基于绿色设计的自行车改良设计

沈文静+王硕+孟果+杨天益+卫姿帅+栾海雯+潘雨+苏恒

【摘 要】本文阐述了中国现在面临的废旧自行车回收率低的社会问题，以及基于消费者需求的多样化，进行绿色设计以及个性定制的重要性。基于以上理念提出设计目标，分析现有的自行车的产品，从形态、材质、个性化以及人机尺寸四个方面提出创新性改进。通过研究消费者购买的自行车类型[1]，得出影响自行车消费的客观因素决定了自行车的风格特征，运用环保的木头材料和废旧自行车上能利用的材料，打造出一辆绿色环保个性化的自行车。从根本上解决废旧自行车的回收问题，更好的满足消费者的需求。

【关键词】绿色设计；个性化；人机尺寸；废旧材料

1.绪论

日新月异，科技飞速发展，现如今有了众多的交通工具。自行车经过看200多年的历史，非但没有被淘汰，而且不断地的改革和完善，现在自行车在交通界的地位已经无法取代，简易便携绿色环保是人们日常出行的首位选择。

设计目标：本项目的研究目标将从材料及加工工艺的选择、产品形态等多个角度出发，来体现产品良好的绿色设计理念。应对人们对于日常舒适休闲以及流行时尚品味需求的自行车改良产品，使得人与产品，环境更好的融合，真正做到产品为人服务。

2.设计过程

自行车的造型设计需要服从于自行车的功能，但是因为这样就会有很大的局限性。但是局限并不代表无法设计。自行车框架作为自行车设计中最重要的设计部件，在满足功能需求及成本的前提下，其选用的材料、管材线条的造型、车架和前叉外管的涂装都属于可塑造的部分。

2.1形态设计

每个人对于美的认识都是不一样的。在现实社会中，由于人们受到经济文化、生活理念、价值观等不同因素的影响，导致每个人对于美的认知都是不一样的。但是在评价某一事物的形象时，在美与丑之间人们又常常存在着一种共识。设计自行车的时候需要体现的是结构美，在结构设计合理和保证安全的情况下，做到简洁、轻巧、方便与可靠。

接着就是自行车的功能美，在设计自行车的时候速度、材质等这些因素决定了一台自行车的性能，但在自行车中更为重要的是如何降低空气阻力，在自行车骑行过程中，人和车是两个同样重要的因素，不合适的自行车会使人在骑行中的姿势不舒服，容易造成人体疲劳，而它又主要取决于自行车的外形。在设计和生产自行车的过程中，功能和美是联系在一起的。

根据前期的调研，依据材料及加工工艺，人机工程学、产品语义学、可用性设计、日常的舒适性休闲以及流行时尚的品味需求设计了以下几款自行车。这些自行车的设计都是在满足自行车安全性高的前提下在自行车可以设计的部位上做出设计，凸显出个性化同时也满足环保的需求。

自行车在整个的设计上追求稳定的基础上，突破传统。传统的自行车在结构上都是一个稳稳的三角形结构，虽然这样的结构比较稳定但是缺乏美感，所以根据前期的草图设计方案做休整，最后的建模方案中设计了一个在追求稳定的的前提下，打破传统自行车的三角结构，看上去更加的时尚，更加的轻便，在车架和后轮的连接上也是采用了区别于传统的连接方式，这样的连接方式看着更加的具有安全感。

2.2色彩设计

对人群分为以下三类：白领、青少年、专业骑行爱好者。经过数据采集分析，得到如下情况：

白领：偏爱简约大方风格，多选择黑白灰色调。

青少年：喜欢炫酷明艳的风格，多选择纯色。

专业骑行爱好者：倾向于沉稳的风格，多选择黑白色。

根据大家对色彩的偏好，我们可以看出大方简约的纯色自行车更受欢迎。因此在本次的设计中我们选择了竹子的原色，清新自然。既不过分张扬，又能在细节上彰显个性和品位。同时也能最直观的体现我们的环保理念。简单明亮的颜色能使人眼前一亮，因此在竹子原色的主体材料上，我们选用了明亮的纯色轮胎，使设计更加活泼有趣不沉闷，也能使人的心情更加的舒畅愉悦。

2.3功能定位

突破传统式自行车笨重的缺点，针对学生群体这一目标人群做出功能定位。设计的重点是在轻巧性、材料绿色化。在满足目标人群基本的需求外，可以说本次设计最大的功能便是缓解当下高校自行车被随意扔弃导致现在累积了很多的废旧自行车的这一现象，让这些生活的垃圾很好的有了一个解决的方案这样来实现自行车环保、可持续化发展。根据学生的消费心理来说，个性化的自行车定制能够更加有效的减少废旧自行车的出现，也是从源头减少了废旧自行车的出现。

2.4人机交互设计

影响自行车性能的人体因素包含以下这几点：

（1）人的自身素质与体格

假设人的身高设为G，其他身体各部分机能与G成正比，并且与力量G2，骨骼横截面G3成比例。

（2）人体的下肢力量

人在骑车的过程中，骨骼的肌肉会把过内部化学能转换为机械能。一般与肌肉的截面积成比例约为肌肉收缩时产生的力即---每平方厘米50--60N 。

（3）人身体的输出功率

一般说来，成年人的最大输出功率大约是在0.8～0.9马之间，持续的时间是在十一秒左右。

（4）脚踏旋转速度

一般一个健康的成年人的是70～80次每分钟，一般脚踏以60次每分钟最为合适。

（5）人手与手的握力

据测试，为了长时间的施力于闸而不致使手有疼痛的感觉，一般只用最大握力的百分之十左右便能得到必要的减速度。所以适宜的直径尺寸大约在 3～4cm 左右。而把手的长度应以手掌的宽度为基准，人的手掌寬度一般在 7.1～9.7cm 左右， 所以把手的长度可以在 12cm 左右。

（6）鞍座与坐骨结节

在人体骨骼中，坐骨结节属于人体当中耐受压力最强的部位，它位于骨盆下的位置，面积大约为25cm?，身体的主要重量都是由坐骨结节支撑。所以在设计自行车的鞍座的时候，一定要是鞍座后端的面积要大于前端，这样坐起来更加的舒服。当人体处于坐姿时，坐骨结节离臀部的末端的距离大约是在10～12cm之间，根据这个数值，鞍座的后端长度也应该调整到10～12cm。而有百分之五十的人，大腿的厚度大约在13cm左右，所以鞍座的长度应该调整到22～24cm。要使得骑行者在骑行时更为舒适的话，鞍座要具有一定的倾斜度。所以经过大量数据试验，倾斜角度大约在30°时，会让骑行者感到舒适。

3.小结

本项目从绿色理念出发，把环保材料木材和废旧自行车可利用的零部件结合打造出一辆绿色环保的自行车，对使用人群做了分析，针对使用人群的心理和行为打造出一辆兼具环保和个性化的自行车。在设计过程中还需要考虑多方面问题，例如自行车产品有其特殊性，它的结构既承担物理功能，又直接体现外观。它的个性化和其他产品相比较有一定的难度，但随着技术的发展，这种产品的形式和内涵存在着变化的可能性，也具有一定的典型性和代表性。

绿色设计理念自行车涉及多方面理论知识和技术手段，虽然本文简单研究陈述了一下，但是还是需要进行深入的了解和不断地完善让自行车和自行车行业出现新的面貌。

参考文献：

[1]温家宝.十一届全国人大一次会议政府工作报告.人民日报，2008.3.endprint