手動(dòng)縫紉機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、1刖言曾經(jīng)每家每戶都要有一臺(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、蔡書平、桐、 磊、文龍申請(qǐng)的專利。這種手動(dòng)縫紉機(jī)是一種采用單線縫合的方法， 不需要底線。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

2、發(fā)點(diǎn)。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。2市場(chǎng)調(diào)查2.1市場(chǎng)總體概括縫紉機(jī)的發(fā)展歷史在1810年，德國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 被此類機(jī)器延用。1830年，法國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

3、快 10倍。圖2-1 1810年環(huán)線鏈?zhǔn)娇p紉機(jī)圖2-2 1830年鏈?zhǔn)娇p紉機(jī)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。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)帶中央卷線軸的 雙線鎖式縫紉機(jī)誕生。后來，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。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)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

4、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, 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。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。在約1890年德國發(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。圖2-7 1890年微型鎖式圖2-5 1851 年雙線鎖式圖2-6 1870 年手搖式到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

5、出現(xiàn)了小型手動(dòng)縫紉機(jī)（如圖 2-9所示）。圖2-8電動(dòng)縫紉機(jī)圖2-9小型手動(dòng)縫紉機(jī)市場(chǎng)分析現(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 式線跡、單線或多線包邊鏈?zhǔn)骄€跡和多線覆蓋鏈?zhǔn)骄€跡縫紉機(jī)。家用縫紉機(jī)按其機(jī)構(gòu)和線跡形式來劃分大致可歸納為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。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

6、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、可以掛接到計(jì)算機(jī)的電子縫紉機(jī)。價(jià)格有幾元也有上萬元的工作原理說明大多數(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)。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）o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，用壓腳固定。每次縫合開始時(shí)，針 穿過織物拉出一個(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)針再次穿過織物時(shí)， 新的線圈將直接穿

7、過前一個(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)線圈固定到位圖2-10單線鏈?zhǔn)娇p合圖圖2-11雙線鏈?zhǔn)娇p合更結(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，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的另一段線連接起來。圖2-11鎖式縫合2.2問卷調(diào)查221問卷設(shè)計(jì)1、你日常接觸縫紉機(jī)嗎？A經(jīng)

8、常 B 偶爾 C 從不2、有用過手動(dòng)縫紉機(jī)嗎？A有 B 沒有3、覺得手動(dòng)縫紉機(jī)和大型傳統(tǒng)縫紉機(jī)哪個(gè)更好?A手動(dòng)縫紉機(jī) B大型傳統(tǒng)縫紉機(jī)4、手動(dòng)縫紉機(jī)最突出的優(yōu)點(diǎn)？A小巧 B 手動(dòng) C 單線D其他5、對(duì)手動(dòng)縫紉機(jī)的外形是否滿意？A滿意 B 一般C 不滿意6覺得手動(dòng)縫紉機(jī)用著是否舒服、方便？A很好 B 一般C 不好7、最希望手動(dòng)縫紉機(jī)的改進(jìn)在哪？A外形 B材料 C 結(jié)構(gòu)D其他8、縫紉機(jī)中你更傾向于用哪一種？A機(jī)械 B 手動(dòng) C 電動(dòng)D其他9、手動(dòng)縫紉機(jī)你認(rèn)為什么價(jià)位比較合理？A 5 10B10 20C20 30 D 更高問卷匯總表2-1問卷匯總題號(hào)A的百分比B的百分比C的百分比D的百分比460%2

9、5%10%5%620%40%40%750%40%5%5%920%40%30%10%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)在外形上不能滿足消費(fèi)者心理，外形設(shè)計(jì)在使用中也不夠人性化。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。總結(jié)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)。3產(chǎn)品設(shè)計(jì)3.1功能分析手動(dòng)縫紉機(jī)的功能有縫紉布料、

10、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。手動(dòng)縫紉機(jī)功能系統(tǒng)的邏輯關(guān)系如圖3-1所示主 要 功 能輔 助 功 能'形'勾成線線穿圈環(huán)功功臺(tái)匕臺(tái)匕冃匕冃匕L引 線 功 能防 止 生 銹調(diào) 節(jié) 針 腳 功 能控 制 功 能機(jī) 構(gòu) 控 制人工 控 制傳 遞 動(dòng) 力夾緊功臺(tái)匕 冃匕防 止 打 滑控 制 旋 轉(zhuǎn)圖3-1手動(dòng)縫紉機(jī)功能系統(tǒng)邏輯關(guān)系3.2設(shè)計(jì)方案草圖方案產(chǎn)品開發(fā)過程中，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，但又不能脫離產(chǎn)品原本的 結(jié)構(gòu)。我初期設(shè)計(jì)方案草圖（如圖3-2所示）圖3

11、-2方案草圖優(yōu)選草圖第一種方案外形過于生硬，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，但滾線軸在外面有一定妨礙手握 著手動(dòng)縫紉機(jī)。第三種方案下面圓角過大，放在桌子上不夠平穩(wěn)。第四種方案滾 線軸放到外殼既美觀又便于工作，但沒有防滑功能。第五種方案既解決了滾軸位 置的問題又可以平穩(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。所以，優(yōu)選的是第五種方案。確定方案確定最終方案效果圖如圖3-3所示2 J圖3-3最終方案圖3.3人機(jī)學(xué)分析手動(dòng)縫紉機(jī)，從人機(jī)關(guān)系上是與手息息相關(guān)的。還有要保證安全手具有極大的靈活性。從抓握動(dòng)作來看，可以

12、分為著力抓握和精確抓握。 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確定。安全方面，放布的位置不能太廣，手放上容易被針扎到。3.4材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)341材料選擇在設(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。在手動(dòng)縫紉機(jī)的材料選擇上，工

13、作零部件以金屬鋼為主，在外殼材料上以樹 脂塑料為主，防滑部位用橡膠材料。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手動(dòng)縫紉機(jī)的形體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)牽扯知識(shí)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， 改成圓角。3.5三維設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)圖3-7外殼下圖3-9夾緊布裝置圖3-10放針裝置圖3-11放布裝置圖3-12固定滾線軸裝置圖3-13縫紉零件圖3-13連接裝置圖3-13送布零件裝配圖圖3-14 pro e 裝配圖爆炸圖圖3-15爆炸圖三

14、維渲染在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，色彩依附于造型才能存在，必須通過形態(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，可以刺激購買欲望，使整個(gè)形體更加美觀。色彩選擇因?yàn)榻饘俚念伾腔疑?，夕卜殼的顏色?yīng)以溫暖的顏色突出對(duì)比或大方清純?yōu)橹魍伙@高檔，從視覺上能取得很好的效果。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。圖3-16渲染圖結(jié)論至此，三周的課程設(shè)計(jì)馬上結(jié)束了，通過對(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)越來越普遍應(yīng)用于我們的生 活中。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)際問題。課程設(shè)計(jì) 很辛苦，但是也看到、聽到、了解到很