工业设计专业毕业设计 -鞋底暖脚器设计.doc

1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 鞋底暖脚器设计 所在学院 专业班级 工业设计 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要 随着社会、科技的发展，人们对生活的质量越来越看重，但是社会的发展却慢慢导致了能源的不断枯竭和 地球环境的不断恶化，所以我们要提倡 生产绿色环保低碳的产品。 现在市面上的鞋子琳琅满目，一般都能满足我们基本的需求，可是往往在寒冷的冬天对每一个人都是一种“折磨”，特别是现在的学生。由于学习压力很重，很多学生都希望把更多的时间用于学习。所以他们平时都很少活动，基本上长时间都坐在课桌前学习。由于寒冷的天气，加上中国大部分学校的教室都没有安装空调，很多学生脚

2、上都会冰冷，甚至生冻疮。所以为他们设计一款暖脚器显得十分重要。 关键词 ： 低碳，环保，暖脚器，节能，设计 The design of foot-warmer Abstract As the development of society and technology , people are Increasing emphasis on the quality of life. However, the development of society has gradually led to the continuous depletion of energy and the deteriora

3、ting global environment, so we should promote the production of green products of low - carbon. Various types of shoes available in the market now can generally meet the needs of our basic, but the cold weather in winter for every one is a kind of “ torture “, especially for students . Due to the ve

4、ry heavy pressure, Many students want more time for learning. They usually have very little activity, basically for a long time sitting at the desk study. Due to the cold weather, and most schools in China are not have air-conditioned in classrooms, many students feet will be cold, or even get chilb

5、lains. therefore, to design a foot warmer was very important KEYWORDS: Low carbon, environmental protection, energy saving, warm feet device, design 目 录 摘 要 . I Abstract . III 目 录 . IV 1 绪论 . 1 1.1 概述 . 1 1.2暖脚器的市场分析 . 2 1.2.1 暖脚器的市场背景 . 2 1.2.2 暖脚器的市场现状 . 2 1.2.3 暖脚器的发展趋势 . 3 1.3 暖脚器的分析 . 5 1.3.1 现

6、有暖脚器 . 5 1.3.2 现有暖脚器的缺点和不足 . 9 1.3.3 拟采用的方案 . 9 2 设计定位 . 11 2.1 设 计定位 . 11 2.2 目标人群分析 . 11 2.3 消费者需求分析 . 13 2.4 设计难点 . 13 3 暖脚器方案设计 . 15 3.1 草图方案 . 15 3.2 三维建模及说明 . 15 4 设计分析 . 19 4.1 造型分析 . 19 4.2 色彩分析 . 19 4.3 材料分析 . 19 4.4 人机分析 . 19 4.5 功能分析 . 20 4.6 使用方法 . 20 5 总结与展望 . 21 参 考 文 献 . 22 致 谢 . 24 附

7、 录 . 25 附录 零件图 鞋底暖脚器设计 1 1 绪论 1.1 概述 面对世界能源危机， 我国当前正逢能源高消耗期来临 ， 石油资源将会在一代人的时间内枯竭。它的蕴藏量不是无限的，容易开采和利用的储量已经不多，剩余储量的开发难度越来越大，到一定限度就会失去继续开采的价值。在世界 能源消费 以石油为主导的条件下，如果 能源消费结构 不改变，就会发生能源危机。煤炭资源虽比石油多，但也不是取之不尽的。代替石油的其他能源资源，除了煤炭之外，能够大规模利用的还很少。太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其他 新能源 也如是。因此，人类必须估计到，非再生矿物能源

8、资源枯竭可能带来的危机，从而将注意力转移到新的能源结构上，尽早 探索、研究开发利用新能源资源。否则，就可能因为向大自然索取过多而造成严重的后果，以至使人类自身的生存受到威胁 1。 自 2003 年以来 ,低碳经济的概念的提出，我国经济的发展就提出了应遵循“低能耗、低污染、低排放” 2 。 由于冬天和夏天温差较大，寒冷的冬天气温很低，人们的身体被厚厚的棉衣包裹着，身体感觉并不是怎么的冷。但是恐怕大多数人都会感到冻脚。 俗话说： “ 脚是人体的第二个心脏。如果双脚感到冰冷，麻木，势必会造成全身血液循环不畅，严重影响人们大脑思维的灵敏度和灵活性，不管干什么事情都会没有心情 。 寒从脚下起，病由寒处生

9、。冬天寒冷，在没有暖气或空调的房间里经常会感觉到脚冷，尤其是在工作、学习或坐着看电视时。特别是高中生，学业负担重，不管天有多冷都要雷打不动的起床上课。课余时间少 ,锻炼身体的时间也少，久坐必然会脚冷。现在的保暖措施有很多，据了解电热暖脚器、 USB 暖脚器这两种最受大众喜爱。电热暖脚器将热量储存起来然后慢慢释放出来，以达到保温效果； USB 暖脚器是一直需要外部电源提供能量，使得温度保持在 40左右。它们虽然能满足人们的基本保暖要求。可是也有不足的地方，它们都需要外部电源进行供电，都不够低碳环保 。 人在走路时，腿就会因抬起而具有对地面的重力势能，如果能把这些能量利用起来，我们就可以得到很多本

10、来流失了的或者说是做无用功了的能源。通过能量转换，我们可以设想如果我们把每天对鞋子的压力转换成电能存储起来，然后在寒冷的冬天释放这些能量，积少成多，让我们把对于能量、环保在小细节上引起大家的重视，这样更让我们拥有环保意识和节能观念。 鞋底暖脚器设计 2 现在的人户外活动越来越少，忙碌的人们没有时间没有空间，对于运动很多人都需要刻意的提醒和安排，鞋底暖脚器的设计在一定程度上下意识的提醒了人们去锻炼身体，而且鞋底暖脚器的使用有利于身体 的血液循环，在满足舒适的基础上具有一定的保健功能。 1.2 暖脚器的市场分析 1.2.1 暖脚器的市场背景 解放前，大多数农家都有火盆，是冬日取暖不可缺少的器物。旧

11、时，物质文明落后，加之农民生活素来清苦，冬日无防寒设备，就用火盆取暖。 随着中国市场经济的形成， “ 优生优育 ” 国策的落实，农村人口的城镇化，使得中国的家庭结构日趋小型化，人们的住房条件发生了质的变化，居室装修很普遍 3。在冬季，用煤火取暖形成的室内污染，人们已无法接受。 近年来，随着科技发展生活水平的提高，冬天的保暖措施也越来越多。在于对脚部的保暖， 除了在鞋子本身的面料的改进外，出现了各种保暖鞋：棉鞋、电热保暖鞋、电热雪地靴 人们对于生活的质量要求越来越高，对舒适度的要求也越来越高，生活水平提高了购买力也随着提高了，近年来在冬季，用于足部保暖的商品越来越有市场。暖脚产品几乎成了人们在冬

12、季的生活必需品， 在整个 鞋子 市场中占有了一定的市场份额。 1.2.2 暖脚器的市场现状 暖脚器这个概念是在近几年才开始受到关注，属于一个新兴朝阳产业，但同时也是脚保暖产品发展的必然趋势，具有很大的市场前景。随着 现在人们对足部保暖的重视，保暖鞋 在 鞋子 市场中算是 越来越高了 ，因为 就 整个 鞋子 行业 来说，其 种 类相当的多 ，比如 运动鞋 、 高跟鞋 、 拖鞋 、 凉鞋 、 鞋子 等等， 保暖鞋作为新兴行业 发展速度是相当 得 快的。 虽然鞋子市场的竞争是相当激烈，保暖鞋只作为鞋子市场中的一个后起之秀，它的生命力和竞争力却是相当的强。伴随着其市场的慢慢形成，保暖鞋呈现出一下几方面

13、的特征： （ 1）保健 鞋底暖脚器设计 3 随着人们自我保健意识的不断增强 , 人们已越来越重视自己的身心健康。 2003年，国家统计局在全国十大城市做了一项调查，调查结果表明，在五年前 , 人们最向往的生活是经济富裕 , 而五年后的今天 , 人们最向往的生活转变为 更偏重于身体健康、心情舒畅 4。 随着社会经济的发展 , 人们追求健康的方式也越来越丰富 , 对健康的认识也越来越深刻。“ 健身去” 正在成为人们常挂在嘴上的一句话。体育场爆满 , 体育用品热销 , 健身房越开越多 , 健康项目越来越丰富，花钱买健康 , 用时间换健康 , 健康消费已经成为人们消费的新时尚。目前，人们追求健康的途径

14、主要有健康饮食、休闲健身、治病预防两不误等方式。 健康是人类永恒的话题，人一生当中最大的拥有就是生命，最大的享受就是健康，追求健康，应该成为一种习惯，也贵在坚持 5。 英国一项新研究显示，即 使在 60 岁之后，人也可以通过采取健康的生活方式来减少患心脏病和糖尿病的风险，追求健康永不为晚 6。 可见人们对健康的热衷已经远远超过了年龄的界限。可以说追求健康生活已经成为现代人们的一种业余爱好，在繁忙的工作后，来一段健康小操，让自己精力充沛，迎接美好的每一天。人的健康是生命运动的过程，是一种积极的、动能追求。 暖脚器，是一种用于人体脚、腿部位按摩保健和防冷御寒的日用电子保健装置，所以它在功能上除了保

15、暖之外还应该具有一定的保健功能。一般暖脚器能产生对人体脚足部位进行按摩保健、加热、保温、理疗、促进血液循环、 改善关节炎症状等多种功能和良好效果。 （ 2）方便 目前市场上的保暖鞋基本有两种： USB 暖脚器和电热暖脚器。 USB 暖脚器因为电源连接线的束缚，因此使用者不能随意的移动，只能限制在房间内固定的区域内。随后出现了带电池的可充电式电热保暖鞋，电热暖脚器虽然可以脱离电源，但是时间久了就要去充电；在使用方便的这个方面上是暖脚器一直在改进的方向。 （ 3）安全 暖脚器需要是与电有关的产品，在安全方面需要特别的注意，要使产品能发挥它的基本功能又要保证它对使用者的安全性。 （ 4）环保 鞋底暖

16、脚器设计 4 “ 低碳生活 ” 是一种简单、简约、俭朴和 町持续的生活方式 ，目前市场上的鞋子基本没有考虑到这个问题，似乎感觉保暖鞋不用考虑低碳环保的问题。 尽管 暖脚器 市场 有着较好的发展前景、 商机无限 ， 但 当前的 无相关标准 、仿冒伪劣产品的出现、 管理不规范等因素 却 成为了行业快速发展的绊脚石。 保暖鞋 和普通 鞋 相比，不仅外观上要求美丽大方，在技术方面的要求更高，确保其安全性。严格打击仿冒伪劣产品，防止其混乱市场，降低暖脚器的安全性和使用寿命。 1.2.3 暖脚器的发展趋势 随着我国经济的飞速发展，人们对生活品味的不断上升，自我保健意识的加强，暖脚器呈现出广阔的市场前景。

17、暖脚 器近 5 年来的发展走势，整体呈上升趋势。可以说，暖脚器的发展潜力还是很大的，只是时机还不够成熟。在未来的几年里，暖脚器有四大发展趋势： （ 1）美观的暖脚器：在琳琅满目的商品面前，首先映入消费者大脑的是它的外观，产品不光在性能方面要有所突破，而且已经越来越认识到产品外观的重要性，因为对于普通消费者而言，在产品性能相差无几的情况下，产品外观设计是否出色是决定消费者购买的重要因素，曾经就有个产品设计师说过 “ 产品的外观和细节是给消费者的第一直观感受，如果这点处理好，对于消费者的购买有很大帮助 ” 。从中我们不难看出产品 外观对于消费者消费的决定作用。 （ 2）舒适的暖脚器：不管是怎样的设

18、计，我们更多的是要形式追随功能，鞋子穿在脚上，首先考虑的是它的舒适度。目前国内外生产的鞋子虽然有耐穿性能的评价标准，但却没有舒适度评价标准，企业在生产时也没有可参照的依据。 “目前消费者之所以很难买到一双真正意义上合脚的鞋，主要是生产环节无标可循造成的”，徐波说，我国目前并没有相关的鞋类舒适度和安全性的指标评价，目前已有的指标是对耐穿性进行评价。而鞋类的舒适度和安全性指的是针对一类人群的不同需求。例如，婴儿鞋主要功能是保暖。 目前国内不少鞋 企对所生产鞋子的形状、尺寸大小缺乏一个可参考的依据，鞋企要生产一种款式的鞋子，大部分都是试生产一双，找人试穿，觉得合适就进行批量生产。但这种传统生产方式所

19、带来的弊病很多。如果成都鞋企生产的鞋到上海、东北等地销售，就不一定适合当地人穿。 鞋底暖脚器设计 5 据介绍，消费者长期穿不合脚的鞋子会造成扁平足、拇指外翻等情况，儿童长期穿不合脚的鞋子会严重影响脚部发育，甚至会出现畸形。 企业生产某一款鞋时也不知道怎样才能确保鞋子能满足消费者对舒适度的需求，更多的是注重鞋子的款式、颜色和是否耐穿。“我们也希望鞋类产品的国家标准中能有关 于舒适度的相关规定。”一鞋企负责人说。 成都市质检院相关负责人称，对鞋子进行力学分析，提高舒适度的相关技术规则目前已经受到国内专家和国家标准化委员会的重视，并有专家和企业提出在国家标准中增加“舒适度”方面的技术参考，如果国内企

20、业和专家普遍建言，“舒适度”有望纳入国标。 据称，目前国内已经有一些品牌鞋生产公司对不同消费者足部特征和运动着力情况进行力学分析，通过 3D 技术采样后，输入计算机系统进行全方面分析，再根据分析结果设计鞋 7。 （ 3）方便的暖脚器：不限场地的限制，随心所欲的使用，将是人们理想的使用状态。 （ 4）环保型暖脚器： 在这个节能的时代，低碳环保的产品是最符合时代的要求的，低碳生活是一种非常环保、文明的生活方式。节水、节电、节油、节气，可以帮助我们将低碳生活变为现实 ，暖脚器也将进入低碳的行列，把平时没有注意的其他动力加以利用，操作方便简单，而且安全舒适。 1.3 鞋底暖脚器 的分析 1.3.1 现

21、有 暖脚器 （一）暖脚器的种类 现在市场上流行的暖脚器有各式各样的，但总结下基本有以下两类：电热暖脚器、USB 暖脚器。 1电热暖脚器 电热暖脚器 （见图 1-2） ，它由 金属 壳体、底座、电热元件和装饰外罩构成。壳体放置在底座上，壳体侧面设有电器元件盒，盒内装有电源插孔、温控元件和指示灯。电热元件采用电 热管 ，环置在壳 体内 ，电热管的两个 电极 置入元件盒内，作为电源插头的电极柱。壳内及电热元件的周围填注 石蜡 储热 保温 。也可在壳体底面增加一网孔板，并在板与壳体底面之间的端头固定一个微型风机， 这种 暖脚器则为冬暖夏凉的暖凉脚器 8。鞋底暖脚器设计 6 此种暖脚器是将热量先储存起来

22、，然后热量慢慢释放出来，已达到保温效果，热量有个衰减的过程。 电热保暖鞋 （见图 1-2） 即可以充电、发热的鞋子 ,并有控制开关 ,可以控制鞋内的发热温度 .还要有充电插孔，要用专用充电器充电 ,要是没有专用的充电器 ,可用相同插口的手机充电器充电 ,但是充电时间会比用原装充电器要久 ,还可能会有充不满的现象 ,这种鞋一般都是白天用晚上充电 ,一个晚上足可以把电池充 满 .电热保暖鞋一般有分高温和恒温档，可以调节温度，鞋里面最好是羊毛的 ,这样保暖效果会更好 .电热保暖鞋到热天的时候不用了 ,应该把鞋充满电放在阴凉干燥的地方 ,每隔 4-5 个月要充一次电 ,并检查一下功能是否正常 ,不正常

23、要退回厂家维修 ,一般厂家是免费维修的。 温控保暖鞋采用移动能源输入电量，硅胶或碳纤维材料输出热量的方式为脚底供暖，鞋子内部处于烘干状态，除汗除臭。 (1)使用高档的头层皮成型结合专业制鞋技术制造； (2)智能温控开关 ：微电子智能控温技术，通过控制开关调节温度， 1-3 档发热片表面温度从低到高分别达 42C、 56C、 70C，鞋内温度维持在 30-50C； (3)充电插口 ：自主研发优质耐用的充电端口、可同时对一双鞋子充电，充电过程指示灯显示红色，充满电显示绿色，充电端口防水设计，经久耐用； (4)锂离子电池：选用优质锂离子电池，容量高，待机时间 9-16 小时，防爆技术加持久动力，安全

24、系数高，实用性强； (5)智能发热系统：采用目前世界上优质硅胶材料做成的高级发热片 ，柔软又有韧性，抗拉力抗压力； (6)充电器 ：保暖鞋专用充电器，通过 3C、 CE、 UL 等认证，可以对两只鞋同时充电。 (7)防 水能力强，如遇到雨水侵袭或浸泡，应彻底晾干后使用 9。 2 USB 暖脚器 USB 暖脚器（见图 1-3） 采用远红外碳纤维发热，利用电能，以半导体碳基材料为发热体，将电能转换为以远红外线为主的热能，远红外发热体所产生的 5m15m 的远红外辐射线（这种波长的远红外线是人体及一切生物所必需的） 10，更容易对人们的皮肤和细胞组织产生共振，能渗透到皮肤及皮下组织深处，从而产生温热效应， 改善血液循环，扩张毛血管，排除微循环障碍，长期使用，能起到活血、通络、促进新陈代谢，