玩具四驱车设计.docx

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玩具四驱车设计

产品设计说明书

题目：

“CHINA-1闪电”玩具四驱车设计

专业：

机械设计制造及其自动化

班级：

学号：

姓名：

课程名称：

工业产品造型设计

玩具四驱车设计

一.设计选题概述

玩具赛车从诞生的那天起，就以仿真、新颖的外型、强大的动力，闪电般的速度，吸引了成千上万的青少年，风靡了世界，极受各国小朋友喜爱。

其主要原因是一定要爱好者自己亲自动手组装和改造才能完成和提高性能，此外小朋友们还可通过四驱车的群体竞赛，共同切磋、增进友谊。

四驱车模是一项有着广泛群众基础、健康有益的体育活动，它有利于青少年增长知识、开阔眼界，培养他们动手动脑的能力，有利于青少年综合素质的提高。

不论是四驱车计时赛还是追逐赛要在比赛中夺取优胜，其主要技术是要使自己车辆跑得快而且稳。

车身本身参数设计的好坏直接影响后期装配和竞赛的质量，并且一个外形美观、新颖、时尚、有质感的四驱车才能更好的激发小朋友对四驱车的热爱、满足他们完成之后的成就感。

二.设计计划进度表

表1设计计划进度表

玩具四驱车设计计划进度表（制表时间：

2009年10月）

内容时间

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

设计调查

调查报告

设计讨论会

设计构思

设计展开

设计深入

模型制作

设计制图

制作说明书

答辩

三.调研分析报告

3.1玩具四驱车的定义及分类

按真车缩小32倍，以130电机和两节5号电池为动力的四轮驱动模型车，简称四驱车。

英文：

4WD。

四驱车现有的产品主要分为两大类：

一类是拼装车，另一类是改装配件。

拼装车的各个部分均为单独的部件，需要消费者按照组装示意图将各个部件组装成一部整车，在拼装的过程中需要消费者有充分的耐心和细心，从而能充分锻炼消费者的动手、动脑能力。

改装类配件则是单独零售的各个改装零部件，改装零配件性能均比拼装车本身的零部件性能要好，四驱车迷需要利用各类改装配件对原车进行改装，使之成为一部独特的新型赛车，使车在轨道中速度更快、稳定性更好。

而以产地和结构来区分，种类不胜列举。

3.2国际知名玩具四驱车品牌

日本著名的四驱车品牌有田宫TAMIYA，万代（BANDAI），马路易（MARUI），有井（ARII），NICHIMO，IMAI，青岛社AOSHIMA（也生产1/24静态拼装车），FUJIMI（富士美，其生产的1/24静态拼装车的款式也很有特点），MITSUWA等等。

韩国的四驱车品牌有ACADEMY（爱德美，爱德美是韩国著名的模型品牌，在世界模型界的地位不比田宫逊色多少）。

德国利华（REVELL）也生产过四驱车，有些款式也非常经典。

不过像国外这些品牌除了田宫，目前还在继续开发四驱车以外，其他品牌基本不生产四驱车了，但是这些品牌的四驱车有相当一部分无论是款式还是底盘都是很有特点的。

这里以被国际公认的，在国内、外颇具影响的奥迪迷你四驱赛车为例：

（1）16系列全罩式迷你四驱赛车从16601－16605、16201－16202、16401－16436有43款。

它的特点是车身是全覆盖式、流线型、车轮小、重心低。

（2）19系列超级迷你四驱赛车：

从19501到19515。

共15款。

它的特点是车身像宇航器、大流线型、车轮大、起步快。

16、19系列共同特点：

底盘、齿轮、高速电机等都是同一型号的。

（3）18系列迷你四驱赛车：

从18001到18032，共32款。

它是早期产品，性能不及16、19系列车，是初学者学习的车型，它的特点是：

车身、底盘变化多，电机是普通式，也是大车轮。

适合在没有轨道的平地上行驶。

另外，每一款四驱车都有自己的“卡通名字”和“卡通人物造型”。

同一系列车的区别，仅仅在于车身的不同。

3.3玩具四驱车的基本构造

（一）动力部分

一、动力部分的结构组成及工作原理

电动机（马达）及小齿轮、后导电片1个、开关按钮1个、电机罩、开关罩形成完整的直流闭合回路。

可控地将直流电能转变成稳定的机械能，并以运轮圆周转动形式输出。

二、电动机组成

（1）作用：

将电能转变成机械能 （130型电机电压2.4~3V）

（2）型号：

银超霸28000rad/min低转速、磁场强、扭力大、省电、适合多弯道行驶作用。

金超霸32000rad/min中高速扭力很强，耗电适中，可连续持久地工作。

捷豹55000rad/min外壳散热性能好，前后盖均采用含油轴套，速度很好。

美洲豹55000rad/min高耐磨合金换向器，高速适合于各种轨道，综合性能好。

烈豹62000转/分，电脑设计高耐磨合金换向器，适合直线冲刺。

劲霸25000转/分，风冷式马达，合金磁块电刷，转速高但马达不易发热，可长时间持续工作，适合耐力拉力赛。

（3）电机轴上的小齿轮，与电机轴过紧配合，将动力输出给冠状齿轮，外形呈现圆柱形。

采用白色尼龙材料。

（4）导电片

作用：

使马达的正负极与电池的正负极相连接的导体，起导电流的作用。

材料：

镀铜或镀金金属。

特点：

具有导电性（是金属的物理性能之一）

（5）开关按钮

作用：

控制电路的切断与接通。

原理：

通过机械挤压，推动导电片的闭合。

材料：

ABS工程塑料。

（6）电机罩

作用：

与底盘过紧配合，承托电机，安装后导电片，与齿轮箱配合，封闭齿轮箱。

材料：

ABS工程塑料。

（7）电池

作用：

是储备电能的元件，是四驱车的动力来源。

型号：

①锰锌普通电池。

②碱性高能电池，奥迪双钻牌碱性电池具有容量大，放电量大等特点。

③充电电池：

a.镍镉电池（特点：

放电量大，但容易形成记忆效应）；b.镍氢电池（特点：

放电平衡，没有记忆效应）。

④奥迪双钻牌有可充电镍隔电池和镍氢电池两种，特点：

容量大，放电时间长，而用内阻小，大电流，性能优。

（8）电池扣

作用：

将电池紧固于底盘上，以免行车时弹出及接触不严。

（二）传动部分

一、结构组成（按高速齿型配备）

冠状齿轮1个、短轴1个、动力输出齿轮2个、中轴承轴根、小齿轮2个、齿轮箱1个。

二、工作原理

通过组齿轮的变速，将电动机产生的动力，按一定传达动比，传递给车轮，从而使四驱车产生运动。

三、动力传递顺序

电机→小齿轮→冠状齿轮→高动力输出齿轮→六角轴→盘状齿轮→小齿轮（后）→中轴小齿轮（前）→盘状齿轮2→前轮→后轮。

（三）车身及附件

一、组成

车壳、中翼、塑料导轮、螺丝钉、备用齿轮组、说明书、润滑油、不干胶等。

二、作用

（1）车壳：

增加整车强度，减少空气阻力，使四驱车完整，美观。

（2）中翼：

又称作虎腰。

用于安装导轮或平衡杆，平衡车身。

（3）导轮：

安装于车头、车尾、虎腰上。

其作用是减小车身与轨道立墙间的滚动磨擦，提高车速，给予车身一个向下的力，防止翻车，飞车。

紧定后一般都有约10度的前倾角。

（4）螺丝钉、螺母，用于连接，紧固各部件。

可分为内螺纹→螺母，外螺纹→螺钉。

（5）附件

备用齿轮组：

备用一套齿轮是供选择跑道和比赛项目时，来更换使用的。

说明书：

安装四驱的程序表。

润滑油：

用于减少有关转动部位磨擦阻力的。

不干胶帖片：

四驱车的装饰品，可使四驱车易辨认，美丽漂亮，光彩照人。

3.4调研分析

中国市场上大多玩具四驱车都处于一种技术成熟创意保守状态，这是相对做一种形式的产品来说的，如果换成其他种类的产品又必须重新学习这种产品的完美表现方式。

就是说，你可能做电子产品很在行，但做玩具就不行了，每种产品都有其独特的表现方式或者说是美感的规则，例如说跑车永远都是配大轮毂的。

四驱车的知名品牌大多是国外的，日本的模具就领先我国二十年之久。

2009年6月1日，经过了长达一年的市场调查及产品开发，全球首款量产排齿轮结构的轨道四驱车终于问世了。

这是一款真正意义上的中国设计并拥有多项专利技术的轨道四驱车，中国的轨道四驱车第一次从产品结构、设计理念上摆脱并超越了日本，突破了长久以来日本在四驱车技术上的垄断。

中国四驱车设计应该以此为例，坚持个性化、人性化角度，更高效，更合理，更细致的把玩具的乐趣传递给每一位接触它的人。

四.设计研究及方案

4.1设计要求的提出

运用头脑风暴法，采纳许多玩家的意见，整合成以下几条观点：

表2设计要求项目汇总表

设计要求项目汇总表（制表时间：

2009年10月）

功能

使用功能

安全、调整、配换、使用的合理性，车身部件便于更换组装

技术功能

动力参数：

功率、作用力大小、方向，车子的稳定性能良好，车身行动灵巧

性能参数：

寿命、可靠度、有效性、精度等各方面达标

精神功能

形态、色彩、装饰、包装有个性化，能够拥有自己独特的车身设计

加工制造

材料的选择、要求、限制，车身取材轻量化，又不影响其稳定性

加工工艺、要求、检验条件及限制

装配条件，部件安排需考虑拥有良好的散热性能，组建便于拆装

经济性

尺寸、体积、重量、生产率

成本：

理想成本，最高允许成本

期限

设计完成

4.2方案提出

根据设计要求，这款“CHINA-1闪电四驱车”采用如下设计方案：

1.个性化：

轻量化、透明化吸塑车壳的设计，不仅全面降低了车身重量，减轻车身负载，更能有效的利用空气原理来提高车子的稳定性，并且透明车壳能随意上色，使你更个性化的拥有自己独特的车壳，展现你特立独行的自我个性。

2.稳定性：

前窄后宽的原车底设计，在原装车领域里能更有效的提高车子运行的稳定性。

3.人性化：

轻巧的弹簧卡式电池扣设计，解决了以往那种呆板的直条式电池扣装拆不方便的弊端，能让少年儿童很轻巧的更换电池。

4.动手能力：

螺丝安装设计，不仅解决了以往轨道四驱车飞出轨道时四分五裂的问题，还能更有效的提高少年儿童的动手能力，使得这款轨道四驱车更靠近模型领域。

5.散热性：

侧边流线型进风口设计，能更有效的利用空气，产生风冷效果来降低电机热量，更好的保护电机和车架。

6.空气动力学：

车底凹槽进风口设计，能更有效的利用空气，产生风冷效果来降低电池热量，更有效的提高电池的使用效能。

7.创新：

新式马达座设计，不仅改变了以往马达座和车底的松紧问题，更能让玩家轻松的拆装和更换各种不同的马达。

8.可延伸性：

全新的结构设计理念，不仅让轨道四驱车的升级空间变的更大，更通用了以往四驱车的所有升级部件，让玩家能更随意，更轻松的体验到这款全新轨道四驱车的无穷魅力。

图1“CHINA-1闪电”四驱车设计草图

五.模型及渲染效果图

图2后紧固图3齿轮

图4齿轮图5齿轮

图6转弯轮图7车轮

图8底座图9轮轴子装

图10外壳图11底座子装

图12“CHINA-1闪电”四驱车三视图

图13“CHINA-1闪电”四驱车暖色效果图1

图14“CHINA-1闪电”四驱车冷色效果图2

六.设计评估

表3设计评估

程度

评估因素

最优

优

一般

劣

低劣

构想

●

适用性

●

可靠性

●

有效性

●

适应性

●

合理性

●

经济性

●

美学价值

●

其他

●

七.设计体会

此次设计使我收获颇丰，首先我了解到了产品开发与设计的过程是解决问题的过程，是创造新产品的过程。

新产品的设计开发，从明确任务、设计调研，到分析、提出概念，到设计定位，到设计构思，到设计展开，到深入设计、方案验证，到设计制图、制造报告，到最后的生产销售，是有个漫长而艰难的过程。

在设计中，从工作原理到模型设计、功能结构到整体造型都要作详细地规划与设计。

设计是一种智慧、一种哲学、一种修炼、一种手段、一种探索，设计给我们带来的酸甜苦辣的感受正是它的独特魅力，召唤着设计师们发自心底的创造力，去不断的突破、超越、创新、编织新的精彩。

我们经常学到很多知识，但也经常不知道在当前场景下应用哪一条知识。

所以你知道多少知识并不重要，重要的是在各种应用场景下，能提取出多少。

设计需要注意观察，发现问题，有的放矢。

比如鞋，一位四次获得美国工业设计协会IDSA学生组IDEA奖项的设计师看来，它又焕发出不同的意义。

设计的足套鞋，它看上去是那么的与众不同，并不是因为炫目的外在形式，而是内在隐藏在设计背后对人无微不至的关怀。

产生这样全新的设计概念，应该归功于设计者的观察和调研。

在观察取得第一手感性资料的基础之上，提出问题，用理性的逻辑推力方式解决问题是设计中重要的一个环节。

在我看来，设计产品思维一定要开放，排除限制，产生尽可能多的、有差异的设计方案。

设计思路连贯，不停滞，但也要学会有放有收，在明确思路的情况下，推敲细节。

再好的设计师也很难已开工就一步到位的，设计师不计时间和精力的。

对于大多数设计，往往最初一时灵感的闪现，只是起点。

不断的反复修改，达到一定数量的累积，才能找到设计方向，明确设计细节。

“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行。

”是我这次设计最大的感受。

这个设计前前后后花了大约有一个半月的时间，由开始对产品造型设计感兴趣，到最后的设计完成，设计资料的搜索和设计三维造型，配色等等，这样的过程丰富了我的设计感受和认识，提高了设计技巧，受益匪浅。

八.参考文献

[1]刘涛主编，《工业产品造型设计》，冶金工业出版社，2008年3月

[2]吕梓源主编，《工业造型设计手册》，2008年5月

[3]蔡润林，刘书麟，刘富龙编著，《UGNX5中文版玩具设计实例精讲》，人民邮电出版社，2008年11月

[4]靳桂芳主编，《机动玩具设计原理与实例》，化学工业出版社，2005年1月

[5]中国设计之窗，