大連理工大學(xué) 建筑與藝術(shù)學(xué)院 劉建軍 李叢笑
摘要：在北京，上海等大城市中，學(xué)生和上班族的“最后一公里”難題正亟待解決。目前，許多乘客選擇使用小型交通工具作為大眾交通的補(bǔ)充，其中自行車作為一種時尚流行的通勤工具，深受年輕人的喜愛。在產(chǎn)品多元化和個性化趨勢的當(dāng)下，從完成城市通勤的角度來說，現(xiàn)代城市生活中的人們需要的不僅僅是一臺乘騎的交通工具，更重要的是追求更舒適更美好的心理體驗。本篇論文重點描述了一款個性化自行車的調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計和原型制作，同時建立起來了用于生產(chǎn)的設(shè)計原型。
關(guān)鍵詞：自行車 通勤 定制
中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1003-0069(2017)09-0108-02
Abstract：In Beijing，Shanghai and other big cities，the "last mile" problem between students and workers needs to be solved. At present，so many passengers choose to use small vehicles as a supplement to the public transportation. Among them，bicycle，as a popular commuter tool，is very popular among young people. In current trend of product diversification and individuation，people in modern urban life need not only a riding vehicle，but also a more comfortable and better psychological experience. This paper focuses on a personalized bicycle research，product design and prototype production. And a design prototype for production is also established.
Keywords：Bicycle Commute Customized
引言
自行車已經(jīng)成為大城市里人們生活方式的一部分。因此，消費(fèi)者對于自行車需求將不斷增加。在目前已有的設(shè)計中，自行車是在功能，目標(biāo)和客戶需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計的。根據(jù)功能設(shè)計，我們將自行車分為兩類，即男性自行車和女性自行車。同時，根據(jù)目標(biāo)和客戶需求，自行車分為5種類型：山地自行車，賽車，公共自行車，休閑自行車和女性自行車。前三種自行車是男性自行車，而最后兩種自行車則是城市自行車的代名詞。
（一）滿足通勤需求
作為一種城市休閑交通工具，最基本的需求是滿足城市通勤。既確切針對城市道路狀況和交通狀況，設(shè)計符合這種通勤條件的交通工具。從路面條件而言，在城市通勤情況下我們常面對的是平坦的路面，通常為柏油馬路，這就意味著城市交通工具設(shè)計中不需要更大輪胎和地面的摩擦力，對于減震方面的要求也較低。同時在時間要求上，本次研究的交通工具設(shè)計以休閑和通勤為主，時速不需要達(dá)到更高，而是在滿足一個適宜速度的同時努力追求舒適的乘騎感受。就城市生活而言，城市休閑交通工具應(yīng)滿足一部分在城市生活中所必須的攜帶功能。
（二）滿足定制需求
同時，滿足個性化和定制產(chǎn)品的需求是本次課題研究的另一重要部分。在大部分城市休閑交通工具上，造型本身就承載著功能作用，在物理功能的條件下滿足外觀造型，結(jié)構(gòu)簡單且外露。這導(dǎo)致了在最初，城市休閑交通工具，如自行車等，都有著相似且統(tǒng)一的外觀。故而提升消費(fèi)者個人需求的重要性，針對特殊個體用戶的定制產(chǎn)品有著十分廣闊的發(fā)揮空間和應(yīng)用前景。在城市生活中，滿足短距離通勤，便攜，安全，避免交通擁堵的需求不斷增加，而與此同時個性化的需求也應(yīng)該體現(xiàn)在產(chǎn)品上。現(xiàn)代城市生活中的人們需要的不僅僅是一臺乘騎的交通工具，更重要的是追求更舒適更美好的心理體驗。
一、自行車的構(gòu)成
以一臺結(jié)構(gòu)較為清晰的小輪車為例，以功能為基準(zhǔn)進(jìn)行分類，以下為自行車的各主要部分的構(gòu)成。
（一）框架系統(tǒng)：框架系統(tǒng)主要指自行車的主體框架部分。分為一般分為頭管，上管，下管，立管，前叉，和平叉。框架系統(tǒng)是一臺自行車的中心，自行車其他各個部分都和框架部分連接來構(gòu)成一臺完整的自行車。
（二）乘騎與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：乘騎系統(tǒng)是指自行車的鞍座，座管，座管夾的部位，主要作用是在乘騎過程中支撐人的身體，保持乘騎姿勢的正確。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要包括前叉，把立，把套，把橫和碗組。主要作用是控制前輪以控制自行車行進(jìn)的方向。通過碗組連接前叉，把立和自行車框架的頭管。同時把立和鞍座的位置和高度共同影響人的乘騎姿勢。
（四）傳動與變速系統(tǒng)：傳統(tǒng)系統(tǒng)由中軸，牙盤，曲柄，腳踏，鏈條，飛輪構(gòu)成。人腳踏的動力通過傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到自行車后輪，從而提供向前的動力。變速系統(tǒng)的構(gòu)成部件多為變速器，變速線，前撥和后撥。通過變速系統(tǒng)，改變齒比，以適應(yīng)不同的路面，踏頻和速度。
（五）輪組與制動系統(tǒng)：輪組系統(tǒng)主要指外胎，內(nèi)胎，車圈，輻條和花鼓。輪組中花鼓會很大程度上影響乘騎感，同時不同輻條的編法也會對外觀和乘騎感受帶來不同的影響。制動系統(tǒng)的構(gòu)件為剎把，剎車線，夾器（或碟片）。制動系統(tǒng)主要通過摩擦減低輪組轉(zhuǎn)速來降低速度。
二、定制自行車
（一）定制自行車概念
當(dāng)現(xiàn)代大都市的年輕人很多都被"最后一公里”的問題困擾，作為公共交通工具的補(bǔ)充，自行車便攜而富有樂趣，很適合年輕人的城市通勤。而其中定制自行車是指以用戶個人為中心，根據(jù)用戶的騎行習(xí)慣，身高體重，自行車的用途等為用戶專門定制一臺自行車。在如今城市化發(fā)展，追求個性化的情況下，手工定制自行車已經(jīng)是一個范圍很廣的行業(yè)。
定制自行車由來已久，在自行車出現(xiàn)的最初，鋼架車壟斷市場的時候，大部分自行車都是手工定制的。一直到進(jìn)入二十世紀(jì)，各個工廠先后崛起，出現(xiàn)了造價更加低廉，大批量生產(chǎn)的自行車。但是在整個過程中，手工定制自行車的風(fēng)潮也一直沒有停止。
（二）材料與生產(chǎn)工藝
1.鋼：鋼是鐵與碳的合金，也是自行車最早應(yīng)用的材料。鋼材屬于人類應(yīng)用比較早的金屬之一，冶煉容易，金屬性能優(yōu)秀。鋼的彈性率高，這就意味著鋼架車的乘騎感十分舒適。但同時，鐵的密度大約是7.9g/cm2，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他常用的材料如鋁（2.7g/cm2）和鈦（4.5g/cm2），故此早期鋼架車都比較重。后隨著技術(shù)的發(fā)展又出現(xiàn)多種應(yīng)用于自行車的鋼管，我們所熟知的雷諾953鋼管就是其中之一。由于鋼管車歷史悠久，有著多種焊接方式，主要有TIG氬弧焊（又有人稱為魚鱗焊），Fillet Brazed釬焊和LUG套管。由于鋼架較容易獨(dú)立制作，為定制車架的主要方向。
2.鋁合金：鋁合金是目前市場上使用最為普遍的材料。它主要是金屬鋁和銅，鎂，錳等材料混合生產(chǎn)出的合金。就性能而言，鋁合金的重量較輕，是常用鋼材的2/3，剛性是鋼材的1/3左右，而抗拉強(qiáng)度是鋼材的1/2。但是鋁合金材料的金屬疲勞性能也較差，自行車騎的次數(shù)越多，應(yīng)力次數(shù)越高，強(qiáng)度也會發(fā)生明顯的變化。同時鋁合金材料無法吸收騎行的震動，所以乘騎時舒適感較差就生產(chǎn)工藝而言，鋁合金的剛性和硬度都很好，容易塑形加工，不易生銹。
3.碳纖維：碳纖維并不只是一種碳元素，而是碳經(jīng)過編織加工后，利用環(huán)氧樹脂黏合加工的一種混合物。碳纖維在近十年才逐漸應(yīng)用于自行車上。碳纖維自行車擁有極輕的重量和極好的剛性，可以吸收沖擊性能，騎乘十分舒適。但同時碳纖維車架也有它的缺點，表面硬度不佳和制造成本高使得碳纖維車架多存在于競賽用車上。
三、特定用戶的自行車設(shè)計
基于特定用戶的自行車設(shè)計，本文主要針對年輕女性群體為目標(biāo)人群，選取其中特定的用戶A進(jìn)行調(diào)研，整體思路為：首先根據(jù)用戶的實際行為需求確定自行車的種類為小輪城市自行車，在這之后進(jìn)行具體定制。根據(jù)用戶的身高、體重、臂長等參數(shù)確定自行車整體的尺寸，在自行車的大體框架確定下來之后，根據(jù)用戶的日常使用行為習(xí)慣確定自行車的附加功能點。最后，根據(jù)確定下來的功能和尺寸，定位輪距輪徑等基礎(chǔ)尺寸，開始繪制草圖進(jìn)行初期方案探討。以上過程作為設(shè)計初步。
（一）用戶行為與功能分析
在用戶對自行車的需求方面，可以分為兩個部分，主要的功能和附加功能。主要功能指自行車的代步和休閑的需求，而附加功能指的是針對小眾化，個性化的功能，例如在夜晚騎行時的照明功能，自行車附加的攜帶功能等。
主要功能：自行車本身即需要滿足用戶的代步功能。通過使用自行車，用戶可以用更快的速度到達(dá)希望到達(dá)的地點，如學(xué)校公司等，自行車作為一種通勤的交通工具使用。而休閑也是這類自行車的必要功能之一，在節(jié)假日或短時間的休息中，通過短距離的騎行，如去公園騎車，去郊外野營騎車等來滿足日常生活之外的部分。要滿足這樣的功能，就要求自行車能夠適應(yīng)這部分平坦的路面，同時踩踏輕巧，有著合適的外觀，安全，在騎行時能帶來舒適的體驗。而同時，滿足主要功能的自行車又需要在車架的外觀上做到輕巧，精致，突出，為人們帶來更加個性化的感受。
附加功能：附加功能則更針對特殊的個體或群體。在不同的使用狀況下會帶來不同的使用需求。在走夜路時，照明和對車輛的警示是必不可少的。在下雨的時候，我們希望自行車上有擋泥板和相應(yīng)的避雨設(shè)施。
附加功能是自行車客制化程度最高的部分，許多國外的定制自行車廠會做出一些精巧特別的配件或自行車結(jié)構(gòu)上的改變，來滿足這些小的附加功能，如在鞍座下安裝皮質(zhì)的小配件來攜帶酒壺出行，或是在改變車架的結(jié)構(gòu)使它能夠卡住一個車鎖。在本次設(shè)計中，我們明確了用戶對小輪自行車滿足主要功能需求，配合攜帶少量物品以及搬運(yùn)自行車的附加功能，由此為出發(fā)點進(jìn)行外觀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
（二）整體框架設(shè)計
通過上面的分析，可以得到這臺自行車的具體概念。造型上，車身線條應(yīng)嘗試采用柔和的造型語言，突出女性化的特征。品質(zhì)上，更加注重舒適，輕量和質(zhì)感。細(xì)節(jié)上，突出整體的一致性，部分位置可以采用有質(zhì)感的材料。具體如下：
車架采用雷諾725鋼管材料，配合小輪車輪組，滿足城市休閑騎行強(qiáng)度的同時最大化滿足輕量化的需求。
焊接部分主要使用大銅焊，在消費(fèi)適中的用戶群體中鋼架的大銅焊并沒有很難的制造工藝，焊接部分又光滑柔和，整體性很強(qiáng)。同時一些小的車架組成如平叉，前叉，尾鉤等部分盡量采用已有的，相配合的標(biāo)準(zhǔn)件，降低成本。
涂裝采用女性化配色，盡量做到整體的簡潔。為了突出品質(zhì)在一層電鍍之后再進(jìn)行烤漆。
輪組采用小耳花鼓和24根輻條用以減輕重量，同時降低視覺上的重量，突出輕量化的特征。外胎采用公路光頭胎，以適應(yīng)更輕快的乘騎感。由于自行車騎行強(qiáng)度要求較低，可以采用單速系統(tǒng)。配合公路輪胎采用C剎車系統(tǒng)。詳見（如圖1）自行車造型和拼裝過程。
結(jié)論
文章通過梳理定制自行車發(fā)展歷史、制作流程、生產(chǎn)工藝等內(nèi)容，對現(xiàn)有自行車功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的調(diào)研分析，研究者專注于都市白領(lǐng)女性城市通勤的定制自行車設(shè)計。隨著生活水平的提升，城市交通工具設(shè)計已經(jīng)不僅僅是批量化的產(chǎn)品，而更多向定制化，特殊化方向邁進(jìn)。在今后的設(shè)計領(lǐng)域，隨著新技術(shù)的成熟，可定制可個人制作的可能性變得越來越高，這意味著我們要開拓新的設(shè)計方向。本次針對女性，突出優(yōu)雅，纖細(xì)，輕巧的造型語言的設(shè)計，和針對特定個體的定制尺寸和功能探索，即是對未來個性化設(shè)計趨勢的一項試驗。
基金項目： 2014年教育部人文社科一般項目“基于可供性理論的北方養(yǎng)老建筑無障礙設(shè)計方法研究”（項目批準(zhǔn)號：14YJCZH096）；2015年中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)人文社科科研專題“遼寧新型城鎮(zhèn)社區(qū)智能養(yǎng)老建筑空間的設(shè)計研究”（項目批準(zhǔn)號: 851028）；
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