城市最后一公里

2019-06-22 13:55刘建军路大壮王邵筠
设计 2019年9期
关键词:滑板车制造工艺

刘建军 路大壮 王邵筠

摘要:在北京、上海、广州等大城市中,因公共交通网络在某些居民区较为稀疏,学生和上班族“最后一公里” 难题亟待解决。而滑板作为一种时尚流行的通勤工具,因其轻便、环保、灵活的特性,常被年轻人选择作为城市通勤工具。但现有的滑板以运动、娱乐为主,因此在通勤使用中存在着诸多问题。本文基于可供性理论重点描述了一款新型城市通勤滑板产品设计和原型制作,同时涉及到产品的制造工艺与技术。

关键词:滑板车 城市通勤 制造工艺 轻便灵活

中图分类号:J59

文献标识码:A

文章编号:1003-0069(2019)05-0014-02

Abstract:The public transport network is sparse in some residential areas of some big cities,such as Beijing,Shanghai,Guangzhou and so on,so a lot of students and workers have to face up the problem ofThe Last Kilometer”need to be solved urgently.Skateboarding,which is fashionable and popular in cities,is often chosen by young people as an urban commuting tool due to its characteristics of being light,environmentally friendly and flexible.However,the existing skateboard is mainly used as a tool of sports and entertainment,there are many problems in urban commuting.Based on the theory of availability,this paper mainly describes the design and prototype of a new urban commuter skateboard product,at the same time,instructs the manufacturing process and technology of the product.

Keywords:Skateboard Urban commuting Manufacturing process Lightweight and flexible

引言

滑板最早起源于1950至1960年代的美國西部,由冲浪运动发展而来。当人们提到滑板运动,大多会将其与年轻人的生活方式联系在一起。在现代大都市中,很多年轻人都被“最后一公里”的问题困扰,即从公共交通到工作地点或者家之间的路程选用什么交通工具,很多人不约而同地选择了小型滑板作为公共交通工具的补充,其便携而富有乐趣,很适合年轻人的城市通勤,开展相关设计研究很有必要。

一、滑板车的历史与现状

历史上最初的滑板是由木质冲浪板改装而来,人们把轻质木材制成的冲浪板装上塑料轮子用于公路滑行。在几十年的发展中,逐渐用复合层板和塑胶轮子取代了最早的制作方式,提升了滑板运动的稳定性和安全性。最终,弗兰克·纳斯沃西发明了第一部现代意义上的滑板,并在半个世纪的传播推广中使得这种运动逐渐成为年轻、潇洒、不羁的代名词,产品的“精神”表现却越来越受到重视[1]。人们也不断将新型材料用于实验,致力于寻找兼具柔韧度和强度,滑板逐渐摆脱了早期笨重迟缓的弱点,变得灵活易控,具有很强的操纵敏感性。当今滑板板面多由七层左右的枫木层板压制而成的,碳纤维和压制竹木也常常被用于小型版面的制作(如图1)。轮子则多是由聚氨酯制作而成,其不同的硬度能够适应不同滑行需求。滑板的形状由最早冲浪板的体量和形状逐渐衍生出小型的单向通勤滑板,用于极限运动、专用U形池和各种花式动作的双翘板,速度很快的稳定速降板等多种形式。

通勤滑板种类繁多,各有利弊(如表1)。体量较小的小鱼板和大鱼板虽然灵活便携,但是由于板桥较窄,稳定性和安全性都比较低,对路面的适应度和跨越障碍物的能力也比较差,尤其对于初学者是比较危险的,因为比较难以控制。而体量较大的双翘板和长板虽然稳定安全、不易发生事故,适应性强,但是它们长度大,手持和肩背都不太方便,选择这种滑板的使用者一般需要专门的场地,并把它作为一种娱乐活动,却很难随身携带,不适用于年轻人工作中的日常通勤。

二、滑板的结构与生产工艺

(一)板桥:板桥是滑板配件中的最重要功能部件,是滑板灵活性,稳定性和操控感的核心。滑板桥对称安装在滑板板面上,每个滑板桥由八颗螺钉固定。板桥一般分为三部分:第一部分是和板面直接接触和链接的部件,称为基盘,第二部分是轴衬,也就是承接基盘上的转轴和连接两轮的连杆部分,这两部分由一个半径一厘米左右的桥钉穿插起来,中间的部分就是滑板桥的第三部分,即PU垫。主桥螺母的松紧程度和PU垫的软硬程度决定了板桥活动的灵活程度。板桥一般是用钢材铸模制造的,因为其承受的冲击力很大,过脆的板桥有可能在做特殊动作时断裂,造成严重的事故,但是过重的板桥则会使整面滑板非常笨重,因此,选用合适的板桥尤为重要。板桥比较著名的品牌有thunders、因地、supreme等等,其中thunders是空心板桥,性能优越,性价比高,因地造型比较饱满,supreme市场价格相对略高,但是做工非常精致,造型优美叫。

(二)滑板轮:滑板轮也是非常重要的一个组成部分,其程度不亚于轮胎对于汽车的作用。滑板轮一般由实心PU制作,硬度分为75A,80A等。软轮附着力好,比较容易跨越障碍。硬轮耐磨,适合于做特技动作。滑板轮一般没有纹路,一些爱好者和品牌做了一些尝试。如滑板轮品牌sharkwheel制作了一款侧边波浪形,轮子表面有波纹形深沟的轮子,可较好适应复杂路面和提高滑行速度。此外一些滑手会给滑板安装充气越野轮胎,大大提升了越野能力。在大小方面,一般平坦路面适合较小的轮子,越野轮的尺寸则偏大。弹性较好的轮子能较容易跨越障碍,而硬度高的轮子则经久耐磨,因此好的滑板轮一般兼具这两种特性。

(三)轴承:一般滑板的轴承都是统一型号的,其中陶瓷轮轴的价格较高,不耐用,但是也更为顺滑。滑板表面一般也会贴砂纸,砂纸分为细砂和粗砂,颗粒较小的细砂用于小鱼板和双翘板的比较多,粗砂纸则多用于长板。砂纸贴在滑板表面,主要用于加大摩擦,使得滑板更易控制,减少危险。总的来说,一般小板面配低桥,窄桥,小轮。大板面配高桥,宽桥,大轮。前者灵活不稳定,后者稳定不便携(如表2)。

三、设计实践

(一)设计定位:设计一款新型的、能够携带上地铁和公交的城市通勤公路滑板,使其成为滑板爱好者大众通勤的补充,达到停放便捷、低碳环保的目的3,是本文拟解决的问题。

(二)设计原则:将宽桥矮桥与小鱼板的体量相结合,综合考虑小型板的便携性和大型板的稳定性,设计一款实用安全的通勤板。它应该安全使用,便于批量生产,符合现代审美,富于操控乐趣,为年轻人的城市通勤带来新的选择和新的乐趣。

(三)功能设计与技术解析:在板面的制作上,研究分析曲木板热加工和碳纤维板两种技术在设计实践中的应用。实木板缺乏弹性、不易加工且重量较大,弯曲木质层板比切割实木板制作板面更合理。曲木板热加工首先需要制作模具,然后把平直的层板加热后用模具弯曲4,这种方法制作的木板尺寸和角度都比较紧密,误差约1mm左右,但要避免过度潮湿和干燥,并及時上漆保护,防止弧度回弹。这种加工方法主要成本集中于模具制作,后期单个木板加工成本低廉,适用于批量生产。碳纤维板自重较轻,但材料价格高昂,因此内部核心部分还是会选择木板或者玻璃板制作,然后再在表面裹覆碳纤维膜[5]。这种制作方式步骤繁多,成本很高,不作为选择方案。

在木板制作后,需对其进行上色,打磨,表面贴皮,上漆打孔等后续处理,以达到令人满意的表面效果。在具体了解浙江建德胶合板厂广东中山曲木板生产厂家及几个专业滑板生产厂家之后,选择广东中山曲木板加工厂制作板面。

在支架制作上,考虑到设计无法使用标准尺寸和结构的零件,选择定制金属件的部分。由于铸模和3D打印金属成本较高,而CNC车床切割精度大,工艺简单,最终呈现效果较好,基本无需后续处理,因此将CNC车床切割作为制作金属件方案。此外CNC加工的设备分为三轴机床,四轴和五轴机床,机床类型的选择取决于造型的设计,因此设计仅从三个方向加工的设计方案,就可以使用三轴机床,从而降低生产成本。在比对技术、价格和制作方式之后,在大连一家精雕公司定制了支架的金属件。

(四)整体制造与装配:在装配时,首先安装两个支架的零件。把基座的桥钉穿上PU垫,然后和轴之间用螺母连接。适当调节螺母的松紧,以适中为好,过松和过紧都会影响转弯。随后把轴承用力压进滑板轮,套入轮轴,两端用螺母固定。在固定时以保证轮子的正常转动为准。最后把支架和轮子安装在板桥的两端,上紧螺丝螺母,滑板就可以使用了。滑板灯安装在支架内部,用锂电池供电,可以定期替换锂电池。电池盒安装在滑板内侧。在长期使用后可以定期检查螺丝的松紧程度,给轴承上润滑油使滑板保持最佳状态。

大批量定制在设计过程中需要充分利用已有的标准模块产品信息,使得产品设计变得快速而有效何。滑板板面的制作采用曲木板加工技术就可以在制作模具后大批量低成本生产。板桥部分也可以利用铸模制作,这样单个滑板的制作成本可以进一步下降。这是一款可以投放工业生产的设计原型,在大批量制作生产时,可有效降低单价(如图2)。

结语

在经历了对滑板的发展历史的了解,对现有滑板功能和结构的调研分析,用户需求的调研分析之后,笔者制作了一款专供于 青年学生和白领滑板爱好者城市通勤的公路滑板原型。作为对于日常大众通勤的补充,它综合了大型板稳定的操控性和小型板的便携性,并且综合考虑了功能、成本、人机关系和审美体验,同时为大批量的工业生产打下了基础。

基金项目:2014年教育部人文社科一般项目“基于可供性理论的北方养老建筑无障碍设计方法研究”(项目批准号:14YJCZH096);2015年中央高校基本科研业务费人文社科科研专题“辽宁新型城镇社区智能养老建筑空间的设计研究”(项目批准号:851028)。

参考文献

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[2]Skateboard Market 2018:Global Key Players,Trends,Share,Industry Size,Segmentation,Opportunities,Forecast To 2023[I].M2 Presswire,2018.

[3]黄志东,杜运普,刘硕,李国飞.一种新型便携式多功能滑板车的设计与实验[J].机械设计与研究,2015,31(01):139-141+145.

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