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功能组合法在儿童自行车设计创新中的应用
摘要：随着儿童的成熟，儿童自行车产品在市场上同时发展，条件也越来越普遍。使用自行车时会出现某些问题，例如循环重叠、重复功能和生命周期短，这与此背道而驰。节能原则与环保集约设计理念。本文提出了通过功能叠加、转换和技术实现的设计方法。有机结合青蛙式滑板车和儿童三轮车的开发采用多功能方法.。从人体工程学的角度来看，本文详细阐述了5至12岁儿童的身体大小，并有效地提取了可供使用的多功能儿童自行车的数据。通过倒置车身，自行车的手柄和踏板之间可以互换部件。最后，论文详细分析了自行车的组成、结构设计、车身材料和加工工艺。研究工业产品创新设计为解决自行车问题、扩展功能问题提供了一种有效的设计方法。改善产品市场状况，在实施集约化产品开发的同时，提高节能性能。
1 介绍
对婴儿车市场的调查发现设计存在的问题。第一，技术水平我国的生产婴儿车已达到一定规模和水平，现代设备的数量车间在增加，儿童的设计水平也在提高，然而，在儿童自行车的设计、复制或模仿是一种严重的现象。因此，产品在市场上的同质化是逐渐增加(例如，婴儿步行者，婴儿巡视员，和儿童自行车[3-4])。不同类型的儿童自行车可能采用不同的制造技术，产品在制造、技术、装备和设备同样的并不多。从出生到青春期，孩子们正处于它们的生长和体型迅速变化。因此，儿童产品生命周期短[5]。设计师应该发展更理性的设计，以人为中心人体计量学和产品生命周期，这可能反映最大程度的产品价值。多功能自行车的研究仅限于查找相关和国际参考文献，提供更多的技术创新专利。例如，赛车和健身自行车的设计可以适用于更多的人，需要解决结合多种功能以适应用户所需经费的问题。关于儿童自行车的类似参考文献有缺乏的、罕见的。这种情况可以从两个方面来看待。从多功能自行车研究展望，徐（6），吴，等人[7]和Wostyn[8]研究和设计了一些多功能自行车通过改进结构。有些是将健身自行车固定在车架上，以及另一些是用折叠框架设计的。儿童自行车研究点，根据儿童的要求，设计了一些新的自行车，如作为多用途的婴儿车，助理小自行车。总之，一些创新的想法值得参考，也许适用于儿童自行车的创新设计。然而，基于自行车设计的研究相对较少。关于多函数方法，导出了一个概念工业设计。Lefever，等人[11]，提出了功能分析系统技术(FAST)，这使得想法转化为产品设计。通过自上而下的系统分析。使用快速分析自行车的功能和形状矩阵设计一种结合骑自行车和自行车。Otto等人[13]应用一个乘积黑匣子来设置功能树和介绍了创新的发展。通过实例制作产品。本文提出了一种方便的多功能方法，并得到了不同的模块函数。对自行车车身的需求增加为机械转换。基于工业设计的儿童设计多功能自行车车身不仅解决范围广问题还包括短期问题等。
2功能组合设计法
功能组合是一种简单合理的产品创新设计方法。客户选择产品时的情况[14]这是一个重要的考虑因素。因此，需求的多样化决定了功能组合产品。用这种方法，儿童存在的一些问题自行车可以被解决，如重复功能。对于用户，多功能产品可以满足他们的需要。研究分析功能砂提出一种方法来叠加和转换功能，基于这种方法，目前的制造商可通过适当的技术，坚持节能和环保原则、新颖设计方法、可行的设计概念[15-16]在工业设计领域得到应用。2002，一种产品它结合了电动汽车、摩托车和自行车的特点。2012，河海大学参与江苏省机械创新设计竞赛，设计团队开发了一种产品。多功能设计，用于购物，和婴儿座椅的一种新的机械变形(图1)其中的产品创新设计方法具有指导作用。
图一：三功能组合自行车的研制来自河海大学
3.1儿童与自行车的关系
儿童使用自行车或轮式设备只用于很短的时间。婴儿婴儿车最多可使用二至三年或当孩子五到六个月到三岁的时候。阿婴儿步行者协助儿童在第七或第八个月内学习走路，它的使用时间是大约一年。其他类型的婴儿轮式设备也有相似之处。本研究使用函数组合法问题，是根据功能、风格、组织和总结。
表1.不同类型的年龄组和功能类型儿童自行车
自行车的不同特性如图所示在表1中，是成对组合的，例如婴儿车、三轮车、摩托车和自行车。
图2.不同类型的函数组合形式儿童自行车
以5至12岁的儿童为目标，功能组合产品设计考虑摩托车和自行车的特点，合并滑板车和自行车的特性会产生多功能自行车自行车，图3中儿童自行车人体工程学尺寸儿童产品设计是一个创新的过程。
孩子是任何产品设计的中心。专门为儿童准备的设计产品，充分考虑儿童因素，应用人机工程学在产品设计和开发中起着关键作用，也在生产高质量产品方面的作用[ 18 - 19 ]，孩子们从5岁到12岁，身体发育很快。大小可增加5厘米至6厘米，因此人类工效学身体尺寸的尺寸不能从正常人固定组[20]中提取，下面展示确定不同的身体尺寸的女孩和男孩儿童的自行车。
图3显示5至6岁或11至12岁儿童第五十百分位数的人体工效学尺(Mm)，女孩和男孩的百分位数为第50%，年龄5, 8岁和12岁（分组没有统计学依据）性别，因为女孩和男孩之间的差距是为了适应不同年龄的需求，第五十百分位数上的值是根据孩子的自行车大小。首先，可以将值单独设置为五十英语字母表的第13个字母 ,五十在第五十百分位数上，男女生的M和L50年龄分别为5、8及12岁。这些值由确定5-8岁和8-12岁的平均年龄。第二，通过设置可以获得从a到b的间隔值。具体数值列于表2。
表2.5-12岁儿童自行车尺寸设置
生长高峰期儿童的身体尺寸变化很快，因此，儿童的成长超过了他们的产品。现有的儿童产品是短期生命周期产品，儿童产品设计师需要开发一个合理的设计方案，最大限度地提高产品价值。
4功能组合法应用
4.1典型设计案例
典型设计案例建议的设计结合了各种摩托车和三轮车的特点，特别是每种类型的功能和结构，同时设计结合了人机工程学的特点，设计师[21]认为设计的美学或外观使用多个-维度草图，程序选择，以及详细的开发便携式多功能自行车的设计绘画美，最后使用Pro-Engineering[22].产品的软件开发便携式多功能儿童的设计自行车将在下面讨论。
多功能自行车结合了滑行和骑行，以及从一个函数转换到另一个可以在手柄和踏板之间制造，图4显示了将青蛙风格的滑板车和三轮车以及从三轮车转换为青蛙风格的滑板车，从发现小轮子到把三轮车改装成滑板车，手柄上与较大的前轮互换通过弹簧控制，这辆自行车的主要结构是倒转，小轮连接到前者较大轮的位置，上把手和脚踏板也是可互换的。
图4.可互换方式
图5展示了如何改造多功能自行车，从三轮车到摩托车，这辆自行车起着滑板车的大前轮靠近躯干，大车把和脚踏板可以互换的去除两个金属板和两个螺丝，并通过装配它们再次达到所需的功能，使拆卸变得简单而且方便。
4.2零件和材料的设置结构
零件和材料的设置结构参考结构信息可以确定通过选择反复市场拆解，结构设计方案的制造技术还应设立[23-25]介绍了这些结构，如表3所述。
4.3材料与工艺技术
通过对材料和加工工艺的分析生产儿童自行车的技术市场上，设计师将价格和其他因素结合起来确定最终项目所需的材料。图六显示材料和组件的分布。
图5.从三轮车到滑板车的转换(两个功能)
表3.每种结构的表示和说明
ABS材料具有耐低温、耐冲击等特点。耐低蠕变，尺寸稳定性好，容易。处理和其他属性。因此，踏板和把手是由ABS塑料制成的。车轮聚乙烯[26]，具有腐蚀性电阻和优良的电气绝缘.玻璃纤维也有加固型。螺丝和其他小螺钉零件由铝合金制成，车身框架为[27]大部分是用金属铁做的。
图6.设计项目的材料与工艺技术
5 结束
- 项目提出了创新的产品设计。用有理的多功能设计方法功能叠加、转换和技术执行。
- 本项目还分析了该方案的组合。不同自行车的功能。从人体工程学的角度看，人体的尺寸。提取5-12岁儿，尺寸还建立了多功能自行车。
- 这项研究提出了一种儿童自行车的设计可以执行两种功能，即滑翔和骑马。这两个函数通过交换把手和踏板，自行车车身材料及加工还建立了技术。
- 函数组合法不仅是适用于儿童自行车的创新设计同时延长产品的使用寿命，而且介绍了节能特点及发展强化概念。
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