多功能家具的设计理念及设计方法

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多功能家具的设计理念及设计方法

多功能家具早在80 年代初就已经在欧、美等发达国家崭露头角， 而我国的多功能家具市场则是在近十年才逐渐形成， 至今方兴未艾。有关业内人士表示， 到2010 年， 中国智能化家具的市场份额可能会突破100 亿元， 到2015 年有可能飞速提升到500 亿元左右[1]。可以预见， 多功能家具占国民消费比重将逐步加大， 该产业符合“用设计拉动内需” 的时代要求， 发展前景可观， 设计空间广阔。本文首先阐述多功能家具的概念、特征和种类， 进而研究其设计理念和设计方法， 最后探讨多功能家具的发展趋势。

1 多功能家具的概念、特征和种类

概念： 多功能家具是一种在具备传统家具初始功能的基础上， 实现其它新设功能的现代家具类产品， 是对家具的的再设计。

特征： 多功能家具区别于传统家具的四个显著特征是：机电一体化技术的融合，计算机技术的应用，新材料的应用，精巧的可调式构造。一件多功能家具至少具备其中一个特征。

种类： 参照家具行业标准， 可以将多功能家具按其初始功能分为六类： 床榻类、椅凳类、箱柜类、桌案类、框架类和门屏类。

2 多功能家具的设计理念

2.1 设计符合文化

消费的本源是文化， 多功能家具本身也是文化的产物[2]， 反映着人们的生活观和价值观。我国是个重传统的国度， 习俗往往决定需求， 地域文化普遍而稳定地规范着整个地区人们的消费行为， 设计应该尊重并符合习俗文化。设计者若单纯地从使用功能角度来理解、约束多功能家具， 就会陷入功能至上的理念误区， 丢失产品承载的文化信息。

2.2 设计顺应时代

当今， 以人为本、“中国制造” 走向“中国创造”、扩大国内市场需求等理念逐渐成为我国经济发展的主流。在核心技术相差无几或者明显落后于人的情况下，走工业设计创新的道路， 可以提升产品魅力， 刺激民众消费。

2.3 “需求→功能”

该理念是强调“人的需求第一性” 的人本设计理念， 即科技服务于人， 多功能家具的设计服从人的生理需求和心理需求： 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； 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[3]。例如， 本院设计研究的多功能人性化睡床， 具有红外体温监控、温湿度智能调节、自动升降多媒体、床头按摩靠背、助力器、网络报警等多种功能。

2.4 “科艺交融”

多功能家具既是传统与现代的统一， 又是技术与艺术的统一[4]。德国设计师沃尔夫岗·维斯曾言： 在注重多功能家具的概念、特征和种类， 研究该类产品的设计理念和设计方法， 探讨多功能家具的两个发展趋势。

表1 多功能家具的种类

Tab.1 Category of multifunctional furniture

种类初始功能新设功能举例产品举例

床榻坐卧多媒体、遥控、按摩、变形智能床、充气床、折叠床椅凳坐靠旋转、升降、按摩、移动按摩椅、折叠沙发、牙科椅

箱柜储存自动开关、升降、消毒防霉衣橱、升降柜、保险箱桌案支撑旋转、升降、移动、变形旋转餐桌、自动麻将桌框架悬挂多层、升降、移动、遥控遥控窗帘、自动百叶窗门屏隔挡调温、隔音、自动开关自动门、音乐墙、淋浴屏

其使用价值的前提下， 要赋予家具以艺术文化价值的生命力。多功能家具尤其要注重艺术上的表现力、亲和力和感染力， 否则会因功能的增加， 脱离了使用环境， 给人感觉像是冰冷的仪器、设备或是器械， 而缺少“家具味”。多功能家具在造型上兼收并蓄， 洛可可式浪漫自然的风格常见于家居住宅； 简约明快、科技感强的造型更适用于办公场所； 古罗马建筑中的绳结纹、鸟羽和萝草纹样等雕饰[5] 常见于高档宾馆、别墅。多功能家具的色彩设计也不可忽视， 购买家具时人们首先注重的是色彩， 当色彩不中意时， 就不会去重视其形式与质量了[6]。功能分区的配色、流行色的选用、避免色彩污染等问题

都是设计者在多功能家具色彩设计中应当考虑的。

3 多功能家具的设计方法

3.1 发明问题解决办法

多功能家具的研发过程充满了物理矛盾和技术矛盾， 是TRIZ 理论的用武之地。有了TRIZ 理论的冲突分析法、“物质-场” 模型、ARIZ 矩阵等创新利器， 技术问题大多可以迎刃而解。

3.2 计算机辅助产品研发

研发人员利用CAD、CAE、CAM 等技术手段， 确保多功能家具设计这一系统工程的整体高效[7]， 实现无纸化设计和并行设计。工业设计人员将手绘稿通过Alias、3DsMax 建模， 使用二次开发的SolidWorks 进行人机设计[8]， 或用RE 软件快速成型改造； 结构设计人员使用CATIA、Pro/Engineer、Pro/Mechanica 等软件对不同材质的连杆、钣金、齿轮等部件进行结构强度分析、做运动仿真； 机械设计人员使用AuoCAD、CAXA 绘制总装图和零件图； 电气工程师或软件工程师利用Matlab、C++、JAVA 对嵌入式系统进行编程或模拟； 工艺技术人员使用油泥快速成型机等各式CNC 系统提高模型和样机制作效率。可见， 设计团队包括家具设计师、工业设计师、机械工程师、控制工程师、软件工程师、制造工艺师等各类人才。

3.3 整体集成化设计

集成化设计是基于并行工程思想的设计方法， 它力求使产品开发人员在设计一开始就考虑到产品整个生命周期[9]。多功能家具是典型的多功能产品， 设计上采用功能集成的方法， 集智能化（机电一体化、数字化、网络化）、艺术化、生态化、标准化、模块化、人性化、通用化、本土化和民族化于一体， 脱离单一性状， 避免孤立作用。目前设计人员多采用系列化尺寸、组合设计、嵌入式控制系统、32mm 人造板标准化集成设计、小范围内可调的柔性化结构模式等来实现多功能家具的

系统集成。

3.4 局部模块化设计

局部模块化就是将各个功能实体标准化、单元化，设计成易于拆装的功能模块。多功能家具模块， 是指能组装成家具产品的、可批量生产的、具有一定功能和接口结构的通用家具零件或组件， 如按摩靠背、升降系统、控制屏、助力机构箱等。多功能家具模块可以单独设计制造， 也可以预制储备以供急需， 还可以规模生产以降低成本， 甚至可由专业厂家制造， 成为独立的商品在市场上流通。用户通过模块化拼组的方式， 将不同的功能加以组合， 以满足个性化需求。企业可以通过功能的附加、集成、替代、兼容、移植、压缩等方式， 实现产品功能的多样化， 降低新产品的开发成本， 增强对市

场的响应能力， 延长产品的生命周期[10]。

3.5 机电一体化技术的融合

在家具上应用各种机构甚至安装部分电器已趋于普遍， 像按摩椅、自动百叶窗。与传统家具相比， 机电一体化家具更加人性化[11]， 其设计原理包括机械原理、电工电路学、液压气动和电气控制原理等， 常见的机电一体化机构有三类， 见表2 [12]。

3.6 计算机技术的应用

设计人员将数字化、网络化等计算机技术应用于家具， 创造出智能化家具。智能化家具是多学科相互交叉渗透的产物， 涉及现代高尖端工程理论和控制技术如图

1 所示[13]。目前， 商用型智能化家具已经屡见不鲜， 比

如豪华洗浴中心里的高档智能沙发床， 实验室中的智能控温储藏柜， 高危病房里的医疗监护床等等。在我国，智能化技术从商用到民用尚需一个过渡期， 随着这类技术的转化与推广， 相信智能化家具会在不久的将来“飞入寻常百姓家”。

表2 机电一体化设备的常见机构类型

Tab.2 Ordinary types of mechatronical device

类型描述

单一机构

常用的有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和螺旋升降机构等。组合机构采用组合机构可以实现较复杂的运动功能。电动机、传动装置和控制装置为了使家具的调节动作轻便、减少噪音， 常使用液压， 还有各种电机及传动装置。人工智能系统论控制论信息论家具设计与制造理论理论基础

智能化家具

伺服驱动技术技术基础

智能控制技术

微电子技术

传感器技术

信息技术

产品与市场·
3.7 新材料的应用

用新材料设计家具， 不但可以获得全新的造型结构， 还能实现令人意想不到的新功能。例如， 纳米材料不仅防潮、隔菌， 还具备超强柔韧性； 形状记忆合金变形后在一定温度、酸碱度条件下能恢复原有形状； 复合材料的强度、刚度往往数倍于相同体积、形状的原组成材料； 感光、感压、感酸碱材料可以做传感器； 玻璃、纸质等材料节能环保。

3.8 精巧的可调式构造

多功能家具并不都是复杂的机构或全新的材质， 一套连杆机构、几处柔性连接、轮子、机扣、滑道等许多简单却精巧的构造同样能实现新功能。如可调高度的座椅、书桌， 轮椅、旋转餐桌、折叠沙发椅、组合书柜等。

4 多功能家具的发展方向

4.1 智能化家具

智能化家具是现代多功能家具的典型代表， 引领着一种全新的生活方式。调查显示， 大多数人对智能化家具感兴趣， 认为拥有智能化家具是件快乐的事情， 也是提高生活质量的象征； 64%的被调查对象在不同程度上想拥有智能化家具； 16%的人认为智能家具比普通家具最多高出300~500 元可以接受， 44%认为高500~1000元可以接受， 33%认为高1000~2000 元可接受， 还有7%的人认为只要喜欢， 高多少都可以[13]。可以预见,智能化家具将在未来生活中扮演重要角色如图2 所示。随着性价比的升高及配套系统的完善， 民众的购买欲望也将得到提升， 智能化家具市场将在未来20~50 年逐渐形成规模。

4.2 中、小户型多功能家具

中、小户型住宅的面积狭小， 空间资源紧张。法国家具设计师阿兰·莱泰谢尔设计出电气控制升降家具，依靠8 种标准尺寸的“夹楼”， 极大地节省了居室空间。“空间在世界各地都很宝贵， 但亚洲尤其如此。” 莱泰谢尔说， “拥有个人空间是达到小康生活质量的基本条件， 我希望能在这方面给人们以帮助。” 自动折叠或升降家具让居室空间扩大了一倍， 为人们创造全新生活方式， 是多功能家具的又一重要发展方向。