个人电动交通工具的工业设计研究

王谦

（河南工业大学 设计艺术学院， 河南 郑州 450001）

个人电动交通工具的工业设计研究

王谦

（河南工业大学 设计艺术学院， 河南 郑州 450001）

随着人类工业化进程的不断加快，人类对于自然资源的开发与利用的程度也不断加深，环境问题已经成为世界范围内广泛关注的重大问题.以电动自行车为代表的个人电动交通工具，具有节能降耗、使用寿命长、传动结构简单、能源获取途径广泛等优势，已经被社会所广泛关注.本文阐述了我国个人电动交通工具的发展历程，分析电动交通工具与燃油类交通工具的差异，论述了个人电动交通工具的工业设计理念，最后以实例分析了个人电动交通工具的优势.

个人电动交通工具；电动自行车；工业设计

现代科学技术在促进社会经济发展，提高人类生活品质的同时，也存在着一定的隐患：过度开发资源，面临着资源耗竭；环保意识差，环境受到严重污染；过于关注经济效益，不顾道德的约束等等，这些不和谐因素始终充斥着人类发展的整个过程.于是我们提出了“绿色设计”、“环保设计”、“人性化设计”等工业设计理念.个人电动交通工具是以电能为驱动能源的交通工具，它具有方便、快捷、环保等优势，并一直被社会所关注.本文重点讨论以电动自行车为代表的个人电动交通工具的工业设计，以期为个人电动交通工具的发展提供一些借鉴.

1 我国个人电动交通工具的发展历程

世界上第一辆自行车是由法国人在 815年制造的，此后又经历了上百年的改进之后，才发展成为今天的样子.世界上第一辆电动自行车是由 Thomas Davenport于 1834年制造的，这一款三轮电动车是依靠不可充电干电池来驱动的，行驶一段距离之后，便需要更换电池，由于使用不便，并未推广.世界上第一辆可充电的电动车是由 Gustave Trouve在 1881年发明的，该款电动三轮车以铅酸电池为动力，既可以反复充电，又不会排出难闻的汽油味，噪音也很低，唯一的缺点就是速度太慢.但电动交通工具的巨大优势，已经初见端倪.

我国电动自行车的发展起步较晚，大约是在上个世纪90年代才开始.虽然起步较晚，但是由于我国拥有强大的机械制造能力，因此电动自行车在我国的发展极为迅速.我国的电动自行车的构造是在自行车的基础上发展起来的，虽然经过了二十多年的发展，但由于我国机械制造缺乏创新意识，目前电动自行车同质化严重，迫切需要我们寻找突破口，提高产品的竞争力.

一款产品工业设计的初衷都是为了满足人们的某一项需求，电动自行车也不例外，人们的需求是随着时代的发展而发展的，可以说人的需求是永无止境的，因此，电动自行车的工业设计发展，也应该是永无止境的.电动自行车的工业设计必须要把握住人的实际需求与审美需求，这样设计出的产品才能够打动人心，才能够拥有广阔的市场.

2 电动交通工具与传统燃油交通工具对比分析

我国是电动交通工具的生产大国，也是电动交通工具的使用大国.电动交通工具之所以被社会所津津乐道，是因为它与传统燃油交通工具相比拥有着自己特点，而这些特点从某些层面上来讲又是其最大的优势，主要表现为：

一是传统的燃油发动机的结构比较复杂，包括活塞、连杆、曲轴等部件，而且燃油发动机在制动的过程中，会爆炸进而产生高压、高温，因此燃油发动机在设计上必须要具有很强的安全性与密封性.与燃油发动机相比，电机只有一个制动部件，而且制动过程不会产生高压、高温，所以电机在理论上拥有更长的使用寿命.

二是燃油发动机的传动结构同样比较复杂，而且在传动的过程中，大量的能源被消耗，从而造成了能源的浪费.电机则可以直接安装在车轮中，不需要复杂的传动结构，而且调节速度时，也不需要使用复杂的变速机构，从而简化了交通工具的内部结构，重量也大大降低.

三是以燃油发动机为基础的车辆，其能量传送依靠的是刚性传动装置，即使用联轴器、转轴进行传送的，而以电机为基础的车辆，其能量传送依靠的是柔性传动装置，即电线进行传送的，因此，电动车的部件设置更为灵活，其外观设计更为灵活多样.

四是电动交通工具在行驶的过程中，可以利用特殊装置实现能量回收利用.比如在下坡时，就可以利用特殊装置对电池进行反充电，一方面能够节省电能，另一方面也使续行里程大大增加.而且电动交通工具的刹车不用制动力，驾驶更为舒适，刹车寿命也大大增强.

五是燃油发动机的能量来源比较单一，主要来自于原油，而电动交通工具的能量则可以来自于多个途径，比如风能、潮汐能、水利发电以及太阳能等等，而且大部分都是可再生能源，因此，电动交通工具更为环保，而且这一特点同样对未来电动交通工具的中途充电、能源更换等设计产生重大影响，也使人们对未来的电动交通工具更加期待.

3 个人电动交通工具的工业设计理念

工业设计是一项针对适合工业生产的实用物品而展开的一系列综合的创造性的活动，它通过复杂的设计将构成物品的科技、功能、状态、色彩以及装饰等元素整合在一起，从而创造出能够服务于人类的产品.其中科技、功能以及审美是工业设计必须要具备的核心要素，而这些要素的和谐性、统一性能是体现工业设计水平的重要指标.

在过去相当长的时期内，我国电动交通工具的设计理念还不够成熟，设计的过程中，往往是将上述的几大要素分割开来进行设计.通常进行设计时，首先由技术人员对电动交通工具的整体结构进行设计，然后再交由外形设计人员对其进行美工处理.这种看似分工合理的设计流程，实际上已经破坏了产品的整体性，使产品的审美与技术相分离.现代工业设计，要求一名合格的工业设计师必须要具备较强的视觉感受知识，他们可以从产品的结构与外形两方面入手，对产品进行全方位的把握.他们会从设计之初，就能够将结构元素与装饰元素全部纳入其思考体系之中，从而设计出的产品同时具有功能价值与艺术价值.随着社会的不断进步，人们越来越关注自己的生存环境，环保意识日渐觉醒.在对产品进行工业设计时，也越来越重视产品对环境的影响.于是“人——机——环境”这种设计理念已经被广泛运用，也成为了工业设计理念发展的一个重要标志.在这一理念指导下设计出的个人电动交通工具，朝着轻量化的方向发展，在减少环境污染的同时，也使能源的利用更加充分.

但电动交通工具并不是完美无缺的，它也同样存在着污染问题，即铅酸电池的污染问题.而且在短时间之内我们还不能找到铅酸电池的替代品，这就意味着在未来的一段时间内，铅酸电池仍旧是作为电动自行车的动力来源而存在.除此之外，国内电动自行车工业设计方面还存在的一个重大问题就是“摩托化”的倾向太过严重，这也从一个侧面反应出了国内在个人电动交通工具工业设计领域的创新意识的匮乏.当然，如果将模仿摩托车而生产的电动自行车作为一个款式而存在也无可厚非，但是为了迎合消费者而故意将电动自行车做得越来越大、越来越重，成为摩托车翻版，这显然不是个人电动交通工具应该走的道路.而且如果电动自行车过重，体积过大，那么其阻力与能耗也会相应的增加，这对于本已经有限的电池容量来讲，势必会造成续驶里程的减少，与此同时，质量越大的电动车，其起步时所需要的扭矩与电流也越大，这必然会降低电池的使用寿命.许多电能在这过程中，被大量损耗，一方面造成了浪费，另一方面频繁更换铅酸电池，也会增加环境污染.

在电动自行车工业设计模式层面，目前，电动自行车无论是在科技含量，还是在制造工艺上都不如燃油机车成熟，但是从某些层面上来讲，工业设计的模式是相通的，我们可以在借鉴燃油机车工业设计的基础上，再结合个人电动交通工具的特点，就能够满足初级生产的需要了.比如在模型制作方面，可以分为快速成型模型、塑料模型以及油泥模型等等，这是工业设计的重要手段之一，其中油泥模型已经被广泛的应用于摩托车与汽车工业设计领域，我们就在对个人电动交通工具进行工业设计时，就可以将其借鉴过来.除此之外，现阶段的工业设计已经普遍使用 CAD，对于个人电动交通工具来讲，模型制作虽然是好方法，但对于个人电动交通工具的生产来讲，并非是必不可少，所以我们可以将这一步省去.在国外，有很多企业使用 CAD建模替代实体建模，但其前提是 CAD设计非常成熟，而就我国的 CAD软件开发水平来讲，还不能胜任这一工作.总之，个人电动交通工具的工业设计，其理念必须与时代同步，其模式可以借鉴，但不能抄袭，如此才能创造出体现时代精神的产品.

4 案例分析

4.1 赛格威思维车

美国发明家 Dean Kamen于 2001年设计出一款个人电动交通工具，称之为赛格威思维车，该车最大的特点就是拥有自我平衡能力.这种自我平衡能力是依靠固态陀螺仪与高速 CPU来完成的.驾驶者依靠身体的姿势来对赛格威思维车进行控制，当人的身体向前倾斜时，赛格威思维车便前行；当人的身体向后倾斜时，赛格威思维车便向后运行.运行的速度则是依靠驾驶者倾斜的程度进行控制的，即倾斜程度越大，速度就越快.而在充电设计上，采用了下坡时，能够对电池反向充电的设计，使这款车更具环保价值.

4.2 新型两轮双座电动车

2009年通用汽车与 Segway公司发布了一款新型两轮双座电动车，该款电动车的造型十分独特，只要被人看到，人就很难将目光从这款电动车上移开.除此之外，这款电动车还集合了动态稳定、车对车信息交流、全电力驱动以及自动驾驶与停车等多项技术，同时能够实现安全、舒适、零排放.该电动力最高时速为 56千米 /小时，充满电之后能够行驶 56公里，可以满足人们的日常所需.

4.3 Uni-Cub

Uni-Cub是 2012年，由本田公司开发的一种个人代步工具，由于其外形像不倒翁，因此这款电动车又被称为——电动不倒翁.该款电动车采用的是电力驱动，控制方式同样是采用移动身体的方式进行操控的，即身体重心前移时，电动车向前移动，身体重心后移时，车子向后移动.驾驶者在乘坐过程中，由于需要前后晃动来控制车子，其形像也犹如不倒翁一样.Uni-Cub最高时速为 6千米 /小时，续航里程为 6千米，从这组数字中我们可以看出，该款电动车是不适合远距离驾驶的，所以它主要被应用于博物馆、科技馆等等，成为游客的代步工具，缓解游客的疲劳.

5 结论

综上所述，虽然现阶段电动车在技术含量、工业设计等方面，还不如燃油发动汽车成熟，但是电动车以其环保节能、使用寿命长、能源获取途径广泛等优势，受到了世界范围内的关注.相信随着现代科技的不断发展，以人为本的个人电动交通工具在工业设计与科技含量方面必然会日趋成熟，个人电动交通工具的发展也必将进入一个崭新的阶段.

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1673-260X（2014）08-0032-02