校园代步工具设计Word格式文档下载.docx

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Thispaperbasesoninvestigateandanalyzingtothecurrentcampustraffic.Then,accordingtotheprocedureofproductdevelopmentanddesign,threedraftsareconceivedbyusingdesignmethodandthebestischose.Thechosendraftisdesignedindetail.Thesizeisdecidedbyman-machineanalysis.Thecolorisdecidedbycoloranalysis.Thematerialsaredecidedbymechanicalproperties.TheultimatepresentationsandengineeringdrawingsaredrownbyusingdesignsoftwarelikePro/E,3D-max.Themodelismadetotestthedesign.Finally,acampustoolinsteadofwalkinghasdesignedforthecurrentcampustraffic.

KeywordsCampustraffic,Thetoolinsteadofwalking,Man-machineanalysis

摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ

1绪论……………………………………………………………………………………………1

1.1课题背景………………………………………………………………………………1

1.2本课题研究的意义…………………………………………………………………………1

1.3课题解析……………………………………………………………………………………1

2个人代步工具的发展历史及趋势…………………………………………………………3

2.1个人代步工具的发展历史…………………………………………………………………3

2.1.1自行车的出现……………………………………………………………………………3

2.1.2摩托车及电动车的出现…………………………………………………………………3

2.1.3智能化代步工具的出现…………………………………………………………………3

2.2个人代步工具的现状………………………………………………………………………3

2.2.1传统型个人代步工具……………………………………………………………………4

2.2.2智能化个人代步工具……………………………………………………………………4

2.2.3运动型个人代步工具……………………………………………………………………5

2.3未来个人代步工具的发展趋势……………………………………………………………5

2.4本章小结……………………………………………………………………………………6

3需求分析及方案设计………………………………………………………………………7

3.1当前国内高校校园交通状况分析…………………………………………………………7

3.2大学生消费行为和消费能力分析…………………………………………………………8

3.2.1大学生消费心理和行为分析…………………………………………………………8

3.2.2大学生消费能力分析…………………………………………………………………9

3.3校园代步工具需求分析……………………………………………………………………10

3.3.1功能分析………………………………………………………………………………10

3.3.2造型分析………………………………………………………………………………11

3.3.3色彩分析…………………………………………………………………………………12

3.3.4价格分析…………………………………………………………………………………12

3.4方案设计……………………………………………………………………………………12

3.4.1方案1……………………………………………………………………………………12

3.4.2方案2……………………………………………………………………………………13

3.4.3方案3……………………………………………………………………………………13

3.5方案的评价选择与命名……………………………………………………………………14

3.5.1方案的评价与选择……………………………………………………………………14

3.5.2最终方案的性质与命名………………………………………………………………15

3.6本章小结……………………………………………………………………………………15

4“巧奇”代步车的细化设计………………………………………………………………16

4.1与自行车骑姿相关的因素分析……………………………………………………………16

4.1.1车把与鞍座之间的相对位置…………………………………………………………16

4.1.2鞍座与脚踏之间的相对位置…………………………………………………………16

4.1.3鞍座……………………………………………………………………………………16

4.2基于人机分析的代步车尺寸选择…………………………………………………………17

4.2.1曲柄的长度……………………………………………………………………………17

4.2.2鞍座的高度……………………………………………………………………………17

4.2.3车把的位置……………………………………………………………………………18

4.2.4车轮的大小……………………………………………………………………………18

4.3传动方式的选择……………………………………………………………………………18

4.4各部件材料的选择…………………………………………………………………………19

4.4.1车架的材料选择………………………………………………………………………19

4.4.2鞍座的材料选择………………………………………………………………………22

4.4.3轮胎的材料选择………………………………………………………………………22

4.5“巧奇”代步车车架折叠原理……………………………………………………………22

4.6本章小结……………………………………………………………………………………23

5设计方案展示…………………………………………………………………………………24

6方案说明………………………………………………………………………………………28

6.1技术性说明…………………………………………………………………………………28

6.2实用性说明…………………………………………………………………………………28

6.3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……………………………………………………………………………………………35

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X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。

所以这类代步工具在短期内无法快速以及大X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，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。

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。

这里以师X大学的校园交通状况为例。

师X大学地处市海滨区，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1998－2002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师X大学机动车出入情况（单位：

辆）

时间

东门

南门

总出

总入

出入总量

出

入

2002-07-25（周四）

896

1067

412

202

1308

1269

2577

2004-10-16（周六）

984

1884

1518

641

2466

2525

4991

2004-10-18（周一）

977

1829

1402

607

2379

2436

4815

2006-12-07（周四）

676

2039

1932

907

2608

2946

5554

2006-12-09（周六）

588

2460

2392

1152

2980

3612

6592

图3.12006年12月9日（周六）师X大学南门车流出入情况

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。

每天进入师X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。

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X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