工业设计工程基础课程设计选题报告.docx

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工业设计工程基础课程设计选题报告

中国矿业大学艺术与设计学院

工业设计工程基础课程设计选题报告

选题报告基本组成部分：

1.选题的意义。

（所研究产品的意义；本选题报告的意义。

）

2.已有产品或相关产品的情况。

（接合网上资料和实地调研。

）

3.典型产品的设计分析。

4、或创新设计方案。

（绘制改良机构或创新机构运动简图或传动方案图，结构改良或创新设计图形、结构三维电脑模型或实物模型，充分表达清楚你的改良或创新设计方案。

从产品功能要求出发，进行机构、传动方式分析，进行结构、联接、密封等方面的分析。

需要绘制机构运动简图、结构简图，图文并茂地进行分析，也可用照片等方式辅助说明。

分析时，尽量从力学、造型、工艺、材料、人机、环境、使用方式、安全性、经济性、设计“三化”等角度展开。

需分析已有产品在结构、机构中优点或合理之处，更需分析已有产品在结构、机构中存在的问题，以期在后面的设计中能够扬长避短，取得较好的创新成果）

5、进度表。

6、参考文献。

一选题意义

剪刀历史悠久。

剪刀在最早的记录中，由古埃及人-----爱德华发明的。

而在中国，最著名的剪刀制作人是张小泉。

　　剪刀作为日常生活用品，在中国的历史悠久。

这从唐诗诗句“不知细叶谁裁出，二月春风似剪刀”中即可略知一二。

民间源远流长的剪纸艺术，也从侧面证明剪刀在中国的悠久历史。

汉字“剪”的象形意思就是“刀前还有一把刀”。

古人将剪刀又称“龙刀”，可见其在生活中的重要性。

中国现存最早的剪刀实物，是在洛阳发现的。

最近有机会去洛阳再次参观著名的古墓博物馆，在那里见到了这把从西汉古墓中出土的剪刀，距今已有2100多年了。

　　由此可见剪刀具有悠久的历史，是经过人们反复试验得以保留的比较实用的工具中的一种。

（2）剪刀深入日常生活。

剪刀是人们日常生活中的常用工具，是人们剪切整体东西的必须工具，剪刀的使用也大大的减小了剪切工作中需要使用的力的大小，剪刀在人们生活中起着举足轻重的作用，人们的便捷生活离不开剪刀。

同时剪刀种类很多，用途广泛。

刀、铲等工具使不上力的时候，剪能轻而易举地解决。

剪刀已成为人们日常生产生活不可忽缺的工具。

裁缝要剪布剪线，村妇要剪纸，剪金属皮，牧民要剪羊毛，花匠要剪枝条，铜匠要剪刀……制作材料主要是合金钢的，一般由两部分组成——大拇指控制的活动刀锋，无名指控制的静止刀锋，两部分有一颗螺丝固

（2）生活中的剪刀虽然一定程度上省力，但在剪切很多东西或者较硬东西时仍然会感到吃力，同时，长期握剪刀导致手部的肌肉及神经出现“疲劳感”，而引起的生理性震颤。

这种生理性手抖动的幅度小而速度快，多在静止时出现，是一种细小的、快速的、无规律的抖动。

给人带来很大不便。

新型剪刀的设计能让大家用更小的力剪更多的东西、办更多的事，大大提高工作效率。

同时也能让大家在使用产品的过程中更加舒适，充分的体会工业设计的力量，更加享受生活。

二、已有产品或者相关产品的情况

现代剪刀分有以下种类：

家用剪刀，花木剪刀，医用剪刀，裁缝剪刀，钢铁剪刀，指甲剪刀,伸宿剪刀，笔形剪刀

1、现代家用剪刀

现代家用剪刀采用钒铁材料，剪裁厚度可实现现有普通剪刀的数倍，由于

  刀口结合度好，剪刀尖部剪裁次数可在5000次以上。

这种剪刀在加工技术中采用了钒的金属特性，钒是钢铁工业重要的合金添加剂。

钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。

一般家庭使用这种剪刀可以免除修磨剪刀刀轫。

2、花木剪刀

花木剪刀是现代园艺中比较常用的工具，常常分为大剪刀和花枝剪，大剪刀常用来修理比较大的花木的大体形状，花枝剪常用来减去单独的花枝。

3、医用剪刀

医用剪刀、刀片是医院手术病人常用的器械，常见的医用剪刀有：

绷带剪刀、不锈钢手术剪刀、神经外科显微剪刀、手术剪、眼科剪等等，种类繁多，分工明确。

裁缝剪刀

裁縫剪，是裁縫专用的剪刀，主要用于服裝行业，裁縫剪比普通的剪刀相对要大，主要是合金钢的，一般有两部分组成——大拇指控制的活动刀锋无名指控制的静止刀锋，有一个螺丝固定。

三、典型产品的设计分析

这是一个最普通的剪刀图片，下面我们以此进行分析：

剪刀具有对称结构，一般一个剪刀具有如下部件：

刀把、刀口、刀背、螺栓。

但是，人在运动中一般是有一个手指在运动、一个手指固定的。

由此可见，剪刀一般由两部分组成——大拇指控制的活动刀锋，无名指控制的静止刀锋，两部分有一颗螺丝固定。

出现这种情况的原因是人在运动中一般是有一个手指在运动、一个手指固定的。

剪刀受力分析时可以简化为如上的结构简图，

而所谓剪刀力就是：

作用于同一物体上的两个距离很近（但不为零），大小相等，方向相反的平行力。

例如剪刀去剪一物体时，物体所受到两剪刀口的作用力就是剪力

当以轴为支点，可以看成一个简单的杠杆，当把手大于刀背长度时可以看作省力杠杆，当把手小于刀背长度时可以看作费力杠杆，利用杠杆平衡条件求剪臂的力即可；

2.以受力点为支点，利用杠杆平衡条件求轴的受力，此时同样将剪刀看做杠杆，在以受力点为受力分析点的时候，分析力矩。

将剪刀部件分散，找出其力矩，再加上力的大小，就能分析得出剪刀受力图。

如图为剪刀单独部件的力矩图

在手工剪刀的使用过程中，手部的骨、肌肉、关节、肌腱和韧带是最容易到累计损伤疾病困扰的部位，骨与肌肉间通过腱来连接，骨与骨之间通过关节来连接，骨与关节之间通过韧带来连接。

当使用如图所示的a、b两种样式的剪刀时，由于把手处尺寸的限制，通常有两种使用方式：

大拇指放在A位置，

食指中指放在B位置，这种使用方式一般来讲是比较舒服的，但是在剪一些厚的东西时，这种使用方式不易控制方向性，而且手会明显地感到压迫感和灼热感，这是由于大拇指与食指中指的开合为剪力的来源，长时间处于这种作业状态下会对腱组织造成损伤，引发肌腱炎和腱鞘炎。

第二种使用方式为大拇指在A位置，中指和无名指在B位置，食指则在B位置的外侧靠前。

这种使用方式保证了使用过程中对方向性的控制，但是同样的，它仍会对手部组织带来损伤，同时，它图2/c所示的剪刀是早期的样式，也是使用最为普遍的样式。

这种剪刀的手部作用空间比较大，除大拇指外的其余四只手指受力比较均匀，但大拇指的受力比较明显：

首先为了保证方向性，大拇指的远

节指骨和中节指骨间的关节伸展，长时间地保持这一姿势对关节处的

韧带不利；其次，受力部位由手指转移到了手掌内侧的L部位，长时间的作用或是高强度的作用都会对肌肉组织产生影响。

由于小拇指所能产生的力为最小，所以在把手的底部有一个凹形，整个成一S形，除了和手形相吻合外，还可增强稳定性，此外还有增强把手美观的作用。

把手上部的S形对内侧部位也有同样的作用。

人的手指的作用力的大小从大拇指到小拇指依次减弱，其它的使用方式都没有上述两种方式合理，因此对于其它的使用方式也就不必分析

四、改良设计方案

手工工具例如榔头、钳子、剪刀、扳手等是人们在日常生活和某些特定的工作中经常要用到的一些工具，它们的主要的作用区域是手、腕、臂以及上肢部分，但是某些设计不当，给使用者带来的累积损伤疾病（指由于不断重复使用身体某部分而导致的肌肉、骨髓的疾病）是十分严重的。

五、时间进度表

时间

进度

备注

2011.4.15-25

网上寻找关于剪刀的基本资料，搜集图片

见到种类繁多，衍生出的产品也多，因此决定只对最普通的剪刀做调查分析

2011.4.25-5.5

自己使用市面上的产品，进行调查，分析不足，找出有待改良的地方，并确立草稿。

发现长时间使用剪刀会引起生理上的不适，说明受力方式不对。

2011.5.5-20

去图书馆寻找资料，确定最终方案，画出方案效果图。

作出平面效果图

2011.5.20-27

定下最终草案，撰写报告

完成方案

六、考文献

杨君顺：

《普通人机工程学》，陕西科技大学出版社，

孙林岩主编：

《人因工程》，中国科学技术出版社，

徐人平主编：

《工业设计工程基础》，机械工业出版社，

高敏、张成忠主编：

《工业设计工程基础2》高等教育出版社