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中国自行车：从代步工具转向休闲体验
中国自行车：从代步工具转向休闲体验
平衡车之家作者：znphc zmm点击：时间：来源：智行车
　　任何行业的发展都会受到社会发展的影响，自行车行业亦不例外。当社会生产力相对落后时，自行车主要的功能是代步移动作用。而当社会生产力发展到相对较高的水平，单车的功能也演变为休闲健身、环保节能的新作用了。传统代步单车产业在新时代里已经呈现出日薄西山，后继乏力的状态，现在及将来，都将是高附加值、高技术含量的中高端自行车产品的市场。
　　而中国，这个拥有着13亿人口和960万平方公里土地的&自行车王国&，其巨大的发展潜力正在不断体现，相信未来很长一段时间将成为中高端自行车竞争的主战场。为什么这么说呢?
　　第一点：政策扶持国内自行车产业的升级
　　低端代步单车产业利润有限且竞争越来越激烈，想要突破现有的困境，就必须大力发展中高端自行车产业，这也是国家出台多项政策扶持自行车产业转型升级的根本原因。现在，各级政府部门几乎都制定了相应的政策措施来鼓励自行车企业加快转型升级的脚步，甚至有的地区还制定了针对性的优惠政策和鼓励措施来帮助自行车产业完成低端向高端的升级。由此不难看出，乘着国家政策的东风，国内高档自行车市场的前景一定是光明美好的。
　　第二点：社会需求所导致的行业发展
　　前文中提到，任何行业的发展都会受到社会发展的影响。对于自行车行业来说，中国社会生产力和人们生活水平的快速提高使得高品质健康生活，环保低碳生活成为人们新的需求，而自行车行业经过长期发展，也已经迈入了稳定成熟期。因此，高端单车产品的出现和流行是具备社会土壤和行业土壤的。需求会开发出市场，激发出潜力，这无疑大大增强了我们对国内高档自行车产品市场的信心。
　　第三点：自行车企业转型需求带来的发展动力
　　自行车企业都是&趋利而动&的，显然高档自行车市场的丰厚利润会吸引国内单车企业转型升级，而转型之后的企业也会更好的为高档自行车市场服务，提供发展动力，这是一个互相促进的内在关系。同时，越来越多的中国自行车企业也意识到，没有自己的品牌和研发技术会大大制约企业的发展道路，不转型就失败，这将是一场不得不打的&硬战&。
　　中国中高档自行车市场潜力巨大，发展势头将十分迅猛。云造科技将带着技术、创新和设计这三大优势加入到中国自行车市场的发展中来，为中国的自行车产业，尤其是中高端自行车产业增加一份力量。
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院（系）： 机电工程学院 年级专业： 03级工业设计 指导教师： 蒋成荣 副教授 助理指导教师：简红吉 助教二〇〇七年六月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要摘 要当前大多数大学的校园交通问题日益严重，急需解决。随着高校近几年校园面积的不断扩张，学生需要花费很多时间和精力在校内外交通之上，又由于不断的扩招使得校内自行车的数量猛增，交通安全、堵塞、停放等问题也越来越突出。因此，设计出一种能够了解决这些问题的校园代步工具具有重大的现实意义。本课题在对当前我国高校的校园交通状况进行分析研究的基础上，依照产品的开发设计流程，运用设计方法构思、选择方案；人机分析确定尺寸；色彩分析确定色彩；机械性能分析确定材料，再采用Pro/E和3d max等设计软件得出设计方案的最终效果图和工程图，并制作实物模型检验设计方案，得到了一款适应当前高校校园交通状况的代步工具。关键词 校园交通，代步工具，人机分析，I攀枝花学院本科毕业设计（论文） ABSTRACTABSTRACTAt present the majority of the campus traffic problems are worsening day by day, it is need urgently to solve. With the expansion of the campus continuous in recent years, students need to spend a lot of time and energy on the campus traffic. In addition, the number of bicycles is increasing due to the increasing number of students, traffic safety, congestion, parking and other problems are more and more serious. Therefore, it is of great realistic significance to the problems of campus travel that design a campus tool instead of walking.This paper bases on investigate and analyzing to the current campus traffic. Then, according to the procedure of product development and design, three drafts are conceived by using design method and the best is chose. The chosen draft is designed in detail. The size is decided by man-machine analysis. The color is decided by color analysis. The materials are decided by mechanical properties. The ultimate presentations and engineering drawings are drown by using design software like Pro / E, 3D-max. The model is made to test the design. Finally, a campus tool instead of walking has designed for the current campus traffic.Key words Campus traffic, The tool instead of walking, Man-machine analysisII攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录目 录摘 要??????????????????????????????????? Ⅰ ABSTRACT????????????????????????????????Ⅱ1 绪论???????????????????????????????????11.1 课题背景??????????????????????????????11.2 本课题研究的意义????????????????????????????11.3 课题解析????????????????????????????????1 2 个人代步工具的发展历史及趋势??????????????????????32.1 个人代步工具的发展历史????????????????????????? 32.1.1 自行车的出现?????????????????????????????32.1.2 摩托车及电动车的出现?????????????????????????32.1.3 智能化代步工具的出现?????????????????????????32.2 个人代步工具的现状??????????????????????????? 32.2.1 传统型个人代步工具??????????????????????????42.2.2 智能化个人代步工具??????????????????????????42.2.3 运动型个人代步工具??????????????????????????52.3 未来个人代步工具的发展趋势???????????????????????52.4 本章小结????????????????????????????????6 3 需求分析及方案设计??????????????????????????? 73.1 当前国内高校校园交通状况分析??????????????????????73.2 大学生消费行为和消费能力分析??????????????????????83.2.1 大学生消费心理和行为分析??????????????????????83.2.2 大学生消费能力分析?????????????????????????93.3 校园代步工具需求分析??????????????????????????103.3.1 功能分析??????????????????????????????103.3.2 造型分析??????????????????????????????113.3.3 色彩分析???????????????????????????????123.3.4 价格分析???????????????????????????????123.4 方案设计????????????????????????????????123.4.1 方案1????????????????????????????????123.4.2 方案2????????????????????????????????13攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录3.4.3 方案3????????????????????????????????133.5 方案的评价选择与命名??????????????????????????143.5.1 方案的评价与选择??????????????????????????143.5.2 最终方案的性质与命名????????????????????????153.6 本章小结????????????????????????????????15 4 “巧奇”代步车的细化设计 ????????????????????????164.1 与自行车骑姿相关的因素分析??????????????????????? 164.1.1 车把与鞍座之间的相对位置??????????????????????164.1.2 鞍座与脚踏之间的相对位置??????????????????????164.1.3 鞍座????????????????????????????????164.2 基于人机分析的代步车尺寸选择??????????????????????174.2.1 曲柄的长度?????????????????????????????174.2.2 鞍座的高度?????????????????????????????174.2.3 车把的位置?????????????????????????????184.2.4 车轮的大小?????????????????????????????184.3 传动方式的选择?????????????????????????????184.4 各部件材料的选择????????????????????????????194.4.1 车架的材料选择???????????????????????????194.4.2 鞍座的材料选择???????????????????????????224.4.3 轮胎的材料选择???????????????????????????224.5 “巧奇”代步车车架折叠原理???????????????????????224.6 本章小结????????????????????????????????23 5 设计方案展示???????????????????????????????24 6 方案说明?????????????????????????????????286.1 技术性说明???????????????????????????????286.2 实用性说明???????????????????????????????286.3 经济性说明???????????????????????????????28 结 论???????????????????????????????????29 参考文献??????????????????????????????????30 附录A：“巧奇”校园代步车尺寸图????????????????????31 附录B：“巧奇”校园代步车效果图??????????????????32 附录C：“巧奇”校园代步车折叠效果图??????????????????33 附录 D：各种色彩的“巧奇”校园代步车?????????????????34 致 谢???????????????????????????????????35攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论1 绪论1.1 课题背景随着越来越多的高校建起新校区，师生们在享受新校区带来舒适的同时，“长大”的校园也给他们的校内交通带来一些不便。“从校门口到最里面的一个宿舍，最少要走上半小时。”这是在很多大学内都能听到的类似声音。不少大学生为节省时间，纷纷购买自行车充当代步工具，甚至有一些经济条件较好的同学购买了摩托车。此外，随着社会经济的发展，在大学内任教的老师们的经济条件大幅提高的情况下，许多老师也购买了小汽车作为出行的代步工具。另一方面，大学的教学模式是更多的接受社会资金和研究以及解决更多的社会问题。这种情况下，进入大学校园内的汽车数量也日益增加，更加加重了校园内部的交通压力。特别是在上下课的校园交通高峰期，学生人流、自行车、汽车等都集中在校园内并不宽敞的道路上，极容易发生交通安全事故或者交通堵塞。由于自行车数量和汽车数量都大幅增加，车辆的停放以及保管问题也成了非常麻烦和棘手的问题。正是由于这些暴露出来的越来越严重的大学校园交通问题，目前许多大学都在进行校园交通规划管理、车辆限制、道路设施改善等措施，以缓解目前的校园交通状况。作为交通问题中的主体，交通工具的改善和改进同样能够帮助解决一部分的问题，所以，大学生校园代步工具同样需要改进。1.2 本课题的研究意义现在中国大学校园内学生使用的自行车都是中国市场上常见的普通自行车，这种自行车相对于大学生的使用要求，有重量比较重、体积大、不便于携带和停放等缺点。所以，开发一种适应当前校园交通状况，以及符合大学生消费心理、消费水平的校园代步工具是非常有必要的。通过改进校园代步工具一方面可以帮助解决一部分校园交通问题，另一方面也可以减少学生花在出行上的时间和精力。如果这两方面能够得到一定程度的改善，学校内的生活和工作秩序将得到很大的提高。1.3 课题解析首先准确分析我国当前高校校园交通状况，发现当前校园代步工具的市场需求。其次再针对我国大学生的消费心理和消费行为能力，运用设计方法学、人机分析、色彩、机械等方面的知识对校园代步工具进行方案设计并评价方案确定最 1攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论 终方案。然后进行机构、尺寸、色彩、材料等方面的细化设计。最后作出设计方案的展示以及方案评价。2攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 个人代步工具的发展历史及趋势2 个人代步工具的发展历史及趋势从几千年以前人类开始使用人力和畜力作为个人代步工具之后，人类代步工具就掀开了它漫长的发展和演变历史。2.1 个人代步工具的发展历史2.1.1 自行车的出现从最早的轿子、马车等用原始人和畜作为动力的个人代步工具，到近代出现的自行车，个人代步工具的发展进入了一个全新的时期。自行车是由人力脚踏驱动的、至少有两个车轮的陆地交通车辆，俗称自由车、脚踏车或单车。自行车无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。第二次世界大战后，汽车工业高速发展，自行车生产受到影响。但到70年代，由于出现能源危机，世界上再次出现自行车热，自行车生产又得到飞速发展。至80年代，全世界自行车产量已超过八千万辆，中国、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。1897年，中国开始从英国进口自行车。迄今为止，自行车仍然是中国数量最多、使用最为广泛的个人代步工具。2.1.2 摩托车及电动车的出现随着燃油动力机的出现以及汽车工业带动了发动机的进步，人们开始将燃油发动机应用于小型的个人代步工具上，于是摩托车应运而生。人类个人交通工具发展到了一个新的高度———人们第一次将现代化能源作为个人代步工具的动力来源。伴随着电气化时代的来临，电动机的发展给人类社会的各行各业都带来了新的契机，个人交通工具因此也再一次进入了全新的发展时期，于是电动自行车、助力车等安装有电力驱动的个人代步工具开始进入人们的生活。2.1.3 智能化代步工具的出现随着科学技术的发展，更加优越的个人代步工具已经出现，这种新型的个人代步工具最大的一个特点就是智能化。智能化，这几乎是当代人类社会向未来发展的最突出的问题。2002美国发明家狄恩·卡门发明设计并推出的一款名叫Segway的一种电力驱动、具有自我平衡能力的都市用个人用运输载具。以Segway的出现代表着个人代步工具向着高科技智能化的方向发展。2.2 个人代步工具的现状目前市场上的出现的个人代步工具主要可以分为三类，即传统型代步工具、智 3攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 个人代步工具的发展历史及趋势 能型代步工具、运动型代步工具。2.2.1 传统型个人代步工具以自行车为代表的传统个人代步工具，其中包括摩托车、电动自行车、折叠自行车、助力车。尽管从自行车发明至今已有近二百年的历史，尽管当今世界的科学技术发展速度日新月异，但是，这类个人代步工具仍然是目前市场上最受人们欢迎的个人代步工具。就我国而言，自行车一直是我国广大消费者喜爱的交通代步工具，以至于我国素有自行车王国之称，世界闻名，同时由于人民生活水平的不断改善，更为高档的摩托车和电动自行车也非常迅速的进入的人们的生活。自行车、摩托车和电动自行车是目前我国市场最大的个人代步工具。如图2.1，为由传统自行车演变而来的概念型全折叠自行车。图2.1 全折叠自行车2.2.2 智能化个人代步工具以Segway（如图2.2）为代表的智能化个人代步工具。但是这类代步工具并没有在市场上大范围出现，甚至基本上没有进入作为商品的销售程序，更多的只是作为未来人类交通工具的概念车出现。Segway虽然曾经作为产品进入了销售程序，图2.2 狄恩·卡门发明设计的Segway智能代步车但窘迫的销售状况使得回收的资金连摊平当初的研发投资都还有困难。所以这类4攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 个人代步工具的发展历史及趋势 代步工具在短期内无法快速以及大范围的占有个人交通工具的市场，但尽管如此，作为人类未来个人交通工具的发展方向，这类代步工具不会永久的停留在概念车的地位上。2.2.3 运动型个人代步工具这类代步工具是非常特殊的，它不是由于人们普通的生活需求而产生的。滑板、轮滑鞋（如图2.3），这两个与近几十年逐渐兴起的极限运动联系紧密的事物，正推动着人类个人代步工具向另一个独特的方向发展。滑板和轮滑是随极限运动在60年代兴起后由滑雪、冲浪和溜冰演变而来的运动，在欧美地区是最为流行的极限运动之一,并在90年代风靡全球。很多年青人因此将滑板或轮滑作为上学、出行甚至上下班的交通工具，因此人们发现了滑板和轮滑作为未来个人代步工具发展方向的独特潜力和广大市场。虽然在我国极限运动并不十分流行，但在一些大中城市的街头、公园、广场及大学校园里，时常可见一些身着运动装，戴着头盔、护膝护腕的时尚青少年娴熟地表演着轮滑、滑板，时而还做出一些很“炫”的动作。随着中国经济的发展，在中国大中城市的青少年中，尤其是在校大学生中，这项运动正呈现由普及到火爆的趋势。于是，以滑板和轮滑作为主体和载体的个人代步工具进入大学校园也应当是指日可待的事情。图2.3 极限运动的滑板和轮滑鞋2.3 未来个人代步工具的发展趋势未来的个人交通工具到底是什么样子？根据发明创造的演化发展规律我们可以预测到，未来将出现具有全新意义的新型个人交通工具。与现有个人交通工具相比，未来的个人交通工具具有多个突出的特点。未来的个人交通工具的部件很少是由笨重的金属材料制造而成，而是由介于有机物与无机物之间的一种新型生物质制成，质量小、强度大；设计将是柔性的， 5攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 个人代步工具的发展历史及趋势 不再象现在汽车这样坚硬、冷冰，可以根据行驶需要自由伸缩、改变形状，人在里面也十分舒适；具有高度的智能化，即具有自我控制的能力，可以自动与附近其他交通工具进行沟通交流，目前车辆之间的相撞等交通事故到时将不复存在；能量利用效率几乎达到极限，能够把有效的能量最大限度用在作有用功上,运行成本十分低廉；几乎不向外部环境排放有害废弃物；有更好存放能力，在不需要使用的时候完全不会影响使用者正常的活动。2.4 本章小结本章通过收集资料，了解个人代步工具的发展历史，并分析研究当前市场上已经存在的个人代步工具，以及分析个人代步工具的未来发展趋势，为后续的校园代步工具的研究设计作好准备。6攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计3 需求分析及方案设计3.1 当前国内高校校园交通状况分析高校校园是高近视率人群和车辆高度密集、快速流动的特殊区域。在校园面积已定的前提下，一方面由于高校扩招，校园人口迅速增加，另一方面，车辆增加的速度大于道路的发展速度，致使交通安全问题成为环境安全问题中的重要方面。高校校园内部通过交通线连成一个紧密的交通网络。校园交通系统就是高度密集、快速流动的人车及路网系统，这里我们将其总结为人流环境、车流环境、道路环境。人流环境主要包括交通安全意识、人流流向、流量和速度；车流环境包括车辆安全检测、车流流向、流量和速度；道路环境包括道路质量和交叉口环境。这里以北京师范大学的校园交通状况为例。北京师范大学地处北京市海滨区，户籍人口密度约2.5万人/平方千米，是一个典型的高近视率、人口高度密集的高校校园。在北师大校园交通安全状况调查中，考虑到机动车和非机动车的流量、流向及其停放占地情况，依照工作日和周末两种情景，进行调查分析。车流量调查：对出入校园的车辆进行调查记录，比较从年的数据（表3.1），并做出校园南门车流量变化的曲线图（图3.1）表3.1 北京师范大学机动车出入情况 （单位：辆）图3.1 日（周六）北京师范大学南门车流出入情况7攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计从表3.1可以看出机动车出入问题急剧增加，2002年仅2500多辆，2006年就接近5000辆，增加了近一倍，这主要与高校扩招，校园人口急剧增加有关。图3.1显示，每天进出校园的车流问题很大，有1.5万多辆。由于师大幼儿园和实验小学的学生上学、放学及其接送人员和教职工家属上下班，形成了在早7：00－8：00、晚17：00－18：00两个高峰期，机动车和非机动车的平均车流量分别为370辆/小时和350辆/小时。这两个高峰与校内行人、自行车的高峰吻合，并且在四个交叉路段，两者的流向正好相反。再加上校园内高近视人群较多，为了上课赶时间，极易发生交通事故。每天进入北京师范大学的机动车约3600辆，以每辆车在校内运行10分钟计算，按照国家轻型车排放标准（GB14761－1），他们每年在校内排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物分别为2.98吨，0.58吨和0.33吨。而且机动车主要集中在两个高峰期，加上高校校园路面狭窄，人口密度在，绿化率低，致使排放的污染物难以扩散。浓度过高，容易引发人体呼吸、神经系统的功能障碍和疾病，有时甚至形成光化学烟雾和酸雨，破坏了校园生态环境。北师大校园内的机动车保有量约500辆，非机动车约1万辆，按机动车停车面积（含公共通道）30－40平方米的土地。停车位的严重短缺，迫使机动车占路停放、非机动车停放杂乱，从而使道路通行能力降低，加剧了校园交通灾害事故的发生。基于目前我国目前高校校园交通存在的普遍问题，各高校都进行了校园交通秩序规划、道路设施改善、车辆管制等相应手段。如果能开发一种小巧灵活型的校园个人代步工具，这种代步工具具有体积小，使用灵活方便、携带方便、便于停放等特点，这也将从另一侧面改善校园交通目前存在的状况。3.2 大学生消费行为和消费能力分析3.2.1 大学生消费心理和行为分析大学生作为校园代步工具的目标主体，因此设计必须依照大学生的消费观念进行。由于目前社会正处于飞速发展的时期，各种文化、潮流的相互碰撞在思想前卫进步、接触新鲜事物频繁的大学生中最为激烈，各种文化和潮流影响下的大学生人群，他们的消费观念与消费习惯也会相应的受到影响。于是，必须准确分析当前大学生普遍的消费观念以确定所设计的校园代步工具的风格。当代大学生出于种种原因，其前卫性。所谓前卫性，是指大学生的消费观念和消费行为中所表现出来的超前和新潮。调查中发现，当代大学生的消费观念就使人们耳目一新。如“对于知识，我们是学习者，对于大学，我们是消费者，学校应保障消费者的利益。”“在消费中学习生活和学习做人。”回顾改革开放以来 8攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计 的社会消费发展历程，可发现一切新的消费文化形式和内容往往都是最先出现在大学生群体中。因而，大学生消费观念与消费方式更具有代表性，他代表着一种潮流、一种趋势，代表着一种现代消费文化和生活方式的发展方向[1]。虽然大学生群体因受到不同文化的影响，消费观念各自不同，但由于大学生文化程度和思想程度相近，所以大学生的消费心理仍然有一定的一致性。① 个性化：在这个崇尚自由的时代，大学生(尤其是高年级)开始不喜欢集体性活动，而追求个性独立，充分张扬自我，力求与众不同。大学生正处于追求个性发展，自我意识增强，乐于接受新鲜事物的年龄阶段，面对五彩缤纷的消费市场，他们追求独特和自由，消费行为开始向理性化转变，出现较为成熟的价值取向。[2]② 时尚性：时尚即流行。大学生作为社会的前卫群体在消费过程中总乐于接受流行，领先于时代，各式各样的品牌充斥于校园每个角落。时尚把大学生卷入梦幻消费，并据此充分展示自己的个性。因此，追求前卫、时尚是21世纪青年大学生典型的消费心态。③ 从众性：大学生生活的社会性，使得他们的消费心理在社会环境和社会群体的影响和压力下产生相互作用和相互影响，并呈现出“趋同”的现象，以使自己保持与社会群体的一致性[3]。本次调查结果表明，被调查大学生在回答“您的消费选择主要受一的影响”时，有56．9％的选择了“同辈朋友的影响”。④ 攀比性：人们总是选择他人作为自己的参照标准。大学生在生活、学习、人际交往及休闲娱乐中，总是有意无意的与他人作比较，以求得心理平衡，获得自我认同。3.2.2 大学生消费能力分析大学生是一个独立的消费群体，说他独特是因为这个群体既有青年消费群体的一切特征，又是一个经济上未独立的特殊消费群体。在90年代中后期，随着学校改革措施的不断出台，大学生消费行为的外部环境发生了很大的变化，促进大学生消费支出来源从单一的家庭供给转变成多渠道来源（如图3.2）。表3.2 大学生消费经济来源构成从消费水平分析，随着社会科技的飞速发展和人们物质生活水平不断提高，当代大学生的消费水平也不断提升。尽管这样，但由于我国经济状况并不是十分发达，且大部分人民群众特别是农村的生活水平并不非常富裕，因此我国当前大学生还远没有达到高消费的水平。有研究者从90年代初开始，对北京商学院(现北京工商大学)的大学生消费状况进行了11年的跟踪调查。其研究资料表明，91 9攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计 —92级人均月消费支出在80—100元，93—94级人均月消费支出在110—180元左右，95—96级人均月消费支出在200—350元，98—2001级人均月消费支出在450—650元[4]。大学生消费支出逐年递增，增长速度愈来愈快。本次调查大学生月消费水平结果如表3.3：表3.3 各年级大学生人均月消费水平同时，另外一组数据表3.4所示：表3.4中的调查结果表明，除有少部分学生不具备正确的消费观念外，多数学生能认清国情，摆正自己的消费地位和消费心态，明确大学生活根本任务，传统“节俭”观念在他们头脑中还是比较根深蒂固的。在这个重视消费的时代，当追求高质量的生活越来越成为大势所趋时，“勤俭节约”作为一种精神，仍然得到大学生的充分肯定，表明以往社会主导文化强调的这一观念仍然得到当今大学生的认可。作为一种具有道德规范作用的价值观念，“勤俭节约”表现出了意识的一定独立性，并不受人们生活富裕程度的直接决定而随即发生改变[5]。一直以来，大多数大学生的消费是理性的。3.3 校园代步工具需求分析3.3.1 功能分析前面已经提到，大学生日常出行的难点就在于大学校园较大，靠步行浪费时间、精力和体力，而如果选用一般的自行车，自行车的停放、携带等问题也难以解决，并且同时也会进一步恶化校园的交通状况。因此，大学校园代步工具的特 10攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计 点可以归纳为以下几点。① 可以折叠或者拆卸，以解决停放、携带等问题由于校园代步工具主要是供给大学生在校内出行使用的，而大学生主要的校园生活集中在学生宿舍、教学楼、食堂，自然而然的这三点也是自行车集中的地点，当学生们在休息、上课或者用餐的时候，自行车的停放和看管将得不到管理。如果能将代步工具进行折叠或者拆卸让学生随身携带，这样这些问题也就得以解决。但同时，折叠或者拆卸的过程和步骤不能过于繁杂，以提高代步工具的可操作性。② 体积小巧，重量尽可能的轻当前我国学生宿舍楼的人均占有面积一般都不大，7、8个人甚至更多的人共住一间宿舍的情况非常普遍，所以代步工具的的放置就必须要求尽可能少的占用空间；另一方面，由于女生的力量往往不很大且大学宿舍没有电梯，以及是大学生在校内的出行工具，往往不需要其他的一些额外载重，所以校园代步工具不能过重。③ 控制最高速度由于大学校园交通状况并不是十分顺畅，因此各种车辆都需要在校内行驶时控制最高速度，于是，通过合理设计轮子的大小、曲柄的长度、传动比的大小控制代步工具自身所能够达到的最高速度。3.3.2造型分析从人的感知角度来讲符号可以分为视觉符号、听觉符号、味觉符号、触觉符号。这与产品设计需要考虑的要素相对应，因此我们把产品设计要素看成其符号构成。其中人们主要是通过视觉来获得判断产品风格意象的信息，并且外部世界的信息80%是通过视觉获得的，因此，直接影响人的视觉信息的外观造型设计就成了产品设计的主要课题。由于社会的发展的多元文化的交织，当代大学生的个性越来越强烈，这也正体现在大学生的消费上。大学生所看中或者选择的产品必须符合大学生自身的个性特点，从另一个角度讲，大学生往往希望能够通过外物鲜明的表达或体现自己独特的性格。因此，针对大学生的产品设计就必须抓住他们的这个特点。而当代大学生的集中体现的性格为张扬、叛逆、与众不同、简单等，所以这款校园代步工具的外观造型必须具有以下几个方面的特点。① 形态与传统或者现有的代步工具有所不同，具有自身特有的形式。② 造型必须尽量简单简约，避免繁琐复杂。③ 简单之中又必须体现青春的奔放活力与张扬的个性。11攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计3.3.3 色彩分析在整个产品视觉形象传播和认知的过程中，色彩与形态一样，都是最具视觉传达能力的要素之一。甚至在有些情况下，可能人们对色彩的感知还要先于形态。恰当的色彩，将会与产品形态融为一体，第一时间抓取消费者的注意力，满足其审美要求。对于大学生，色彩同样是体现自身性格的载体，调查发现，半数以上的大学生都有自己喜好的颜色，而这一特点往往体现在购买衣服、饰物等细节上，所以我们可以在目前市场上针对年青人的产品中发现，几乎所有的商家都会为推出的每一款产品配置几种颜色的样式，有的甚至推出可以自由选择或更换颜色。网上调查结果显示，男、女大学生在颜色的喜好上并无明显差异，都集中表现在红、橙、黄、绿、蓝等几种颜色上，并且随着大学生运动热的兴起以及环保意识的深入，越来越多的学生表现出对暧色的偏爱和绿、蓝等自然色的好感。另外，虽然大学生往往有自己最喜欢的一种颜色，但都没有表现出对某种颜色的完全依赖性，在有自己最喜欢的一种颜色的同时，常常对其他的一些颜色也表现出好感，这点从目前大学生所拥有的个人物品上看并没有出现只有一种颜色的情况。另一方面，产品色彩的选择，除了要根据使用者个人对颜色的喜好外，还必须根据该产品特定的使用环境、规则等因素。作为校园代步工具，在校园交通状况比较拥挤的前提下，选用的比较突出和显眼的颜色是必须的。因此，本设计将红、绿、蓝等作为校园代步工具的主色调。3.3.4 价格分析影响产品价格的因素有很多，制造成本、运输成本、销售成本、产品质量、市场竞争程度、用户购买能力等都可以左右产品的价格。但最根本的还是用户的购买能力如何，我们可以看到，知名品牌的市场售价往往是自身成本的几倍甚至几十倍，这么高的价格完全基于该品牌的目标用户的购买能力。另一方面，制造、销售的一部分成本又可以根据目标用户的购买能力进行必要的调节。所以，校园代步工具的市场价位应该根据中国当前大学生的平均消费水平设定。当前我国市场上的普通自行车的价位一般在200－1000元上下，而我国当前大学生的平均月消费支出在500元上下，因此作为需要在大学校园内普遍推广的个人代步工具，价位应该不高于市场上的普通自行车，初步估算校园代步工具的价位应该在500元之内。3.4 方案设计3.4.1 方案1方案1（如图3.2）设计的自行车的前后架可以绕车体中间的旋转中心向下旋转，以完成自行车主体的折叠，此外，座椅与车架的的连接部分也是一个铰接， 12攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计 可以将座椅向车体主体部分折叠，经过这两步折叠之后，车体的所占体积将缩小近半，以达到便于携带和存放的问题。图3.2 方案13.4.2 方案2图3.3 方案2方案2（如图3.3）所表述的自行车前后架也可以根据车体中间的旋转中心旋转折叠，座椅与后架采用固定连接，不能折叠，但左右两边的把手可以绕车把与前架的连接点的旋转中心向后折叠，这样就可以节省自行车折叠后所占的因车把所占的宽度空间。3.4.3 方案3这个设计方案有三个折叠中心，前轮和后轮可分别绕与车体主杆的旋转中心折叠，同时座椅也可以绕座椅的旋转中心折叠，折叠后，前后轮的中心和座椅都 13攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计 会折叠成于车体主杆在同一线上（如图3.4）。图3.4 方案33.5 方案的选择确定与命名3.5.1 方案的评价与选择工业设计所要解决的是复杂、多解的问题。对于每一个设计问题，一般都会有许多不同的解决方案。方案的选择就是通过科学的评价过程，作出决策，筛选出符合设计目标要求的最佳设计方案。方案评价的依据是评价目标。评价目标是针对设计所要达到的目标而确定的，用于确定评价范畴的项目。一般来说，工业设计的评价目标大致包括以下几个方面：技术评价目标；经济评价目标；社会性评价目标以及审美性评价目标。一般所有对设计的要求以及设计所要追求的目标都可以作为设计评价的目标。但为了提高评价效率，降低评价实施的成本和减轻工作量，没有必要把评价目标列得过多。一般是选择最能反映方案水平和性能的、最重要的设计要求作为评价目标的具体内容（通常在10项左右）。显然，对于不同的设计对象和设计所处的不同阶段，以及对设计评价的要求的不同，评价目标的内容也就要有所区别，应具体问题具体分析，选择最适切的内容建立评价目标体系[6]。就校园代步工具的设计方案来讲，体积小巧、重量轻重、折叠难易程度、携带方便、适应人群等是最重要的设计要求和设计目标，此外外观造型、制造难易程度也是决定设计方案的重要评价指标。因此，可以将这7个作为校园代步工具设计方案的评价指标。在这里，选用名次记分法对三个设计方案进行评价分析。名次记分法是由设计者对n个设计方案的m个评价指标进行评分，对每个方案的同一评价指标按优劣排出n个方案的名次，名次最高者给n分，名次最低者给1 14攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 需求分析及方案设计分，依次类推。最后把每个方案的所有m个评价指标的得分数相加，总分高者即为最佳设计方案。[6]评价过程如表3.5所示：表3.5 三方案的名次记分评价经过采用名次记分法进行分析评价之后，选定设计方案2为此次校园代步工具设计的最终方案，并将围绕方案2进行包括机构、尺寸、材料、颜色、建模和模型多方面的细化设设计。3.5.2 最终方案的性质与命名最终的设计方案在使用和传动上与自行车一样，折叠形式也是与市场上普通的折叠自行车类似，因此从本质上本方案所设计的校园代步工具属于折叠自行车类型。因为本方案设计的折叠自行车具有体积小巧、折叠灵巧、骑行轻巧、造型新奇等特点，因此将最终方案设计的折叠自行车命名为“巧奇”代步车。3.6 本章小结本章通过实际案例研究，分析我国高校目前存在的交通问题，从中得出作为校园个人代步工具适应当前环境所必须具有的特点。此外，结合对当前大学生的消费心理和能力方面的分析，从功能、外观造型、色彩、价格等方面对校园代步工具进行设计定位，并以设计定位中的几个关键设计目标为判断依据对三个设计草案进行科学选择以确定本次课题的最终设计方案。15攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计4 “巧奇”代步车的细化设计4.1 与自行车骑姿相关的因素分析自行车骑姿是由骑乘者与自行车的把手、鞍座以及脚踏板的相对位置来决定的。骑乘者的手、臀部、脚在车上的相对位置决定了骑行的舒适程度和骑行的效率。从人机工程学观点出发，要提高自行车骑行时的舒适性，就应该合理定位把手、鞍座以及脚踏板三者之间的位置，让骑行者在骑行过程中身体各部分尽可能处于自然状态。正确的骑姿可以提高骑行效率，使骑行不易产生不适和疲劳，同时还能降低危险发生的几率。4.1.1 车把与鞍座之间的相对位置车把与鞍座之间的相对位置决定了骑乘者上半身的姿势。车把过低会使骑行者的上肢承受很大的静压，时间稍长手臂和手掌易发生疲劳，同时过低的上身也会压迫腹部，但力容易传递到车。提高车把高度可使背部弯曲度变浅，可以避免对腹部的压迫；但力不易传递到前轮[7]。从生物力学角度来看，当人体脊柱处于非自然弯曲状态时，会引起椎间盘压力改变，致使腰部疼痛。所以良好的骑姿应使骑乘者脊柱接近正常形态。在腰部增加适当的靠背可以改善臀部受力，维持脊柱的正常形态，并有利于腿部蹬力的发挥。4.1.2 鞍座与脚踏之间的相对位置鞍座与脚踏之间的相对位置直接影响蹬踏方式，由鞍座相对中轴（由于本方案不是传统的三角架自行车，因此中轴即前传动的曲柄中心）轴心的位置和曲柄长度决定。鞍座相对中轴轴心的位置是决定下肢肌肉群的肌力能否有效利用的—个关键，即是影响踏力和踏速能否获得最佳配合的关键[8]。鞍座的高度与胯高关系紧密。曲柄长度决定了大腿骨的运动角度和有关肌肉群的收缩程度。过长的曲柄将引起肌肉的过度伸长和过度缩短。曲柄过短将使宝贵的肌肉收缩力不能被充分利用。此外，曲柄的长度还直接影响合理的踏速[8]。4.1.3 鞍座图4.1 坐姿下的座面力分析16攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计当人坐在坐垫上时，与坐垫接触最紧密的是坐骨结节。坐骨结节处是人体 最能承受压力的部位，在这两个点周围约250 mm2范围承受人体约70%的重量。其受力情况如图4.1所示。车座后端宽度过小就会使坐骨结节处于鞍座边缘或紧贴边缘的位置，导致身体重量落到会阴上。适当加宽车座后端，有助于增大坐骨结节与坐垫的接触面积，充分发挥坐骨结节的承载能力，使压力远离控制会阴血液的血管和神经。4.2 基于人机分析的代步车尺寸选择4.2.1 曲柄的长度曲柄长度决定了脚蹬轴的前后水平距离和上下垂直距离。由此也确定了大腿骨的运动角度和有关肌肉群的收缩程度。由于肌肉的收缩使两个骨骼央着关节而运动、肌肉的收缩力是通过骨骼而起作用的， 表现在手碗或脚的端部的力量， 就是肌力。肌力的大小与肌肉的伸长和收缩程度有密切关系。肌肉的收缩一般在自然伸长状态时能够发挥最大的力量。如果伸长超过此限， 肌肉的收缩力下降。肌肉收缩时长度缩短30％ 左右为宜，超过此限，收缩力大减。考虑这些肌肉的特性及其相应的肌力，对于一定长度的骨骼就容易予测出相应的曲柄长度。对一定长度的骨骼，过长的曲柄将引起肌肉的过度伸长和过度缩短， 都是不利的。反之，曲柄过短，可贵的肌肉收缩力又不能充分地利用。曲柄的长度也直接影响台理的踏速，即曲柄转速。如果踏速增高，而骨骼的运动角范围不相应地缩小，那么，肌肉收缩的速度就跟不上，收缩力就下降。现在有两种比较流行的确定曲柄长度的方法，一种是从股骨的顶端到地面距离的18.5％为所需曲柄的长度，还有一种是取为身高的1/10左右。调查数据统计，我国各省大学生的平均身高在174.17cm至166.68cm，另外以因为作为校园个人代步工具，需要控制自行车正常骑行时能达到的最高速度，而曲柄长度越长，在其他条件确定的情况下，自行车能达到的最高速度也就越快。同时，校园面积虽然普遍较大，但也不至于如城市面积一样大，校园各单位间的距离对于自行车的行程来说并不算长，在并不需要长时间骑行的情况下作为年轻人的大学生不会觉得疲劳。因此，这里选择曲柄的长度为15cm。4.2.2 鞍座的高度鞍座的高度是指鞍座表面与人的坐骨结节处交点到中轴中心的距离。它确定了骑车人下半身的姿势，支配着自行车的出力性能。为了有效地产生必要的踏力和踏速，下肢骨骼应保持合理的运动角范围。鞍管高度是一个重要因素， 骑行者虽然可适当调整，但首先在设计时要合理确定。经科学计算得出，骑行自行车时最合适的鞍座高度是485cm～537cm之间[9]。 17攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计 因此，本方案选定鞍座的高度为500cm。4.2.3 车把的位置车把和鞍座的位置影响了骑车人上半身的姿势。为了使腿部的肌力有效地转换为踏力，往往利用上身肌肉群的肌力， 成为作用在车把上提力， 它与下车身的肌力、相应的部分体重(骑车人的另一部分体重作用在鞍座上)相平衡。骑车人上半身的合理姿势还应考虑骑行舒适性和迎风面积等因素。车把的水平位置离地高度约等于骑车人股骨的高度。如果车把位置太高，会增加车架长度；过低，将妨碍车把的转向。车把的垂直位置应略高於鞍座，如果长期骑行车把位置低于鞍座位置的自行车，对身体是不利的。由于人体股骨的高度约为身高的0.5,根据中国大学生的平均身高得出车把的高度应该在80cm左右。另一方面，由于体积小巧和重量轻作为校园个人代步工具的主要设计目标，因此整个自行车的尺寸应该比普通的自行车尺寸略小。所以在本方案中选择车把的高度为75cm。4.2.4 车轮的大小车轮作为折叠自行车部件中难以折叠的部分，并且即使折叠之后由于其作为圆周空间而无法缩小，因此校园代步工具的车轮不宜过大，因此选择车轮的直径为30cm。4.3 传动方式的选择目前市场上的自行车普遍采用的都是链条传动形式，不常见的还有轴传动形式。链条传动是一种具有中间绕性件的非共轭啮合传动，一般分为动力驱动和运输传动两种方式。有滚子链、齿形链、双节距长环滚子链。链条传动因为有其它传动形式所无法比拟的优点而成为现代自行车传动系统的主要表现形式。图4.2 轴传动轴传动采用对非零变位圆锥齿轮与一根传动轴连接组成一个圆锥齿轮传动 机构，用于自行车上成为无链自行车。其结构紧凑，可靠性良好（如图4.2）。18攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计链条传动与轴传动的对比分析如表4.1所示。表4.1 两种传动方式的性能对比分析根据表4.1分析可知，链条传动和轴传动的传动比都比较准确，传动效率高。链条对轴的作用力较小，链预紧力小，减轻轴和轴承上的压力，减小磨损，同时结构尺寸较紧凑。轴传动虽然总体上比链条传动优秀，但其对尺寸精度方面的要求比较高，另外如有损坏不易修理，同时制造难度比链条传动大，而且成本也相应比链条传动高。因此，从各方面综合考虑，校园代步工具仍然选用传统的链条传动为传动机构。4.4 各部件材料的选择4.4.1 车架的材料选择自行车的历史在发展，自行车所采用的材料也在不断的更新和探索。由最初的木制车架逐渐换到钢铁车架，到20世纪60年代出现的钛合金车架，再到铝合金、碳纤维、镁合金、钪合金以及其他复合材料车架的出现，其间相距的时间越来 越短，种类越来越多，综合性能也在不断提高。目前自行车车架 制造的趋势主要是朝着轻量化、高强度、舒适性以及低成本的综合方面发展，基于各种材料不能同时满足上述的要求，至今还没有一种材料可以在自行车领域占有垄断的地位。目前市场上自行车普遍采用的车架材料有以下几种。 ① 钢材钢是目前在自行车制造业当中应用范围最为广泛、应用历史最久的材料。钢制车架的技术已经相当成熟，通过成分的优化 、先进的热处理工艺和加工工艺，可以使钢管的管壁在保证性 能的前提下达到比较理想的厚度。应用于自行车车架材料的钢的种类有铬钼钢、铬锰钢等，我国的企业也用碳素结构钢 Q235、Q215等制作车架，另外还有一些其他型号的不锈钢也常应用于车架材料。与其他材料19攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计 相比，它的优点为：加工性能好，工艺成熟；焊接性能好；冲击吸收性能较好；价格优势。其缺点是：易生锈；应力集中引起的金属疲劳；车架重量大。② 铝合金铝本身具有密度小、塑性好、耐腐蚀等优点，与其他金属合金化后会显著提高机械性能。自行车所使用的铝合金多数为6000系(A1－Mg-Si)和7000系 (Al-Zn-Mg-Cu)两种。另外，日本生产的部分自行车的车架、车把是用冷拉的 5056铝合金无缝管制作的。铝材在使用之前通常会施加热处理以改善性能，以满足实际应用的需要。[10]③ 钛合金美国在60年代首次使用钛合金来制作自行车车架，由于其具有重量轻、强度高、韧性好以及较好的耐蚀性等优点，在自行车业的发展中逐渐被人们所重视，并且扮演着重要的角色。 钛是地球上埋藏量丰富的元素之一，在自然界以 TiO2的形态存在，其提炼过程复杂，技术要求高；另外，由于添加元素中多为钼、钒、铬、铌等比较贵的元素，合金化也是一个需要考虑的方面；焊接加工 比较困难：钛和氧的亲和力极强，高温下一旦接触很快被氧化，这将影响焊缝的机械性能，因此必须在惰性气体的保护下焊接，Tig焊是比较常用的焊接手段。综上原因，钛合金的成本较高，这也在一定程度上限制了它在自行车领域的应用。④ 碳纤维增强树脂材料（CFRP）CFRP材料是将碳纤维作为增强相加入树脂基体形成复合材料。由于碳纤维的各向异性，在复合过程中要考虑其排列及重叠的方向。与其他材料相比，碳纤维复合材料主要有以下几方面优点：强度大，重量轻；冲击吸收性好；易整体成型[11]。碳纤维车架的缺点：复杂的应力计算；加工成型后无法更改尺寸，只能生产模具对应的车型；树脂基体的老化；价格较高。⑤ 镁合金材料在自行车企业追求产品轻量化的过程中，镁合金因为其出众的比强度和比刚度而越来越受到生产厂家和消费者的青睐，不仅如此，镁合金应用于自行车上还具有其他独特的优异性能：突出的疲劳无记忆性；较好的动力学性能；与塑料零件相比，具有更好的承受力；相对于钢、铝等金属部件，具有极佳的减振特性；机加工性能好；易回收利用[12]。但耐腐蚀性很差；焊接性能较差也是镁合金的明显缺点。各种自行车选用材料的性能对比如表4.2所示。由表4.2对比分析可知，对于需要达到校园代步工具重量尽可能轻的这一设计目标，就要求选用材料的密度小，碳纤维和镁合金的密度最适合这一要求。此外，镁合金的弹性模量最低，说明镁合金的减振性能优秀。20攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计表4.2 各种选用于自行车材料的性能对比其实镁合金已作为结构部件广泛应用于轮毂、车把夹、脚踏板、制动器、手把、车架等十几个部件。国外很多知名自行车生产商都开始提供镁合金部件，如意大利的ITM、Grimace，美国的Easton、Odyssey，英国的Avid、Mozo等众多配件商。俄罗斯的JIAHETX公司是世界上第一家批量生产镁合金自行车架的公司，2002年之前就已经实现了1.3kg车架的批量生产，并且1．2kg的车架已经顺利通过实验台实验[13]。世界三大顶级自行车生产商之一的Pinarello公司也在生产镁合金自行车。而Paketa公司生产的一款镁合金车架仅重1190g。目前，我国的自行车生产厂商已将大量镁合金零部件应用于自行车赛车、登山车等中高档车种。首钢远东的镁合金自行车已经实现了上市销售。另外，重庆镁业、中华自行车、上海交大、南京华宏等国内企业或者科研院所也纷纷推出了镁合金自行车样车。作为大陆首家批量生产镁合金自行车的企业，北京首钢远东公司已于2003年底生产了2万辆自行车，轻便型车自身重量仅8kg。由于镁合金具有低密度、高比强度和比刚度等性能，使其比大多数的材料更适合应用于运动部件上，符合本校园个人代步工具设计方案的设计要求。同时镁合金具有优异的变形及能量吸收能力，用于与人体直接接触的部件时。会增加使用的舒适度，并可在一定程度上提高安全陛，这无论是对商家还是消费者都有很大的吸引力。另外，镁是地球上储量最丰富的元素之一，占地壳总质量的2.77%，居第6位。而我国是世界上镁资源最丰富的国家，储量居世界首位，已探明储量21攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计 30.09亿吨，占世界已探明储量的1／4[14]，这对于镁合金的应用成本是一个有利的因素。再加上其优秀的回收再加工特点，更降低了使用成本以及达到回收再利用的绿色设计标准。因此本方案选用AM60镁合金作为自行车车架的制作材料。4.4.2 鞍座的材料选择由人机分析知道，在骑自行车的正常姿势下，人体重的70%以上由臀部作用于鞍座,并且都主要承受在臀部两侧的坐骨结节处周围约250 mm2的范围，因此需要鞍座具有良好的弹性和柔软度，以减少人长时间骑行时臀部的酸痛感和麻木感。此外，鞍座由于需要长时间与臀部受力接触，因此还必须具有优良的耐磨性。国外的先进鞍座材料则采用由新型吹塑工艺加工而成的高强度复合材料，具有高强度、高韧性等优点。座椅关键部位采用粉末冶金件，以提高耐磨性和尺寸精度，并降低成本和节约能源。座椅面料采用全羊毛织物或双剑杆机织面料，具有良好的耐磨性和透气性;座椅弹性元件采用冷塑化高回弹聚氨醋泡沫海绵塑料。而传统的自行车鞍座材料的主要由弹簧、海绵和皮革组成，目前市场上的普通自行车的鞍座经常出现弹簧硬化、海绵失去弹性、面料皮革被耐穿耐破等现象，说明传统自行车的鞍座的几种材料都存在比较大的问题。因此，本方案鞍座将选用复合材料，面料则选用全羊毛织物。4.4.3 轮胎的材料选择本方案“巧奇”代步车设计的是实心轮胎，这种实心轮胎是由包括天然胶、合成胶经硫化制成或以塑胶为材料做成的轮胎，其特征是轮胎内填充有发泡弹性材料。发泡弹性材料是指聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物和发泡橡胶。这种新型轮胎提供了一种融合现有轮胎各自优点、克服缺点、以高分子材料为轮胎外层、发泡弹性体作为轮胎填充材料的实心轮胎。它既可以简化生产工艺，降低生产成本，又有较好的实际使用性能。4.5 “巧奇”代步车车架折叠原理图4.3 车架折叠处爆炸图22攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 “巧奇”代步车的细化设计 “巧奇”代步车车架中心折叠处的爆炸图如图4.3所示。车前架与车后架在折叠处的形状都是图形，其中后架直径大于前架且恰好可以与前架啮合，而前后架啮合后又能够与折叠轴的内壁啮合，这样三者可以相互固定相互制约，只有前后架可以绕折叠轴在一定角度内转动。当车体展开后，图4.3中前后架的A、B两处相互接触（如图4.4），这样就可以阻止前后架继续展开，而当需要折叠车体时，图4.4 前后架啮合图由于前后架的轮廓相近，当前后架接触后，车体不能再收缩，这样就限制了车体只能在展开死点和折叠死点之间的角度内转动。同时，为解决在运动过程中，前架突然制动时由于后架的运动惯性导致车体收缩，以及解决运动时后架向前架传力，可以在折叠处增加一个卡鞘，这样当车体展开后就可以通过折叠轴和卡鞘将车体的位置完全固定而不出现协转动。4.6 本章小结本章以最终设计方案为基础，从人机分析出发，以使用者达到最佳的骑姿为目的对代步车的各主要尺寸进行选择与确定。此外，从经济、技术、性能等方面考虑，选择本课题设计的代步车的各主要部件的材料。23攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 设计方案展示5 设计方案展示设计方案通过计算机Pro/E软件建模，先绘制部件模型，再装配成完整的设计方案模型。5.1 “巧奇”代步车主要部件建模“巧奇”代步车折叠中心轴建模，如图5.1。图5.1 车架中心折叠轴“巧奇”代步车后架建模,如图5.2。图5.2 后架24攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 设计方案展示“巧奇”代步车前架建模，如图5.3。图5.3 前架“巧奇”代步车轮子建模，如图5.4。图5.4 车轮“巧奇”代步车把手建模，如图5.5。图5.5 车把手25攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 设计方案展示5.2 “巧奇”代步车最终建模装配爆炸图，如图5.6。图5.6 爆炸图最终模型，如图5.7。图5.7 整体模型26攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 设计方案展示折叠展示图，如图5.8。图5.8 折叠模型27攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 方案说明6 方案说明6.1 技术性说明折叠自行车一般设计的折叠节点通常都是在自行车主体的车架上，而车架也是自行车各部件受力的平衡点以及整个自行车的支撑点。所以折叠自行车设计的难点就在于考虑自行车形态的可折叠性的同时，还必须注意整个自行车各部件的机械性能、特别是车架上折叠点的机械性能是否能够满足自行车正常使用时所需要的机械性能要求。本方案所设计的折叠自行车的两个折叠节点，一个为车把手上的折叠，因为车把手不是自行车使用时的受力主要部件，所以这个折叠节点选用一般的铰接就能满足所需要的机械性能，而另一个折叠节点由于是在车架的主干中心上，因此此外要求的机械性能相对更高，本方案设计的是将车体的前后架以及旋转轴三者相互之间的衔合，只需要保证车架的刚性和强度以及三者的固定精度就能满足此处的机械性能。此外，本方案选用的镁合金材料由于机加工性能优秀，又为了充分利用的镁合金优良的减振特性，因此在车架的设计上尽可能的设计为采用整体制作，减少了部分连接机构，在达到机械性能的同时也降低了加工制造的难度和工序。6.2 实用性说明经过准确的把握当前校园个人代步工具的市场需求，以及本方案针对市场需求设定清晰的设计目标，满足了校园个人代步工具在体积、重量、携带、存放、速度控制等方面的要求；其次，其独特的小巧、轻便、简洁的造型设计迎合了大学生时尚性、个性化的消费心理。因此，这款校园个人代步工具适用于我们目前大多数高校的学生。6.3 经济性说明由于这款折叠自行车选用的主要材料——镁合金成本较低、因体积小巧而耗材少，且可以回收再利用，这在一定程度上降低了自身的制造成本；另一方面，因为这款自行车的制造工艺相对简单、制造工序相对较少，因此也尽可能的减少了制造成本。当前我国市场上出售的较低档的自行车的售价一般在200～500元左右，而本方案设计的折叠自行车在制造成本上于普通自行车相当甚至还可能更少，因此价格因在200～400元上下，能够满足当前大学生的平均消费水平。28攀枝花学院本科毕业设计（论文） 结 论结 论校园代步工具设计是针对当前我国高校普遍存在的交通问题的一项实际应用的课题。在对高校交通状况和大学生消费行为具体调查分析的基础上，运用产品开发设计的相关知识，包括基于人机分析的外观造型设计、传动选择、材料选择、色彩选择以及计算机建模和实物建模，对校园代步工具作了系统的、全方位的定位设计，最终设计出了一款能够适应当前校园交通状况和解决学生校内出行的代步工具。本课题所设计的校园代步工具既折叠自行车在外观造型上有独特的创新设计，在人机、结构、色彩、价格等方面符合当代大学生的要求，总体上达到解决当前校园交通状况下个人出行的代步需求。尽管如此，本课题的研究在某些方面仍存在不足。本课题更多的着重于校园代步工具的外观造型上的创新，而在机构和机械的数据化分析方面缺乏系统的、深入的研究。29攀枝花学院本科毕业设计（论文） 参考文献参 考 文 献[1] 王洪斌，等．大学生消费文化与现代人生活方式的变迁[J]．鞍山科技大学学报，2004，(6)：469—474．[2] 高守责．走近当代大学生消费[J]．消费经济，2004，(2)：43—45．[3] 闫缨等．大学生消费心理分析和引导[J]．昆明大学学报(综合版)，2004，(1)：57—59．[4] 王曼．导致学生消费支出逐年递增原因分析[J]．北京工商大学学报(社会科学版)，2002，(5)：72．[5] 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谢本论文是在导师蒋成荣副教授和简红吉老师的悉心指导下完成的，在我即将完成大学学业之际，衷心感谢蒋副教授和简老师给我提供了良好的学习条件、科研环境和全面锻炼的机会以及在生活上给予的关心和帮助。导师不仅以其渊博的学识、创造性的思维方式、严谨的治学风范、高度的责任感使作者在学术上受益匪浅、而且言传身教，以其高尚的人格和坦荡宽广的胸怀教导了我做人的道理。值此论文完成之际，谨向蒋成荣副教授和简红吉老师表示最衷心的感谢，并致以崇高的敬意！在课题的研究和论文撰写过程中，得到了学校相关部门和其他任课老师的大力支持，在此对你们表示衷心的感谢。论文的完成也与其他同学的鼎力相助是分不开的，在此一并表示感谢。35转载请保留本文连接：分享到：相关文章声明：《【代步工具】校园代步工具设计》由“忧郁的猫”分享发布，如因用户分享而无意侵犯到您的合法权益，请联系我们删除。TA的分享