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基本信息
- 項目名稱：
- 多功能親子童車
- 小類：
- 機(jī)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品各種功能的切換。該作品是基于細(xì)致的市場調(diào)研，根據(jù)當(dāng)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(xì)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(xì)節(jié)的人機(jī)工程設(shè)計，旨在關(guān)愛嬰童成長、促進(jìn)親子溝通。因而作品可以在一定程度上促進(jìn)嬰童身心健康發(fā)育，為創(chuàng)建“幸福廣東”貢獻(xiàn)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(jì)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(jī)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(xué)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(xué)科綜合設(shè)計的研發(fā)過程，對工業(yè)設(shè)計與機(jī)械工程設(shè)計等學(xué)科的綜合設(shè)計方法做出探索與實(shí)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(dú)立運(yùn)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(jī)械設(shè)計和信息技術(shù)相結(jié)合的多學(xué)科綜合設(shè)計方法做出了成功的探索和實(shí)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(shí)現(xiàn)概念化設(shè)計。 3.數(shù)字化樣機(jī)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(jī)模型，并進(jìn)行一系列人機(jī)工程學(xué)和工程力學(xué)等方面CAE分析，以充分保證產(chǎn)品實(shí)用性、安全性。 4.制造樣機(jī)與優(yōu)化設(shè)計 通過制造樣機(jī)，對產(chǎn)品性能進(jìn)行進(jìn)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 三、本作品的創(chuàng)新點(diǎn) 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(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)不同功能的選擇和切換。 3.突出“親子”設(shè)計理念 當(dāng)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(dāng)?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(jìn)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(yùn)動娛樂方式，有利于促進(jìn)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(jī)械工程、信息技術(shù)的多學(xué)科技術(shù)綜合設(shè)計實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計 多學(xué)科綜合設(shè)計是一種基于學(xué)科本身特點(diǎn)及學(xué)科間交叉點(diǎn)可以有機(jī)融入多門學(xué)科技術(shù)來實(shí)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(xué)科就主要包括：工業(yè)設(shè)計、機(jī)械工程、信息技術(shù)等學(xué)科相關(guān)的技術(shù)。 其中較大的創(chuàng)新點(diǎn)在于，將工業(yè)設(shè)計中比較先進(jìn)的交互設(shè)計法和綠色設(shè)計法融入了機(jī)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(biāo)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(diǎn)，同時，還包括了解各種有效的交互方式，并對它們進(jìn)行增強(qiáng)和擴(kuò)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(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)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(rèn)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(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)動作，各個零件強(qiáng)度、剛度、安全性，還有工藝性。因此就要結(jié)合相應(yīng)的機(jī)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(shí)現(xiàn)三維實(shí)體建模和虛擬樣機(jī)的仿真分析。以此實(shí)現(xiàn)了多學(xué)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(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標(biāo)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(diǎn)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(shí)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(jī)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(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)比較完善的設(shè)計。 3.基于現(xiàn)代數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)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(jī)技術(shù)實(shí)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(xué)安全性、人機(jī)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(yùn)算。數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)是以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)融入力學(xué)、數(shù)學(xué)、工程技術(shù)等多學(xué)科知識的先進(jìn)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(jī)輔助人機(jī)工程分析、有限元分析、多剛體動力學(xué)分析等數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)實(shí)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(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 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(shí)現(xiàn)概念化設(shè)計。3.數(shù)字化樣機(jī)建模與分析，三維建模并進(jìn)行CAE分析，以充分保證產(chǎn)品安全性。4.制造樣機(jī)與優(yōu)化設(shè)計，對產(chǎn)品性能進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。5.市場推廣。 三、創(chuàng)新點(diǎn) 1.多功能集成化，將嬰兒推車、三輪童車、自行車等功能有機(jī)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(shí)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(jī)械工程、信息技術(shù)的多學(xué)科技術(shù)實(shí)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(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計。 五、主要技術(shù)指標(biāo) 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(xué)性、先進(jìn)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(shí)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(shí)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(jī)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(xiàn)（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(jì)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(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，獲得“特等獎”。
作品所處階段
- 樣機(jī)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(shí)物 圖紙 錄像 現(xiàn)場演示 圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)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(jì)效益預(yù)測
- 一、技術(shù)特點(diǎn)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(xì)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(jìn)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(jī)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(jì)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(dá)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(shí)現(xiàn)坐和躺的功能；三是嬰兒車座位不能實(shí)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(shí)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(jī)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(fèi)水平，還是難以承受。
