毕业设计（论文）-老年代步工具设计.doc

xxxxx毕业设计（论文） 摘 要本设计是对市场现有的老年代步车的改良设计。以安全性、舒适性、功能性为宗旨，做了老年人代步车的市场调查，了解了国内外老年代步车的发展现状和设计情况，根据老年人的生理心理特征进行产品定位和方案设想。针对如今老龄化社会中老人数量不断增多，以及老年人的心理以及生理的特殊情况，为老年人设计出适合老人使用的产品。经过调研分析发现现有市场上的老年人代步车存在着一些不足的方面，而且设计中往往缺乏对老人的关爱，所以根据现在已有的产品进行综合分析，从功能和外形的使用上结合人机工程学进行设计，设计一款适合老年人使用的电动车，本设计是一款轻巧，安全，实用的电动车，为老年人提供了简单的出行工具。关键词：代步工具、老年人、人机工程学 Abstract This design is available in the market improved elderly scooter design.Safety, comfort, functionality for the purpose of doing a market survey elderly scooter，Elderly at home and abroad to understand the development status and scooter design case, according to the physiological and psychological characteristics of the elderly for product positioning and program ideas.For now the number of elderly people in an aging society increasing, as well as psychological and physiological special case of the elderly, the elderly used to design products for the elderly.After investigation found that the elderly scooter analysis on the existing market there are some deficiencies in terms of, and the design is often a lack of care for the elderly，So now according to a comprehensive analysis of existing products, ergonomic design combines functionality and appearance from the use of the design for the elderly to use an electric car,This design is a lightweight, safe, practical electric car for the elderly provide a simple travel tool.Keywords: means of transport，elderly，ergonomics1目 录前 言- 1 -1.绪论- 1 -1.1研究背景- 1 -1.2研究目的以及研究意义- 2 -1.2.1研究目的- 2 -1.2.2研究意义- 2 -1.3研究框架- 2 -2.老年人代步工具开发的可行性分析- 3 -2.1老年人用品状况- 3 -2.2电动代步车的分析- 3 -2.3 电动车的法律分析- 4 -2.4综合分析- 4 -2.5老年人电动车文献综述- 4 -2.5.1老年人电动车概念- 4 -2.5.2老年人电动车在国内外的研究和应用现实状况- 5 -2.5.3国内电动代步车的设计状况- 5 -2.5.4国外电动代步车的设计状况- 6 -2.5.5国内外电动代步车研究对比分析- 6 -2.5.6国内外电动代步车研究对比分析- 7 -2.6国内外电动代步车形态符号确立- 8 -2.7 本章小结- 8 -3.老年代步车造型设计研究- 8 -3.1造型设计基础- 8 -3.2造型的设计元素- 8 -3.3造型设计法则- 8 -3.4老年人代步车造型设计要点- 10 -3.5抽取设计概念- 10 -3.6本章小结- 11 -4.老年人代步车身外观及结构设计- 11 -4.1 车身外观设计概述- 11 -4.2 方案草图的绘制- 12 -4.2.1草图初步方案- 12 -4.2.2最终方案- 13 -4.3方案优化的人机工程学研究- 13 -4.3.1 老年人代步车与使用环境- 13 -4.3.2老年代步车与环境中的人- 15 -4.3.3老年人代步车和使用者- 15 -4.4操作方向盘的优化设计- 17 -4.5显示界面的优化设计- 18 -4.6 座椅的优化设计- 19 -4.7代步车储物袋的设计- 22 -4.8前车身杆的设计优化- 22 -4.9本章小结- 23 -5.最终方案展示- 24 -5.1产品基本尺寸- 24 -5.2 产品材料和工艺分析- 25 -5.3 产品细节图展示- 27 -5.4 配色方案效果图- 28 -5.5 产品场景效果图- 29 -5.6 设计说明- 30 -5.7 本章小结- 30 -致 谢- 32 -参考文献- 33 -前 言随着社会进步、交通运输事业的发展和和各类基础工程建设的不断发展，人们对老年人出行的代步车提出了愈来愈高的要求，如环保节能，综合高性能，安全舒适，操纵简便，可靠耐用等。其中老年人代步车的外形美学设计与人机工程学的结合，已经受到越来越多的重视并得到不断的发展。1.绪论1.1研究背景科学技术的飞速发展带动了社会日新月异的变化，同样也使人们的寿命有了很大的提高。图1.1我国老年人数量增长图Fig1.1The quantity increase of the elderly图1.2 国内某品牌老年代步车Fig1.2 A certain brand of elderly scooter由图1.1可见，我国老年人数量由2010年的1.38亿增长到了2013年的2.02亿。短短3年时间，老年人占总人口比重由13.3%增长到了14.8%。1由此可见，我国人口老龄化问题相当严重。老年人成为社会关注的热点人群。关注老年人的衣食住行势在必行。衣食住行中出行是阻碍老年人人日常活动的高墙，“步行太累，自行车容易摔着，汽车，自己也没有那么灵敏的反应”。根据日本2014年1月日本警察厅公布的数据显示，2013年日本交通事故中老年人死亡人数已占52.7%。我国交通状况远不如日本，老年人发生的交通事故也更多，结果更加触目惊心。提倡绿色、环保、慢行交通的今天，为老年人寻找一种可行的代步工具就成为社会的亟需。代步工具当中，符合老年人习惯要求的有轮椅和车等种类。本课题研究的代步工具选取老年人代步车为设计对象展开设计。多年以来，各式各样的老年代步车纷纷涌现。燃油老年代步车（如图1.2）近年来成为热点，但其安全性存在相当大问题，国家已经命令禁止老年代步车随意上路。电动车由于其绿色、环保，成为社会发展的热点，面向老年人的电动车也纷纷出现。于是，现在的老人出行不再受到那么多无形的限制，时髦的老年代步工具也成为老人生活必备。一款安全合格的老年代步车，至少必须具备以上的配置和性能，才能带给老年安全舒适的驾车体验。1.2研究目的以及研究意义1.2.1研究目的 本次设计主要方便老年人出行安全为切入点，以老年代步车的造型与人机工程学设计为目标，设计研究的范围包括、产品造型设计研究，人机工程学协调统一性的研究，内部空间布置，构造以及外形构件的设计与制造等。1.2.2研究意义在这个环境污染，能源危机日益严重的社会大背景下，电动代步工具作为历史性的产物应运而生。面对环境问题日益严重的今天，电动代步工具作为一种“绿色”交通工具为改善环境问题的推广而存在着。不管是从商品市场需求，电力能源的可持续发展的未来前景来看，还是从以人为本的科学发展设计思想来看，探索研发设计适合中国本土大众需求的老年人代步工具是极其充满必要性的，这些都包含了设计者工作的责任，公司企业的需求发展空间，市场供应需求的满足。同样的，研究分析外观造型怎样在人机工程学，美学领域等诸多限制因素中的设计，满足老年人这个特定消费群体的使用，使设计更加符合老年人的生理和心理需求。这次老年人代步工具的设计不仅适用于老年人代步车本身的设计开发，对设计新产品，改进旧产品有重要的应用适用价值，对于外观造型设计，结构合理设计，以及社会经济效益等方面都可能产生一定的借鉴作用。最重要的是对于这种老年代步工具的设计开发和老年人用品的设计开发有着不可取代的参考意义。1.3研究框架本次设计研究为改良性产品设计。设计之初，在研究国内外现有老年人电动车的基础上通过设计相关的构成理论并结合相关法律法规。在满足设计中人机工程学的基础之上，对老年人电动车的造型进行再次设计，并设计出具有一定前瞻性的老年代步工具。具体研究框架如图1.3所示。图1.3研究结构图Fig1.3 Study Structure2.老年人代步工具开发的可行性分析2.1老年人用品状况在如今的市场上专门为老年人设计的商用产品应该是比较多的，比如放大的绣花针，放大的指甲刀等。不过很多在国外市场畅销的老年人商品，在国内却很少见到。与同是特殊消费群体的儿童，儿童的商品与老年人商品简直就是天壤之别。而且就商品的种类来讲，同种类的儿童商品在各个商场可谓数不胜数，不过供老年人用的同类用品就寥若晨星了。更有权威网站调查显示，老人对老年人商品市场不满意程度尽然高达89%。老年人买不到更加时尚的衣服，更加流行的鞋子等，也很少有专为老年人设计的交通工具，来满足老人的日常出行。2.2电动代步车的分析电动代步车大致分两个目标市场，一是用于火车站、仓库、旅游景区、医院、公园、运动场所、大型商场、大型工厂、机场等用于功能性的场所，如电动游览车、电动高尔夫车、电动观光车、电动汽车等等；另一方目标市场是个人代步交通工具，如电动代步车、电动滑板车、电动自行车。经过10多年的努力，我国电动汽车自主创新取得了重要突破，自主开发的产品开始批量化进入市场，发展环境逐步改善，产业发展具备了较好基础，具有了加快发展的有利条件和比较优势。我国也着眼未来，长期以来积极研发对电动汽车的自主创新，确立了以混合电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横”的研发布局，通过产学研紧密合作，我国电动汽车自主创新取得了重大进展。电动汽车的核心就是动力系统电气化。我国也围绕核心技术，建立起了纯电动、混合动力和燃料电池三类汽车动力系统技术平台和产学研合作研发体系，取得了一系列突破性成果，为整车开发奠定了坚实的基础。无论是国企还是民企，很多汽车企业都将电动汽车作为未来主流竞争产品作为战略部署高度重视。2.3 电动车的法律分析 其实，目前电动车的归类比较模糊，电动自行车通用技术条件（GB17761-1999）规定，电动自行车的最高时速不超过20公里，重量不超过40公斤，但是现在有些电动自行车生产的电动车很多都超过了20公里，有的厂家甚至达到或超过了50公里。目前电动车出行的基础设施滞后，缺乏电动车专用道，很多城市电动车和人行道混用，电动车和人力自行车混道。机动车运行安全技术条件和电动自行车通用技术条件是电动车的技术规范，加强了电动车相关立法。2.4综合分析老年人市场的分析结果告诉我们，在国内这个老龄化日益严重的社会中，老人渴求得到相应的消费能力和消费愿望，这对于社会的进步，商家的发展，设计者的思路方向都是很好的驱动力，让老年人的生活变得相对舒适，快乐。国内不断强大的制造技术让老年人代步车这个概念不会只停留在低端设计制造的层面之上，我们有足够的技术去制造出能满足老年人在交通工具上更高需求的代步车，所以设计更人性化，更安全，功能更完善的老年代步车就显得十分必要了。2.5老年人电动车文献综述2.5.1老年人电动车概念我国理解的电动车，一般是指以电池为能源的一种轮式代步工具。电动车分为电动汽车、电动自行车等。老年电动车应当满足老年人户外代步需求。其性能相对稳定，车速较慢，运用电力无需加油，故又称环保老年车，老年电动车所使用的能源有很多，主要有铅酸电池(含铅酸胶体电池)、镍氢电池、镍镉电池、镍铁电池、锂离子电池(常称之为锂电池)、燃料电池等。电池按电化学方式直接将化学能转化为电能。它不经过热机过程，因此不受卡诺循环的限制，能量转化效率高（4060%）；几乎不产生NOx和SOx的排放。严格意义上的，真正的老年电动代步车产品应该是从原先的归属于医疗器械类的电动轮椅车演变而来，产品的设计更适合老年人、残疾人的驾驶习惯。而且适用人群从原先电动轮椅车的残疾人群扩展到了广大腿脚不便的老年人。产品的设计生产均参照国家电动自行车的国家标准及电动轮椅车的国家标准，在某些参数指标方面甚至更严格于以上的2个国家标准，车速设计在10公里/小时之内，整车底盘高度在8cm，刹车制动距离在0.5米之内，从各个方面均优于原先的电动轮椅车，是电动轮椅车的演化升级车型，能够符合老年人的出行代步的需求，同时提供更全面的安全保障。图2.1国内几款老年代步车Fig 2.1 Several elderly scooter of The domestic 2.5.2老年人电动车在国内外的研究和应用现实状况目前，老年人代步车作为一个独特品种在国内外的市场上存在着，这也是对电动自行车产品系列的细分和丰富，所以本文对老年代步工具进行设计，同时也为电动代步车在国内外的研究和应用状况做整理和研究。2.5.3国内电动代步车的设计状况国内的老年代步车似乎是作为一个比较新型的产品走进我们的生活中来的，现在也还处于一个比较初期的阶段。如图2.1所示，就性能而言，国内电动代步车的性能还不是很高，带来的问题也是比较多的，比如车速的限制，车身的具体规格，功能的设定，操作的设计等，很多都显得那么捉襟见肘，所以带来的问题也是比较多的。其次，款式设计也是国内电动代步车的一大鸡肋，大部分都是三轮代步车，或者mini型的小汽车款式，造型简陋，款式单调，没有什么大的突破，就设计人员的职业发展，企业的长远发展，社会的进步等都是一个障碍。人性化的因素不够，在电动代步车的设计过程中缺少部分人性化的关怀。不过就目前国内老年代步车的设计发展来看，还是充满了很大的潜力，可以看到老年代步车的设计正在渐渐步入正轨，向一个很有希望的方向发展着。图2.2 国外几款老年代步车Fig 2.2 Several elderly scooter of foreign2.5.4国外电动代步车的设计状况国外的老年代步车相对于国内的出现的要早，电动车的质量也较高，开发的技术与设计也相对成熟，所以国外的很多优秀的产品都对国内的企业来说有很大的借鉴意义。通过查阅资料，国外的老年人代步车因为文化的差异对产品的认识不同，所以，很多情况下，国外的设计师对材料的使用很大胆，对颜色的使用也比较丰富，造型也比较有创意。设计的风格更具多样性。对于国外老年人代步车的设计，国外设计师对于产品的理解能力的确比国内有更高的层次，功能上，国外的设计的设计思路让老人在使用过程中变得方便，安全，对于电动车的配置来说，研究怎么样才能更适合老年人的使用，比如作为的安排，各配件的安置。对于色彩的感觉，设计师更加站在老人的角度，让老人用的舒心等等。国外设计师更加注重细节的把握，他们善于巧妙的捕获老人在使用电动代步工具时候的心理，老人对于电动车的消费理念，很好的发挥了设计的巧妙之处，用设计吸引老年人，用设计来服务老年人，用设计来改善老年人的生活。他们真正的把设计融于到生活当中去。2.5.5国内外电动代步车研究对比分析国内电动代步车的发展尚不是很成熟，现在仍处于一个发展的初期阶段，而国外的这个行业对电动代步车已经研究多年，质量要高于国内的质量，开发的技术也比较成熟。就造型的对比来看，国内的电动代步车只是错略地将三轮车，自行车之类的代步工具改造为电动代步车，没有对电动代步车做系统的设计。而国外的设计风格更具有多样性，设计师对电动代步车的设计比较大胆，并且可以看出国内外普遍把四轮电动代步车作为更加安全的选择，这也为自己对后来电动代步车的设计定位为四轮车做了最初的定型。 2.5.6国内外电动代步车研究对比分析图2.3 国内外电动代步车对比分析表（来自网络）Fig 2.3 Domestic electric scooter comparative analysis table由图2.3可得，目前国际主流的老年人代步车有以下特点：使用更便捷，稳定性强，一般为三轮车和四轮车，其中多以四轮车为主；尺寸方面多为1300mm600mm左右的尺寸，此类代步车基本都可上电梯，方便老人的使用（其中一般最小的电梯尺寸也在1100mm1400mm）；硬朗的线条，易于识别的造型更符合老年人视觉和触觉生理上识别能力需求以及寻求年轻，活力心态的心理要求；色彩显眼，色彩不单调，不仅满足老年人的心理需求，更可以用易于识别的颜色提醒别人注意，避免碰伤老年人。 2.6国内外电动代步车形态符号确立由上文中对国内外代步车的形态分析比较，抽取了部分国内外的分析结果的形态符号用于确立自己设计的电动代步车。四轮的设计增加了电动代步车的稳定性和便捷性;尺寸方面同样采取1300mm600mm左右的尺寸来保证电动代步车的舒适性前提和出行的便捷性；整体采用比较硬朗的线条，来体现老年人心理上的满足感；色彩方面采用比较有现代感的设计，在整体车身上加入富有识别性的修饰。2.7 本章小结本章主要对电动代步车的概念与国内外电动代步车特点对比分析进行阐述，结合相关的设计理论以及老年代步车的相关法规确立了电动代步车的形态符号，继而用于自己设计的老年代步工具的设计中元素的确立。3.老年代步车造型设计研究3.1造型设计基础设计的成果取决于这个时代的特点，设计者的不同，但是如果将设计分解成基本元素后就变得大同小异了，所以我们要把握设计造型的基本元素，并且分析这些基本元素在设计实践中的应用，这些都对设计的产品显得十分重要。3.2造型的设计元素点、线、面是产品造型艺术的基本表现元素和手段。任何一件产品的构成都是点、线、面这三种基本元素的组合。3.3造型设计法则(1)统一法则统一法则是美学法则的一个重要方面，在工业造型设计中，它要求把设计对象作为物理认识和精神感受的统一体来对待，保证设计系统的各部分（部件）甚至包括操作性、舒适性、安全性、价值、维修和环境等要素构成一个有机、有秩序的整体。实现统一法则的方法主要是应用完形理论和类聚原理，发掘设计中多系统的相互统一，使形、色、装饰、材质、光等要素，在统一的构想计划下，用“调和”下的对比，“过渡”和呼应，“主从”下的重点，规范与秩序等手法进行协调配置，使设计产生整体效应。“调和”即协调或适合之意。绝对的安定是没有的，而倾向整齐、安定的调和总是同对比现象共存的，故设计中常采用表现手法的统一、形线的共调、色彩的和谐来实现整齐划一，或采取尽量增加形、色、质等共同因素，而且又保持一定的变化，来实现多样统一的目的。设计中的“过渡”是以连续渐变的线、面、体来实现形态的转承产生整体感。常用的过渡手法有曲面的渐变、圆弧过渡、斜线的联合过渡。“呼应”则是指设计要素间的视觉印象的联系和位置间的照应。设计中常以相同或相似的形、色、装饰和质感的视觉印象使位置间达到相互照应。“主从”关系是指整体与局部的关系，常以形、色、质的对比与衬托，利用动感的视觉诱导和将重点设置在视觉中心位置等手法，达到主次分明又相互协调的目的。现代化的生产方式产生了规范化的设计和程序，规定了设计物的型谱和系列。其目的旨在设计中力求采用标准化和系列化的设计手段，以实现统一中的规范美和秩序感。(2)时空法则造型是时空的艺术，这一点已成为越来越多的人所认识。时空法则要求将造型要素根据人的心理感觉，针对产品的功能进行适当的配置，使造型产生扩张、流畅、向上、抵抗外力等运动的、具有生命力的艺术形式。时空法则还要求设计与生产者提高设计物的质量，使之在以使用者人为核心的环境中形成一个成长、消亡、再生的良性循环。从另一角度来说，产品随着时间的推移和地域的变化不断改变着自己的存在形式。科学技术在不断地进步与发展，人们的审美情趣和对美的追求也在不断变化，这些都要求产品造型设计具有鲜明的时代特征。产品造型设计必须洞察科学技术的发展动向，密切注意新理论、新技术、新工艺、新材料的出现，应尽可能地加以运用，充分起将先进科技研究成果转化为具有实用功能的商品的媒介，设计出符合时代美学特征和文化倾向的产品。设计的产品随时代条件与社会环境和社会心理反映作相应的变化是必然的，研究与预测这种变化的潮流，把握设计倾向和特点对设计者来说是极其重要的。由于世界上各个国家、地区、民族所处的地理位置和环境不同，政治经济条件、文化传统和宗都信仰不同，形成了自己特有的性格、爱好、情趣、习惯和追求，这就要求跨地区的产品造型设计具有不同的艺术表现形式和格调，形成相应的民族风格。（3)需求法则设计的根本目的是设法满足人们的需求。心理、行为学家往往将人的需求分为五个层次，即生理需求、安全需求、社交需求、自尊需求和自我实现需求。人的需求是由低层次向高层次发展的，其形式如同金字塔。而人类的需求通常是经由自然环境、人为环境、尤其是经由设计的产品而求得的满足。人类的需求是随着时代的科学技术的进步不断变化着的，新的需求会刺激新的欲望，新的欲望又导致新的设计。工业造型设计就是要主动了解使用者现在和将来的需求，并注意不同需求层次的差异性，不断设计出能满足不同使用者的各种需求的产品。(4)色彩设计工业设计领域的色彩，主要是用来美化产品；色彩作为设计的一个重要的构成要素，也被用来传达产品功能的某些信息。产品的色彩设计要把形、色、质的综合美感形式与人、机、环境的本质内容有机地结合起来，才能取得完美的造型效果。一般应从以下几个方面考虑。首先，应考虑产品的功能特点、结构特点以及相关组件的特点，通过对产品本质内容的研究，对其经济价值和社会价值的分析，选择合适的色彩配置方案进行表达。其次，是对产品的使用者人的研究，利用色彩对人的心理和生理的影响作用，创造宜人的色彩环境，给产品的使用者带来亲切、愉快的心理感受。第三，是深入了解产品的使用环境，使产品的色彩与环境构成一个和谐统一的整体。 3.4老年人代步车造型设计要点由于老年人在生理的各个方面机能都已经开始表现衰退，如才视觉方面，老年人对高纯度，高明亮的色彩的敏感程度已经大大降低，色彩强烈明亮不是老人需要的，这就决定我们要在代步车整体色彩设计上主要采取比较稳重的黑色，灰色等中性色，但我们仍需要使用白色等明快的色彩来丰富代步车的色彩视觉系统。还有在情感方面，老年人作为情感弱势群体，他们需要情感上的满足所以在代步车色彩设计的时候需要把握色彩色调，在消费现代消费观念的影响下，老年人在产品的消费上越来越接受时尚的产品，所以流行的色彩搭配也会在老年人代步车具体设计中运用。综合上述分析，我们在这里给出代步车具体设计中色彩运用搭配的大致方向。在整车色彩系统设计中为了达到能够使产品更有吸引力的效果，我们主要使用黑白灰色的流行色彩搭配；在内饰色彩系统设计中，为了满足老年人的生理和心理需求，我们主要使用暖色调的色彩，比如米黄色，橙色等。另外考虑到中国特殊的色彩认知感，比如在国内人们认为大红色是喜色，黄色是高贵色彩，我们也会在整车色彩系统设计中使用上述两种色彩。老年人代步车外形设计要点老年人对产品外形的认同接受主要受心理方面因素的影响。老年人待人处事圆滑、随和，同样地，老年人也喜欢造型圆润的产品。那么在代步车外形设计中我们主要运用协调的曲线组合完成符合老年人审美需求的自由曲面。在外形细节的设计上，合适的运用装饰线，会使车形更加吸引老年人的眼球。3.5抽取设计概念本章中造型设计元素和设计法则结合第二章中对目前市面上电动代步车的分析，抽取出部分概念元素如图3-1中的表中的抽取元素。正如图3.1中，分别从其中抽取中几个部分的元素，如各个车中被红色标注的地方，椭圆式的方向盘更具有稳定性，因具有不同的角度可以把握，相比较那种直式的把手更具有舒适性和安全性，更加符合人机工程学；四轮的设计使得电动代步车更具牢靠型，更显得稳重，大方，安全；可折叠的设计使得电，可使得代步车在不使用的易于储放；硬朗的轮廓，小圆角更加显得电动代步车质感上的饱满，更加具有修饰性。从之中抽取出的元素概念包括：椭圆式方向盘，四轮设计，硬朗的外表，小圆角，可折叠可弯折图3.1部分设计元素Fig 3.1 Part of the design elements3.6本章小结本章主要讲述了造型设计的元素与法则的具体内容，并且通过这些法则来具体运用到本次的老年代步工具的设计上来。 本章通过具体的法则方法抽取了前章中概念元素形态通过具象化的形式转变为本次设计的元素，并通过人机工程学的运用达到本次设计的要求。4.老年人代步车身外观及结构设计4.1 车身外观设计概述 设计的功能要求只承载一个人，舒适度较高，结构不宜复杂。设计的美为要求为在保证人机和谐，工艺限制等前提下，最大限度地追求艺术美，选择最佳平衡点，强调整体感和空间的开放性。追求空间的开放性原因在于老年人代步电动车整体尺寸是受诸多因素限制(如道路、人体尺寸等)而相对确定，所以空间有限，在这种情况下，我们尽量扩大老人使用的空间，也尽量让老人选择自己适合的空间。可折叠的设计，方便老人对代步车的存放和驾驶。4.2 方案草图的绘制 4.2.1草图初步方案图4.1 方案1Fig 4.1 Scenario 1图4.2 方案2Fig 4.2 Scenario 2图4.3 方案3Fig 4.3 Scenario 3 4.2.2最终方案以单人座为设计前提，与人机关系的密切结合，设计车以下方案大小的代步车.此次设计的电动代步车,是针对老年人设计的一款概念单人代步车，造型饱满流畅，简洁大方，突显环保性，电池装卸方便，色彩柔和亮丽。追求形式与功能的统一，有整体感，空间利用要布局合理，功能与环境相适宜。并且这款代步车在设计上采用前面的方向盘和后面的座椅都是可调节的形式，如图4.4中前面的方向盘可以通过调节来寻找到合适的角度，也可以通过调节方向盘和座椅的角度来起到节约空间，便于储放的目的。于此后面的座椅也如图4.4中展示，为可拆卸的形式，一方面便于代步车折叠时候的储放，另一方面也可以进行拆洗，更加干净卫生。图4.4 最终方案草图Fig 4.4 Sketches final plan 4.3方案优化的人机工程学研究4.3.1 老年人代步车与使用环境老年人电动代步车作为日常交通工具，必然是在现有道路及相关设施中使用或放置，也就是说这些因素将会限制老年人电动代步车的外形尺寸设计。道路行驶主要对老年人电动代步车的宽度造成限制。因为老年人电动代步车是作为电动自行车的扩展产品系设计开发的，而且最高时速不超过20公里，同时参照现有交通法规有关规定，所以它将占用非机动车道行驶。根据我国现有的道路设计，非机动车道一般设计为单向通行，宽度依据为单位时间车辆的流量以及主要通行车辆进行设计，表4.1所列为非机动车道宽度设计参考值。表4.1非机动车车道宽度（宽度：米）Table 4.1 non-motor vehicle lane width (width: m)车辆种类自行车三轮车兽力车板车非机动车车道宽度1.02.02.51.52.0根据城市道路交通规划设计规范(GB5022O一95)的规定，自行车道路双向行驶的最小宽度宜为3.5米，混有其它非机动车的，单向行驶的最小宽度应为4.5米。但目前非机动车道实际上并没有达到以上宽度，一般宽度为2.2米一2.4米。同时，考虑道路的现实使用情况，比如单车在单边非机动车道里双向行驶等因素，所以由于行驶道路的限制，老年人代步电动车的宽度不超过1米(实际选择是四轮轴距的宽度为0.80米，三轮的则为0.65米，能够保证整体宽度在1米以内)。但目前非机动车道实际上并没有达到以上宽度，一般宽度为2.2米一2.4米。同时，考虑道路的现实使用情况，比如单车在单边非机动车道里双向行驶等因素，所以由于行驶道路的限制，老年人代步电动车的宽度不超过1米(实际选择是四轮轴距的宽度为0.80米，三轮的则为0.65米，能够保证整体宽度在1米以内)。再看老年人代步车的停车环境，如果能从汽车车位中划分出专门供其停车之用那么受限因素就会少得多，但出于使用成本和便利性考虑，老年人代步车的整体尺寸最好能适用现有的自行车或电动自行车的停车场地，即要求只占用其两到三个停车位，这在宽度上对其基本不产生限制，主要考虑长度方面的限制因素。 表4.2自行车停车场主要设计指标Table 4.2 The main design specifications bicycle parking停车方式停车带宽（米）车辆横向间距（米）过道宽度（米）单位停车面积（平方米）单排双排单排双排单排一侧停车单排两排停车双排一侧停车双排两侧停车斜301.001.600.501.202.002.202.002.001.80列451.402.260.501.202.001.841.701.651.51式601.702.770.501.502.601.851.731.671.55垂直式2.003.200.601.502.602.101.981.861.74 通过几个小区的实际调查发现，自行车停放处均采用垂直停放方式，同时考虑60“斜列的停放方式，参考表4.2中所列停车带宽和过道宽度，老年人代步电动车的长度不宜超过1.7米。同时发现，停车处的门大都左右对开，即使单开门的宽度也不止1.0米，所以不对所选的老年人代步电动车外观尺寸产生较大影响。4.3.2老年代步车与环境中的人环境对老年人代步电动车的尺寸造成限制，老年人代步电动车占据环境空间。影响较大的还是老年代步车与环境中的人之间的影响，这里主要是涉及安全性方面的内容。首先是车辆行驶行为的信号指示，即在左右转向时预先告知环境中的其他人以避免事故的发生。再者是设计要求允许车辆前后轻微的碰撞的发生，这就要求老年人代步电动车有保护车身减少或避免伤害的设计。同时特别注意在发生碰撞时对车前行人的保护，即使车速设计并不高也必须考虑这一点。因为万一伤害形成，不仅给他人身体造成了伤害，更重要的是可能对我们的使用者的驾驶信心造成更严重的伤害。第三是老年人代步电动车的色彩、造型对环境中人的影响，这包括对一般路人与道路管理人员的影响。即老年人代步电动车的用途与形象可能使大家更为礼让，获得道路管理人员的更多关注。这再加点色彩的有关内容。比如红色容易从环境中“跳”出来，更容易引起交警的注意，但也容易造成他们的视觉疲劳。另外，黄色汽车和浅绿色汽车最容易被人发现，发现的距离比发现一般深色汽车要远3倍左右。因此，浅淡且颜色鲜艳不仅使汽车外形轮廓看上去增大了，使汽车有较好的可视性，而且使反向开来的汽车驾驶员精神振奋，精力集中。4.3.3老年人代步车和使用者产品首先是要满足设计对象的功能需要，或者说设计的首要目的是让使用者更轻松，更自在，更容易地实现产品的功能。而人相对与设计而言是确定，所以在产品设计中必须先研究设计服务的对象人的诸多因素对设计的产生的限制，包括生理和心理，甚至在某些产品中还要考虑使用者的情感因素。首先涉及到产品设计中的人机工程学问题。人机工程学作为系统研究人-机-环境的学科，被广泛应用在设计的各个行业。早在1960年，美国设计师亨利德雷夫斯发表了著名的人体测量)(图4.5)，最早为设计界在人体工程学方面提供了使用的数据资料，可以说从“为适应的设计”到“为工作的人的设计，这是人体工程学最大的贡献，也是设计一的回归。除人机工程学方面内容外，还涉及设计心理学方面的相关内容。图4.5 亨利德雷夫斯和人体测量Figure 4.5 Henry Dreves and anthropometric 设计心理学是工业设计与心理学交叉的一门边缘学科，是应用心理学的一个分支，主要是研究设计与心理学相匹配的问题。目一前这一领域的研究存在一定的分歧，即有的侧重消费行为(心理)研究，有的侧重产品的使用生理心理因素的研究，从设计角度来说，这是两个自然、密切、关联的阶段:消费者通过购买获得商品的使用权，销售是实现设计意图的必然环节，所以设计充分考虑商棍.的包装和外观，达到吸引消费这的目的;然后，消费者回家按照说明材料(设计者的设计意图)使用产品。但从消费者的心理学度分析，这是两个完全不同的两个阶段:购买阶段，消费者发现某种产品功能正是他所需要的，毛白于同类产品的存在，他会考虑审美，情感，品牌等诸多方面的因素而最终选定特定商品;而在使用阶段，通常消费者是按照自己内在认识模式使用产品，当用户的心理模式与产品使用的设计模式不一致，而且产品本身无法指示时，就会导致出错甚至产品的损毁，即产品的易用性问题。即要求在设计中，设计者要确保:用户能够掌握产品的操作方法;用户能够明了产品操作系统的工作状态，并能在其状态下，进行正确的操纵控制。所以，在设计心理学研究领域认为:人，产品，应用环境之间的相互关系是存在和可利用的。设计者可以利用这些自然关系和自然限制因素，让产品的功能，操纵达到一目了然。即设计者必须了解心理学相关内容，利用设计手段增强用户对产品的认知度。以下为常用的六点有关认知心理学在设计中应考虑的原则:l)结合应用外在信息和操纵者记忆中的信息;2) 简化产品操作任务的结构;3) 注重可识别性;4) 进行操纵-显示协调性设计;5) 利用自然和人为的限制性因素;6) 考虑可能出现的人为差错。图4.6 转向灯与鸣笛按钮的设计位置Figure 4.6 Design position lights and turn whistle button图4.7 网上调查：老年人代步车应具备的优点Figure 4.7 online survey: the elderly scooter should have the advantage4.4操作方向盘的优化设计方向盘的操作需要使用者给予一定的力的作用，而且这些力也都需要一定的信息反馈。所以，在设计控制面板时要分析控制界面的功能，控制操作的要求，控制过程中的人机交互，以及使用者的负荷(脑力、体力)等因素。首先在老年人代步电动车的行车过程的操纵中，涉及到启动、车速控制、刹车控制、照明控制、转向灯控制、鸣号控制等。多个操纵器集中于手动操作，就要求通过相应的手段(形状，大小，色彩，标志等)对其进行编码设计，以减少操作失误。同时还要采取一定的方法和措施，使设计容许失误的方式，保证即使出现使用者因误操作或混乱操作的情况，也不会因此发生损害机械的结果。其次，在减轻使用者的负荷方面要着重考虑，因为我们的设计服务对象是老年人。在刹车操纵器(包括手刹和脚刹)制动所需力量上要充分考虑老年人的生理特点，但也绝不能过于轻飘，否则会令使用者产生其动作是否产生效应的怀疑。同时，要减少使用者的记忆负担。一般来说，产品的操作方法或顺序是需要记忆的，而这种记忆可分为内部和外部两种方式。所谓内部是指使用者用脑记忆，外部是利用其他工具提示信息。为减少老年使用者对代步车的繁琐记忆，所以在设计转向灯和鸣笛按钮的时候，让左右手分别只控制转向灯和鸣笛按钮，而针对大灯的使用频率不是很高的原因，并没有将它设计在把手上，如图4.7。 由图4.7的调查问卷可见，人们对于老年代步车应具备的优点大部分是轻便性，使用方便，安全性能等特点，故在设计方向盘时，只在两侧的把手分别只设计了一个键，便于使用者操作，油门的设计也采用挤压式的设计，轻质柔软的油门把手让使用者轻松操控代步车的行驶。 总之，记忆大量而烦琐的操作和步骤，不符合易用的目的，通常只会导致用户对该功能使用信心的丧失。所以最好的方法是让产品本身具有提示操作和步骤的功能，减少对使用者记忆力的要求。比如，采用大家习惯认可的标识，而不贸然采用全新的标识，增加记忆负担。 4.5显示界面的优化设计在人机界面设计中，根据人接受信息的感觉通道不同，可以将显示截面氛围视觉现实界面、听觉显示界面和触觉显示界面。其中以视觉和听觉显示界面最为广泛。一般来讲，视觉显示界面可分为数量型、性状型、再显性、报警与信号等几种。在老年人代步电动车的设计时，要充分考虑老年的生理心理特征，选择合适的视觉显示界面。特别注意字体设计、符号设计、指针设计要符合老年人的视觉习惯和思维惯性。比如，考虑到使用者可能存在视力老花的现象，须将字体的尺寸设计大于普通字号。如图4.8中在时速表设计中，除了数字标注，还增添了识别性强的图形显示；增加特大显示的紧急呼救触屏区，便于老人在遇到紧急情况下得到救助；同时对于显示界面的设计方面，考虑到老人业余生活，于是增加了一个触屏区域，并且添加了智能操作系统，可添加一些老人平常喜欢的应用软件程序，老人平时喜欢听广播，在功能上增加收音机；考虑到老人手脚的灵活性没有年轻人好，在功能上增加“语音助手”，方便老人在各种情况下操作；同时这款老年代步车增加了GPS定位导航的功能，方便老人的出行，也便于在紧急呼救的情况下，家人找到老人；对于大灯的设计，没有机械式的将它设计在把手上，而是将它放在了液晶触摸显示屏上的应用程序，因为代步车对于大灯的需要不像左右转向灯和鸣笛那样用的频率很高，大灯的需求一旦使用一般就用很长时间，比如在晚上行驶的时候，一旦打开，一般情况下不会在行驶的途中停止，所以将大灯按钮设计在液晶触摸显示屏上。而左右转向灯的提示等分别标识在两侧的三角形，亮灯时表示方向的转侧。 图4.8 代步车操作显示界面的设计Figure 4.8 scooter operator display interface design在对代步车操作显示界面设计的时候，针对老年人的需求，我做了部分调查问卷，并从问卷星网站上调了关于老年代步车的调查问卷，其中关于老年代步车应添加的一些新功能，在这里我也对改显示界面做了部分设计，最显眼的仍然是车速显示，查阅国际标准，一般车速不超过10km/h，有的国家将标准定在了15km/h，这里我将最高车速限定在20km/h；其次电量盘和导航盘分别显示在最上方；紧急呼救单独设计在左边，和其它触屏按钮分开并且采用二次确认的方式，如图4.8，避免出现误触碰导致紧急呼救；智能化操作界面的应用增加了老人在使用过程中的便捷性。 4.6 座椅的优化设计人体的生理特性决定座椅的设计，而座椅尺寸、高度直接影响到人员驾驶乘坐时的舒适程度。人体坐姿处于正常姿势时，脊柱的腰椎部分前凸，而至骼骨刊则后凹。舒适的坐姿应保持腰曲弧形处于正常状态。从上体通向大腿的血管不受压迫。保证血液循环正常。因此最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，使上体略向后倾斜并保持上体与大腿夹角为90115。 同时大腿与小腿之间的夹角一般在100120。小腿与脚掌的夹角一般为8595。大臂与小臂的夹角一般为8590。如能保持这种状态，人体会达到比较舒适的坐姿。理想的座椅，应使就坐者体重分布合理，大腿近似水平状态，两足自然地，上臂不负担身体重量，肌肉放松，操作时躯干稳定性好，变换坐姿方便，给人以舒适感。座椅设计必须考虑的因素很多，可以概括出以下一些基本原则:l)座椅的尺度必须参照人体测量学数据;2)身体的主要重量应由臀部坐骨节承担;3)座椅的前缘处，大腿与椅子之间空隙应尽量减小;4)腰椎下部应提供支撑，设置适当的靠背以降低背部紧张度;5)座椅应能方便地变换姿势，但必须防止滑脱;6)坐垫必须有足够的垫料保持适当的硬度，使其有助于体重压力分布于坐骨结节区域。座椅的相关尺寸的确立主要取决于对应的人体尺寸。根据成年男子和图4.9 人体坐姿示意图Figure 4.9 Schematic body posture成年女子的统计数，通常把人体模型分成5%，50%和95%作为三种常用标准。通常设计中所应用的总范围在5%95%之间，它涵盖了90%的人群，而具体的数值要通过目标人群身材的测量数据才能得出。就老年人代步电动车而言，它的驾驶者主要为男性、乘坐者主要为女性，性别不同人体尺寸会有比较大图4.4是人体坐姿示意