基本信息
- 项目名称：
- 多功能亲子童车
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品是一款新型“多功能亲子童车”，最主要的创新点有三个：第一提供两个驱动部分，可供大人和小孩同时娱乐；第二多功能集成，包含了婴儿推车、三轮童车和亲子自行车的功能；第三模块化设计，通过模块化的组合可以方便实现产品各种功能的切换。该作品是基于细致的市场调研，根据当今社会对“关爱”的呼唤，并结合珠三角地区提出基于工业设计提升产业结构和创建“幸福广东”的指导精神而开发设计的。该作品现已获得三项专利。
- 详细介绍：
- 一、本作品研发的目的 1．为市场提供适用婴童成长全过程的多功能童车产品，集中体现“关爱”和“亲子”的设计理念，积极参与创建“幸福广东”。 本作品融合婴儿推车、童车、自行车等多种功能，特别设计出亲子同骑的功能，并注重各个细节的人机工程设计，旨在关爱婴童成长、促进亲子沟通。因而作品可以在一定程度上促进婴童身心健康发育，为创建“幸福广东”贡献力量。 2．依据《珠三角发展规划纲要》的指导精神，通过自主创新来提高产品的技术含量和附加值，以响应珠三角产业结构升级的号召。 新形势条件下珠江三角洲地区正处在经济结构转型和发展方式转变的关键时期，面临着挑战和机遇。本作品的研发正是以“提高自主创新能力”的精神为指导，通过深化设计、多学科综合设计、优化设计等新兴技术手段来提高童车产品的技术含量，以提高产品的附加值。 3．通过基于多学科综合设计的研发过程，对工业设计与机械工程设计等学科的综合设计方法做出探索与实践。 温总理提出“要高度重视工业设计”。但多数情况下，工业设计、工程设计都是独立运作，设计技术不易相互融合。通过对本作品的研发，对工业设计、机械设计和信息技术相结合的多学科综合设计方法做出了成功的探索和实践。 二、本作品研发的基本思路 1.市场调研 通过对目前童车市场的调研，尤其是对现阶段经典产品的综合分析，发现市场缺乏适应性广泛的童车产品。 2.概念设计 通过调研结果分析，提出产品适应性、结构设计、工艺成本等方面的矛盾，再基于TRIZ创新原理建立矛盾矩阵从而寻找创新设计方案，实现概念化设计。 3.数字化样机建模与分析 基于3D工程设计软件利用自顶向下设计法建立整机模型，并进行一系列人机工程学和工程力学等方面CAE分析，以充分保证产品实用性、安全性。 4.制造样机与优化设计 通过制造样机，对产品性能进行进一步优化。与此同时结合珠三角的产业结构特点编制具有针对性的工艺规程。 5.市场推广 科技要为生产力服务。本作品最终的研发目的是要实现产业化。 三、本作品的创新点 1.多功能集成化 针对目前绝大多数同类产品功能单一、适应面小的问题。本作品将婴儿推车、三轮童车、自行车等功能有机的融合在一起，以适应小孩从出生到五岁的使用要求。 2.模块化组合设计 采用模块化组合式设计方法，将整机分为可以灵活调整的几大模块。通过对各模块的调整即可实现不同功能的选择和切换。 3.突出“亲子”设计理念 当今社会由于繁忙的工作和高节奏的生活使得很多父母没有充足的时间或适当的方式与孩子沟通。缺乏父母关爱就会对孩子身心健康产生影响，进一步会影响他们未来个性与人格的塑造，最终会影响社会的和谐和安定。针对于现代社会关怀缺失的问题，特别开发出能够让大人和小孩同骑的功能，以提供新颖运动娱乐方式，有利于促进亲子沟通，对小孩的身心健康有积极意义。 四、本作品的关键技术 1.基于工业设计、机械工程、信息技术的多学科技术综合设计实现整体设计 多学科综合设计是一种基于学科本身特点及学科间交叉点可以有机融入多门学科技术来实现综合设计的工程方法。本作品开发过程中所涉及的学科就主要包括：工业设计、机械工程、信息技术等学科相关的技术。 其中较大的创新点在于，将工业设计中比较先进的交互设计法和绿色设计法融入了机械设计的过程中。其中交互设计是一种如何让产品易用，有效而让人愉悦的工业设计技术，它致力于了解目标用户和他们的期望，了解用户在同产品交互时彼此的行为，了解“人”本身的心理和行为特点，同时，还包括了解各种有效的交互方式，并对它们进行增强和扩充。其中绿色设计也称生态设计，就是指在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能。使用寿命、质量等要求。绿色设计的原则被公认为“3R”的原则，即Reduce、Reuse、Recycle，减少环境污染、减小能源消耗，产品和零部件的回收再生循环或者重新利用。基于以上的两大设计方法就可以把握住设计方向，但在设计同时还要需要设计适当的机构来实现动作，各个零件强度、刚度、安全性，还有工艺性。因此就要结合相应的机械工程技术，同时为了提高效率和设计质量，又利用信息技术实现三维实体建模和虚拟样机的仿真分析。以此实现了多学科技术的综合应用。 2.基于TRIZ创新原理，分析矛盾矩阵提出创新设计方案 TRIZ创新理论由前苏联专家提出，该理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。 本作品的概念设计正是基于TRIZ创新原理对一些列矛盾分析的基础上提出的。本作品的设计初衷是要提高产品的适用性和多用性。但是与此同时也会带来其他问题：产品结构会变复杂，产品的制造性和操作性也可能会恶化。针对这样的分析，依据TRIZ创新理论中各种推荐化解技术矛盾的原理中，重点考虑以下几条：分割原理、动态性原理、抛弃和再生部件原理。 一个完整的产品要实现多个功能，必然会带来整体结构的复杂。那么依据动态性原理可以把这个整体设计为可以活动的机构，即通过不同的形式来适应不同的功能；多功能的产品在生产时候也会带来困难，依据分割原理可以把整机按功能分为若干模块即可简化生产工艺；多功能的产品在使用时会给操作带来困难，依据抛弃和再生部件原理可以把每个模块设计成活动的，要实现某种功能时只要选择必要的配置即可。 通过以上三条创新原理的应用即可有效解决技术矛盾，实现比较完善的设计。 3.基于现代数字化样机技术实现整机结构设计 本作品另一个关键技术就是基于数字化样机技术实现整体结构的设计和优化。童车产品要考虑力学安全性、人机适应性、舒适性。这些性能都取决于结构的设计，因此结构设计需要做大量的运算。数字化样机技术是以计算机技术为基础融入力学、数学、工程技术等多学科知识的先进设计方法。其最大优势就在于可以大大缩短研发周期并显著减少研发成本。本作品就是通过计算机辅助人机工程分析、有限元分析、多刚体动力学分析等数字化样机技术实现了整体结构的设计和优化。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、研发的目的 1．为市场提供适用婴童成长全过程的多功能产品，集中体现“关爱”和“亲子”的设计理念，积极参与创建“幸福广东”。2．依据《珠三角发展规划纲要》的指导精神，通过自主创新来提高产品的技术含量和附加值，以响应珠三角产业结构升级的号召。 二、研发的基本思路 1.市场调研，发现市场的需求。2.概念设计，利用TRIZ创新原理实现概念化设计。3.数字化样机建模与分析，三维建模并进行CAE分析，以充分保证产品安全性。4.制造样机与优化设计，对产品性能进行进一步优化。5.市场推广。 三、创新点 1.多功能集成化，将婴儿推车、三轮童车、自行车等功能有机的融合在一起，以适应小孩从出生到五岁的使用要求。2.模块化组合设计，采用模块化组合式设计方法，通过对各模块的调整即可实现不同功能的选择和切换。3.突出“亲子”设计理念，可同时提供两个驱动部分，供大人和小孩同时娱乐。 四、关键技术 1.基于工业设计、机械工程、信息技术的多学科技术实现整体设计。2.基于TRIZ创新原理，提出创新设计方案。3.基于现代数字化样机技术实现整机结构设计。 五、主要技术指标 整车尺寸：1.8×0.48×1.2m 婴儿车收折尺寸：1.1×0.48×0.37m 自行车收折尺寸：0.6×0.3×0.43m 高度调整：三档30cm范围调整 婴儿车座高度调整：四档30cm范围调整 婴儿车座椅调整： 60度范围调整 把手调整：60度范围调整 适用于范围：0~5岁 最大载重量：100Kg
科学性、先进性
- 一、作品与国外经典产品的技术比较 目前国外较经典的亲子童车是一款荷兰自行车公司TAGA的母婴自行车。与其相比（1）作品除有母婴自行车功能外还可以更换座椅成为亲子自行车，实现亲子同骑；（2）作为婴儿推车时，可通过活动销将自行车与婴儿车迅速分离，减轻了载重。 二、作品与目前类似专利的技术比较 1.在整体结构上的优势（1）采用活动销自锁装置联接，装配方便、安全可靠；（2）可实现前后换向，便于孩子与父母交流；（3）座椅可在0~60°范围调整，婴童可坐可躺；（4）座椅有三个高度调整档；（5）可以适应0~5岁孩子使用。2.在安全性上的优势（1）采用双制动机构，更加安全。3.在外观造型上的优势：应用了工业设计技术，外观造型美观。 三、参考文献（相关母婴自行车的专利） 1.专利号：201030141334.3；2.ZL 200920191765.2；3.ZL: 200920167256；4.ZL 200720090954.1；5.ZL：99209486.0；6.ZL 91229707.7
获奖情况及鉴定结果
- 2010年5月该作品参加由广东省经济和信息化委员会 、 广东省人力资源和社会保障厅、 广东省工业设计协会 、广东省职业技能鉴定指导中心、广东工业设计城等单位举办的第五届“省长杯”工业设计大赛，经过层层筛选，最后作为决赛作品入选参赛。 2011年5月该作品参加第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛，获得“特等奖”。
作品所处阶段
- 样机优化阶段
技术转让方式
- 采用专利技术转让的主动许可方式
作品可展示的形式
- 实物 图纸 录像 现场演示 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、技术特点和优势 1.多种功能模块集成化。2.提供亲子同骑新功能。3.注重考虑婴儿车各个细节的人性化设计。 二、适用范围 0岁到5岁家庭使用或公园等公共休闲场所。 三、技术性说明 1.为了取得良好的市场适应，产品的研发特别注重工业设计中相关理念和技术的应用。2.本款童车进行产业推广需要的配套产业有模具、纺织、注塑等行业，这些行业在珠三角都有很好的产业基础。 四、市场调查与分析 1.目前国家也在积极关注婴幼儿的健康成长，为婴幼儿用品行业的发展提供了难得的发展机遇。2.目前至少有上千家童车企业拥有自己的品牌，但核心价值大同小异或不甚明晰。3.结合国内外童车行业发展现状看，有以下几个发展趋势：功能集成化、个性化、人性化。 五、经济效益预测 1.结合材料、工艺、人工等各方面的成本，单件成本约1840元。2.中国每年约有1500多万人出生。零到五岁的婴幼儿约为约为7500万，市场可观。3.以年产量五千辆估算。单件产品的成本为1840元。预定售价为3000元。毛利润率可达50%。
同类课题研究水平概述
- 一、国内同类课题的研究水平（对已授权的类似专利的研究） 1.对专利：ZL 200920191765.2的技术分析 （1）组合式婴儿三轮车：自行车与婴儿车结合一体，包括自行车架和婴儿车架，自行车架包括安装设置的后车轮、坐垫，自行车架前方连接主轴，主轴两端分别配合设置前车轮，主轴上配合安装设置婴儿车架。（2）婴儿车固定安装在自行车的前端，可以让骑乘者方便观视到婴儿的动态，以便随时照应。（3）主要的存在不足：一是没有刹车装置，出现意外情况，易造成事故；二是婴儿车座位不能调整角度，无法实现坐和躺的功能；三是婴儿车座位不能实现换向，无法与父母面对面。 2. 对专利：200920167256的技术分析 （1）母婴自行车：由前车体、后车体和连于其间的车横梁三大模块组成。前车体由两个前轮、两个车把和两端分别连接于车把的前支架及儿童座椅构成；后车体包括传动装置、车座、后轮支架和后轮；横梁可拆装的连接于前支架的后端。（2）在儿童座椅前方的位置上连接有安全扶手，儿童座椅在其前下方设有安全踏板。（3）车座和车把上均设有可调节其高度的升降控制部。（4）存在问题：一是婴儿车座朝前无法变换方向，使孩子不能与父母面对面沟通，造成心里的不安；婴儿车座不是封闭结构，给出行的孩子安全带来隐患；二是拆分后的婴儿车为两轮结构，无法使用；三是拆分后的自行车和婴儿车无法折叠，存储不便；设在儿童座椅下方安全踏板，在骑行出现意外情况时，难以及时刹车，易造成安全隐患。 二、国外同类课题的研究水平（国外经典产品TAGA） （1）使用者可以根据实际情况改变车子的用途，在20秒内把这辆3轮手推车前后倒置，再变形成一辆带婴儿座椅的自行车。（2）婴儿的座椅上装有安全带，前面还有扶手，宝宝坐在里面非常安全。座椅下面还有车筐，可以放奶瓶、尿不湿等小物品。（3）自行车的横梁比一般自行车要宽一些，大一些的孩子可以站在上面。（4）该童车产品的价格较高，其价位约合17564元人民币。 综上所述：目前国内在亲子童车的研究方面还处于初级阶段，产品的外型及结构大多继承了老式三轮车和三轮摩托车的结构，在产品外型、人机工程设计及产品结构优化等技术手段的应用方面还没有形成整体设计的理念，因此产品的附加值大多不高。而国外的亲子童车在整体设计方面日趋完善，但是价格明显偏高，以中国百姓目前的消费水平，还是难以承受。
