基于天工CAD的“人体工学椅和配套书桌”建模

基于天工CAD的“人体工学椅和配套书桌”建模

姓名：李灵智

班级：机械2303班

学号：2023307220302

指导老师：李旭荣

二〇二四年六月

一、摘要

【摘要】

天工CAD是一款功能强大且易于使用的国产三维建模软件，主要用于建模、装配和制图。它可以帮助我们更快、更准确地开发复杂的机械系统，如汽车、飞机和其他高性能机械设备等。天工CAD提供了一系列先进的设计工具，包括三维建模、网格化、装配体系结构、自动化工具和可视化功能等。这些工具让我们可以轻松地创建和编辑三维模型，并进行复杂的分析和渲染。此外，天工CAD还支持多种文件格式，可以方便地与其他软件平台进行无缝协作，身为机械专业的学生，天工CAD的使用更好地方便了我们的学习和生活。经过一个学期计算机绘图学习后，在大学求学的我决定利用天工CAD进行一个人体工学椅和配套书桌的建模。

【关键词】 天工CAD 三维建模 人体工学椅和配套书桌

二、设计灵感

人体工学椅是一种专门设计的办公家具，旨在提高坐姿的舒适度和工作效率。它的起源可以追溯到20世纪70年代，当时人们开始意识到长时间的不良坐姿对健康的负面影响。人体工学椅的发展得益于对人体工程学的深入研究，以及对人体姿势和运动的理解。

这种椅子的设计考虑了人体骨骼、肌肉和神经系统的自然姿势，帮助用户保持正确的姿势和脊柱对称。它通常具有可调节的座椅高度、靠背角度、扶手位置和头枕，以适应不同身高和体型的用户。此外，人体工学椅通常配备有支撑腰部的凸起或可调节的腰部支撑，有助于减轻长时间坐姿带来的腰椎压力和不适感。

这种椅子广泛应用于办公室、工作室、家庭办公和其他长时间需要坐姿工作的场所。它们不仅提升了工作效率，还有助于预防和减少因不良坐姿引起的健康问题，如颈部疼痛、背部不适和坐骨神经痛等。
总之，人体工学椅通过优化坐姿，改善工作环境，提升了用户的舒适度和工作效率，是现代办公环境中不可或缺的一部分。

正值毕业季，学长学姐出售的商品中都有各式各样的椅子，其中人体工学椅的比重绝不算小，面对这日常生活中经常用到的物件，观察其流畅的曲线，想到在炎炎夏日，伏案学习的场景，于是借助网上的数据营造出桌椅配合，学习的组合。

三、设计过程

（一）、前期准备

对于人体工学椅，我在网上找到了很多有关的照片和资料

我了解到，一个人体工学椅主要包括以下几个部分，分别是：椅背部分、底座部分、连接装置以及滑动部分。

（二）、设计过程

大体的过程是对零件建模、装配。

1. 塑料支架

塑料支架主要由多个平面的拉伸形成主轴，在利用多个平行平面画出多个放缩草图，进行扫描拉伸，最后对特征进行圆形阵列形成

2. 底部活动轮

底部活动轮利用简单拉伸、除料、旋转形成

3. 气压杆

使用拉伸多个平面的圆形草图完成建模

4. 软座垫及对应扶手

设计草图，多次进行曲线阵列、扫描拉伸、放样并通过镜像的方式形成模型，完成后进行渲染，给零件上色

5. 靠背和连接杆

这个零件的建模过程主要用到了关键点曲线连接、填充曲面等，在完成后可以给零件进行上色处理

6. 底部连接件

底部连接件主要通过简单拉伸、旋转、放样完成建模、最后进行简单上色。

7.书桌

8.装配

装配时要注意先将机翼部分需要的零件进行简单的装配，之后将机身的部分装配起来，可以使用重合、、同轴心配合等方式使装配体完全定义，之后将两者再次装配起来；并为装配体添加背景，完成设计和建模。

四、学习体会

在计算机绘图课程中，我学习了大量的3D建模技术和相关软件的使用方法，同时也进一步了解了计算机绘图在现代工业设计和制造中的重要性。通过该课程的学习，我收获颇丰。

在这门课上，我们学习了天工CAD这一款软件的使用。在此之前，我对这种软件并不熟悉，只是了解了一些基本的二维绘图操作。然而在课程中，老师详细地介绍了天工CAD的界面、工具栏、功能等等，并通过实际案例进行演示和讲解，使我能够快速上手并掌握一些常用的建模技巧和操作方法。  

这门课开启了一个全新的授课方式：慕课教学。这完全打破了传统的教学模式，尤其是对于软件的学习而言，在传统的教学方式里，老师在课上操作，学生只能在课堂上认真听讲，稍稍不注意一个知识点可能就被略过了；并且由于是软件操作的原因，光标非常小，知识点讲的也很快，同学们会经常跟不上老师授课的速度，课下想要复习也没有渠道，只能再次借助网课等来查漏补缺；二使用慕课学习则不会有这样的困扰，我们可以随时回放教学视频以真正学会软件的使用，也不会有上课跟不上进度的情况，并且我们每个人还可以根据自己学习能力的不同自主地控制学习进度，再加上，我们采用线上线下同时教学的方式，遇到问题可以随时求助老师，解决我们的问题，帮助我们更好的完成天工CAD的学习。

由于计算机绘图课在每周日的早上，在最开始的时候我并不能接受，每个周末对我来说都非常的煎熬，索性我们有一个非常好的老师，李老师总是能够在枯燥且乏味的课程里为我们添加一点乐趣。有时候是各种小零食，有时候是让我们比赛用天工CAD建一个慕课上没有讲过的新模型，这在丰富我们课程的同时，也让我们在实践的过程中进一步感受到建模的乐趣       在课程最开始的时候我就听老师说起过在课程最后我们需要自主建立一个大模型作为结业的作业，并且让我们观看了学长学姐的优秀建模作业，那时的我还认为这是一件不可能完成的任务，但是经过这几个月的学习，我成功用天工CAD建立了一个农业无人机模。                                                     这是我收获最为丰富的一部分。在建模过程中，我不仅需要根据课程要求自主设计无人机的各个部件，并将其组合起来，还需要考虑到无人机的实际应用场景和需求，以及制造、装配等方面的问题。

在这个过程中，我遇到了许多困难和挑战，如如何控制模型的大小和比例、如何设置零件之间的关系和运动、如何添加纹理和渲染等等。然而在老师的指导下，我逐步克服了这些问题，最终成功地完成了农业无人机模型的建立。这对我来说是一个非常有成就感的事情，也让我更深刻地认识到了计算机绘图在工业设计中的重要性和实用性。

最后，我要向老师表达我的感谢。老师教授的不仅是天工CAD等软件的使用方法，更是通过实际案例和练习，让我们了解到计算机绘图在现代工业设计和制造中的应用，并培养了我们的团队合作能力和创新意识。正是老师的悉心指导和支持，才使得我能够顺利完成农业无人机模型的建立，同时也对我的未来职业规划和发展产生了积极的影响。在这个过程中也让我学会了遇到困难不放弃，积极面对生活中的挫折，认真观察，多去看看外边的世界，学会多思考，多想象，让自己所学的知识与实际问题联系起来，真正做到学有所用。再次感谢老师的教导和帮助！愿李老师平安顺遂，桃李满天下。