（设计艺术学专业论文）都市运动新元素——人力驱动自行车研究.pdf

湖北工业大学硕士学位论文 摘要 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。 随着人类文明的脚步，人类的生活在动态的变化过程中朝着物质日益丰富、 生活更加艺术化的方向演进，人们更加主张现代生活与自然和谐的主体观念。考 虑以生活需求为出发点，以最少影响生活质量的制造形式为生产手段，以可参与 生态循环链( 如可再生利用原材料) 具有良好的还原性的材料为主体材料源，来设计 符合现代人们生活方式和审美习惯的具有现代产品设计的通用设计语言的原创设 计，同时也体现出都市运动新元素“新”的概念。 发展至今，自行车正向着轻( 重量轻、骑行轻) 、新( 多品种、新款色、能拆卸、 可折叠) 、牢( 高强度) 、廉的方向发展。自行车的造型和外观要进一步趋向细腻、 造型美观、色彩鲜艳和协调。新技术、新科技、新材料的运用，为自行车的发展 添上一双飞翼，并逐步使概念变为现实。本项研究从自行车的结构、外型及功能 入手，以自行车所具备的娱乐、休闲、时尚、旅游、便携的特性为出发点，并且 受到“绿色设计”的启发，在材料上尽可能使用绿色环保、可回收的材料。通过 自行车的结构、外型及功能的设计，结合流体动力学原理，带来一种新的自行车 的概念，并将其系列化，根据时间的推移，推出“一代、二代、三代、；特 别版；纪念版；等等”，使其成为都市生活、运动的一个新的元素。意在为紧张的 都市生活增添一笔惬意。 现阶段的自行车的设计以更主动的姿态、更丰富的品种、更富于个性化的形 态在自行车家族中扮演着一个满足个性化需求的角色。眼前有了一个广阔的想象 天地，在每一个新奇的思路到新颖的造型方式的产生当中，特别注意传统与发展、 共性与个性之间的衔接、过渡、转化，以一种人为的形式巧妙地适应和恰当地引 导新的生活需求，着重于都市运动的新元素。 关键词：娱乐，休闲，时尚，旅游，便携，新元素 湖北工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h eb i c y c l e ，d r i v e nb ym a n p o w e r ，i sal a n dt r a n s p o r t a t i o nv e h i c l ew i t ht w o w h e e l sa tl e a s t w eo f t e nc a l li tb i k eo rb i c y c l e i ti sc h a r a c t e r i z e db yn on o i s e ，n o p o l l u t i o n ，l i g h tw e i g h t ，s i m p l es t r u c t u r e ，l o wp r i c e ，c o n v e n i e n t u s ea n d e a s y m a i n t e n a n c e b e c a u s ei tc o u l dr i d ei n s t e a do fw a l k , s h i pg o o d s ，a sw e l la se x e r c i s e ，t h e b i c y c l ei sc o m p r e h e n s i v e l yu s e d w i t ht h es t e po ft h eh u m a nc i v i l j z a t i o n h u m a nl i f ei st o w a r d st h ea b u n d a n t d i r e c t i o ng r a d u a lp r o g r e s sw i t hm o r ea r t i s t i cl i f ed a yb yd a yo fm a t e r i a li nd y n a m i c c h a n g e p e o p l ea d v o c a t et h es b b j e c ti d e aw i t hh a r m o n i o u sm o d e ml i f ea n dn a t u r e f u r t h e r c o n s i d e rr e g a r d i n gl i f ed e m a n da st h es t a r t i n gp o i n t , b ym e a n so fi n f l u e n c i n g t h em a n u f a c t u r ef o r mo fl i f eq u a l i t ya sp r o d u c t i o na tl e a s t ，b yp a r t i c i p a t i n gi nt h ec h a i n ( u t i l i z et h er a wm a t e r i a l ss u c ha sb e i n gr e n e w a b l e ) m a t e r i a lw i t hg o o dr e d u c i n gn a t u r e o fe c o l o g i c a lc i r c n l a t i o na st h em a t e r i a ls o u r c eo ft h em a i nb o d v ，c o m et od e s i g nt o a c c o r dw i t ht h eo r i g i n a ld e s i g n so fm o d e ml i f es t y l e so fp e o p l ea n dc o m m o nd e s i g n l a n g u a g ew i t hm o d e mp r o d u c td e s i g no ft h ea e s t h e t i c sh a b i t ，e m b o d yt h e ”n e w ” c o n c e p to fn e w e l e m e n to fc i t ys p o r t sa tt h es a m et i m e n o w a d a y s ，t h eb i c y c l ei sd e v e l o p i n gt o w a r d st h el i g h t ( 1 i g h tw e i g h ta n de a s yr j d e ) ， n e w ( m u l t i p l et y p e s ，n e wd e s i g n ，d e t a c h a b l ea n dc o l l a p s i b l c ) ，f i r m ( h i g hs t r e n g t h ) a n d b a r g a i n i nt h ef u t u r e ，t h ea p p e a r a n c eo fb i c y c l eb e c o m e sd e l i c a t e ，t h es h a p eb e c o m e s b e a n t i f u l ia n dt h ec o l o rb e c o m e sb r i g h ta n dh a r m o n i o u s t h ea p p l i c a t i o no ft h en e w t e c h n i q u e ，n e wt e c h n o l o g y , n e wm a t e r i a l ，a c c e l e r a t e st h ed e v e l o p m e n to ft h eb i c y c l e ， a n dm a k e st h ec o n c e p tc h a n g ei n t ot h ea c t u a l i t yg r a d u a l l y t sr e s e a r c hc o m m e n c e s f r o ms t r u c t u r e ，f e a t u r e sa n df u n c t i o n so ft h eb i c y c l e ，a i d sa ti t sa m u s e m e n t ，l e i s u r e ， v o g u e ，t r a v e l ，a n dp o r t a b i l i t y 1w a si n s p i r e db yt h e ”g r e e nd e s i g n ”，印p l yt h em a t e r i a l w h i c hw i l ln o tp o l l u t et h ee n v i r o n m e n ta n dc o u l dr e c o v e r m o r e o v e r , ie x p r e s san e w c o n c e p tt h r o u g ht h ed e s i g no ft h es t r u c t u r e ，f i g u r ea n df u n c t i o no ft h eb i c y c l e ，c o m b i n e w i t ht h eh y d r o d y n a m i c sp r i n c i p i e a n dt h e nr e l e a s e “i ，i i ，i i ig e n e r a t i o n ，s p e c i a l v e r s i o n ，m e m o r i a lv e r s i o n ，a n ds oo n ”t of o r maw h o l es e r i e s a l lm a k e st h eb i c y c l e b e c o m ean e we l e m e n to ft h ec i t yl i f e ，a n da d dr e l a xt ot h en e r v o u sc i t y t h ed e s i g no fb i c y c l ea tt h ep r e s e n ts t a g ei sw i t hm o r ei n i t i a t i v ep o s t u r e a b u n d a n t v a r i e t y ，i m b u e dw i t hi n d i v i d u a l i z e ds h a p ea c to n em e e ti n d i v i d u a l i z e dr o l eo fd e m a n d a m o n gb i c y c l ef a m i l y t h e r ei sab r o a di m a g i n a t i o nw o r l da tt h em o m e n t ，r e a c hi n e v e r yn o v e lt h i n k i n gi nt h ef o r m u l a t i o no ft h en o v e lm o d e lw a v p a ys p e c i a la t t e n t i o nt o c o n n e c t i n g ，t r a n s i t i o n ，t r a n s f o r m i n gb e t w e e nt r a d i t i o na n dd e v e l o p m e n t ，g e n e r a l i t y a n di n d i v i d u a lc h a r a c t e r ，t h ef o t i nr e g a r d e dak i n do fp e r s o na sm e e t sa n dg u i d e st h e n e wl i f ed e m a n da p p r o p r i a t e l yi n g e n i o u s l y ，f o c u so nt h en e we l e m e n tt h a tt h ec i t y m o v e s k e y w o r d s ：a m u s e m e n t ，l e i s u r e ，v o g u e ，t r a v e l ，f o l d i n g ，n e wc o n c e p t i i 诹1 ：l 亡工繁火兽 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取 得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名 胆 日翔w 辱6 冠甚 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名 日期游月 毖乙 7 日 ， 指导教师签名 日期聊年 湖北工业大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 自行车发展史的了解”3 提起自行车，每个人都不会陌生。现在无论是城市还是乡村，几乎每个家庭 都至少拥有一辆自行车。以车代步、携物运输是人们对自行车功能的普遍认识。 一场席卷全球的非典疫情使自行车的健身功能为不少人所接受。自行车在遭受十 多年的冷落之后，再度成为都市人们的新宠。就先从回顾悠远的自行车发展史入 手。 马匹是最早一批被人类降服的动物。人一旦跨上它那宽阔的脊背，就能以最省 力最舒适的方式走遍大地。但马又是需要相当的技巧才能被驾驶的动物之一，而 人很快便发现让马拉动的方式比爬到马背上去驾驭要轻松省力得多，于是，便有 了轮子，而后出现了四轮马车。四轮马车的确是个不小的发明，但人类的智慧自 然远不止这些，于是，使有了人类历史上两轮的诞生法国人西弗拉克在一个 下雨天，在街头漫步时被经过的四轮马车溅了一身泥，这一溅使他突发奇想：四 轮马车这么宽，应当把马车顺着切掉一半，四个车轮变成前后两个车轮据有 关史料记载，17 91 年，路易十六王宫的大草坪上聚集了许多贵族男女。突然， 人们看到这位名叫孔得德西弗拉克的男士从球场中间穿过。不过他不是像往 常那样奔跑，而是坐在一只奇怪的、装着轮子的“木马”上，用两只脚以奔跑动 作蹬着地面向前行；人们为西弗拉克的“流动木马”所轰动和吸引，称之为“快 行脚”，于是便有人以此作为白行车历史的开始。这辆小车有前后两个木质的车 轮，中间连着横梁，上 面安了一条板凳，像一 个玩具( 如图1 1 ) 。刚 刚出现的新东西肯定 不是那么完善。这辆 “木马轮”既没有传动 链条，又无转向装置， 自然需要改进。 图1 11 7 9 1 年西弗拉克的“流动木马” 湖北工业大学硕士学位论文 图1 21 8 1 8 年德莱斯的“小马崽” 到1 8 1 8 年，一个德国看林人叫德莱斯，也是偶尔的一个想法( 如图1 2 ) ，也 制做了一辆木轮车，样子跟西弗拉克的差不多，不过，他在前轮上加上了一个控 制方向的车把，可以改变前进的方向。但是骑车时依然要用两只脚蹬地，才能推 动车子向前滚动。当时的德莱斯骑着他的“小马崽”上路试验时，遭到不少人的 嘲笑。新东西的出现总会被这样或那样的传统势力所嘲笑，但人类的发明者永远 不会因这些嘲笑而停止。1 8 4 0 年，英格兰的铁匠麦克米伦，在德莱斯发明的“小 马崽”的基础上，进行了改进。他在后轮的车轴上装上曲柄，再用连杆把曲柄和 前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都用铁制前轮大，后轮小。 这样一来，人的双脚真正离开 了地面，由双脚的交替踩动变为轮 子的滚动。1 8 4 2 年，麦克米伦骑 上这种车，一天就跑了2 0 千米( 如 图1 3 ) 。 图1 31 8 4 0 年麦克米伦的自行车 湖北工业大学硕士学位论文 图l _ 41 8 6 1 年米肖父子的自行车 到1 8 6 1 年，法国的米肖父子在 前轮上安装了能转动的脚蹬板，车子 的鞍座架在前轮上面。他们把这辆车冠 以“自行车”的雅名，并1 8 6 7 年在巴 黎博览会上层出，让观众大开眼界( 如 图1 4 ) 。 再后来便有英国的雷诺用钢丝辐 条来拉紧车圈作为车轮f 见图1 5 ) 。 图1 61 8 7 4 年罗松的自行车 图1 5 雷诺的自行车 从西弗拉克一直到雷诺，他们制造的 自行车与现代自行车差别较大，真正具有 现代化形式的自行车是在1 8 7 4 年诞生。 英国人罗松在自行车上别出心裁地装上 链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前 进。但仍然不够协调与稳定( 如图1 6 ) 。 湖北工业大学硕士学位论文 1 8 8 6 年英国的机 械工程师斯塔利，从 机械学、运动学的角 度设计出了新的自行 车样式，装上前叉和 车闸，前后轮大小同， 以保持平衡，并用钢 管制成了菱形车架， 还首次使用了橡胶车 轮。斯塔利不仅改进 了自行车的结构，还图1 71 8 8 6 年斯塔利的自行车 改制了许多生产自行车部件用的机床，为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽 阔的道路，因此他被后人称为“自行车之父”。他所设计的自行车车型与今天自行 车的样子已经基本一致了( 如图1 7 ) 。 1 2 自行车在我国的发展 1 9 2 5 年世界自行车产量已达2 0 0 万辆，其中英国占5 0 ，成为当时主要的输 出国。其后自行车得到广泛的发展，结构上也有了改进和提高。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7 0 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8 0 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。 1 8 8 4 年，中国出版的申江胜景图首次记载了中国开始出现骑自行车的情 景；1 8 9 7 年，中国开始从英国进口自行车；1 9 3 7 年日本人在中国上海、天津和沈 阳三地先后开设自行车厂，但产量极微；1 9 4 9 年中国自行车年产量只有1 5 万辆； 至8 0 年代，中国共有自行车制造厂6 0 余家，自行车零部件厂千余家，基本上形成 了完整的生产体系。n ， 解放后，自行车产业得到快速发展，特别是改革开放后自行车进入了空前鼎 盛时期，凭票购买、“凤凰”、“永久”、“飞鸽”三大品牌一统天下的格局被 打破，数百种品牌和上千种新型款式的自行车纷纷上市，满足了不同消费者的需 求。自行车走进城乡百姓家庭已是不争的事实，自行车的各项功能也得到了不同 体现。 资料表明，在技术进步及生产管理效率的提升下，全球自行车产能逐年提高， 4 湖北工业大学硕士学位论文 据估计每年约超过1 2 亿辆，反观白行车市场年需求量仅约l 亿辆左右，市场呈 现供过于求的状况，激烈的价格竞争已悄然展开。近年来，由于几个主要生产国 家和地区大量扩充产能一尤其是中国1 9 9 9 年产量已接近4 3 0 0 万辆，且预计未来 每年将有8 0 0 0 万辆的实力，全世界自行车市场呈现供过于求的现象。目前全球自 行车市场上，中国大陆产量最高( 4 2 7 0 万辆，1 9 9 9 年) ，约占4 0 ，印度占1 0 ( 1 1 0 0 万辆，1 9 9 7 年) 居次，中国台湾( 7 1 9 万辆，2 0 0 0 年) 与日本( 4 4 9 万辆) 各约 占7 及4 分别居第三第四。中国大陆自1 9 8 8 年起产量就已遥遥领先，出口量亦 冲上全球第一位，不过因为出口单价较低，整体出口值比台湾地区低，且产品以 传统轻便车为主，变速车种比重非常低，短期内在技术方面较难与台湾地区竞争。 整体而言，中国大陆与台湾地区为自行车第一、第二大出口国家和地区，印度近 两年的表现超过意大利，排名世界第三大出口国。 中国大陆同时也是全球自行车最大的需求市场，年需求量约高达2 5 0 0 万辆左 右；美国居次，2 0 0 0 年的统计销售量约为1 1 9 0 万辆；至于日、德两国每年的需求 约有8 0 0 万辆及5 0 0 万辆左右。美国自行车市场需求自1 9 9 4 年达到近1 7 0 0 万辆 后，因国内自行车替换周期延长，以致美国政府虽持续增修自行车专用车道，但 市场需求仍转趋减缩，1 9 9 5 年减为1 6 1 0 万辆，下降幅度约4 ，至1 9 9 7 年市场需 求仍持续降低，需求量降为1 5 0 0 万辆左右，1 9 9 8 年起市场需求量则略有回升，1 9 9 9 年自行车销售量由1 5 8 0 万辆增至1 7 5 0 万辆，2 0 0 0 年提高至1 8 1 0 万辆，增长了 3 4 。在日本市场方面，由于日元强势，造成自行车得以大量进入日本市场，加 以日本自行车业者海外投资生产或海外合作委托生产之产品亦低价回销日本国内 市场，致使日本内需市场规模持续扩大，1 9 9 8 年进口数量仅2 8 9 万轴，1 9 9 9 年则 激增至4 2 6 万辆，2 0 0 0 年更创历年来进口数量的新高，达6 2 3 万辆，约占7 5 的 内需市场。欧洲各国的年来受到高税赋和高失业率的影响，消费支出能力受到牵 制，1 9 9 7 年欧洲自行车销售量总计为1 5 0 0 余万辆，较1 9 9 6 年减少1 0 ，其中德 国仍为最大市场，约占欧盟市场规模的3 0 。虽然如此，在休闲健身及环保概念普 及的欧洲地区，自行车的需求向来相当稳定，1 9 9 9 年欧洲自行车销售统计为1 5 8 0 万辆，较1 9 9 8 年增长4 ，近几年的生产规模也均维持在1 0 0 0 多万辆左右。 据统计，我国自行车保有量中使用10 年以上的占72 ，每年更新量很大。 另据海关总署统计资料显示，2 0 0 4 年1 1 0 月份今年我国自行车整车出口4 4 5 5 5 3 万辆，同比增长2 1 0 ；整车出口金额为1 3 9 3 亿美元，同比增长1 2 7 1 ；平均 单价为每辆3 1 2 7 美元。1 0 月份我国白行车整车出口4 3 9 2 6 万辆，整车出口金额 为1 3 8 亿美元。今年l 1 0 月份我国自行车零部件出口量达到4 0 5 7 万吨，同比 增长1 0 3 5 ；零部件出口金额为6 8 8 亿美元，同比增长1 9 6 3 。1 0 月份我国自 湖北工业大学硕士学位论文 行车零部件出口3 6 9 万吨，零部件出口金额为0 6 3 亿美元。这些都表明t l 行车 产业依然是朝阳产业，自行车仍然拥有庞大的消费群体，是消费者生活中不可或 缺的伙伴。 在普通老百姓眼中，自行车的功能只是一个代步工具，而实际上，自行车应 是一个交通代步、锻炼身体、越野旅游、运动比赛以及少量货物运送的工具。 早在1896 年第一届奥运会上自行车运动就被列入正式比赛项目，在已举 行的22 届奥运会上，l9 届都有自行车比赛；除奥运会外，国际间每年还举办 一届自行车男女锦标赛、男子青少年锦标赛、多日赛及洲、地区级比赛等，l9 0o 年成立了国际自行车联合会。 在新中国成立以后，自行车运动得到了蓬勃发展。l952 年中国人民解放 军第一届运动会把自行车列为比赛项目，第一次正式开始了自行车比赛的历史。 l959 年，北京建成我国第一座标准的自行车赛车场，同年举行的我国第一届 全国运动会将公路自行车赛列为主要竞赛项目，有28 个单位的278 名运动员 参赛。同时我国在国际问进行了大量的自行车运动的交往。l9 78 年8 月，国 际自行车联合会正式接纳我国为国际业余自行车联合会会员国。“3 1 3 选题背景、研究方法、目的和意义 1 3 1 开展论文的时代背景 t l 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。白行车无噪音、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。 随着人们生活水平的不断提高，都市生活现代化不断发展，人们对自行车的 概念也随之发生了改变，也可以说是一种“升级”。 从1 7 9 1 年，法国人西弗拉克发明了最原始的自行车，至今已有二百多年。自 行车诞生于欧洲，于2 0 世纪进入中国，在上个世纪5 0 年代，白行车还是较为稀 少的宠物。6 0 、7 0 年代，自行车已经在人们的生活中占有重要位置，缝纫机、手 表、自行车被列为三大件，成为一个家庭是否富裕的象征。人们谈论“飞鸽、永 久、凤凰”，不啻于今天人们谈论“帕萨特、奥迪、爱丽舍”，谁家的自行车丢 失了，公安局，派出所会立刻侦破。在以轿车为高官专属的年代，自行车是百姓 的自豪。8 0 ，9 0 年代，自行车的生产发生了巨大的变化，干篇一律的老样式被五 光十色的新式自行车代替。“飞鸽、永久、凤凰”也不在独享殊荣。山地车、变 6 湖北工业大学硕士学位论文 速车、高档赛车、电力自行车等遍地开花。在现在，过去自行车单一的实用功能 衍变出娱乐功能，人们不再仅仅是骑车而是玩车。 1 3 2 研究方法、目的和意义 早在1 8 8 8 年约翰k 斯达雷生产出了第一辆现代自行车“安全”自行车， 自行车被做为一种工具进入人类历史，发展至今，自行车种类繁多，形态变化万 千，功能各异。 现今，自行车正向着轻( 重量轻、骑行轻) 、新( 品种多、新款色、可拆卸、可 折叠) 、牢( 强度高) 、廉( 物美价廉) 的方向发展。自行车的造型和外观要进一步 趋向细腻、造型美观、色彩鲜艳和协调。新技术、新科技、新材料的运用，为自 行车的发展添上一双飞翼，并逐步使概念变为现实。本项研究从自行车的结构、 外型及功能入手，以自行车所具备的娱乐、休闲、时尚、旅游、便携的特性为出 发点，并且受到“绿色设计”的启发，在材料上尽可能使用绿色环保、可回收的 材料。通过自行车的结构、外型及功能的设计，结合流体动力学原理，带来一种 新的自行车的概念，并将其系列化，根据时间的推移，推出“一代、二代、三代、； 特别版：纪念板；等等”，使其成为都市生活的个新的元素。意在为紧张的都市 生活增添一笔惬意。 湖北工业大学硕士学位论文 第2 章自行车相关知识 2 1 对自行车的了解同 自行车的品种繁多，可以按不同的方法分类，如按用途可分为载重车、普通 车、轻便车，运动车和竞赛车等；按使用对象可分为男车、女车和童车；按车轮 直径大小可分为2 8 英寸车、2 6 英寸车、2 4 英寸车等：按车架等主体部件的用材 可分为碳钢车、合金钢车、铝合金车等；按车架的结构可分为杆叠车、可拆卸车 和整体车等；此外还有双人串列、健身、杂技等特种自行车。 自行车根据不同的目的的开发设计。因此，要在日新月异的新型自行车中挑选 自己中意的自行车并非易事。例如，在山问骑行，就需要较结实的类型，山地车比较 合适；在柏油马路行驶，则可选择速度较快的公路跑车。由于山地车具有刚度大， 行走灵活等特点，骑乘是不必择途选道，无论街巷漫游还是休闲代步都获得了广泛 的好评。具有缓冲作用的轮胎，不易疲劳的手把，即使在陡峻的坡道上也能够畅快 地骑行的变速器等，保证骑者在各种路面环境上能尽情地享受舒适的骑行乐趣。 以山地车为例，下面是山地车的基本结构的图示( 如图2 1 ) 图2 1山地自行车的基本结构 s h i f t e r s ：变速把h e a d s e t ：车头碗组b r a k e s ：刹车 s u s p e n s i o n ：避震 s e a tp o s t ：座杆w h e e l s ：车轮t i r e s ：车胎c r a n k s e t s ：大齿盘 p e d a l s ：脚踏r i m s ：车圈b o t t o m b r a c k e t s ：中轴 湖北工业大学硕士学位论文 自行车主要由车体部分、传动部分、行动部分和安全装置组成，根据需要可 增加一些附件。四个主要部分又可分解为车架、前叉、前叉合件、车把、前轴、 中轴、后轴、曲柄链轮、脚蹬、飞轮、车轮( 包括轮辋、车胎、辐条) 、链条、鞍 座、车闸、车灯、车铃、反射器等部件。装有变速机构的运动车和竞赛车还装备 变速控制器、前拨链器和后拨链器等。自行车附件有衣架、支架、气筒、保险叉、 挡泥板等。 车体部分主要由车架、前叉、车把、鞍座和前叉组合件等组成。前后轮中心 距上、前叉倾斜角和前叉伸距堤自行车的主要参数。 车架是用普通碳素钢管经焊接而成的菱形桁架结构，车架具有足够的强度， 可以承担骑行者和运载一定货物的重量，以及来自地面的冲击力；前叉通过有上 下两组滚珠轴承的前叉组合件与车架相联接，前叉在车架上可以灵活转动；车把 通过车把中心的斜楔式螺母，用旋紧把心丝杆的办法固定在前叉的主管内，使之 与前叉联接成一组刚性的转向机构，以提供良好的操纵性能：鞍座是通过一根鞍 管与车架刚性联接，以承受人体的全部重量，鞍座的高度可根据骑行者的需要来 调整。 传动部分由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条和飞轮组成。骑车人的双脚踩动 脚蹬，带动曲柄作回转运动，由链轮经链条传到后轴的飞轮而带动车轮旋转。一 般自行车的传动速比是固定的，即行程是一个定值。较高级的和特殊需要的自行 车都装有不同形式的变速传动机构，常见的有中轴变速、传动链变速和后轴变速 三种。 行动部分由前后车轮，通常由前后轴部件、辐条轮辋和轮胎组成。车轮的重 量和轮胎的花纹、规格、质量等都影响骑行的轻快性和舒适性；轮辋和轮胎的重 量一般尽量减轻，以使骑行轻快；轻质轮辋用铝合金制造，轮辋通过辐条与前后 轴联接。 安全装置主要是指制动器，即车闸，其次还有照明设备和鸣号装置等。车闸 是保证骑行者人身安全的重要装置，车闸的种类繁多，基本上分为轮缘闸和轴闸 两类。轮缘闸是通过机械杠杆、推杆、拉杆或钢丝绳等组合结构，直接将高摩擦 系数的闸皮压向轮胎或轮辋，以使车轮制停的机构；轴闸是用各种方式来制停轴 壳的机构，这种车闸不受轮缘不正的影响，制动过程柔和平稳。 照明和反射装置是自行车夜间安全行车的重要装置。照明装置利用蓄电池或 发电机为骑行者照亮前方道路，有定的照明亮度要求；反射装置是一种防护装 置。受其他机动车辆的前灯照射时，它能反射出光亮，提醒对方注意。 9 湖北工业大学硕士学位论文 2 2 自行车的风彩 自行车是克服心脏功能毛病的最佳工具之一。世界上有半数以上的人是死于 心脏病的，骑单车不止能藉腿部的运动压缩血液流动，以及把备注从血管末梢抽 回心脏，事实上却同时强化了微血管组织，这叫“附带循环”。强化血管可以使 你不受年龄的威胁，青春永驻。 除此之外，习惯性的单车运动，更能扩大你的心脏。否则血管愈来愈细，心 脏愈来愈退化，到了晚年，你就会体验到它所带来的烦恼，那时你会发现，自行 车运动是多么的完美。 单车是需要大量氧气的运动，曾经有个老年人以6 天时间，完成了4 6 0 公里 的单车旅行。他说：“老年人一周至少要有3 次运动，使心脏强化起来，恢复正 常功能。你要使心脏激烈跳动，但不可过久。如此它将能适应紧急状况，如赶车 或抵抗困境。” 单车运动同时也能防止高血压，有时比药物更有效。还能防止发胖、血管硬 化，并使骨骼强半。自行车使你不必用药物来维持健康，而且毫无害处。 自行车是减肥的工具，根据统计，7 5 公斤重的人，每小时以9 英里半的速度， 骑7 3 英里时，可减少半公斤体重，但必须每天持之以恒。 单车运动，不只可以减肥，还使你的身段更为匀称迷人。藉运动减肥，或边 节食边运动的人，身材比只先靠节食减肥的人来得更好，更迷人。我不知道如何 来描述“更迷人”，但事实上，运动所带来的结实肌肉，和单车运动所练成的细 小足踝，比令人憔悴、青筋突起的节食，总好看多了吧! 适当的运动能分泌一种荷尔蒙，这种荷尔蒙使你心胸开朗、精神愉快。从经 验中，可知道单车运动就能产生这种荷尔蒙。 事实上因为踩单车压缩血管，使得血液循环加速，大脑摄入更多的氧气，因 此你吸进了更多的新鲜空气。骑过一阵子之后，你会觉得脑筋更清楚。 骑着这种靠本身体力去踩的双轮脚踏车，你会感觉十分自由且令人畅快无 比。它不止是一种减肥运动，更是心灵愉快的放逐。 世界上哪个行业的从业人员平均寿命最长? 据美国有关部门调查，邮递员在 世界各行业中寿命最长，其主要原因就是经常骑白行车。” 有关资料表明：骑自行车具有锻炼内脏器官的耐力和增强心肺功能的作用。由 于骑自行车是异侧支配运动，两腿交替蹬踏，还可使左右两侧的大脑功能均衡协 调发展，从而提高神经系统的敏捷性，同时还起到保护大气清洁的作用。 当今世界上许多国家把自行车列为“绿色产品”和“绿色交通工具”。在汽车 1 0 湖北工业大学硕士学位论文 尾气肆虐之时，骑自行车在世界上许多国家成为仅次于游泳和跑步的健身项目。 环保和健身使自行车业仍具有强大的生命力。 我国是自行车生产和消费第一大国。尽管我国摩托车、小汽车有较快的发展， 但人们收入不算太高，再加上国家的环保政策、城市限制摩托车上路等因素的存 在，自行车仍然有一定的市场。 在我国，由于人口密度较大、道路建设有限，自行车轻便的特点会让更多的人 把它作为出行的首选。 目前，国内生产的自行车愈来愈精巧。从近日网上发布的信息看，北京最近推 出了最小的自行车，总重量为6 4 公斤，比日本生产的最轻的自行车还要轻， 价位在600 元左右，折叠时间只需1 分钟。 一场突如其来的非典给商业带来的前所未有的冲击，自行车市场也不例外； 但不同的是，非典在给其他行业带来消极影响的同时，却刺激了一度萧条的自行 车市场。 非典时期，自行车的销售呈现上升趋势，比往年同期要好，但与其他地市无 法相比。通过非典预防知识的宣传，一些市民开始关注身体锻炼，尘封已久的自 行车又被推了出来。相信自行车经历了20o 年时间考验，不会从人们的生活中 消失。今后自行车的功用将更多地体现在娱乐和健身上。”3 1 1 湖北工业大学硕士学位论文 第3 章自行车设计构思 3 1 对自行车设计可行性思考 3 1 1 对绿色环保的思考 纵观自行车的演进历程，每一地区每一发展时期的自行车的形态与当时当地的 人们的生活方式具有重要关系。总体来讲，自行车的形态总是在不断从简易走向 丰富，从简单地满足使用功能走向实用和精神功能并重；并且总体上表现出随着 技术进步而逐步推陈出新，不断丰富的基本特征。 双休、假日、还有春游和秋游，无论是按部就班地随团出行还是自由自在地 自驾车，畅游之后，大家都迈着些许留恋的步伐，踏上了回家的路途。设想一下 假日后第一天上班的景象，“堵车”不觉间又让你皱起了眉头。那么，为什么不 抛开钢筋铁骨的束缚，骑上自行车，延续无拘无束的好心情呢? 在荷兰首都阿姆斯特丹，从孩子到老人，从邮递员到公司经理，几乎人手一 辆自行车，全城约有4 0 的交通由自行车承担。2 0 0 0 年9 月2 4 日，阿姆斯特丹通 过一项法案，宣布该日为“无机动车日”。继而在2 0 0 1 年又规定，每年的5 月1 2 日为全国“自行车日”和“全国风车日”。在这一天，人们可以骑着自行车沿街 欣赏风车，悠闲的自行车加上美丽的风车，显露了阿姆斯特丹别具风情的一面。 我国一直有“自行车王国”的称号，在马不停蹄地向着“汽车王国”进发的 过程中，环境污染、交通拥堵、健康受损等等一系列问题也随之出现。为此，国 家环境保护总局在( 2 0 0 5 2 0 0 7 年在用机动车污染防治工作要求中明确提出，“为 提高公众和社会各界的环保意识，鼓励有条件的地区和城市设立无车日和自行车 日”。 据有关资料显示，目前全世界有l o 亿多城市人口的健康正受到空气污染的威 胁，到2 0 2 0 年，全世界死于空气污染的人数将达到8 0 0 万；法国每年有近万人被 汽车尾气等造成的污染夺去生命，其中汽车尾气已经成为各种污染源中的“第一 杀手”；我国汽车保有量预计将在2 0 0 5 年达到3 3 5 6 万辆，2 0 2 0 年达到1 3 1 0 3 万 辆；而在我国十一个最大城市中，空气污染每年使5 万人夭折，4 0 万人感染上慢 性支气管炎。 为了减少汽车尾气所带来的空气污染，降低对人们身体健康的损害，提高汽、 柴油的质量，给汽车安装净化器，适度限制私人汽车发展，废尾气排放未达标的 湖北工业大学硕士学位论文 车型适时报废一系列防治办法应运而生，而其中增加自行车作为代步工具在 城市交通中的比例，不失为最积极主动、最绿色环保的一种方法。 除去环境污染，从健身的角度来说，自行车目的设立是在尽可能的条件下选 择自行车为代步工具，实际上也是在选择一种更为健康的生活方式。曾听朋友抱 怨，开上汽车一个月之后，体重竟然猛增了十几斤，往日引以为荣的“魔鬼身材” 瞬间不复存在，这就是“速度”的代价。 或许很多人都没有意识到，冷落了自行车的同时，便也放弃了一种运动身体 的生活方式。骑自行车不仅可以放松肌肉，提高心肺功能，有效锻炼人体心血管 系统，达到缓解身心疲劳的作用，还能提高双腿的力量和耐力素质，预防大腿骨 骼疾患的产生，这对于每天在写字间和驾驶席的狭小空间中转移的人们来说尤为 重要。 在自行车日这一天，骑上久违的单车，沐浴在明媚的阳光中，大口呼吸着新 鲜空气，伸手去触碰迎面低垂的柳条，让清脆的车铃声在大街小巷中、在暮鼓晨 中里再度响起 其实，只要有健康的生活方式，每一天都是自行车日。1 3 1 2 自行车设计概念的思考 在中国这个自行车”王国”里，如果一个成年人不会骑自行车，就如同在巴西 不会踢足球样，会被很多人不理解。在我国自行车的拥有量约5 亿辆，以自行 车作为代步工具的人数在6 亿左右。曾有人形容中国，是架在自行车轮子上的国 家。但是随着人们生活质量的提高和生活观念的转变，自行车在担当代步工具的 同时，更成为了运动休闲活动的最佳工具。人们用自行车玩出许多新花样，也演 变出多种特殊性能的自行车，如：公路自行车、山地自行车、场地自行车、小轮 车、技巧车等。一般来说，小轮车、技巧车作为极限运动的一种，与滑板、轮滑 一样玩的是技巧，目的是在挑战自己的体能，这在青少年中很流行；而公路自行 车、场地自行车作为体育竞赛项目，缺少骑行的乐趣，所以不能在普通人当中流 行；山地旅行车，可以伴你翻山越岭，自在骑行，是被大多数人接受的自行车种 类。 现阶段的自行车的设计以更主动的姿态、更丰富的品种、更富于个性化的形态 在自行车家族中扮演着一个满足个性化需求的角色。眼前有了一个广阔的想象天 地，在每一个新奇的思路到新颖的造型方式的产生当中，特别注意传统与发展、 共性与个性之间的衔接、过渡、转化，以一种人为的形式巧妙地适应和恰当地引 导新的生活需求，着重于都市运动的新元素。 湖北工业大学硕士学位论文 随着人类文明的脚步，人类的生活在动态的变化过程中朝着物质日益丰富、生 活更加艺术化的方向演进，人们更加主张现代生活与自然和谐的主体观念。考虑 以生活需求为出发点，以最少影响生活质量的制造形式为生产手段，以可参与生 态循环链( 如可再生利用原材料) 具有良好的还原性的材料为主体材料源，来设计 符合现代人们生活方式和审美习惯的具有现代产品设计的通用设计语言的原创设 计，同时也体现出都市运动新元素“新”的概念。 3 1 3 了解其他有代表性国家的自行车 英国：在伦敦，常常可以看到每天骑着自行车，穿梭于大街小巷，上门递送紧 急邮件的“自行车信使”。和普通邮递员不同，他们把自己的工作当作一项运动 和生活方式。目前，伦敦共有3 5 0 条自行车专用道，一条总长度达8 0 0 0 公里的自 行车道网络贯穿全国，英国还设想在各主要城市内修建专供自行车使用的封闭式 “高速公路”。 荷兰：荷兰现有自行车1 6 0 0 多万辆，人均一辆多，自行车普及率全世界第一。 荷兰地势平缓，气候温和凉爽，城市道路窄而弯曲，骑自行车方便灵活又健康环 保。目前荷兰自行车道总长约1 9 万公里，是全国高速公路总长度的9 倍。政府 还整顿、增设自行车停车场并加强防盗措施，推行诸如减免骑车人税收、公司职 员购买新车可3 年报销一次等政策。不过，荷兰的自行车盗窃很猖獗，每年有2 0 万辆车被偷。 丹麦：丹麦约5 4 0 万居民共拥有4 2 0 万辆自行车。在哥本哈根市共设1 2 0 处免 费借车点，像超市的手推车一样，人们只需向链锁孔内投进一个l 欧元的硬币， 就可自行取用。自行车用完后可以还到任一存车点，取回吐出的硬币即可，这种 服务在欧洲是首创，并且可租用车的数量也是欧洲第一。9 1 3 2 自行车设计的基本属性 自行车为批量化工业产品，有着产品的基本属性，离不开功能、结构、材料 和工艺等因素的影响，在最终成品上都会打上这些影响的烙印。但因其与人们的 生活方式及使用方式等方面有着特别的作用，所以，在自行车设计当中附加了更 多人文的因素。即使再简易的一个自行车形态，也不能简单地定位为满足使用功 能即可，要花更多的精力去了解和分析自行车的主人以及所在的场所与其形态功 能的需要。只有在基本的使用功能和附加的精神性功能都得到了很好的满足，才 能算得上是一件精彩的产品。相对其他产品而言，自行车设计的属性主要体现在 1 4 湖北工业大学硕士学位论文 功能属性、身份属性和特殊属性。 3 2 1 功能属性 自行车设计的功能属性主要体现在人力脚踏驱动的功能的实现上。自行车的 始祖是我国公元前五百多年的独轮车。清明野史大观卷十一载：“黄履庄所 制双轮小车一辆，长三尺余，可坐一人，不须推挽，能自行。行时，以手挽轴旁 曲拐，则复行如初，随住随挽日足行八十里。”可见我们的前辈们早已经开始探 索白行车及其驱动方式。自行车设计是一个经久不衰的话题，过去是人类对自行 车的一种探索，在现在现代化发展的都市中自行车的设计有赋予了新的含义，结 合自行车的特性，着重于体现在人力脚踏驱动的功能，在设计中将“绿色设计” 的发展方向随时放在心头，充分运用“圆形形态组合”原则，在自行车的造型设 计中进一步探索以合适的形态结构，最大程度地节约材料、空间和减少资源投入 的可能性。 3 2 2 身份属性 身份属性是自行车很重要的属性特征，它与使用者之间有着紧密的不可分割的 联系，带有强烈的感情色彩，它也是设计定位的主要依据之一，是设计师进行品 牌及其造型差异化处理的导向仪。一件产品的功能属性就好比一个赤裸裸的人， 只有给它穿上了身份的