一种可变形的椅子及其尺寸计算方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410795780.3	申请日：	2014.12.22
公开号：	CN104462708A	公开日：	2015.03.25
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G06F 17/50申请公布日:20150325\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G06F17/50申请日:20141222\|\|\|公开
IPC分类号：	G06F17/50	主分类号：	G06F17/50
申请人：	温州大学; 温州医科大学
发明人：	金新元; 林晔智
地址：	325000浙江省温州市瓯海经济开发区东方南路38号温州市国家大学科技园孵化器
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内容摘要

本发明公开了一种可变形的椅子及其尺寸计算方法，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面，及椅腿；所述椅腿由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固定在椅腿各组最外侧的两根木条的中心位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿与椅面由铰链铰接；所述椅腿与椅面平摊后为一张平板；其尺寸计算方法为：第一步，设定参数；第二步，通过上述参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的数学描述；第三步，建立模型，求得最优设计加工参数；本发明的可变形的椅子及其尺寸计算方法，对于任意给定的变形椅高度和圆形椅面直径的设计要求都可以通过此尺寸计算方法实现，椅子折叠后为方形结构；稳固性好、加工方便和用材少。

权利要求书

权利要求书
1.  一种可变形的椅子，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面，及椅腿；其特征在于：所述椅腿由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固定在椅腿各组最外侧的两根木条的中心位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿与椅面由铰链铰接；所述椅腿与椅面平摊后为一张平板。

2.  一种可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述的尺寸计算方法为：
第一步，设定参数，所述参数包括平板尺寸，及每根木条宽度，及椅子的高度；计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度。
第二步，通过上述参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的与数学描述；根据第一步设定的参数，将每根木条分为椅面部分和椅腿部分，并计算每根木条的椅面部分的长度Li和椅腿部分长度pi；接着确定椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度；首先，计算出最外侧椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的距离，该值在椅子变形过程中是不变的量；然后根据该距离量，计算出在椅子变形过程中，钢筋位置与外侧椅腿夹角之间的关系式，即确定钢筋位置在椅子变形过程的曲线；通过钢筋位置和各个椅腿的椅面部分长度，利用三角函数关系，可以计算出各个椅腿与水平面的βi与θ间的关系式；确定了各个椅腿边缘线的数学描述。
第三步，建立模型，求得上述椅子的最优设计加工参数；首先对各木条由外到里依次进行编号；记θ为椅子处于稳态时第1根椅腿即最外侧椅腿的旋转角度即椅腿与水平面的夹角，h为椅子的高度，Li为第i根木条的椅面部分长度，K1为第1根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度；建立模型，以圆形椅面直径d和椅面高度h作为输入，以最外侧椅腿的旋转角度θ和第1根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度K1作为输出；通过分析建模，确定已知量d、h，以及未知量θ、K1之间的函数关系，最后通过编写matlab程序，搜索θ和k1的解空间，获取使得目标最优化的解，并进一步确定所对应的椅子加工参数，即确定变形椅的最优设计加工参数。

3.  根据权利要求2所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述设定参数过程中，设定加工好的变形椅每根木条的宽度均相等，等于2.5cm，每根木条的厚度也均相等，等于3cm；设定用户输入的椅面宽度为2.5cm的整数倍。

4.  根据权利要求2所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度过程中，对10根60cm的木条按照从椅子外侧到里侧的顺序，进行编号i＝1，2，…，10；把第10根木条椅面部分长度近似看做25cm，并且根据设定的宽度为2.5cm，则根据勾股定理得到椅面半径由于木条的宽度为2.5cm，第i根木条到圆形的椅面中心水平线的距离为(25-2.5*(i-1))cm；再次利用勾股定理，计算出第i根木条的椅面部分长度和椅腿部分长度分别为：
Li=R2-(25-2.5×(i-1))2pi=60-Li]]>
基于以上模型，得出木条的椅面部分长度和椅腿部分长度。

5.  根据权利要求2或4所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述椅脚边缘线的数学表达过程为：将平板处于平放状态，即第1根椅脚与水平面的夹角θ为0；得到的θ最小值为0，并随着椅腿的旋转不断变大，当椅子达到稳固时，θ最大；稳固时第1根椅脚的竖向投影，可计算出最大值因而，其他各个椅脚的旋转角度也达到了最大；以最外侧木条的中心点作为坐标轴原点，以垂直沿着地面的方向为y轴，自外而内方向为z轴，水平方向x轴，建立坐标系；将第i根椅腿的边缘点在三维坐标系中X轴，Y轴，Z轴的坐标分别记为xi，yi zi，最外侧的椅腿的钢筋固定点坐标记为o(sx，sy，sz)，可以得到：
xi=(60-Li)*cosβi+Liyi=(60-Li)*sinβizi=25-2.5*(i-1)---(1)]]>
其中，βi为第i根椅腿的旋转角度，Li为第i根木条的椅面部分长度，θ为第1根椅腿的旋转角度；
由于钢筋同时通过第i根椅腿与第1根椅腿，根据三角函数得出第i根椅腿的旋转角度与钢筋固定点坐标之间的关系为：tanβi=sy|sx-Li|,]]>即：
βi=arctan(60-L1)*sinθ2|(60-L1)*cosθ2+L1-Li|---(2)]]>
由于钢筋固定在最外侧木条的中间位置，我们可以得到：
sx=(60-L1)*cosθ2+L1sy=(60-L1)*sinθ2sz=25---(3)]]>
将公式(3)代入公式(2)，再代入公式(1)，从而确定了10根椅腿的边缘线的数学描述式；基于以上模型，利用matlab计算软件，得到10根椅脚的边缘曲线动态变化过程。

6.  根据权利要求2或5所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，在建立模型过程中，计算椅腿木条的开槽长度，具体如下：
所述θ的取值范围为第i根椅腿内钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度是关于θ的一个函数，记为fi(θ)，即：
fi(θ)=Xi-Li2+Yi2+Li]]>
其中，Xi，Yi为第i根椅腿开槽处的x，y轴坐标，Li为第i根木条的椅面部分长度；由于钢筋同时通过第i根椅腿与第一跟椅腿，可知：
Xi=(60-L1)*cosθ2+L1Yi=(60-L1)*sinθ2]]>
通过计算得出开槽范围数值参数。

7.  根据权利要求2所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述的平板与椅面为轴对称图形；取四分之一平板与椅面计算椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度。

说明书

说明书一种可变形的椅子及其尺寸计算方法
技术领域
本发明涉及一种可变形的椅子及其尺寸计算方法，属于桌椅套件技术领域。
背景技术
椅子是人们日常生活中每天会接触到的家具，随着社会的不断发展，椅子分类也越来越细；功能也越来越完善；其中折叠椅是能够进行折叠的椅子；现有的折叠椅子能够折叠和收缩到一个很小的范围，便于收纳或进行运输；但其只是对椅子的靠背及椅腿进行收缩，收缩后仍然是不规则形状，不能够很好地进行装车运输。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种可变形的椅子及其尺寸计算方法；椅子外形由直纹曲面构成，造型美观；可以收缩折叠；且收缩后为方形结构；稳固性好、加工方便、用材少。
(二)技术方案
本发明的可变形的椅子，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面，及椅腿；所述椅腿由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固定在椅腿各组最外侧的两根木条的中心位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿与椅面由铰链铰接；所述椅腿与椅面平摊后为一张平板。
上述可变形的椅子的尺寸计算方法为：
第一步，设定参数，所述参数包括平板尺寸，及每根木条宽度，及椅子的高度；计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度。
第二步，通过上述参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的与数学描述；根据第一步设定的参数，将每根木条分为椅面部分和椅腿部分，并计算每根木条的椅面部分的长度Li和椅腿部分长度pi；接着确定椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度；首先，计算出最外侧椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的距离，该值在椅子变形过程中是不变的量；然后根据该距离量，计算出在椅子变形过程中，钢筋位置与外侧椅腿夹角之间的关系式，即确定钢筋位置在椅子变形过程的曲线；通过钢筋位置和各个椅腿的椅面部分长度，利用三角函数关系，可以计算出各个椅腿与水平面的βi与θ间的关系式；确定了各个椅腿边缘线的数学描述。
第三步，建立模型，求得上述椅子的最优设计加工参数；首先对各木条由外到里依次进行编号；记θ为椅子处于稳态时第1根椅腿即最外侧椅腿的旋转角度即椅腿与水平面的夹角，h为椅子的高度，Li为第i根木条的椅面部分长度，K1为第1根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度；建立模型，以圆形椅面直径d和椅面高度h作为输入，以最外侧椅腿的旋转角度θ和第1根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度K1作为输出；通过分析建模，确定已知量d、h，以及未知量θ、K1之间的函数关系，最后通过编写matlab程序，搜索θ和k1的解空间，获取使得目标最优化的解，并进一步确定所对应的椅子加工参数，即确定变形椅的最优设计加工参数。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的可变形的椅子及其尺寸计算方法，椅子外形由直纹曲面构成，造型美观；对于任意给定的变形椅高度和圆形椅面直径的设计要求都可以通过此尺寸计算方法实现，椅子可以收缩折叠；且收缩后为方形结构；稳固性好、加工方便和用材少。
附图说明
图1十根椅腿的编号示意图；
图2十根椅腿长度的分析图；
图3第一根椅腿与椅面的夹角示意图；
图4椅腿旋转角度示意图；
图5椅脚边缘曲线图；
图6椅腿旋转示意图；
图7十根椅腿的开槽范围计算结构图；
图8变形椅的动态变化过程示意图。
具体实施方式
如图1所示的可变形的椅子，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面1，及椅腿2；所述椅腿2由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固定在椅腿2各组最外侧的两根木条的中心位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿2与椅面1由铰链铰接；所述椅腿2与椅面1平摊后为一张平板。
由于本发明的平板与椅面都是轴对称图形，所以在对椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度进行研究时，只提取长方形平板的四分之一；作为我们研究的对象；
为了建模分析时方便；设定地面为平面，即椅腿落地时处在同一个平面上；椅腿与椅面的连接口的金属薄片的厚度不计；木条之间缝隙不计；椅子最外侧四条椅腿呈落地状态，
设定加工好的变形椅每根木条的宽度均相等，等于2.5cm，每根木条的厚度也均相等，等于3cm；设定用户输入的椅面宽度为2.5cm的整数倍；
下面详述可变形的椅子的参数设定；通过参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的数学描述；建立模型，求得上述椅子的最优设计加工参数：
1、计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度
如图1所示，为方便建立模型，我们对10根60cm的木条按照从椅子外侧到里侧的顺序，进行编号i＝1，2，…，10；
如图2所示，把第10根木条椅面部分长度近似看做25cm，并且根据设定的宽度为2.5cm，则根据勾股定理得到椅面半径由于木条的宽度为2.5cm，我们知道，第i根木条到图2所示的中心水平线的距离为(25-2.5*(i-1))cm。再次利用勾股定理，计算出第i根木条的椅面部分长度和椅腿部分长度分别为：
Li=R2-(25-2.5×(i-1))2pi=60-Li]]>
基于以上模型，得出木条的椅面部分长度和椅腿部分长度，如表1：
表1：椅面部分长度和椅腿部分长度参数表

2、椅脚边缘线的数学表达
所述平板处于平放状态，即第1根椅脚与水平面的夹角θ为0；我们得到的θ最小值为0，并随着椅腿的旋转不断变大，当椅子达到稳固时，θ最大；如图3所示的稳固时第1根椅脚的竖向投影，可计算出最大值因而，其他各个椅脚的旋转角度也达到了最大；如图4所示，以最外侧木条的中心点作为坐标轴原点，以垂直沿着地面的方向为y轴，自外而内方向为z轴，水平方向x轴，建立坐标系。
为了方便计算，我们将第i根椅腿的边缘点在三维坐标系中X轴，Y轴，Z轴的坐标分别记为xi，yizi，最外侧的椅腿(即第1根椅腿)的钢筋固定点坐标记为o(sx，sy，sz)，基于图4所示的三角关系，我们可以得到：
xi=(60-Li)*cosβi+Liyi=(60-Li)*sinβizi=25-2.5*(i-1)---(1)]]>
其中，βi为第i根椅腿的旋转角度，Li为第i根木条的椅面部分长度，θ为第1根椅腿的旋转角度。
由于钢筋同时通过第i根椅腿与第1根椅腿，根据三角函数得出第i根椅腿的旋转角度与钢筋固定点坐标之间的关系为：即：
βi=arctan(60-L1)*sinθ2|(60-L1)*cosθ2+L1-Li|---(2)]]>
由于钢筋固定在最外侧木条的中间位置，我们可以得到：
sx=(60-L1)*cosθ2+L1sy=(60-L1)*sinθ2sz=25---(3)]]>
将公式(3)代入公式(2)，再代入公式(1)，从而确定了10根椅腿的边缘线的数学描述式；基于以上模型，利用matlab计算软件，得到如图5所示的椅子变形过程中，10根椅脚的边缘曲线动态变化过程。
3、计算椅腿木条的开槽长度：
如图3所示，可知角θ的取值范围：如图6所示，在θ变化过程中，第i根椅腿内钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度是关于θ的一个函数，记为fi(θ)，即：
fi(θ)=(Xi-Li)2+Yi2+Li]]>
其中，Xi，Yi为第i根椅腿开槽处的x，y轴坐标，Li为第i根木条的椅面部分长度。由图6所示的椅腿旋转角度示意图，由于钢筋同时通过第i根椅腿与第一跟椅腿，可知：
Xi=(60-L1)*cosθ2+L1Yi=(60-L1)*sinθ2]]>
通过计算得出如图7的开槽范围数值参数，利用开槽范围数值参数及椅脚的边缘曲线动态变化过程；通过matlab计算软件，得到如图8所示的椅子的动态变形过程。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410795780.3 (22)申请日 2014.12.22 G06F 17/50(2006.01) (71)申请人温州大学地址 325000 浙江省温州市瓯海经济开发区东方南路 38 号温州市国家大学科技园孵化器申请人温州医科大学 (72)发明人金新元林晔智 (54) 发明名称一种可变形的椅子及其尺寸计算方法 (57) 摘要本发明公开了一种可变形的椅子及其尺寸计算方法，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面，及椅腿；所述椅腿由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固。

2、定在椅腿各组最外侧的两根木条的中心位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿与椅面由铰链铰接；所述椅腿与椅面平摊后为一张平板；其尺寸计算方法为：第一步，设定参数；第二步，通过上述参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的数学描述；第三步，建立模型，求得最优设计加工参数；本发明的可变形的椅子及其尺寸计算方法，对于任意给定的变形椅高度和圆形椅面直径的设计要求都可以通过此尺寸计算方法实现，椅子折叠后为方形结构；稳固性好、加工方便和用材少。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书3。

3、页说明书5页附图5页 (10)申请公布号 CN 104462708 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104462708 A 1/3 页 2 1.一种可变形的椅子，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面，及椅腿；其特征在于：所述椅腿由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固定在椅腿各组最外侧的两根木条的中心位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿与椅面由铰链铰接；所述椅腿与椅面平摊后为一张平板。 2.一种可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述的尺寸计算方法为：第一步，设定参数，所述参数包括。

4、平板尺寸，及每根木条宽度，及椅子的高度；计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度。第二步，通过上述参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的与数学描述；根据第一步设定的参数，将每根木条分为椅面部分和椅腿部分，并计算每根木条的椅面部分的长度 Li和椅腿部分长度 pi；接着确定椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度；首先，计算出最外侧椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的距离，该值在椅子变形过程中是不变的量；然后根据该距离量，计算出在椅子变形过程中，钢筋位置与外侧椅腿夹角之间的关系式，即确定钢筋位置在椅子变形过程的曲线；通过钢筋位置和各个椅腿的椅面部分长度，利。

5、用三角函数关系，可以计算出各个椅腿与水平面的 i与间的关系式；确定了各个椅腿边缘线的数学描述。第三步，建立模型，求得上述椅子的最优设计加工参数；首先对各木条由外到里依次进行编号；记为椅子处于稳态时第1根椅腿即最外侧椅腿的旋转角度即椅腿与水平面的夹角， h 为椅子的高度， Li为第 i 根木条的椅面部分长度， K 1为第 1 根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度；建立模型，以圆形椅面直径 d 和椅面高度 h 作为输入，以最外侧椅腿的旋转角度和第 1 根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度 K1作为输出；通过分析建模，确定已知量 d、。

6、h，以及未知量、 K1之间的函数关系，最后通过编写 matlab 程序，搜索和 k1的解空间，获取使得目标最优化的解，并进一步确定所对应的椅子加工参数，即确定变形椅的最优设计加工参数。 3.根据权利要求 2 所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述设定参数过程中，设定加工好的变形椅每根木条的宽度均相等，等于 2.5cm，每根木条的厚度也均相等，等于 3cm ；设定用户输入的椅面宽度为 2.5cm 的整数倍。 4.根据权利要求 2 所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度过程中，对 10 根 6。

7、0cm 的木条按照从椅子外侧到里侧的顺序，进行编号 i 1， 2， 10 ；把第 10 根木条椅面部分长度近似看做 25cm，并且根据设定的宽度为 2.5cm，则根据勾股定理得到椅面半径由于木条的宽度为 2.5cm，第 i 根木条到圆形的椅面中心水平线的距离为 (25-2.5*(i-1)cm ；再次利用勾股定理，计算出第 i 根木条的椅面部分长度和椅腿部分长度分别为：基于以上模型，得出木条的椅面部分长度和椅腿部分长度。 5.根据权利要求 2 或 4 所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述椅脚边缘线的数学表达过程为：将平板处于平放状态，即第1根椅。

8、脚与水平面的夹角为0 ；得权利要求书 CN 104462708 A 2 2/3 页 3 到的最小值为 0，并随着椅腿的旋转不断变大，当椅子达到稳固时，最大；稳固时第 1 根椅脚的竖向投影，可计算出最大值因而，其他各个椅脚的旋转角度也达到了最大；以最外侧木条的中心点作为坐标轴原点，以垂直沿着地面的方向为 y 轴，自外而内方向为 z 轴，水平方向 x 轴，建立坐标系；将第 i 根椅腿的边缘点在三维坐标系中 X 轴， Y 轴， Z 轴的坐标分别记为 xi， yi zi，最外侧的椅腿的钢筋固定点坐标记为 o(sx， sy， sz)，可以得到：其中。

9、， i为第 i 根椅腿的旋转角度， L i为第 i 根木条的椅面部分长度，为第 1 根椅腿的旋转角度；由于钢筋同时通过第 i 根椅腿与第 1 根椅腿，根据三角函数得出第 i 根椅腿的旋转角度与钢筋固定点坐标之间的关系为：即：由于钢筋固定在最外侧木条的中间位置，我们可以得到：将公式 (3) 代入公式 (2)，再代入公式 (1)，从而确定了 10 根椅腿的边缘线的数学描述式；基于以上模型，利用 matlab 计算软件，得到 10 根椅脚的边缘曲线动态变化过程。 6.根据权利要求2或5所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，在建立模型过程中，计算椅。

10、腿木条的开槽长度，具体如下：所述的取值范围为第 i 根椅腿内钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度是关于的一个函数，记为 fi()，即：其中， Xi， Yi为第 i 根椅腿开槽处的 x， y 轴坐标， L i为第 i 根木条的椅面部分长度；由于钢筋同时通过第 i 根椅腿与第一跟椅腿，可知：权利要求书 CN 104462708 A 3 3/3 页 4 通过计算得出开槽范围数值参数。 7.根据权利要求 2 所述的可变形的椅子的尺寸计算方法，其特征在于，所述的平板与椅面为轴对称图形；取四分之一平板与椅面计算椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度。权利要求。

11、书 CN 104462708 A 4 1/5 页 5 一种可变形的椅子及其尺寸计算方法技术领域 0001 本发明涉及一种可变形的椅子及其尺寸计算方法，属于桌椅套件技术领域。背景技术 0002 椅子是人们日常生活中每天会接触到的家具，随着社会的不断发展，椅子分类也越来越细；功能也越来越完善；其中折叠椅是能够进行折叠的椅子；现有的折叠椅子能够折叠和收缩到一个很小的范围，便于收纳或进行运输；但其只是对椅子的靠背及椅腿进行收缩，收缩后仍然是不规则形状，不能够很好地进行装车运输。发明内容 0003 ( 一 ) 要解决的技术问题 0004 为解决上述问题，本发明。

12、提出了一种可变形的椅子及其尺寸计算方法；椅子外形由直纹曲面构成，造型美观；可以收缩折叠；且收缩后为方形结构；稳固性好、加工方便、用材少。 0005 ( 二 ) 技术方案 0006 本发明的可变形的椅子，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面，及椅腿；所述椅腿由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固定在椅腿各组最外侧的两根木条的中心位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿与椅面由铰链铰接；所述椅腿与椅面平摊后为一张平板。 0007 上述可变形的椅子的尺寸计算方法为： 0008 第一步，设定参数，所述参。

13、数包括平板尺寸，及每根木条宽度，及椅子的高度；计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度。 0009 第二步，通过上述参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的与数学描述；根据第一步设定的参数，将每根木条分为椅面部分和椅腿部分，并计算每根木条的椅面部分的长度Li和椅腿部分长度pi；接着确定椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度；首先，计算出最外侧椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的距离，该值在椅子变形过程中是不变的量；然后根据该距离量，计算出在椅子变形过程中，钢筋位置与外侧椅腿夹角之间的关系式，即确定钢筋位置在椅子变形过程的曲线；通过钢筋位置和各个椅腿的椅面。

14、部分长度，利用三角函数关系，可以计算出各个椅腿与水平面的 i与间的关系式；确定了各个椅腿边缘线的数学描述。 0010 第三步，建立模型，求得上述椅子的最优设计加工参数；首先对各木条由外到里依次进行编号；记为椅子处于稳态时第1根椅腿即最外侧椅腿的旋转角度即椅腿与水平面的夹角， h 为椅子的高度， Li为第 i 根木条的椅面部分长度， K 1为第 1 根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度；建立模型，以圆形椅面直径 d 和椅面高度 h 作为输入，以最外侧椅腿的旋转角度和第1根椅腿的钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度K1作为输出；通过分析建模，确定。

15、已知量 d、 h，以及未知量、 K1之间的函数关系，最后通过编写 matlab 说明书 CN 104462708 A 5 2/5 页 6 程序，搜索和 k1的解空间，获取使得目标最优化的解，并进一步确定所对应的椅子加工参数，即确定变形椅的最优设计加工参数。 0011 ( 三 ) 有益效果 0012 与现有技术相比，本发明的可变形的椅子及其尺寸计算方法，椅子外形由直纹曲面构成，造型美观；对于任意给定的变形椅高度和圆形椅面直径的设计要求都可以通过此尺寸计算方法实现，椅子可以收缩折叠；且收缩后为方形结构；稳固性好、加工方便和用材少。附图说明 001。

16、3 图 1 十根椅腿的编号示意图； 0014 图 2 十根椅腿长度的分析图； 0015 图 3 第一根椅腿与椅面的夹角示意图； 0016 图 4 椅腿旋转角度示意图； 0017 图 5 椅脚边缘曲线图； 0018 图 6 椅腿旋转示意图； 0019 图 7 十根椅腿的开槽范围计算结构图； 0020 图 8 变形椅的动态变化过程示意图。具体实施方式 0021 如图 1 所示的可变形的椅子，包括由椅面木条构成呈圆形的椅面 1，及椅腿 2 ；所述椅腿 2 由若干根木条分成两组组成，所述每组各用一根钢筋将木条连接，所述钢筋两端分别固定在椅腿 2 各组最外侧的两根木条的中心。

17、位置，所述钢筋贯穿处的木条上开设有空槽；所述椅腿 2 与椅面 1 由铰链铰接；所述椅腿 2 与椅面 1 平摊后为一张平板。 0022 由于本发明的平板与椅面都是轴对称图形，所以在对椅脚边缘线和椅腿木条开槽的长度进行研究时，只提取长方形平板的四分之一；作为我们研究的对象； 0023 为了建模分析时方便；设定地面为平面，即椅腿落地时处在同一个平面上；椅腿与椅面的连接口的金属薄片的厚度不计；木条之间缝隙不计；椅子最外侧四条椅腿呈落地状态， 0024 设定加工好的变形椅每根木条的宽度均相等，等于 2.5cm，每根木条的厚度也均相等，等于 3cm ；。

18、设定用户输入的椅面宽度为 2.5cm 的整数倍； 0025 下面详述可变形的椅子的参数设定；通过参数描述动态变化过程和各个椅腿边缘线的数学描述；建立模型，求得上述椅子的最优设计加工参数： 0026 1、计算木条的椅面部分长度和椅腿部分长度 0027 如图 1 所示，为方便建立模型，我们对 10 根 60cm 的木条按照从椅子外侧到里侧的顺序，进行编号 i 1， 2， 10 ； 0028 如图 2 所示，把第 10 根木条椅面部分长度近似看做 25cm，并且根据设定的宽度为 2.5cm，则根据勾股定理得到椅面半径由于木条的宽度为 2.5cm，我们知道，第。

19、i 根木条到图 2 所示的中心水平线的距离为 (25-2.5*(i-1)cm。再次利用勾股定理，计算出第 i 根木条的椅面部分长度和椅腿部分长度分别为：说明书 CN 104462708 A 6 3/5 页 7 0029 0030 基于以上模型，得出木条的椅面部分长度和椅腿部分长度，如表 1 ： 0031 表 1 ：椅面部分长度和椅腿部分长度参数表 0032 0033 2、椅脚边缘线的数学表达 0034 所述平板处于平放状态，即第 1 根椅脚与水平面的夹角为 0 ；我们得到的最小值为 0，并随着椅腿的旋转不断变大，当椅子达到稳固时，最大；如图 3 所示的稳。

20、固时第 1 根椅脚的竖向投影，可计算出最大值因而，其他各个椅脚的旋转角度也达到了最大；如图 4 所示，以最外侧木条的中心点作为坐标轴原点，以垂直沿着地面的方向为 y 轴，自外而内方向为 z 轴，水平方向 x 轴，建立坐标系。 0035 为了方便计算，我们将第 i 根椅腿的边缘点在三维坐标系中 X 轴， Y 轴， Z 轴的坐标分别记为 xi， yizi，最外侧的椅腿 ( 即第 1 根椅腿 ) 的钢筋固定点坐标记为 o(sx， sy， sz)，基于图 4 所示的三角关系，我们可以得到： 0036 说明书 CN 104462708 A 7 4/5 页 8 00。

21、37 其中， i为第 i 根椅腿的旋转角度， L i为第 i 根木条的椅面部分长度，为第 1 根椅腿的旋转角度。 0038 由于钢筋同时通过第 i 根椅腿与第 1 根椅腿，根据三角函数得出第 i 根椅腿的旋转角度与钢筋固定点坐标之间的关系为：即： 0039 0040 由于钢筋固定在最外侧木条的中间位置，我们可以得到： 0041 0042 将公式 (3) 代入公式 (2)，再代入公式 (1)，从而确定了 10 根椅腿的边缘线的数学描述式；基于以上模型，利用 matlab 计算软件，得到如图 5 所示的椅子变形过程中， 10 根椅脚的边缘曲线动态变化过程。 0043 。

22、3、计算椅腿木条的开槽长度： 0044 如图 3 所示，可知角的取值范围：如图 6 所示，在变化过程中，第 i 根椅腿内钢筋位置沿着木条到椅面中间线的长度是关于的一个函数，记为 fi()，即： 0045 0046 其中， Xi， Yi为第 i 根椅腿开槽处的 x， y 轴坐标， L i为第 i 根木条的椅面部分长度。由图 6 所示的椅腿旋转角度示意图，由于钢筋同时通过第 i 根椅腿与第一跟椅腿，可知： 0047 0048 通过计算得出如图 7 的开槽范围数值参数，利用开槽范围数值参数及椅脚的边缘曲线动态变化过程；通过 matlab 计算软件，得到如图。

23、 8 所示的椅子的动态变形过程。 0049 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，说明书 CN 104462708 A 8 5/5 页 9 已经全部记载在权利要求书中。说明书 CN 104462708 A 9 1/5 页 10 图 1 图 2 说明书附图 CN 104462708 A 10 2/5 页 11 图 3 说明书附图 CN 104462708 A 11 3/5 页 12 图 4 说明书附图 CN 104462708 A 12 4/5 页 13 图 5 图 6 说明书附图 CN 104462708 A 13 5/5 页 14 图 7 图 8 说明书附图 CN 104462708 A 14 。

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