城市小型代步工具
刘建军 李丛笑
摘要：在北京，上海等大城市中，学生和上班族的“最后一公里”难题正亟待解决。目前，许多乘客选择使用小型交通工具作为大众交通的补充，其中自行车作为一种时尚流行的通勤工具，深受年轻人的喜爱。在产品多元化和个性化趋势的当下，从完成城市通勤的角度来说，现代城市生活中的人们需要的不仅仅是一台乘骑的交通工具，更重要的是追求更舒适更美好的心理体验。本篇论文重点描述了一款个性化自行车的调研、产品设计和原型制作，同时建立起来了用于生产的设计原型。
关键词：自行车 通勤 定制
中图分类号：TB472 文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2017）09-0108-02
引言
自行车已经成为大城市里人们生活方式的一部分。因此，消费者对于自行车需求将不断增加。在目前已有的设计中，自行车是在功能，目标和客户需求的基础上进行设计的。根据功能设计，我们将自行车分为两类，即男性自行车和女性自行车。同时，根据目标和客户需求，自行车分为5种类型：山地自行车，赛车，公共自行车，休闲自行车和女性自行车。前三种自行车是男性自行车，而最后两种自行车则是城市自行车的代名词。
（一）满足通勤需求
作为一种城市休闲交通工具，最基本的需求是满足城市通勤。既确切针对城市道路状况和交通状况，设计符合这种通勤条件的交通工具。从路面条件而言，在城市通勤情况下我们常面对的是平坦的路面，通常为柏油马路，这就意味着城市交通工具设计中不需要更大轮胎和地面的摩擦力，对于减震方面的要求也较低。同时在时间要求上，本次研究的交通工具设计以休闲和通勤为主，时速不需要达到更高，而是在满足一个适宜速度的同时努力追求舒适的乘骑感受。就城市生活而言，城市休闲交通工具应满足一部分在城市生活中所必须的携带功能。
（二）满足定制需求
同时，满足个性化和定制产品的需求是本次课题研究的另一重要部分。在大部分城市休闲交通工具上，造型本身就承载着功能作用，在物理功能的条件下满足外观造型，结构简单且外露。这导致了在最初，城市休闲交通工具，如自行车等，都有着相似且统一的外观。故而提升消费者个人需求的重要性，针对特殊个体用户的定制产品有着十分广阔的发挥空间和应用前景。在城市生活中，满足短距离通勤，便携，安全，避免交通拥堵的需求不断增加，而与此同时个性化的需求也应该体现在产品上。现代城市生活中的人们需要的不仅仅是一台乘骑的交通工具，更重要的是追求更舒适更美好的心理体验。
一、自行车的构成
以一台结构较为清晰的小轮车为例，以功能为基准进行分类，以下为自行车的各主要部分的构成。
（一）框架系统：框架系统主要指自行车的主体框架部分。分为一般分为头管，上管，下管，立管，前叉，和平叉。框架系统是一台自行车的中心，自行车其他各个部分都和框架部分连接来构成一台完整的自行车。
（二）乘骑与转向系统：乘骑系统是指自行车的鞍座，座管，座管夹的部位，主要作用是在乘骑过程中支撑人的身体，保持乘骑姿势的正确。转向系统主要包括前叉，把立，把套，把横和碗组。主要作用是控制前轮以控制自行车行进的方向。通过碗组连接前叉，把立和自行车框架的头管。同时把立和鞍座的位置和高度共同影响人的乘骑姿势。
（四）传动与变速系统：传统系统由中轴，牙盘，曲柄，脚踏，链条，飞轮构成。人脚踏的动力通过传动系统转换到自行车后轮，从而提供向前的动力。变速系统的构成部件多为变速器，变速线，前拨和后拨。通过变速系统，改变齿比，以适应不同的路面，踏频和速度。
（五）轮组与制动系统：轮组系统主要指外胎，内胎，车圈，辐条和花鼓。轮组中花鼓会很大程度上影响乘骑感，同时不同辐条的编法也会对外观和乘骑感受带来不同的影响。制动系统的构件为刹把，刹车线，夹器（或碟片）。制动系统主要通过摩擦减低轮组转速来降低速度。
二、定制自行车
（一）定制自行车概念
当现代大都市的年轻人很多都被“最后一公里”的问题困扰，作为公共交通工具的补充，自行车便携而富有乐趣，很适合年轻人的城市通勤。而其中定制自行车是指以用户个人为中心，根据用户的骑行习惯，身高体重，自行车的用途等为用户专门定制一台自行车。在如今城市化发展，追求个性化的情况下，手工定制自行车已经是一个范围很广的行业。
定制自行车由来已久，在自行车出现的最初，钢架车垄断市场的时候，大部分自行车都是手工定制的。一直到进入二十世纪，各个工厂先后崛起，出现了造价更加低廉，大批量生产的自行车。但是在整个过程中，手工定制自行车的风潮也一直没有停止。
（二）材料与生产工艺
1.钢：鋼是铁与碳的合金，也是自行车最早应用的材料。钢材属于人类应用比较早的金属之一，冶炼容易，金属性能优秀。钢的弹性率高，这就意味着钢架车的乘骑感十分舒适。但同时，铁的密度大约是7.9g/cm2，这远远高于其他常用的材料如铝（2.7g/cm2）和钛（4.5g/cm2），故此早期钢架车都比较重。后随着技术的发展又出现多种应用于自行车的钢管，我们所熟知的雷诺953钢管就是其中之一。由于钢管车历史悠久，有着多种焊接方式，主要有TIG氩弧焊（又有人称为鱼鳞焊），Fillet Brazed钎焊和LUG套管。由于钢架较容易独立制作，为定制车架的主要方向。
2.铝合金：铝合金是目前市场上使用最为普遍的材料。它主要是金属铝和铜，镁，锰等材料混合生产出的合金。就性能而言，铝合金的重量较轻，是常用钢材的2/3，刚性是钢材的1/3左右，而抗拉强度是钢材的1/2。但是铝合金材料的金属疲劳性能也较差，自行车骑的次数越多，应力次数越高，强度也会发生明显的变化。同时铝合金材料无法吸收骑行的震动，所以乘骑时舒适感较差就生产工艺而言，铝合金的刚性和硬度都很好，容易塑形加工，不易生锈。
3碳纤维：碳纤维并不只是一种碳元素，而是碳经过编织加工后，利用环氧树脂黏合加工的一种混合物。碳纤维在近十年才逐渐应用于自行车上。碳纤维自行车拥有极轻的重量和极好的刚性，可以吸收冲击性能，骑乘十分舒适。但同时碳纤维车架也有它的缺点，表面硬度不佳和制造成本高使得碳纤维车架多存在于竞赛用车上。2三、特定用户的自行车设计
基于特定用户的自行车设计，本文主要针对年轻女性群体为目标人群，选取其中特定的用户A进行调研，整体思路为：首先根据用户的实际行为需求确定自行车的种类为小轮城市自行车，在这之后进行具体定制。根據用户的身高、体重、臂长等参数确定自行车整体的尺寸，在自行车的大体框架确定下来之后，根据用户的日常使用行为习惯确定自行车的附加功能点。最后，根据确定下来的功能和尺寸，定位轮距轮径等基础尺寸，开始绘制草图进行初期方案探讨。以上过程作为设计初步。
（一）用户行为与功能分析
在用户对自行车的需求方面，可以分为两个部分，主要的功能和附加功能。主要功能指自行车的代步和休闲的需求，而附加功能指的是针对小众化，个性化的功能，例如在夜晚骑行时的照明功能，自行车附加的携带功能等。
主要功能：自行车本身即需要满足用户的代步功能。通过使用自行车，用户可以用更快的速度到达希望到达的地点，如学校公司等，自行车作为一种通勤的交通工具使用。而休闲也是这类自行车的必要功能之_，在节假日或短时间的休息中，通过短距离的骑行，如去公园骑车，去郊外野营骑车等来满足日常生活之外的部分。要满足这样的功能，就要求自行车能够适应这部分平坦的路面，同时踩踏轻巧，有着合适的外观，安全，在骑行时能带来舒适的体验。而同时，满足主要功能的自行车又需要在车架的外观上做到轻巧，精致，突出，为人们带来更加个性化的感受。
附加功能：附加功能则更针对特殊的个体或群体。在不同的使用状况下会带来不同的使用需求。在走夜路时，照明和对车辆的警示是必不可少的。在下雨的时候，我们希望自行车上有挡泥板和相应的避雨设施。
附加功能是自行车客制化程度最高的部分，许多国外的定制自行车厂会做出一些精巧特别的配件或自行车结构上的改变，来满足这些小的附加功能，如在鞍座下安装皮质的小配件来携带酒壶出行，或是在改变车架的结构使它能够卡住一个车锁。在本次设计中，我们明确了用户对小轮自行车满足主要功能需求，配合携带少量物品以及搬运自行车的附加功能，由此为出发点进行外观和结构的设计。
（二）整体框架设计
通过上面的分析，可以得到这台自行车的具体概念。造型上，车身线条应尝试采用柔和的造型语言，突出女性化的特征。品质上，更加注重舒适，轻量和质感。细节上，突出整体的一致性，部分位置可以采用有质感的材料。具体如下：
车架采用雷诺725钢管材料，配合小轮车轮组，满足城市休闲骑行强度的同时最大化满足轻量化的需求。
焊接部分主要使用大铜焊，在消费适中的用户群体中钢架的大铜焊并没有很难的制造工艺，焊接部分又光滑柔和，整体性很强。同时一些小的车架组成如平叉，前叉，尾钩等部分尽量采用已有的，相配合的标准件，降低成本。
涂装采用女性化配色，尽量做到整体的简洁。为了突出品质在一层电镀之后再进行烤漆。
轮组采用小耳花鼓和24根辐条用以减轻重量，同时降低视觉上的重量，突出轻量化的特征。外胎采用公路光头胎，以适应更轻快的乘骑感。由于自行车骑行强度要求较低，可以采用单速系统。配合公路轮胎采用C刹车系统。详见（如图1）自行车造型和拼装过程。2结论
文章通过梳理定制自行车发展历史、制作流程、生产工艺等内容，对现有自行车功能和结构进行深入的调研分析，研究者专注于都市白领女性城市通勤的定制自行车设计。随着生活水平的提升，城市交通工具设计已经不仅仅是批量化的产品，而更多向定制化，特殊化方向迈进。在今后的设计领域，随着新技术的成熟，可定制可个人制作的可能性变得越来越高，这意味着我们要开拓新的设计方向。本次针对女性，突出优雅，纤细，轻巧的造型语言的设计和针对特定个体的定制尺寸和功能探索，即是对未来个性化设计趋势的一项试验。
