手动缝纫机课程设计报告书.docx
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手动缝纫机课程设计报告书
1前言
曾经每家每户都要有一台缝纫机，现在只有少数家庭还摆放着这种大型机器，没有缝纫机的家庭遇到缝补衣服时只能送到缝纫店，当有了手动缝纫机后衣服自己在家就可以缝补，出门在外遇上衣服需要缝补随身可以携带的手动缝纫机就是帮手。
小型手动缝纫机是2008年4月21日由把余韬、林洋、蔡书平、桐、磊、文龙申请的专利。
这种手动缝纫机是一种采用单线缝合的方法，不需要底线。
手动缝纫机的发明使人们摆脱了繁重的大型缝纫机的束缚，便携、小巧、方便是它的特点。
分析手动缝纫机在材料、功能、色彩、结构等方面的设计原则，通过对手动缝纫机的调查，进行改善。
结构是此次课程设计的立足点，人性化便是我此次课程设计的重要出发点。
我们目前市面上有的手动缝纫机外形不够人性化，所以我的课程设计对其进行了改进。
外形的更改使其可以平稳的放在桌子等平台上，这样只需按压就可以工作，线轴位置的更改使其更加节省空间，同时可以使人在使用时更好的工作。
2市场调查
2.1市场总体概括
2.1.1缝纫机的发展历史
在1810年，德国针织工人克瑞姆斯设制出一种环线链式缝纫机（如图2-1所示），这种机器既笨重，效率也不高，因而未得到推广应用，但一些功能至今被此类机器延用。
1830年，法国裁缝西蒙尼尔造出效率更高的链式缝纫机（如图2-2所示），它能达到200链式针脚/分钟，工作平稳，非常实用。
其主要结构与今天的缝纫机基本相同，缝纫机速度比手工快10倍。
图2-11810年环线链式缝纫机图2-21830年链式缝纫机
1834年，汉特发明了双线梭式缝纫机。
1845年，波士顿的机器匠赫威制造出更为实用的双线锁式缝纫机（如图2-3所示），由控制杆操纵来回转动的弯针，横插入布料缝出双线连锁针脚，机器上还装有移动布料的金属条。
1851年，威尔逊发明了缝纫机用的旋转梭机装置，第一台带中央卷线轴的双线锁式缝纫机诞生。
后来，他又发明了有齿进料杆，安置在台面下，每缝完一针，便可带动布料向前移动一下。
图2-31834年双线锁式缝纫机图2-41851年双线锁式缝纫机
到1851年，纽约州的胜家，采用赫威的机械原理，又加以改进，首次研制出带直线梭子的双线锁式缝纫机（如图2-5所示），采用了脚踏板操作齿轮进料，用压布条把布料轻轻压住，双手可自由缝纫。
该机是以后缝纫机的原形。
在1870年，发明了手摇式缝纫机（如图2-6所示），这种缝纫机型式简单、造型典雅，用单手旋转右边的摇杆，带动针线的缝合。
在约1890年德国发明微型锁式缝纫机（如图2-7所示），被人当做移动式缝纫机使用。
图2-51851年双线锁式图2-61870年手摇式图2-71890年微型锁式
到70年代缝纫机的发展已经比较成熟了。
之后也有所发展但改变并不大，70年代末推出了电动缝纫机（如图2-8所示）及电脑控制缝纫机。
电动缝纫机也一直在发展改进。
到2008年出现了小型手动缝纫机（如图2-9所示）。
图2-8电动缝纫机图2-9小型手动缝纫机
2.1.2市场分析
现在市场上缝纫机按照缝纫机的用途，可分为家用缝纫机、工业用缝纫机和位于二者之间的服务性行业用缝纫机。
按驱动方式可分为手动、脚踏及电动缝纫机。
按缝制的线迹可分为仿手缝线迹、锁式线迹、单线链式线迹、双线或多线链式线迹、单线或多线包边链式线迹和多线覆盖链式线迹缝纫机。
家用缝纫机按其机构和线迹形式来划分大致可归纳为JA型、JB型、JG型、JH型。
工业用缝纫机的大部分都属于通用缝纫机，其中包括平缝机、链缝机、包缝机及绷缝机等，而平缝机的使用率最高。
缝纫机在市场上有数百种型号的机器，但价格和性能差别相当大。
在低端产品中，有传统的最基本的电动设计和手动设计，适合偶尔家用；而在高端产品中，有设计复杂的、可以挂接到计算机的电子缝纫机。
价格有几元也有上万元的。
2.1.3工作原理说明
大多数缝纫机的基本原理都是相同的，缝纫机的核心是线圈缝合系统。
最简单的线圈缝合是链式缝合，其中链式缝合又有单线（如图2-10所示）和双线（如图2-11所示）。
若要缝出链式缝合，缝纫机会在线的后面用相同长度的线打环。
织物位于针下面的一块金属板上，用压脚固定。
每次缝合开始时，针穿过织物拉出一个线圈。
一个做线圈的装置在针拉出前抓住线圈，该装置与针同步运动。
一旦针拉出织物，送布牙装置就会将织物往前拉。
当针再次穿过织物时，新的线圈将直接穿过前一个线圈的中间。
做线圈的装置会再次抓住线，围绕下一个线圈做线圈。
这样，每个线圈都会把下一个线圈固定到位。
图2-10单线链式缝合图图2-11双线链式缝合
更结实的缝圈缝合叫做锁式缝合（如图2-11所示）。
锁缝装置最重要的元件是摆梭钩和线轴组件。
线轴就是放在织物下面的一卷线。
它位于摆梭的中央，后者在电机的带动下旋转，与针的运动同步。
与链式缝合相同，针穿过织物拉出一个线圈，在送布牙向前移动织物的同时它再次升起，然后将另外一个线圈套入。
不过，这种缝合机制不是将不同的线圈连接在一起，而是将它们与从线轴上松开的另一段线连接起来。
图2-11锁式缝合
2.2问卷调查
2.2.1问卷设计
1、你日常接触缝纫机吗？
A经常B偶尔C从不
2、有用过手动缝纫机吗？
A有B没有
3、觉得手动缝纫机和大型传统缝纫机哪个更好？
A手动缝纫机B大型传统缝纫机
4、手动缝纫机最突出的优点？
A小巧B手动C单线D其他
5、对手动缝纫机的外形是否满意？
A满意B一般C不满意
6、觉得手动缝纫机用着是否舒服、方便？
A很好B一般C不好
7、最希望手动缝纫机的改进在哪？
A外形B材料C结构D其他
8、缝纫机中你更倾向于用哪一种？
A机械B手动C电动D其他
9、手动缝纫机你认为什么价位比较合理？
A5—10B10—20C20—30D更高
2.2.2问卷汇总
表2-1问卷汇总
题号
A的百分比
B的百分比
C的百分比
D的百分比
4
60%
25%
10%
5%
6
20%
40%
40%
7
50%
40%
5%
5%
9
20%
40%
30%
10%
目前的家里放着缝纫机的已经少了，手动缝纫机用户还不是普遍，人们对手动缝纫机很期待，但是目前市面上的手动缝纫机在外形上不能满足消费者心理，外形设计在使用中也不够人性化。
手动缝纫机在外形和材料上还有设计发展空间。
手动缝纫机的价格大约在20元左右最为合理。
2.2.3总结
手动缝纫机采用的是单线链式缝合，相对双线链式缝合或锁式缝合它工作原理比较简单，在使用中也比较简便。
虽然这种缝合方式不够结实，容易松脱，但是还是应该保持其简单的特性。
手动缝纫机在外形和材料上应该进行改进。
3产品设计
3.1功能分析
手动缝纫机的功能有缝纫布料、推进布料、夹紧布料、允许把握、传递动力、支撑重量、防止生锈、防止打滑、穿透布料等。
手动缝纫机功能系统的逻辑关系如图3-1所示
图3-1手动缝纫机功能系统逻辑关系
3.2设计方案
3.2.1草图方案
产品开发过程中，特性要求着产品的外形和结构。
手动缝纫机既要求人性化又要有造型的美感。
初步草图的产生是对外形的改变，但又不能脱离产品原本的结构。
我初期设计方案草图（如图3-2所示）
图3-2方案草图
3.2.2优选草图
第一种方案外形过于生硬，尖角太多，加工不方便。
第二种方案手压的部位改成连接比较流畅的曲线，手接触会比较舒服，但滚线轴在外面有一定妨碍手握着手动缝纫机。
第三种方案下面圆角过大，放在桌子上不够平稳。
第四种方案滚线轴放到外壳既美观又便于工作，但没有防滑功能。
第五种方案既解决了滚轴位置的问题又可以平稳放在桌子等平台上，还添加了防滑功能，手按的部位弧度也很小，手接触会比较舒服。
所以，优选的是第五种方案。
3.2.3确定方案
确定最终方案效果图如图3-3所示
图3-3最终方案图
3.3人机学分析
手动缝纫机，从人机关系上是与手息息相关的。
还有要保证安全。
手具有极大的灵活性。
从抓握动作来看，可以分为着力抓握和精确抓握。
着力抓握，抓握轴线与小臂几乎垂直，稍屈的手指与手掌形成夹握，拇指施力。
精确抓握时，工具由手指与拇指的屈肌夹住，精确抓握一般用于控制性作业。
手动缝纫机主要是精准抓握。
手的界面设计不合理会导致疲劳，长期使用严重甚至导致残疾。
手动缝纫机的大小要严格按照手的大小尺寸来确定。
安全方面，放布的位置不能太广，手放上容易被针扎到。
3.4材料结构设计
3.4.1材料选择
在设计中，材料和设计是密不可分的。
材料以自身的特性影响着产品的设计和价格。
任何一个产品的设计，只有选择材料的性能特点相一致，才能实现设计的目的和要求。
不同的材料给人不同的质感和触感。
在手动缝纫机的材料选择上，工作零部件以金属钢为主，在外壳材料上以树脂塑料为主，防滑部位用橡胶材料。
3.4.2结构设计
手动缝纫机的形体结构设计牵扯知识围比较广泛，主要有：
材料选用、表面处理、加工手段等，这些因素直接影响手动缝纫机的外形变化。
要研究造型设计是否合理可靠，包括制造方法和塑件的出模方向、出模斜度，结构强度等是否合理。
要确定制造工艺能否实现。
根据以上一些条件，零件设计要尽量避免尖角，改成圆角。
3.5三维设计
3.5.1零件设计
图3-4勾线零件图3-5调节针脚图3-6滚线轴
图3-7外壳下图3-8外壳上
图3-9夹紧布装置图3-10放针装置
图3-11放布装置图3-12固定滚线轴装置
图3-13缝纫零件图3-13连接装置图3-13送布零件
3.5.2装配图
图3-14proe装配图
3.5.3爆炸图
图3-15爆炸图
3.5.4三维渲染
在产品设计中，色彩依附于造型才能存在，必须通过形态的体现才具有具体的意义。
把色彩运用到手动缝纫机上，可以刺激购买欲望，使整个形体更加美观。
色彩选择因为金属的颜色是灰色，外壳的颜色应以温暖的颜色突出对比或大方清纯为主突显高档，从视觉上能取得很好的效果。
综合上述分析，最后选用红色和白色作为塑料外壳的色彩基调。
渲染出图如3-16所示。
图3-16渲染图
结论
至此，三周的课程设计马上结束了，通过对手动缝纫机这一课程设计的完成，让我对手动缝纫机有了比较全面的了解，手动缝纫机的虽然在很早之前就已经上市，可是它的设计还没有很完善，在材料上市场上现在是以低廉为主，质量自然也没有很好，这样一个很好的产品被廉价所束缚。
把人性化设计作为手动缝纫机的出发点，结构作为它的立足点，相信手动缝纫机会越来越普遍应用于我们的生活中。
课程设计检验着我大学四年所学的东西，这要求我将所学的知识熟练应用，融会贯通。
并且将理论联系实际，运用综合的各种能力解决实际问题。
课程设计很辛苦，但是也看到、听到、了解到很多原来不知道的东西。
参考文献
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