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工业设计毕业设计论文
摘要
上下楼梯是普通日常生活中很平常的一种行为,在那些大量不设电梯的七层以下的住宅楼房居住的居民,尤其是那些老年人和残疾人,上下爬楼在生活上会有诸多的不便。目前无论乡镇还是城市无一不在飞速发展,其中阶梯更是基本的设施之一。如上下汽车、地铁火车有阶梯;登越人行天桥和地下通道需要穿越楼梯;大型商场更是免不了要爬楼下梯。这些在我们看来异常简单的阶梯对那些腿脚不方便的残疾人来说想要通过是很艰难费力的。
基于以上种种因素的考虑,我们设想能不能设计个可以实现上下楼梯的电动轮椅,我们通过在路面电动轮椅的设计基础上进行改装,解决人们在生活中遇到的上下楼梯难题。该电动轮椅的设计,方便了人们的生活。因此,这种电动爬楼轮椅的设计,无论是从实际应用方面还是理论研究方面,都是具有很高价值的。
设计创新之处:
一、对现有此类产品外观进行改进,造型独特、设计感强;
二、充分考虑产品的使用目的,设计出人性化,安全舒适,操作简便的产品;
三、对上下楼梯机的功能进行重新定义,使其功能多元化:上下楼梯、爬越障碍以及物品储存等多功能集合于一身的设计更符合消费者的心理,市场前景无限;
四、充分组合现国内现有比较成熟的生产技术、材料的运用,使产品的成本降低,以求降低残疾人和老年人这些弱势群体生活负担;
五、充分考虑人机关系,设计出具有可调节功能的产品,造型创新、大胆。
对市场进行了细致的调查,经过设计定位,绘制草图、效果图,绘制出产品外观尺寸图,并设计了效果图展示,完成了对爬楼梯轮椅的设计。
关键词:楼梯,人性化,老年人残疾人,人机关系
ABSTRACT
Walkingupanddownstairsisverycommoninourdailylife,inthoseresidentslivingapartmentbuildingwhichdonotsettheelevatorofthesevenlayersbelow,especiallythoseelderlyanddisabledpersons,,,takethetrainandunderground;climbthepassengerfoot-bridgeandpassthroughthesouterrain;Thelargeshoppingcentersisinevitabletousetheladdertohelpclimbingstairs.
Theexceptioninourview,asimpleladderlegsandfeetofthosewhowanttoinconveniencepeoplewithdisabilitiesisverydifficultthroughthelaborious.
Basedontheaboveconsiderations,wecandesignavisioncanbeachieveddownthestairsoftheelectricwheelchairs,'slives,Thus,thedesignofelectricwheelchairsclimbingstairs,eitherfromtheoreticalorpracticalapplicationofresearch,bothwithhighvalue.
Designinnovation:
First,theappearanceofsuchproductstoimprovetheexisting,unique,designsense;
Second,givefullconsiderationtotheintendeduseofproductsdesigneduser-friendly,safeandcomfortable,easytooperateproducts;
Third,ontheupanddownstairstoredefinethefunctionsofmachines,makingitfunctionaldiversification:upanddownstairs,climbingoverobstaclesandmulti-functionalstorageitemsinasetofdesignmoreinlinewithconsumerpsychology,marketprospectsarepromising;
Fourth,thefullportfolioisnowrelativelymaturedomesticproductionofexistingtechnologies,materialsuse,reducethecostoftheproductinordertoreducethedisabledandelderlypeopletheburdenofthesevulnerablegroups;
Fifth,takefullaccountofhumanrelations,designedwithadjustablefeaturesofproducts,innovativestyleandbold.
Conductedadetailedmarketsurvey,afteradesignorientation,drawingsketches,renderings,three-dimensionalcomputermodeloftheconstructionandassemblyofanimation,drawingouttheappearanceoftheproductdimensions,anddesignrenderingsshow,completedthedesignofthemachineanddownthestairs.
KEYWORDS:
stairs,human;elderlyanddisablepeople;Relationshipbetweenmanandmachine
目录
前言...........................................................1
第1章绪论...................................................1
国内外上下楼梯机的研究现状...............................1
设计依据和意义...........................................4
第2章设计调查与分析........................................5
市场调查与用户调查.......................................5
调研分析与设计定位.......................................8
上下楼梯机设计原则.......................................9
第3章草图构思与方案确定..................................10
设计构思................................................10
草图分析比较............................................11
设计深入................................................12
设计方案的优化..........................................15
第4章定稿方案优选.........................................17
功能定案................................................17
色彩定案................................................18
第5章电脑制作效果图及后续设计...........................19
尺寸设定................................................19
计算机三维建模和效果图制作..............................19
第6章结论...................................................20
心得体会................................................20
设计中的缺点及遇到的问题和解决方案......................20
参考文献......................................................22
致谢..........................................................23
前言
爬楼梯对于普通人而言是非常轻松的事情,但是腿脚不灵便的人可就没那么幸运了。在公共场所还可以使用扶梯,但是要在家里安装扶梯显然过于奢侈,也没有必要。所以就有人设计出了这样一款专门为腿脚不灵便的人准备的升降梯。轮椅的确可以给残疾人和其他腿脚不便的人提供了便利,但是传统的轮椅并不能上下楼梯,必须有旁人协助才可以。如果能有一款可以让残疾人依靠自己力量上下楼梯的轮椅那该有多好所以该课题从解决那些上下楼梯不便的人们出行安全方面出发,结合人机和美学进行深入研究,设计出一款产品能够让上下楼梯不方便的人们也能依靠自己的力量安全的上下楼梯。
此外,在目前市场此类产品还不是很多的时候,随着技术水平的逐步提高,相信上下楼梯机的应用也会更加的普及,从而市场前景是非常广阔的。
爬楼梯轮椅的产生不仅可以改善老年人和残疾人的生活状态,而且能够让抚养老人和残疾人的后辈们更加便利的照顾他们,方便了自己也方便了照顾他们的亲人;如此一来,一个人性化的爬楼梯轮椅的设计将会给那些老年人、残疾人、行动不便的人一个崭新的生活状态,使他们能够依靠自己的力量去生活,这样一来他们也不会那么的自卑,他们才会从容的面对生活。
该设计的目的也是为了打破以往相同产品因为价格昂贵而让那些低收入弱势群体望而却步的瓶颈,解决上下楼为难的问题,使他们以比较低的价格就能得到比较高质量的产品从而让他们的生活得以自理得以改善,所以上下楼梯机具有广阔的市场前景,也能给不太成熟的市场以全新的活力!
第一章绪论
国内外爬楼梯轮椅的研究现状
在欧美地区与日本,能够上下楼梯的轮椅,即所谓的爬楼梯轮椅的设计水平都比较的成熟,产品的质量与外观都处于领先的地位,无论是控制技术还是动力驱动技术都领先于其他国家和地区,他们在注重功能的同时也很好的把握了产品的外观,以及他们在人机关系上的考虑都给其他国家提供了借鉴。
国外对爬楼梯轮椅的研究开始得相对较早,最早的专利是1892年美国的Bray发明的爬楼梯轮椅。此后,各国纷纷开始投入对怕楼梯轮椅的生产研究,其中美国、英国、德国和日本占主导地位,技术相对比较成熟,且有一些产品已经投入市场使用。我国对此类装置的研究虽然起步较晚,但近年来也涌现了很多这方面的专利,然而投入实际使用的还很少。
总结目前国内外现有的爬楼梯轮椅,按爬楼梯功能实现的原理主要分为履带式、轮组式、步行式爬楼梯轮椅。下面分别对国外、国内各种类型装置的发展做一下简要介绍,并分析其各自优缺点。
1、履带式
图1-1法国TopChair-s悍马
履带式爬楼梯轮椅的原理类似于履带装甲运兵车或坦克,其原理简单,技术也比较成熟。由英国Baronmead公司开发生产的一种电动轮椅车,车底部设置的是履带传动,可爬楼梯的最大坡度为35°,自重34kg,最大载重量130kg,上下楼梯速度每分种15~20个台阶,充足电后可连续上下楼梯1000级。台阶最大高度不超过27cm。这种轮椅车可在平地自由运行,还可拆卸为两部分,便于装运。如图1-1法国Topchair公司生产的电动爬楼梯轮椅,它的底部有四个车轮供正常情况下平地运行使用,当遇到楼梯等特殊地形时,用户通过适当操作将两侧的橡胶履带缓缓放下至地面,然后把这四个车轮收起,依靠履带无需旁人辅助便能自动完成爬楼等功能。履带型机构的爬楼梯轮椅应用较多,它采用比星型轮机构更为连续的行走方式,传动效率比较高。在上下楼梯过程中,轮椅的重心总是沿着与楼梯台
阶沿的连线相平行的直线运动的,其重心的波动很小,运动非常平稳。且使用地形范围较广,在一些不规则的楼梯上也能使用。它除了具备爬楼梯功能外,也能作为普通的电动轮椅使用。履带式爬楼梯轮椅最大不足是平地行走时阻力较大,运动不灵活,而且转弯不方便,在爬楼梯时履带容易损坏楼梯沿。为克服这一缺点,国内外提出过各种各样的改进机构,一种改进的轮-履带混合机构的爬楼梯轮椅,它在平地行走时利用轮式机构,爬楼梯时放下履带机构进行工作,如此交替使用就能很好的解决平地行动迟缓的问题。
2、轮组式
轮组式爬楼梯轮椅按轮组中使用小轮的个数可分为两轮组式、三轮组式以及四轮组式。轮组式爬楼梯轮椅的爬楼梯机构由均匀分布在“Y”形或“+”字形系杆上的若干个小轮构成。各个小轮既可以绕各自的轴线自转,又可以随着系杆一起绕中心轴公转。在平地行走时,各小轮自转,而爬楼梯时,各小轮一起公转,从而实现爬楼梯的功能。单轮组式结构稳定性较差,在爬楼过程中需要有人协助才能保证重心的稳定;而双轮组式虽能实现自主爬楼,但由于其体积庞大且偏重,影响了它的使用范围。
图1-2iBOT轮椅
美国着名发明家DeanKamen发明的了一种能自动调节重心的如图1-2所示的两轮组式轮椅iBOT。它有6个轮子,前面有一对实心脚轮,后面有两对行星结构的充气轮胎,通过两后轮交替翻转可以上下楼梯。iBOT几乎能适用于所有楼梯,此外它也能在沙滩、斜坡和崎岖的路面上行驶,而且后轮可以直立行走,为使用者提供了更多方便之处,帮助他们能达到正常人的高度。目前新型爬楼梯轮椅中性能指标最高的产品,它结构非常紧凑、运动灵活、“马路牙子”,在沙滩、斜坡和崎岖的路面和小山坡上前进,而且后轮能“站起来”直立行走,使坐在上面的人升高,可以取放位于高处的物体。在平地上前进时,6只轮子同时着地,当遇到崎岖路面、沙土地或斜坡时,由4个后轮驱动行走;只靠一对后轮接触地面的直立模式,iBOT可以保持这种站立姿势,也能直立行走;由两对后轮交替爬台阶的爬楼梯模式。iBOT不仅采用了比普通轮椅复杂的驱动结构,而且安装了多个感知人-轮椅重心位置的陀螺仪,控制器根据陀螺仪的信号时时调整重心的位置,使轮椅能够在不同路面和直立状态下保持平衡。国内外发明了多种星型轮式爬楼梯轮椅,除了iBOT外,大多数都采用3个或者3个以上星型轮,星型轮多的优点是轮椅爬楼梯时的稳定性好,缺点是体积较大,很难在普通住宅楼梯上使用,这也是星型轮式爬楼梯轮椅尽管发明专利很多,真正实施和推广的却很少的主要原因。它最大的优点就是在轮椅重心安装了陀螺仪,控制器根据陀螺仪的信号调整重心的位置,使轮椅能在不同状态下保持平衡。经过数十年的研究开发,它己经由iBOT3000发展到了iBOT400O,功能也越来越强大,是目前该领域中性能最高的产品,它的售价在3万美元左右,相当于一辆中档桥车的价格,难以被普通使用者接受。