校园代步工具设计

杨金萍 黄圣游

摘要：由于社会的不断发展，校园面积的不断扩大，校园里急需一款新型代步工具的出现。随着学生生活水平的不断提高，越来越多的学生不喜欢步行，学生每天步行赶时间上课非常吃紧，甚至有的同学因此不愿走出寝室，没有合适的代步工具成为学生心中的难题，因此一款灵活机动方便快捷的代步工具是学生急需的，新型代步工具要做到既可以环保又可以方便学生停放，解决学生的出行问题，新型代步工具要具备以下几个特点，具备高科技、智能化等功能。智能化是未来代步工具时发展的主流，是当今人类社会发展的必然趋势。

通过对市场上现有的代步工具的分析，在前人的基础上不断创新，不断前进，研究出灵活机动，方便存放，多功能的适合学生使用的代步工具。

关键词：校园交通;代步工具;人机分析

1绪 论

1.1课题来源

随着科学的不断发展，越来越多的高校建起新校区，师生们在享受新校区带来舒适的同时，越来越大的校园也给他们的校内交通带来一些不便。“从校门口到最里面的一个宿舍，最少要走上十几分钟，学生每天步行赶时间，上课非常吃紧。”这是在很多大学内都能听到的类似声音。不少大学生为节省时间，纷纷购买自行车充当代步工具，甚至有一些经济条件较好的同学购买了摩托车。但是这些代步工具都不能很好的满足学生的需求，学生在学校骑自行车很不方便，特别是学校没有专门停放自行车的位置，很不安全。滑板车很多人都不会使用，所以不能很好的在校园普及，因此一款灵活机动、方便快捷的代步工具是学生急需的。

1.2 本课题研究的意义

通过这次调查研究对校园代步工具有一个深入的了解，现在在大学校园内学生的代步工具一般都是使用自行车，但是自行车的体积大、重量沉、不方便携带，改进校园代步工具一方面可以帮助解决一部分校园交通问题，另一方面也可以减少学生花在出行上的时间和精力。如果这两方面能够得到一定程度的改善，学校内的生活和工作秩序将得到很大的提高。因此，设计一款适合学生使用的校园代步工具具有很大的意义。

2校园代步工具的发展历史及趋势

2.1 校园代步工具的发展历史

从几千年以前人类开始使用人力和畜力作为个人代步工具之后，人类代步工具就掀开了它漫长的发展和演变历史。人们最开始出门徒步行走，到了封建社会人们出行开始坐马车、轿子，到现如今各式各样的汽车、电动汽车、自行车、电动自行车、摩托车、以及现在渐渐流行的独轮车和轮滑等等。

自行车是由人力脚踏驱动的、至少有两个车轮的陆地交通车辆，俗称自由车、脚踏车或单车。自行车无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。经过不断升温发展，开始有了山地车、变速车、高档赛车等代步车。

经过经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，又出现了智能化的新型校园代步工具，如现在的代步车。智能化是未来代步工具时发展的主流，是当今人类社会发展的必然趋势。

2.2 未来校园代步工具的发展趋势

现在的校园面积不断地扩大，又没有专门的停车位，能够随身携带的代步工具越来越受人们的欢迎，能够解决人们寻找停车位难的问题。未来校园代步工具必然是以美观个性为基础，搭载智能与便捷的发展趋势。

3校园代步工具的可行性分析

3.1 当前校园交通状况分析

在校园面积已定的前提下，一方面由于高校扩招，校园人口迅速增加。另一方面，车辆增加的速度大于道路的发展速度，致使交通安全问题成为环境安全问题中的重要方面。现在很多大学校园都有专门的公交车，但是时间不准点，对学生来说很不方便，很多学生不愿意乘坐。也有很多学生在学校使用自行车和摩托车，由于自行车、摩托车的体积比较大，不方便停放，放学的人流量比较大，骑自行车也不方便，所以在出行方式中大多数都是步行，而且大学生的上课教室不是固定的，学生上不同的课要更换不同的教室，每天出入的教室比較多，高峰期主要集中在三个时间段早、中、晚。所以，高校的交通状况急需解决。

3.2 高校学生消费心理分析

校园代步工具主要针对的消费群体是大学生，所以，在设计校园代步工具时一定要根据大学生的需求和大学生的消费心理来设计，由于大学生的思想越来越时尚，学生的消费观念与消费习惯也发生了一些变化，而且，他们在经济上并没有真正的独立，但是随着社会的不断发展，大学生的消费支出来源不再是只有父母供给，而是有奖学金、打工、贷款等消费方式。针对大学生的这一消费心理和消费能力，校园代步工具是符合大学生的消费心理的。

3.3校园代步工具的市场发展前景

校园代步工具是校园交通中不可或缺的一部分，随着时代的变化和科学技术的发展，我们校园的代步工具越来越多，校园代步工具的发展越来越好，给我们每个人的生活都带来了极大的方便。燃油与尾气的排放对环境有不可逆的污染，是大气污染的主要污染源，因此，我国发展电动装置车辆无疑是未来发展的趋势，未来校园代步工具的发展正好顺应了这一趋势。未来校园代步工具的发展会引导着人们向另一种生活方式发展，我们会因此而改变我们的出行方式。因此，校园代步工具的发展前景是非常好的。

4校园代步工具的细节设计

4.1 与校园代步车相关的因素分析

为了使校园代步工具平稳行驶，首先要考虑的就是代步车的平衡问题，校园代步工具应用的是自平衡系统，再考虑人的坐姿问题，考虑到人坐在上面重心在什么地方，人坐在上面的舒适度，两者必须结合起来考虑，这样才能保证使用者骑着的安全。人骑自行车时重心一般都在车座上，坐时间长了会腰痛，所以新型代步车要注重整个车子的舒适性，减少骑车时产生的疲劳。

4.2 符合人机工程的尺寸选择

大学生作为主要的校园消费群体，他们选择代步车首先考虑的是舒适度和安全性，所以该校园代步工具的设计应该从人机工程学的角度去分析，项目在考虑人机工程学尺寸选择，因为每个人的身高不同，所以重点考虑符合大众化的尺度，在保持符合适用性的同时，保证了此代步工具的小巧、美观。经过实际考察和实验数据最终得到此类产品的最终尺寸。校园代步工具的长度设计为：117cm，宽度设计为62cm，高度设计为：110cm。

4.3 传动方式的选择

传动系统是代步车行驶的重要组成部分，所以選择性能优越的电动车传动系统是非常重要的，可以提高电能转化为车的动能的利用率，从而提高车的行驶距离。

现在电动车的启动方式有很多种：中置式、轮毂式、悬挂式等，现在市面上的电动代步工具大多数以轮毂驱动为主，轮毂驱动的能量强，不易磨损，轮毂驱动的动力主要来源于后轮驱动。所以经过综合考虑和研究，设计方案将采用轮毂驱动。

4.4 各部件材料的选择

在自行车企业追求产品轻量化的过程中，镁合金因为其出众的比强度和比刚度而越来越受到生产厂家和消费者的青睐，具有突出的疲劳无记忆性;较好的动力学性能;与塑料零件相比，具有更好的承受力。本校园代步工具的设计符合人机工程学，因为在骑车时，人体体重的70%以上直接作用于鞍座，因此鞍座的舒适度非常重要。此外，鞍座的设计是保证代步车平稳形式的关键，鞍座是人们骑车时接触时间最长的地方，鞍座还要具有优良的耐磨性，所以，鞍座要选择橡胶材料。本校园代步工具的轮胎采用的是实心轮胎，它的耐磨度极高，这样就不用担心外出时车胎破损。

5“校园·领跑者”设计方案展示

5.1 方案设计

根据学生的需求设计了这款校园代步工具，首先这是一款装有自平衡系统独轮车形式的代步工具，外型轻便、时尚，视野宽阔，整个车身可以折叠、方便携带，车身可以根据使用者的身高来调节自身的高度，满足不同身高的使用者。脚踏增加了摩擦颗粒，非常的舒适。车的前轮内置弹簧避震系统，保证使用者在任何崎岖的道路上更加舒适安全。车身设有夜间安全荧光设计，醒目而美观，让使用者夜间出行更加安全。带有自动充电系统和太阳能板，减少能源的浪费，材料使用镁合金，非常环保，整个车身的重量是18Kg，携带方便。最终确定方案设计图（如图1-1）。

5.2 技术性说明

本方案设计采用自动充电系统和自平衡系统，其主要目的是解决学生携带充电难和平衡等问题。市场上现有的代步工具，设计的重点都在外形或是使用形式上，而这一款校园代步工具首次使用了自动充电系统，利用计算机、无线通信和互联网等技术，这款校园代步工具整个车身可折叠、体积小，方便学生携带，车子的重量为18kg，重量轻。设有油门脚踏和刹车脚踏，可以根据自己的需要来调节车辆的速度，电池采用了锂电池，拥有快速充电系统，一次冲5小时就可以连续使用3天，车辆的最大速度为45km/h，这款代步工具配置了前照夜视灯，由于平衡系统对道路的要求很高，所以夜视灯主要是照射地面，来保证车子平稳行驶，根据黑夜的程度调节前照灯的亮度。在骑姿方式方面，采用坐姿的方式，避免站着过度劳累。因为每个人的身高和坐姿不一样，所以整个车身和把手都可以根据不同使用者的身高来调节自身的高度和长度。把式设计独特，根据的自己的需要可以伸缩，供骑着选择。此外，方案选用的材料是镁合金，镁合金具有优秀的加工性能以及减震特性，代步很多零部件的加工都是由镁合金材料整体制作而成，所以用镁合金可以大大降低生产时的工艺流程。

5.4 实用性说明

经过准确的把握当前校园个人代步工具的市场需求，以及本方案针对市场需求设定清晰的设计目标，本设计考虑到了校园环境、校园道路、校园的人流量等，确定了能源使用和车体的大小，代步车用电作动力行驶时没有噪音，不会打破安静的校园环境。满足了校园个人代步工具在体积、重量、携带、存放、速度控制等方面的要求;其次，其独特的小巧、轻便、简洁的造型设计迎合了大学生时尚性、个性化的消费心理。因此，这款校园代步工具对拥挤的校园交通和学生来说有很大的实用性。

5.5 经济性说明

由于校园代步工具针对的消费者是学生，所以对于代步车的本身功能而言，它的功能非常齐全，解决了一般代步车解决不了的问题。最重要的方便了学生的出入，在材料的选择上，主要材料是镁合金，镁合金成本较低、因体积小巧而耗材少，且可以回收再利用，这在一定程度上降低了自身的制造成本;另一方面，因为这款自行车的制造工艺相对简单、制造工序相对较少，因此也尽可能的减少了制造成本。对于学生来说，这款校园代步工具非常经济实用。

总 结

本次校园代步工具的设计基于国内大学发展的背景之下，由于近几年各大高校均进行扩招，在校学生数量明显增多，并且还有继续上升的趋势，而且各大高校校园面积也在不断的扩大。所以校园代步工具将成为一大热点，校园代步工具设计是针对当前我国高校普遍存在的交通问题的一项实际应用的课题。在对高校交通状况和大学生消费行为具体调查分析的基础上，运用产品开发设计的相关知识，包括基于人机分析的外观造型设计、传动选择、材料选择、色彩选择以及计算机建模和实物建模，对校园代步工具作了系统的、全方位的定位设计，在设计的过程中，我遇到了一些问题，经过我不断的修改，最终设计出了一款能够适应当前校园交通状况和解决学生校内出行的代步工具。

参考文献：

[1] 闫缨.大学生消费心理分析和引导[J].昆明大学学报，2004.

[2] 吴疆.基于自衡技术平台的城市轻量化个人代步工具的设计研究[D].浙江大学，2013.

[3] 高楠.工业设计创新的方法与案例[M].化学工业出版社，教材出版中心，2006.

[4] 胡晓霞.设计“人性化”的心理学研究[J].宁波高等专科学校学报，2002.

[5] NORMAN Donald A.刘松涛译.未来产品的设计[M].北京：电子工业出版社，2009.

[6] 沈杰.青少年“时尚消费”现象调查报告[J].中国青年研究，2003.

[7] 简召全.工业设计方法学修订版[M].北京理工大学出版社，2000.

[8] 王洪斌.大学生消费文化与现代人生活方式的变迁[J].鞍山科技大学学报，2004.

[9] 宁兴龙.镁合金在自行车上的应用[J].稀有金属快报，2003.

[10] 刘静安，谢水生.扎字铝合金材料的应用与技术开发[M].北京：冶金工业出版社，2004.

[11] 梅琼汴.设计心理学（序言）[M].北京：中信出版社，2003.

[12] 高守责.走进当代大学生消费[J].消费经济，2004.

[13] 王曼.导致学生消费支出逐年递增原因分析[J].北京工商大学学报（社会科学版），2002.

[14] 王建刚.中国城市化战略刍论[J].上海交通大学学报（哲社版），2005.

[15] LIB，LiSY. Design and Realization of Wireless Remote Image Monitoring System Based on GSM/GPRS [J].Strategic Technologies，2008.

（作者单位：西南林业大学）