小型环保清洁车工业设计开题报告

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上海电机学院毕业设计任务书课 题 小型环保清洁车工业设计 专 业 工业设计 年 级 2010级 姓 名 周鑫鑫 学 号指 导 教 师 (签字) 学 院 院 长 (签字) 2013 年 3 月 7 日注:本任务书由上海电机学院教务处印制。目 录1 选题背景及其意义22 文献综述22.1国内外发展状况33 研究内容53.1产品市场分析53.2温奶器的可行性研究73.3同类产品调研分析104、研究方案174.1人与产品的协调174.2产品与环境的协调174.3人与环境的协调174.4小温奶器外观造型设计的几个方面184.5设计难点205 进度计划21温奶器的工业设计1 选题背景及其意义儿童这一特殊群体承载着每个家庭的希望和梦想。随着现代化生活水平的改善以及经济的增长,望子成龙的家长们对孩子身心健康成长的越来越重视,更卫生,更能保护奶粉的温奶器已成为孩子与生俱来的必须品。在中国这样一个占世界儿童总数比例较大的国家,庞大的儿童产品市场需求量毫不犹豫地成为激发儿童温奶器产业发展的巨大潜力。这次课题研究,我将以工业设计的角度来对温奶器进行设计。考虑到现在市面上已经有同类产品,因此本次设计会尊重现有产品,并在此基础上进行一定的改良设计,其中包括其功能,结构,造型要素以及加工工艺,可行性等进行一定的研究,设计出符合市场需要,面向未来的一款温奶器。2 文献综述温奶器做为孩子从婴儿到儿童这一时期产品的一大门类,针对产品工作原理不同分为加水型温奶器利用水作为传热介质,使奶瓶内的奶受热,达到温奶的目的。这类温奶器通常带有温控旋钮,温控范围40100。免水型温奶器利用空气作为传热介质,使奶瓶内的奶受热,达到温奶的目的。对于这类温奶器,全封闭空间效果较好,但温奶速度较加水型温奶器的速度慢。这类温奶器也可以加水温奶的。数字定时温奶器这类温奶器由微电脑芯片控制,水温比一般的双金属片控制的准确、稳定,温差、波动值通常可以控制在1左右,性能好的产品可以控制在0.5以下,而且有实时水温显示功能。在数字温奶器的基础上增加了定时功能,适合用于宝宝半夜喝奶。使用时,可以事先设置加热时间、加热温度,当达到指定的时间时,温奶器会自动按设定的温度进行加热,加热完毕会自动进入保温状态。既避免了对食物的长时间加热,也确保食物品质不被破坏。独特的双奶瓶的空间设计,一只用来装奶,一只用来装水,宝宝喝奶后可以漱口,更好地保护宝宝的口腔、食道。做到省时、省力、省电。2.1国内外发展状况国外对于温奶器的设计要求特别严格且行业风险很高。原因是人们为加大对婴幼儿这类弱势群体的保护,制定了相关的法律法规,温奶器设计倘若出现质量问题,产品会被召回,惹上官司,甚至于被迫停业整顿或倒闭破产。1.在设计理念上,国外设计师有着更为人性化的设计理念,他们从婴幼儿的饮用的角度作为创新的出发点,认真选择材料,精心设计风格,提高工艺水平,深化安全意识,在使得保证温奶器不会在加热下污染牛奶的同时使婴儿随时饮用到温度合适养分保护全面的牛奶。2.目前,市场上的温奶器逐步向多元化过渡。从功能上来说,更加注重温奶器的使用是否方便,在安全卫生上,更为灵活多变,使清洁更方便,材料安全程度更高。3.现阶段,国内温奶器系列产品的设计方式各有千秋。4.在众多妈妈的心目当中,目前国内比较知名的品牌有贝亲、新安怡、小白熊、安安等。5.贝亲温奶器采用的是先进的高效发热技术,具有快速升温、恒温精确、自动调节的功能。另外适用于加热不同型号的奶瓶及婴儿食品。加热温度一般会自动控制在20-80范围内,以确保食物原有的营养。6.新安怡温奶器使用的是AVENT加热器,可以快速安全的加热母乳,配方奶粉及婴儿食品。且4分钟左右就可以将奶瓶或水杯加热至均匀。7.小白熊温奶器采用先进的高效发热技术来加热,具有快速升温、恒温精等特点。适用于加热不同型号的奶瓶及婴儿食品。另外暖奶器的外壳采用无毒塑料,让宝宝安心使用。8.安安温奶器椭圆的外形,且是微电脑定时控制,无需长时间加热,确保食物品质,同时也能够节省电能。暖奶器也是全封闭空间,实现奶瓶长时间保温节能,也符合绿色环保理念。9.妈妈们对于温奶器,不同品牌也有不同看法,一些妈妈认为贝亲、新安怡的温奶器使用方便,加热快,但价格较贵。小白熊和安安的温奶器便于携带,清洗也方便,性价比较好。丫友可以根据宝宝的实际需要和自己的情况进行选择。3 研究内容3.1产品市场分析用户群首先,从人的角度出发,我们的所针对的最直接的用户即为大众服务的清洁工人。产品:小型清洁车年龄25-65性别多数为女性国籍中国最低学历高中或以下对同类产品的使用经历很少一部分使用过,多数人工清扫阅读水平/母语高中身体缺陷无职业清洁工特殊技能无行为动机水平中等从价格定位来看,从产品的目标用户多数为单位,学校,企业等。因此在设计时,需要偏向于公共设施设计。在满足功能的同时必须与环境相融合。我所设计的这款小型清洁车主要面向城市街道,所以会与城市形象较吻合。 市场前瞻从近期的资料分析来看,路面清扫车的市场发展潜力巨大,在东部沿海经济发达地区路面清扫车市场发展很快,已率先进入路面清扫机械化时期。有资料显示,在北京、上海、广州和深圳等大中城市,路面清扫车的保有量相当可观。但与国外相比,国内还停留在市场的初级发展阶段。国外发达国家从20世纪40年代就开始批量生产路面清扫车,像英国的JOHNSTON、美国的E LG、日本的KATO、德国的FAUN-KUKA等公司目前不管在销量规模、技术档次都处于世界的前列。 路面清扫车逐渐受到青昧的原因主要为:首先是路面清扫车能扫能运,作业方便清扫效率高,除尘效果好;其次是随着道路里程的不断增加、人流车流的增大,道路垃圾越来越多、出现的频率越来越快。每天都用人力清扫、转移已很难完成。随着国内道路的不断扩展,机械化养护已经成为一种必然,而这一切将使得路面清扫车的需求呈现一个快速的增长态势而这必将给国内路面清扫车企业带来无限商机。总之,随着国家不断加大城市化的进程许多新兴的中小城市正在崛起,城市化规模不断扩大同时随着我国公路里程的不断增加,路面清洁养护已经越来越重要。随着我国综合经济实力的不断发展以及劳动力成本的不断提高,路面清扫车的市场前景日渐开好,路面保洁采用路面清扫车作业已经成为一种趋势。路面清扫车在我国经济发达的东部沿海地区已被广泛使用目前正在向中西部地区扩展,可以这样说,路面保洁工作从人力向机械化转变的时代已经到来。3.2小型清洁车的可行性研究小型清扫车的设计分为四个部分:制动系统和外形设计;驱动与传动系统的设计;液压系统的设计;集尘系统的设计,最终装配成一部小型清扫车。清扫车以电瓶作为动力源,电瓶带动液压系统3,从而驱使盘刷4转动,目的是将垃圾扫到车中央,吸口由风机连接,将垃圾吸进集尘箱。排气口5是用来将多于气体排出箱体,使风机能更好的工作。为了简单明了地表示清扫车的总体方案,这里用简单结构原理图说明,如图21的所示。1方向盘;2轮胎;3液压系统;4盘刷;5排气口;6吸口;7集尘箱;8排气箱;图21 总体分布图 驱动方案比较及确定按发动机和各组成部分相对位置的不同,现代汽车的布置与驱动方式通常有5种(如图2-2 所示)图2-2 汽车的驱动方式 方案1,前置后驱(FR)即发动机前置、后轮驱动,这是一种传统的发动机布置与驱动方式。优点是前后轮各司其职,转向与驱动分开,负荷分布比较均匀;缺点是由于传动轴从前面的发动机一直传到后桥上,使车内地板中间凸起,车内座椅不好布置。方案2,前置前驱(FF) 即发动机前置、前轮驱动,这是20世纪70年代末才真正兴世纪起和在技术上逐渐完善的驱动形式,现在大多数中小型轿车都是采取这种方式。此驱动方式具有较多的优点:操纵机构简单、发动机散热条件好;发动机横置缩短了发动机舱的长度,有利于汽车的小型化,而在汽车总长不变的情况下能增大客舱的长度和空间;前轮成为驱动轮,有利于方向控制。其缺点是:上坡时汽车质量后移,使前驱动轮的附着质量减小,驱动轮易打滑;下坡制动时则由于汽车质量前移,前轮负荷过重,高速时易发生翻车现象。 方案3,后置后驱(RR) 即发动机后置、后轮驱动,在大型客车上多数采用这种布置形式,少量微型和轻型轿车也采用这种型式。 方案4,中置后驱(MR) 即发动机放在乘客航与车后轴之间并利用后轮驱动。这种驱动方式只用在一些高性能跑车上,在普通的轿车上较难看到。可以这样说,此车兼具的优点,方向灵敏准确,制动时不会出现头重尾轻的现象。有一个先天不足,即直线稳定性较差,为解决这一问题,所有的车后轮均比前轮大。 方案5,4轮驱动(4WD) 4轮驱动又称全轮驱动,顾名思义,这是指汽车前后的轮子都有动力驱动,可以按照行驶路面状态的不同而将发动机输出扭矩分别分布在前后所有的轮子上,提高汽车的行驶能力。 考虑到清扫车主要在城市路面行驶,其行驶速度比较低,一般是 30 kmh左右,作业速度更小。所以在设计时,要求使得整车结构紧凑,传动效率高,维护简单,操作简便,考虑底盘的空间利用率,所以采用发动机中置,后轮驱动(如图2-3所示),这种布置的特点使是驾驶室的布置不受发动机的限制,噪声小、对载荷分配比较有利。图2-3 后轮驱动 蓄电池选择汽车“电瓶”是汽车上储存电能的装置,学名称“蓄电池”。其作用包括:一是当汽车发动机起动时,向起动机提供电能,并由起动机将电能变为机械转矩,带动发动机的曲轴转动与此同时,蓄电池还向仪表、发电机的磁场线圈以及汽油机的点火系统等供电;二是在汽车运行过程中,当用电设备的用电量超过发电机的供电能力时,蓄电池协同发电机向用电设备供电当发电机出现故障时,则由蓄电池单独向用电设备供电,因此,蓄电池是汽车的第二电源;三是当用电设备负荷较小时,蓄电池接受发电机的充电,将电能储存起来;四是起到滤波器的作用。通过吸收用电负载突变时的过电压,防止损坏汽车上的电子设备。3.3同类产品调研分析1、Marshell DHWQS-3(1)规格参数(2)动力参数(3)产品特点2、Marshell DHWQS-1(1)规格参数(2)(3)产品特点3、瑞清S20电动驾驶式扫地车(1)技术参数(2)产品特点a、电动作业,无噪音,无废气排放。b、瑞请-S20驾驶室扫地车设有驾驶室,并采用汽车悬挂系统,工作时有开汽车的舒适感。c、喷水和吸尘双重降尘,效果更好,二次扬尘小。d、刹车系统采用,助力刹车系统,安全可靠。e、驾驶室内设有天窗,推拉窗,风扇,通风效果好。f、垃圾箱实现自动倒卸垃圾,方便,省力,卫生。4、瑞清S18电动驾驶式扫地车(1)技术参数(2)产品特点a、电动作业,无噪声、无废气排放;b、体积小,转弯灵活,易操作,维修方便;c、集扫、吸于一体,无二次污染,无二次扬尘;d、机械化作业效率高、效果好,机器所到之处一干二净;e、避免人工清扫中出现的尘土飞扬、灰尘难扫、漏扫现象;f、清扫效果好,小到灰尘、铁屑,大到石子、树叶、玻璃;g、电瓶式直流电机驱动,无需外推动,自行驱动前进。4、研究方案一个规范化、标准化、和谐化的设计需要正确处理人、产品和环境三要素的关系,三要素相互关联,一直保持一个动态的相互影响的关系。4.1人与产品的协调 设计应充分地尊重人理解人的特点,以人为基本出发点,用主动、积极的方式去研究人的需求,探索各种潜在的愿望,用一种系统的、整体的观念,把需求、人机工程学、美学及环境因素等有机地融合,进行综合分析,以此确立产品设计的目标。小型道路清扫车结、构设计紧凑,重量轻,具有转弯半径小的特点。现在清洁工人只需手扶车柄,将清扫车从工作地 面向前推行,路面上的树叶、纸屑、沙石都能被打扫干净,垃圾自动装入车内放置的垃圾箱内。一台小型道路清扫车的工作 量等同于多名清洁工人的工作量。4.2产品与环境的协调 环境具有公共性,而不同地域、文化、发展所形成的环境是各不相同的。像上海、 广州等大都市,现代化程度高,遍布高楼大厦;而西安等古都则文化底蕴深厚,是结合大量保护古建筑的城市。这些差异性注定了构成环境的各个要素的不同,这种 差异性 也是对产品提供了一个很好的商机,这也是符合清扫车要成为城市一道亮丽的风景线,做到产品与环境的和谐共生。4.3人与环境的协调在产品设计中,人与环境是分离的,甚至是对立的,需要中介来加以连接、 调和。而产品就是这个媒介,连接着人与环境。小型道路清扫车工作时对外界无污染,清扫时垃圾直接处理到车辆的内部,而车体内部有良好的封闭性,不会二次扬尘,小型道路清扫车的合理应用很好地解决了人与环境之间的矛盾。4.4小型道路清扫车外观造型设计的几个方面外观造型必须考虑车辆的功能性 小型道路清扫车首先属于城市环卫设施,本身也是功能性较强的车辆,其外观造型首先要满足它的使用功能,在设计上主要考虑操作者与车体的形状匹配,清扫的实际效果和储存垃圾的容量,造型时其重心和色彩要与其特殊的作用相适应,由于本身用途独特,通常采用与周围环境不同的线条、形状、色彩和音响以造成警视效果。这都是它的实际所需而致。这也成为小型道路清扫车设计的第一指导思想。但在其外观设计过程中,要防止一味迁就功能而忽视艺术的倾向,也要防止脱离功能的唯美倾向。外观造型必须追求车身的整体感 小型道路清扫车由于功能特殊,车身由车轮系统、车架系统、以及清扫轮、 垃圾箱等四部分组成,所以很有必要强调整体设计,一款成功的外形设计必须在设计的最初阶段,全面地考虑结构、比例、尺度、均衡、质感、色彩、装饰 ,然后放在城市的大。环境和时代的背景下,确立外观风格。所以设计时要精心规划,并在此基础上把握好影响车体整体感的3个因素:车体的总布置,车体的形态语言和车体的装饰设计,依次进行设计。 (1)车身总布置确定了小型道路清扫车的体量关系和基本形状。首先经过总布置设计,车身各个结构部分的相对位置和操作空间尺寸即可确定,按照这些总成的外部轮廓,并考虑到适当的连接,就可定出车身的基本形状。与此同时,必须严格参照各个部件的尺寸,并协同总工程人员解决车身的结构性能和美观形体之间的矛盾。(2)强调车体的形态语言。小型道路清扫车作为一种城市环卫车辆,在外观造型设计上必须同时具备安全,时尚以及其本身作为城市环卫车辆的严谨因素。因此它的车身造型要求线条流畅、简洁明快,以艺术的造型语言体现车身的现代感与坚实稳重的量感。(3)要注重车体的装饰设计。车身的外部装饰就是清扫臂面罩、灯具、装饰条、车轮装饰罩、标志等的造型与安装位置以及车身彩色处理的艺术处理。在设计的过程中,设计人员通常会绘制车身的前视、侧视和后视彩色效果图,以及透视效果图以表达各个色彩方案和装饰件在车身上的艺术效果。合理的装饰设计,可以使车身整个艺术面貌更为完整,各部分比例划分更为合理,更富于美观。车身结构布局合理,车体的形态语言以圆形、弧线为主,表现出和谐、优美的气质。车体的装饰协调,颜色层次丰富,如车灯、标志等部件统一在车体中,是一款极富现代气息的环卫产品。外观造型必须注重色彩的搭配 在小型道路清扫车的外观造型中,色彩给人以最强烈的印象。设计时产品色彩不宜过分单调,也不宜过分艳丽与零乱,一般采用大面积较高明度的色彩统一全局,再选用小面积的低明度色彩使之搭配,采用中性色来联系过渡,从而达视觉平衡。另外在考虑色彩时,还应注意以下问题: (1)考虑车身的安全性小型道路清扫车车身紧凑,主要工作区域为城市道路。从安全角度来说,主色调以明度较高的色彩为宜。像红色、 橙色、 绿色等不仅是目前国际工程机械的流行色而且醒目,警惕过往车辆和行人。(2)考虑气候和地理条件。我国地域辽阔,南北方城市地理环境差别巨大,对颜色的接受程度大不相同,车体使用的颜色因此就要有所选择。由于视觉的需要,选择车体颜色往往和当地环境颜色相反。如在西北城市,采用绿色、蓝色能给人愉快的感觉;而在南方植物覆盖多的城市往往以暖色为主。外观造型必须重视与民族文化的联系产品的外形离不开具体的使用环境,几千年来不同民族、不同时代的消费品蕴藏着不同的审美情趣、审美追求,表现出不同的民族性格、民族心理和人们对实现自我的不同追求,每个民族的产品都有自己的特色。甚至在一个国家内不同城市文化在城市的表现上很可能是以截然不同的面目出现,城市面貌千差万别。因此设计必须要融入当地的文化进去才可能得到持续性的发展。北京大学教授季羡林认为中华文化源远流长,而中国文化的精髓是和谐。在中国文化影响下的设计历来讲究和谐,讲究节制。过分强调设计中的某一方面,必然会导致“失和 ” 这也是在具体的产品设计上对各个因素在动态的发展中求得平衡,将具有差异性、甚至是矛盾性的因素互补融合,构建出一个有机、和谐的整体。4.5设计难点小型清洁车部分设计也是需要遵循汽车设计的设计方法。因为本次设计在造型上要有所突破,所以会参照一些大型汽车或概念跑车的设计元素。之前所说在车身设计上会考虑以弧面为主,在建模上必然会出现一些困难,尤其是高级曲面的建立,既要考虑功能,又要不失美观。在结构上,初步设想的几大分支为:清扫机构,车身机构,吸尘机构。吸尘机构的放置有多种情况,会挑选最为合理的方式与车身结合,考虑到空间的利用率。5 进度计划课题主要内容及进度序 号 各阶段工作内容 时间进度 备 注 1毕业设计动员,制定工作计划第1周2市场调研与用户研究第1周-第2周3翻译文献,完成调研与开题报告第3周4确定设计目标,进行初步设计,完成方案草图第4周-第6周5设计方案分析与论证阶段第7周6详细设计阶段,完成设计方案的电脑效果图第8周-第10周7绘制产品外观工程图及主要壳体结构工程图第11周-第12周8制作方案模型、撰写设计报告书第14周9制作展示版面,准备答辩汇报演示材料第15周10准备答辩第16周参考文献1 王继成产品设计中的人机工程学北京:化学工业出版社,20042 高小伟产品设计色彩计划研究武汉:武汉理工大学,20043 原研哉设计中的设计广西:广西师范大学出版社,20104 范劲松. 安军.个人电动交通工具的工业设计研究.佛山:佛山科学技术学院,20095张争艳.胡吉全.陈定方.李涛涛.陆宁洲.一种集洗扫拖于一体的新型轻便垃圾清扫车.武汉:武汉理工大学物流工程学院,20126刘云成.关于清扫车的选型与应用.天津:天津扫地王专用汽车有限公司.19977万超.司慧.多功能手动清洁车的设计及应用.北京:北京林业大学工学院.20088刘晓伟.李舜酩.姜学敏.多动力观光车的设计与研究.南京:南京航空航天大学能源与动力学院.20119薛艳敏.胡静.张纪军.基于人机工程学的小型道路清扫车造型设计.西安:西安理工大学,200810刘姣娣.陈建飞.薛峰.清洁车研究的技术难点与对策分析石河子大学机械电气工程学院.石河子:石河子质量技术监督局.201211 钦松.小型道路清扫车的造型设计研究.西安: 西安理工大学.200812 钦松.王毅.黄海燕基于和谐化思想的小型道路清扫车造型设计研究.西安:西安理工大学艺术与设计学院.2007指导教师意见 指导教师签名: 年 月 日开题答辩小组意见1、论文选题:有理论意义;有工程背景;有实用价值;意义不大。2、论文的难度:偏高;适当;偏低。3、论文的工作量:偏大;适当;偏小。4、设计或研究方案的可行性:好;较好;一般;不可行。5、学生对文献资料及课题的了解程度:好;较好;一般;较差。6、学生在论文选题报告中反映出的综合能力和表达能力:好;较好;一般;较差。7、学生在论文选题报告中反映出的创新能力:好;较好;一般;较差。8、对论文选题报告的总体评价:好;较好;一般;较差(在相应的方块内作记号“”)建议结论评议小组组长签名:评议小组组员签名: 年 月 日
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