校園代步工具設(shè)計

楊金萍 黃圣游

摘要：由于社會的不斷發(fā)展，校園面積的不斷擴大，校園里急需一款新型代步工具的出現(xiàn)。隨著學(xué)生生活水平的不斷提高，越來越多的學(xué)生不喜歡步行，學(xué)生每天步行趕時間上課非常吃緊，甚至有的同學(xué)因此不愿走出寢室，沒有合適的代步工具成為學(xué)生心中的難題，因此一款靈活機動方便快捷的代步工具是學(xué)生急需的，新型代步工具要做到既可以環(huán)保又可以方便學(xué)生停放，解決學(xué)生的出行問題，新型代步工具要具備以下幾個特點，具備高科技、智能化等功能。智能化是未來代步工具時發(fā)展的主流，是當(dāng)今人類社會發(fā)展的必然趨勢。

通過對市場上現(xiàn)有的代步工具的分析，在前人的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，不斷前進，研究出靈活機動，方便存放，多功能的適合學(xué)生使用的代步工具。

關(guān)鍵詞：校園交通;代步工具;人機分析

1緒 論

1.1課題來源

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，越來越多的高校建起新校區(qū)，師生們在享受新校區(qū)帶來舒適的同時，越來越大的校園也給他們的校內(nèi)交通帶來一些不便。“從校門口到最里面的一個宿舍，最少要走上十幾分鐘，學(xué)生每天步行趕時間，上課非常吃緊?！边@是在很多大學(xué)內(nèi)都能聽到的類似聲音。不少大學(xué)生為節(jié)省時間，紛紛購買自行車充當(dāng)代步工具，甚至有一些經(jīng)濟條件較好的同學(xué)購買了摩托車。但是這些代步工具都不能很好的滿足學(xué)生的需求，學(xué)生在學(xué)校騎自行車很不方便，特別是學(xué)校沒有專門停放自行車的位置，很不安全?；遘嚭芏嗳硕疾粫褂?，所以不能很好的在校園普及，因此一款靈活機動、方便快捷的代步工具是學(xué)生急需的。

1.2?本課題研究的意義

通過這次調(diào)查研究對校園代步工具有一個深入的了解，現(xiàn)在在大學(xué)校園內(nèi)學(xué)生的代步工具一般都是使用自行車，但是自行車的體積大、重量沉、不方便攜帶，改進校園代步工具一方面可以幫助解決一部分校園交通問題，另一方面也可以減少學(xué)生花在出行上的時間和精力。如果這兩方面能夠得到一定程度的改善，學(xué)校內(nèi)的生活和工作秩序?qū)⒌玫胶艽蟮奶岣摺Ｒ虼?，設(shè)計一款適合學(xué)生使用的校園代步工具具有很大的意義。

2校園代步工具的發(fā)展歷史及趨勢

2.1?校園代步工具的發(fā)展歷史

從幾千年以前人類開始使用人力和畜力作為個人代步工具之后，人類代步工具就掀開了它漫長的發(fā)展和演變歷史。人們最開始出門徒步行走，到了封建社會人們出行開始坐馬車、轎子，到現(xiàn)如今各式各樣的汽車、電動汽車、自行車、電動自行車、摩托車、以及現(xiàn)在漸漸流行的獨輪車和輪滑等等。

自行車是由人力腳踏驅(qū)動的、至少有兩個車輪的陸地交通車輛，俗稱自由車、腳踏車或單車。自行車無噪音、無污染、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、使用和維修方便，既能作為代步和運載貨物的工具，又能用于體育鍛煉，因而為人們所廣泛使用。經(jīng)過不斷升溫發(fā)展，開始有了山地車、變速車、高檔賽車等代步車。

經(jīng)過經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，又出現(xiàn)了智能化的新型校園代步工具，如現(xiàn)在的代步車。智能化是未來代步工具時發(fā)展的主流，是當(dāng)今人類社會發(fā)展的必然趨勢。

2.2?未來校園代步工具的發(fā)展趨勢

現(xiàn)在的校園面積不斷地擴大，又沒有專門的停車位，能夠隨身攜帶的代步工具越來越受人們的歡迎，能夠解決人們尋找停車位難的問題。未來校園代步工具必然是以美觀個性為基礎(chǔ)，搭載智能與便捷的發(fā)展趨勢。

3校園代步工具的可行性分析

3.1?當(dāng)前校園交通狀況分析

在校園面積已定的前提下，一方面由于高校擴招，校園人口迅速增加。另一方面，車輛增加的速度大于道路的發(fā)展速度，致使交通安全問題成為環(huán)境安全問題中的重要方面。現(xiàn)在很多大學(xué)校園都有專門的公交車，但是時間不準(zhǔn)點，對學(xué)生來說很不方便，很多學(xué)生不愿意乘坐。也有很多學(xué)生在學(xué)校使用自行車和摩托車，由于自行車、摩托車的體積比較大，不方便停放，放學(xué)的人流量比較大，騎自行車也不方便，所以在出行方式中大多數(shù)都是步行，而且大學(xué)生的上課教室不是固定的，學(xué)生上不同的課要更換不同的教室，每天出入的教室比較多，高峰期主要集中在三個時間段早、中、晚。所以，高校的交通狀況急需解決。

3.2?高校學(xué)生消費心理分析

校園代步工具主要針對的消費群體是大學(xué)生，所以，在設(shè)計校園代步工具時一定要根據(jù)大學(xué)生的需求和大學(xué)生的消費心理來設(shè)計，由于大學(xué)生的思想越來越時尚，學(xué)生的消費觀念與消費習(xí)慣也發(fā)生了一些變化，而且，他們在經(jīng)濟上并沒有真正的獨立，但是隨著社會的不斷發(fā)展，大學(xué)生的消費支出來源不再是只有父母供給，而是有獎學(xué)金、打工、貸款等消費方式。針對大學(xué)生的這一消費心理和消費能力，校園代步工具是符合大學(xué)生的消費心理的。

3.3校園代步工具的市場發(fā)展前景

校園代步工具是校園交通中不可或缺的一部分，隨著時代的變化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們校園的代步工具越來越多，校園代步工具的發(fā)展越來越好，給我們每個人的生活都帶來了極大的方便。燃油與尾氣的排放對環(huán)境有不可逆的污染，是大氣污染的主要污染源，因此，我國發(fā)展電動裝置車輛無疑是未來發(fā)展的趨勢，未來校園代步工具的發(fā)展正好順應(yīng)了這一趨勢。未來校園代步工具的發(fā)展會引導(dǎo)著人們向另一種生活方式發(fā)展，我們會因此而改變我們的出行方式。因此，校園代步工具的發(fā)展前景是非常好的。

4校園代步工具的細(xì)節(jié)設(shè)計

4.1?與校園代步車相關(guān)的因素分析

為了使校園代步工具平穩(wěn)行駛，首先要考慮的就是代步車的平衡問題，校園代步工具應(yīng)用的是自平衡系統(tǒng)，再考慮人的坐姿問題，考慮到人坐在上面重心在什么地方，人坐在上面的舒適度，兩者必須結(jié)合起來考慮，這樣才能保證使用者騎著的安全。人騎自行車時重心一般都在車座上，坐時間長了會腰痛，所以新型代步車要注重整個車子的舒適性，減少騎車時產(chǎn)生的疲勞。

4.2?符合人機工程的尺寸選擇

大學(xué)生作為主要的校園消費群體，他們選擇代步車首先考慮的是舒適度和安全性，所以該校園代步工具的設(shè)計應(yīng)該從人機工程學(xué)的角度去分析，項目在考慮人機工程學(xué)尺寸選擇，因為每個人的身高不同，所以重點考慮符合大眾化的尺度，在保持符合適用性的同時，保證了此代步工具的小巧、美觀。經(jīng)過實際考察和實驗數(shù)據(jù)最終得到此類產(chǎn)品的最終尺寸。校園代步工具的長度設(shè)計為：117cm，寬度設(shè)計為62cm，高度設(shè)計為：110cm。

4.3?傳動方式的選擇

傳動系統(tǒng)是代步車行駛的重要組成部分，所以選擇性能優(yōu)越的電動車傳動系統(tǒng)是非常重要的，可以提高電能轉(zhuǎn)化為車的動能的利用率，從而提高車的行駛距離。

現(xiàn)在電動車的啟動方式有很多種：中置式、輪轂式、懸掛式等，現(xiàn)在市面上的電動代步工具大多數(shù)以輪轂驅(qū)動為主，輪轂驅(qū)動的能量強，不易磨損，輪轂驅(qū)動的動力主要來源于后輪驅(qū)動。所以經(jīng)過綜合考慮和研究，設(shè)計方案將采用輪轂驅(qū)動。

4.4?各部件材料的選擇

在自行車企業(yè)追求產(chǎn)品輕量化的過程中，鎂合金因為其出眾的比強度和比剛度而越來越受到生產(chǎn)廠家和消費者的青睞，具有突出的疲勞無記憶性;較好的動力學(xué)性能;與塑料零件相比，具有更好的承受力。本校園代步工具的設(shè)計符合人機工程學(xué)，因為在騎車時，人體體重的70%以上直接作用于鞍座，因此鞍座的舒適度非常重要。此外，鞍座的設(shè)計是保證代步車平穩(wěn)形式的關(guān)鍵，鞍座是人們騎車時接觸時間最長的地方，鞍座還要具有優(yōu)良的耐磨性，所以，鞍座要選擇橡膠材料。本校園代步工具的輪胎采用的是實心輪胎，它的耐磨度極高，這樣就不用擔(dān)心外出時車胎破損。

5“校園·領(lǐng)跑者”設(shè)計方案展示

5.1?方案設(shè)計

根據(jù)學(xué)生的需求設(shè)計了這款校園代步工具，首先這是一款裝有自平衡系統(tǒng)獨輪車形式的代步工具，外型輕便、時尚，視野寬闊，整個車身可以折疊、方便攜帶，車身可以根據(jù)使用者的身高來調(diào)節(jié)自身的高度，滿足不同身高的使用者。腳踏增加了摩擦顆粒，非常的舒適。車的前輪內(nèi)置彈簧避震系統(tǒng)，保證使用者在任何崎嶇的道路上更加舒適安全。車身設(shè)有夜間安全熒光設(shè)計，醒目而美觀，讓使用者夜間出行更加安全。帶有自動充電系統(tǒng)和太陽能板，減少能源的浪費，材料使用鎂合金，非常環(huán)保，整個車身的重量是18Kg，攜帶方便。最終確定方案設(shè)計圖（如圖1-1）。

5.2?技術(shù)性說明

本方案設(shè)計采用自動充電系統(tǒng)和自平衡系統(tǒng)，其主要目的是解決學(xué)生攜帶充電難和平衡等問題。市場上現(xiàn)有的代步工具，設(shè)計的重點都在外形或是使用形式上，而這一款校園代步工具首次使用了自動充電系統(tǒng)，利用計算機、無線通信和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，這款校園代步工具整個車身可折疊、體積小，方便學(xué)生攜帶，車子的重量為18kg，重量輕。設(shè)有油門腳踏和剎車腳踏，可以根據(jù)自己的需要來調(diào)節(jié)車輛的速度，電池采用了鋰電池，擁有快速充電系統(tǒng)，一次沖5小時就可以連續(xù)使用3天，車輛的最大速度為45km/h，這款代步工具配置了前照夜視燈，由于平衡系統(tǒng)對道路的要求很高，所以夜視燈主要是照射地面，來保證車子平穩(wěn)行駛，根據(jù)黑夜的程度調(diào)節(jié)前照燈的亮度。在騎姿方式方面，采用坐姿的方式，避免站著過度勞累。因為每個人的身高和坐姿不一樣，所以整個車身和把手都可以根據(jù)不同使用者的身高來調(diào)節(jié)自身的高度和長度。把式設(shè)計獨特，根據(jù)的自己的需要可以伸縮，供騎著選擇。此外，方案選用的材料是鎂合金，鎂合金具有優(yōu)秀的加工性能以及減震特性，代步很多零部件的加工都是由鎂合金材料整體制作而成，所以用鎂合金可以大大降低生產(chǎn)時的工藝流程。

5.4?實用性說明

經(jīng)過準(zhǔn)確的把握當(dāng)前校園個人代步工具的市場需求，以及本方案針對市場需求設(shè)定清晰的設(shè)計目標(biāo)，本設(shè)計考慮到了校園環(huán)境、校園道路、校園的人流量等，確定了能源使用和車體的大小，代步車用電作動力行駛時沒有噪音，不會打破安靜的校園環(huán)境。滿足了校園個人代步工具在體積、重量、攜帶、存放、速度控制等方面的要求;其次，其獨特的小巧、輕便、簡潔的造型設(shè)計迎合了大學(xué)生時尚性、個性化的消費心理。因此，這款校園代步工具對擁擠的校園交通和學(xué)生來說有很大的實用性。

5.5?經(jīng)濟性說明

由于校園代步工具針對的消費者是學(xué)生，所以對于代步車的本身功能而言，它的功能非常齊全，解決了一般代步車解決不了的問題。最重要的方便了學(xué)生的出入，在材料的選擇上，主要材料是鎂合金，鎂合金成本較低、因體積小巧而耗材少，且可以回收再利用，這在一定程度上降低了自身的制造成本;另一方面，因為這款自行車的制造工藝相對簡單、制造工序相對較少，因此也盡可能的減少了制造成本。對于學(xué)生來說，這款校園代步工具非常經(jīng)濟實用。

總 結(jié)

本次校園代步工具的設(shè)計基于國內(nèi)大學(xué)發(fā)展的背景之下，由于近幾年各大高校均進行擴招，在校學(xué)生數(shù)量明顯增多，并且還有繼續(xù)上升的趨勢，而且各大高校校園面積也在不斷的擴大。所以校園代步工具將成為一大熱點，校園代步工具設(shè)計是針對當(dāng)前我國高校普遍存在的交通問題的一項實際應(yīng)用的課題。在對高校交通狀況和大學(xué)生消費行為具體調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，運用產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的相關(guān)知識，包括基于人機分析的外觀造型設(shè)計、傳動選擇、材料選擇、色彩選擇以及計算機建模和實物建模，對校園代步工具作了系統(tǒng)的、全方位的定位設(shè)計，在設(shè)計的過程中，我遇到了一些問題，經(jīng)過我不斷的修改，最終設(shè)計出了一款能夠適應(yīng)當(dāng)前校園交通狀況和解決學(xué)生校內(nèi)出行的代步工具。

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（作者單位：西南林業(yè)大學(xué)）