《产品概念设计》课程大作业。
班级工业设计 11-1
学号 201101031037
姓名唐灿杰
齐鲁工业大学机械与汽车工程学院。
目录。题目一：电子卷尺改进设计 - 1 -
1. 用户需求 - 1 -
2. 产品规划 - 1 -
3. 功能分析 - 1 -
4. 原理求解 - 1 -
5. 方案综合 - 1 -
6. 评价决策 - 1 -
7. 确定设计方案 - 1 -
题目二：双向行驶穿梭车概念设计 - 2 -
一．产品规划 - 2 -
1. 需求分析 - 2 -
2. 产品构思 - 2 -
3. 产品定义 - 2 -
二．功能分析 - 3 -
1. 总功能 - 3 -
2. 功能分解 - 3 -
3. 功能结构模型 - 3 -
三．分功能的原理求解 - 3 -
四．方案综合 - 4 -
五．方案评价与决策 - 5 -
题目三：电子卷尺改进设计。
1. 确定用户需求。
对卷尺的工作原理进行分析，分析存在的问题，找出矛盾。
工作原理：利用蜗卷弹簧为动力。当被拉出时，收紧蜗卷弹簧而储能，当外力撤消时，弹簧释能，卷筒将自动收卷。。
2. 产品规划。
钢卷尺使我们日常生活中常用的测量工具。钢卷尺在日常生活中很好的帮助我们方便的测量尺寸，但同时也存在着不少令人无法忽视的问题和缺点。钢卷尺有着测量范围的限制，大幅度测量下不易实现。
虽然说一般尺寸的卷尺足够日常使用，但遇到意外情况时还是会可能耽误事情；再者，钢卷尺为保证足够的韧性在材质上选用了钢铁材质，而考虑到轻便易用性则将尺身做的非常薄，边缘锋利，非常容易伤到使用者；第三， 尺身轻薄造成的另一个问题就是容易损坏，不耐用。轻薄尺身具有可卷性，但这种性能不牢固，使用次数一多便出现性能下降的问题，；第四，日常的钢卷尺由于使用特点造成轴心容易坏；第五，外观不太美观，；第六，“见光死”，黑暗条件下无法测量，无法视觉读数。第七，容易进水，进尘，造成腐蚀，产品毁坏。
第八，无法储存数据，需要手写记数据，操作过程繁琐。针对这些问题，我们提出了电子卷尺的概念，即将卷尺概念电子化，提高测量精度。第九，**速度太快，容易为保护功能结构而外壳加厚造成不够轻便，不加厚的话就会不耐摔。
当然，我个人觉得，卷尺还有一个很大的问题，就是它只能测直线，不能测曲线，圆柱等，这的确是卷尺存在的共同缺点。
3. 功能分析。
应用39个工程参数对卷尺的技术矛盾和物理矛盾进行分析，我们得知卷尺的矛盾性主要集中于几下几个方面：
1.测量尺寸的未知性和卷尺尺寸实体标注上的物理限制性的矛盾；
2.卷尺尺身钢铁材质的轻薄带来的便携易用性和随之的锋利特质对人身安全造成的威胁的矛盾；
3.卷尺尺身钢铁材质优良的强度韧性和易遭自然环境（水、酸）腐蚀的矛盾；
4.测量范围的局限和实际测量场地状况之间的矛盾。
5.为保护功能结构二外壳加厚造成的笨拙和便携易用性要求之间的矛盾。
3. 对照矛盾矩阵，寻找解决原理。
通过对照矛盾矩阵中所针对的矛盾条目，我们可以找到相对应的解决原理，并逐一对各条原理的内涵进行分析，结果如下：
原理。一、分割原则。
a．将物体分成独立的部分。
b．使物体成为可拆卸的。
c．增加物体的分割程度。
原理。五、联合原则。
a．把相同的物体或完成类似操作的物体联合起来，b．把时间上相同或类似的操作联合起来．
原理。二十八、代替力学原理原则。
a．用光学，声学、味学等设计原理代替力学设计原理。
b．用电场．磁场和电磁场同物体相互作用。
c．由恒定场转向不定场，由时间固定的场转向时间变化的场，由无结构的场转向有一定结构的场。
d．利用铁磁颗粒组成的场．
原理。二十九、利用气动或液压结构的原则。
a．利用软壳和薄膜代替一般的结构。
b．用软壳和薄膜使物体同外部介质隔离。
原理。三十五、改变物体聚合物原则。
这里包括的不仅是简单的过渡，例如从固态过渡到液态，还有向"假态"(假液态)和中间状态的过渡，例如采用弹性固体。
4. 构思方案。
针对上述的几个矛盾，我设计如下的构思设计方案，要有详细的方案说明，关键结构的尺寸要有，并画出方案示意图。方案图可以手绘，也可以使用二维或三维绘图工具制作。
可测曲线的电子卷尺。
直尺、卷尺是我们常用来测量的工具，用来量直的东西很好用，可是要是测量圆柱或曲线就不那么好用了。这是一个没有刻度的卷尺，这就意味着它的量器可以非常细，以至于去测量曲线，那么刻度在哪呢？在卷尺中间的led显示器中，他会帮你测量长度显示出来，并且能从圆周长中计算半径。
非常节省空间和时间的好工具。
以下是产品的设计方案：
题目二：无尘保洁车。
一．产品规划。
1. 需求分析。
一、国内环保清洁车的需求状况。
一是多功能扫路车。目前的国产扫路车基本上是单纯意义上的扫路车，即只能扫路，不能它用，而从全国许多环卫局的信息看，有的需要能清洗道路护栏，有的要求能铲雪等等。因此，扫路车多功能化是一个发展方向。
二是全天候扫路车。目前的扫路车需要喷水压尘除尘，在缺水地区的北方的冬季无法使用，要解决这一问题必须要开发干式吸扫和湿式吸扫两用车或称全天候扫路车，该车的开发应用，不仅可以解决上述难题，同时可以节约用水，降低使用成本。
图·传统多功能扫路车。
二、在前期市场调研中，了解到用户需求：
用户对这种扫地车的要求是：
1 可以运载100kg的水量；
2 行驶速度为0~60km，；
3 清洁刷能灵活的旋转及清洗地面，把垃圾收纳入清洁车内部；
4 车体外形尺寸控制在长*宽*高=3m 1.5m ，1.8m
5 批量生产，成本控制在8万元/台左右。
3、通过对收集到的相关资料的分析整理，归纳出对该产品的具体要求如下：
1可以运载100kg的水量；
2行驶速度为0~60km，；
3清洁刷能灵活的旋转及清洗地面，把垃圾收纳入清洁车内部；
4车体外形尺寸控制在长*宽*高=3m 1.5m ，1.8m
5批量生产，成本控制在8万元/台左右。
四、对目前已有类似产品和技术的分析(略)
2. 产品构思。
因为用户要清洁车要环保，为了达到这个需求，我有如下构思：
1该产品的研发充分体现了绿色设计的理念。小车采用人力推动，车轮转动的同时带动清扫轮转动清扫路面，同时还带动循环提升带转动将清扫起来的垃圾搜集到垃圾搜集袋中，不消耗动力，无污染，零排放。小车的大部分传动零部件都是借用了现有自行车的零部件，市面上很容易购到，成本低且质量有保障，减少了重新制造带来的环境污染和资源消耗。
小车外壳采用pvc板材吸塑成型，成型容易，不用复杂模具。外壳拆卸方便，便于日常维修和产品报废后的材料分类**。
3. 产品定义。
通过对市场调研资料深入、细致的分析研究，进一步明确设计任务，制定设计任务书和设计要求表。
设计任务书。
产品名称：无尘保洁车。
产品功能：实现简单快捷环保无尘清扫地面的功能。
原始条件：（1）人力作为动力。
2）人体自动驾驶，3）穿行于道路上，驾驶清洁车实现清洁作业。
4）人工驾驶。
设计要求：（1）运输效率：人工控制及提供动力。
2）外形尺寸：长*宽*高=1.5m 1.2m 1.5m
3）运载量：100kg
4）行驶速度：0～30km/h；
5）mtbf：≥100小时。
6）差错率：≤0.05%。
7）工作周期： 16小时/天，260天/年。
8）工作寿命：≥3年。
（9）使用能源：人力发电
（10）生产成本：≤10000元/台。
设计完成日期： 2023年10月20日。
设计要求表。
二．功能分析。
1. 总功能。
该产品的研发充分体现了绿色设计的理念。小车采用人力推动，车轮转动的同时带动清扫轮转动清扫路面，同时还带动循环提升带转动将清扫起来的垃圾搜集到垃圾搜集袋中，不消耗动力，无污染，零排放。小车的大部分传动零部件都是借用了现有自行车的零部件，市面上很容易购到，成本低且质量有保障，减少了重新制造带来的环境污染和资源消耗。
小车外壳采用pvc板材吸塑成型，成型容易，不用复杂模具。外壳拆卸方便，便于日常维修和产品报废后的材料分类**。
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