手動(dòng)縫紉機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1前言</b></p><p>　　曾經(jīng)每家每戶(hù)都要有一臺(tái)縫紉機(jī)，現(xiàn)在只有少數(shù)家庭還擺放著這種大型機(jī)器，沒(méi)有縫紉機(jī)的家庭遇到縫補(bǔ)衣服時(shí)只能送到縫紉店，當(dāng)有了手動(dòng)縫紉機(jī)后衣服自己在家就可以縫補(bǔ)，出門(mén)在外遇上衣服需要縫補(bǔ)隨身可以攜帶的手動(dòng)縫紉機(jī)就是幫手。小型手動(dòng)縫紉機(jī)是2008年4月21日由把余韜、林洋、蔡書(shū)平、李桐、陳磊、陳文龍申請(qǐng)的專(zhuān)利。這種手動(dòng)縫紉機(jī)是一種采用

2、單線縫合的方法，不需要底線。</p><p>　　手動(dòng)縫紉機(jī)的發(fā)明使人們擺脫了繁重的大型縫紉機(jī)的束縛，便攜、小巧、方便是它的特點(diǎn)。分析手動(dòng)縫紉機(jī)在材料、功能、色彩、結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)原則，通過(guò)對(duì)手動(dòng)縫紉機(jī)的調(diào)查，進(jìn)行改善。結(jié)構(gòu)是此次課程設(shè)計(jì)的立足點(diǎn)，人性化便是我此次課程設(shè)計(jì)的重要出發(fā)點(diǎn)。</p><p>　　我們目前市面上有的手動(dòng)縫紉機(jī)外形不夠人性化，所以我的課程設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。外形的更

3、改使其可以平穩(wěn)的放在桌子等平臺(tái)上，這樣只需按壓就可以工作，線軸位置的更改使其更加節(jié)省空間，同時(shí)可以使人在使用時(shí)更好的工作。</p><p><b>　　2 市場(chǎng)調(diào)查</b></p><p><b>　　2.1市場(chǎng)總體概括</b></p><p>　　2.1.1縫紉機(jī)的發(fā)展歷史</p><p>　　在

4、1810年，德國(guó)針織工人克瑞姆斯設(shè)制出一種環(huán)線鏈?zhǔn)娇p紉機(jī)（如圖2-1所示），這種機(jī)器既笨重，效率也不高，因而未得到推廣應(yīng)用，但一些功能至今被此類(lèi)機(jī)器延用。</p><p>　　1830年，法國(guó)裁縫西蒙尼爾造出效率更高的鏈?zhǔn)娇p紉機(jī)（如圖2-2所示），它能達(dá)到200鏈?zhǔn)结樐_/分鐘，工作平穩(wěn)，非常實(shí)用。其主要結(jié)構(gòu)與今天的縫紉機(jī)基本相同，縫紉機(jī)速度比手工快10倍。</p><p>　　圖2-1 1

5、810年環(huán)線鏈?zhǔn)娇p紉機(jī) 圖2-2 1830年鏈?zhǔn)娇p紉機(jī)</p><p>　　1834年，漢特發(fā)明了雙線梭式縫紉機(jī)。1845年，波士頓的機(jī)器匠赫威制造出更為實(shí)用的雙線鎖式縫紉機(jī)（如圖2-3所示），由控制桿操縱來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)的彎針，橫插入布料縫出雙線連鎖針腳，機(jī)器上還裝有移動(dòng)布料的金屬條。</p><p>　　1851年，威爾遜發(fā)明了縫紉機(jī)用的旋轉(zhuǎn)梭機(jī)裝置，第一臺(tái)帶

6、中央卷線軸的雙線鎖式縫紉機(jī)誕生。后來(lái)，他又發(fā)明了有齒進(jìn)料桿，安置在臺(tái)面下，每縫完一針，便可帶動(dòng)布料向前移動(dòng)一下。</p><p>　　圖2-3 1834年雙線鎖式縫紉機(jī) 圖2-4 1851年雙線鎖式縫紉機(jī)</p><p>　　到1851年，紐約州的勝家，采用赫威的機(jī)械原理，又加以改進(jìn)，首次研制出帶直線梭子的雙線鎖式縫紉機(jī)（如圖2-5所示），采用了腳踏板操作齒輪進(jìn)料，

7、用壓布條把布料輕輕壓住，雙手可自由縫紉。該機(jī)是以后縫紉機(jī)的原形。</p><p>　　在1870年，發(fā)明了手搖式縫紉機(jī)（如圖2-6所示），這種縫紉機(jī)型式簡(jiǎn)單、造型典雅，用單手旋轉(zhuǎn)右邊的搖桿，帶動(dòng)針線的縫合。</p><p>　　在約1890年德國(guó)發(fā)明微型鎖式縫紉機(jī)（如圖2-7所示），被人當(dāng)做移動(dòng)式縫紉機(jī)使用。</p><p>　　圖2-5 1851年雙線鎖式

8、 圖2-6 1870年手搖式 圖2-7 1890年微型鎖式</p><p>　　到70年代縫紉機(jī)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟了。之后也有所發(fā)展但改變并不大，70年代末推出了電動(dòng)縫紉機(jī)（如圖2-8所示）及電腦控制縫紉機(jī)。電動(dòng)縫紉機(jī)也一直在發(fā)展改進(jìn)。到2008年出現(xiàn)了小型手動(dòng)縫紉機(jī)（如圖2-9所示）。</p><p>　　圖2-8 電動(dòng)縫紉機(jī)

9、圖2-9 小型手動(dòng)縫紉機(jī)</p><p><b>　　2.1.2市場(chǎng)分析</b></p><p>　　現(xiàn)在市場(chǎng)上縫紉機(jī)按照縫紉機(jī)的用途，可分為家用縫紉機(jī)、工業(yè)用縫紉機(jī)和位于二者之間的服務(wù)性行業(yè)用縫紉機(jī)。按驅(qū)動(dòng)方式可分為手動(dòng)、腳踏及電動(dòng)縫紉機(jī)。按縫制的線跡可分為仿手縫線跡、鎖式線跡、單線鏈?zhǔn)骄€跡、雙線或多線鏈?zhǔn)骄€跡、單線或多線包邊鏈?zhǔn)骄€跡和多線覆蓋鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機(jī)。<

10、;/p><p>　　家用縫紉機(jī)按其機(jī)構(gòu)和線跡形式來(lái)劃分大致可歸納為JA 型、JB型、JG型、JH型。工業(yè)用縫紉機(jī)的大部分都屬于通用縫紉機(jī)，其中包括平縫機(jī)、鏈縫機(jī)、包縫機(jī)及繃縫機(jī)等，而平縫機(jī)的使用率最高。</p><p>　　縫紉機(jī)在市場(chǎng)上有數(shù)百種型號(hào)的機(jī)器，但價(jià)格和性能差別相當(dāng)大。在低端產(chǎn)品中，有傳統(tǒng)的最基本的電動(dòng)設(shè)計(jì)和手動(dòng)設(shè)計(jì)，適合偶爾家用；而在高端產(chǎn)品中，有設(shè)計(jì)復(fù)雜的、可以?huà)旖拥接?jì)算機(jī)的電

11、子縫紉機(jī)。價(jià)格有幾元也有上萬(wàn)元的。</p><p>　　2.1.3工作原理說(shuō)明</p><p>　　大多數(shù)縫紉機(jī)的基本原理都是相同的，縫紉機(jī)的核心是線圈縫合系統(tǒng)。</p><p>　　最簡(jiǎn)單的線圈縫合是鏈?zhǔn)娇p合，其中鏈?zhǔn)娇p合又有單線（如圖2-10所示）和雙線（如圖2-11所示）。若要縫出鏈?zhǔn)娇p合，縫紉機(jī)會(huì)在線的后面用相同長(zhǎng)度的線打環(huán)?？椢镂挥卺樝旅娴囊粔K金屬板上，用

12、壓腳固定。每次縫合開(kāi)始時(shí)，針穿過(guò)織物拉出一個(gè)線圈。一個(gè)做線圈的裝置在針拉出前抓住線圈，該裝置與針同步運(yùn)動(dòng)。一旦針拉出織物，送布牙裝置就會(huì)將織物往前拉。當(dāng)針再次穿過(guò)織物時(shí)，新的線圈將直接穿過(guò)前一個(gè)線圈的中間。做線圈的裝置會(huì)再次抓住線，圍繞下一個(gè)線圈做線圈。這樣，每個(gè)線圈都會(huì)把下一個(gè)線圈固定到位。</p><p>　　圖2-10 單線鏈?zhǔn)娇p合圖 圖2-11 雙線鏈?zhǔn)娇p合

13、</p><p>　　更結(jié)實(shí)的縫圈縫合叫做鎖式縫合（如圖2-11所示）。鎖縫裝置最重要的元件是擺梭鉤和線軸組件。線軸就是放在織物下面的一卷線。它位于擺梭的中央，后者在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，與針的運(yùn)動(dòng)同步。與鏈?zhǔn)娇p合相同，針穿過(guò)織物拉出一個(gè)線圈，在送布牙向前移動(dòng)織物的同時(shí)它再次升起，然后將另外一個(gè)線圈套入。不過(guò)，這種縫合機(jī)制不是將不同的線圈連接在一起，而是將它們與從線軸上松開(kāi)的另一段線連接起來(lái)。</p>

14、<p>　　圖2-11 鎖式縫合</p><p><b>　　2.2問(wèn)卷調(diào)查</b></p><p><b>　　2.2.1問(wèn)卷設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、你日常接觸縫紉機(jī)嗎？</p><p>　　A 經(jīng)常 B偶爾 C從不</p><p>

15、　　2、有用過(guò)手動(dòng)縫紉機(jī)嗎？</p><p>　　A 有 B沒(méi)有 </p><p>　　3、覺(jué)得手動(dòng)縫紉機(jī)和大型傳統(tǒng)縫紉機(jī)哪個(gè)更好？</p><p>　　A 手動(dòng)縫紉機(jī) B大型傳統(tǒng)縫紉機(jī) </p><p>　　4、手動(dòng)縫紉機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)？</p><p>　　A 小巧 B手動(dòng)

16、 C單線 D其他</p><p>　　5、對(duì)手動(dòng)縫紉機(jī)的外形是否滿(mǎn)意？</p><p>　　A 滿(mǎn)意 B一般 C不滿(mǎn)意</p><p>　　6、覺(jué)得手動(dòng)縫紉機(jī)用著是否舒服、方便？</p><p>　　A 很好 B一般 C不好</p><p>　　7、最希望手動(dòng)縫紉機(jī)的改進(jìn)在哪？&

17、lt;/p><p>　　A 外形 B材料 C結(jié)構(gòu) D其他</p><p>　　8、縫紉機(jī)中你更傾向于用哪一種？</p><p>　　A 機(jī)械 B手動(dòng) C電動(dòng) D其他</p><p>　　9、手動(dòng)縫紉機(jī)你認(rèn)為什么價(jià)位比較合理？</p><p>　　A 5—10 B10—20

18、 C20—30 D更高</p><p><b>　　2.2.2問(wèn)卷匯總</b></p><p><b>　　表2-1問(wèn)卷匯總</b></p><p>　　目前的家里放著縫紉機(jī)的已經(jīng)少了，手動(dòng)縫紉機(jī)用戶(hù)還不是普遍，人們對(duì)手動(dòng)縫紉機(jī)很期待，但是目前市面上的手動(dòng)縫紉機(jī)在外形上不能滿(mǎn)足消費(fèi)者心理，外形設(shè)計(jì)在使用中也不夠人性化

19、。手動(dòng)縫紉機(jī)在外形和材料上還有設(shè)計(jì)發(fā)展空間。手動(dòng)縫紉機(jī)的價(jià)格大約在20元左右最為合理。</p><p><b>　　2.2.3總結(jié)</b></p><p>　　手動(dòng)縫紉機(jī)采用的是單線鏈?zhǔn)娇p合，相對(duì)雙線鏈?zhǔn)娇p合或鎖式縫合它工作原理比較簡(jiǎn)單，在使用中也比較簡(jiǎn)便。雖然這種縫合方式不夠結(jié)實(shí)，容易松脫，但是還是應(yīng)該保持其簡(jiǎn)單的特性。手動(dòng)縫紉機(jī)在外形和材料上應(yīng)該進(jìn)行改進(jìn)。<

20、/p><p><b>　　3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1功能分析</b></p><p>　　手動(dòng)縫紉機(jī)的功能有縫紉布料、推進(jìn)布料、夾緊布料、允許把握、傳遞動(dòng)力、支撐重量、防止生銹、防止打滑、穿透布料等。</p><p>　　手動(dòng)縫紉機(jī)功能系統(tǒng)的邏輯關(guān)系如圖3-1所示</

21、p><p>　　圖3-1 手動(dòng)縫紉機(jī)功能系統(tǒng)邏輯關(guān)系</p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　3.2.1草圖方案</b></p><p>　　產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，特性要求著產(chǎn)品的外形和結(jié)構(gòu)。手動(dòng)縫紉機(jī)既要求人性化又要有造型的美感。初步草圖的產(chǎn)生是對(duì)外形的改變，但又不能

22、脫離產(chǎn)品原本的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　我初期設(shè)計(jì)方案草圖（如圖3-2所示）</p><p>　　圖3-2 方案草圖</p><p><b>　　3.2.2優(yōu)選草圖</b></p><p>　　第一種方案外形過(guò)于生硬，尖角太多，加工不方便。第二種方案手壓的部位改成連接比較流暢的曲線，手接觸會(huì)比較舒服，但滾線軸在外面有

23、一定妨礙手握著手動(dòng)縫紉機(jī)。第三種方案下面圓角過(guò)大，放在桌子上不夠平穩(wěn)。第四種方案滾線軸放到外殼內(nèi)既美觀又便于工作，但沒(méi)有防滑功能。第五種方案既解決了滾軸位置的問(wèn)題又可以平穩(wěn)放在桌子等平臺(tái)上，還添加了防滑功能，手按的部位弧度也很小，手接觸會(huì)比較舒服。</p><p>　　所以，優(yōu)選的是第五種方案。</p><p><b>　　3.2.3確定方案</b></p>

24、;<p>　　確定最終方案效果圖如圖3-3所示</p><p>　　圖3-3 最終方案圖</p><p><b>　　3.3人機(jī)學(xué)分析</b></p><p>　　手動(dòng)縫紉機(jī)，從人機(jī)關(guān)系上是與手息息相關(guān)的。還有要保證安全。</p><p>　　手具有極大的靈活性。從抓握動(dòng)作來(lái)看，可以分為著力抓握和精確抓握。

25、著力抓握，抓握軸線與小臂幾乎垂直，稍屈的手指與手掌形成夾握，拇指施力。精確抓握時(shí)，工具由手指與拇指的屈肌夾住，精確抓握一般用于控制性作業(yè)。手動(dòng)縫紉機(jī)主要是精準(zhǔn)抓握。手的界面設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致疲勞，長(zhǎng)期使用嚴(yán)重甚至導(dǎo)致殘疾。手動(dòng)縫紉機(jī)的大小要嚴(yán)格按照手的大小尺寸來(lái)確定。安全方面，放布的位置不能太廣，手放上容易被針扎到。</p><p><b>　　3.4材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p>

26、<p><b>　　3.4.1材料選擇</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)中，材料和設(shè)計(jì)是密不可分的。材料以自身的特性影響著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和價(jià)格。任何一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，只有選擇材料的性能特點(diǎn)相一致，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的和要求。不同的材料給人不同的質(zhì)感和觸感。</p><p>　　在手動(dòng)縫紉機(jī)的材料選擇上，工作零部件以金屬鋼為主，在外殼材料上以樹(shù)脂塑料為主，防滑部位

27、用橡膠材料。</p><p><b>　　3.4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　手動(dòng)縫紉機(jī)的形體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)牽扯知識(shí)范圍比較廣泛，主要有：材料選用、表面處理、加工手段等，這些因素直接影響手動(dòng)縫紉機(jī)的外形變化。要研究造型設(shè)計(jì)是否合理可靠，包括制造方法和塑件的出模方向、出模斜度，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等是否合理。要確定制造工藝能否實(shí)現(xiàn)。根據(jù)以上一些條件，零件設(shè)計(jì)要盡量避免尖角，改

28、成圓角。</p><p><b>　　3.5三維設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.5.1零件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖3-4 勾線零件 圖3-5 調(diào)節(jié)針腳 圖3-6 滾線軸</p><p>　　圖3-7 外殼下

29、 圖3-8 外殼上</p><p>　　圖3-9 夾緊布裝置 圖3-10 放針裝置</p><p>　　圖3-11 放布裝置 圖3-12 固定滾線軸裝置</p><p>　　圖3-13 縫紉零件 圖3-13 連接裝置

30、 圖3-13 送布零件 </p><p><b>　　3.5.2裝配圖</b></p><p>　　圖3-14 pro e裝配圖</p><p><b>　　3.5.3爆炸圖</b></p><p><b>　　圖3-15 爆炸圖</b

31、></p><p><b>　　3.5.4三維渲染</b></p><p>　　在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，色彩依附于造型才能存在，必須通過(guò)形態(tài)的體現(xiàn)才具有具體的意義。把色彩運(yùn)用到手動(dòng)縫紉機(jī)上，可以刺激購(gòu)買(mǎi)欲望，使整個(gè)形體更加美觀。</p><p>　　色彩選擇因?yàn)榻饘俚念伾腔疑鈿さ念伾珣?yīng)以溫暖的顏色突出對(duì)比或大方清純?yōu)橹魍伙@高檔，從視覺(jué)上能取得

32、很好的效果。綜合上述分析，最后選用紅色和白色作為塑料外殼的色彩基調(diào)。渲染出圖如3-16所示。</p><p><b>　　圖3-16 渲染圖</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　至此，三周的課程設(shè)計(jì)馬上結(jié)束了，通過(guò)對(duì)手動(dòng)縫紉機(jī)這一課程設(shè)計(jì)的完成，讓我對(duì)手動(dòng)縫紉機(jī)有了比較全面的了解，手動(dòng)縫紉

33、機(jī)的雖然在很早之前就已經(jīng)上市，可是它的設(shè)計(jì)還沒(méi)有很完善，在材料上市場(chǎng)上現(xiàn)在是以低廉為主，質(zhì)量自然也沒(méi)有很好，這樣一個(gè)很好的產(chǎn)品被廉價(jià)所束縛。把人性化設(shè)計(jì)作為手動(dòng)縫紉機(jī)的出發(fā)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)作為它的立足點(diǎn)，相信手動(dòng)縫紉機(jī)會(huì)越來(lái)越普遍應(yīng)用于我們的生活中。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)檢驗(yàn)著我大學(xué)四年所學(xué)的東西，這要求我將所學(xué)的知識(shí)熟練應(yīng)用，融會(huì)貫通。并且將理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用綜合的各種能力解決實(shí)際問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)很辛苦，但是也看

34、到、聽(tīng)到、了解到很多原來(lái)不知道的東西。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］李樂(lè)山.工業(yè)設(shè)計(jì)心理學(xué)[M]，北京：高等教育出版社，2004．</p><p>　?。?］李樂(lè)山.人機(jī)界面設(shè)計(jì)[M]，北京：科學(xué)出版社，2004．</p><p>　?。?］簡(jiǎn)召全主編.工業(yè)設(shè)計(jì)方法學(xué)[M]，第

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