第一篇：休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

一、設(shè)計(jì)意義

據(jù)相關(guān)調(diào)查研究證明：在人的一生中，站著：30年，睡著：23年，坐著：17年，因此得出坐著在我們生命中占了很大的比例，所以，一把符合人體工程學(xué)需要的椅子能讓我們坐得更舒適，生活更健康。

時(shí)下，舒適、體貼已成為家具的一個(gè)新的發(fā)展方向，所謂休閑家具正是對(duì)溫情脈脈的人性化訴求的呼應(yīng)。休閑家具的主體是休閑椅。俗話說(shuō):“好吃不過(guò)餃子，舒服不過(guò)躺著”，忙碌奔波了一天，回到家里，最舒服的就是放倒疲憊的身體，把自己扔進(jìn)喜歡的“坐騎”里徹底放松一下。

在美國(guó)，搖椅常常是喂乳媽媽的坐具，女人們幾乎都在孕婦階段加入搖椅族，因?yàn)閾u椅可以緩解孕期漸次明顯的背痛。其實(shí)搖椅的坐姿，美國(guó)人愛(ài)，歐洲人并不茍同，或者說(shuō)這種坐姿不存在以優(yōu)雅出名的歐洲文化中。然而，有緩慢的律動(dòng)搖晃我們勞累的身心入夢(mèng)，一天中有這一刻的散淡閑逸，誰(shuí)還理睬老歐洲苛刻的優(yōu)雅呢。

椅子的局部形態(tài)和尺度對(duì)使用有很大影響。如：由它決定靠背和扶手的高度。從人體解剖特點(diǎn)考慮，人的臀部肌肉豐厚堅(jiān)實(shí)，是人體最能耐壓的部位之一。所以合適的坐具應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成使人體的重心落在臀部的骨骼上。小孩子都喜歡賴在媽媽的懷里，或是坐在爸爸的腿上，這些都是人天生的本能，父母對(duì)小孩子趴在身上或坐到腿上的感覺(jué)作出相應(yīng)的調(diào)整，使孩子得到最為溫軟舒適的懷抱，再輕輕地?fù)u搖晃晃，孩子一會(huì)兒就進(jìn)入了夢(mèng)鄉(xiāng)。休閑椅就是對(duì)這種人生的溫暖懷抱的模仿。

時(shí)下，舒適、體貼已成為家具的一個(gè)新的發(fā)展方向，所謂休閑家具正是對(duì)溫情脈脈的人性化訴求的呼應(yīng)。

休閑椅所表現(xiàn)出的極度的舒適感，就像是父母給予孩子的溫軟懷抱。從很多休閑椅的設(shè)計(jì)和造型上我們可以體會(huì)到，它的中心和重心是:體現(xiàn)產(chǎn)品對(duì)人無(wú)微不至的關(guān)懷，讓產(chǎn)品主動(dòng)地去適應(yīng)人，不要人去適應(yīng)產(chǎn)品。

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二、休閑椅設(shè)計(jì)研究的目的

人們對(duì)城市戶外活動(dòng)熱情的增加，一方面要求更多的戶外活動(dòng)空間，另一方面也要求有較高的戶外活動(dòng)質(zhì)量，向戶外空間提供更多休閑設(shè)施，可以供人們?cè)趧诶蹠r(shí)得到暫時(shí)的休閑與交流。這是對(duì)家庭空間的延伸，將對(duì)人們家的歸屬感延伸到對(duì)城市的歸屬感。新式休閑椅設(shè)計(jì)將幫助人們之間的交往，豐富人們的生活，完善城市與農(nóng)村的服務(wù)功能。

當(dāng)代隨著人們生活水平的不斷提高，自然人們對(duì)生活的質(zhì)量提出了更高的要求。另外隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快、競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈激烈，人們的身體經(jīng)受著不同程度的壓力與疼痛。因此在這種背景環(huán)境下市場(chǎng)對(duì)現(xiàn)代休閑椅的設(shè)計(jì)有了新的不同的要求。

現(xiàn)代的休閑椅設(shè)計(jì)的功用不僅僅局限于傳統(tǒng)的休閑放松之用了，結(jié)合現(xiàn)代節(jié)奏與現(xiàn)代生活工作的特點(diǎn)，就要要求現(xiàn)代休閑椅不僅具備傳統(tǒng)休閑椅的休閑、放松之功用，另外需兼具減壓、“治療”之功用。

在物質(zhì)相對(duì)豐富的當(dāng)代，人們的心理和行為正逐漸發(fā)生變化，在進(jìn)行戶外活動(dòng)時(shí)對(duì)戶外休閑休閑椅的需求已不再停留在單純的物質(zhì)功能上了，人們期望休閑椅在具備良好性能的同時(shí)，還能為其帶來(lái)心理的愉悅。

這使得以機(jī)械化大批量生產(chǎn)的戶外休閑休閑椅在滿足用戶多元化、時(shí)尚化、情感化需求等方面表現(xiàn)出了越來(lái)越多的局限性，時(shí)代背景下的工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)如何應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

休閑椅的設(shè)計(jì)是將休閑椅左側(cè)放有可收小桌，需要用時(shí)可以抬起，上面放上食物和飲料。左側(cè)放有拉伸式電腦桌，可以調(diào)節(jié)高度和角度。

當(dāng)使用者坐下時(shí)，椅子會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整，來(lái)適應(yīng)使用者，已達(dá)到人與椅的最佳結(jié)合。靠背采用了適合人體背部曲線的設(shè)計(jì)和彎曲的洋刀狀椅腿，優(yōu)美的造型和合理的功能結(jié)構(gòu)讓人躺在上面舒服得如在云端，只想甜甜睡去。

椅子的骨架和殼體使用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)部是質(zhì)地柔軟的棉心，外表是布質(zhì)外套，方便拆洗。

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三、市場(chǎng)調(diào)研(一)休閑椅背景

休閑椅為清代出現(xiàn)的具有新樣式與功能用途的家具之一，我國(guó)封建社會(huì)末期工藝與技藝不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量越來(lái)越重視，生活用具分類越來(lái)越細(xì)，家具也相應(yīng)生產(chǎn)出一些像休閑椅這樣的新品種。休閑椅還有許多別稱，“睡前椅”、“暖椅”、“逍遙椅”、“春椅”“貴妃椅”等，都是對(duì)某個(gè)式樣的休閑椅的不同稱謂。

折疊式休閑椅它是一種利用關(guān)節(jié)活動(dòng)原理進(jìn)行折疊設(shè)計(jì)，通過(guò)各種折疊方式可以折疊收放的休閑椅。它方便實(shí)用，存放方便。

折疊休閑椅主要由帶有后腳框架的休閑椅椅框架、靠背框架、前腳框架、扶手橫桿構(gòu)成，折疊休閑椅靠背框架轉(zhuǎn)動(dòng)活接在座椅框架后面，扶手橫桿一端活接在靠背框架側(cè)桿上，另一端與前腳框架上端活動(dòng)連接在一起，前腳框架兩側(cè)桿中部活接在座椅框架的中部?jī)蓚?cè)，在折疊后腳框架和前腳框架之間的下面部分設(shè)有一支撐框架，支撐框架一端可以活接在前腳框架上，折疊也可以活接在后腳框架上，相應(yīng)的可以在后腳框架上設(shè)有定位橫桿，也可以在前腳框架上設(shè)有定位橫桿，對(duì)應(yīng)定位橫桿的支撐框架的自由端設(shè)有與定位橫桿相配的卡口。

(二)休閑椅的用途：

由于休閑椅較傳統(tǒng)的椅子更能讓人放松，處于半睡的狀態(tài)得到全身的放松和休息。所以被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院陪護(hù)椅、午休椅、戶外休閑椅等。而折疊休閑椅更由于其方便實(shí)用，折疊靈活，占用空間小，攜帶方便等特點(diǎn),更是被廣泛應(yīng)用于旅行休閑，辦公室午睡等方面。一些緊急自然災(zāi)害時(shí)，它還具有不可替代的快速安置災(zāi)民的作用。

(三)休閑椅分類

1.低背發(fā)沙

屬于休息型的輕便椅。它以一個(gè)支撐點(diǎn)來(lái)承托使用者的腰部（腰椎）這種休閑椅靠背高度較低，一般距離座面370毫米左右，靠背的角度也

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較小，不僅有利于休息，而且使整個(gè)休閑椅外圍尺寸相應(yīng)縮小。這種休閑椅搬動(dòng)比較方便、輕巧，占地面積小。1.高背發(fā)沙

又稱航空式座椅。它的特點(diǎn)是有三 個(gè)支點(diǎn)，使人的腰、肩部、后腦同時(shí)靠 在曲面靠背上。這三個(gè)支撐點(diǎn)在空間上 不構(gòu)成一條直線，因而制作這種休閑椅技 術(shù)要求較高，購(gòu)買(mǎi)時(shí)挑選難度也比較大。制做高背休閑椅的木架，必須在架子上 明確地做好三點(diǎn)所構(gòu)成的轉(zhuǎn)折面，否則 進(jìn)行休閑椅蒙面等工序時(shí)就難于確保支撐點(diǎn)的位置，給使用者帶來(lái)不舒適感。選購(gòu)高背休閑椅時(shí)要注意其背面的三個(gè)支撐點(diǎn)的構(gòu)成是否合理、妥當(dāng)，可通過(guò)試座加以判定。高背休閑椅是從躺椅演變而成的。為提高休息性能，還可配做腳凳，放置休閑椅前，其高度可與休閑椅座面的前沿高相同。2.普通休閑椅

是家庭用休閑椅中常見(jiàn)的一種。市場(chǎng)上銷售的多為這類休閑椅。它有兩個(gè)支撐點(diǎn)承托使用者的腰椎、胸椎，能獲得與身體背部相配合曲面的效果。此類休閑椅靠背與座面的夾角很關(guān)鍵，角度過(guò)大或過(guò)小都將造成使用者的腹部肌肉堅(jiān)強(qiáng)，產(chǎn)生疲勞。同樣，休閑椅座面的寬度也不宜過(guò)大，通常按標(biāo)準(zhǔn)要求在540毫米之內(nèi)，這樣使用者的小腿可隨意調(diào)整坐姿，休息得更舒適。3.多功能休閑椅

大體上分為兩種，一種推拉式的叫拉床（三折疊），需要作床時(shí)，把休閑椅往前拉，就變成床；需要變成休閑椅時(shí)，往回推變成休閑椅，以墻角為基準(zhǔn)，往前拉，占距2米。如果放在客廳，電視墻和床的距離嫌近。此類休閑椅的優(yōu)點(diǎn)是作床用時(shí)是一張真正意義上的床，缺點(diǎn)是作休閑椅用時(shí)坐位太硬，占地空間太大，作床用時(shí)就成為二張小床，一張

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大床，一個(gè)家庭不需要這么多床，還有就是此類休閑椅單件成本高，買(mǎi)來(lái)放在客廳成套使用不劃算，這類休閑椅書(shū)房更合適。4.翻床休閑椅

翻床休閑椅，就是需要作床時(shí)往后倒，就變成床，此類休閑椅的優(yōu)點(diǎn)是：放在客廳，更象休閑椅，作床時(shí)，占據(jù)空間不大，它只在原地往前移三十公分左右，使用操作簡(jiǎn)單方便。它的缺點(diǎn)是：作床用時(shí)，只是一張單人床。

目前市場(chǎng)上存在的休閑椅種類

(四)市場(chǎng)上一些休閑椅基本尺寸

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詳細(xì)介紹:

產(chǎn)品尺寸(cm):156×60×79 外箱尺寸(cm):88×39×62/4pcs 面料:雙層透氣材料管件(cm):φ25, φ19 裝箱數(shù):1280pcs/40HQ

產(chǎn)品名稱: 折疊兩用休閑椅 產(chǎn)品型號(hào): LRA-101-C2

詳細(xì)介紹: 產(chǎn)品尺寸(cm):156×60×79 外箱尺寸(cm):88×39×62/4pcs

面料:600D 管件(cm):φ25, φ19

裝箱數(shù):1280pcs/40HQ(五)

調(diào)研資料分析比較評(píng)價(jià)

四、躺椅主要尺寸的人體學(xué)說(shuō)明

(一)坐具的基本尺度與要求

如圖1圖2所示為人體不同姿態(tài)與腰椎變化的關(guān)系。當(dāng)人坐下來(lái)時(shí)，腰椎就很難保持原來(lái)的自然狀態(tài)、而是隨著不同的坐姿經(jīng)常改變其曲度。圖中

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姿勢(shì)b（人體側(cè)臥、L下肢稍加彎曲時(shí)）是腰椎處于最接近站立時(shí)呈自然狀態(tài)的腰椎曲線a。而曲線L是人體坐姿和下肢稍曲時(shí)，腰椎處于最自然的狀態(tài)，也即休息最有效的狀態(tài)。因此，在設(shè)計(jì)椅子或休閑椅時(shí)，應(yīng)當(dāng)使靠背的形狀和角度接近于適應(yīng)人坐姿時(shí)的腰椎曲線，接近于曲線b

圖1 人體各種姿勢(shì)與做我家居類型

圖2 姿勢(shì)與腰的關(guān)系

1.立姿 2．立姿并倚靠某一物體 3．坐凳狀態(tài)，可作制圖、讀書(shū)等使用的小型椅子4．坐面、靠背支撐著人體，可作一般性工作、用餐、5．較舒適的姿勢(shì)，椅子有扶手，用于用餐、讀書(shū)等 6．很舒適的姿勢(shì)，屬休閑椅類的休息用椅 7．躺狀休息用椅8．完全休息狀態(tài)用床機(jī)器操作等。

(二)坐具研究及相關(guān)尺寸

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一般工作用坐具的主要品種有凳、靠背椅、扶手椅、圈椅等，它的主要用途是既可用于工作，又利于休息。工作用椅可分為作業(yè)用椅、輕型作業(yè)椅、辦公椅和會(huì)議椅等。

坐高（沒(méi)有靠背）的坐高是指坐面與地面的垂直距離；椅坐面常向后傾斜或做成凹形曲面，通常以坐面前緣至地面的垂直距離作為椅坐高。坐高是影響坐姿舒適程度的重要因素之

一、坐面高度不合理會(huì)導(dǎo)致不正確的坐姿，并且坐的時(shí)間稍久，就會(huì)使人體腰部產(chǎn)生疲勞感。通過(guò)對(duì)人體坐在不同高度的凳子上其腰椎活動(dòng)度的測(cè)定如圖3可以看出凳高為400mm時(shí)，腰椎的活動(dòng)度最高，即疲勞感最強(qiáng)。稍高或稍低于此數(shù)值者，其人體腰椎的活動(dòng)度下降，舒適度也隨之增大，這意味著凳子比400mm稍高或稍低都不會(huì)使腰部感到疲勞，在實(shí)際生活中人們喜歡坐矮板凳從事活動(dòng)的道理就在于此，人們?cè)诰瓢砷g坐高凳活動(dòng)的道理也相同。對(duì)于有靠背的坐椅，其坐高既不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低，它與人體在坐面上的體壓分布有關(guān)。不同高度的椅面，其體壓分布情況有顯著差異，坐感也不盡相同，它是影響坐姿舒服與否的重要因素。坐椅面是人體坐時(shí)承受臀部和大腿的主要承受面，通過(guò)測(cè)試，不同高度的坐椅面的體壓分布（如圖3）所示，可看出臀部的各部分分別承受著不同的壓力，椅坐面過(guò)高，兩足不能落地，使大腿前半部近膝窩處軟組織受壓，時(shí)間久了，血液循環(huán)不暢，肌腱就會(huì)發(fā)脹而麻木；如果椅坐面過(guò)低，則大腿碰不到椅面，體壓分布就過(guò)于集中，人體形成前屈姿態(tài)，從而增大了背部肌肉負(fù)荷，同時(shí)人體的重心也低，所形成的力距也大，這樣使人體起立時(shí)感到困難。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求避免上述情況的出現(xiàn)，并尋求合理的坐高與體壓分布，根據(jù)坐椅的體壓分布情況來(lái)分析，椅坐高應(yīng)小于坐者小腿窩到地面垂直距離，使小腿有一定的活動(dòng)余地。因此，適宜的坐高應(yīng)當(dāng)?shù)扔谛⊥雀C高加25~35mm鞋跟高后，再減10~20nm為適宜。

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圖3 不同坐高與體壓分g/CM坐深：主要是指坐面的前沿至后沿的距離。它對(duì)人體舒適度影響也很大，如坐面過(guò)深，則會(huì)使腰部的支撐點(diǎn)懸空，靠背將失去作用，同時(shí)膝窩處還會(huì)受到壓迫而產(chǎn)生疲勞。同時(shí)，坐面過(guò)深，還會(huì)使膝窩處產(chǎn)生麻木的反應(yīng)，并且也難起立（圖5）。因此，坐面深度要適度，通常坐深小于人坐姿時(shí)大腿水平長(zhǎng)度，使坐面前沿離開(kāi)小腿有一定的距離，以保證小腿的活動(dòng)自由（圖6）。我國(guó)人體的平均坐姿大腿水平長(zhǎng)度為男性445mm、女性425mm，所以坐深可依此值減去椅坐前緣到膝窩之間應(yīng)保持的大約60mm空隙來(lái)確定，一般說(shuō)來(lái)選用380~420mm之間的坐深是適宜的。對(duì)于普通工作椅，在正常就坐情況下，由于腰椎到骨盆之間接近垂直狀態(tài)，其坐深可以淺一點(diǎn)，而對(duì)于一些傾斜度較大，專供休息的靠椅，因坐時(shí)人休腰椎到骨盆也呈傾斜狀態(tài)，所以坐深就要略加深，也可將坐面與靠背連成一個(gè)曲面。

坐寬：根據(jù)人的坐姿及動(dòng)作，椅子的坐面往往呈前寬后窄，前沿寬度稱坐前寬，后沿寬度稱坐后寬。椅坐的寬度應(yīng)當(dāng)能使臀部得到全部的支承，并且有適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)余地，便于人能隨時(shí)調(diào)整其坐姿。肩并肩坐的聯(lián)排椅，寬度應(yīng)能保證人的自由活動(dòng)，因此，應(yīng)比人的肘至肘寬稍大一些。一般靠背椅坐寬不小于380mm就可以滿足使用功能的需要；對(duì)扶手椅來(lái)說(shuō)，以扶手內(nèi)寬作為坐寬尺寸，按人體平均肩寬尺寸加上適當(dāng)余量，一般不小于460mm，其上

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限尺寸應(yīng)兼顧功能和造型需要，如就餐用的椅子，因人在就餐時(shí)，活動(dòng)量較大，則可適當(dāng)寬些。坐寬也不宜過(guò)寬，以自然垂臂的舒適姿態(tài)肩寬為準(zhǔn)。

坐面曲度：人坐在椅、凳上時(shí)，坐面的曲度或形狀也直接影響體壓的分布，從而引起坐感覺(jué)的變異，如圖7所示。從圖中可知，左力的體壓分布較好，右方的欠佳，坐感不良。其原因是左邊的壓力集中于坐骨支承點(diǎn)部分，大腿只受輕微的壓力；而右邊的則有相當(dāng)?shù)膲毫σ獌?nèi)腿部軟組織來(lái)承受。盡管從坐面外觀來(lái)看，似乎右邊的舒適感比左邊為好，但實(shí)際情況恰恰相反，所以坐椅也不宜過(guò)軟，因?yàn)椋鴫|愈軟，則臀部肌肉受壓面積愈大，而致坐感不舒服。

因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量使腿部的受壓降低到最低限度。由于腿部軟組織豐富，無(wú)合適的立承位置，不具備受壓條件（有股動(dòng)脈通過(guò)），故椅坐面宜多選以半軟稍硬的材料，坐面前后也可略顯微曲形或平坦形，這有利于肌肉的松弛和便于起坐動(dòng)作。

座面傾斜度：一般坐椅的坐面是采用向后傾斜的，后傾角度以3°~5°為宜。但對(duì)工作用椅來(lái)說(shuō)，水平坐面要比后傾斜坐面好一些。因?yàn)楫?dāng)人處于工作狀態(tài)時(shí)，若坐面是后傾的，人體背部也相應(yīng)向后傾斜，勢(shì)必產(chǎn)生人體重心隨背部的后傾而向后移動(dòng)、這樣一來(lái)，就不符合人體在工作時(shí)重心應(yīng)落于原點(diǎn)趨前的原理，這時(shí)，人在工作時(shí)為提高效率，就會(huì)竭力欲圖保持重心向前的姿勢(shì)，致使肌肉與韌帶呈現(xiàn)極度緊張的狀態(tài)，不多時(shí)間，人的腰、腹、腮等處就開(kāi)始感到疲勞，引起酸痛。因此，一般工作用椅的坐面以水平為好，甚至也可考慮椅面向前傾斜。

如通常使用的繪圖凳面是前傾的；一般情況下，在一定范圍內(nèi)，后傾角越大，休息性越強(qiáng)，但不是沒(méi)有限度的，尤其是對(duì)于老年使用的椅子，傾角不能太大，因?yàn)闀?huì)使老年人在起坐時(shí)感到吃力。

椅靠背：人若筆直地坐看，軀干得不到支撐，背部肌肉也就顯得緊張，漸呈疲勞現(xiàn)象，因此，就需要用靠背來(lái)彌補(bǔ)這一缺陷。椅靠背的作用就是要使軀干得到充分的支承，通?？勘陈韵蚝髢A斜，能使人體腰椎獲得舒適的支承面，同時(shí)，靠背的基部最好有一段空隙，利于人坐下時(shí)，臀肌不致受到擠壓。在靠背高度上有肩靠、腰靠和頸靠三個(gè)關(guān)鍵支撐點(diǎn)。

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肩靠應(yīng)低于肩胛骨（相當(dāng)于第9胸椎，高約460mm），以肩胛的內(nèi)角碰不到椅背為宜。腰靠應(yīng)低于腰椎上沿，支撐點(diǎn)位置以位于上腰凹部（第2~4腰椎處，高為18~250mm）最為合適。頸靠應(yīng)高于頸椎點(diǎn)，一般應(yīng)不小于660mm。

圖4 座面高度不適例 圖5 人體與座面深度

圖6 座面深度不適比例 圖7 坐面曲度與體壓分布圖

坐高與坐寬：通常認(rèn)為椅坐前緣的高度應(yīng)略小于膝窩到腳跟的垂直距離。據(jù)測(cè)量，我國(guó)人體這個(gè)距離的平均值，男性為4l0mm，女性為360~380mm。因此，休息用椅的坐高宜取330~380mm較為合適（不包括材料的彈性余量）。若采用較厚的軟質(zhì)材料，應(yīng)以彈性下沉的極限作為尺度準(zhǔn)則。坐面寬也以女性為主，一般在430~450mm以上。

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坐傾角與椅夾角：坐而的后傾角以及坐面與靠背之間的夾角（椅夾角或靠背夾角）是設(shè)計(jì)休息用椅的關(guān)鍵，由于坐面向后傾斜一定的角度，促使身體向后傾，有利人體重量分移至靠背的下半部與臀部坐骨結(jié)節(jié)點(diǎn)，從而把體重全部抵住。而且，隨著人體不同休息姿勢(shì)的改變，坐面后傾角及其與靠背的夾角還有一定的關(guān)聯(lián)性，靠背夾角越大，坐面后傾角也就越大，如圖8所示。一般情況下，在一定范圍內(nèi)，傾角越大，休息性越強(qiáng)，但不是沒(méi)有限度的，尤其是對(duì)于老年使用的椅子，傾角不能太大，因?yàn)闀?huì)使老年人在起坐時(shí)感到吃力。通常認(rèn)為休閑椅類坐具的坐傾角以4°~7°為宜，靠背夾角（斜度）以l06°~112°為宜；休閑椅的坐傾角可在6°~15°之間，靠背夾角可達(dá)112°~120°。隨著坐面與靠背夾角的增大，靠背的支撐點(diǎn)就必須分別增加到2~3個(gè)，即第2與第9胸椎（即肩胛骨下沿）兩處，高背休息椅和休閑椅還須增高至頭部的頸椎。其中以腰椎的支撐最重要。（如圖9所示）。

坐深：休息用椅由于多采用軟墊做法，坐面和靠背均有一定程度的沉陷，故坐深可適當(dāng)放大。輕便休閑椅的坐深可在480~500mm之間；中型休閑椅在500~530mm之間就比較合適；至于大型休閑椅可視室內(nèi)環(huán)境作適當(dāng)放大。如果坐面過(guò)深，人坐在上面，腰部接觸不到靠背，結(jié)果支撐的部位不是腰椎，而是肩胛骨，上身被迫向前彎曲，造成腹部受擠壓，使人感到不適和疲勞。

椅曲線：休息用椅的椅曲線是椅坐面、靠背面與人體坐姿時(shí)相應(yīng)的支撐曲面（圖10）。它是建立在坐面體壓分布合理的基礎(chǔ)上，通過(guò)這樣的整體曲面來(lái)完成支撐人體各部位的任務(wù)，并將使用功能與造型美很好地結(jié)合在一起，使人們喚起一種美與力的意象。按照人體坐姿舒適的曲線來(lái)合理確定和設(shè)計(jì)休息用椅及其椅曲線，可以使腰部得到充分的支撐，同時(shí)也減輕了肩胛骨的受壓。但要注意托腰（腰靠）部的接觸面宜寬不宜窄，托腰的高度以185~250mm較合適。靠背位于腰靠（及肩靠）的水平橫斷面宜略帶微曲形以適應(yīng)腰園（及肩部），一般肩靠處曲率半徑為400~500mm，腰靠處曲率半徑為300mm。但過(guò)于彎曲會(huì)使人感到不舒適，易產(chǎn)生疲感（圖11）。靠背寬一般為350~480mm。

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

圖8椅座角度與不同的休息姿勢(shì) 圖9椅夾角與支撐點(diǎn)

圖10 椅曲線與人體 圖11 靠背不適例

彈性：休息用椅軟墊的用材及其彈性的配合也是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。彈性是人對(duì)材料坐壓的軟硬程度或材料被人坐壓時(shí)的反回度。休息椅用軟墊材料可以增加舒適感，但軟硬應(yīng)有適度。一般來(lái)說(shuō)，小休閑椅的坐面下沉以70mm左右合適，大休閑椅的坐面下沉應(yīng)在80~120mm合適。坐面過(guò)軟，下沉度太大，會(huì)使坐面與靠背之間的夾角變小，腹部受壓迫，使人感到不適，起立也會(huì)感到困難。因此，休息用椅軟墊的彈性要搭配好，為了獲得合理的體壓分布，有利于肌肉的松弛和便于起坐動(dòng)作，應(yīng)該是靠背比坐面軟—些。在靠背的做法上，腰部宜硬點(diǎn)，而背部則要軟些。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該以彈性體下沉后的安定姿勢(shì)為尺度計(jì)核依據(jù)。通?？勘车纳喜繌椥詨嚎s應(yīng)在30~45nm，托腰部的彈性壓縮宜小于35mm。休息椅的坐面與靠背，也可采用藤皮、革帶、織帶等材料來(lái)編織，具有相當(dāng)舒適的彈性。

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

扶手：休息用椅常設(shè)扶手，可減輕兩肩、背部和上肢肌肉的疲勞，獲取舒適的休息效果。但扶手高度必須合適，扶手過(guò)高或過(guò)低，肩部都不能自然下垂，容易產(chǎn)生疲勞感，根據(jù)人體自然屈臂的肘高與坐面的距離，扶手的實(shí)際高度應(yīng)在200~250mm（設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減去坐面下沉度）為宜。兩臂自然屈伸的扶手間距凈寬應(yīng)略大于肩寬，一般應(yīng)不小于460mm，以520~560mm為適宜，過(guò)寬或過(guò)窄都會(huì)增加肌肉的活動(dòng)度，產(chǎn)生肩酸疲勞的現(xiàn)象。

扶手也可隨坐面與靠背的夾角變化而略有傾斜，有助于提高舒適效果，通常可取為10°~20°的角度。扶手外展以小于10°的角度范圍為宜。扶手的彈性處理不宜過(guò)軟，因它承受的臂力不大，而在人起立時(shí)，還可起到助立作用。但在設(shè)計(jì)時(shí)要注意扶手的觸感效果，不宜采用導(dǎo)熱性強(qiáng)的金屬等材料，還要盡量避免見(jiàn)棱見(jiàn)角的細(xì)部處理。

圖12 人處于坐姿

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

(三)計(jì)算結(jié)果

為了設(shè)計(jì)符合大部分人的休閑椅，所以選擇第50百分位數(shù)，即指大于和小于此值的人體身材尺寸各位50%于是得出： 頭最大寬：149 肩寬：350 胸寬：269 坐姿臀寬：353 坐高：851 坐姿頸椎點(diǎn)高：616 坐姿肩高：555 坐姿大腿厚：133 小腿加足高：379 坐深：432(六)消費(fèi)者對(duì)色彩的喜好

對(duì)時(shí)尚商品的追求來(lái)說(shuō)，消費(fèi)者表現(xiàn)出三個(gè)方面的特性：

第一，流行色彩。即對(duì)服飾，家具，鞋帽等商品，他們的消費(fèi)需求總的傾向是賞心悅目，追求與眾不同：

第二，新穎款式。對(duì)年輕人專用品，要求造型新穎，別致大方： 第三，合理搭配，他們不像青年那樣追求時(shí)髦，超前消費(fèi)而是追求一種整體效果，通過(guò)合理搭配，達(dá)到體現(xiàn)自我個(gè)性的目的。

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

現(xiàn)在的年輕人越穿越年輕，鮮艷的顏色，時(shí)髦的款式都會(huì)去嘗試，心態(tài)越來(lái)越向年輕人靠攏，他們?cè)陬伾倪x擇上潛意識(shí)里會(huì)傾向粉綠，粉紫，紅色，黃色和比較鮮艷的顏色。綜上所述，年輕人對(duì)于粉紫，紅色，黃色，棗紅等顏色比較偏愛(ài)，所以他們?cè)谶x擇衣服，家具，首飾時(shí)就會(huì)偏向這幾種顏色，于是在設(shè)計(jì)休閑椅的時(shí)候就應(yīng)該以這幾種顏色為主。

五、當(dāng)代休閑椅設(shè)計(jì)的缺陷與不足

在設(shè)計(jì)該休閑休閑椅之初，我們對(duì)當(dāng)代休閑休閑椅進(jìn)行了深入的研究、調(diào)研。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的休閑休閑椅設(shè)計(jì)大多都存在弊端或者缺陷、不足：休閑椅設(shè)計(jì)方案單調(diào)、沒(méi)有新的元素融入當(dāng)今對(duì)休閑椅的需求，再者功能單

一、缺少人性化設(shè)計(jì)、設(shè)置簡(jiǎn)單、顏色單

一、材料選擇不合理等突出問(wèn)題均制約著國(guó)內(nèi)休閑椅設(shè)計(jì)的向前發(fā)展。

六、設(shè)計(jì)方案

(一)方案一：

全體采用鋼管結(jié)構(gòu)，椅背是設(shè)計(jì)成符合人體身體結(jié)構(gòu)的凹形形狀，使人在休息時(shí)。感覺(jué)更舒服，另一方面人現(xiàn)在凹槽中會(huì)有一種安逸的，安全的感覺(jué)，這正好適用正在經(jīng)歷中年危機(jī)的中年婦女，還有椅子是可前后搖晃的，人在搖晃的過(guò)程中會(huì)逐漸轉(zhuǎn)移注意力，達(dá)到防松休息的目的；整個(gè)椅面的顏色是棗紅； 草圖：見(jiàn)附頁(yè)(二)方案二：

設(shè)計(jì)成傳統(tǒng)椅子的形狀，材料是木材，木材給人一種自然的感覺(jué)，可以緩減疲勞，另外海綿墊也是采用符合人體結(jié)構(gòu)的，整個(gè)椅子的顏色是棕黃； 草圖：見(jiàn)附頁(yè)(三)方案三：

外形設(shè)計(jì)的具有現(xiàn)代氣息，該方案結(jié)合和休閑椅與休閑椅和電腦桌的功能，既能躺在上邊休息，也能當(dāng)做工作椅一樣，進(jìn)行平時(shí)日常休息和工作；另外該方案椅背也采用適合人體脊椎曲線的方式。

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

休閑椅的設(shè)計(jì)創(chuàng)意來(lái)自休閑椅左側(cè)放有可收小桌，需要用時(shí)可以抬起，上面放上食物和飲料。左側(cè)放有拉伸式電腦桌，可以調(diào)節(jié)高度和角度。靠背采用了適合人體背部曲線的設(shè)計(jì)和彎曲的洋刀狀椅腿，優(yōu)美的造型和合理的功能結(jié)構(gòu)讓人躺在上面舒服得如在云端，只想甜甜睡去。椅子的骨架和殼體使用不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)部是質(zhì)地柔軟的棉心，外表是布質(zhì)外套，方便拆洗。草圖：見(jiàn)附頁(yè)。

總結(jié)：

綜合三個(gè)方案，第三個(gè)方案更能滿足當(dāng)代青年的價(jià)值觀，審美觀。綜上所述，選定第三個(gè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。休閑椅的具體尺寸： 椅背傾斜45°； 椅背高50； 椅體長(zhǎng)110； 椅寬50； 書(shū)架高20，寬度80，椎體傾角為14°； 另外倆根高為60，中間直徑4，高度為20，椎體傾角為14°七、三視圖

八、機(jī)制效果圖及細(xì)節(jié)圖

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

休閑椅設(shè)計(jì)報(bào)告

九、展板展示

見(jiàn)附頁(yè)

十、設(shè)計(jì)心得體會(huì)

經(jīng)過(guò)半個(gè)月的企劃課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，收獲了很多。從完全的不知所措到思路的漸漸清晰，再到過(guò)程中的一個(gè)個(gè)困難，我一步一個(gè)了過(guò)來(lái)。這其中給我最大的收獲就是我通過(guò)自己的努力得到了成果，這其中包含了很多的苦與樂(lè)，讓我明白了努力與付出的含義，讓我知道努力了就會(huì)有回報(bào)。從這半個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，我走完了一個(gè)人機(jī)工程設(shè)計(jì)的過(guò)程，雖然比不上專業(yè)人員那么精細(xì)，但也足以讓我感到自豪，從一無(wú)所有到產(chǎn)品的產(chǎn)生，我學(xué)到了其中每部的方法，并且親身體驗(yàn)了這些方法，這在我今后的工作中會(huì)帶來(lái)很大的幫助。當(dāng)然，能完成這個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)少不了老師的細(xì)心指導(dǎo)，同學(xué)的無(wú)私幫助，我在這里感謝你們。這次課程設(shè)計(jì)樹(shù)立了我的信心，讓我更加自信！

十一、參考文獻(xiàn)：

[1] 朱序章.人機(jī)工程學(xué)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006 [2] 李樂(lè)山.工業(yè)設(shè)計(jì)心理學(xué).高等教育出版社，2004 [3] 張力.人機(jī)工程學(xué).中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007 [4] 童時(shí)中.人機(jī)工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007 [5] 孫遠(yuǎn)波.人因工程基礎(chǔ)與設(shè)計(jì).

第二篇：關(guān)于購(gòu)置休閑椅凳的申請(qǐng)報(bào)告

關(guān)于購(gòu)置戶外椅凳的申請(qǐng)

教育局： 轄區(qū)園林局今年對(duì)我校中心廣場(chǎng)進(jìn)行了整體綠化，現(xiàn)在校園樹(shù)木繁多、環(huán)境清幽、綠草如茵，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了良好的條件。但操場(chǎng)及綠化范圍內(nèi)的很多地方需要放置三人位鑄鐵或防腐木椅子8個(gè)，以便學(xué)生更好的學(xué)習(xí)。經(jīng)對(duì)比詢價(jià)，每個(gè)椅子620元左右，共需資金約4950元。學(xué)校自籌資金，望上級(jí)批準(zhǔn)。

學(xué)校負(fù)責(zé)人（簽字）

2017.7.9

第三篇：關(guān)于XXX小區(qū)增加購(gòu)買(mǎi)果皮箱、休閑椅的請(qǐng)示

呈

報(bào)： 發(fā)

件：XX部

事

由：關(guān)于XX增加購(gòu)買(mǎi)果皮箱、休閑椅的請(qǐng)示 日

期：2016.5.28

關(guān)于XX增加購(gòu)買(mǎi)果皮箱、休閑椅的請(qǐng)示

隨著業(yè)主入住率的不斷增加，為進(jìn)一步完善園區(qū)各項(xiàng)功能，為業(yè)主提供良好的休閑環(huán)境，更便于服務(wù)于業(yè)主環(huán)境衛(wèi)生的便利及保持。

經(jīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)勘查，以及市場(chǎng)價(jià)格調(diào)研對(duì)比，建議購(gòu)買(mǎi)果皮箱17個(gè)，休閑椅11個(gè)，后附照片及單價(jià)

妥否

請(qǐng)批示！

第四篇：設(shè)計(jì)報(bào)告

硬件設(shè)計(jì) 原理圖設(shè)計(jì) 1.1 電路原理方框圖

FPGA 總圖 1.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)

驅(qū)動(dòng)電路主要采用驅(qū)動(dòng)芯片L9110H 來(lái)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，L9110H 為單塊集成電路、高

電流、高電壓、四通道驅(qū)動(dòng)，其額定工作電流為1A，最大可達(dá)1.5A，VSS 電壓最小4.5V，最大可達(dá)36V，可直接的對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，無(wú)需隔離電路。L9110H 從主控單片機(jī)STC89C52 那里接受指令直接控制電機(jī)的工作狀態(tài)?？梢詫?duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作，非常方 便。

1.3 循跡部分

主要由四個(gè)反射式紅外光電傳感器ST188 和四個(gè)電位器組成。采用ST188 型完成系

統(tǒng)循跡任務(wù)，循跡電路是用以實(shí)現(xiàn)小車(chē)沿著場(chǎng)地的黑色弧線引導(dǎo)軌跡進(jìn)行前進(jìn)和位置校

正的，且小車(chē)不能偏離此軌跡。在本實(shí)訓(xùn)中采用ST188 型反射式紅外光電傳感器完成系

統(tǒng)循跡任務(wù)，硬件電路實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，其靈敏度可以通過(guò)調(diào)節(jié)多圈電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其原理圖如下： 本章總結(jié)

理清了思路之后，其實(shí)整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中硬件算比較簡(jiǎn)單的。

總 結(jié)

像這種一個(gè)小組分工完成一件任務(wù)的，團(tuán)隊(duì)合作精神真的很重要。我們小組第一次

選的方案是光敏電阻的，這個(gè)方案有個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即易受到外界的干擾，加上元器件

也買(mǎi)錯(cuò)，導(dǎo)致第一塊循跡板焊完，進(jìn)行調(diào)試的沒(méi)有成功，當(dāng)時(shí)有的小組的循跡小車(chē)已經(jīng)

完成，并能實(shí)現(xiàn)其基本功能，但我們也沒(méi)有灰心，距離最后的驗(yàn)收時(shí)間還有一周，我們

還有機(jī)會(huì)成功。于是我們重新購(gòu)置了元件，選定了紅外對(duì)管的方案，汲取了上次焊循跡

板失敗的教訓(xùn)，這次從焊接到安裝調(diào)試都很成功，在25 號(hào)調(diào)試時(shí)，小車(chē)已能完成其基

本功能。在剛開(kāi)始接到這個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)時(shí)，我們都以為這很難，要完成的可能性很小，沒(méi)

想到真的要?jiǎng)邮值臅r(shí)候，我們還是可以的，整個(gè)流程無(wú)非是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，說(shuō)實(shí)

話我們受益匪淺，當(dāng)把小車(chē)放在地上，看到它能循跡時(shí)，那種激動(dòng)的心情是不言而喻的。

在此，要忠心的感謝在此過(guò)程中指導(dǎo)我們的方躍春老師、譚剛林老師，及給予我們幫助，給我們提供好建議的將江，黃英。

第五篇：設(shè)計(jì)報(bào)告

簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀設(shè)計(jì)報(bào)告

摘要：

本系統(tǒng)對(duì)于不同的量程分別采用恒流源測(cè)阻電路、分壓法測(cè)阻電路和惠更斯橋I/V變換測(cè)阻電路進(jìn)行電阻測(cè)量，充分的發(fā)揮出不同電路不同量程的工作特點(diǎn)，并且在軟件上進(jìn)行了校準(zhǔn)。本自動(dòng)電阻測(cè)試儀恒流源以及穩(wěn)壓電路由CA3140、TL431等元器件實(shí)現(xiàn)，由ATmega128高速單片機(jī)為主控制器，通過(guò)其內(nèi)部自帶10位AD轉(zhuǎn)換器的A/D轉(zhuǎn)換，對(duì)被測(cè)電阻兩端電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，把連續(xù)信號(hào)離散化，然后通過(guò)LCD液晶顯示屏顯示電阻的大小。該自動(dòng)測(cè)試儀能夠較精確的測(cè)量1Ω—10MΩ范圍內(nèi)的電阻，其測(cè)量誤差為±1%，是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的電阻測(cè)試儀方案。該系統(tǒng)有，能夠自動(dòng)換檔，篩選電阻，并且繪制電阻變化曲線。實(shí)現(xiàn)了測(cè)量準(zhǔn)確度為±（1%讀數(shù)＋2 字）的三位有效數(shù)字顯示的簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀。通過(guò)偏置電源的改進(jìn)提高了精度，又通過(guò)軟件算法的改進(jìn)再次提高了精度，對(duì)22個(gè)范圍在0~10M電阻的反復(fù)測(cè)試，證明了該系統(tǒng)測(cè)量精度的明顯改善（見(jiàn)表3）。

關(guān)鍵詞：ATmega128 穩(wěn)壓源 恒流源 繼電器 電阻分壓原理

1、系統(tǒng)方案： 1、1方案描述

被測(cè)電阻電源模擬放大電路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4.7半周克條電阻步進(jìn)馬達(dá)

圖1 系統(tǒng)硬件圖

簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀由5大部分構(gòu)成：（如圖1）

1、電源向檢測(cè)電路提供+-12V,+5V模擬電源和+5V數(shù)字電源，模擬地與數(shù)字地被光耦隔離。

2、模擬放大電路有三部分構(gòu)成，第一部分是100Ω檔的恒流源測(cè)阻電路，第二部分是1KΩ，10KΩ分壓法測(cè)阻電路，第三部分是1MΩ.檔的惠更斯橋I/V變換測(cè)阻電路。

3、步進(jìn)馬達(dá)采用信農(nóng)200步，每步1.8度。驅(qū)動(dòng)器采用A3977八細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路。

4、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用ATMEGA128L單片機(jī)。

5、LCD24064 1、2比較與選擇

對(duì)于電阻的測(cè)試方法，一般可以從以下幾個(gè)方面入手：

1、四線測(cè)電阻法：為減少接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,用一對(duì)線通電流(接觸電阻對(duì)電流的測(cè)量無(wú)影響),用另一對(duì)線測(cè)電位(通過(guò)的電流很少,接觸電阻對(duì)電位的影響可忽略)。此方法適用于10歐姆以下的小電阻兩個(gè)電壓端兩個(gè)電流端。

2、恒流源測(cè)電阻法（伏安法）（如圖2）

圖2恒流源測(cè)電阻電路

照電路分析，運(yùn)放6腳輸出應(yīng)該是-5V，如果是+5V的話，三極管就不會(huì)導(dǎo)通，電阻RX上也就沒(méi)有電流了，運(yùn)放6腳輸出-6V，那么三極管的E電壓就是-4.3（理想狀態(tài)下三極管的BE之間的壓降問(wèn)0.7）那么電阻R兩端的電壓為5V+4.3V=9.3V,由歐姆定律可以算出電阻R流過(guò)的電流為Ie=9.3V/R，所有流過(guò)電阻RX的電流是恒定的，既恒流源，由于三極管Ie約等于Ic，有萬(wàn)用表測(cè)出U0，根據(jù)歐姆定律得：R=U0/Ie 制作一個(gè)穩(wěn)定精準(zhǔn)的恒流源，使恒定電流I注入到RX上。得到Vrx。利用歐姆定律可以算出RX=Vrx/I。這種測(cè)量方法能最大限度的發(fā)揮ADC的精度，所以相應(yīng)的測(cè)量量程比較寬。此外Vrx與RX成線性關(guān)系，計(jì)算電阻RX方便可行。

適用于測(cè)試10歐姆以下的小電阻。方案選擇：由于小電阻測(cè)量恒壓源比較難以穩(wěn)定，我們選擇小電阻測(cè)量用恒流源，大電阻測(cè)量用恒壓源測(cè)量。

3、分壓法（如圖3）

是一種最基本的測(cè)阻方法，成本低，測(cè)試范圍寬泛，但是由于參考電阻精度不高，溫度漂移，偏置電源精度等影響，不會(huì)有較高的精度。

電源參考電阻跟隨器被測(cè)電阻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

圖3 分壓法電路圖

4、惠更斯橋電路測(cè)試法（如圖4）電源差動(dòng)放大參考電阻被測(cè)電阻

圖4 惠更斯橋電路法電路圖

惠更斯橋電路廣泛應(yīng)用在各種電阻測(cè)試場(chǎng)合，適用于電阻類型傳感器、I/V變換等場(chǎng)合。電阻橋輸出電壓與RX任然為非線性關(guān)系，且只在RX與R比較接近的時(shí)候才能得到精確的RX。這樣測(cè)量的量程就非常有限。在10倍量程跨度難以保證1%精度。

題目涉及到四個(gè)量程，100Ω，1KΩ，10KΩ，1MΩ，基于以下幾個(gè)方面考慮測(cè)試電路的選擇：

1、對(duì)于100Ω小量程的測(cè)試方案可以選擇四線測(cè)電阻法和恒流源測(cè)電阻法，測(cè)試10歐姆以下的電阻時(shí)候?yàn)榱藴y(cè)試精度我們需要采用四線方式,但是在10歐姆以上的電阻我們一般不采用四線方式.一般測(cè)試表筆電阻為０．０５歐左右，采用四線方式可以有效的抑制線阻．四線并不麻煩．四線采用四線表筆測(cè)試就可以了！如果采用多點(diǎn)掃描方式四線的掃描速度要比二線明顯慢很多！所以，在100Ω量程檔位采取恒流源測(cè)電阻法。

2、對(duì)于1KΩ，10KΩ量程的測(cè)試方案選擇分壓測(cè)電阻法是最優(yōu)的。

3、對(duì)于1MΩ.量程的測(cè)試方案選擇惠更斯橋I/V變換測(cè)阻電路?？梢詼p少由于大電阻的積分效應(yīng)，增加測(cè)試速度，達(dá)到10次每秒。

2、電路與程序設(shè)計(jì)： 2、1電源電路（如圖5）

圖5 電源電路圖

由典型可調(diào)電源芯片LM317和LM337構(gòu)成，可產(chǎn)生+-12V電壓。2、2跟隨器電路

圖6 跟隨器電路 2、3控制電路

圖7 ATMEGA128L 管腳圖

考慮到該系統(tǒng)控制口線比較多，我們選擇美國(guó)Atmel公司的高性能、低功耗的 AVR 8位微處理器，型號(hào)為Atmega128L。其具有寬范圍工作電壓2.7~5.5V，因此具有較高的抗干擾能力。具有53個(gè)I/O接口，基本滿足了系統(tǒng)對(duì)口線的要求。具有128KByte Flash Rom,可以為240*64點(diǎn)陣的LCD提供豐富的字庫(kù)與圖形界面支持。以Atmega128L為主控芯片及外圍的5大功能模塊組成（圖1）。2、5掉電記憶模塊

圖8 掉電記憶模塊

掉電記憶模塊如圖8所示，圖中的VCC為單片機(jī)提供了電源，2支3300uF電容和1支IN4007的二極管構(gòu)成了儲(chǔ)能電路，而+5V專門(mén)為L(zhǎng)CD的背光供電。如果出現(xiàn)了意外的掉電，首先+5V由于LCD背光的消耗電壓會(huì)快速下降，通過(guò)10K電阻將CPU的外部中斷管腳迅速拉低。單片機(jī)立刻進(jìn)入中斷程序，在中斷程序中將現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)都存入512Byte的EEPROM中,同時(shí)儲(chǔ)能電路將為單片機(jī)保存數(shù)據(jù)提供雖然短暫但卻足夠使用的能量，兩只3300uF電容大約能夠支持 100ms的時(shí)間。實(shí)踐證明該電路工作可靠，不但可以實(shí)現(xiàn)掉電記憶的功能，而且可以提高單片機(jī)的抗干擾能力，對(duì)于尖峰和毛刺電壓具有平坦濾波的作用。2、6分壓法測(cè)試電路

把一個(gè)已知的電阻和被測(cè)電阻串聯(lián)起來(lái)，加上一定的電壓，在串聯(lián)節(jié)點(diǎn)上能夠測(cè)得一個(gè)分壓。此分壓V=E*RX/(RX+R)。如圖9：

圖9 1k和10k檔分壓法測(cè)試電路

此電路誤差主要取決于恒壓源和參考電阻的精度及穩(wěn)定度，公式為V=E*RX/(RX+R)，被測(cè)電壓隨被測(cè)電阻變化的特性曲線為非線性變化。通過(guò)單片機(jī)控制三極管基極電壓，驅(qū)動(dòng)繼電器的吸合和斷開(kāi)從而切換各電阻量程。

用測(cè)得的分壓和已知的條件就可以算出被測(cè)電阻的值。其曲線為：

圖9a

如果電壓測(cè)量范圍為線性，那么由于電壓測(cè)量的誤差導(dǎo)致電阻測(cè)量的誤差是非線性的。其誤差曲線為：

圖9b

可以產(chǎn)出這種測(cè)量方法的誤差取決于電壓測(cè)量的誤差，以及參考電阻R和電源電壓E。而這樣要滿足題目要求的精度，參考電阻R的取值必須為高精度低 溫票電阻，電壓源必須為高精度恒壓源。2、7步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路

圖10 步進(jìn)馬達(dá)測(cè)試驅(qū)動(dòng)電路（試驗(yàn)用，后來(lái)被a3977替代）步進(jìn)馬達(dá)測(cè)試驅(qū)動(dòng)電路,使用uln2003,該電路是試驗(yàn)用，因?yàn)樾枰刂乒?jié)拍比較麻煩，后來(lái)被a3977驅(qū)動(dòng)器所取代。

圖11 a3977驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)

表1 混合式步進(jìn)電機(jī)SST59D5250參數(shù)

本系統(tǒng)的X軸驅(qū)動(dòng)選用型號(hào)為SST59D5250（參數(shù)見(jiàn)表1）混合式步進(jìn)電機(jī)，X軸混合式步進(jìn)電機(jī)控制電路。其主控芯片A3977是美國(guó)Allegro公司于2001年推出的一款集成譯碼器和驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，此款芯片具有較高性價(jià)比，大約每片30元人民幣左右。A3977最少只需兩個(gè)端口（步進(jìn)脈沖、方向）即可，是專門(mén)用于雙極型步進(jìn)電機(jī)的微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路，工作電壓35V,根據(jù)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)供電電壓為30V時(shí)工作有更低的溫升，并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的扭力損失，而且考慮到30V更低于安全電壓門(mén)限36V，我們決定選用30V供電電壓。每一相H橋標(biāo)稱電流±2.5A,最大輸出功率可接近90W。它主要的設(shè)計(jì)功能包括:自動(dòng)混合模式電流衰減控制，PWM電流控制，同步整流，低輸出阻抗的DMOS電源輸出，可以使步進(jìn)電機(jī)工作在整步、半步、1/4步和1/8步方式。A3977的控制方式是恒流控制，芯片內(nèi)部的脈寬調(diào)制恒流斬波電路控制電機(jī)繞組電流，外部的阻容回路設(shè)置斬波周期中的關(guān)段時(shí)間。Rs1和Rs2，兩個(gè)用于PWM恒流控制的電流采樣電阻，此電阻應(yīng)選用無(wú)感電阻。阻值的計(jì)算參照以下公式：Rs = 0.5 / Itripmax,一般選擇0.22歐姆/2瓦，精度不低于千分之一。在我們的額定工作條件下，該步進(jìn)電機(jī)不失步，并且有一定的驅(qū)動(dòng)能力最大轉(zhuǎn)速在350rpm。考慮到一些因素，保守的最大工作轉(zhuǎn)速為300rpm。我們的絲桿螺紋間距是3mm，可以推算出橫向限位滑塊每分鐘可靠的最大運(yùn)行速度是900mm/min，即每秒15mm。2、8小電阻測(cè)量選擇方案三——恒流源注入式（伏安法）

圖12恒流源注入式（伏安法）電路圖

原理如圖所示TL431的陰極和陽(yáng)極之間產(chǎn)生精準(zhǔn)的2.5V電壓。這樣運(yùn)放CA3140 的電壓為12V-2.5V=9.5V，通過(guò)電阻R5的電流為I=2.5V/100=25mA,這樣通過(guò)被測(cè)電阻RX的電流也為25mA，被測(cè)電阻的電壓為U=25mA*RX,被測(cè)電壓通過(guò)一級(jí)跟隨器輸出到單片機(jī)自帶10位AD進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，此電路存在的理論誤差為參考源2.5V的精度，參考電阻的精度及溫度穩(wěn)定度，由于被測(cè)電壓隨被測(cè)電阻變化的特性為線性變化，所以兩者的精度可以利用軟件進(jìn)行調(diào)整。大電阻測(cè)量選擇方案一——電阻分壓測(cè)量法 2、9電位器阻值變化曲線裝置

步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，從而測(cè)試曲線，并顯示在液晶上。

圖13電位器阻值變化曲線裝置

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：

由跳選開(kāi)關(guān)，從開(kāi)機(jī)選擇第一題（見(jiàn)圖14）、第二題（見(jiàn)圖15）、第三題（見(jiàn)圖16）、第四題（見(jiàn)圖17）。

第一題開(kāi)始選檔100檔1檔10檔10檔采集,采集,采集,采集,累加濾波累加濾波累加濾波累加濾波顯示顯示顯示顯示圖14 第一題流程圖

第二題開(kāi)始采集,累加濾波自動(dòng)選檔算法,施密特域上行限滿偏,下行限為滿偏10%100檔1檔10檔10檔采集,采集,采集,采集,累加濾波累加濾波累加濾波累加濾波顯示顯示顯示顯示圖15 第二題流程圖

第三題開(kāi)始輸入目標(biāo)值和誤差值采集,累加濾波自動(dòng)選檔算法,施密特域上行限滿偏,下行限為滿偏10%100檔1檔10檔10檔采集,采集,采集,采集,累加濾波累加濾波累加濾波累加濾波顯示顯示顯示顯示標(biāo)準(zhǔn)值-誤差<測(cè)試值<標(biāo)準(zhǔn)值+誤差顯示合格顯示不合格圖16 第三題流程圖

第四題開(kāi)始步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)一步采集,累加濾波自動(dòng)選檔算法,施密特域上行限滿偏,下行限為滿偏10%100檔1檔10檔10檔采集,采集,采集,采集,累加濾波累加濾波累加濾波累加濾波顯示顯示顯示顯示繪制兩點(diǎn)未達(dá)到達(dá)到計(jì)數(shù)達(dá)到200步結(jié)束圖17 第四題流程圖

測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果：

表3 兩次改進(jìn)后的測(cè)試結(jié)果誤差比較

該簡(jiǎn)易自動(dòng)電阻測(cè)試儀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了測(cè)量準(zhǔn)確度為±（1%讀數(shù)＋2 字）的三位有效數(shù)字顯示。通過(guò)偏置電源的改進(jìn)第一次提高了精度，又通過(guò)軟件算法的改進(jìn)再次提高了精度，對(duì)22個(gè)范圍在0~10M電阻的反復(fù)測(cè)試，證明了該系統(tǒng)測(cè)量精度的明顯改善（見(jiàn)表3）。