多功能家具的設計理念及設計方法

多功能家具早在80 年代初就已經在歐、美等發(fā)達國家嶄露頭角， 而我國的多功能家具市場則是在近十年才逐漸形成， 至今方興未艾。有關業(yè)內人士表示， 到2010 年， 中國智能化家具的市場份額可能會突破100 億元， 到2015 年有可能飛速提升到500 億元左右[1]。可以預見， 多功能家具占國民消費比重將逐步加大， 該產業(yè)符合“用設計拉動內需” 的時代要求， 發(fā)展前景可觀， 設計空間廣闊。本文首先闡述多功能家具的概念、特征和種類， 進而研究其設計理念和設計方法， 最后探討多功能家具的發(fā)展趨勢。

1 多功能家具的概念、特征和種類

概念： 多功能家具是一種在具備傳統(tǒng)家具初始功能的基礎上， 實現(xiàn)其它新設功能的現(xiàn)代家具類產品， 是對家具的的再設計。

特征： 多功能家具區(qū)別于傳統(tǒng)家具的四個顯著特征是：機電一體化技術的融合，計算機技術的應用，新材料的應用，精巧的可調式構造。一件多功能家具至少具備其中一個特征。

種類： 參照家具行業(yè)標準， 可以將多功能家具按其初始功能分為六類： 床榻類、椅凳類、箱柜類、桌案類、框架類和門屏類。

2 多功能家具的設計理念

2.1 設計符合文化

消費的本源是文化， 多功能家具本身也是文化的產物[2]， 反映著人們的生活觀和價值觀。我國是個重傳統(tǒng)的國度， 習俗往往決定需求， 地域文化普遍而穩(wěn)定地規(guī)范著整個地區(qū)人們的消費行為， 設計應該尊重并符合習俗文化。設計者若單純地從使用功能角度來理解、約束多功能家具， 就會陷入功能至上的理念誤區(qū)， 丟失產品承載的文化信息。

2.2 設計順應時代

當今， 以人為本、“中國制造” 走向“中國創(chuàng)造”、擴大國內市場需求等理念逐漸成為我國經濟發(fā)展的主流。在核心技術相差無幾或者明顯落后于人的情況下，走工業(yè)設計創(chuàng)新的道路， 可以提升產品魅力， 刺激民眾消費。

2.3 “需求→功能”

該理念是強調“人的需求第一性” 的人本設計理念， 即科技服務于人， 多功能家具的設計服從人的生理需求和心理需求： 生理需求包括人體在不同環(huán)境下的體溫、體表壓力分布以及肌肉疲勞程度等因素； 心理需求包括人們的審美聯(lián)想、心理效應、價值觀念乃至信仰等[3]。例如， 本院設計研究的多功能人性化睡床， 具有紅外體溫監(jiān)控、溫濕度智能調節(jié)、自動升降多媒體、床頭按摩靠背、助力器、網(wǎng)絡報警等多種功能。

2.4 “科藝交融”

多功能家具既是傳統(tǒng)與現(xiàn)代的統(tǒng)一， 又是技術與藝術的統(tǒng)一[4]。德國設計師沃爾夫崗·維斯曾言： 在注重多功能家具的概念、特征和種類， 研究該類產品的設計理念和設計方法， 探討多功能家具的兩個發(fā)展趨勢。

表1 多功能家具的種類

Tab.1 Category of multifunctional furniture

種類初始功能新設功能舉例產品舉例

床榻坐臥多媒體、遙控、按摩、變形智能床、充氣床、折疊床椅凳坐靠旋轉、升降、按摩、移動按摩椅、折疊沙發(fā)、牙科椅

箱柜儲存自動開關、升降、消毒防霉衣櫥、升降柜、保險箱桌案支撐旋轉、升降、移動、變形旋轉餐桌、自動麻將桌框架懸掛多層、升降、移動、遙控遙控窗簾、自動百葉窗門屏隔擋調溫、隔音、自動開關自動門、音樂墻、淋浴屏

其使用價值的前提下， 要賦予家具以藝術文化價值的生命力。多功能家具尤其要注重藝術上的表現(xiàn)力、親和力和感染力， 否則會因功能的增加， 脫離了使用環(huán)境， 給人感覺像是冰冷的儀器、設備或是器械， 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風格常見于家居住宅； 簡約明快、科技感強的造型更適用于辦公場所； 古羅馬建筑中的繩結紋、鳥羽和蘿草紋樣等雕飾[5] 常見于高檔賓館、別墅。多功能家具的色彩設計也不可忽視， 購買家具時人們首先注重的是色彩， 當色彩不中意時， 就不會去重視其形式與質量了[6]。功能分區(qū)的配色、流行色的選用、避免色彩污染等問題

都是設計者在多功能家具色彩設計中應當考慮的。

3 多功能家具的設計方法

3.1 發(fā)明問題解決辦法

多功能家具的研發(fā)過程充滿了物理矛盾和技術矛盾， 是TRIZ 理論的用武之地。有了TRIZ 理論的沖突分析法、“物質-場” 模型、ARIZ 矩陣等創(chuàng)新利器， 技術問題大多可以迎刃而解。

3.2 計算機輔助產品研發(fā)

研發(fā)人員利用CAD、CAE、CAM 等技術手段， 確保多功能家具設計這一系統(tǒng)工程的整體高效[7]， 實現(xiàn)無紙化設計和并行設計。工業(yè)設計人員將手繪稿通過Alias、3DsMax 建模， 使用二次開發(fā)的SolidWorks 進行人機設計[8]， 或用RE 軟件快速成型改造； 結構設計人員使用CATIA、Pro/Engineer、Pro/Mechanica 等軟件對不同材質的連桿、鈑金、齒輪等部件進行結構強度分析、做運動仿真； 機械設計人員使用AuoCAD、CAXA 繪制總裝圖和零件圖； 電氣工程師或軟件工程師利用Matlab、C++、JAVA 對嵌入式系統(tǒng)進行編程或模擬； 工藝技術人員使用油泥快速成型機等各式CNC 系統(tǒng)提高模型和樣機制作效率?？梢?， 設計團隊包括家具設計師、工業(yè)設計師、機械工程師、控制工程師、軟件工程師、制造工藝師等各類人才。

3.3 整體集成化設計

集成化設計是基于并行工程思想的設計方法， 它力求使產品開發(fā)人員在設計一開始就考慮到產品整個生命周期[9]。多功能家具是典型的多功能產品， 設計上采用功能集成的方法， 集智能化（機電一體化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化）、藝術化、生態(tài)化、標準化、模塊化、人性化、通用化、本土化和民族化于一體， 脫離單一性狀， 避免孤立作用。目前設計人員多采用系列化尺寸、組合設計、嵌入式控制系統(tǒng)、32mm 人造板標準化集成設計、小范圍內可調的柔性化結構模式等來實現(xiàn)多功能家具的

系統(tǒng)集成。

3.4 局部模塊化設計

局部模塊化就是將各個功能實體標準化、單元化，設計成易于拆裝的功能模塊。多功能家具模塊， 是指能組裝成家具產品的、可批量生產的、具有一定功能和接口結構的通用家具零件或組件， 如按摩靠背、升降系統(tǒng)、控制屏、助力機構箱等。多功能家具模塊可以單獨設計制造， 也可以預制儲備以供急需， 還可以規(guī)模生產以降低成本， 甚至可由專業(yè)廠家制造， 成為獨立的商品在市場上流通。用戶通過模塊化拼組的方式， 將不同的功能加以組合， 以滿足個性化需求。企業(yè)可以通過功能的附加、集成、替代、兼容、移植、壓縮等方式， 實現(xiàn)產品功能的多樣化， 降低新產品的開發(fā)成本， 增強對市

場的響應能力， 延長產品的生命周期[10]。

3.5 機電一體化技術的融合

在家具上應用各種機構甚至安裝部分電器已趨于普遍， 像按摩椅、自動百葉窗。與傳統(tǒng)家具相比， 機電一體化家具更加人性化[11]， 其設計原理包括機械原理、電工電路學、液壓氣動和電氣控制原理等， 常見的機電一體化機構有三類， 見表2 [12]。

3.6 計算機技術的應用

設計人員將數(shù)字化、網(wǎng)絡化等計算機技術應用于家具， 創(chuàng)造出智能化家具。智能化家具是多學科相互交叉滲透的產物， 涉及現(xiàn)代高尖端工程理論和控制技術如圖

1 所示[13]。目前， 商用型智能化家具已經屢見不鮮， 比

如豪華洗浴中心里的高檔智能沙發(fā)床， 實驗室中的智能控溫儲藏柜， 高危病房里的醫(yī)療監(jiān)護床等等。在我國，智能化技術從商用到民用尚需一個過渡期， 隨著這類技術的轉化與推廣， 相信智能化家具會在不久的將來“飛入尋常百姓家”。

表2 機電一體化設備的常見機構類型

Tab.2 Ordinary types of mechatronical device

類型描述

單一機構

常用的有連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和螺旋升降機構等。組合機構采用組合機構可以實現(xiàn)較復雜的運動功能。電動機、傳動裝置和控制裝置為了使家具的調節(jié)動作輕便、減少噪音， 常使用液壓， 還有各種電機及傳動裝置。人工智能系統(tǒng)論控制論信息論家具設計與制造理論理論基礎

智能化家具

伺服驅動技術技術基礎

智能控制技術

微電子技術

傳感器技術

信息技術

• 產品與市場·

3.7 新材料的應用

用新材料設計家具， 不但可以獲得全新的造型結構， 還能實現(xiàn)令人意想不到的新功能。例如， 納米材料不僅防潮、隔菌， 還具備超強柔韌性； 形狀記憶合金變形后在一定溫度、酸堿度條件下能恢復原有形狀； 復合材料的強度、剛度往往數(shù)倍于相同體積、形狀的原組成材料； 感光、感壓、感酸堿材料可以做傳感器； 玻璃、紙質等材料節(jié)能環(huán)保。

3.8 精巧的可調式構造

多功能家具并不都是復雜的機構或全新的材質， 一套連桿機構、幾處柔性連接、輪子、機扣、滑道等許多簡單卻精巧的構造同樣能實現(xiàn)新功能。如可調高度的座椅、書桌， 輪椅、旋轉餐桌、折疊沙發(fā)椅、組合書柜等。

4 多功能家具的發(fā)展方向

4.1 智能化家具

智能化家具是現(xiàn)代多功能家具的典型代表， 引領著一種全新的生活方式。調查顯示， 大多數(shù)人對智能化家具感興趣， 認為擁有智能化家具是件快樂的事情， 也是提高生活質量的象征； 64%的被調查對象在不同程度上想擁有智能化家具； 16%的人認為智能家具比普通家具最多高出300~500 元可以接受， 44%認為高500~1000元可以接受， 33%認為高1000~2000 元可接受， 還有7%的人認為只要喜歡， 高多少都可以[13]。可以預見,智能化家具將在未來生活中扮演重要角色如圖2 所示。隨著性價比的升高及配套系統(tǒng)的完善， 民眾的購買欲望也將得到提升， 智能化家具市場將在未來20~50 年逐漸形成規(guī)模。

4.2 中、小戶型多功能家具

中、小戶型住宅的面積狹小， 空間資源緊張。法國家具設計師阿蘭·萊泰謝爾設計出電氣控制升降家具，依靠8 種標準尺寸的“夾樓”， 極大地節(jié)省了居室空間?！翱臻g在世界各地都很寶貴， 但亞洲尤其如此。” 萊泰謝爾說， “擁有個人空間是達到小康生活質量的基本條件， 我希望能在這方面給人們以幫助?！?自動折疊或升降家具讓居室空間擴大了一倍， 為人們創(chuàng)造全新生活方式， 是多功能家具的又一重要發(fā)展方向。