现代控制理论于方法

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1、运用现代设计方法设计实例例：儿童自行车的产品快速开发一. 儿童自行车的现状 l儿童自行车的需求状况。 家长重视对孩子的培养，一方面可以培养小孩的独立能力，另一方面可以让小孩锻炼身体。目前，儿童自行车的市场比较广，基本上各个阶层的家庭都能够负担得起。 l儿童自行车的销售状况。 销售目标主要是大中城市，通过调研，我们发现，不管各个大超市还是儿童自行车的销售点，销售商的生意都不错，销售量相当可观，由此可见，目前自行车相当有市场l市场上销售的儿童自行车的类型。 比较热销的品牌儿童自行车有十几种。每种童车根据轮子直径的不同主要分为十二寸，十四寸，十六寸，十八寸，二十寸五种规格，适合不同年龄段的儿童。市场

2、调研报告一. 儿童自行车的现状l市场上销售的儿童自行车的性能。 具备成人自行车的大部分功能，在色彩以及形状等方面进行了一些改进。市场上见到的童车一般都安装了前后刹车，防水车铃，前置购物网篮，后置超大工具箱，后轮均配置了安全附轮等，以适应初学的儿童，有的童车还配有避震装置，以满足舒适度的要求。 l儿童自行车的市场价格。 市场上见到的童车价格范围一般为 120 400 元，其中 120 200 元属低档次，200 300 元的属中档次， 300 400 元的属高档次的车子。 l消费者所能接受的儿童自行车的价格。 大部分在 200 400 元之间。如右图所示：l二. 市场上的儿童自行车存在的问题l通

3、过调查发现市场上销售的童车存在的主要问题是安全问题。 调查结果显示，大型超市、商场所销售的童车比较讲求品质， 但价格也普遍偏高，而市场摊位出售的童车，价格比商场低， 但质量不敢让人恭维。对于童车安全要求，国家有关方面在 年制定了 GB 标准“童车安全要求 ”。但是有些童车达不到这些标准，主要存在以下几方面的问 题：1 有些儿童自行车的刹车闸把同手柄之间，闸把尺寸过大，孩子 就握不紧，也就刹不住车子，下坡的时候不够安全； 2 儿童自行车的链条没有全链盒罩住，容易把手指夹住；3 刹车太紧小孩子的握力不够；车子的平衡性有问题等。儿童自 行车的安全隐患已成人们普遍关注的问题。 耐用性1 . 车胎采用实

4、心形式，用新型合成橡胶制成。 旧式实心轮胎缓冲性差，不平路面舒适性不佳 等缺点。而当前的车胎为了保证车的舒适性， 多采用充气空心胎，但其成本较高，且易破损 。儿童力气较小充气不方便。结合以上情况， 所以选用新型合成橡胶制成的实心轮胎。 2提高车把和车座的可调性。 考虑到儿童的成长因素，采用可调整车把和车 座等部件可以使自行车的有效使用期增长，扩 大自行车的适用年龄范围。 创新性分析趣味性 l12轮-4轮非拆卸转换。在儿童刚开始骑童车时，带两个辅助轮提高了车的平衡性，比较安全，但是当熟练之后，两轮的就可 以了，可以将辅助轮收起来， 2轮-4轮非拆卸转换方便了儿童学骑自行车。 22轮-3轮转换。

5、结合2轮车和3轮车各自的优点，考虑用一新型的结构实现一辆自行车实现2轮和3轮这两种自行车的功能。 3脚登与手摇两种操作方式。 既可以充分锻炼儿童的身体，又增加了趣味性。 舒适性l1.通气车座。 在运动中容易流汗采用通气车座可使儿童骑车 时较舒服。 2.改进车闸，使其省力，安全。 童车最重要的就是安全性因此车闸尤为重要， 考虑到儿童力气小故改进车闸，使其省力，安 全。 3.减小自行车所占空间，采用折叠或伸缩结构。 目前大部分家庭所住为楼房，住房空间小上下 楼不方便，可考虑采用折叠或伸缩结构。 多功能性l经过我们组员的讨论，我们觉得现在市场上的儿童自行车只是成人自行车的缩小版，主要体现了实用性。我

6、们觉得如果能增加一些功能，引发儿童的兴趣将会有更好的市场前景，所以我们将自行车设计为踏板车和自行车的结合体，可以一车多用 安全性l作为一件儿童玩具，应具备高的安全性。从车架的结构到各个部件的连接都应考虑其安全性。儿童自行车的安全问题是目前自行车存在的主要问题，所以在自行车结构的设计中，应采用一些高安全性的结构。 方案设计 l拟定了以下三种方案：l二轮自行车，附带两个辅助小轮，即两轮自行车可转 化成四轮的自行车，也就是和目前市场上比较畅销的 自行车机构相似。但在自行车的具体结构上有所创新 ，将辅助小轮做成可以收取，车身可折叠结构，方便 携带。 l针对 2-5 岁的儿童，做成三轮结构，外形结构新颖

7、， 色彩比较鲜艳，将车身设计成卡通结构，吸引儿童。 并将自行车做成家长可以随时辅助儿童骑车的结构， 拟定结合儿童推车的结构，对三轮自行车进行改进。l做成二轮自行车与儿童踏板车的结合体，可以一车多 用。随时可以拆卸，即能满足儿童多动的天性，锻炼 他们的动手能力，同时可以实现高的性价比，在需要 时实现自行车与踏板车的转换。 方案总结l以上三种方案都有其优点，经过讨论，我们选用 第三种方案自行车与踏板车的结合体，同时 可实现四轮到二轮的转换。第三种方案是二轮自 行车与踏板车的综合体，性价比高，可以一车几 用。而且使用寿命比较长，适用儿童的年龄段比 较大。我们在车身设计上采用了可拆卸结构，可 以锻炼孩

8、子的动手能力，让他们有一定的成就感 ，有利于孩子的成长。车身上的两个小轮可以收 取，实现四轮到二轮的转换。同时车身制作上我 们准备采取一些锁紧机构，安全性比较好。 一. 市场现状 l现在有孩子的家里几乎都有童车，普通童车功能简单只能用来骑行。而好奇是儿童的天性，经常可见他们在玩滑板车。常常是家里既有童车又有滑板车，一家两车的现象十分普遍。一 辆童车的价格在 200400元之间，拿中等质量的好孩子牌为例：一辆8寸的童车要280元。而滑板车呢？拿中等质量的迷你宝宝滑板车来说 ：其市场价格为80元。两车加起来需要360元。 经济性分析二. 新方案自行车经济性分析l我们方案中的自行车在普通童车的基础上

9、增加 了一个滑板车架，别的部分都采用传统童车的 结构。就成本来说比传统童车多出来的也只有 这部分。创新车架选用硬铝合金，其市场价格 为 18元/kg，创新车架耗材0.63kg，耗材成本 为11.5元若单个车架加工费定为10元，总成本 为20.5元。假定创新部分带来的利润30元，销 售价格仍低于滑板车的单价80元，况且结构新颖一车两用其市场竞争力也将大大提高。 三. 整车成本清单l由于在装配时还要用到一些辅助件，螺钉，车链等，这些辅助 件都是外购，总成本在 240元左右，所以我们自行车的价格定在300元左右。 由于我们的自行车是中小批量生产，所以我们的自行车在批量生产种价格应该还会低一点。 部件

10、 来源 价格 备注 前叉 定购 15元 车把 外购 10元 创新车架 定购 30元 材料 +加工费 车身支架 外购 50元 车座 外购 15元 踏板 定购 8 元 材料 +加工费 车轮 定购 35*2元 材料 +加工费 辅助轮 外购 10*2元 其他附件 外购 合计 218元 一.自行车的主体结构设计l1.根据儿童自身的特点，三角架选择了较为简约轻便的类型（即图中1）。该三角架为传统菱形车架的变形，具有良好的抗震性。l2.考虑到踏车自身的特点：车体重心低，车体两边留有脚踏空间。我们采取了图一中方案：以一个S型管将踏车车架水平部分与5处的套管部分连接起来。这样既降低了重心，又有利于减小应力集中。

11、 工艺规程设计l二. 自行车连接处结构设计 l1.踏车车架2和前叉3和通过如同传统的自行车三角架与前叉连接的套筒滚珠方式连接。l2.踏车车架2与三角架1在4处通过自行车后轮轴 铰接。l3.三角架1再通过5处的连接节与2连接,定位。l4.踏车后轮的安装。l小轮安装在零件7上。零件7用螺栓固定于支架8上。 如图l支架 8同时也是踏车车架2的水平部分与三脚架 1在后轮轮轴处的连接件。如图l4.自行车后架的安装。 自行车后架板，即踏车踏板，通过零件 10和螺 栓固定于零件9上。如图l5. 踏车踏板的安装。 踏车踏板，通过零件 110和螺栓固定于踏车车 架2上。如图l6.自行车与踏车的转换。 通过打开

12、4处，5处的连接，将后架板12从三角 架上拆去，再将其安装在踏车水平架上，用相 关零件固定即可。如图l三. 自行车整体结构及其分解l基于以上结构设计，我们对自己设计的自行车整体 结构做出设计，如图 先进的制造技术l快速成形( RP， Rapid Prototyping)技术是由 CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状三维实体零件的技术总称。它的特征是：l可以制造任意复杂的三维几何实体 lCAD模型直接驱动 l成形设备是无专用夹具或工具的通用机器； l成形过程中无他人干预或较少干预。医学模型 电子零件 陶瓷零件 连杆模具 激光柔性布线l专业应用于电子、电路行业的多功能激光微细加工设备，加工精度高，成型速度快，适用范围广。对（厚膜）电路进行精密的直写布线，无需掩模，大大缩短了电路板的制备周期，并且突破了传统工艺的极限。本设备还具备对电子元器件进行精密焊接，切割，调阻，刻蚀，打标等多功能加工。 环氧树脂基板导线玻璃基板导线 陶瓷基板导线