具构成Fig.1Constituteof intelligentfurniture智能化家具囊括的范围很广,不应仅仅局限于家具本体的智能化,还应该向周围的环境扩展,具有信息处理功能,实现与其他家具或家电产品之间的通信,从而为人们提供一个更完整的智能家居环境。信息化家具是利用电信和电子技术与传统家具相结合的创新产品,具有信息访问、获取、存储、处理功能 3。实际上,家庭自动化、网络化、信息化产品,都

6、包含在智能化家居系统之中。它们虽有各自不同的产名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -品特征,不能简单地划等号,但也有许多概念是交叉共融的,一件产品可以是一个家庭网络化产品,同时又是一件信息化产品。2智能化家具的创新要素2.1 技术要素创新设计与技术的发展密切相关,要以技术为依托。技术的迅猛发展影响人类社会,促使产品更新换代加快和市场竞争加剧。智能化家具设计就是设计人员打破传统家具设计的束缚,在微电子等技术基础上开展的一种创新设计活动。2.2 才能要素创新设计的主体是设计者,他们必须具备相应的设计基础知识,如在家具设计领域中,这些基础知识包括家具加工制造工艺、家

7、具材料、家具设计、家具制图、人体工程学以及五金配件等。但设计师在从事创新设计活动时,仅有专业知识是不够的,这样往往难以标新立异。相反,那些敢于异想天开的人常常能设计出不落俗套的新方案。因此,创新设计要求设计师的知识结构既专又博。家具设计师在家具方面学有专长,在电子、化学、生物等领域应有所知晓。智能化家具就是一个很好的例子,它是家具与微电子等技术相结合的产物。2.3 方法要素巴甫洛夫曾指出:“好的方法将为人们开展更广阔的前景,使人们认识更深层次的规律,从而更有效地改造世界。”4在产品开发和设计过程中,科学的设计方法起重要作用。智能化家具的设计具有明显的现代特征,以系统论、控制论、信息论等现代科学

8、方法论为理论基础,应用微电子技术、可靠性设计、计算机辅助设计以及创造性设计等现代设计方法,对设计活动产生深远的影响,为新产品的开发提供新的现代设计手段。3智能化家具创新设计方法3.1 模仿设计模仿是人类创造活动必不可少的初级阶段,也是涉入新型产品的第一步。通过模仿,可以启发思维,提供方法,少走弯路,省时、省资金,能迅速达到同等水平而赢得市场。使用该方法,对已有的智能家电等类型产品的某些原理、形式、特点加以模仿,并在此基础上进行发挥、完善,可产生不同功能或不同类型的智能化家具产品,从而实现创新。例如,设计智能化衣柜自动开关门可模仿宾馆大门的设计原理。目前,市场已有的智能婴儿床家具就是模仿了儿童玩

9、具的声控原理,这种床“听到”婴儿啼哭时就可以自动播放早已录制好的母亲的声音,同时启动床的摇摆装置,按照事先设定好的摆幅摆动床体,很快就会使婴儿安静下来(图 2)。图2 智能化婴儿床Fig.2Intelligentbaby bed3.2 移植设计3.2.1纵向移植设计在不同层次类别的产品之间进行移植,如智能婴儿床。3.2.2横向移植设计在同一层次类别产品内不同形态之间进行移植设计。如智能化家具系统各种功能模块设计,将同一功能模块从一类家具产品移植到另一类型家具产品。使用横向移植设计方法,其表现的形式可能不同,但其结构原理与工艺基本不变。图 3 中,消毒与防霉智能化功能模块既可以安装于衣柜中(图

10、4),也可安装于其他类型柜类家具中,使普通家具具有自动消毒与除湿防霉功能,实现智能化。图3智能化功能模块Fig.3Intelligentfunctionalmodule图4 智能化功能模块安装图Fig.4Intelligentfunctionalmodule2fixed3.2.3技术移植设计在同一技术领域的不同研381第3期段海燕 等 智能化家具的创新设计名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -究对象之间进行移植设计。虽然智能化技术在其他领域(如建筑、家用电器)应用已相对成熟,但在智能化家具领域尚属空白,因此,可使用该方法展开智能化家具的设计。3.2.4 综合移

11、植设计把多种层次和类型的产品概念、原理及方法综合引进到同一研究领域或同一设计对象。智能化家具的设计恰恰是把不同智能产品和家具产品之间的概念、原理及方法引到一起的综合体,在具体实施中往往要将其他产品中最独特、最新奇和最具有价值的部分移植到其中。3.3 替代设计3.3.1 材料替代 家具材料有木质、金属、塑料、竹藤、陶瓷、石材、软体材料等。其中任何一种材料被其他材料代替时,都会对设计提出新的要求。如原本用木材制做桌椅,出于节约天然材料的目的,用塑料替代,须按照塑料材料特性和工艺要求进行设计。随着技术的不断进步,智能材料的应用范围也在扩大,目前已经研制出智能材料作为新材料来取代过去的传统材料,实现家

12、具的智能化(图 5)。3.3.2 零部件替代 出于性能改良或工艺优化的目的,用其他产品的零部件或重新设计的零部件对原产品进行替换,使之在功能上更趋优化。智能化家具设计中用到的零部件将随着电子产品的更新换代而替换原有零部件,如性能优良的单片机、传感器等零部件的替换会改善智能化家具产品的性能;另外,智能化家具添加新功能时,需要进行零部件替换。3.3.3技术替代 同一功能的产品,用不同的技术手段去实现,会产生不同的结果。图5形状记忆材料做成的智能枕与床垫Fig.5Pillow and mattress made of intelligentmaterial3.4 标准化设计3.4.1 概念的标准化即

13、对涉及智能化家具的名称术语、表示的意义或内容以及代表符号、计量单位做出明确规定。3.4.2 实物形态的标准化对产品、零部件、原材料、设备、工艺装配等的结构、尺寸、性能等做出基本规定。如智能化家具的五金连接件、传感器、软硬件产品和其他执行元件应使用标准件。在结构方面,追求的目标是在统一的平台和接口条件下发展个性化的智能家具产品。板式家具结构设计中使用32mm 系统,也可实现产品的标准化。3.4.3 控制智能化语言的标准化由于智能化家具功能种类繁多,内部结构差异大,使其发展受到一定影响。创建一套“家具控制智能化语言”作为设计标准,能很好的解决这个问题,有效克服产品不兼容问题。它把家具的内部看成是一

14、个黑匣子,外部的输入、输出看成是一系列标准化的控制命令,使智能化家具设计变得简单,可靠性提高。语言共分为两大部分,第一部分为公共语言部分,对任何家具产品都通用,如“STAR T:开始,各变量 寄 存 器 置 初 值,主 电 源 接 通,指 示 灯 量”。“STO P:停机,主电源断”等。第二部分为专用语言部分,它仅对某种家具产品有控制作用。如在照明控制命令集中,aLAM PON:开灯;bLAM P OFF:关灯;cBRIGH T:灯的亮度调节。再如,智能化柜类家具的控制命令集中的防霉功能控制语言“DR Y:抽湿或干燥”,功能命令使用FUN 等。3.4.4方法的标准化对于与智能化家具生产技术有关

15、的设计方法、操作方法、测量方法、试验方法、成本核算及管理方法等做出规定。3.5 专利应用设计利用已有的专利或过期的专利对产品进行改进,产生新的设计方案,并形成新的设想甚至取得新的专利。目前,各类智能化家具与家电专利产品已有很多,众多的专利信息必然会显示出许多成功的因素,也会暴露出失败的因素,设计师在设计时可通过专利研究,发现其发展的脉络,从而找到有效的创新方法,作为智能化家具产品创新设计的依据。综上所述,以上各种创新设计方法为智能化家具设计提供了依据,但是这些设计方法是多维的,设计时不一定只用到其中一种,可能一件智能化家具用到多种设计方法,也可能一种设计方法用在多类家具设计中,设计师应该很好的

16、借助这些方法设计出系列化、标准化的新型智能化家具产品。481西北林学院学报25卷 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -4智能化家具的系统设计要素4.1 功能要素智能化家具的突出特点就是更强调功能,研究它的目的就是研究如何把高新技术和家具完美结合起来,通过人类的创造活动赋予它们新的功能,使它能更好地满足用户的需求。产品的价值工程理论也把产品的功能作为一个重要的研究对象。功能是指产品所具有的效用,并被接受的能力,产品只有具备某种特定的功能,才有可能进行生产和销售 5。智能化家具较传统家具功能更多、更全。功能设计要经历功能分析(包括功能的定义、功能分类、功能整理)

17、和功能设计2 个阶段,明确用户对家具功能的需求,并可靠地实现其必要功能,排除过剩功能,完善欠缺功能,从而设计出新的结构。4.2 结构要素结构就是系统内部诸要素之间的联系。功能是产品设计的目的,而结构是产品功能的承担者,产品结构决定产品功能的实现。结构既是功能的承担者,又是形式的承担者。因此,产品的结构必然受到材料、工艺、使用环境等诸多要素的制约。实现家具的智能化功能所必需的检测、控制与执行,元器件是通过一定方式“嵌入”到家具实体中,其结构更为复杂,因此,结构设计时应该更多地考虑其系统内部各要素之间的协调,协调好内部结构与外部结构的关系,在发挥智能功能的同时,不影响其外观与造型,这也是智能化家具

18、设计的重要原则。4.3 造型设计现代工业品造型的生命周期越来越短,一般机床类产品的造型生命周期为5 10 a,电子和日用机械类产品不到23 a,而且推陈出新的速度越来越快。智能化家具产品生产企业之间的竞争通过增加其智能功能,或者通过技术手段,提高其智能化程度,再者通过改变产品的造型来赢得市场。当技术相对成熟,家具的智能化程度和主要功能基本稳定,不发生较大的变化时,企业竞争的焦点就会集中在产品的造型方面。4.4 人因要素为了使产品与人的身心之间取得最佳的匹配关系,在设计中必须考虑有关人的因素,即人因要素。智能化家具产品集中了各种知识和技术、技能,必须要有各种不同专业领域的许多人的同心协力,才能完

19、成其整个生命过程。正是由于许多不同角色的“人”的作用,才能使这个过程得以有效地完成。4.5 环境要素近年来,与环保要求相关的绿色家具体系得到高度重视。在设计中考虑环境要素就是绿色设计,绿色设计所要达到的产品绿色化目标,并不只是在某一个环节上注意,而是要在产品整个生命周期的各个阶段、各个环节上都要具有绿色意识。此外,还必须借助系统的方法手段,如并行设计和系统工程等,以系统思想为指导,以产品生命周期分析为手段,集现代设计方法、工程技术(如模块化设计、系列化设计等)为一体,进行整体设计。5小结信息时代的到来必然推进家具智能化进程。目前,市场上的智能化产品品种越来越齐全,智能功能也越来越多,但总体上智

20、能化程度较其他类型产品低,还有很大的发展空间。本文对智能化家具创新要素及创新设计方法做了较为系统的分析,希望能对从事家具设计的人员或企业提供借鉴。参考文献:1 罗公亮.智能技术与自动化-基本概念与新发展J.冶金自动化,2001(3):8214.L UO GL.Intelligenttechnology and automation2concept s andnew development s J.MetallurgicalIndustryAutomation,2001(3):8214.2 段海燕.智能化家具的研究 D.南京:南京林业大学,2006.13.DUANH Y.Study on int

21、elligentfurnitureD.Nanjing:Nan2jingForestryUniversity,2006.13.3 段海燕.吴智慧,智能化 未来家具发展的趋势J.林产工业,2006,33(4):8214.DUANH Y,WU Z H.To be intelligent A new trend offurnitureJ.China Forest Product s Industry,2006,33(4):8214.4 郑建启,李翔.设计方法学 M.北京:清华大学出版社,2006.17.5 吴翔.产品系统设计 M.北京:中国轻工业出版社,2000.19221.581第3期段海燕 等 智能化家具的创新设计名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -