幼儿语言文字学习型产品设计.docx
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幼儿语言文字学习型产品设计
幼儿语言文字学习型产品设计
方案策划
山东大学现代工业设计研究所
第一部分产品描述
经过两周的调研，我们基本定位了我们的产品主要为3—6岁的学前儿童而设计的一款幼儿语言文字学习型产品。
3—6岁儿童的识字活动主要是通过游戏，影像，故事等形象的方式实现的，而这一阶段儿童自身积极性的发挥在他们的识字活动中也起着至关重要的作用。
基于以上两点，我们将我们的产品的功能通过以下方式实现：
通过对一段文字（根据不同年龄限定不同的字库范围和文字个数）的准确朗读，结合flash故事的播放，认识并记住这段文字中此前不认识的字，词，从而充分调动儿童视觉，听觉等五感，并激发出他们的自身积极性，寓教于乐，在娱乐中轻松并全方位的学习文字。
考虑到此年龄段儿童的主动操作能力较差，所以我们设计的操作简洁明了，易于使儿童快速准确地掌握。
以下是对我们设计的产品操作的简单介绍：
进入产品界面后，有一系列的子栏故事（不宜过多，一般设定为四个），儿童可以根据自己的喜好选择任意一个故事。
进入故事界面，分为文字显示区和flash播放区两部分，儿童通过对文字显示区的一段给定文字（由对应的故事提取的关键字组成）的朗读，控制flash播放区故事的进展，如果遇到不认识的生字，flash故事进展自动停止，此时儿童可以求助帮助，界面自动弹出关于此生字的信息（包括发音，具体形象等）的帮助界面，通过voice系统实现语音和文字的交流，从而全方位的记住此文字。
结束对此生字的学习，帮助界面自动消失，返回到flash播放界面，儿童重新朗读这段文字，使停止的故事情节得以继续发展下去。
如此反复，不断开发儿童对识字的积极性，使他们在观看flash股市的同时主动而全方位的记住文字，从而达到寓教于乐的效果和目的。
第二部分界面描述
1.使用流程
经过第一部分的产品描述，我们基本确定了产品的使用流程：
开机之后，进入“欢迎”界面，此界面是一个过渡界面，然后迅速进入产品的主界面。
主界面主要分为三部分：
故事选择区，操作选择区和设置区。
选择故事，进入故事界面。
故事界面分为两部分：
flash播放区和文字显示区。
遇到不认识的文字，自动弹出帮助界面。
帮助界面分为两部分：
文字显示区和相关画面显示区。
完成故事之后，系统自动弹出回放/保存选项，可以选择是否回放或者保存刚才的故事完成情况。
然后退出本故事，进入主界面，可以选择下一个故事或者选择退出。
2.界面描述
根据第一部分的产品描述和使用流程，并结合幼儿的认知规律和特点，我们把产品界面设计如下：
（1）欢迎界面。
为了避免单调，我们设计了欢迎界面。
本届面采用了较为亲切的阿姨形象，希望通过一开始就吸引住幼儿的注意力。
见下图。
欢迎界面
（2）主界面。
考虑到此年龄段幼儿的认知能力，我们本着越简洁越好的原则，设置了四个故事界面，并且用数字标明，便于幼儿辨认。
在两个下角设置了两个按键，用于确定和退出控制。
为了便于家长对产品进行设置，在主界面设置了设置按键。
见下图。
主界面
（3）故事界面。
在保证要实现功能的前提下，尽量使画面简洁（一共两部分：
图画显示区和文字显示区）。
并且通过字体的大小变化和颜色的改变，将幼儿的注意力尽量吸引到文字显示区。
见下图。
故事界面
（4）帮助界面。
当幼儿遇到不认识的字时，帮助界面自动弹出。
帮助界面极为简单，包括相应的字（同时发声）和助于理解的相应的画面。
见下图。
帮助界面
第三部分方案设计
方案一：
（赵恒彪）
方案二：
（赵恒彪）
方案三：
（谢传强）
方案四：
（谢传强）
方案五：
（谢传强）
方案六：
（刘家豪）
总结各方面因素，我们选择方案六为最终方案。
第四部分设计分析
针对我们的最终方案，我们对其进行了相关的设计分析，主要包括以下几个方面：
一.结构与材料分析：
（一）结构分析
产品结构如下：
结构图
工程图如下：
工程图
（二）材料分析
1、ABS工程塑料（用于机壳的绝大部分位置，不同部位适其需要采用不同性质的塑料，比如底盘应该扛摔，手持部位应该抗磨，且摩擦系数较大，整体应该色彩表现鲜艳，健康为主，下面分析一下现有的abs塑料的特性）
ABS树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadiene-styrene（简称ABS），这三者的一般比例为20：
30：
50（熔点为175℃）。
只要改变其三者的比例、聚合方法、颗粒的尺寸，便可以生产出一系列具有不同冲击强度、流动特性的品种，如增加丁二烯的组份，则其冲击强度会得到提高，但是硬度和流动性就会降低，强度和耐热性亦变差。
ABS是一种综合性能十分良好的树脂，无毒，微黄色，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%-0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%-0.4%，而且绝少出现塑化后收缩。
ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。
同时ABS尚具有良好的配混性，可与多种树脂配混成合金（共混物），如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的应用领域，ABS若与PMMA掺混可制成透明ABS，透光率可达80%。
ABS虽未列入五大通用工程塑料（因其HDT=80℃左右,未大于100℃），但是它的使用量远远超过五大类通用工程塑料中任何一种。
1998年全世界的消费量已达到342.7万吨，1998年我国的消费量达到114万吨，占全球总消费量的33%，ABS综合性能优于一般通用塑料，所以一般把ABS称作亚工程塑料。
由于ABS具有综合的良好性能以及良好的成型加工性，所以在广泛的应用领域中都有它的足迹，简要介绍下如：
（1）汽车工业
汽车工业中有众多零件是用ABS或ABS合金制造的，如上海的桑塔纳轿车，每辆车用ABS11kg,位列汽车中所用塑料第三。
在其它车辆中，ABS的使用量也颇惊人。
2000年我国就汽车用ABS的量就达到3.5万吨，预测到2010年，此值将达到6万吨，轿车中主要零部件使用ABS的如仪表板用PC/ABS作骨架，表面再复以PVC/ABS制成的薄膜。
此外，车内装饰件大量使用了ABS，如手套箱、杂物箱总成是用耐热ABS制成，门槛上下饰件、水箱面罩用ABS制成，另外还有许多零件采用ABS为原料。
（2）办公室机器
办公室设备机器需要有漂亮的外观，有良好的手感，如电话机外壳、存储器外壳以及计算机、传真机、复印机中都大量使用了ABS制作的零件。
（3）家用电器
由于ABS有高的光泽和易成型性，成型后低的收缩率，所以在家电和小家电中更有着广泛的市场，如电视机，有些厂家大屏幕电视机的前后壳体使用阻燃ABS制成，家用传真机、音响、VCD中也大量选用ABS为原料，电风扇、空调、冷气机、吸尘器中也使用了很多ABS制作的零件，厨房用具也大量使用了ABS制作的零件。
（4）玩具
许多漂亮的玩具、组合式的智力开发玩具也可使用ABS来制作，此外通讯、广播事业中也有ABS的市场。
加工注意事项：
1.ABS含有丙烯腈，储存时容易吸收空气中的水分。
一般而言，ABS的饱和吸水率平均约为0.4%左右，因此在注塑成型前需干燥至含水0.1%以下，才不会在注塑制品表面出现银纹或喷雾纹，干燥温度一般为80—90℃，干燥时间一般2—4h；
2.建议成型温度200--240℃，模具温度30--70℃；
3.勿将熔融树脂长时间停留在加热管中；
4.注塑成型应注意应力对制品的影响。
例如应力会引起制品翘曲变形、龟裂，使ABS耐化学性降低。
加工注意事项：
1.耐热级ABS树脂较一般ABS树脂的耐热温度高10--25℃，因此干燥必须提高温度，温度一般为90--110℃，时间2—5h；
2.注塑成型温度较一般级的ABS高10--30℃；
3.一般顾客常忽略耐热级ABS的耐热温度较高的现象，如果用一般级的ABS成型温度注塑耐热级，则制品有收缩率大、残留应力严重、热变形温度下降等缺点。
加工注意事项：
1.阻燃级ABS因添加了阻燃剂与其它助剂，若树脂受热过高则有可能分解，因此成型温度不宜过高，建议成型温度范围160--220℃，模具温度40--60℃；
2.阻燃级ABS加工时熔融树脂不能在加热管中长时间的停留，以避免分解。
ABS耐化学性：
ABS中含有丙烯腈（Acrylonitrile），因此ABS耐化学性表现较HIPS优异，具有耐化学性能好，不受碱、稀有机酸和石油溶剂的影响。
也不受大多数润滑油、脂的影响。
不过芳香族化合物、酮、醚、酯和氯化烃（氯乙烯除外）会引起ABS溶润或表面溶解，这些溶剂不可与华鼎ABS接触。
另外时间、温度、负载也会影响ABS耐化学性的表现。
例如塑件受外部、内部应力作用，升高温度等，会降低ABS之耐化学性能力。
ABS耐候性：
一般来说，ABS的耐候性并不好，在户外的环境下，大气中的紫外线会引起ABS中丁二烯之双键产生氧化、劣化反应，导致ABS的冲击强度下降，光泽度降低，且颜色产生黄变等缺点。
为改善ABS本质上耐候性不佳的缺失，本公司在共混染色的时候，添加了耐候增强剂，如紫外线吸收剂或光安定剂，来遮断紫外线与ABS接触，达到耐候提升的目的。
ABS安全与卫生：
阻燃级ABS及其他规格的ABS分别符合UL94V-0及HB之要求，可普遍使用于各种汽车内饰件及电器产品的外壳。
报价：
4月29日余姚塑料城ABS市场价格
来源：
阿里巴巴化工资讯时间：
2006-4-29?
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品名
牌号
产地/厂家
性能
价格
上次报价
涨跌
发布日期
ABS
0215A
吉林石化
注塑，20
15200
15200
0
06-4-29
ABS
301
兰州石化
注塑，1.9
14900
14900
0
06-4-29
ABS
301W
兰州石化
注塑，1.5
14800
14800
0
06-4-29
ABS
650M
上海锦湖
耐热108℃
24000
24000
0
06-4-29
ABS
650SK
上海锦湖
耐热104℃
22300
22300
0
06-4-29
ABS
745钛白
上海锦湖
板材级
19000
19000
0
06-4-29
ABS
750
韩国锦湖
注塑，50
14900
14900
0
06-4-29
ABS
750A
大庆石化
注塑，4.5
14700
14700
0
06-4-29
ABS
AC-800
新湖石化
注塑，3.5
14700
14700
0
06-4-29
ABS
AE8000
台湾化纤
板材级
17000
17000
0
06-4-29
ABS
AG15A1
宁波台化
注塑，1.6
14800
14800
0
06-4-29
ABS
CH510
盘锦乙烯
注塑，6.7
14700
14700
0
06-4-29
ABS
D-120
镇江国亨
挤出，0.7
15500
15500
0
06-4-29
ABS
D-180
镇江国亨
注塑，1.7
15000
15000
0
06-4-29
ABS
GP-22
韩国巴斯夫
注塑，1.6
14800
14800
0
06-4-29
ABS
H-2938SK
上海锦湖
耐热97℃
20500
20500
0
06-4-29
ABS
HF-0660I
三星第一毛织
注塑，3.8
14800
14700
100
06-4-29
ABS
HFA707
上海锦湖
阻燃V0
21500
21500
0
06-4-29
ABS
HI-121
韩国LG
注塑，15
15000
15000
0
06-4-29
ABS
HI-121H
LG甬兴
注塑，23
15400
15400
0
06-4-29
ABS
PA-747S本白
台湾奇美
板材级
15600
15600
0
06-4-29
ABS
PA-747S钛白
台湾奇美
板材级
17200
17200
0
06-4-29
ABS
PA-757
台湾奇美
注塑，1.8
15400
15300
100
06-4-29
ABS
PA-757K
镇江奇美
注塑，1.8
15200
15200
0
06-4-29
ABS
PA-758
台湾奇美
注塑透明，3
20800
20800
0
06-4-29
ABS
PA-765B
台湾奇美
阻燃V0
20800
20800
0
06-4-29
ABS
PA-777B
台湾奇美
耐热97℃
19400
19400
0
06-4-29
ABS
PA-777D
台湾奇美
耐热105℃
21600
21600
0
06-4-29
ABS
PA-777E
台湾奇美
耐热109℃
24000
24000
0
06-4-29
ABS
SH-620
LG甬兴
挤出，7
15600
15600
0
06-4-29
ABS
SM050
广州华生
注塑透明，3.2
17800
17800
0
06-4-29
ABS
TE-10
日本电气化学
注塑透明，30
23700
23700
0
06-4-29
ABS
TI-500A
大日本油墨
注塑透明，3.2
19800
19800
0
06-4-29
ABS
TR-558AI
韩国LG
注塑透明，2.2
22000
22000
0
06-4-29
ABS的种类很多，总体价格在15000左右一吨，而一个早教机的外壳使用的也就在1.25kg左右（考虑余量），也就是15000*0.00125=18.75（元），好像很便宜的样子！
（50%的废料率）
（二）钢化玻璃（主要用于机器的屏幕上方，用来保护屏幕，免受孩子的刮划，厚度大概1mm）
钢化玻璃是一种经过一定的方法处理过的玻璃，它的强度比未经处理的玻璃大3-5倍，具有较好的抗冲击、抗弯以及耐急冷、急热的性能。
当被击碎时，碎裂成圆形无尖角的小球，不会伤人。
报价:
15mm-19mm3300-12000
注:
特种厚度的钢化玻璃（1mm），需要加工来实现，这方面的价格市场上不定，若有条件，生产机器的厂来生产会降低很多成本。
估计屏保的成本也就在百分之一左右！
（刘家豪）
二.工艺分析
根据我们所设计的这款儿童产品的特性，并考虑成本等各方面的因素，以及现在塑料工艺和塑料产品的成熟，我们最后决定采用塑料作为主要的材料。
因此，工艺方面所涉及的内容主要有以下几方面:
模具的选用，材料的成型，产品的成型，产品的加工，产品的修饰和产品的最后组装。
（一）模具的选用
在模具上我们根据产品的特点和设计的要求，采用三套模具，分别为底部整体用一套模具，产品上表面采用两套模具，如下图：
（二）材料的成型和产品的成型
材料的成型我们采用的是目前技术非常成熟的注射成型。
这种成型工艺是成型塑料制品的一种重要方法，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可以用此法成型。
注射模塑的过程是，将粒状或粉状的塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热融化呈流动状态后，由柱塞或螺杆的推动,使其通过料筒前端的喷嘴注入闭合塑模中。
充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加压（热固性塑料）固化后即可保持注塑模型腔所赋予的形样。
松开模具取得制品，在操作上即完成了一个模塑周期。
以后是不断重复上叙周期的生产过程。
注塑成型的一个模塑周期从几秒至几几分钟不等，时间的长短取决于制品的大小，形状和厚度，注射成型机的类型以及塑料品种和工艺条件等因素。
每个制品的重量可自一克以下至几十千克不等，是注射机的规格及制品的需要而以。
注塑具有成型周期短，能一次成型外形复杂，尺寸精确，带有嵌件的制品；对成型各种塑料的适应性强；生产效率高，易于实现全自动化生产等一系列优点，是一种比较经济而先进的成型技术。
热塑性塑料的注射过程包括加料，塑化，注射充模，冷却固化和脱模等几个工序。
注塑的工艺流程图如下：
由于材料的注射成型能一次成型外形复杂，尺寸精确，带有嵌件的制品，因此，材料成型的过程也是产品成型的过程，这两步在用塑料的注射成型工艺是可以合并为一步处理的，这样还可以节约时间和成本。
（三）产品的修饰
我们这款儿童早期语言学习机，作为一款引导儿童语言发展和形成的产品，因该也要尽可能的陶冶孩子审美的情操，因此做工也要求精致，在各个方面都要处理好，使之不仅是一件产品，更是一件艺术品，因此对产品也要精细地修饰。
在修饰环节先可用增泽抛光技术。
在抛光过程中可加入一些极细的附加物，从而既可以抛光表面，也可除去表面附着的一些脂膏，使产品的表面干净有光泽。
同时洁净的表面也为产品的上色提供质量上的保证。
现在的产品越来越提倡宜人性，色彩也是满足人心理需要的很重要的一方面。
上色工艺上可以采用静电法，也可以采用电镀法，从而在前面抛光了表面的基础上，可有效保证颜色不脱落，这也有利于保证儿童的身心健康。
（四）装配
由于产品所面对的是三至五岁的儿童，他们虽然好奇心重，爱动手，对能拿到手的东西有一定的破坏力，但他们的力气还很小，也还无意识借助其他的工具，因此并不需要做非常严密的保护措施，所以，我们这个产品的连接主要还是卡式的。
这样可以减少工序，节约成本，提高生产的效率。
总结：
我们这个产品从材料成型，一直到装配成最后的成品，工艺都非常简单，工序也不多，而且都很容易实现。
因此，我们这个产品很适合一些中小型企业生产。
（曾令军）
三.人机与色彩分析
社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快……等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。
所谓人性化产品，就是包含人机工程的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。
我们可以将它们描述为：
以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物（产品）之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生产率。
那么，对于一件产品是如何来评价它在人机工程学方面是否符合规范呢?
以德国Sturlgart设计中心为例，在评选每年优良产品时，人机工程上所设定的标准为：
1）产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；
2）产品是否顺手和好使用；
3）是否防止了使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险；
4）各操作单元是否实用；各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认；
5）产品是否便于清洗、保养及修理。
下面我们就将本产品用以上标准来细致的检测一下：
1）本产品的长度为265mm,宽度为235mm，厚度为25mm，重量为1125克。
我们的主要消费人群为3岁到6岁的儿童，以下为中国3到6岁的儿童身高和体重数据。
月份男女
体重（公斤）身高（厘米）体重（公斤）身高（厘米）
平均值标准差平均值标准差平均值标准差平均值标准差
3岁-13.851.3794.33.613.391.2993.53.6
3.5岁-14.671.4297.63.814.181.4096.63.6
4岁-15.511.49101.03.914.941.4999.93.9
4.5岁-16.291.63104.24.215.841.59103.24.0
5岁-17.171.69107.54.216.701.82106.54.3
5.5岁-17.991.80110.44.317.531.84109.54.4
6-7岁19.332.09114.34.918.742.10113.54.8
从上可以看出3到6岁的儿童拥有足够的体长和力量来使用我们的产品。
2）从图中我们可以看出，本产品外形是模糊的反S形，产品的下半部两侧采用了较大的符合儿童手形的弧形，这样在孩子用双手抓握本产品时相当的舒适。
两个功能按键分居左右，能正好被儿童使用者的双手触到，而且两键面积较大，方便操作。
屏幕采用7英寸的液晶显示屏，学习内容一目了然。
由于本产品的绝大部分操作均由操作者通过语音识别系统来实现，操作简单，动动嘴皮子就可完成操作。
3）3到6岁的孩子比较多动，手中的东西经常受到摔打是不可避免的。
本产品的外壳主要由ABS工程塑料构成，抗剪抗压、耐磨抗摔，制作工艺精细。
由于本产品采用了液晶显示屏，价格比较昂贵且不太抗摔，特在屏幕上附加一层钢化玻璃予以保护。
不会由于液晶液因被摔打而流出对孩子造成伤害。
产品外形非常简单，都是由较大的弧面组成，没有棱角，不会对孩子造成伤害。
开机关机键设在顶部，孩子在使用时不会误碰到从而形成误关机。
4）产品下半部左右均设置了符合手形的具有磨砂表面的部件，从而增大摩擦系数使使用者更好抓握。
两个功能按键的位置与屏幕上软件界面相呼应，其功能一目了然。
产品背面设有把手，可使用者在携带时手提，方便实用。
5）本产品的外表面由ABS工程塑料及钢化玻璃组成，清理起来非常容易。
由于外形结构比较简单，一旦发生损坏，修理起来相对简单。
但由于为电子产品，内部构件若损坏，应到指定维修地点维修。
6）色彩上选择了儿童非常喜欢的淡绿色、淡黄色和白色进行搭配，活泼健康、优雅稚嫩。
当然，根据儿童喜欢多样性选择的特点，我们还进行了多套的配色方案，由儿童最喜欢的五种颜色（淡蓝色、黄色、黄绿色、蓝绿色、橙色）和永恒的流行色白色为基色进行色彩搭配，使儿童在购买本产品时有更多的选择。
综上所述，本产品的设计在人机工程学上是非常科学的，达到了“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”的目的。
（谢传强）
四.成本与市场分析
（一）成本分析
Ⅰ?
成本
所谓成本，是指企业为了生产产品，提供服务而发生的各种费用，简而言之是指企业生产经营过程中发生的资金耗费和资金支出。
]
Ⅱ成本的组成
产品的组成按生产流程份包括设计成本，产品成本，管理成本，销售成本，服务成本。
而产品成本包括材料成本和制造成本两部分，我们将重点考虑产品成本中硬件成本，支撑软件成本，开模成本和工艺成本四部分。
Ⅲ?
成本分析
说明
价格（元）
材料
ABS工程塑料，玻璃钢，屏幕
140
软件
IBMViaVoice系统Flash技术
180
开模
三个模具
60
工艺
制造费用
30
总计
410
注：
上述数据以批量生产10000件为标准。
（二）市场分析
Ⅰ?
消费市场分析
据第五次人口普查发
升级会员 