個人電動交通工具的工業設計研究

王謙

（河南工業大學 設計藝術學院， 河南 鄭州 450001）

個人電動交通工具的工業設計研究

王謙

（河南工業大學 設計藝術學院， 河南 鄭州 450001）

隨著人類工業化進程的不斷加快，人類對于自然資源的開發與利用的程度也不斷加深，環境問題已經成為世界范圍內廣泛關注的重大問題.以電動自行車為代表的個人電動交通工具，具有節能降耗、使用壽命長、傳動結構簡單、能源獲取途徑廣泛等優勢，已經被社會所廣泛關注.本文闡述了我國個人電動交通工具的發展歷程，分析電動交通工具與燃油類交通工具的差異，論述了個人電動交通工具的工業設計理念，最后以實例分析了個人電動交通工具的優勢.

個人電動交通工具；電動自行車；工業設計

現代科學技術在促進社會經濟發展，提高人類生活品質的同時，也存在著一定的隱患：過度開發資源，面臨著資源耗竭；環保意識差，環境受到嚴重污染；過于關注經濟效益，不顧道德的約束等等，這些不和諧因素始終充斥著人類發展的整個過程.于是我們提出了“綠色設計”、“環保設計”、“人性化設計”等工業設計理念.個人電動交通工具是以電能為驅動能源的交通工具，它具有方便、快捷、環保等優勢，并一直被社會所關注.本文重點討論以電動自行車為代表的個人電動交通工具的工業設計，以期為個人電動交通工具的發展提供一些借鑒.

1 我國個人電動交通工具的發展歷程

世界上第一輛自行車是由法國人在 815年制造的，此后又經歷了上百年的改進之后，才發展成為今天的樣子.世界上第一輛電動自行車是由 Thomas Davenport于 1834年制造的，這一款三輪電動車是依靠不可充電干電池來驅動的，行駛一段距離之后，便需要更換電池，由于使用不便，并未推廣.世界上第一輛可充電的電動車是由 Gustave Trouve在 1881年發明的，該款電動三輪車以鉛酸電池為動力，既可以反復充電，又不會排出難聞的汽油味，噪音也很低，唯一的缺點就是速度太慢.但電動交通工具的巨大優勢，已經初見端倪.

我國電動自行車的發展起步較晚，大約是在上個世紀90年代才開始.雖然起步較晚，但是由于我國擁有強大的機械制造能力，因此電動自行車在我國的發展極為迅速.我國的電動自行車的構造是在自行車的基礎上發展起來的，雖然經過了二十多年的發展，但由于我國機械制造缺乏創新意識，目前電動自行車同質化嚴重，迫切需要我們尋找突破口，提高產品的競爭力.

一款產品工業設計的初衷都是為了滿足人們的某一項需求，電動自行車也不例外，人們的需求是隨著時代的發展而發展的，可以說人的需求是永無止境的，因此，電動自行車的工業設計發展，也應該是永無止境的.電動自行車的工業設計必須要把握住人的實際需求與審美需求，這樣設計出的產品才能夠打動人心，才能夠擁有廣闊的市場.

2 電動交通工具與傳統燃油交通工具對比分析

我國是電動交通工具的生產大國，也是電動交通工具的使用大國.電動交通工具之所以被社會所津津樂道，是因為它與傳統燃油交通工具相比擁有著自己特點，而這些特點從某些層面上來講又是其最大的優勢，主要表現為：

一是傳統的燃油發動機的結構比較復雜，包括活塞、連桿、曲軸等部件，而且燃油發動機在制動的過程中，會爆炸進而產生高壓、高溫，因此燃油發動機在設計上必須要具有很強的安全性與密封性.與燃油發動機相比，電機只有一個制動部件，而且制動過程不會產生高壓、高溫，所以電機在理論上擁有更長的使用壽命.

二是燃油發動機的傳動結構同樣比較復雜，而且在傳動的過程中，大量的能源被消耗，從而造成了能源的浪費.電機則可以直接安裝在車輪中，不需要復雜的傳動結構，而且調節速度時，也不需要使用復雜的變速機構，從而簡化了交通工具的內部結構，重量也大大降低.

三是以燃油發動機為基礎的車輛，其能量傳送依靠的是剛性傳動裝置，即使用聯軸器、轉軸進行傳送的，而以電機為基礎的車輛，其能量傳送依靠的是柔性傳動裝置，即電線進行傳送的，因此，電動車的部件設置更為靈活，其外觀設計更為靈活多樣.

四是電動交通工具在行駛的過程中，可以利用特殊裝置實現能量回收利用.比如在下坡時，就可以利用特殊裝置對電池進行反充電，一方面能夠節省電能，另一方面也使續行里程大大增加.而且電動交通工具的剎車不用制動力，駕駛更為舒適，剎車壽命也大大增強.

五是燃油發動機的能量來源比較單一，主要來自于原油，而電動交通工具的能量則可以來自于多個途徑，比如風能、潮汐能、水利發電以及太陽能等等，而且大部分都是可再生能源，因此，電動交通工具更為環保，而且這一特點同樣對未來電動交通工具的中途充電、能源更換等設計產生重大影響，也使人們對未來的電動交通工具更加期待.

3 個人電動交通工具的工業設計理念

工業設計是一項針對適合工業生產的實用物品而展開的一系列綜合的創造性的活動，它通過復雜的設計將構成物品的科技、功能、狀態、色彩以及裝飾等元素整合在一起，從而創造出能夠服務于人類的產品.其中科技、功能以及審美是工業設計必須要具備的核心要素，而這些要素的和諧性、統一性能是體現工業設計水平的重要指標.

在過去相當長的時期內，我國電動交通工具的設計理念還不夠成熟，設計的過程中，往往是將上述的幾大要素分割開來進行設計.通常進行設計時，首先由技術人員對電動交通工具的整體結構進行設計，然后再交由外形設計人員對其進行美工處理.這種看似分工合理的設計流程，實際上已經破壞了產品的整體性，使產品的審美與技術相分離.現代工業設計，要求一名合格的工業設計師必須要具備較強的視覺感受知識，他們可以從產品的結構與外形兩方面入手，對產品進行全方位的把握.他們會從設計之初，就能夠將結構元素與裝飾元素全部納入其思考體系之中，從而設計出的產品同時具有功能價值與藝術價值.隨著社會的不斷進步，人們越來越關注自己的生存環境，環保意識日漸覺醒.在對產品進行工業設計時，也越來越重視產品對環境的影響.于是“人——機——環境”這種設計理念已經被廣泛運用，也成為了工業設計理念發展的一個重要標志.在這一理念指導下設計出的個人電動交通工具，朝著輕量化的方向發展，在減少環境污染的同時，也使能源的利用更加充分.

但電動交通工具并不是完美無缺的，它也同樣存在著污染問題，即鉛酸電池的污染問題.而且在短時間之內我們還不能找到鉛酸電池的替代品，這就意味著在未來的一段時間內，鉛酸電池仍舊是作為電動自行車的動力來源而存在.除此之外，國內電動自行車工業設計方面還存在的一個重大問題就是“摩托化”的傾向太過嚴重，這也從一個側面反應出了國內在個人電動交通工具工業設計領域的創新意識的匱乏.當然，如果將模仿摩托車而生產的電動自行車作為一個款式而存在也無可厚非，但是為了迎合消費者而故意將電動自行車做得越來越大、越來越重，成為摩托車翻版，這顯然不是個人電動交通工具應該走的道路.而且如果電動自行車過重，體積過大，那么其阻力與能耗也會相應的增加，這對于本已經有限的電池容量來講，勢必會造成續駛里程的減少，與此同時，質量越大的電動車，其起步時所需要的扭矩與電流也越大，這必然會降低電池的使用壽命.許多電能在這過程中，被大量損耗，一方面造成了浪費，另一方面頻繁更換鉛酸電池，也會增加環境污染.

在電動自行車工業設計模式層面，目前，電動自行車無論是在科技含量，還是在制造工藝上都不如燃油機車成熟，但是從某些層面上來講，工業設計的模式是相通的，我們可以在借鑒燃油機車工業設計的基礎上，再結合個人電動交通工具的特點，就能夠滿足初級生產的需要了.比如在模型制作方面，可以分為快速成型模型、塑料模型以及油泥模型等等，這是工業設計的重要手段之一，其中油泥模型已經被廣泛的應用于摩托車與汽車工業設計領域，我們就在對個人電動交通工具進行工業設計時，就可以將其借鑒過來.除此之外，現階段的工業設計已經普遍使用 CAD，對于個人電動交通工具來講，模型制作雖然是好方法，但對于個人電動交通工具的生產來講，并非是必不可少，所以我們可以將這一步省去.在國外，有很多企業使用 CAD建模替代實體建模，但其前提是 CAD設計非常成熟，而就我國的 CAD軟件開發水平來講，還不能勝任這一工作.總之，個人電動交通工具的工業設計，其理念必須與時代同步，其模式可以借鑒，但不能抄襲，如此才能創造出體現時代精神的產品.

4 案例分析

4.1 賽格威思維車

美國發明家 Dean Kamen于 2001年設計出一款個人電動交通工具，稱之為賽格威思維車，該車最大的特點就是擁有自我平衡能力.這種自我平衡能力是依靠固態陀螺儀與高速 CPU來完成的.駕駛者依靠身體的姿勢來對賽格威思維車進行控制，當人的身體向前傾斜時，賽格威思維車便前行；當人的身體向后傾斜時，賽格威思維車便向后運行.運行的速度則是依靠駕駛者傾斜的程度進行控制的，即傾斜程度越大，速度就越快.而在充電設計上，采用了下坡時，能夠對電池反向充電的設計，使這款車更具環保價值.

4.2 新型兩輪雙座電動車

2009年通用汽車與 Segway公司發布了一款新型兩輪雙座電動車，該款電動車的造型十分獨特，只要被人看到，人就很難將目光從這款電動車上移開.除此之外，這款電動車還集合了動態穩定、車對車信息交流、全電力驅動以及自動駕駛與停車等多項技術，同時能夠實現安全、舒適、零排放.該電動力最高時速為 56千米 /小時，充滿電之后能夠行駛 56公里，可以滿足人們的日常所需.

4.3 Uni-Cub

Uni-Cub是 2012年，由本田公司開發的一種個人代步工具，由于其外形像不倒翁，因此這款電動車又被稱為——電動不倒翁.該款電動車采用的是電力驅動，控制方式同樣是采用移動身體的方式進行操控的，即身體重心前移時，電動車向前移動，身體重心后移時，車子向后移動.駕駛者在乘坐過程中，由于需要前后晃動來控制車子，其形像也猶如不倒翁一樣.Uni-Cub最高時速為 6千米 /小時，續航里程為 6千米，從這組數字中我們可以看出，該款電動車是不適合遠距離駕駛的，所以它主要被應用于博物館、科技館等等，成為游客的代步工具，緩解游客的疲勞.

5 結論

綜上所述，雖然現階段電動車在技術含量、工業設計等方面，還不如燃油發動汽車成熟，但是電動車以其環保節能、使用壽命長、能源獲取途徑廣泛等優勢，受到了世界范圍內的關注.相信隨著現代科技的不斷發展，以人為本的個人電動交通工具在工業設計與科技含量方面必然會日趨成熟，個人電動交通工具的發展也必將進入一個嶄新的階段.

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1673-260X（2014）08-0032-02