基于綠色設計的自行車改良設計

沈文靜 王 碩 孟 果 楊天益 衛姿帥 欒海雯 潘 雨 蘇 恒 / 上海電機學院設計與藝術學院

基于綠色設計的自行車改良設計

沈文靜 王 碩 孟 果 楊天益 衛姿帥 欒海雯 潘 雨 蘇 恒 / 上海電機學院設計與藝術學院

本文闡述了中國現在面臨的廢舊自行車回收率低的社會問題，以及基于消費者需求的多樣化，進行綠色設計以及個性定制的重要性。基于以上理念提出設計目標，分析現有的自行車的產品，從形態、材質、個性化以及人機尺寸四個方面提出創新性改進。通過研究消費者購買的自行車類型[1]，得出影響自行車消費的客觀因素決定了自行車的風格特征，運用環保的木頭材料和廢舊自行車上能利用的材料，打造出一輛綠色環保個性化的自行車。從根本上解決廢舊自行車的回收問題，更好的滿足消費者的需求。

綠色設計；個性化；人機尺寸；廢舊材料

1.緒論

日新月異，科技飛速發展，現如今有了眾多的交通工具。自行車經過看200多年的歷史，非但沒有被淘汰，而且不斷地的改革和完善，現在自行車在交通界的地位已經無法取代，簡易便攜綠色環保是人們日常出行的首位選擇。

設計目標：本項目的研究目標將從材料及加工工藝的選擇、產品形態等多個角度出發，來體現產品良好的綠色設計理念。應對人們對于日常舒適休閑以及流行時尚品味需求的自行車改良產品，使得人與產品，環境更好的融合，真正做到產品為人服務。

2.設計過程

自行車的造型設計需要服從于自行車的功能，但是因為這樣就會有很大的局限性。但是局限并不代表無法設計。自行車框架作為自行車設計中最重要的設計部件，在滿足功能需求及成本的前提下，其選用的材料、管材線條的造型、車架和前叉外管的涂裝都屬于可塑造的部分。

2.1 形態設計

每個人對于美的認識都是不一樣的。在現實社會中，由于人們受到經濟文化、生活理念、價值觀等不同因素的影響，導致每個人對于美的認知都是不一樣的。但是在評價某一事物的形象時，在美與丑之間人們又常常存在著一種共識。設計自行車的時候需要體現的是結構美，在結構設計合理和保證安全的情況下，做到簡潔、輕巧、方便與可靠。

接著就是自行車的功能美，在設計自行車的時候速度、材質等這些因素決定了一臺自行車的性能，但在自行車中更為重要的是如何降低空氣阻力，在自行車騎行過程中，人和車是兩個同樣重要的因素，不合適的自行車會使人在騎行中的姿勢不舒服，容易造成人體疲勞，而它又主要取決于自行車的外形。在設計和生產自行車的過程中，功能和美是聯系在一起的。

根據前期的調研，依據材料及加工工藝，人機工程學、產品語義學、可用性設計、日常的舒適性休閑以及流行時尚的品味需求設計了以下幾款自行車。這些自行車的設計都是在滿足自行車安全性高的前提下在自行車可以設計的部位上做出設計，凸顯出個性化同時也滿足環保的需求。

自行車在整個的設計上追求穩定的基礎上，突破傳統。傳統的自行車在結構上都是一個穩穩的三角形結構，雖然這樣的結構比較穩定但是缺乏美感，所以根據前期的草圖設計方案做休整，最后的建模方案中設計了一個在追求穩定的的前提下，打破傳統自行車的三角結構，看上去更加的時尚，更加的輕便，在車架和后輪的連接上也是采用了區別于傳統的連接方式，這樣的連接方式看著更加的具有安全感。

2.2 色彩設計

對人群分為以下三類：白領、青少年、專業騎行愛好者。經過數據采集分析，得到如下情況：

白領：偏愛簡約大方風格，多選擇黑白灰色調。

青少年：喜歡炫酷明艷的風格，多選擇純色。

專業騎行愛好者：傾向于沉穩的風格，多選擇黑白色。

根據大家對色彩的偏好，我們可以看出大方簡約的純色自行車更受歡迎。因此在本次的設計中我們選擇了竹子的原色，清新自然。既不過分張揚，又能在細節上彰顯個性和品位。同時也能最直觀的體現我們的環保理念。簡單明亮的顏色能使人眼前一亮，因此在竹子原色的主體材料上，我們選用了明亮的純色輪胎，使設計更加活潑有趣不沉悶，也能使人的心情更加的舒暢愉悅。

2.3 功能定位

突破傳統式自行車笨重的缺點，針對學生群體這一目標人群做出功能定位。設計的重點是在輕巧性、材料綠色化。在滿足目標人群基本的需求外，可以說本次設計最大的功能便是緩解當下高校自行車被隨意扔棄導致現在累積了很多的廢舊自行車的這一現象，讓這些生活的垃圾很好的有了一個解決的方案這樣來實現自行車環保、可持續化發展。根據學生的消費心理來說，個性化的自行車定制能夠更加有效的減少廢舊自行車的出現，也是從源頭減少了廢舊自行車的出現。

2.4 人機交互設計

影響自行車性能的人體因素包含以下這幾點：

（1）人的自身素質與體格

假設人的身高設為G，其他身體各部分機能與G成正比，并且與力量G2，骨骼橫截面G3成比例。

（2）人體的下肢力量

人在騎車的過程中，骨骼的肌肉會把過內部化學能轉換為機械能。一般與肌肉的截面積成比例約為肌肉收縮時產生的力即---每平方厘米50--60N 。

（3）人身體的輸出功率

一般說來，成年人的最大輸出功率大約是在0.8～0.9馬之間，持續的時間是在十一秒左右。

（4）腳踏旋轉速度

一般一個健康的成年人的是70～80次每分鐘，一般腳踏以60次每分鐘最為合適。

（5）人手與手的握力

據測試，為了長時間的施力于閘而不致使手有疼痛的感覺，一般只用最大握力的百分之十左右便能得到必要的減速度。所以適宜的直徑尺寸大約在 3～4cm 左右。而把手的長度應以手掌的寬度為基準，人的手掌寬度一般在 7.1～9.7cm 左右， 所以把手的長度可以在 12cm 左右。

（6）鞍座與坐骨結節

在人體骨骼中，坐骨結節屬于人體當中耐受壓力最強的部位，它位于骨盆下的位置，面積大約為25cm2，身體的主要重量都是由坐骨結節支撐。所以在設計自行車的鞍座的時候，一定要是鞍座后端的面積要大于前端，這樣坐起來更加的舒服。當人體處于坐姿時，坐骨結節離臀部的末端的距離大約是在10～12cm之間，根據這個數值，鞍座的后端長度也應該調整到10～12cm。而有百分之五十的人，大腿的厚度大約在13cm左右，所以鞍座的長度應該調整到22～24cm。要使得騎行者在騎行時更為舒適的話，鞍座要具有一定的傾斜度。所以經過大量數據試驗，傾斜角度大約在30°時，會讓騎行者感到舒適。

3.小結

本項目從綠色理念出發，把環保材料木材和廢舊自行車可利用的零部件結合打造出一輛綠色環保的自行車，對使用人群做了分析，針對使用人群的心理和行為打造出一輛兼具環保和個性化的自行車。在設計過程中還需要考慮多方面問題，例如自行車產品有其特殊性，它的結構既承擔物理功能，又直接體現外觀。它的個性化和其他產品相比較有一定的難度，但隨著技術的發展，這種產品的形式和內涵存在著變化的可能性，也具有一定的典型性和代表性。

綠色設計理念自行車涉及多方面理論知識和技術手段,雖然本文簡單研究陳述了一下,但是還是需要進行深入的了解和不斷地完善讓自行車和自行車行業出現新的面貌。

[1]溫家寶.十一屆全國人大一次會議政府工作報告.人民日報,2008.3.

資金來源上海電機學院上海市大學生創新活動計劃項目，項目編號：A1-5701-17-009-02-95。