1、本科生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)）開題報(bào)告題 目: 基于人機(jī)工程學(xué)的兒童自行車創(chuàng)新設(shè)計(jì) 姓 名: 學(xué) 院: 工學(xué)院 專 業(yè): 工業(yè)設(shè)計(jì) 班 級(jí): 工設(shè)121 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 職稱: 副教授 2016 年 2 月12 日本課題的意義、國內(nèi)外研究概況、應(yīng)用前景等（列出主要參考文獻(xiàn)）一、課題意義1、研究背景 隨著中國2015年嬰兒潮的到來，未來幾年童車市場份額將不斷增加，而二胎生育政策的全面放開實(shí)施將進(jìn)一步擴(kuò)大嬰幼兒產(chǎn)品市場規(guī)模，童車市場正釋放出驚人的消費(fèi)能力。童車市場形勢的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了其目標(biāo)消費(fèi)群體的變化。首先，童車的普及率大大提高，已成為了一般家庭必需品1；其次，八零九零后年輕父母逐漸成為消費(fèi)主力，相較以

2、往，其消費(fèi)觀念發(fā)生了改變。童車產(chǎn)業(yè)所面對(duì)的消費(fèi)市場的變化導(dǎo)致消費(fèi)者購買童車的主要因素也在發(fā)生改變。隨著消費(fèi)者消費(fèi)意識(shí)的提高以及童車產(chǎn)品同質(zhì)化問題的暴露，價(jià)格正在逐漸失去影響力，設(shè)計(jì)、功能、品牌等逐漸獲得主動(dòng)權(quán)2。2、問題提出童車巨大的市場需求量促進(jìn)了童車設(shè)計(jì)的發(fā)展，與此同時(shí)，童車設(shè)計(jì)的弊端也逐漸的暴露出來：（1）在功能結(jié)構(gòu)上，現(xiàn)有的童車沒有考慮到兒童的需求，缺少特定的功能設(shè)計(jì)。兒童在使用時(shí)，達(dá)不到在成長階段所需的鍛煉作用和娛樂效果。（2）很多童車產(chǎn)品在外觀上做了很多裝飾，以實(shí)現(xiàn)吸引兒童的效果，但未考慮到這些裝飾給兒童的使用甚至安全性帶來的影響。3（3）忽略兒童行為、心理、性格等因素對(duì)童車設(shè)計(jì)的

3、影響，部分廠家甚至直接將成人自行車的尺寸等比例縮小成童車尺寸4，這既存在著嚴(yán)重的安全問題，也不利于兒童的健康成長。（4）童車設(shè)計(jì)中抄襲、模仿、跟風(fēng)問題仍相當(dāng)嚴(yán)重，其結(jié)果就是造成市場上的產(chǎn)品嚴(yán)重同質(zhì)化，缺少創(chuàng)新性。3、研究目的（1）首先，通過調(diào)研與學(xué)習(xí)，了解創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法，并將其應(yīng)用于兒童自行車的設(shè)計(jì)中，以此促進(jìn)童車行業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)與設(shè)計(jì)能力的提高；（2）根據(jù)兒童和其他主要人群的特征和需求，探究產(chǎn)品的功能定位，根據(jù)兒童的生理與心理需求，在人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出符合消費(fèi)者需求、更具人性化的產(chǎn)品。二、國內(nèi)外研究概況1、國外研究狀況：自行車起源于18世紀(jì)后期的歐洲，而關(guān)于兒童自行車的起源，現(xiàn)有

4、文獻(xiàn)中沒有具體的論述。結(jié)合1999年4月出版的大不列顛百科全書中對(duì)現(xiàn)代自行車的描述“實(shí)用性自行車普遍是供兒童短距離騎行時(shí)使用的”，以及第一輛嬰兒車起源于1877年的英國，我們可以推測，兒童自行車應(yīng)該是在19世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期的歐洲出現(xiàn)的。經(jīng)過兩百多年的發(fā)展，國外兒童自行車領(lǐng)域競爭日益激烈，越來越多的品牌開始出現(xiàn)，行內(nèi)領(lǐng)先的有Berg Toys、小泰克、Hasbro、Giggo Toys、Razor、ides、KidTrax等。以小泰克的熱銷產(chǎn)品為例，其產(chǎn)品色彩搭配非常亮麗，既符合色彩學(xué)原理，又牢牢抓住兒童的特征和心理；在包裝上，運(yùn)用了豐富的色彩元素，通過簡單的設(shè)計(jì)傳達(dá)了豐富的信息。除此之外，其功

5、能上具有高延伸性，小泰克的四合一三輪車系列，不僅功能豐富，同時(shí)還考慮到了家長的需求，如易清理的坐墊、柔軟安全的安全帶、耐用的靜音輪胎等。從國外的童車產(chǎn)品我們可以看出，堅(jiān)持創(chuàng)新才是發(fā)展的關(guān)鍵。例如Hy Pro的一款兒童拖箱滑板車，作為拖箱和滑板車的結(jié)合，其腳踏板可方便拆卸并裝入拖箱中相應(yīng)的隔層，還原成普通拖箱。又如Hasbro的學(xué)步騎行兩用童車，其產(chǎn)品結(jié)合了學(xué)步車和騎行玩具兩種模式，模式轉(zhuǎn)換有兒童鎖，防止兒童誤操作受傷，在兩種模式下，兒童都可以通過產(chǎn)品上巧妙設(shè)計(jì)的小玩意，充分鍛煉手部動(dòng)作技能。此外還有Razor的一款360度高速回環(huán)童車（其后輪采用萬向輪，保證安全性的前提下，可以輕松讓兒童進(jìn)行3

6、60度大回環(huán)）、Micro的Pedalflow騎行車（一款沒有坐墊的輕型折疊式自行車，其設(shè)計(jì)簡潔，可以充分鍛煉腹部和臀部肌肉，采用充氣輪胎和倒后式剎車，適合青少年使用）等等。從這些產(chǎn)品我們可以看出，國外的童車產(chǎn)業(yè)發(fā)展很健康，企業(yè)的設(shè)計(jì)方向趨向于創(chuàng)新設(shè)計(jì)，主要研究對(duì)象既包括了兒童，也包括了監(jiān)護(hù)人，通過分析對(duì)象的需求與特征，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，以此為自身品牌贏得更高的市場認(rèn)知度與評(píng)價(jià)。2、國內(nèi)研究狀況：通過近十年的發(fā)展，中國已成為世界童車生產(chǎn)基地，生產(chǎn)的童車出口目的地包括歐美、中東、東南亞、非洲等主要國家和地區(qū)。浙江平湖、江蘇昆山、廣東中山、河北平鄉(xiāng)、湖北漢川等地均是童車生產(chǎn)大戶，知名品牌有“好孩

7、子”、“螞蟻兄弟”、“寶寶好”、“維克斯”、“好來喜”、“佳佳”等。通過專利檢索平臺(tái)搜索關(guān)鍵詞“兒童自行車”，得到1161項(xiàng)專利信息，包括發(fā)明專利57項(xiàng)，實(shí)用新型專利181項(xiàng)，外觀設(shè)計(jì)專利923項(xiàng)。結(jié)合專業(yè)性質(zhì)和研究范疇，并剔除掉失效專利，共篩選出44項(xiàng)相關(guān)發(fā)明技術(shù)，觀察得知，專利涉及創(chuàng)新關(guān)鍵點(diǎn)包括車篷、前叉（前輪支架）、車座、后輪支架等。從專利申請(qǐng)時(shí)間可以看出，國內(nèi)大陸最早于2000年左右公開申請(qǐng)，集中于2011至2015年，這也從側(cè)面印證了近幾年國內(nèi)童車市場在不斷擴(kuò)大，企業(yè)對(duì)童車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)越來越重視。以“好孩子”為例，截至目前，好孩子公司的國內(nèi)外專利申請(qǐng)量累計(jì)已達(dá)4000 余件，其強(qiáng)大的自

8、主研發(fā)能力保證了公司的產(chǎn)品創(chuàng)新性處于國內(nèi)領(lǐng)先水平4，能夠針對(duì)國內(nèi)外不同地域消費(fèi)市場的需求，快速設(shè)計(jì)并制造出系列化的產(chǎn)品。 雖然國內(nèi)童車行業(yè)發(fā)展迅猛，不少品牌正走向世界，但是，目前國內(nèi)仍有不少企業(yè)的產(chǎn)品層次偏低，缺乏自主創(chuàng)新能力，過分依賴價(jià)格因素，相較于國外品牌，產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念仍舊落后，顏色、材料等方面也相對(duì)遜色，缺乏設(shè)計(jì)競爭力。三、應(yīng)用前景 我國的兒童人口約占全國人口總數(shù)的 30%，而在2015年10月，十八屆五中全會(huì)公報(bào)提出實(shí)施全面二孩政策，由此可見嬰童產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，童車產(chǎn)品作為嬰童產(chǎn)業(yè)中最重要的組成部分，在各個(gè)家庭中的需求將越來越大，童車已從奢侈品轉(zhuǎn)變?yōu)榧彝ケ匦杵?。然而，由于國?nèi)的童車

9、產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，我國童車市場上市場上的童車產(chǎn)品普遍存在著一些問題，具體表現(xiàn)為造型基本相似、缺乏創(chuàng)新、品牌影響力不足、安全隱患等6,7，對(duì)此，不少童車企業(yè)開始將研究重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)、功能、品牌等方面，提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的良性發(fā)展。本課題則是在這樣的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下提出的對(duì)于童車設(shè)計(jì)的思考與探究。一方面，基于人機(jī)工程學(xué)，通過對(duì)當(dāng)今時(shí)代兒童各方面人機(jī)尺寸、心智變化以及當(dāng)代年輕父母撫養(yǎng)孩子的心理習(xí)慣的研究，促進(jìn)兒童自行車向功能化、人性化發(fā)展。現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是“人”，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，任何工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都必須充分考慮人的因素。9在我國加入WTO所面臨的沖擊下，中國的制造業(yè)無不是嚴(yán)陣以待，企圖在競爭中保

10、持優(yōu)勢。而人機(jī)工程學(xué)因素往往是企業(yè)提高其競爭力的手法之一。充分考慮產(chǎn)品的宜人性，提高產(chǎn)品人性化的層次，符合兒童的身體素質(zhì)和心理發(fā)展規(guī)律，以此創(chuàng)造其他品牌無法模仿的優(yōu)勢，這是現(xiàn)代童車設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。另一方面，結(jié)合創(chuàng)新方法論，分析兒童和家長的主觀需求與隱性需要，在滿足基本功能的基礎(chǔ)上添加創(chuàng)新點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)、形狀、使用方法上加以改進(jìn)。如今市面上的童車一般都安裝了前后剎車，防水車鈴，前置購物網(wǎng)籃，后置超大工具箱，后輪均配置了安全輔輪等，以適應(yīng)初學(xué)的兒童，有的童車還配有避震裝置，以滿足舒適度的要求。10,11創(chuàng)新是設(shè)計(jì)本質(zhì)的要求，因此，提出更合理的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，最大程度的體現(xiàn)產(chǎn)品的使用價(jià)值，12是童車設(shè)計(jì)的

11、必然要求。主要參考文獻(xiàn)：1周敏,黃晶. 影響童車設(shè)計(jì)的因素A. 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)分會(huì).Proceedings of the 2007 International Conference on Industrial Design(Volume 1/2)C.中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)分會(huì):,2007:3.2沈玨. 基于兒童運(yùn)動(dòng)行為的童車功能設(shè)計(jì)研究D. 浙江工業(yè)大學(xué) 20123羅碧娟. 兒童產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)J.包裝工程，2006，（01）.4馮子娟，孫前程，張濤. 小輪徑自行車不一定是兒童自行車J. 中國自行車，2012，（11）4劉笑誦. 中國童車:拓展海外市場的現(xiàn)狀及對(duì)策分析以“好孩子”品

12、牌的成功經(jīng)驗(yàn)為例J.對(duì)外經(jīng)貿(mào)實(shí)務(wù)，20115王白鴿. 基于心理學(xué)的兒童產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法研究與應(yīng)用D. 陜西科技大學(xué) 2009-06.6劉瑋，郝華奇，張錫. 兒童心理及兒童玩具設(shè)計(jì)A. 2004年工業(yè)設(shè)計(jì)國際會(huì)議論文集C. 20047陳昌輝. 兒童自行車整體設(shè)計(jì)研究D. 上海:上海交通大學(xué)，20058王艷群. 健康工業(yè)設(shè)計(jì)理念之兒童產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究D. 湖北工業(yè)大學(xué) 20079JohnR.Wilson. Fundamentals of systems ergonomics/human factorsJ. Applied ergonomics，2013，Vol.45(1)，pp.5-1310吳曉莉童車的組

13、合式創(chuàng)新設(shè)計(jì)與工程分析J機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2010，26(6)：12413111LIN CHYUNCHAU，LUH DINGBANGA vision-oriented approach for innovative product designJAdvanced Engineering Informatics，2009，23(2)：191200 12葛露. 兒童用品設(shè)計(jì)中的功能延展J. 商場現(xiàn)代化，2008(04) 研究的目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題一、研究目標(biāo) 本次研究將通過對(duì)兒童自行車的結(jié)構(gòu)與原理的分析，以創(chuàng)新方法論為指導(dǎo)，尋找兒童自行車設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)；通過基于人機(jī)工程學(xué)的基本原理，對(duì)兒童-童車

14、-環(huán)境間的關(guān)系進(jìn)行研究、分析和總結(jié)，為童車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，使童車的功能能夠更好的滿足用戶的使用需求。二、研究內(nèi)容 1、使用層次分析法，將研究課題作為一個(gè)系統(tǒng)，將研究目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)，進(jìn)而分解為多指標(biāo)的若干層次，由于每個(gè)層次中的每個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響程度都是量化的，因此設(shè)計(jì)過程非常清晰、明確。 2、通過專利檢索、查找文獻(xiàn)，對(duì)國內(nèi)外兒童自行車的結(jié)構(gòu)和造型進(jìn)行調(diào)研分析，總結(jié)特點(diǎn)，分析其現(xiàn)有功能及優(yōu)缺點(diǎn)。 3、結(jié)合創(chuàng)新方法論，對(duì)童車的結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行分析并提出創(chuàng)新點(diǎn)。 4、使用人體參數(shù)法、觀察法、模型法等人機(jī)工程學(xué)方法，保證設(shè)計(jì)的合理性、宜人性。 5、在外觀上遵循設(shè)計(jì)原則與美學(xué)原理，完成創(chuàng)新性與美

15、觀性的統(tǒng)一。三、解決的關(guān)鍵問題 本次研究主要從兒童和監(jiān)護(hù)人的需求出發(fā)，重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)以及人機(jī)工程學(xué)原理在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，即如何在兒童自行車原有功能的基礎(chǔ)上提出一種新穎、合理、實(shí)用的結(jié)構(gòu)或功能，使之能更好的適應(yīng)兒童、監(jiān)護(hù)人和環(huán)境三方的需求，且能充分符合兒童和家長的使用習(xí)慣和心理狀態(tài)。研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析一、研究方法1、采用文獻(xiàn)檢索法、專利檢索法對(duì)兒童自行車進(jìn)行大量資料搜集和整理歸納，對(duì)產(chǎn)品背景、產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展前景和設(shè)計(jì)水平等有了全面的了解。2、采用了問卷法、觀察法、訪談法這幾個(gè)研究方法對(duì)兒童和監(jiān)護(hù)人的需求進(jìn)行了解。對(duì)于兒童由于受到年齡的限制，主要采用以觀察

16、法為主，訪談法為輔的方式；而對(duì)于監(jiān)護(hù)人采用問卷法和訪談法相結(jié)合的研究方法，并適當(dāng)結(jié)合觀察法。 3、使用人體參數(shù)法、觀察法對(duì)兒童與童車之間的關(guān)系進(jìn)行探究。 4、結(jié)合創(chuàng)新方法論、層次分析法進(jìn)行產(chǎn)品的功能性創(chuàng)新。 5、使用模型法、問卷法對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。二、技術(shù)路線 基于人機(jī)工程學(xué)的兒童自行車創(chuàng)新設(shè)計(jì) 市場需求相關(guān)技術(shù)調(diào)研專利檢索法兒童行為分析觀察法、訪談法相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品調(diào)研文獻(xiàn)收集法創(chuàng)新切入點(diǎn)層次分析法 確定設(shè)計(jì)方向創(chuàng)新方法論草圖方案初步方案2D渲染3D建模人機(jī)分析人機(jī)工程學(xué)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)評(píng)估方案確定3D渲染模型制作畢業(yè)答辯三、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 1、實(shí)驗(yàn)方案 （1）在調(diào)研階段，主要采用拍照和攝像

17、的手段，記錄兒童在騎車時(shí)所發(fā)生的一系列動(dòng)作行為。因?yàn)閷W(xué)齡前兒童處于前運(yùn)算思維階段，語言的表達(dá)能力正處于發(fā)展階段，并且容易受到外部環(huán)境的影響和干擾。因此，問卷或是訪談都會(huì)因?yàn)閮和磉_(dá)不清而影響實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和真實(shí)性，所以對(duì)于兒童的研究，主要采用觀察法，在孩子盡情玩耍時(shí)記錄其最真實(shí)的表現(xiàn)。而監(jiān)護(hù)人在陪同的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生一些相應(yīng)的動(dòng)作行為。所以對(duì)監(jiān)護(hù)人出了采用問卷和訪談的方法，還需要結(jié)合觀察法，記錄下監(jiān)護(hù)人在陪護(hù)過程中的動(dòng)作行為。 （2）在設(shè)計(jì)階段，通過手繪的方式展現(xiàn)思考結(jié)果，包括草圖和效果圖的繪制。 （3）在設(shè)計(jì)后期，為檢驗(yàn)產(chǎn)品是否滿足人機(jī)工程學(xué)的要求，通過建立三維計(jì)算機(jī)模型，用以檢測產(chǎn)品與人體尺寸是

18、否配合，形狀和受力是否正確。2、可行性分析（1）部分的文獻(xiàn)有參考價(jià)值，為本課題提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，可以將其充分的應(yīng)用到兒童自行車的設(shè)計(jì)中；目前一些較為成熟的加工藝手段為后期的模型制作提供技術(shù)保障。（2）對(duì)交通工具的設(shè)計(jì)方面有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)材料工藝有一定的了解，掌握相應(yīng)的建模軟件。（3）學(xué)?？梢蕴峁┫鄳?yīng)的基本設(shè)備，在模型制作上可以提供技術(shù)支持與指導(dǎo)。（4）指導(dǎo)老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，能給自己提供指導(dǎo)與幫助。 綜上，該課題是切實(shí)可行的。特色或創(chuàng)新之處本課題結(jié)合創(chuàng)新方法論，對(duì)童車的結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行分析并提出具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)；綜合運(yùn)用人體參數(shù)法、觀察法、模型法等人機(jī)工程學(xué)方法探究兒童與童車之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)

19、上有針對(duì)性的完成童車的設(shè)計(jì)改進(jìn)；使用層次分析法，將研究課題作為一個(gè)系統(tǒng)，將研究目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)，進(jìn)而分解為多指標(biāo)的若干層次，由于每個(gè)層次中的每個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響程度都是量化的，因此設(shè)計(jì)過程非常清晰、明確。研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展一、研究計(jì)劃 通過圖書館和網(wǎng)絡(luò)，對(duì)兒童自行車相關(guān)書籍、論文、期刊、雜志等資料進(jìn)行查閱與搜集，通過實(shí)地調(diào)研與考察，分析兒童和監(jiān)護(hù)人的需求，結(jié)合整理出的專利信息提出創(chuàng)新方案，通過手繪的形式表現(xiàn)，在老師的指導(dǎo)下對(duì)方案進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，最后確定方案并用軟件進(jìn)行建模、渲染與排版，同期完成模型的制作。第一階段：研究準(zhǔn)備階段： 1、確定研究對(duì)象：兒童自行車，了解研究對(duì)象的結(jié)構(gòu)和使用方式。2

20、、對(duì)兒童自行車相關(guān)書籍、論文、期刊、雜志等資料進(jìn)行查閱與搜集。3、對(duì)兒童自行車相關(guān)專利進(jìn)行搜集和整理。4、實(shí)地觀察兒童和家長使用兒童自行車的場景。 5、認(rèn)真整理分析結(jié)果，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，完成開題報(bào)告。第二階段：構(gòu)建目標(biāo)體系，設(shè)計(jì)內(nèi)容，選擇實(shí)施方法和途徑： 1、構(gòu)建目標(biāo)：設(shè)計(jì)出一款基于人機(jī)工程學(xué)的具有創(chuàng)新性的兒童自行車。 2、研究內(nèi)容：根據(jù)現(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品，優(yōu)化功能結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一款造型美觀、易于使用和具有創(chuàng)新性的兒童自行車。 3、方法、途徑：本著科學(xué)、實(shí)效、創(chuàng)新原則，圍繞目標(biāo)和研究內(nèi)容分別選擇多種不同的方法、途徑。第三階段：研究方案實(shí)施階段： 將構(gòu)建的研究目標(biāo)、設(shè)計(jì)內(nèi)容，按選擇的途徑和方法分別實(shí)施，在實(shí)施過程