《论文学年论文登山 杖结构 设计(定稿)》.doc

论文学年论文登山 杖结构 设计(定稿) 学年论文（课程论文、课程设计）作者登山手杖设计所在学院机械工程学院专业年级工业设计091班指导教师董平职称讲师xx年11月1日摘要登山杖，就是指从事登山运动时使用的辅助器械。 登山杖可以让户外登山穿越活动带来很多的好处，如提高步行的稳定性，减轻腿部的负担。 根据研究，行走时使用登山杖可以减轻至少22%施予腿部和膝盖等肌肉关节的力量，让腿部感觉更舒服！而同时使用两支登山杖能够提供较好的平衡性。 更别忘了找不到树干，它还可以做用防水布搭建雨棚的支杆。 我们主要是通过设计来带到给人登山时候的便捷、省力、舒适的登山杖。 并且我们通过市场调查、人机研究、和用户体验反馈，最终得到我要设计的方案，以简洁，方便、耐用、价格低廉来设计出满足消费者的需求。 驴友们组队登山的那种氛围其乐融融，累并快乐着，越来越多的人开始爱上登山。 但是前行的路往往很艰难，或手拉，或肩扛，或搀扶，或爬行。 给登山折带来了一些麻烦，通过对各种类型的登山杖、使用者、使用环境的分析，我确定了设计的方向，进行功能附加的时候，要充分考虑使用者的需求和附加功能的实际效用与意义。 还有对使用者情感的关怀与互动。 1.2产品介绍1.2.1登山手杖介绍目前登山穿越活动一般使用三节调整式登山杖，具有铝合金/钛合金支杆、碳钨钢尖头、根据手掌设计的把手护垫、以及可快速拆装的雪地圈；高级的登山杖还设有避震系统，减缓手臂的负担！是众多登山爱好者的喜爱产品，并且随着生活水平的提高越来越多的人开始在假期之余进行登山活动。 1.2.2现有产品分析目前市场上登山杖的品牌、种类繁多、各种价位、优劣不等、可是除了材料的使用不同外、造型基本一致，大致可分为两种直握柄型、T型柄型。 现在登山杖的好劣之分无非在于材料与避震系统的添加，除了满足使用者基本的腿部舒适和维持平衡的需要外，缺少了与使用者的互动和对使用者情感和精神的关怀。 有部分的产品也进行了一些小功能的附加，可是往往会起不到实际作用，没有意义。 下面对现存市场的几种类型的登山杖进行优劣分析图1-1探路者图1-2霞光图1-3犸凯奴图1-4艾格利克2.登山杖原理2.1构造2.1.1把手通常用橡胶、软木、塑料和泡棉等材料做成，一般来说前两者材质的抓握感比较舒适，但价格也比较贵。 有些登山杖的把手跟支杆呈15度，这是根据滑雪杖的设计衍生出来的，在下坡时较容易顶住地面达到刹车的效果，但在上坡时或是在平地行走时却不容易顶住地面，必须要很熟练登山杖的使用技巧才能习惯；因此不适合初学者或只在平地行走的使用。 2.1.2腕带通常用橡胶、软木、塑料和泡棉等材料做成，一般来说前两者材质的抓握感比较舒适，但价格也比较贵。 有些登山杖的把手跟支杆呈15度，这是根据滑雪杖的设计衍生出来的，在下坡时较容易顶住地面达到刹车的效果，但在上坡时或是在平地行走时却不容易顶住地面，必须要很熟练登山杖的使用技巧才能习惯；因此不适合初学者或只在平地行走的使用。 2.1.3支杆支杆的材料通常是钢、铝合金和钛合金；钛合金的重量最轻，铝合金次之，重量越轻，价格越贵。 2.1.4避震系统避震系统是在登山杖的内部设有弹簧，可以根据需要缓冲冲击力根据正确的使用方式，上坡时利用登山杖往后推，下坡时利用登山杖与腿部同时承受身体向下的冲击力量，此时需要避震系统来缓和冲击力；可上坡时避震系统却会削减掉向后的推力，也就是说要用更大推力才能达到跟一般登山杖相同的效果，此时避震系统反而成了不必要的装置。 2.1.5滑雪圈滑雪圈可以防止登山杖陷入泥地中，不过登山穿越的环境多有荆棘灌木，滑雪圈反而会妨碍行动的便利性，所以要注意滑雪圈应该可以快速拆装，才不会造成困扰。 2.1.6杖尖材质有橡胶头、铁制、碳钨刚等，碳钨钢最硬，价钱也最贵，橡胶头最便宜，但是也比较不能应付崎岖的户外地形，耐磨性也不如碳钨3.登山手杖材料3.1支杆材料铝合金，坚固、轻便、便宜。 大部分的厂商都采用这种材料。 碳合金，向铝合金一样的坚固，但是重量要更轻一些，但价格比较昂贵。 钛合金，钛合金比铝合金，碳合金都要轻，也更坚固，但价格更昂贵。 现在很多厂商都把钛合金和铝合金混合使用，这样价格比起单纯的钛合金要便宜一些，但强度远远超过铝合金，并且它们的延展性也得到了提高。 用碳合金和钛合金制造的直径都比较小，让人感觉到很轻，在使用的时候你可以把它们甩得很快，很容易把杖尖放到一个合适的位置。 3.2把手通常用橡胶、软木、塑料和泡棉等材料做成3.3手柄材料手柄的材料要让你容易掌握。 采用软木和泡沫塑料手柄的登山杖，通常是手心容易出汗或经常在雨天中徒步人士的首选，因为，这些材料即便是湿了，也有比较好的摩擦力。 采用橡胶材料的手柄，使得时候会比较滑，但是它的手感很好。 采用塑料和木头制成的手柄通常会比较滑，手感也不是特别好，但耐用、强度好。 4.登山手设计工艺4.1可以伸缩的杖杆三节的登山杖比起两节的可以收缩的更短。 4.2减震装置现在有些登山杖采用了弹簧减震装置，可以减少肩膀和收受到的冲击力。 4.3几节装置两节或三节的可以伸缩方便懈怠，并且可以通过调整来适合你的身高或地形。 三节的登山杖比两节的更要方便一些。 4.4长度调整长度锁住以后，要很牢固但又不能太紧，如果太紧，收缩的时候，也会比较麻烦。 可能同一个型号的产品在松紧程度上也有差别，在购买的时候，你可以多试一试，这样就可以挑选到一个松紧合适的登山杖了。 4.5杖尖现在很多登山杖的头采用碳合金材料，比较坚硬，在你使用的时候，即便是查到坚硬的岩石上，也能牢牢地钉住，不容易活动。 登山杖大都提供杖尖橡胶防护套等小配件，这样在比较松软的土地上行走，也不会因为插入太深而拔不出来。 5.现有登山杖的特点5.1现有特点登山杖我一直强调是一项非常重要的装备，归属技术装备范畴，选择登山杖一定要选择国际大品牌的。 国内很多小厂都有在做，无论是自产自销也好，还是对外OEM也好，但是从市面上出现的登山杖来看能过的眼的也就LEKI，MASTER，BD，PETZL，KOMPADELL这几个为数不多的品牌。 不过最近国内上市了一种名为鲁滨逊的登山杖，从做工来看明显比其他国产品牌高了一个档次，外表的拼色设计也更加趋向于国际化，更重要的是这个品牌登山杖主打的是碳素纤维的牌，给登山杖来带了不小的新意。 早在三四年前国内有些品牌就有过碳素登山杖的想法，国内也曾经出现过碳素登山杖的试用，其实用碳素来生产杖早已在雪杖，三脚架等其他产品上成为了很成熟的技术，并且应用的已经相当的广泛，迟迟没有在登山杖上应用主要还是受强度，应用场合等问题的限制。 碳素纤维质地轻，强度高，弹性好。 但是缺点是延展性不佳，并且容易受到侧向切割剪力而发生断裂。 如果加大碳纤维的强度就必须加大碳纤维管的厚度，加大厚度的话重量上自然也就有所增加，和铝相比就没有什么竞争优势了。 在国外著名的做杖老牌子奥地利的KOMPDELL在就将碳素应用到登山杖上了，不过鉴于国内原先KOMPDELL的代理做的并不好，因此一直没能在市场上广泛普及。 这次国内的鲁滨逊登山杖号称从外观设计到生产完全都是国人自主完成的，虽然还没有测试具体效果如何，但这也标志着我们的登山杖已经从原来几十块钱的廉价不可靠产品向着国外的专业产品进了一步。 6.登山杖的分类6.1BD登山杖分类表1-1分类表品牌型号握把腕带杖尖重量节数避震价格长度锁紧杆体BD ContourElliptic Carbon双密度磨砂皮革长杖尖山地篮阻雪篮2683否39062.5-140双关节椭圆形杖身，上段用碳纤BD ContourElliptic Shock双重密度高分子发泡延伸磨砂皮垫长杖尖山地篮3323CTS35568-145双关节椭圆形杖身BD ContourElliptic高分子发泡握把全垫扁带长杖尖山地篮阻雪篮2823否30570-140双关节椭圆形杖身BD SpireElliptic高分子发泡橡胶延伸全垫扁带短杖尖阻雪篮2863否32168.5-140单关节椭圆形杖身BD SpireElliptic高分子发泡握把全垫腕带短杖尖山地篮2833否27263-140单关节椭圆形杖身BD AlpineCF高分子发泡橡胶延伸加垫扁带长杖尖阻雪篮2493碳35062.5-130双关节全碳BD TrailShock双重密度高分子发泡延伸衬垫腕带长杖尖山地篮2923CTS30066.5-140双关节圆形杖身BD Trail高分子发泡橡胶延伸长杖尖2673否25063-145双关节7.登山杖造型的设计要求与限制条件登山杖造型设计的基本原则是实用，经济，美观。 同时还要考虑到市场销售，产品功能，适用人群等方面。 7.1产品的功能登山杖造型设计首先应该保证登山杖功能的充分发挥和顺利实现，并能最大限度的发挥出来。 同时考虑登山杖的内在质量，不能片面追求造型的形式美而忽略性能的先进性，结构的完整性和技术的可靠性。 7.2产品的形态登山杖的造型设计必须在表现功能的前提下，合理运用物质条件的同时，要充分的吧美学艺术融合在整个产品造型中。 使登山杖具有形态美，即使登山杖具有整体性和规则性，使人感到产品完善，将各部分有机的组合成一体，给人一种整体的美感。 构成登山杖形态的造型单元一般是一些简单的几何体，同时运用一些简单的曲线曲面，形态规则，单纯，形象明确，采用人们易于接受的水平面和垂直面，以及现有交通工具流线型的曲面曲线轮廓，且这样的造型设计制造工艺方便，便于大规模，高质量，低成本的生产。 7.3产品的色彩登山杖是人们使用过程中经常看到到的产品，它的色彩能对人产生很重要的心里生理影响，对产品的色彩设计，要充分考虑色彩的精神功能，使所设计的色彩能给人以美的享受，对人们产生积极的效果。 7.4产品的工艺产品的工艺同样影响着产品的造型设计。 通过加工工艺，装饰工艺和材料质感给人的视觉感受，来考虑登山杖的造型设计，能够使登山杖拥有更加完美的造型设计。 7.5产品的宜人性登山杖的造型设计不仅要在形态色彩工艺方面满足人们的心里和生理需求以外，在使用和操作方面，也要适应人们的心里和生理需要。 即人的生理特征和物的协调关系，即登山杖外部构件的尺寸应符合人体尺寸的要求、操作力，操作速度，操作频率等要符合人体动力学条件。 各种显示件要符合人接受信息的要求，使人感到操作方便，舒适安全。 8.登山杖的造型设计总结根据市场现有产品的调查，教育、商用的登山杖一直是市场消费的重点，简洁明确大方的外观造型和简单的银色和金属黑是人们易于接受的。 在外形方面简单的圆柱形组成是登山杖外形的主流造型，这样的造型符合登山杖的产品使用定位，简洁大方，使用时不会给人造成心里生理方面的压力，整体感强。 银色和金属黑是现有产品的主流颜色，给人已稳重结实的感觉。 单一的颜色不会使人产生视觉疲劳，相对于使用环境而言，这样的颜色能给人以美的享受。 在造型工艺方面，制造工艺简单，便于大批量生产，同时降低了成本，提高产品的性价比，易于让市场接受。 在使用的设计方面，要面向大多非专业人士的使用，操作命令简单明确，符合人机学的原理，让人用起来感觉舒适。 参考文献M著者朱序璋书名人机工程学，版次（第二版）出版地西安电子科技大学出版M著者张福昌书名设觉传达设计，版次（第二版）出版地北京理工大学出版大学课程论文（设计）、学年论文评分表题目登山手杖设计作者王广朋专业年级设计091指导教师董平指导教师评语及评分建议此课程设计完