随着“坐”健康问题的凸显,人们越来越倾向于选择益于健康的座具。因此,有着“坐”健康功用的多功能沙发应用前景广阔。目前,在多功能沙发设计时,综合考虑“零重力”、“零靠墙”、“零搓背”、按摩保健和多位姿功能的相对较少,同时对沙发的研究大多集中在静态人机工程学方面,对功能沙发姿态变换过程中的平稳性考虑不够。如何用系统科学的方法,设计益于“坐”健康的多功能沙发,并提高其运动的平稳性,成为重要的研究课题。本文对多功能沙发机械装置进行了系统化的设计与研究,主要工作内容和成果如下:(1)综述了多功能电动沙发人机工程学、运动学理论和虚拟样机技术的研究现状,并对多功能电动沙发设计及研究方法方面的不足之处进行了分析。(2)多功能沙发总体方案设计。基于多功能沙发消费群体,确定人体模板尺寸并分析其使用需求,采用人机工程学理论指导,确定装置基本尺寸。将消费者的功能需求转换为机构设计模块,提出各模块实现方案并对比分析,确定装置总体方案。(3)运动仿真分析和理论优化。在ADAMS中进行总体方案参数指标的验证和运动性能分析,针对实现休闲姿过程中搁脚板运动不平稳问题,建立多功能沙发杆系的运动理论模型,并验证理论模型的可行性。以搁脚板角速度及其质心点速度平稳性为目标,以杆长为变量进行优化。优化结果表明,搁脚板运动的平稳性得到提高。(4)根据样机力学测试要求,在ANSYS Workbench中进行力学性能仿真和结构改进,从而确定样机模型。最后进行实物样机制作和力学性能测试,验证以上研究方法的有效性。本文建立“零靠墙”、“零重力”、“零搓背”需求的分析模型,结合人机工程学理论,设计出兼顾上述需求同时能实现多姿态转换和按摩功能的多功能电动沙发。针对运动仿真出现的运动不平稳问题,建立了多功能沙发杆系运动理论模型,并对其进行运动平稳性优化,提高了杆系运动的平稳性。建立样机仿真冲击载荷曲线、时间步长求解模型,指导力学性能仿真和结构改进。在以上分析的基础上,制作了舒适性高的多功能沙发产品。为多功能电动沙发产品的开发提供了系统、可靠、高效的设计方法。