产品设计（一）课程设计-儿童自行车产品创意设计4.docx

长安大学工业设计儿童自行车全套设计加扣3012250582 产品调查书第一小组（安全性）目 录 一、产品分析报告3 a典型产品分析3 b普遍产品分析12 二、自行车材料分析16 a车身各部件16 b具体材料分析21 三、用户需求分析25 a数据与分析25 b总结36 四、创意过程37 a Mind Map37 b 331法37 c 奥斯本检核表法39 产品分析报告一 典型产品分析1.凤凰儿童自行车公主车芭比产品分析：适用人群：2-8岁女童特点：采用加厚充气轮胎，反光光滑脚踏板，安全链罩优点：抓地稳固，光洁地面不打滑，注重夜间安全，同时避免了衣物卷入链条缺点：采用高碳钢，车身较重。2.欧莱欧儿童自行车产品分析：适用人群：3-8岁男童特点：车架、连拐、轮胎都得到了一定程度的强化优点：车体坚固稳定缺点：车身较重，摔倒时，会砸伤孩子3. 凤凰儿童自行车产品分析：适用人群：2-8岁男童特点：各部件才用了快拆设计优点：方便拆卸，防止部件滑动缺点：链罩遮盖不完全，易卷入衣物。4.贝嘉琦 儿童自行车小孩子宝宝女童单车12/14/16/18寸 3 6 8岁童车产品分析：适用人群：3-8岁女童特点：采用人体工学坐垫，车体采用铝合金优点：坐起来舒服，车身整体较轻，强度高缺点：辅助轮不稳固5.贝嘉琦学生自行车男女童车产品分析：3-6岁男童特点：针对男童爱闹特点，更加注重避震，采用前后双避震优点：保护孩子的脊椎和臀部发育缺点：车身整体高，偏向越野用途，不适合低年龄儿童骑6.优贝儿童自行车避震小飞熊童车宝宝小孩自行车产品分析：适用人群：低龄儿童特点：偏向越野，车身横梁较高优点：车身稳固，车座可以部分依靠，轮胎较粗缺点：费力，车身高，难以掌握7.好孩子儿童自行车女童产品分析：适用人群：3-6岁女童优点：后衣架可放置物品，把套防滑缺点，车身较重，女童不易驾驭8.优贝儿童自行车哈尼宝贝小孩子童车产品分析：适用人群：低龄儿童特点：车体简约优点：烤漆环保，不易掉漆缺点：没有挡泥板和避震器，雨天无法使用，不能骑行在崎岖的路面9.神舟鸟童车产品分析：适用人群：低龄儿童特点：车身简约优点：有车铃，水杯架，车鞍大，较舒适缺点：没有反光灯，夜间骑行不安全10. 上海永久儿童自行车山地车 产品分析：特点：山地车优点：水杯架位于车体正前方，取拿方便，拥有避震器缺点：挡泥板连接方式不稳固，车把过高，较小孩童可能够不着。二 普遍产品分析随机选取了来自京东，天猫，亚马逊三大购物网站上不同品牌的100款儿童自行车产品进行安全性调查，包括减震，刹车，轮胎，车座，保护罩，脚踏六大方面。同时进行了形态与色彩的分析。安全装置分类统计减震系统2个1个0个3295刹车V刹碟刹油刹9640轮胎越野型平地型982车座靠背式普通提手式264.44保护罩有否982脚踏摩擦普通脚套37630分析：儿童自行车在减震方面普遍欠缺，减震系统对于儿童臀部的保护以及脊椎的发育都有益处，所以应当加强；而在刹车方面，绝大多数采用传统V刹，虽然碟刹安全性能更好，但是成本也较贵，而油刹则成本更高，且难修理；轮胎方面更多采用能应付多种地形的越野胎，虽然在平地上流畅度不好，但是胜在安全；车座多数还是普通车座，但是为了更加安全舒适，可以调整车座的软硬程度并能调节高度，这方面提手式操作更容易；裸露在外的车链极容易使儿童受伤，所以绝大多数都采用了防护罩，而没采用的也是针对大龄儿童的自行车；脚踏摩擦普遍不够，这样儿童的脚极易滑落造成危险，还是应该采用摩擦更强的脚踏。分析：从坐标图可以看出，市面上基本有两种造型：山地车和城市车。山地自行车的多为造型复杂，而城市自行车多为简约造型。这是由于，山地车多为男童车，面临复杂的路面，较大的活动量，需要稳固的车身，更强的减震器，还需要挡泥板、反光板、水杯架等配件。城市车受女童偏爱，路面简单、活动量小，路程近，不需要太多的配件。故，车型受用户的影响很大，我们为什么用户设计就要用哪种造型。分析：从坐标图得出，色彩方面，纯白和纯黑的都极少，这是由于纯白易脏，纯黑不受孩童喜欢。主流的颜色为蓝色、红色、黄色、粉色。而男童偏爱红色、黄色和蓝色，女童基本选择粉色车型。冷色和暖色的分布比较均匀。故选择什么颜色要考虑到为哪个性别的儿童设计。儿童自行车材料分析1.车架（车架的一般材质有：铁，铝合金，钛合金，碳纤维 ）2.车轮（车轮由车轴（花鼓），辐条，金属轮圈和橡胶外胎构成，一般轮圈和辐条都是采用不锈钢或铝合金，车轴用镀镍黄铜，外胎一般是橡胶、轮聚氨酯泡沫等）3.齿盘、曲柄（铝合金、钢是常见的材料，一般表面都有抛光，喷砂处理，高级的还有烤银）4.前叉前叉材质也有铁的，铝合金，或者碳纤维。山地车都是带避震的。5.横把、竖杆（竖杆是连接前叉和横把的零件， 铝合金、碳纤维也是横和竖杆最常用的材质 ） 6.把套（舒适，防滑是把套做基本的特性，材料用镀铬钢管橡胶做成）7.坐垫（由四部分组成（1）表面材料一般用布料、人造革、碳纤、真皮 （2）填充及减震材料有泡沫、硅胶、气垫 、弹簧（3）底板用铁板、塑胶、碳纤 （4）座弓 一般用普通钢、铬钼钢、钛合金、镁合金、碳纤维 ）8. 脚踏（脚踏防滑脱很重要，材料有玻璃钢、塑料、铝合金、镁合金、钢、碳纤维等）9.刹车系统（刹车内垫以前一般用石棉 ，不过现在因为有致癌因素被禁止了，一般是塑料加入各种金属沫陶瓷沫的复合材料。刹车方式分为V刹和碟刹两种，碟盘材质多为不锈钢 。）材料的刚度刚度杨氏弹性模量（GNm ）铬钼钢200207铝合金6979钛116钛合金80130碳纤70-200镁合金4147具体材料分析铬钼钢 它的加工性好，材料便宜，骑感好，但它必需制成薄壁管，这种薄壁的管会有较高的拉伸强度和加工性。铬钼钢的强度较容易逐渐减弱，也就是较容易疲劳的现象。 淬火性好， 对回火处理的抵抗性大， 回火脆性倾向少， 高温加工性好，加工后美观， 熔接性好。焊接容易，冲击的吸收性能好 但容易生锈，金属疲劳显著，但金属疲劳比铝好。 铝合金 铝从外观上看起来是相当耐腐蚀的材料。尤其是经过铝表面钝化处理的强度更大。它的耐腐蚀性极强。 可以制作重量轻的车架，长时间使用外观不怎么变化 但必需进行热处理，否则强度不够。铝是弹性率及刚性低的材料。 碳纤维 碳纤维含有树脂因此也可以说耐酸，碳纤维制自行车不使用时应该避开阳光，日光和环境的温度对它的影响最大。碳纤维车架的特征是轻、不弯曲、冲击吸收性好 可以制造各种形状的车架。 缺点：难于更改尺寸。老化 钛合金 耐腐蚀性极佳，不怕雨水、不怕受伤、沾上水滴也不用抹干净。是钛也有缺点如前述（异种金属腐蚀），如铝制配件和钛制配件接合在一起时逐渐被腐蚀掉。钛合金给人的印象是轻而硬。 可以制作轻量而强度大的车架，不生锈，骑感好 镁合金 不容易腐蚀的活性金属，可以制造重量轻的车架，加工性好 碳钢 碳在钢中有提高强度的作用，含碳量越高，强度越好，但含碳量高于0.8%时，含碳量越高，钢越脆，因此在车架及前叉的材料为强度适中，塑性佳，易加工的中低碳钢，碳含量约0.25%-0.35%。铬钼钢车架的优点(1).加工性好铬钼钢的车架是历史最久的车架，因此对它的研究时间也最长。现在能做到车架所需强度的极薄的管道。(2).冲击的吸收性能好骑感极好，如像弹簧般的骑感。构成车架的铬钼钢管道有优异的吸收冲击的性能。(3).焊接容易铬钼钢比起钛、铝焊接容易。可以设计成名种形状。另外，焊接后也不需要热处理，因此不需要大型的热处理设备，成本低。(4).价格便宜虽然有些高挡次的铬钼钢车架价格贵，但一般价格便宜。也可以说，用便宜的价格买到高挡次的车架铬钼钢车架的缺点(1).容易生锈车架用的铬钼钢含有铬，但是添加量少(不锈钢含有12%的铬)的铁系合金。若没有施有表面处理的话，有伤口时容易生锈。但是一般都有进行防锈加工。自行车的场合，管道的肉压薄，生锈后的影响将会非常大。 (2).金属的疲劳显著(应力集中引起的金属疲劳)同样的冲击力加在各种材料上，铬钼钢薄管所发生的应力最大(容易发生疲劳而引起的破坏)。 (3). 笨重在极度追求器材轻量化的今天，钢7。8/立方厘米的质量让所有人对他望而却步。虽然可以使用轻量化的钢材，并且用抽管技术把管壁抽得极薄，可是还是很难把钢架的重量减到1600克以下。铝合金车架的优点(1).制作质量轻的车架铝作为一种在运动自行车上使用最广泛的材料，最大的优点就是他的重量。铝的刚性和强度都很低，但是铝可以通过增加单位体积上的材料来弥补这一缺憾，而重量仍然不大。另外对于其他的运动自行车的高级材料，铝的价格很低。(2)长时间使用外观不怎么变化铝本身是很容易受腐蚀的金属，在空气中几乎不存在没有被氧化的铝，放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化。铝合金车架的缺点(1).铝是弹性率及刚性低的材料，它的金属疲劳性很差。 (2).铝没有弹性，无法吸收骑行的震动。用铝材制作的硬尾车架会把绝大多数的震动直接传递到骑手的身体上。这就使铝车架坐起来相当的颠簸，乘骑的舒适感很差。 (3).需要进行热处理必需进行热处理，否则强度不够。因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。尤其是6000系的铝合金管，多数情况是管道厂家指定热处理条件。镁合金车架的优点(1).高的比强度、比刚度 镁合金的抗拉强度，弹性模量低于铝合金和钢，但是镁合金的比刚度与钢、铝合金几乎相同，比强度更是优于铝合金，几乎是钢的2倍。因此，镁合金在进行自行车架设计时，通过截面变化及表面处理等手段，可以减轻镁合金性能低的不利因素，改善镁合金的使用性能。 (2).许多镁合金都具有优异的减振性能，能吸收冲击与振动。镁合金的单位减振性能比硬铝高100倍，比合金钢高20倍，比钛合金高300500倍。这一特点使以镁合金为车架的自行车具有更好的骑行舒适性。 (3). 接触性、生物相容性好。镁合金在生物领域的应用日益广泛，舒适的接触性，使其非常适合用于与人体紧密接触的零部件。 镁合金车架的缺点(1).镁的标准电极电位是-2.37V，电负性很强，耐蚀性很差。在潮湿的空气中会发生腐蚀，生成氧化膜薄层。这种薄层脆性大，疏松，耐蚀性很差，在使用过程中需要增加工艺来对其进行防护 (2).压铸镁合金同时具有以下一些缺点： 体积收缩率大。纯镁在结晶凝固时，体积收缩率为4.2，从熔点923K降温至室温时，体积收缩率约为5。镁合金的收缩率与纯美极为接近。由于镁合金的铸造及冷却收缩率很大，铸造镁合金会产生微孔，铸件具有低韧性和高缺口敏感性。 压铸镁合金的试模成本较高，试模时间较长。大多数镁合金零件的原始设计不是镁合金,而是铝合金、钢板冲压和塑料件 儿童自行车安全性调查问卷 本次问卷根据长乐第二小学实地调查，集合大学生，儿童，家长三个群体的意见制作了本次问卷调查。开始时间：2015-12-23 结束时间：2015-12-25样本总数：88 份（线下20：家长10，儿童10； 线上68）数据与分析：第 41 页 共 41 页第1题 1.您认为现在儿童车存在的安全隐患 多选题选项小计比例容易摔44 50%脚趾易卷入车轮48 54.55%手小握不到刹车56 63.64%儿童易被撞伤28 31.82%其他4 4.55%本题有效填写人次88分析：根据现有儿童自行车常发生的安全隐患，前三项问题不相上下，都有近一半以上人认为存在此隐患，所以可以针对这些问题展开改进设计。第2题 您认为儿童自行车是否有必要安装减震系统 单选题选项小计比例是80 90.91%否8 9.09%无所谓0 0%本题有效填写人次88分析：几乎所有的人都认为应该增加这一装置，减震装置可以有效保护儿童的臀部和脊柱，可见减震系统对于儿童自行车的安全性还是很有必要的。第3题 3.您更偏向儿童自行车采用什么类型的材料 单选题选项小计比例坚固性更高的金属类材料36 40.91%使用感觉更柔和的塑料类材料52 59.09%本题有效填写人次88分析：相比较自行车的坚固性，多数用户还是倾向于使用感觉的舒适，也是考虑到坚硬的材料在使用过程中可能会对儿童造成误伤，但也有相当部分用户认为应该采用更加坚固的材料，所以可能综合两种需要会好一些，比如在金属材料外包上柔软性的材料。第4题 您更倾向儿童自行车采用哪种刹车装置 单选题选项小计比例V刹(结构简单，维护方便，但安全性较低）24 27.27%线拉式碟刹（结构较为简便，安全性适中）44 50%油压式碟刹（操作简便，安全性高，但重量高，结构复杂难维护）20 22.73%本题有效填写人次88分析：传统的V型刹车与油压式碟刹不相上下，可见用户在更加安全与操作简便之间难以取舍，因为儿童车的用户群特点还有体积小，操作简便显得十分重要；所以线拉式碟刹的优势在这时就体现了出来，虽然操作性和安全性都不十分突出，但是胜在兼具两种属性，属性均衡，满足多数人需求。第5题 对于儿童自行车的轮胎您更倾向于 单选题选项小计比例越野用外胎（抓地力强，避震效果好，对于小朋友来说阻力略大）8 9.09%休闲式外胎(用于一些普通路面，骑行顺畅）32 36.36%城市用光头山外胎（骑行非常顺畅，但只应用于路面良好的城市路面）0 0%多用途半光头外胎(兼具越野胎与光头胎优点，应付多种路面）48 54.55%本题有效填写人次88分析：单纯的越野用或是平地用轮胎都占少数，而纯平地用轮胎以为其安全性较低，比例更是为零，所以在满足用户安全性基础之上，如可以在路面复杂的地面行驶，应该多考虑操作的流畅性（在平地上可以快速行驶），所以多数选择了多用途轮胎。第6题 对于儿童自行车的车座，您更倾向于 单选题选项小计比例运动型车座（适合运动）20 22.73%宽大型（更加舒适，但重量大）40 45.45%靠背型（安全性高，但影响运动流畅）28 31.82%本题有效填写人次88分析：宽大型坐垫比例最高，相比运动型和靠背型他的优势在于兼具安全性与舒适性，运动型坐垫虽然更适用于运动，但是可能不太适用于儿童群体，而靠背型虽然更加安全和舒适，但是骑行时的流畅度不如其他两项，而且想让儿童掌握骑自行车技巧的用户可能更想儿童用车更贴近于成人用车第7题 对于儿童车的辅助轮，您的看法是 单选题选项小计比例抓地力强，安全性要好60 68.18%只要起到支撑作用，帮助孩子学车的目的就好28 31.82%本题有效填写人次88分析：虽然辅助轮起到支撑作用但是用户对于它的安全性还是有要求的，所以在进行改进设计时安全性要作为最基础的要求。第8题 儿童车链条部分安装保护罩，您觉得有必要么单选题选项小计比例有88 100%否0 0%无所谓0 0%本题有效填写人次88分析：在网上搜集到的资料来看，儿童会经常误把身体比如脚手等伸入到自行车链条里，这已经是儿童自行车最常见的安全隐患之一，从调查结果来看，这一保护罩还是十分必要的。第9题 9.您更倾向于儿童自行车应用哪款脚踏 单选题选项小计比例传统脚踏（简单易用，脚容易滑落，安全性低）48 27.27%摩擦脚踏（摩擦力强，脚不易滑落）56 63.64%带套子的脚踏（安全性好，但影响骑行）8 9.09%本题有效填写人次88分析：儿童由于身体还没有发育完全，脚部经常容易从脚踏上滑落，造成伤害，所以传统脚踏已经不能满足儿童的安全性需求，而带套子的脚踏虽然安全，但是操作起来十分繁琐，相比繁琐的装置，用户宁可选择安全性稍低的传统脚踏，摩擦脚踏则是兼具其他两者优点。总结本次调查针对现有儿童自行车饱受诟病的几点安全性问题展开，通过调查结果，我们发现现有儿童自行车安全性方面的改进空间很大，毕竟在现代社会多数家庭中孩子是重中之重，是全家重要的幸福因素之一。所以用户对于儿童自行车的安全问题也是倍加重视，但是通过分析，我们发现安