基于QFD&TRIZ的帕金森患者助行器优化设计研究

目的 帕金森病作为常见神经类病症,严重影响着病患群体的生活。为提高帕金森病患者使用助行器产品的便利性,提出基于QFD&TRIZ的帕金森患者助行器优化设计方法。方法 将QFD&TRIZ理论组合作为优化帕金森助行器的研究方法。通过对用户特点和助行器功能的分析获取用户需求,并采用访谈调研总结出重点需求。运用QFD理论方法,构建出帕金森患者助行器功能质量屋,将用户的重点需求转化为技术需求;运用TRIZ理论进行冲突问题的分析与转化,并针对设计层面产品特性的矛盾提出解决方案。结果 优化帕金森患者助行器,让患者在实现助力行走的同时,可不完全依赖产品进行一定程度的运动康复训练;为患者提供震颤反馈及短期休息功能,实现产品功能多维度的转化。结论 通过对帕金森患者助行器的整体分析和优化设计,提出了将QFD&TRIZ理论融合并应用于帕金森患者助行器产品设计的可能。     

基于社会价值评估模型的老年助行器可持续优化研究

目的利用可持续设计策略与社会价值评估模型探索老年助行器关于社会价值最大化的可持续优化建议。方法采用竞品分析的方法对老年助行器现有缺陷及所存问题展开探究,通过文献整理与实地访谈等方法对目标用户的群体特征与使用需求展开分析。结合可持续设计策略,以协调老年助行器经济、社会和环境3个方面的视角展开案例实践,最终基于产品社会价值理论,利用社会价值评估模型对案例展开设计分析与价值评价,并根据评估结果提出关于老年助行提升社会价值的优化建议。结论通过前期调研,得到关于老年助行器的改进方向、人群特征和需求关键词,通过可持续设计策略和社会价值评估模型探索老年助行器的可持续性与社会价值,对今后老年助行器的设计优化提供理论方法和案例借鉴。     

基于老年人健身的助步工具设计原则研究

目的在社会养老方式逐渐转变和人口老龄化时代到来的社会背景下,对老年人健身助步工具设计进行研究,方法通过分析有轻度及中度中风的老年人,或是因身体机能下降而行动不便的老年人的生理和心理状况,及对相应的老年人助行器产品市场进行实地调研。结论提出了针对这一特定类型的老年人的助行产品的设计原则,旨在通过这些设计原则的贯彻来提高老年人助行器的设计质量,使助行器能够真正适用于有轻度及中度中风的老年人,及因身体机能下降而行动不便的老年人,希望从产品的角度关爱老年人。     

针对广东地区老年人的无障碍助行器设计研究

目的解决广东老年人出行困难的问题。方法运用对比研究,从体质、姿态和心理3个方面对广东老年人进行了人因分析,结合无障碍设计,得出了老年人助行器设计时,应遵循的安全性、舒适性、可调节性、轻便性和易用性原则。结论设计出了老年人助行器。结论在理论研究的基础上,完成了无障碍助行器的设计,并从尺寸、材料、色彩和人机4个方面进行了分析,从而满足了广东老年人的需求。     

UCD设计方法在老年人助行器设计中的应用研究

目的针对全球老龄化趋势越来越严重的问题,为了更好地满足老年人出行的需求,对老年人助行器进行设计研究,提升老年人的生活品质。方法在对社会背景和现有产品进行了解的基础之上,以用户为中心进行研究,结合我国的社会情况,研究老年人的生理和心理特点,最后进行老年人助行器设计。结论由于现在社会科技的快速发展,智能化产品逐步成为主导,设计师在进行老年人助行器设计时,不能太注重以目标为导向,而应以老年人作为设计中心,给老年人助行器设计提供新的思路,抚慰老年人的情绪,给予老年人身心关怀。     

基于JACK虚拟仿真的学龄前脑瘫儿童助行器人机优化设计

目的 减少学龄前脑瘫儿童助行器的安全隐患,解决患儿在训练过程中的肢体二次损伤问题,提升助行器人机舒适性,对学龄前脑瘫儿童助行器进行优化设计。方法 通过JACK虚拟仿真软件的RULA工具,分析得到学龄前脑瘫儿童在使用助行器过程中存在的不合理姿势,并对其进行人机工学与受力分析,提出改进方法并进行设计优化,最后导入JACK虚拟仿真软件进行风险与舒适性验证。结果 优化后的学龄前脑瘫儿童助行器的使用受伤风险从4级降低到1级,患儿躯干弯曲力矩、L4/L5脊柱压缩力、剪切力的姿势载荷指数分别降低53%、47%、81%,上身各关节处于舒适角度。结论 经过JACK仿真分析及人机优化后的助行器,有效降低了学龄前脑瘫儿童在康复训练中的二次损伤风险,减轻了患儿步行训练中的身体负担,提升了助行器使用的舒适性。     

基于AHP-CRITIC-TOPSIS的智能养老辅助产品设计研究

目的 针对目前智能养老辅助产品研究优选过程中,权重计算时主观权重信息占比过大的问题,将主客观权重与逼近理想解的排序方法相结合,运用于产品评价和优选体系,进行科学有效性排序。方法 首先,运用德尔菲法、调查问卷等方法,整理出老年人对智能辅助产品的需求,提出设计评价指标;其次,运用层次分析法(AHP)计算出主观权重,运用客观赋权法(CRITIC)计算出客观权重。进一步用公式将主、客观权重进行组合,计算出各指标的组合权重;最后,结合逼近理想解的排序方法(TOPSIS)对设计方案进行优选。以三种老年智能助行器设计方案为例,详解框架及流程。结果 实践证明,智能养老辅助产品评价体系准则层中功能需求最重要,在要素层中操作简易、群体互动和多样附属功能是评价智能辅助产品的重要指标。根据指标计算出三种方案相对贴近度,贴近度最高的方案二为最佳方案。结论 所分析的产品评价体系、提出的设计策略和方案比选方法可以为智能养老辅助产品设计提供参考。事实证明,综合运用AHP、CRITIC、TOPSIS方法的老年助行器设计方法优选模型更科学,多维数据下结合主客观权重方法得到的综合权重值更加合理,更能证明设计的针对性和有效性。     

基于包容性设计流程视角下的助行器开发研究

目的 深入探讨包容性设计作为一种以人为本的设计方法和流程,而不仅仅是设计理念,在残障人士康复辅具开发流程中的运用价值。方法 结合复健拐杖的设计实例,运用剑桥工程中心开发的“设计轮”,将包容性设计流程四个阶段17个步骤结合用户共创设计方法,通过焦点小组、用户画像、用户旅程图等方式列出需求清单,运用形态分析法和TRIZ创新法进行设计创意,快速制作原型后与参与用户和设计师共同测试、深化方案,并进一步对设计排除进行评估后定案。结论 通过包容性设计理论结合助行器开发流程,探讨了包容性设计方法与多种创意方法融合的可行性,为更多康复辅具的包容性设计创新提供了实操性的参考思路和可行性案例,使包容性设计不仅停留在理念层面,还落实在具体设计操作实践流程上。     

共生式产品整合设计研究

通过研究多功能产品设计中功能与功能间的关系,分析了产品整合设计的合理性因素,利用生物学中"共生"的概念启示,把"共生"理念融入产品整合设计中,将形式上整体化、功能间有机整合,进而使得产品的功能与形式间相互关联、相互统一,打破只是一味追求多功能的繁复叠加,强化主体功能的同时又能够发挥围绕主体的辅助功能,提出了使整合产品更具有整体性的解决方案,并能够充分利用资源,促进产品的可持续发展。     

基于叙事设计的办公产品情趣化设计研究

目的研究基于叙事设计的办公产品情趣化设计。方法基于叙事设计原理,结合社会环境变革与人们消费观念的变化,分析了办公产品情趣化设计的必然性,将办公产品设计的叙事元素分解为形态元素与功能元素,并将其逐一分析,提出了办公产品情趣化设计的途径是把叙事设计的立足点由"物"转换到"事件"本身,同时注重使用者的体验感受。结论从产品的形态、色彩、质感、功能与用户体验5个内容出发,进行情趣化设计研究,以推动办公产品的设计更具人性化。     

轮毂造型设计对自主品牌SUV外观设计的影响探析

目的从轮彀设计层面,为自主品牌SUV提供提升产品价值与认可度的方法。方法采用感性分析法,对当前具有代表性的8款自主品牌SUV轮彀特征进行分析,提出轮彀设计对自主品牌SUV外观整体提升的影响以及解决的方向。结论轮彀设计对自主品牌SUV外观影响主要体现在轮彀尺寸、轮彀造型形式与轮彀色彩搭配。     

基于象元运算的轮毂形态设计方法研究

目的 为了使轮毂形态设计的过程更加简洁和直观。方法 以五辐轮毂为例,基于产品象元理论中的象元运算法则,运用参数化建模等相关方法和技术,首先,根据轮毂象元的运算法则,对轮毂的合成象元库进行扩充,构建出较为完善的轮毂产品象元库;然后,基于象元库和轮辐形态的变换种类,实现新的轮毂形态的设计目标;最后,运用该设计方法进行轮毂形态设计,证实该方法具有可行性。结果 研究了一种简化有效的轮毂形态的创新设计方法。结论 运用象元理论,以一种模块化的方式实现轮毂产品新形态的生成,对于提高轮毂产品设计效率、开辟形态设计新方法具有一定的参考价值及借鉴意义。     

Mechanical Analysis and Performance Optimization for the Lunar Rover’s Vane-Telescopic Walking Wheel

It is well-known that optimizing the wheel system of lunar rovers is essential. However, this is a difficult task due to the complex terrain of the moon and limited resources onboard lunar rovers. In this study, an experimental prototype was set up to analyze the existing mechanical design of a lunar rover and improve its performance. First, a new vane-telescopic walking wheel was proposed for the lunar rover with a positive and negative quadrangle suspension, considering the complex terrain of the moon. Next, the performance was optimized under the limitations of preserving the slope passage and minimizing power consumption. This was achieved via analysis of the wheel force during movement. Finally, the effectiveness of the proposed method was demonstrated by several simulation experiments. The newly designed wheel can protrude on demand and reduce energy consumption; it can be used as a reference for lunar rover development engineering in China.     

A morphing method for shape generation and image prediction in product design

A shape morphing and image prediction method for product design is proposed in this article, in which a feature-based method is first used to construct 3-D CAD models of a product, then new shapes are generated with a shape morphing method and the images of the morphed shapes are analyzed using modified gray theory with Fourier residual correction. With the aid of this model, the designer can quickly obtain a product form and its corresponding image to help him/her to design the required product. Though LCD monitor design is applied, this method can also be used to develop other products.     

气流磨生产过程中喂料速率对粒度的影响

为在流化床式气流磨进行生产时合理选择喂料速率,以获得较好的产品,通过小型气流磨加工滑石粉实验,分析不同分级轮转速下磨腔料位、产品中位径与喂料速率之间的关系,以及喂料速率对产品粒度的影响。结果表明,提高分级轮转速,可以很明显地减小产品中位径;当物料粉碎过程进入稳定状态以后,分级轮的每一个转速都对应一个喂料速率的临界值,在一定的分级轮转速下,把喂料速率调整到最佳值,可以获得粒度更细、分布更窄的产品;喂料速度控制不好将引起分级轮电机过载,产品粒度不稳定,设备产能降低。     

Motions of a rimless spoked wheel: a simple three-dimensional system with impacts

This paper discusses the mechanics of a rigid rimless spoked wheel, or regular polygon, 'rolling' downhill. By 'rolling', we mean motions in which the wheel pivots on one 'support' spoke until another spoke collides with the ground, followed by transfer of support to that spoke, and so on. We carry out three-dimensional (3D) numerical and analytical stability studies of steady motions of this system. At any fixed, large enough slope, the system has a one-parameter family of stable steady rolling motions. We find analytic approximations for the minimum required slope at a given heading for stable rolling in three dimensions, for the case of many spokes and small slope. The rimless wheel shares some qualitative features with passive-dynamic walking machines; it is a passive 3D system with intermittent impacts and periodic motions. In terms of complexity, it lies between one-dimensional impact oscillators and 3D walking machines. In contrast to a rolling disk on a flat surface which has steady rolling motions that are only neutrally stable at best, the rimless wheel can have asymptotic stability. In the limit as the number of spokes approaches infinity, the behavior of the rimless wheel approaches that of a rolling disk in an averaged sense and becomes neutrally stable. Also, in this averaged sense, the piecewise holonomic system (rimless wheel) approaches a non-holonomic system (disk).     

心智模型在产品创新设计中的应用策略研究

目的 探讨心智模型在产品创新设计中一种新的应用策略。方法 以心智模型理论中Indi Young提出的“亲和图”方法为基础,结合现有产品设计案例,对用户任务—行为流程进行深入的分析对比。结果 总结出心智模型在产品创新设计中的4种应用策略,即填补、合并、拆分和变异,并阐述了4种应用策略分别适用于何种类型的产品设计。结论 通过对这4种策略的充分运用,可以帮助设计师更有目的地进行用户研究,给设计师以及企业进行产品创新带来新的思路。