沈文靜 王 碩 孟 果 楊天益 衛(wèi)姿帥 欒海雯 潘 雨 蘇 恒 / 上海電機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院

基于綠色設(shè)計(jì)的自行車(chē)改良設(shè)計(jì)

沈文靜 王 碩 孟 果 楊天益 衛(wèi)姿帥 欒海雯 潘 雨 蘇 恒 / 上海電機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院

本文闡述了中國(guó)現(xiàn)在面臨的廢舊自行車(chē)回收率低的社會(huì)問(wèn)題，以及基于消費(fèi)者需求的多樣化，進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)以及個(gè)性定制的重要性?；谝陨侠砟钐岢鲈O(shè)計(jì)目標(biāo)，分析現(xiàn)有的自行車(chē)的產(chǎn)品，從形態(tài)、材質(zhì)、個(gè)性化以及人機(jī)尺寸四個(gè)方面提出創(chuàng)新性改進(jìn)。通過(guò)研究消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的自行車(chē)類(lèi)型[1]，得出影響自行車(chē)消費(fèi)的客觀因素決定了自行車(chē)的風(fēng)格特征，運(yùn)用環(huán)保的木頭材料和廢舊自行車(chē)上能利用的材料，打造出一輛綠色環(huán)保個(gè)性化的自行車(chē)。從根本上解決廢舊自行車(chē)的回收問(wèn)題，更好的滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求。

綠色設(shè)計(jì)；個(gè)性化；人機(jī)尺寸；廢舊材料

1.緒論

日新月異，科技飛速發(fā)展，現(xiàn)如今有了眾多的交通工具。自行車(chē)經(jīng)過(guò)看200多年的歷史，非但沒(méi)有被淘汰，而且不斷地的改革和完善，現(xiàn)在自行車(chē)在交通界的地位已經(jīng)無(wú)法取代，簡(jiǎn)易便攜綠色環(huán)保是人們?nèi)粘３鲂械氖孜贿x擇。

設(shè)計(jì)目標(biāo)：本項(xiàng)目的研究目標(biāo)將從材料及加工工藝的選擇、產(chǎn)品形態(tài)等多個(gè)角度出發(fā)，來(lái)體現(xiàn)產(chǎn)品良好的綠色設(shè)計(jì)理念。應(yīng)對(duì)人們對(duì)于日常舒適休閑以及流行時(shí)尚品味需求的自行車(chē)改良產(chǎn)品，使得人與產(chǎn)品，環(huán)境更好的融合，真正做到產(chǎn)品為人服務(wù)。

2.設(shè)計(jì)過(guò)程

自行車(chē)的造型設(shè)計(jì)需要服從于自行車(chē)的功能，但是因?yàn)檫@樣就會(huì)有很大的局限性。但是局限并不代表無(wú)法設(shè)計(jì)。自行車(chē)框架作為自行車(chē)設(shè)計(jì)中最重要的設(shè)計(jì)部件，在滿(mǎn)足功能需求及成本的前提下，其選用的材料、管材線條的造型、車(chē)架和前叉外管的涂裝都屬于可塑造的部分。

2.1 形態(tài)設(shè)計(jì)

每個(gè)人對(duì)于美的認(rèn)識(shí)都是不一樣的。在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中，由于人們受到經(jīng)濟(jì)文化、生活理念、價(jià)值觀等不同因素的影響，導(dǎo)致每個(gè)人對(duì)于美的認(rèn)知都是不一樣的。但是在評(píng)價(jià)某一事物的形象時(shí)，在美與丑之間人們又常常存在著一種共識(shí)。設(shè)計(jì)自行車(chē)的時(shí)候需要體現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)美，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理和保證安全的情況下，做到簡(jiǎn)潔、輕巧、方便與可靠。

接著就是自行車(chē)的功能美，在設(shè)計(jì)自行車(chē)的時(shí)候速度、材質(zhì)等這些因素決定了一臺(tái)自行車(chē)的性能，但在自行車(chē)中更為重要的是如何降低空氣阻力，在自行車(chē)騎行過(guò)程中，人和車(chē)是兩個(gè)同樣重要的因素，不合適的自行車(chē)會(huì)使人在騎行中的姿勢(shì)不舒服，容易造成人體疲勞，而它又主要取決于自行車(chē)的外形。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)自行車(chē)的過(guò)程中，功能和美是聯(lián)系在一起的。

根據(jù)前期的調(diào)研，依據(jù)材料及加工工藝，人機(jī)工程學(xué)、產(chǎn)品語(yǔ)義學(xué)、可用性設(shè)計(jì)、日常的舒適性休閑以及流行時(shí)尚的品味需求設(shè)計(jì)了以下幾款自行車(chē)。這些自行車(chē)的設(shè)計(jì)都是在滿(mǎn)足自行車(chē)安全性高的前提下在自行車(chē)可以設(shè)計(jì)的部位上做出設(shè)計(jì)，凸顯出個(gè)性化同時(shí)也滿(mǎn)足環(huán)保的需求。

自行車(chē)在整個(gè)的設(shè)計(jì)上追求穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，突破傳統(tǒng)。傳統(tǒng)的自行車(chē)在結(jié)構(gòu)上都是一個(gè)穩(wěn)穩(wěn)的三角形結(jié)構(gòu)，雖然這樣的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定但是缺乏美感，所以根據(jù)前期的草圖設(shè)計(jì)方案做休整，最后的建模方案中設(shè)計(jì)了一個(gè)在追求穩(wěn)定的的前提下，打破傳統(tǒng)自行車(chē)的三角結(jié)構(gòu)，看上去更加的時(shí)尚，更加的輕便，在車(chē)架和后輪的連接上也是采用了區(qū)別于傳統(tǒng)的連接方式，這樣的連接方式看著更加的具有安全感。

2.2 色彩設(shè)計(jì)

對(duì)人群分為以下三類(lèi)：白領(lǐng)、青少年、專(zhuān)業(yè)騎行愛(ài)好者。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集分析，得到如下情況：

白領(lǐng)：偏愛(ài)簡(jiǎn)約大方風(fēng)格，多選擇黑白灰色調(diào)。

青少年：喜歡炫酷明艷的風(fēng)格，多選擇純色。

專(zhuān)業(yè)騎行愛(ài)好者：傾向于沉穩(wěn)的風(fēng)格，多選擇黑白色。

根據(jù)大家對(duì)色彩的偏好，我們可以看出大方簡(jiǎn)約的純色自行車(chē)更受歡迎。因此在本次的設(shè)計(jì)中我們選擇了竹子的原色，清新自然。既不過(guò)分張揚(yáng)，又能在細(xì)節(jié)上彰顯個(gè)性和品位。同時(shí)也能最直觀的體現(xiàn)我們的環(huán)保理念。簡(jiǎn)單明亮的顏色能使人眼前一亮，因此在竹子原色的主體材料上，我們選用了明亮的純色輪胎，使設(shè)計(jì)更加活潑有趣不沉悶，也能使人的心情更加的舒暢愉悅。

2.3 功能定位

突破傳統(tǒng)式自行車(chē)笨重的缺點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生群體這一目標(biāo)人群做出功能定位。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是在輕巧性、材料綠色化。在滿(mǎn)足目標(biāo)人群基本的需求外，可以說(shuō)本次設(shè)計(jì)最大的功能便是緩解當(dāng)下高校自行車(chē)被隨意扔棄導(dǎo)致現(xiàn)在累積了很多的廢舊自行車(chē)的這一現(xiàn)象，讓這些生活的垃圾很好的有了一個(gè)解決的方案這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)自行車(chē)環(huán)保、可持續(xù)化發(fā)展。根據(jù)學(xué)生的消費(fèi)心理來(lái)說(shuō)，個(gè)性化的自行車(chē)定制能夠更加有效的減少?gòu)U舊自行車(chē)的出現(xiàn)，也是從源頭減少了廢舊自行車(chē)的出現(xiàn)。

2.4 人機(jī)交互設(shè)計(jì)

影響自行車(chē)性能的人體因素包含以下這幾點(diǎn)：

（1）人的自身素質(zhì)與體格

假設(shè)人的身高設(shè)為G，其他身體各部分機(jī)能與G成正比，并且與力量G2，骨骼橫截面G3成比例。

（2）人體的下肢力量

人在騎車(chē)的過(guò)程中，骨骼的肌肉會(huì)把過(guò)內(nèi)部化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。一般與肌肉的截面積成比例約為肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力即---每平方厘米50--60N 。

（3）人身體的輸出功率

一般說(shuō)來(lái)，成年人的最大輸出功率大約是在0.8～0.9馬之間，持續(xù)的時(shí)間是在十一秒左右。

（4）腳踏旋轉(zhuǎn)速度

一般一個(gè)健康的成年人的是70～80次每分鐘，一般腳踏以60次每分鐘最為合適。

（5）人手與手的握力

據(jù)測(cè)試，為了長(zhǎng)時(shí)間的施力于閘而不致使手有疼痛的感覺(jué)，一般只用最大握力的百分之十左右便能得到必要的減速度。所以適宜的直徑尺寸大約在 3～4cm 左右。而把手的長(zhǎng)度應(yīng)以手掌的寬度為基準(zhǔn)，人的手掌寬度一般在 7.1～9.7cm 左右， 所以把手的長(zhǎng)度可以在 12cm 左右。

（6）鞍座與坐骨結(jié)節(jié)

在人體骨骼中，坐骨結(jié)節(jié)屬于人體當(dāng)中耐受壓力最強(qiáng)的部位，它位于骨盆下的位置，面積大約為25cm2，身體的主要重量都是由坐骨結(jié)節(jié)支撐。所以在設(shè)計(jì)自行車(chē)的鞍座的時(shí)候，一定要是鞍座后端的面積要大于前端，這樣坐起來(lái)更加的舒服。當(dāng)人體處于坐姿時(shí)，坐骨結(jié)節(jié)離臀部的末端的距離大約是在10～12cm之間，根據(jù)這個(gè)數(shù)值，鞍座的后端長(zhǎng)度也應(yīng)該調(diào)整到10～12cm。而有百分之五十的人，大腿的厚度大約在13cm左右，所以鞍座的長(zhǎng)度應(yīng)該調(diào)整到22～24cm。要使得騎行者在騎行時(shí)更為舒適的話，鞍座要具有一定的傾斜度。所以經(jīng)過(guò)大量數(shù)據(jù)試驗(yàn)，傾斜角度大約在30°時(shí)，會(huì)讓騎行者感到舒適。

3.小結(jié)

本項(xiàng)目從綠色理念出發(fā)，把環(huán)保材料木材和廢舊自行車(chē)可利用的零部件結(jié)合打造出一輛綠色環(huán)保的自行車(chē)，對(duì)使用人群做了分析，針對(duì)使用人群的心理和行為打造出一輛兼具環(huán)保和個(gè)性化的自行車(chē)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要考慮多方面問(wèn)題，例如自行車(chē)產(chǎn)品有其特殊性，它的結(jié)構(gòu)既承擔(dān)物理功能，又直接體現(xiàn)外觀。它的個(gè)性化和其他產(chǎn)品相比較有一定的難度，但隨著技術(shù)的發(fā)展，這種產(chǎn)品的形式和內(nèi)涵存在著變化的可能性，也具有一定的典型性和代表性。

綠色設(shè)計(jì)理念自行車(chē)涉及多方面理論知識(shí)和技術(shù)手段,雖然本文簡(jiǎn)單研究陳述了一下,但是還是需要進(jìn)行深入的了解和不斷地完善讓自行車(chē)和自行車(chē)行業(yè)出現(xiàn)新的面貌。

[1]溫家寶.十一屆全國(guó)人大一次會(huì)議政府工作報(bào)告.人民日?qǐng)?bào),2008.3.

資金來(lái)源上海電機(jī)學(xué)院上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：A1-5701-17-009-02-95。