仿生沙滩车设计.doc

毕 业 设 计 开 题 报 告 仿生沙滩车设计 学 院： 机械工程学院 班 级： 工 业 0701 学生姓名： XXX 指导教师： XXX 职 称： 讲 师 2010年10月18日毕业设计开题报告课题题目仿生沙滩车设计课题性质A B C D E 课题来源A B C D 成果形式A B C D E 同组同学无开题报告内容（可另附页）具体内容见附页指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名： 月 日 专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字： 教学主任（签章）： 月 日附页：沙滩车的官方名称叫做“四轮全地形车”。全地形车ATV是沙滩车的英文名称（All Terrain Vehicle）的缩写，因其轮胎宽大，增加了与地面的接触面积，从而可以产生更大的附着力，再配以独特的轮胎花纹使其不易打滑，在软质的沙地上也能行走自如，所以人们又称之为“沙滩车”。沙滩车的结构与摩托车很相似，很多部件都可以互相通用，但许多结构如制系、转向系统等方面则与汽车更为接近。这种车型能在沙滩、林区、溪流和沙漠等地区行驶。它的用途很广泛：除了用于运动休闲娱乐外，还可以帮助人们在林区搬运木材，在草原上进行放牧，在农田上耕作，在国防边境巡逻等等。可以说其用途涵盖了农业、畜牧业、林业、狩猎、探险、消防、建筑、交通以及军事等多个领域。一、市场分析目前沙滩车产品最大的市场仍然在美国，而随着沙滩车在全球消费的扩大，美国的沙滩车消费比重将有所下降，而2009的年实际的沙滩车消费水平很可能超过155万辆这一预测值。总的来看，未来四年，全球沙滩车的市场容量将至少在550万辆左右。从市场分布看，美国仍将是第一大消费国；欧洲沙滩车市场将继续呈现快速增长势头，其中以英国和法国增长最快；澳洲由于拥有丰富的旅游资源以及农业资源，将成为拉动沙滩车需求增长的重要力量。我国由于拥有较强的沙滩车生产能力，随着人民收入水平的提高以及对于休闲娱乐需求的大大增加，也将为拉动国际沙滩车市场需求增添助力。1.欧美沙滩车市场沙滩车相对于摩托车日益缩小的利润，呈现出蓬勃发展之势。沙滩车在欧美等重视休闲娱乐生活方式的国家中广受欢迎，拥有很大的市场，每台车的附加价值都很高。在欧美等地，沙滩车除了娱乐用途之外，有些使用者也使用沙滩车来托运农作物或是船具。2.国内沙滩车市场随着国人生活水平的提高，人们的生活方式悄然发生着变化，由“过生活”变为“享受生活”，并且对于休闲娱乐活动越来越注重，沙滩车也逐渐成为人们休闲娱乐活动中的工具之一。中国沙滩车的爱好者越来越多，对沙滩车的兴趣也越来越大，购买的愿望越来越强烈。但是，通过与他们的交流发现，他们对沙滩车的性能、特点、功能、用途等等了解的较少，大多只是看到图片和视频后，产生了喜爱。对于购买、尝试驾驶的愿望日益增强，而对沙滩车性能、安全、使用存在一定的疑虑。基于以上的分析，可以预见的是沙滩车会在世界上越来越流行，沙滩车的购买欲望也会越来越强烈，沙滩车存在广阔的市场前景。于此同时，人们对于沙滩车的造型、安全、功能，整体协调性的要求也越来越高。二、设计分析1.目标人群：2030岁，此人群有能力和精力较剧烈的文化体育活动，也能接受比较刺激的沙滩车的活动。20多岁：多变。对于20多岁的人来说，什么事都有可能，这个世界上还有许多新鲜的事物可以尝试。他们行事大胆、敢于承担风险，乐于学习新鲜的方法和手段，追随潮流，追求生活中的刺激和快乐，可以迅速理解并接受新鲜事物。当他们在沙滩海边游玩时，他们需要赛车的刺激，追求在沙滩上快速行驶的乐趣。所以对于为他们设计的沙滩车需要在转向方式和制动系统上多加考虑，以此保证他们的驾驶安全。30多岁：成熟。不再随心所欲，心理、生理都开始成熟。30多岁似乎是人生最辛苦的阶段，过了而立之年，成了家，有了孩子。事业和家庭都开始稳定，正是开始享受家庭生活的快乐。比如一家几口一起去郊游，去娱乐，有能力也愿意接受新的游戏。在他们使用沙滩车时，车的稳定性成为他们最先看重的品质，中速而稳定是他们所要求的。基于以上的分析，所以我选择2030这个年龄段作为我的目标人群。因为此人群可以接受更为开放的沙滩车的设计，更加强调个体，也有意愿去尝试新的“东西”。他们也有逃离喧嚣的都市，去海边、山林之间去寻找在自然的环境下的刺激与快乐的需求。潜在的购买力应该定位于大型的游乐场、海岸沙滩和旅游风景区的批量购买、一些对沙滩车比赛的爱好者购买改装和一些想与朋友一起进行沙滩车运动的潜在购买人群。2.产品类型分析：按操纵把分有两种： 图1 手把管式操纵图2 方向盘式操纵图3 娱乐运动款的沙滩车图4实用款的沙滩车实用款和运动款的车身尺寸感官不同，前者看起来方正，后者看起来动感；前者可以装载货物，后者主要以娱乐为主。实用款适合希望驾驶时稳定安全卫生的人，运动款适合喜欢追求刺激的人。按动力分有两种：后轮驱动四轮驱动两轮驱动与四轮驱动的选择。如果你要爬较高的台阶，爬较陡的山坡，过泥潭等，最好就选四驱的。如果是一般沙滩车的使用，二驱就可以了。3.现有的产品存在的问题:根据市场调研资料分析，目前市场中沙滩车存在的主要问题总结如下：（1）转向存在问题，容易导致侧翻。（2）常用的沙滩车的电池是置于尾箱后面，使车的平衡不足，容易翻车不安全，而且装拆不便，不利于更换电池及充电。（3）后平叉轴套的问题，导致有时链条一松一紧的。车跑起来经常掉链子，速度稍微高点时，路面有个障碍物让车抖一下链条都会掉，特别是加油上坡的时候，链条随时都可能掉。（4）一般的沙滩车都是二驱,后轮同时驱动,不带差速器,而不带差速器不好过弯，转向不足，容易磨胎。当然，沙滩车带差速器，会导致越野性能会下降。（5）沙滩车“跑偏”很多时候都是因为前束的问题，可以通过调节转向拉杆来解决。或者就是转向节的几个角度(车轮外倾角、主销内倾、主销后倾，当然包括前束)有问题,亦或者左右车轮的磨损情况不同，也会使整车跑偏的。（6）震动问题：一方面的原因是因为车架刚性不足。另一方面，发动机座垫、油箱、手把上、脚蹬处缺少减震作用的橡胶。4.使用环境分析：由于在中国，国家暂时没有法律法规允许沙滩车上路上牌，目录里面没有这个车种（参见中华人民共和国机动车驾驶证管理办法），也不属于残疾人车，而且这个车很明显属于四轮机动车，所以无法像电动自行车那样允许上路。只能在指定场所使用，例如娱乐场所，赛场，农场，森林等，所以反而更增强了沙滩车的娱乐性。沙滩车的使用环境多为大型的游乐场、旅游风景区和海岸沙滩等。在这样的环境中人们会更要求趣味性、刺激性和新奇性的感受。因而娱乐型的沙滩车将成为未来发展的主流趋势，更趣味化，更人性化，更易于操控的沙滩车将成为市场中的主角。根据环境的特定需要，要将沙滩车设计得更加安全、更加实用，让它“回归”自然，“融入”自然。5.技术分析：沙滩车由于是二轮或四轮驱动，越野能力较强，所以尤其适合在松软湿滑地面高速行动。 车架是由钢管焊接成的“空间构架”，发动机和变速机构来源于摩托车，一般是单缸四冲程气冷，也有双缸/二冲程/水冷的组合。悬挂系统源于汽车悬挂系统，前悬采用双叉形臂或滑柱摆臂。后悬会比较复杂，一般采用多连杆、用拖曳臂和硬轴的非独立悬挂。所有悬挂都配有螺旋弹簧和液压减震器。 转向系统，表面上是双手掌握的“摩托车把”，但里面的结构是汽车的转向原理（多数是齿轮齿条）。轮胎为大宽度、高扁平率、深花纹、低气压全地形车。为了防砂，采用鼓式刹车。6.造形分析：大自然中，生物形态有一种“与生俱来”的自由曲面，曲而缓急相生、动静结合、圆润均匀，蕴含温和的本质特征，以丰富的情感、突出的个性取胜。与人造的曲面形态、直线形态相比，生物形态曲而更具自然美感，更倾向儒家的“天人合一”观点，强调人与天地自然的和谐同步，同时满足了人的审美意趣。沙滩车仿生设计以“从自然中来，到自然中去”作为所追求的目标，生物形态天然曲面的应用是将有限的造型空间转化为无尽的精神体悟，创造出具有审美价值的仿生形态，达到“个性化”的需求和“师法造化”的境界。仿生形态既有原生态的稚拙，又极具意象美，促使人们在使用的过程中，改善精神而貌和个性气质，达到动态的互动效果。沙滩车造型仿生设计体现了人与物、人与自然、人与社会之间的和谐共生。结合现在人们对娱乐性和趣味性的要求不断提高，沙滩车本身就像汽车和摩托车的中间体，以及仿生科学的日益风靡。所以笔者认为可以结合仿生学的知识，将动物天然的线条、形状、色彩、特征部位相结合，运用到沙滩车的车身设计上，形似的同时，更追求一种神似。既突出沙滩车特有的娱乐性和趣味性，又突显出沙滩车与众不同的娱乐意义。三、工作思路：1.设计想法：综合以上的各种分析， 本设计准备做娱乐性的沙滩车，同时得出以下几点思路：（1）对现有的沙滩车的质量，色彩，材料，结构进行系统分析之后进行全面优化，优化的同时加入仿生学的知识，将产品的外型与功能进行仿生化的设计，力求找到人、机、环境的相对和谐状态。（2）在进行结构优化的同时，要保证车架本身的刚性，以保证沙滩车整体的稳定性。（3）在发动机座垫、油箱、手把上、脚蹬处增加减震作用的橡胶，以保证尽可能减少车在驾驶时的震动问题。（4）增加二轮和四轮切换装置，在车的后部增加差速器，以保证过弯时驾驶者的安全。（5）将电池的位置向前安放，在车架上放一个能固定电池的底盘，并且在底盘上固定一个方便电池快速装卸的装置（6）为了保证沙滩车的娱乐性，采用链式传动。（7）沙滩车的车架、电池、电机、减速装置、车轮、避震系统、刹车系统、方向把以及驾驶座的合理配置，以保证沙滩车的性能及整体的协调性。（8）以2030岁人群为基准,参考他们的尺寸数据，运用人机工程学知识，对沙滩车的尺寸进行符合这一年龄段的设计。2.设计方法：（1）市场调研与分析，收集大量的相关资料信息。（2）构思方案，草图快速表现。（3）应用计算机手段及设计软件AutoCAD2004、rhino4.0、3DMAX 8.0、Photoshop等设计软件。（4）制作等比例仿真模型，自备材料，尽力真实表现出其实际功能四、课题的准备情况及进度计划周 次计划项目早进入阶段收集资料，明确设计任务第一周相关资料收集和市场调研第二周资料归纳与分析第三周完成前期设计报告第四周形成设计方案（方案草图、创意表达、结构分析和工艺分析）第五周确定设计方案（设计方案的视觉化表现）第六周细化设计方案（设计方案、设计细节展示）第七周细化设计方案（设计方案、设计细节展示）第八周设计效果展示（效果图、三视图、3D草模）第九周设计效果展示（效果图、三视图、3D模型渲染）第十周设计效果展示（效果图、三视图、3D模型最终效果图）第十一周模型制作准备期第十二周初步模型制作第十三周精细模型加工第十四周完成设计说明书，准备答辩五、参考文献【1】丁玉兰.人机工程学.第1版.北京：北京理工大学出版社,2004年【2】江湘云.设计材料及加工工艺.第1版.北京：北京理工大学出版社,2007年【3】张凌浩.产品的语意.第1版.北京：中国建筑工业出版社,2005年【4】哥海德*休弗雷.北欧设计学院工业设计基础教程.第1版.广西：广西美术出版社,2006年【5】伍立峰.设计思维实践.第1版.上海：上海书店出版社,2006年【6】张学东.产品系统设计.第2版.合肥：合肥工业大学出版社,2005年【7】李亦文.产品开发设计.第2版.江苏：凤凰出版传媒集团*江苏美术出版社,2006年【8】邱松.造型设计基础.第2版.北京：清华大学出版社,2008年【9】威廉米歇尔(William J.Mitchell)、克里斯托弗波罗尼柏德(Christopher E.Borroni-Bird)、劳伦斯伯恩斯(Lawrence D.Burns)、田娟.未来车世纪.第1版.北京：中国人民大学出版社,2009年【10】（英）伦敦设计博物馆著，顾嘉唯译.50辆改变世界的车子.第1版，上海：中信出版社,2008年【11】哈德森.产品的诞生：从概念到生产经典产品50例 .第1版.北京：中国青年