基本信息
- 項目名稱：
- 多功能親子童車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品是一款新型“多功能親子童車”，最主要的創(chuàng)新點有三個：第一提供兩個驅(qū)動部分，可供大人和小孩同時娛樂；第二多功能集成，包含了嬰兒推車、三輪童車和親子自行車的功能；第三模塊化設(shè)計，通過模塊化的組合可以方便實現(xiàn)產(chǎn)品各種功能的切換。該作品是基于細致的市場調(diào)研，根據(jù)當今社會對“關(guān)愛”的呼喚，并結(jié)合珠三角地區(qū)提出基于工業(yè)設(shè)計提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和創(chuàng)建“幸福廣東”的指導(dǎo)精神而開發(fā)設(shè)計的。該作品現(xiàn)已獲得三項專利。
- 詳細介紹：
- 一、本作品研發(fā)的目的 1．為市場提供適用嬰童成長全過程的多功能童車產(chǎn)品，集中體現(xiàn)“關(guān)愛”和“親子”的設(shè)計理念，積極參與創(chuàng)建“幸福廣東”。 本作品融合嬰兒推車、童車、自行車等多種功能，特別設(shè)計出親子同騎的功能，并注重各個細節(jié)的人機工程設(shè)計，旨在關(guān)愛嬰童成長、促進親子溝通。因而作品可以在一定程度上促進嬰童身心健康發(fā)育，為創(chuàng)建“幸福廣東”貢獻力量。 2．依據(jù)《珠三角發(fā)展規(guī)劃綱要》的指導(dǎo)精神，通過自主創(chuàng)新來提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值，以響應(yīng)珠三角產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的號召。 新形勢條件下珠江三角洲地區(qū)正處在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，面臨著挑戰(zhàn)和機遇。本作品的研發(fā)正是以“提高自主創(chuàng)新能力”的精神為指導(dǎo)，通過深化設(shè)計、多學科綜合設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計等新興技術(shù)手段來提高童車產(chǎn)品的技術(shù)含量，以提高產(chǎn)品的附加值。 3．通過基于多學科綜合設(shè)計的研發(fā)過程，對工業(yè)設(shè)計與機械工程設(shè)計等學科的綜合設(shè)計方法做出探索與實踐。 溫總理提出“要高度重視工業(yè)設(shè)計”。但多數(shù)情況下，工業(yè)設(shè)計、工程設(shè)計都是獨立運作，設(shè)計技術(shù)不易相互融合。通過對本作品的研發(fā)，對工業(yè)設(shè)計、機械設(shè)計和信息技術(shù)相結(jié)合的多學科綜合設(shè)計方法做出了成功的探索和實踐。 二、本作品研發(fā)的基本思路 1.市場調(diào)研 通過對目前童車市場的調(diào)研，尤其是對現(xiàn)階段經(jīng)典產(chǎn)品的綜合分析，發(fā)現(xiàn)市場缺乏適應(yīng)性廣泛的童車產(chǎn)品。 2.概念設(shè)計 通過調(diào)研結(jié)果分析，提出產(chǎn)品適應(yīng)性、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝成本等方面的矛盾，再基于TRIZ創(chuàng)新原理建立矛盾矩陣從而尋找創(chuàng)新設(shè)計方案，實現(xiàn)概念化設(shè)計。 3.數(shù)字化樣機建模與分析 基于3D工程設(shè)計軟件利用自頂向下設(shè)計法建立整機模型，并進行一系列人機工程學和工程力學等方面CAE分析，以充分保證產(chǎn)品實用性、安全性。 4.制造樣機與優(yōu)化設(shè)計 通過制造樣機，對產(chǎn)品性能進行進一步優(yōu)化。與此同時結(jié)合珠三角的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點編制具有針對性的工藝規(guī)程。 5.市場推廣 科技要為生產(chǎn)力服務(wù)。本作品最終的研發(fā)目的是要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 三、本作品的創(chuàng)新點 1.多功能集成化 針對目前絕大多數(shù)同類產(chǎn)品功能單一、適應(yīng)面小的問題。本作品將嬰兒推車、三輪童車、自行車等功能有機的融合在一起，以適應(yīng)小孩從出生到五歲的使用要求。 2.模塊化組合設(shè)計 采用模塊化組合式設(shè)計方法，將整機分為可以靈活調(diào)整的幾大模塊。通過對各模塊的調(diào)整即可實現(xiàn)不同功能的選擇和切換。 3.突出“親子”設(shè)計理念 當今社會由于繁忙的工作和高節(jié)奏的生活使得很多父母沒有充足的時間或適當?shù)姆绞脚c孩子溝通。缺乏父母關(guān)愛就會對孩子身心健康產(chǎn)生影響，進一步會影響他們未來個性與人格的塑造，最終會影響社會的和諧和安定。針對于現(xiàn)代社會關(guān)懷缺失的問題，特別開發(fā)出能夠讓大人和小孩同騎的功能，以提供新穎運動娛樂方式，有利于促進親子溝通，對小孩的身心健康有積極意義。 四、本作品的關(guān)鍵技術(shù) 1.基于工業(yè)設(shè)計、機械工程、信息技術(shù)的多學科技術(shù)綜合設(shè)計實現(xiàn)整體設(shè)計 多學科綜合設(shè)計是一種基于學科本身特點及學科間交叉點可以有機融入多門學科技術(shù)來實現(xiàn)綜合設(shè)計的工程方法。本作品開發(fā)過程中所涉及的學科就主要包括：工業(yè)設(shè)計、機械工程、信息技術(shù)等學科相關(guān)的技術(shù)。 其中較大的創(chuàng)新點在于，將工業(yè)設(shè)計中比較先進的交互設(shè)計法和綠色設(shè)計法融入了機械設(shè)計的過程中。其中交互設(shè)計是一種如何讓產(chǎn)品易用，有效而讓人愉悅的工業(yè)設(shè)計技術(shù)，它致力于了解目標用戶和他們的期望，了解用戶在同產(chǎn)品交互時彼此的行為，了解“人”本身的心理和行為特點，同時，還包括了解各種有效的交互方式，并對它們進行增強和擴充。其中綠色設(shè)計也稱生態(tài)設(shè)計，就是指在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性并將其作為設(shè)計目標，在滿足環(huán)境目標要求的同時，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能。使用壽命、質(zhì)量等要求。綠色設(shè)計的原則被公認為“3R”的原則，即Reduce、Reuse、Recycle，減少環(huán)境污染、減小能源消耗，產(chǎn)品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用?；谝陨系膬纱笤O(shè)計方法就可以把握住設(shè)計方向，但在設(shè)計同時還要需要設(shè)計適當?shù)臋C構(gòu)來實現(xiàn)動作，各個零件強度、剛度、安全性，還有工藝性。因此就要結(jié)合相應(yīng)的機械工程技術(shù)，同時為了提高效率和設(shè)計質(zhì)量，又利用信息技術(shù)實現(xiàn)三維實體建模和虛擬樣機的仿真分析。以此實現(xiàn)了多學科技術(shù)的綜合應(yīng)用。 2.基于TRIZ創(chuàng)新原理，分析矛盾矩陣提出創(chuàng)新設(shè)計方案 TRIZ創(chuàng)新理論由前蘇聯(lián)專家提出，該理論成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，著力于澄清和強調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。 本作品的概念設(shè)計正是基于TRIZ創(chuàng)新原理對一些列矛盾分析的基礎(chǔ)上提出的。本作品的設(shè)計初衷是要提高產(chǎn)品的適用性和多用性。但是與此同時也會帶來其他問題：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會變復(fù)雜，產(chǎn)品的制造性和操作性也可能會惡化。針對這樣的分析，依據(jù)TRIZ創(chuàng)新理論中各種推薦化解技術(shù)矛盾的原理中，重點考慮以下幾條：分割原理、動態(tài)性原理、拋棄和再生部件原理。 一個完整的產(chǎn)品要實現(xiàn)多個功能，必然會帶來整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。那么依據(jù)動態(tài)性原理可以把這個整體設(shè)計為可以活動的機構(gòu)，即通過不同的形式來適應(yīng)不同的功能；多功能的產(chǎn)品在生產(chǎn)時候也會帶來困難，依據(jù)分割原理可以把整機按功能分為若干模塊即可簡化生產(chǎn)工藝；多功能的產(chǎn)品在使用時會給操作帶來困難，依據(jù)拋棄和再生部件原理可以把每個模塊設(shè)計成活動的，要實現(xiàn)某種功能時只要選擇必要的配置即可。 通過以上三條創(chuàng)新原理的應(yīng)用即可有效解決技術(shù)矛盾，實現(xiàn)比較完善的設(shè)計。 3.基于現(xiàn)代數(shù)字化樣機技術(shù)實現(xiàn)整機結(jié)構(gòu)設(shè)計 本作品另一個關(guān)鍵技術(shù)就是基于數(shù)字化樣機技術(shù)實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化。童車產(chǎn)品要考慮力學安全性、人機適應(yīng)性、舒適性。這些性能都取決于結(jié)構(gòu)的設(shè)計，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計需要做大量的運算。數(shù)字化樣機技術(shù)是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)融入力學、數(shù)學、工程技術(shù)等多學科知識的先進設(shè)計方法。其最大優(yōu)勢就在于可以大大縮短研發(fā)周期并顯著減少研發(fā)成本。本作品就是通過計算機輔助人機工程分析、有限元分析、多剛體動力學分析等數(shù)字化樣機技術(shù)實現(xiàn)了整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 一、研發(fā)的目的 1．為市場提供適用嬰童成長全過程的多功能產(chǎn)品，集中體現(xiàn)“關(guān)愛”和“親子”的設(shè)計理念，積極參與創(chuàng)建“幸福廣東”。2．依據(jù)《珠三角發(fā)展規(guī)劃綱要》的指導(dǎo)精神，通過自主創(chuàng)新來提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值，以響應(yīng)珠三角產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的號召。 二、研發(fā)的基本思路 1.市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)市場的需求。2.概念設(shè)計，利用TRIZ創(chuàng)新原理實現(xiàn)概念化設(shè)計。3.數(shù)字化樣機建模與分析，三維建模并進行CAE分析，以充分保證產(chǎn)品安全性。4.制造樣機與優(yōu)化設(shè)計，對產(chǎn)品性能進行進一步優(yōu)化。5.市場推廣。 三、創(chuàng)新點 1.多功能集成化，將嬰兒推車、三輪童車、自行車等功能有機的融合在一起，以適應(yīng)小孩從出生到五歲的使用要求。2.模塊化組合設(shè)計，采用模塊化組合式設(shè)計方法，通過對各模塊的調(diào)整即可實現(xiàn)不同功能的選擇和切換。3.突出“親子”設(shè)計理念，可同時提供兩個驅(qū)動部分，供大人和小孩同時娛樂。 四、關(guān)鍵技術(shù) 1.基于工業(yè)設(shè)計、機械工程、信息技術(shù)的多學科技術(shù)實現(xiàn)整體設(shè)計。2.基于TRIZ創(chuàng)新原理，提出創(chuàng)新設(shè)計方案。3.基于現(xiàn)代數(shù)字化樣機技術(shù)實現(xiàn)整機結(jié)構(gòu)設(shè)計。 五、主要技術(shù)指標 整車尺寸：1.8×0.48×1.2m 嬰兒車收折尺寸：1.1×0.48×0.37m 自行車收折尺寸：0.6×0.3×0.43m 高度調(diào)整：三檔30cm范圍調(diào)整 嬰兒車座高度調(diào)整：四檔30cm范圍調(diào)整 嬰兒車座椅調(diào)整： 60度范圍調(diào)整 把手調(diào)整：60度范圍調(diào)整 適用于范圍：0~5歲 最大載重量：100Kg
科學性、先進性
- 一、作品與國外經(jīng)典產(chǎn)品的技術(shù)比較 目前國外較經(jīng)典的親子童車是一款荷蘭自行車公司TAGA的母嬰自行車。與其相比（1）作品除有母嬰自行車功能外還可以更換座椅成為親子自行車，實現(xiàn)親子同騎；（2）作為嬰兒推車時，可通過活動銷將自行車與嬰兒車迅速分離，減輕了載重。 二、作品與目前類似專利的技術(shù)比較 1.在整體結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢（1）采用活動銷自鎖裝置聯(lián)接，裝配方便、安全可靠；（2）可實現(xiàn)前后換向，便于孩子與父母交流；（3）座椅可在0~60°范圍調(diào)整，嬰童可坐可躺；（4）座椅有三個高度調(diào)整檔；（5）可以適應(yīng)0~5歲孩子使用。2.在安全性上的優(yōu)勢（1）采用雙制動機構(gòu)，更加安全。3.在外觀造型上的優(yōu)勢：應(yīng)用了工業(yè)設(shè)計技術(shù)，外觀造型美觀。 三、參考文獻（相關(guān)母嬰自行車的專利） 1.專利號：201030141334.3；2.ZL 200920191765.2；3.ZL: 200920167256；4.ZL 200720090954.1；5.ZL：99209486.0；6.ZL 91229707.7
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年5月該作品參加由廣東省經(jīng)濟和信息化委員會 、 廣東省人力資源和社會保障廳、 廣東省工業(yè)設(shè)計協(xié)會 、廣東省職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心、廣東工業(yè)設(shè)計城等單位舉辦的第五屆“省長杯”工業(yè)設(shè)計大賽，經(jīng)過層層篩選，最后作為決賽作品入選參賽。 2011年5月該作品參加第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術(shù)科技作品競賽，獲得“特等獎”。
作品所處階段
- 樣機優(yōu)化階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 采用專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓的主動許可方式
作品可展示的形式
- 實物 圖紙 錄像 現(xiàn)場演示 圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 一、技術(shù)特點和優(yōu)勢 1.多種功能模塊集成化。2.提供親子同騎新功能。3.注重考慮嬰兒車各個細節(jié)的人性化設(shè)計。 二、適用范圍 0歲到5歲家庭使用或公園等公共休閑場所。 三、技術(shù)性說明 1.為了取得良好的市場適應(yīng)，產(chǎn)品的研發(fā)特別注重工業(yè)設(shè)計中相關(guān)理念和技術(shù)的應(yīng)用。2.本款童車進行產(chǎn)業(yè)推廣需要的配套產(chǎn)業(yè)有模具、紡織、注塑等行業(yè)，這些行業(yè)在珠三角都有很好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。 四、市場調(diào)查與分析 1.目前國家也在積極關(guān)注嬰幼兒的健康成長，為嬰幼兒用品行業(yè)的發(fā)展提供了難得的發(fā)展機遇。2.目前至少有上千家童車企業(yè)擁有自己的品牌，但核心價值大同小異或不甚明晰。3.結(jié)合國內(nèi)外童車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀看，有以下幾個發(fā)展趨勢：功能集成化、個性化、人性化。 五、經(jīng)濟效益預(yù)測 1.結(jié)合材料、工藝、人工等各方面的成本，單件成本約1840元。2.中國每年約有1500多萬人出生。零到五歲的嬰幼兒約為約為7500萬，市場可觀。3.以年產(chǎn)量五千輛估算。單件產(chǎn)品的成本為1840元。預(yù)定售價為3000元。毛利潤率可達50%。
同類課題研究水平概述
- 一、國內(nèi)同類課題的研究水平（對已授權(quán)的類似專利的研究） 1.對專利：ZL 200920191765.2的技術(shù)分析 （1）組合式嬰兒三輪車：自行車與嬰兒車結(jié)合一體，包括自行車架和嬰兒車架，自行車架包括安裝設(shè)置的后車輪、坐墊，自行車架前方連接主軸，主軸兩端分別配合設(shè)置前車輪，主軸上配合安裝設(shè)置嬰兒車架。（2）嬰兒車固定安裝在自行車的前端，可以讓騎乘者方便觀視到嬰兒的動態(tài)，以便隨時照應(yīng)。（3）主要的存在不足：一是沒有剎車裝置，出現(xiàn)意外情況，易造成事故；二是嬰兒車座位不能調(diào)整角度，無法實現(xiàn)坐和躺的功能；三是嬰兒車座位不能實現(xiàn)換向，無法與父母面對面。 2. 對專利：200920167256的技術(shù)分析 （1）母嬰自行車：由前車體、后車體和連于其間的車橫梁三大模塊組成。前車體由兩個前輪、兩個車把和兩端分別連接于車把的前支架及兒童座椅構(gòu)成；后車體包括傳動裝置、車座、后輪支架和后輪；橫梁可拆裝的連接于前支架的后端。（2）在兒童座椅前方的位置上連接有安全扶手，兒童座椅在其前下方設(shè)有安全踏板。（3）車座和車把上均設(shè)有可調(diào)節(jié)其高度的升降控制部。（4）存在問題：一是嬰兒車座朝前無法變換方向，使孩子不能與父母面對面溝通，造成心里的不安；嬰兒車座不是封閉結(jié)構(gòu)，給出行的孩子安全帶來隱患；二是拆分后的嬰兒車為兩輪結(jié)構(gòu)，無法使用；三是拆分后的自行車和嬰兒車無法折疊，存儲不便；設(shè)在兒童座椅下方安全踏板，在騎行出現(xiàn)意外情況時，難以及時剎車，易造成安全隱患。 二、國外同類課題的研究水平（國外經(jīng)典產(chǎn)品TAGA） （1）使用者可以根據(jù)實際情況改變車子的用途，在20秒內(nèi)把這輛3輪手推車前后倒置，再變形成一輛帶嬰兒座椅的自行車。（2）嬰兒的座椅上裝有安全帶，前面還有扶手，寶寶坐在里面非常安全。座椅下面還有車筐，可以放奶瓶、尿不濕等小物品。（3）自行車的橫梁比一般自行車要寬一些，大一些的孩子可以站在上面。（4）該童車產(chǎn)品的價格較高，其價位約合17564元人民幣。 綜上所述：目前國內(nèi)在親子童車的研究方面還處于初級階段，產(chǎn)品的外型及結(jié)構(gòu)大多繼承了老式三輪車和三輪摩托車的結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)品外型、人機工程設(shè)計及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化等技術(shù)手段的應(yīng)用方面還沒有形成整體設(shè)計的理念，因此產(chǎn)品的附加值大多不高。而國外的親子童車在整體設(shè)計方面日趨完善，但是價格明顯偏高，以中國百姓目前的消費水平，還是難以承受。
