幼儿园用健康益智小书桌产品设计说明书.doc

第1章 概 述1.1选题的来源 众所周知，近些年来，人们越来越重视对孩子从小的培养和教育。作为祖国的下一代，他们的健康和快乐成长也尤为重要。 幼儿时期，是成长的黄金期。此时幼儿的各种感觉，都在迅速地完善着。无论在体格和神经发育上还是在心理和智能发育上，都出现了新的发展。此时，对幼儿进行德育、智育、体育等方面的培养和训练。是提高性很强。幼儿教育是整个教育事业的重要基础。 而对于幼儿的教育，首要的就是良好的身体。幼儿时期正是造就良好体能的关键时期，从幼儿生长发育和幼儿成长的规律来看，幼儿的早期教育把体育放在首位是比较科学和恰当的。二是良好性格方面，即孩子优秀的非智力素质的培养，让孩子从小铸就勇敢坚强、不怕困难的性格以及较强的独立活动能力，使孩子的人生绽开分外绚丽的花。三是智力开发，让孩子开阔视野，多接触自然，多思考和探索，在这一过程中学习知识，锻炼能力。 许多家长在孩子的成长过程中选择了幼儿园集体生活。因为在单一家庭生活到集体生活的过渡中，可以锻炼孩子的交往能力，提高孩子的自理能力，培养孩子的竞争意识，建立孩子的集体观念等等。而在幼儿园这个被寄予极大期望的场所中，如何最大限度的发挥每一个教育设施的教育和引导培养作用，开发智力，也成为很大的课题。 而本次设计主要是针对幼儿园用的个人小书桌，进行了最大化的改良，力求能在上述开发智力，幼儿健身，良好习惯的培养上，起到作用。1.2 市场销售儿童书桌现状近年来，幼儿教育用具已逐渐成为市场新蓝海，随着我国家庭对幼儿投入的加大，幼儿公用家居书桌的市场需求也在不断的上涨。幼儿公用家居或将带动整个建材业的发展，巨大产品需求释放商机。从庞大的幼儿公用家居产品需求中我们可以看出，幼儿家居已逐渐家居市场的新蓝海，一些大型的企业也开始纷纷入驻幼儿家居领域，家居行业中幼儿家居已开始逐渐兴起，形成又一市场营销新方向。 即便如此，市场销售设计仍有一些不足。由于国内专业幼儿家具的设计师几乎没有，大多是从成人家具设计转向儿童家具设计的，因此没有完善的理念，对幼儿思维和需求没有深刻的认识，在设计上会出现不同层次的问题。书桌亦是如此。根据市场调研可知，市面上大多数销售的小书桌都由成人书桌转化而来，结构单一，功能简单，并不能充分实现孩子的生活需求。1.3 本设计的主要内容（1）确定幼儿益智小书桌的工作原理；（2）结构设计；（3）外观造型设计； （4）对幼儿益智小书桌进行经济效益和环境效益分析。第二章 设计内容2.1基本原理本次设计主要遵循“以人为本”的家具设计概念。首先颜色与众不同，过去小孩的居住环境由于受到经济条件影响一般都是比较深沉的色调，从而间接导致老一代的人在思想上比较保守和缺少色彩感。本次设计在色彩开发方面多采用带有启发性的色彩，比如蓝色，可以让孩子想到蔚蓝的天空和宽广的大海，从而引导孩子向良性方向成长；而书桌的设计造型给孩子带来一定的活跃性和时尚感。他的设计没有像成人家具一样沉稳，可爱的图形能和孩子作伴，让他们在梦中也能露出甜美的笑容，这样利于从小开发、启迪和培养孩子的审美观；而在功能性方面，则注重了一些带有隐藏性功能的家具结构，能够很好的挑起孩子的好奇心，从而开发他们的创造力，如为了适应孩子的成长特点和身体健康，书桌被设计成了可以自由九十度旋转多用桌面的样式。读书桌面可以调整倾斜的角度，按照人体工程学的相关设计原理，对预防近视、驼背、减轻孩子的学习疲劳起到了很大的作用。桌面上方有文件柜，上面装有益智算盘，收纳格子，可以放小物件、书籍等空间被充分利用起来。而且我还发现为了考虑儿童好动的天性，避免幼儿磕碰受伤。一般幼儿家具都是无尖利的棱角、坚固不易破碎的家具。家具的材料基本上都是环保型的材料，这样可以让孩子从小就生活在健康、自然的环境中，对孩子的身心发展都是非常有益的。2.2本设计的主要设计内容我们所设计幼儿书桌主要考虑了它的外形和使用功能，在外形上主要考虑的是它的颜色和板材的选用。它的外形是现在流行的L形的设计，除了结构灵活，增加可用空间，并且连接非常得自然，桌腿采用的是金属方钢的材料，做成有弧度的Y字形。颜色主要以鲜艳的亮色系为主，主桌面主要以金属和木质为主。本设计主要突出的是桌面旁边的L形板面的设计，它是以活轴为连接与主体的桌面相拼接，可以自由的转动，都是以活轴做固定的。自由转动的L形桌面的桌腿部分下面带有滑轮，滑动方便，还可增大儿童腿部的活动空间。同时可以让两个孩子在附上玩棋盘游戏。开发孩子智力。书桌上方配有有一定倾斜度的读书板，让幼儿的眼睛到书本的距离保持在良好的距离之内，保护儿童眼睛，养成良好的读书习惯。书桌上同时配有收纳装置，从小培养幼儿养成良好的收纳整理能力。书桌前方设有算盘，在教学过程中有利于开发孩子智力，陪养孩子思考能力。同时书桌左侧增加了小挂钩，可以悬挂孩子的书包。桌子下方增加了幼儿用的小垃圾桶。从小培养孩子的爱卫生，不乱扔垃圾的习惯。 幼儿书桌在使用的情况下主要针对幼儿园等幼儿活动学习场。设计上相对来说比较小巧，灵便，设计风格也比较柔和一些，所采用的大多是曲线的造型，更适合幼儿园的特点。第3章 产品的结构设计3.1 产品设计总体装配图我们首先进行了装配图设计，选用了Cad制图 ，我们先把要展现的地方都想好，想好要处理的部分，制图的时候需要非常仔细，因为它就要反映所做的产品的效应，再者就要确定好比例，一定要确定好产品的比例，使之协调，如果一个产品我们制图的时候没有掌握好各个部分的关系，使之失去了协调性，那么我们制完图后，效果也不会很好。所以制图是很关键的，它基本确定了以后的设计制作的过程。如图1所示。图1 幼儿园用健康益智小书桌装配图3.2 立体效果图部分效果图，如图2、3所示。 图2 垃圾桶，L形桌面，圆形算盘，方形算盘，挂钩。图3 总体立体效果图3.3 产品材料选用（1） 标准件： 螺栓：M81 螺母：M91 螺钉：M620 螺钉：M324（2） 非标准件：桌面： 中密度板，白枫吸塑桌腿：钢管其余部件：环保橡胶条第4章 设计计算4.1 儿童书桌滑道和抽屉支撑板间的螺栓连接（1）螺栓组结构设计 采取如图4的结构设计，螺栓数z=4，对称布置。 图4书桌滑道和抽屉支撑板间的螺栓连接（2）螺栓受力分析键盘托板大概承受重量m=6kg的重物，则总载荷为F=mg=69.8=58.8N在总载荷F的作用下，螺钉组连接承受横向力的作用：横向力（F的垂直分力FV ,作用于接合面，垂直向下）FV= F=58.8N（3）在轴向力FV的作用下，滑道连接接合面可能产生滑移，根据滑道接合面部滑移的条件 （zF0 Fh）KSFV查表得接合面的摩擦系数=0.16，并取=0.2，则=1-=0.8，取防滑系数KS=1.2，则各螺钉所需要的预紧力为：F0 （+ Fh）=（+0.80）=110.25N（4）上面每个螺钉所受的总拉力F2为F2= F0=110.25N确定螺钉直径选择螺钉材料为Q235，性能等级为4.6的螺钉，查得=240MPa ，安全系数S=1.5,故螺钉材料的许用应力=MPa=160 MPa 。螺钉危险截面的直径（螺纹小径）为：=1.07 按普通螺纹标准，选用螺纹公称直径=3mm(螺纹小径=1.399mm1.07 mm)。校核螺钉所需预紧力是否合适对碳素钢螺钉，要求 F0（0.6，0.7）已知=320MPa ，=4.749，根据上式取预紧力下限即：0.6=0.62404.749N=683.87N要求的F0=110.25N，远小于上值，故满足要求。第5章 经济效益、环境效益分析5.1 经济效益分析5.1.1 产品成本分析据市场价调查和估算，本产品均采用低成本的木料，中密度纤维板(人造板)在中国是利用农业三剩物或者次小薪材等为主原材料，其主要成分是木质纤维、树脂胶等。经过热磨、干燥、施胶、铺装、热压、后处理、砂光后成型的一种代替原木的环保型家具建材替代品，其主要优点是相对原木价格低廉，容易加工，材质均匀，物理性能好，在添加石蜡等物品后能防水防潮。成本约为400元，投产后市场价可定为600元左右，经济效益很高，值得向相关厂家推荐，进行批量生产。5.1.2 使用成本分析 市场销售价格定在600元左右，对于幼儿园用是一笔并不大的投入成本。而且书桌结合了多项益智健康的项目，性价比极好，同时材料的物理性能极好，材质均匀，不存在脱水问题，不会受潮变形；其表面的三聚氢氨饰面有防潮、防腐、耐磨、耐高温等特点，不需要进行后期处理，甲醛含量低。因其具有良好的力学性能、密度适中、尺寸稳定性好、表面平滑、厚度范围大、声学性能好等特点同时材料选用质地良好的木材，环保的同时，避免了多次使用后维修的费用。5.2 环境效益分析本设计所用材料最大的特点就是甲醛含量低，众所周知，甲醛材料其蒸气能强烈刺激粘膜、具有致癌致性、属于高毒物。本次设计产品避开了这个点。对环境污染不大，同时，也在对儿童的身心健康上起到了一定得保护作用。第6章 创新点及发展前景6.1 幼儿园用健身益智小书桌的优点1.棱角圆滑重心稳固 2.外观鲜艳活泼七彩缤纷3.功能完备 合理利用空间4.L形板面设计 90度旋转桌面，灵活有趣5.将垃圾桶结合到书桌中从小培养孩子的好习惯6.在书桌上增加彩色算盘，培养孩子动手能力7.增加读书板 从小培养孩子读书的好习惯6.2 发展前景据中国家具协会秘书长张冰冰介绍，随着生活水平的提高，目前需要幼儿专用产品的呼声越来越高，但企业对这个趋势还在刚刚认识的阶段，所以发展缓慢，远不如玩具、童装发展快，可以说幼儿家具的开发目前是刚刚起步。目前很多人买幼儿家具产品还是首选丹麦的，因为丹麦的幼儿产品确实做得好，在设计方面丹麦的产品可根据幼儿的特点自由组合，款式也多。张秘书长说，为了开发这类产品，她们家具协会想成立一个幼儿家具专业委员会，今后要把开发幼儿家具作为一个新的课题与企业共同探讨，只有这样国产的幼儿家具才能逐步与国际接轨。据市场调查显示，我国6岁以下的1.71亿，7岁到16岁的达1.71亿，占全国人口的四分之一。但是，我国幼儿家具在家具市场中所占的比重仅为5%左右，有品牌的幼儿专业生产企业不到200家。这与约占4/1人口的幼儿的比例极不相称，反之也说明市场的巨大潜力和空间。差异化缺失是幼儿家居最大短板。差异化缺失是目前幼儿家居市场的最大短板，不论是在产品的设计，还是在幼儿家居品牌定位上，都存在差异化的缺失现象。幼儿家具市场的状况目前来讲，因为有小厂家的介入，家具产品的与品牌的差异化并不明显。在后续的发展中，相信会有更多大品牌的进入，丰富的产品附加值将进一步的推动幼儿家具甚至整个家居建材行业的发展。 所以本次设计产品有着极良好的行业发展前景。有着比同行业产品更大的优势，同时选材大众化，生产成本不高，有着良好的收益。第7章 设计总结幼儿是一个值得关注的群体，幼儿的健康成长直接关系到未来的发展。本次设计从幼儿的视角出发，经过多次调研市场，力求在最大程度上满足幼儿读书过程中的需求。同时结合了健康，益智。有利于培养孩子的自理能力，环保意识，动手能力，对学习的兴趣。在设计的过程中，我们进行了市场调研，了解了现在市场上的幼儿书桌的外观样式、内部结构以及销量，根据这些情况的反馈，我们调整了设计的方案，决定设计一款L形的幼儿书桌。在制作的过程中，我们借鉴了前人的经验和技术，参考精华的部分，再加上我们自己的想法，就逐渐形成了我们所设计的产品。它的外形主要是以L形的造型为主，颜色鲜艳明亮。在设计的过程当中，进行了调研之后，又查找了相关的资料和科技论文，在计算的过程中，查找了机械以及材料相关的书籍，到网上查询工艺制作的流程。然后再AutoCAD绘制机械装配图，用CATIA等软件进行三维建模，。最后把所有的资料进行整理写出设计说明书。在模型制作的时候，也遇到了很多困难，让我们懂得了自己实践是和理想是有差别的，在制作的过程中，包括桌面、桌腿都很难制作，还有就是整体的连接，也是需要技巧的，制作时以一比一的比例，要考虑它的稳定性，所以虽然是一个模型，也是相当不容易的。本次设计的性能指标如下：1）外观尺寸为：总高最大长度最大宽度=725mm1000mm700 mm。 2） 一张桌子可供一到两个儿童同时使用。3） 产品使用寿命为十年。参考文献1柳秉毅材料成形工艺基础高等教育出版社 2005年5月第1版2江湘芸 ,刘建华 产品模型制作. 北京理工大学出版社 2005年5月第1版3丁玉兰.人机工程学.北京理工大学出版社.2005年1月第3版.4中国机械工业教育协会组编.机械工程手册.机械工业出版社.2000年9月第1版.5博创设计坊ProE基础培训教程.清华大学出版社.2008年6月第1版.6电机工程手册编辑委员会.机械工程手册. 机械工业出版社.1996年9月第2版.