工業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、上下樓梯是普通日常生活中很平常的一種行為，在那些大量不設(shè)電梯的七層 以下的住宅樓房居住的居民，尤其是那些老年人和殘疾人，上下爬樓在生活上會 有諸多的不便。目前無論鄉(xiāng)鎮(zhèn)還是城市無一不在飛速開展，其中階梯更是根本的 設(shè)施之一。如上下汽車、地鐵火車有階梯；登越人行天橋和地下通道需要穿越樓 梯；大型商場更是免不了要爬樓下梯。這些在我們看來異常簡單的階梯對那些腿 腳不方便的殘疾人來說想要通過是很困難費力的?；谝陨戏N種因素的考慮，我們設(shè)想能不能設(shè)計個可以實現(xiàn)上下樓梯的電動 輪椅，我們通過在路面電動輪椅的設(shè)計根底上進展改裝，解決人們在生活中遇到 的上下樓梯難題。該電動輪椅的設(shè)計，方便了人們的生活。因此，這

2、種電動爬樓 輪椅的設(shè)計，無論是從實際應(yīng)用方面還是理論研究方面，都是具有很高價值的。設(shè)計創(chuàng)新之處：一、對現(xiàn)有此類產(chǎn)品外觀進展改進，造型獨特、設(shè)計感強；二、充分考慮產(chǎn)品的使用目的， 設(shè)計出人性化，平安舒適，操作簡便的產(chǎn)品;三、對上下樓梯機的功能進展重新定義，使其功能多元化：上下樓梯、爬越 障礙以及物品儲存等多功能集合于一身的設(shè)計更符合消費者的心理，市場前景無 限；四、充分組合現(xiàn)國現(xiàn)有比較成熟的生產(chǎn)技術(shù)、材料的運用，使產(chǎn)品的本錢降 低，以求降低殘疾人和老年人這些弱勢群體生活負擔；五、充分考慮人機關(guān)系，設(shè)計出具有可調(diào)節(jié)功能的產(chǎn)品，造型創(chuàng)新、大膽。對市場進展了細致的調(diào)查，經(jīng)過設(shè)計定位，繪制草圖、效果圖，

3、繪制出產(chǎn)品 外觀尺寸圖，并設(shè)計了效果圖展示，完成了對爬樓梯輪椅的設(shè)計。關(guān)鍵詞：樓梯，人性化，老年人殘疾人，人機關(guān)系A(chǔ)BSTRACTWalking up and down stairs is very mon in our daily life, in those reside nts liv ing apartme nt build ing which do not set the elevator of the seven layers below, especially those elderly and disabled persons, climb ing build ing up a

4、nd dow n in life will have a lot of inconvenien ces.Currently, both rural and urban areas are all in the rapid development.And among this development tendency the ladder bee one of the basic facilities.The ladder help us to fluctuation car ,take the train and underground; climb the passenger foot-br

5、idge and pass through the souterrain;The largeshopp ing cen ters is in evitable to use the ladder to help climb ing stairs.The excepti on in our view, a simple ladder legs and feet of those whowant to inconvenience people with disabilities is very difficult throughthe laborious.Based on the above co

6、n siderati ons, we can desig n a visi on can be achieved dow n the stairs of the electric wheelchairs, electric wheelchairs on the road we passed on the basis of modified desig n to address the people dow n stairs in life had challenges.The design of the electric wheelchair to facilitate peoples liv

7、es , Thus, the design of electric wheelchairs climbing stairs, either from theoretical or practicalapplicationofresearch, both with high value.Desig n inno vati on:First, the appeara nee of such products to improve the exist ing, uniq ue,desig n sen se;Second, give fullconsiderationto the intended u

8、se of products designeduser-frie ndly, safe and fortable, easy to operate products;Third, on the up and down stairs to redefine the functions of machines, making it functional diversification: up and down stairs, climbing over obstacles and multi-functional storage items in a set of design more in l

9、ine with con sumer psychology, market prospects are promis ing;Fourth, the full portfolio is now relatively mature domestic production of exist ing tech no logies, materials use, reduce the cost of the product in order to reduce the disabled and elderly people the burde n of these vuln erable groups

10、;Fifth, take full account of human relations, designed with adjustable features of products, inno vative style and bold.Con ducted a detailed market survey, after a desig n orie ntati on, draw ing sketches, renderings, three-dimensional puter model of the construction and assembly of animation,drawi

11、ng out the appearanee of the productdime nsions, and desig n ren deri ngs show, pleted the desig n of the mach ine and dow n the stairs .KEY WORD：stairs, huma n； elderly and disable people； Relati on ship betwee nmanand mach ineIV / 31前言1第1章緒論11.1國外上下樓梯機的研究現(xiàn)狀 11.2設(shè)計依據(jù)和意義 4第2章設(shè)計調(diào)查與分析52.1市場調(diào)查與用戶調(diào)查 52.

12、2調(diào)研分析與設(shè)計定位 82.3上 下 樓 梯 機 設(shè) 計 原 那么9第3章 草圖構(gòu)思與方案確定 103.1設(shè)計構(gòu)思103.2草圖分析比較113.3設(shè)計深入123.4設(shè)計方案的優(yōu)化 15第4章定稿方案優(yōu)選174.1功能定案174.2色彩定案18第5章 電腦制作效果圖及后續(xù)設(shè)計 195.1尺寸設(shè)定195.2計算機三維建模和效果圖制作 19第6章結(jié)論206.1 心得體會206.2設(shè)計中的缺點及遇到的問題和解決方案 20參考文獻2223V / 31爬樓梯對于普通人而言是非常輕松的事情，但是腿腳不靈便的人可就沒那么 幸運了。在公共場所還可以使用扶梯，但是要在家里安裝扶梯顯然過于奢侈，也 沒有必要。所以就

13、有人設(shè)計出了這樣一款專門為腿腳不靈便的人準備的升降梯。 輪椅確實可以給殘疾人和其他腿腳不便的人提供了便利，但是傳統(tǒng)的輪椅并不能 上下樓梯，必須有旁人協(xié)助才可以。如果能有一款可以讓殘疾人依靠自己力量上 下樓梯的輪椅那該有多好？所以該課題從解決那些上下樓梯不便的人們出行平安 方面出發(fā)，結(jié)合人機和美學(xué)進展深入研究，設(shè)計出一款產(chǎn)品能夠讓上下樓梯不方 便的人們也能依靠自己的力量平安的上下樓梯。此外，在目前市場此類產(chǎn)品還不是很多的時候，隨著技術(shù)水平的逐步提高， 相信上下樓梯機的應(yīng)用也會更加的普及，從而市場前景是非常廣闊的。爬樓梯輪椅的產(chǎn)生不僅可以改善老年人和殘疾人的生活狀態(tài)，而且能夠讓撫 養(yǎng)老人和殘疾人的

14、后代們更加便利的照顧他們，方便了自己也方便了照顧他們的 親人；如此一來，一個人性化的爬樓梯輪椅的設(shè)計將會給那些老年人、殘疾人、 行動不便的人一個嶄新的生活狀態(tài)，使他們能夠依靠自己的力量去生活，這樣一 來他們也不會那么的自卑，他們才會沉著的面對生活。該設(shè)計的目的也是為了打破以往一樣產(chǎn)品因為價格昂貴而讓那些低收入弱勢 群體望而卻步的瓶頸，解決上下樓為難的問題，使他們以比較低的價格就能得到 比較高質(zhì)量的產(chǎn)品從而讓他們的生活得以自理得以改善，所以上下樓梯機具有廣 闊的市場前景，也能給不太成熟的市場以全新的活力！圖1-1法國TopChair-s 悍馬第一章緒論1.1國外爬樓梯輪椅的研究現(xiàn)狀在歐美地區(qū)與日

15、本，能夠上下樓梯的輪椅，即所謂的爬樓梯輪椅的設(shè)計水平 都比較的成熟，產(chǎn)品的質(zhì)量與外觀都處于領(lǐng)先的地位，無論是控制技術(shù)還是動力 驅(qū)動技術(shù)都領(lǐng)先于其他國家和地區(qū)，他們在注重功能的同時也很好的把握了產(chǎn)品 的外觀，以及他們在人機關(guān)系上的考慮都給其他國家提供了借鑒。國外對爬樓梯輪椅的研究開場得相對較早，最早的專利是1892年美國的Bray創(chuàng)造的爬樓梯輪椅。此后，各國紛紛開場投入對怕樓梯輪椅的生產(chǎn)研究，其中美 國、英國、德國和日本占主導(dǎo)地位，技術(shù)相比照較成熟，且有一些產(chǎn)品已經(jīng)投入 市場使用。我國對此類裝置的研究雖然起步較晚，但近年來也涌現(xiàn)了很多這方面 的專利，然而投入實際使用的還很少。總結(jié)目前國外現(xiàn)有的爬

16、樓梯輪椅，按爬樓梯功能實現(xiàn)的原理主要分為履帶式、輪組式、步行式爬樓梯輪椅。下面分別對國外、國各種類型裝置的開展做一下簡要介紹，并分 析其各自優(yōu)缺點。1、履帶式履帶式爬樓梯輪椅的原理類似于履帶裝甲 運兵車或坦克，其原理簡單，技術(shù)也比較成熟。 由英國Baronmead公司開發(fā)生產(chǎn)的一種電動輪 椅車，車底部設(shè)置的是履帶傳動，可爬樓梯的 最大坡度為35 ，自重34kg，最大載重量 130kg ,上下樓梯速度每分種1520個臺階，充足電后可連續(xù)上下樓梯1000級。臺階最大高度不超過 27cm。這種輪椅車可在平地自由運行，還可拆卸為兩局部，便于裝運。如圖1-1法國Topchair公司生產(chǎn)的電動爬樓梯輪椅，

17、它的底部有四個車輪供正常情況下平地運行使用，當遇到樓梯等特殊地 形時，用戶通過適當操作將兩側(cè)的橡膠履帶緩緩放下至地面，然后把這四個車輪 收起，依靠履帶無需旁人輔助便能自動完成爬樓等功能。履帶型機構(gòu)的爬樓梯輪 椅應(yīng)用較多，它采用比星型輪機構(gòu)更為連續(xù)的行走方式，傳動效率比較高。在上 下樓梯過程中，輪椅的重心總是沿著與樓梯臺階沿的連線相平行的直線運動的，其重心的波動很小，運動非常平穩(wěn)。且使 用地形圍較廣，在一些不規(guī)那么的樓梯上也能使用。它除了具備爬樓梯功能外， 也能作為普通的電動輪椅使用。履帶式爬樓梯輪椅最大缺乏是平地行走時阻力較 大，運動不靈活，而且轉(zhuǎn)彎不方便，在爬樓梯時履帶容易損壞樓梯沿。為克制

18、這 一缺點，國外提出過各種各樣的改進機構(gòu)，一種改進的輪一履帶混合機構(gòu)的爬樓 梯輪椅，它在平地行走時利用輪式機構(gòu)，爬樓梯時放下履帶機構(gòu)進展工作，如此 交替使用就能很好的解決平地行動緩慢的問題。2、輪組式丫形或“ +字形系輪組式爬樓梯輪椅按輪組中使用小輪的個數(shù)可分為兩輪組式、三輪組式以及 四輪組式。輪組式爬樓梯輪椅的爬樓梯機構(gòu)由均勻分布在 桿上的假設(shè)干個小輪構(gòu)成。各個小輪既可以繞各自的軸線自轉(zhuǎn)，又可以隨著系桿起繞中心軸公轉(zhuǎn)。在平地行走時，各小輪自轉(zhuǎn)，而爬樓梯時，各小輪一起公轉(zhuǎn), 從而實現(xiàn)爬樓梯的功能。單輪組式構(gòu)造穩(wěn)定性較差，在爬樓過程中需要有人協(xié)助才能保證重心的穩(wěn)定；而雙輪組式雖能實現(xiàn)自主爬樓,影

19、響了它的使用圍。美國著名創(chuàng)造家 Dean Kamen創(chuàng)造的了一種能 自動調(diào)節(jié)重心的如圖1-2所示的兩輪組式輪椅但由于其體積龐大且偏重,圖1-2 iBOT 輪椅iBOT。它有6個輪子，前面有一對實心腳輪，后 面有兩對行星構(gòu)造的充氣輪胎，通過兩后輪交替 翻轉(zhuǎn)可以上下樓梯。 iBOT幾乎能適用于所有樓 梯，此外它也能在沙灘、斜坡和崎嶇的路面上行 駛，而且后輪可以直立行走，為使用者提供了更 多方便之處，幫助他們能到達正常人的高度。目 前新型爬樓梯輪椅中性能指標最高的產(chǎn)品，它構(gòu) 造非常緊湊、運動靈活、操作方便.目前的iBOT3000型不僅能爬21厘米以下高度 的樓梯和不超過 15厘米高的“馬路牙子，在沙

20、灘、斜坡和崎嶇的路面和小山坡上前進，而且后輪能“站起來直立行走，使坐在上面的人升高，可以取放位于 高處的物體。在平地上前進時，6只輪子同時著地，當遇到崎嶇路面、沙土地或斜坡時，由4個后輪驅(qū)動行走；只靠一對后輪接觸地面的直立模式， iBOT可以保 持這種站立姿勢，也能直立行走；由兩對后輪交替爬臺階的爬樓梯模式。 iBOT不 僅采用了比普通輪椅復(fù)雜的驅(qū)動構(gòu)造，而且安裝了多個感知人-輪椅重心位置的陀螺儀，控制器根據(jù)陀螺儀的信號時時調(diào)整重心的位置，使輪椅能夠在不同路面和直立狀態(tài)下保持平衡。國外創(chuàng)造了多種星型輪式爬樓梯輪椅，除了iBOT夕卜，大多數(shù)都采用3個或者3個以上星型輪，星型輪多的優(yōu)點是輪椅爬樓梯

21、時的穩(wěn)定性 好，缺點是體積較大，很難在普通住宅樓梯上使用，這也是星型輪式爬樓梯輪椅 盡管創(chuàng)造專利很多，真正實施和推廣的卻很少的主要原因。它最大的優(yōu)點就是在 輪椅重心安裝了陀螺儀，控制器根據(jù)陀螺儀的信號調(diào)整重心的位置，使輪椅能在 不同狀態(tài)下保持平衡。經(jīng)過數(shù)十年的研究開發(fā)，它己經(jīng)由iBOT3000開展到了iBOT400O,功能也越來越強大，是目前該領(lǐng)域中性能最高的產(chǎn)品，它的售價在3萬美元左右，相當于一輛中檔橋車的價格，難以被普通使用者承受。我國在上世紀八十年代對輪組式上下樓梯機已有研究，1987年專利號為 86210653的國家專利中介紹了一種平地、樓梯運行多用輪椅，前滾輪和后滾輪都用多個星形輪組

22、成，除自轉(zhuǎn)外還繞滾輪軸公轉(zhuǎn)而實現(xiàn)上下樓。民族大學(xué)物理與機 電學(xué)院的和平等人借鑒了iBOT的爬樓方式，采用星形輪系作為爬樓梯機構(gòu)，設(shè)計了一種雙聯(lián)星形機構(gòu) 電動爬樓梯輪椅。改輪椅爬樓時需要人工輔助或者 樓梯扶手的輔助支撐，使其能調(diào)整重心的位置，平 安爬樓。輪組式爬樓梯輪椅的活動圍廣，運動靈活，但是上下樓梯時平穩(wěn)性不高，重心起伏較大，會使 乘坐者感到不適。此外，輪組式爬樓梯輪椅體積較 大，很難在普通住宅樓梯上使用。3、步行式圖1-3步行式爬樓梯輪椅早期的爬樓梯輪椅一般都采用步行式如題1-3所示，其爬樓梯執(zhí)行機構(gòu)由鉸鏈桿件機構(gòu)組成。上樓時先將負重抬高，再水平向前移動，如此重復(fù)這兩個過程 直至爬完一段樓

23、梯。步行式上下樓梯機模仿人類爬樓的動作，外觀可視為足式機 器人，采用多條機械腿交替升降、支撐座椅爬樓的原理。步行式爬樓梯輪椅爬樓時運動平穩(wěn)， 適合不同尺寸的樓梯；但它對控制的要求 很高，操作比較復(fù)雜，在平地行走時運動幅度不大，動作緩慢。綜上所述，國外的同類產(chǎn)品對本課題的研究都有一定的借鑒意義，在外觀造 型方面，國外產(chǎn)品重視造型設(shè)計，外觀流暢多變；而國的產(chǎn)品整體構(gòu)造嚴謹，無 視了產(chǎn)品的外觀，如此一來，實用而不美觀，產(chǎn)品缺乏設(shè)計感。通過以上對國外 同類產(chǎn)品的調(diào)查和、分析、比較，此次上下樓梯機的設(shè)計會將國外同類產(chǎn)品的優(yōu)點進展優(yōu)化整合，使產(chǎn)品更加完善和創(chuàng)新。1.2設(shè)計依據(jù)和意義設(shè)計依據(jù)老年人、殘疾人是

24、人群當中的弱勢群體，他們的身體行動不方面，而作為身 體健全、行動便利的我們應(yīng)當給予他們更多的人性關(guān)心，讓他們盡可能享受美好 的生活。所以當我們沒時間陪在親人的身旁時，就需要借助一些專門的產(chǎn)品來方 便他們的生活，使他們的生活帶來便捷使其感受到生活的樂趣?，F(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，人們越來越希望使用多功能、便捷的產(chǎn)品，爬樓梯輪 椅提供應(yīng)用戶人性化、平安的生活，使殘疾人和行動不便的老年人的生活圍更加 廣泛，因此爬樓梯輪椅的消費市場前景廣闊。通過對收集到的資料整理和分析，市場上的爬樓梯輪椅存在以下的缺乏之處:1. 輪椅構(gòu)造外露，機器運轉(zhuǎn)時對人的平安造成威脅。2. 座椅局部由于固定不可調(diào)，因此影響使用者的姿勢

25、的調(diào)整。3. 體積偏大，笨重。4. 本錢過高，造價高昂，技術(shù)沒有得到很好的發(fā)揮。5. 造型過于簡單，產(chǎn)品的審美價值沒有得到都很好的表達。6. 構(gòu)造過于復(fù)雜，操作繁瑣，平安性能過低，不利于殘疾人和老年人使用。而本課題的研究就是從解決這些問題入手來進展設(shè)計，目的是為了讓爬樓梯 輪椅更加的適合殘疾人和行動不便的老年人使用，充分運用所學(xué)設(shè)計理論，使產(chǎn) 品的形式與功能都能比較完善，從而讓那些弱勢群體得到最大的人性關(guān)心。設(shè)計意義老年人及殘疾人生存質(zhì)量越來越受到人們的關(guān)注，我們應(yīng)該讓他們感受到社 會給予他們的關(guān)愛，所以提出了 “爬樓梯輪椅的方案。利用簡便的操控系統(tǒng)對 爬樓梯輪椅的控制來完成老年人及殘疾人群的

26、上下樓梯的需求，運用目前已被掌 握的技術(shù)，優(yōu)化產(chǎn)品的性能，使產(chǎn)品更加的實用。設(shè)計就是運用科學(xué)技術(shù)來創(chuàng)造人的生活和工作所需的環(huán)境，并使人與物、人 與環(huán)境、人與社會相互協(xié)調(diào)，其核心是為“人。本設(shè)計在改善行動不便人群生 存環(huán)境的同時也在促進和諧社會的建立，對于緩解老齡化加快的社會壓力有極大 的幫助，同時改變同類產(chǎn)品價格居高不下的市場局面，充分考慮弱勢群體的經(jīng)濟 狀況，開拓市場，以創(chuàng)新贏得廣闊的市場。第二章設(shè)計調(diào)查與分析2.1市場調(diào)查與用戶調(diào)查在明確了本次設(shè)計的方向后，設(shè)計者對用戶使用同類產(chǎn)品的評價進展觀察， 主要是通過詢問法、網(wǎng)絡(luò)信息搜集兩種方式進展調(diào)查。一、市場調(diào)查調(diào)查數(shù)據(jù)說明，我國殘疾人口規(guī)模大

27、，社會面臨的傷殘風(fēng)險增加，殘疾人口 進入快速增長時期。截至2010年末，全國各類殘疾人總數(shù)為8296萬人，占全國總?cè)丝诘?.34%，其中60歲以上的老年殘疾人增加了2365萬，占到新增殘疾人口數(shù)量的75.5%。中國 一五的五年是中國人口老齡化快速開展的五年，60歲以上老年人口增長了3000多萬，80歲以上高齡老人增長了500多萬，分別是“十五期間的1.8倍和1.2倍。十二五期間，老年人口將超過2億，到本世紀40年代末，將超過 4億，約占當時總?cè)丝诘娜种弧！半S著壽命的延長，人口的傷殘期延長，殘疾發(fā)生風(fēng)險也在逐步增大。調(diào)查說明，殘疾人家庭收入低，貧困問題仍然比較突出。截至2010年，中國有殘疾

28、人的家庭戶共7050萬戶，占全國家庭戶總戶數(shù)的17.80%。殘疾人家庭人均收入缺乏全國人均水平的一半。調(diào)查數(shù)據(jù)還說明，殘疾人的根本需求與已經(jīng)提供的效勞之間存在較大差距。 殘疾人曾承受過醫(yī)療效勞與醫(yī)療救助、貧困救助與扶持、康復(fù)訓(xùn)練與效勞和輔助 器具配備效勞的比例不高。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，市場上存在的爬樓梯輪椅并不多見，尤其是國市場更是屈指 可數(shù)，適合老年人或殘疾人使用的也很少，不僅僅是本錢和造價太高的緣故，而 且大多數(shù)產(chǎn)品太過于機械化，忽略了需求者得審美要求。一些興旺國家對于上下 樓梯機的技術(shù)研究已經(jīng)相當?shù)某墒?，外觀造型也能充分表達產(chǎn)品的審美價值。國 爬樓梯輪椅的使用狀況并不普遍，甚至可以用稀少來形容

29、，一旦該產(chǎn)品的本錢和 外觀以及技術(shù)的問題得以解決，國的需求就已經(jīng)相當?shù)拇?，進而市場需求也將會 很大。二、用戶調(diào)查1. 產(chǎn)品使用人群分類：(1) 暫時失去行動能力的人(2) 永久失去行動能力的殘疾人(3) 日常生活無法自理的殘疾人(4) 行動不便的老年人調(diào)查說明，那行動不便的人根本上都是常年生活在家中的狹小空間，居住于 高層建筑的更是無法出門，影響他們的生理及心理的安康。2. 調(diào)查問卷及結(jié)果分析(1) 您使用過輔助器具嗎？A正在使用 B曾經(jīng)使用C 未曾使用。被調(diào)查對象有超過半數(shù)以上的人選擇正在使用，他們的生活需要輔助器具的 幫助才能得到根本的滿足，只有小局部經(jīng)濟狀況不好的人選擇未曾使用，余下的

30、人選擇曾經(jīng)使用。(2) 您使用的輔助器具來自？A自己購置 B殘聯(lián)配送 C 借用對于使用過輔助器具的被調(diào)查的對象90%的人是屬于自己購置，少數(shù)人是殘聯(lián)配送和借用的。(3) 您對目前使用的輔助器具滿意嗎？A非常滿意 B 一般滿意 C 不滿意對于長期使用輔助器具的被調(diào)查對象來說，因為使用習(xí)慣，所以大體上都覺 得他們使用的輔助器具滿意。(4) 您聽說過爬樓梯輪椅嗎？A聽說過 B 沒聽說過聽說過爬樓梯輪椅的和沒有聽說過的百分比相當，說明爬樓梯輪椅在普通民 眾當中的被認知度還不是很高。(5) 您都是怎么上下樓梯的？A靠別人攙扶或背 B不上下樓 C 借助簡單裝置上下樓將近一半的被調(diào)查者選擇A項，其余一些人都

31、是長期不上下樓或是借助簡單的輔助裝置上下樓。(6) 您對于上下樓的功能有什么要求？A只要能上下樓梯就行B多功能的C其他被調(diào)查對象對于爬樓梯輪椅的根本平安功能都十分關(guān)心，能否平安順利的上下樓是他們最關(guān)心的，在這個根本功能滿足之后他們才考慮爬樓梯輪椅的其他功(7) 您對爬樓梯輪椅了解多少？A不了解 B 根本了解 C 很了解被調(diào)查對象超過半數(shù)的人對于爬樓梯輪椅不了解，這對于產(chǎn)品的推廣是一個 不利的因素。(8) 您希望爬樓梯輪椅的價位是多少？A 3000 以 B 3000-5000 C 5000 以上在了解了產(chǎn)品的功能過后產(chǎn)品的價格就成為重要的參考對象，基于爬樓梯輪 椅的適用人群定位為中低檔市場，所以

32、被調(diào)查對象期望值在3000-5000的區(qū)間居大多數(shù)。(9) 您對于爬樓梯輪椅的材料有什么要求？A環(huán)保材料B特殊材料C無所謂材料的選用直接關(guān)系到產(chǎn)品的本錢，環(huán)保材料成為上下樓梯機適用人群的首 選。(10) 您喜歡什么樣式的爬樓梯輪椅？A履帶式的 B 輪式的 C 步行式的 D 其他圖2-1馬斯洛需求理論爬樓梯輪椅運動方式的不同平安性能也有所不同，越平安的運動方式自然樂 手消費者的歡送，所以百分之七十以上的人選擇履 帶式爬樓梯輪椅。3. 行動不便的老年人和殘疾人生存狀況調(diào)查行動不便的老年人和殘疾人的生存狀況普遍比 較的差，他們生存的環(huán)境不變更性相當?shù)拇螅瑔适?行動能力的他們不僅是生理缺陷，長期以來會

33、造成 他們的心理缺陷，有的甚至導(dǎo)致心理扭曲，生理和 心理的雙重壓力使得他們的生存狀況不容樂觀。研究說明，弱勢群體特別是殘疾人特別渴望他們的根本生理需求得到滿足， 而他們對于心理的需求就是能夠得到人們的理解和關(guān)心。依據(jù)馬斯洛的需求理論，人的需由低層次向高層次開展的，如2-1圖所示。(1) 生理需求。這是一切需求中最根本、最優(yōu)先的一種需求。由于殘疾人和 行動不便的老年人根本的生理需求已經(jīng)喪失，所以需要輔助于工具才能實現(xiàn)他們 的根本生理需求。(2) 平安需求。行動不便的老年人和殘疾人居住的環(huán)境要有特殊的要求；家 具等室使用器具要便于他們使用和行動，而且上下樓的平安要求要更加的高。(3) 歸屬的需求。

34、首先，他們需要家庭的溫暖，需要別人的理解；其次，他們也渴望參與社會活動，渴望與鄰里、親朋好友的接觸和交流，害怕孤獨。(4) 尊重需求。喪失行動能力的殘疾人和老年人都具有較強的自尊心理，對 于別人的對自身的看法他們相當?shù)拿舾?，所以這類人群的尊重需求相對來說比較 的高，所以在設(shè)計產(chǎn)品的時候要充分的考慮這一需求。(5) 自我實現(xiàn)的需求。這是最高層次的需要，它是指實現(xiàn)個人理想、抱負， 發(fā)揮個人的能力到最大程度，完成與自己的能力相稱的一切事情的需要。而老年 人也希望為社會做一些力所能及的事，充分發(fā)揮自己的潛能和余熱，實現(xiàn)自身的 價值或未完成的心愿，也從中體驗到成功的喜悅和滿足感。2.2調(diào)研分析與設(shè)計定位

35、一、 調(diào)研分析有問題就需要解決，這是設(shè)計首先要考慮的，設(shè)計的目的就是為了解決現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問題。通過對市場上的同類產(chǎn)品的設(shè)計調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國外市場現(xiàn)有的產(chǎn)品在一定程度上已經(jīng)趨于成熟 ，而國正處于起步的階段，產(chǎn)品無法得以大圍的推廣， 不能全面的滿足消費者的需求。而且,我們的設(shè)計對象是行動不便的老年人和殘疾 人，主要是針對他們行動不便，上下樓梯困難的問題而展開的設(shè)計。所以首先我們明確了設(shè)計定位之后，從消費者的生活環(huán)境和心理特點著手，注重各種功能的結(jié) 合，再加上對外觀造型的考慮，是產(chǎn)品更加的完善。調(diào)查顯示，現(xiàn)有很多上下樓梯機器機械化嚴重，構(gòu)造過于復(fù)雜，不便操作消耗了大量的時間；機體本身的重量 過于大，增

36、加了使用者的額外負擔；外觀造型笨重、呆板；一些構(gòu)造的外露使機 器的平安性能大大降低；此外，國一臺爬樓梯輪椅目前普遍的價格都比較高，遠 遠超過行動不便的殘疾人和老年人的經(jīng)濟承受能力。機鑒于此，設(shè)計者要充分了 解這些問題的根源，使問題清晰化，明確化，并運用所學(xué)知識解決問題。除去以上產(chǎn)品功能造型上的缺陷外，市場上現(xiàn)有同類產(chǎn)品的色彩運用和材料 的運用同樣也存在諸多問題，但是色彩和材質(zhì)也是消費者在購置產(chǎn)品是參考的重 要因素，所以材質(zhì)和色彩也需要設(shè)計師精心的搭配和挑選，同樣的產(chǎn)品，不同的 造型，色彩搭配，以及不同的材質(zhì)都能產(chǎn)生不一樣的市場效果，注重這些，產(chǎn)品 會更加的具有魅力。二、設(shè)計定位基于以上的調(diào)查分

37、析，對產(chǎn)品的設(shè)計進展定位，設(shè)計定位就是設(shè)計師的參考 基準，準確的設(shè)計定位能幫助設(shè)計師在設(shè)計過程中將注意力集中在最重要的問題 上，并且還能為設(shè)計過程指明方向，少走彎路。通過尋找產(chǎn)品特征、建立產(chǎn)品差 異空間，形成產(chǎn)品概念，從而得出設(shè)計定位：1. 市場定位：中低檔消費市場2. 目標消費群：喪失行動能力的老年人和殘疾人3. 銷售區(qū)域定位：中國大中城市地區(qū)4. 產(chǎn)品類別定位：輔助行開工具5. 使用場所定位：醫(yī)院，普通高層家居，養(yǎng)老院2.3爬樓梯輪椅設(shè)計原那么1. 無障礙設(shè)計的原那么。所謂無障礙設(shè)計就是要充分考慮到殘疾人和老年 人的生理缺陷，使他們在使用爬樓梯輪椅的時候能夠防止遇到不必要的問題，這 不僅能

38、夠使他們的生理需求得到滿足，而且心理上也能夠得到撫慰。2. 綠色設(shè)計原那么。盡量考慮到所使用材料為環(huán)保的材料，那樣才能在產(chǎn) 品回收循環(huán)的時候不致于污染環(huán)境，材料的運用也要考慮到對人體的無危害性， 盡可能采用綠色環(huán)保材料。3. 人性化設(shè)計原那么。肢體殘疾的群體在日常生活中與健全人相比，存在 較大的障礙。因此，設(shè)計師就應(yīng)該給予他們特殊的人文照顧。為該特殊的群體營 造一個平安、舒適、人性化的生活環(huán)境。針對老年人及殘疾人的上下樓問題，本 著人性化和無障礙設(shè)計的原那么，展開設(shè)思路，充分運用人機工程學(xué)的知識進展 設(shè)計。第三章草圖構(gòu)思與方案確定3.1設(shè)計構(gòu)思經(jīng)過了前期充足的調(diào)查準備和對現(xiàn)有同類產(chǎn)品的分析，設(shè)

39、計工作進入了構(gòu)思 階段，充分利用各種表現(xiàn)手法把設(shè)計想法由理論轉(zhuǎn)化為草圖方案，使得設(shè)計想法 更加直觀。工業(yè)設(shè)計師常采用概念草圖表現(xiàn)不同的可供選擇的概念構(gòu)思，只有通 過草圖的表達，才能最大程度地擴展設(shè)計師得設(shè)計思路，得到最正確的設(shè)計草案。創(chuàng)意是設(shè)計構(gòu)思最重要的局部，充分考慮對產(chǎn)品的前期調(diào)查工作中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有 同類產(chǎn)品存在的問題，分析問題，解決問題，從其創(chuàng)新性、可行性、經(jīng)濟性等方 面逐一考慮創(chuàng)新點的取舍，并最后確定實現(xiàn)所選創(chuàng)新點的一些方案。創(chuàng)新點1 ：要滿足使用者平安上下樓這一最根本的本功能，在此功能的根底 上適當?shù)奶砑右恍┹o助的功能，比方，儲物，按摩之類的，采用目前先進的技術(shù) 來實現(xiàn)這些功能：爬樓梯輪

40、椅的轉(zhuǎn)向控制，速度控制，座位局部的位置調(diào)節(jié)；通 過操縱桿控制控制器調(diào)節(jié)；按摩功能的實現(xiàn)可以通過安裝配套的按摩椅。創(chuàng)新點2 :功能方面的操作要防止過于復(fù)雜的動作，針對設(shè)計對象，設(shè)計符 合用戶生理和心理要求的操作模式。創(chuàng)新點3 :造型要美觀大方，跳出現(xiàn)有產(chǎn)品機械化的外形，可以考慮人體的 曲線來設(shè)計。產(chǎn)品整體造型運用形式美法那么：對稱與均衡、比照與調(diào)和、穩(wěn)定 與輕巧、比例與尺度、變化與統(tǒng)一、節(jié)奏與韻律。創(chuàng)新點4 :產(chǎn)品的顏色搭配要得宜，整體顏色搭配防止突兀，要給使用者親 和力、溫馨感，同時在整體色調(diào)中搭配相關(guān)色彩，突出要重點表達的細節(jié)。創(chuàng)新點5 :材料的應(yīng)用：充分考慮產(chǎn)品的本錢選擇適合產(chǎn)品的材料，諸

41、如強 化塑料，輕便而且強度足夠；靠墊，坐墊的采用皮質(zhì)透氣材料，以防止使用者長 期使用而導(dǎo)致身體皮膚不適。創(chuàng)新點6 :操作方式要便于用戶使用，防止錯誤操作，減少使用的疲勞，考 慮操作界面的人機數(shù)據(jù)。也可以采用高科技的觸摸屏界面，表現(xiàn)要突出，設(shè)計符 號要便于識別。創(chuàng)新點7 :進出裝置的可伸縮設(shè)計、推拉門的設(shè)計、可升降的設(shè)計。創(chuàng)新點8 :平安性設(shè)施：防滑、防止構(gòu)造外漏的設(shè)計。創(chuàng)新點9 :新技術(shù)、高科技的運用。使產(chǎn)品科技含量高，產(chǎn)品質(zhì)量好。3.2草圖分析比較表1.草圖方案:3-1方案13-2方案21. 造型適合人體坐躺，符 合人機工程學(xué)根本要求。2. 履帶式的運動方式連續(xù)穩(wěn)定。3. 操桿控制機器的前進

42、后退以及轉(zhuǎn)向。1. 上下樓方式為履帶 式，智能操控。2. 造型很具有現(xiàn)代感3-3方案31. 此設(shè)計為兩組輪式爬樓梯輪椅。2. 外觀造型時尚簡潔。3. 運動控制采用智能控制系統(tǒng)。3.3設(shè)計深入在設(shè)計深入階段，首先將先前所捕捉到的構(gòu)思進展比較和分析，進而在以后 的設(shè)計開展中有的放矢，而不至于將面鋪的太廣而難以深入。根據(jù)初步評審的可 實現(xiàn)性、功能性、合理性、目的性原那么，篩選以上方案得出優(yōu)選方案，與現(xiàn)有 產(chǎn)品相比較，具有功能多元化，創(chuàng)新的造型，自然溫和的色調(diào)，環(huán)保新材料的運 用，符合以人為本、綠色設(shè)計的這一設(shè)計理念，以下是對初選出來的方案進展詳 細說明。特色1 ：整體造型線條流暢，構(gòu)造緊湊，外觀簡潔

43、大方，表達科技感。特色2:扶手局部既有放置手的作用，又有保護人體，防止機器傾斜時對使 用的平安造成威脅。特色3:座位局部充分貼合人體臀部，腿部，背部的曲線，給人一個最正確 的坐姿。如圖 3-4，圖3-5。圖3-4 方案一效果圖圖3-5方案一效果圖技術(shù)材料：座椅局部采用軟質(zhì)塑料，履帶外殼采用強塑料：滿足與人體接觸 局部軟，與機器接觸局部強度硬的要求，也符合人性化設(shè)計的要求，平安實用。亮點1 :造型有酣暢淋漓之感，線條流暢，動感強烈，如圖3-63-6方案二效果圖亮點2 :與履帶結(jié)合的保護外殼設(shè)計有導(dǎo)軌，使座椅能順著導(dǎo)軌運動以調(diào)整 座椅位置保證機器運行時的重心穩(wěn)定，如圖3-6。亮點3 :色彩搭配協(xié)調(diào)

44、，充分表達爬樓梯輪椅的材料質(zhì)感。亮點4 :靠背采用包裹式設(shè)計，放置身體側(cè)歪，既有美觀的形態(tài)，又有實用 的功能，履帶固定在外殼之上。技術(shù)材料：整個機器外殼采用加強塑料，目的是為了保證整個機器的平安的 根底上減輕機器的重量，把手和控制操桿局部采用軟質(zhì)塑料或橡膠以增加摩擦力特點1:造型時尚，略顯科幻，適合青年傷殘人士的使用，如圖3-73-7方案三效果圖特點2 :采用兩輪組式的運動方式，運動速度緩慢平穩(wěn)。特點3 :控制方式采用智能控制系統(tǒng)，以控制座椅局部升降和機器的轉(zhuǎn)向。特點4 :控制按鈕設(shè)置在扶手的把手局部，而且設(shè)計成隱藏式的，防止誤操 作。技術(shù)材料：整個機器外殼采用加強塑料，目的是為了保證整個機器

45、的平安的 根底上減輕機器的重量，把手局部采用軟質(zhì)塑料或橡膠以增加摩擦力。3.4設(shè)計方案的優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計要想到達質(zhì)的轉(zhuǎn)變，必須要有量的積累。在考慮設(shè)計方案時，不 能只單純地從形態(tài)的角度去設(shè)計產(chǎn)品，產(chǎn)品的功能和構(gòu)造等因素也直接影響產(chǎn)品 的造型。在方案優(yōu)化階段，產(chǎn)品形態(tài)要素應(yīng)以尺寸為依據(jù)，對產(chǎn)品使用方式、人機關(guān) 系、產(chǎn)品構(gòu)造、制造可行性和本錢反復(fù)斟酌，尋求最適宜的細節(jié)設(shè)計方案。從以 下幾方面細化設(shè)計：(1) 人機關(guān)系“以人為本是設(shè)計的根本目的，所以在探討設(shè)計的合理性時 應(yīng)將人機關(guān)系放在第一位。人性化產(chǎn)品，就是包含人機工程的產(chǎn)品，只要是“人所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機工程無

46、疑是結(jié)合 在一起的，如圖3-8。這次設(shè)計中，設(shè)計者考慮了產(chǎn)品長期使用的效果及使用時的舒適性，并對傷害與危險進展了排除。一切與人發(fā)生關(guān)系的接觸面都是需要考 慮的問題的切入點。JkHlVfll圖3-8人機關(guān)系圖此產(chǎn)品設(shè)計的目的是能使用戶能以舒服的姿勢上下樓梯，主要是通過與履帶 裝置的結(jié)合以及座椅的人性化設(shè)計來實現(xiàn)的。座椅：其高、深、寬取決于患者的體型，其材料質(zhì)地也取決于人的生理狀況坐墊：為防止壓瘡，對墊子要特別注意，通常用蛋簍型，這種墊由于在坐時， 坐骨結(jié)節(jié)承壓很大， 常超出正常毛細血管端壓力的116倍，易于缺血形成壓瘡。為防止此處壓力過大，常在墊子的相應(yīng)處上挖去一塊，讓坐骨結(jié)節(jié)架空，挖時前 方應(yīng)

47、在坐骨結(jié)節(jié)前 2.5cm處，側(cè)方應(yīng)在該結(jié)節(jié)外側(cè) 2.5cm處，深度在7.5cm左右, 挖后墊子呈凹字形，缺口在后，假設(shè)采用上述墊子加上切口，可以相當有效地防 止壓瘡的產(chǎn)生。腳托及腿托：腿托可為橫跨兩側(cè)式，或兩側(cè)分開式，這兩種托都以采用能搖 擺到一邊和可以拆卸的為最理想。必須注意腳托的高度。腳托過高，那么屈髖角 度過大，體重就更多地加在坐骨結(jié)節(jié)上，易引起該處壓瘡?？勘常嚎勘秤懈甙翱蓛A斜和不可傾斜之分。如患者對軀干的平衡和控制較 好，可選用低靠背的輪椅，使患者有較大的活動度。反之，要選用高靠背輪椅。扶手及臂托：一般高出椅座面22.525cm,有些臂托可調(diào)節(jié)高度。還可在臂托上架上搭板供讀書、用餐。

48、機器行駛的速度一般控制在每分種 1520個臺階，可爬樓梯的最大坡度為 35 ，臺階最大高度不超過 27cm,保證整個機器的平安穩(wěn)定運行，從而保證人的 平安。(2) 構(gòu)造：構(gòu)造與形態(tài)兩者相互依存，不可分割。構(gòu)造與形態(tài)實質(zhì)上是“手段與目的的完整協(xié)調(diào)。形態(tài)必然以某種構(gòu)造形式存在，不同類型的形態(tài)，它們 的構(gòu)造具有不同的受力特點和構(gòu)造特點，大至構(gòu)造體系的構(gòu)成，小至構(gòu)件的尺寸 大小。而構(gòu)造那么必然以一定的形式表達，無論是自然形態(tài)還是人工形態(tài)，構(gòu)造 都是其根本因素。(3) 環(huán)境：任何產(chǎn)品均在于一定的時間和空間中，不可防止的與周圍環(huán)境進 展交互。產(chǎn)品環(huán)境是指產(chǎn)品在生產(chǎn)、銷售、使用和處置過程中有可能影響和輻射

49、到的周圍環(huán)境，它融合了時間、空間、自然、社會、科學(xué)、技術(shù)和各種相關(guān)因素 的綜合體系。爬樓梯輪椅的使用環(huán)境就是樓梯，和室平整地面，機器在運行過程中必須與 樓梯環(huán)境嚴密結(jié)合，以使機器發(fā)揮更大的效用。(4) 材料和工藝：如果產(chǎn)品的形態(tài)是感人的，那么利用良好的材質(zhì)可以使產(chǎn) 品設(shè)計以最簡約的方式充滿藝術(shù)性。不同的質(zhì)感肌理帶給人的心理感受不同。如 玻璃、鋼材可以表達產(chǎn)品的科技氣息；木材、竹材可以表現(xiàn)自然、純樸、人情意 味等?？繅|和座椅的材料：為了使體壓分布合理，需精心設(shè)計好靠墊的彈性材料， 可以采用不同材料配成三層構(gòu)造適宜。與人體接觸的面層采用柔軟材料；中層采 用硬一些的材料，有利于身體保持良好的姿態(tài)；最

50、下層是承受壓力的局部，用稍 軟的彈性材料起緩沖作用。經(jīng)過對上述三個優(yōu)選方案的篩選和分析，決定將第二個方案即確定為最優(yōu)方 案，理由如下：首先分析造型，方案一的造型簡潔、大方；方案二的造型有一定的突破，線 條流暢；而方案三造型雖然比較簡單，但功能上具有一定的可行性。其次在色彩選用和搭配上，三個方案的色彩方案都有一定的代表性，不同的 顏色表達的質(zhì)感不同，帶給人的感覺也不同，但方案二的色彩運用在表達了強烈 的時尚感、動感的同時也也給人科技、先進的感覺，這是另外兩個方案無法比較 的優(yōu)點。再次在功能上，每個方案都表達了無障礙設(shè)計、人性化的關(guān)心，合理的人機 交互方式，都考慮到操作程序的簡化，但第二個方案的功

51、能作用較為齊全，并且 有特色。功能不僅是實用功能，給人精神上的愉悅、享受也是一種功能。最后是技術(shù)原理，三個方案都選擇使用目前較新的材料以及加工工藝，其中 方案二選用最穩(wěn)定的履帶式連續(xù)上下樓的運動方式經(jīng)過整體的綜合分析考慮，方案二能滿足各個類型的使用者，在造型上、功 能上、技術(shù)上具有更多的優(yōu)點，更為成熟，所以選取它為最優(yōu)方案做細節(jié)細化。第四章定稿方案優(yōu)化4.1功能定案產(chǎn)品的功能分實用功能和美學(xué)功能，實用是設(shè)計產(chǎn)品必須考慮的首要問題， 還要使其到達方便、平安、高效的要求，符合人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)的需要。與此 同時還要考慮到應(yīng)有益于人們的身心安康，防止污染環(huán)境，符合人們安康向上的 審美觀和習(xí)俗愛好等1

52、1。實用性：爬樓梯輪椅的設(shè)計首先考慮能否平安上下樓，在根本功能實現(xiàn)的根 底上，提高產(chǎn)品的共用性，盡可能使?jié)撛诘挠脩裟軌蚴褂迷摦a(chǎn)品。此設(shè)計針對上 下樓，坐姿可調(diào)等功能進展深入研究以滿足不同使用者的要求?？煽匦裕涸谛袆硬槐愕睦夏耆撕蜌埣踩松舷聵沁^程中，有些事情是個人獨立 完成的，有些需要他人的幫助。而對于老年人和殘疾人來說，自己獨立完成的事 情很少，需要身邊的其他人幫助才能完成上下樓的整個過程。就此設(shè)計者要盡量 簡化他們的操作，提高機器的可控性能。平安性：操作可逆的設(shè)計，消除或減少誤操作造成的不利后果，操作時間和 頻率可根據(jù)操作者的不同可調(diào)節(jié)。預(yù)防了誤操作造成的傷害，確保了用戶的平安 性，表達“以

53、人為本和“無障礙設(shè)計的這一理念。舒適性：舒適性是產(chǎn)品設(shè)計過程中必須要考慮的因素，這里的舒適有多層含 義，包括經(jīng)濟、省時、易操作、易維護等。各種功能的組合使消費者節(jié)省了資源, 設(shè)計者的設(shè)計要盡可能考慮到使用者使用產(chǎn)品時的感受，使他們充分享受產(chǎn)品帶 給他們的耐用性可維修性：在現(xiàn)實生活中，很多殘疾人原本不能使用某些產(chǎn)品，但是 通過改進設(shè)計，他們也都能夠運用了。通過對設(shè)計對象的認知能力的考察，在設(shè) 計過程中進展改進設(shè)計，已到達盡可能的用戶使用的產(chǎn)品。本設(shè)計通過對現(xiàn)有的產(chǎn)品功能和造型上的改進設(shè)計，滿足了老年人、殘疾人 的不同使用方式，解決了消費者身體上和心理上的困擾。表達“老有所享、老有 所樂的設(shè)計思想

54、。4.2色彩定案人對色彩的情感反響與人的生活實踐經(jīng)歷有密切關(guān)系，是人類生活中歷史積 淀的結(jié)果。色彩在產(chǎn)品設(shè)計中的運用，因人的生活經(jīng)歷、年齡，文化背景、風(fēng)俗習(xí)慣、生理反響有所區(qū)別，而且有一定的主觀性。人們有時對顏色的象征性、情 感性的表現(xiàn)有許多共同的感受。必須認真研究色彩認知的各種因素。4-1色彩方案一 4-2色彩方案二深藍色給人成熟、安靜、神秘之感，增加了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和平安性，如圖4-1綠色是生命的顏色，看到綠就能想起熱愛生命，擁抱自然的情感，深綠色給人以森林般的冷靜感覺，借此色彩以表達產(chǎn)品的人性關(guān)心，如圖4-24-3色彩方案三 4-4色彩方案四橙色給人以溫和、有能量、有律動的感覺，是快樂、歡喜的色彩。以高彩度的橙色作為主色彩，給人以既新鮮又充滿活力的感覺，使使用者心理上長生愉悅 感，如圖4-3?；疑o人平靜、穩(wěn)重的感覺，搭配黑色更能表達產(chǎn)品的穩(wěn)定感，如圖4-4。第五章 電腦制作效果圖及后續(xù)設(shè)計5.1尺寸設(shè)定產(chǎn)品尺寸是設(shè)計過程中考慮的一個重要因素。尺寸圖，也就是工程圖，一般 是指二維的零件圖或裝配圖，所以加工零件前，都要先將工程圖讀懂，然后再確 定加工方法，才能將產(chǎn)品生產(chǎn)出來。-Iff 圖5-1 外觀尺寸圖制作詳細的尺寸圖可以方便自己和他人