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1、产品设计（）设计报告书便携式牙刷设计姓 名：任玉鹏班 级：工业设计一班学 号：201001200103指导老师：刘群完成时间：2012.12.21第一部分 设计任务说明一、 设计目标我设计牙刷的目标在于便携，适合一些懒人使用。它的可以自动喷水设计使人们省去了外出时带水杯的烦恼。二、 设计要求牙刷是我们生活中最普通不过的用品，而它的设计中反映出许多人机工程学问题。我们可能都见过宾馆里的一次性牙刷，这些牙刷大都设计比较简易，杆身很直，使用时手握起来不受力，手腕的曲度不合适容易造成手腕酸痛；另外有的牙刷的毛过硬，容易损伤牙龈，这些都不能很好的满足人的生理需要，牙刷的毛刷软硬适度、材料适当有利于保护牙
2、龈；牙刷的杆身曲度合适且其上有些凹槽，使用时便于手腕用力。以上这些考虑到人的生理上的满足，不仅如此，其清新、淡雅的色彩和杆身的合理曲度给人带来视觉上的美感，满足人的心理需求。集体的要解决刷毛，刷头，刷柄，刷颈的设计问题刷毛材料：大体上分为天然毛（猪鬃毛）和人造毛（尼龙毛）两种。刷头尺寸：根据成年人、少儿、幼儿口腔大小的不同，制定不同的尺寸。刷柄材料：ABS工程塑料、PP（聚丙烯）材料，PS和AS的透明和不透明柄、PP或PC树脂、双物料+一层TPE材料。刷颈设计：一般要求弹性刷颈，有一定的抗弯性能。第二部分 设计计划表内容时间课题拟定9月13日调查准备制调查表9月14日-9月16日调查人物、地点
3、调查使用情况调研市场研究9月17日-9月21日需要研究现有产品研究9月22日-9月25日行为习惯分析技术生产条件9月25日-9月28日综合分析9月29日-10月1日初步设计构思草图产品功效10月2日-10月9日产品造型产品容量展开外形设计草图展开10月10日-10月16日模型制作色彩设计10月17日-10月18日可行性研究实施设计外观效果图10月19日-10月26日绘制模型制造加工深化加工色彩定位10月27日-10月29日视觉表现完善模型10月30日-11月2日生产工艺研究完成报告报告书11月3日-11月6日实施牙刷设计计划表第三部分 设计调查与设计定位A.设计调查调查目的：此次的调查主要是对
4、黄县地区牙刷市场有关问题进行调查研究，使自己能够系统的，客观的，广泛的从市场上收集资料，加以记录，分析，研究与评估，提供理论知识，了解有关消费者状况，消费的观念，消费态度和消费行为方面的情况，全面的了解各产品市场需求情况以及市场竞争情况等相关的信息，并对此进行分析，从而更好的提高专业水平能为走向社会工作打下良好的基础。 调查内容：牙刷行业是中国的一个日用产品代表，随便一个超市的日化货架上都摆着多个牙刷品牌，牙刷行业竞争在每一个角落涌动。而牙刷的外形同样影响产品的销售量。调查范围：主要采用市场区隔化的理论，对在校大学生进行调查，调查的方式是通过实地考察，以及做详细的调查问卷，走进市场以及网络了解
5、动态，不管从那个方面都做到最有力的收获为了准确，迅速的地开展市场调研，我把市场调研的主要内容定为对市场的需求，市场竞争，消费者以及产品的资讯分析，然后收集相关资料，收集资料的途径主要是通过网络和实地的调查，以及相关书籍。相关产品：高露洁，佳洁士，三笑，青蛙王子，等。牙刷历史人类祖先早有漱口、刷牙的习惯，在公元前3000年苏美人乌尔城邦的国王墓穴中就曾发现过清理口腔用的最早工具牙棒，一支能用上两个星期。在古希腊和罗马时代，人们用动物骨灰做牙粉，清理口腔，现在还有些原始部落用木炭、盐水、细砂、树枝来清理牙齿。阿拉伯人现在还从一种叫Arak的树上取下树枝，将一端捣碎，做成刷状，用来清理牙缝及刷牙，称
6、之为Miswak，是一种天然牙刷，据科学家分析，这种树枝含氟及皂素，可预防蛀牙，并有止痛作用。 早期的树枝牙刷中国人在2000多年前就懂得保护牙齿的重要。史记仓公传中就批出引起龋齿的原因是 “食而不漱”。礼记中： “鸡初鸣，咸盥嗽”就说明人们已有了漱口的习惯。古人清理口腔和牙齿用手指和柳枝。敦煌壁画劳度叉头圣图中，画有一和尚，蹲在地上，左手持漱口水瓶，用右手中指揩前齿。在唐代，人们用柳枝做成刷，蘸药水揩齿。宋代，有人主张每日早晚用柳枝揩牙两次，元代正式有 “牙刷”一词，郭玉诗中云： “南洲牙刷寄头日，去垢涤烦一金值。”元代社会上层人物用牙刷，一般人还是用柳枝，和中草药研制成的揩齿粉末刷牙，另据
7、考古发现，我国1000多年前辽代古墓中出土了两支骨制牙刷柄。可见我国比欧洲要早600多年就有了类似现代的牙刷。 在欧洲，牙刷是由英国皮匠威廉艾利斯于1780年在伦敦首先发明的。威廉艾利斯因犯煽动骚乱罪而被伦敦当局逮捕，随后又被投入臭名昭著的新门监狱。他和大多数囚犯不同，善于用自己的脑子思考问题。一天清晨，他正按通常的方式用小布片擦洗自己的牙齿，一个念头突然闯进了他的脑海：假如用一把小刷子来刷牙齿，是不是比用布擦牙齿更方便也更有效呢？吃晚饭时，他将一根肉骨头偷偷装入口袋带回自己的囚室，又向一个挺友好的看守要了一些猪鬃。这天夜里，他把骨头磨成一根细棒，在上面钻了些小孔，然后将猪鬃一束束地插进小孔，
8、并将它们修剪整齐。就这样，世界上的第一把牙刷在监狱里诞生了！离开监狱后，艾利斯办起了自己的牙刷厂。他获得了很大的成功，因为人们都愿意用牙刷来代替原先的小布片。爱迪斯创立的公司至今仍在生产牙刷。世界上不少古老文明皆曾有以嫩枝或小木片揉刷牙齿的做法，另一种常见的方法是以小苏打或白垩揉齿。 根据美国牙医学会的资料表示，世上第一把牙刷由中国皇帝明孝宗于1498年发明，方法是把短硬的猪猔毛插进一支骨制手把上。西方传统清洁牙齿的方法是用一块碎布揉刷牙齿，此方法至少于古罗马时代已经存在。牙刷至17世纪方出现，至19世纪才广泛流行。1938年杜邦化工推出以合成纤维（多数是尼龙）代替动物猔毛的牙刷，第一支以尼龙
9、纱线作刷毛的牙刷于该年2月24日上市。 第一支电动牙刷名为“the Broxodent”， 于1954年开发，由施贵宝制药于1959年美国牙医学会百周年纪念时推出。 一般刷牙时都会在牙刷上加上牙膏，或是使用牙线清洁牙齿。 2003年1月，根据勒梅尔森麻省理工发明指数，牙刷获选为“美国人生活不可或缺的发明”第一位，击败了汽车、个人电脑、手提电话和微波炉。普通牙刷：刷头的形状一般为方形和钻石型。方形刷头能有效清洁牙齿的每一个表面。钻石形这类刷头的末端较方形设计为尖，较容易深入口腔内清洁。牙刷具备任何形状的刷头，都能清洁牙齿，不过刷头的大小就必须需要综合考虑口腔大小、张口程度及个人习惯等因素。尽量使
10、用小巧的刷头，以便能深入口腔深处，保证灵活转动，清洁后部牙齿。但并没有统一的标准。儿童口腔小,应选择符合其年龄的儿童牙刷。 刷毛的选择应软硬适中，或稍软的。但要注意，太软的刷毛易刷不干净。目前的刷毛多用尼龙丝制成。可分为两种普通丝和杜邦丝。杜邦丝弹性较好，不容易倒。磨毛处理也很重要。刷毛在切割后，如果没有经过圆滑处理，容易因太过尖锐而造成伤害。把刷毛尖磨圆的磨毛牙刷，可防止这种伤害，对牙龈保护作用更强。 传统的牙刷一般都是直柄的，用起来较容易。弯曲手柄能深入口腔较难刷到的地方。弹性手柄据称能避免因牙刷压在牙龈上的力度过大而令牙龈受损。防滑手柄，避免刷牙时牙刷滑掉。其实没有任何一种刷柄设计具有特
11、殊清洁牙齿功效。你可随自己的喜好选择。 牙刷每次刷牙后必须用清水把牙刷清洗干净并甩干，将刷头朝上置于通风干燥处。牙刷使用时间长了，刷毛积存细菌，不利口健康。因此，刷毛翻卷就必须更换了，至少每3个月更换一把牙刷。电动牙刷：电动牙刷随着技术的改进分为很多种，一般的是靠震动旋转来清洁牙齿，还有一些高档的装有超声波仪器，靠脉冲、喷水清洁牙齿。现在市面上卖几十元的普通电动牙刷，只是单纯的震动、旋转，其频率和力度都很大，而且是固定的。超声波牙刷一般不会对牙齿和牙龈造成危害，而且能把牙齿清洗得非常干净，但很昂贵。 电动牙刷的刷毛是采用旋转运动的方式，所以需要在每个牙面上停留一段时间，要顾及到3个牙面，才能达
12、到清洁牙齿的目的，比较费时间。因此，使用电动牙刷时需要有足够的耐心，才能真正地清洁牙齿。如果只是把牙刷放进嘴里，而不同步地进行上下移动，也不能彻底清洁牙齿的窝沟、牙龈沟和齿缝等特殊部位的病菌，同样会引发牙病。正确的使用电动牙刷确实具有清除牙菌斑、预防龋齿和牙周炎的作用，但这些作用和普通牙刷无异。电动牙刷只是改变了人们的刷牙方式，并不能完全代替洁牙的作用。只不过很多人在手动刷牙时，由于方式不当，刷牙力度过大，容易对牙齿和牙龈造成不必要的损伤，而电动牙刷可以减轻这种损伤，对牙床会起到按摩作用。但电动牙刷若使用方式不对，反而会对牙齿造成伤害。通常用普通的牙刷都是主动地上下刷，即竖刷。而电动牙刷震动频
13、率和力度相对固定，旋转时在牙齿表面类似于横刷，对牙齿可能会造成一定的磨损，严重的可能引发牙周炎。如果牙齿本身就不太好，比如患有牙龈炎、牙周炎时，最好不要选择电动牙刷。 电动牙刷的频率和力度是固定的，由于儿童一时不能掌握合适的使用方法，容易损伤稚嫩的牙龈，使牙龈出现红肿等症状，同时还会使牙齿遭到剧烈的磨损，严重者还会引发牙周炎，导致牙齿脱落。儿童使用电动牙刷弊端多，应慎用！超声波牙刷：超声波牙刷是继普通牙刷、电动牙刷之后的新型牙刷。普通牙刷和电动牙刷是通过刷毛触及牙面与牙面摩擦来去除刷毛触及牙面上的不洁物及病菌的，而对于刷毛无法触及到地方（如：龈袋内部、牙缝等）病菌及不洁物，则无能为力，这些部位
14、就形成了刷牙的盲区，细菌的避难所。超声波牙刷是利用超声波能量在牙周的空化效应达到清除牙周的病菌和不洁物的，其清洁范围能覆盖牙周各个部位. 双频超声波牙刷是在刷头内藏一个超声波压电换能器，由安装在中空的刷柄内的MCU驱动电路激励产生振动，发射超声波能量。超声波能量通过刷头的刷毛传递到牙齿和牙龈表面，一方面松动菌斑、牙垢和细小的牙石和牙齿的粘合，破坏细菌在龈袋及牙面各隐藏处里的寄生繁殖，同时，通过触及牙龈的刷毛传递到牙龈表面的超声波能量进一步渗透到牙龈内部，作用于细胞膜后，加速血液循环，促进新陈代谢，可抑制牙肉炎症和牙龈出血，防止牙龈萎缩。屋型牙刷：能同时间清洁牙齿的外侧面、内侧面和咀嚼面。刷头设
15、计三个刷头合而为一。把刷头放在咀嚼面上便能同时刷到牙齿的内侧面和外侧面，使刷牙所需时间缩短。屋型牙的刷使用者牙齿必须排列整齐这类牙刷比较适合家长或护理人员在帮助幼儿、智障人士或手部活动不灵活者清洁牙齿时使用。单头牙刷：刷头细小的牙刷，能有效清洁智齿和排列不整齐的牙齿，有多种刷头形状以供选择，不同形状的刷头，其清洁功效都一样。主要清洁普通牙刷难刷到的地方，例如:上下颌骨四端的智齿.把刷头尽量放入整排牙齿的最后面，紧贴智齿的牙龈边缘，轻轻地移动，清洁每个牙面。排列不整齐的牙齿.把刷头放于普通牙刷刷毛难以刷到的位置，轻轻地移动。牙缝牙刷：主要是清洁较宽牙缝的牙齿邻面，如患有牙周病而引致牙龈萎缩。使用
16、牙缝刷时，只需把它摄入牙缝中，前后移动，清洁牙齿邻面。清洁戴上固定矫齿器的牙面戴上固定矫齿器后，牙齿会较难清洁。除了每天早上起床及晚上睡前清洁矫齿器外，更要在进餐后刷牙和清洁矫齿器。防静电牙刷：采用塑胶制成手柄，防静电塑胶丝或动物毛制成刷毛，具有防静电性能稳定，使用方便等特点。 手柄表面电阻：小于10的7次方；手横表面电阻：小于10的9次方；刷毛：防静电塑胶丝、动物毛或金属丝；刷毛高度、软硬度均可定制。 材质：刷毛采用导电PA材料制成，刷柄采用导电PP材料制成。 特性：不出尘，耐高温，扫除PCB板及敏感器件表面污物，将由此产生的静电泄放到大地，适合于电子行业清洁、包装区使用。 应用工序：清除电
17、子元件表面污垢、静电使用。 技术参数：表面电阻：104-105环保牙刷：用纯天然的材料制成的，比如竹子、PLA聚乳酸（玉米塑料）。 竹牙刷的刷头和刷柄都是由竹子做成的，刷毛采用的竹纤维混合物，刷柄采用天然毛竹。由于竹子这种特殊材质，于是竹牙刷在清除口腔异味，抑制细菌滋长上功效尤佳 PLA牙刷的牙刷柄为PLA聚乳酸（玉米塑料），刷毛特含钻石级竹炭C活性离子 以这些材料制作的牙刷是全生物降解的，符合当前对环保低碳的要求，是替代传统塑料牙刷的最佳选择。牙刷品牌：附：牙刷市场调查问卷尊重的女士们、先生们 您好： 我们正在向您调研关于牙刷需求的问卷，希望了解一下您的观点，您的回答对我们来说非常重要。我们
18、不会向您推销任何东西，另外，我们的问题只占用您几分钟的时间，同时对您所回答问卷我们会为您保密。1. 您平时喜欢使用什么牌子的牙刷？A、佳洁士 B、三笑 C、高露洁 D、其他2您选择牙刷的习惯是什么？A、品牌选择 B、价格因素 C、外观设计 D、设计人性化3您买牙刷时主喜欢刷毛的种类是哪种？A、柔软型 B、中等硬度 C、坚硬 D、其他4.您平时倾向买什么颜色的牙刷？A、单色的 B、冷色调的 C、暖色调的 D、其他5您觉得现在的牙刷最需要改进的地方是？A、刷毛 B、手柄 C、刷头 D、其他7您喜欢什么样形状的牙刷手柄？A、圆柱体形 B、立方体形 C、流线形 D、其他8. 您现在的牙刷是什么的？A、
19、普通牙刷 B、电动牙刷 C、声波牙刷 D、其他9. 你喜欢的刷头大小A、小 B、中 C、大 D、其他10.如果新型的牙刷设计更个性化但与现有的牙刷有较大的不同，您会接受吗？A、会 B、不会 C、看价钱而定11.您对牙刷设计有哪些期望？再次感谢您的配合！B.设计定位可以大体把牙刷的外观功能设计为便利实用装。结构设计简单大方，初步定为截面圆角正方体，本身为流线型结构，材质为塑料，轻便耐用。可以设计一款便携式牙刷。方便携带、自动喷水功效的一款产品，对出差、旅游等群体将会有很大吸引力。一、主要使用环境这款牙刷的设计主要针对工作繁忙，没有时间用杯子接水的上班族或者老年群体等多人使用的人群。还有就是便携式
20、包装，便于外出旅游出差的人群使用。二、定位产品主要致力于安全环保、使用方便、容量大、美观的组合式牙刷的外观设计。三、定位分类对于牙刷外观设计的定位可分为以下主要的定位：功能定位、形态定位、材料定位、色彩定位等。其具体为下：功能定位：他的外包装开拓了一条与消费者视觉沟通的渠道，在传递其功能这一信息的同时，又令消费者体验到了预约的感官享受。外在的“视觉美”和内在的“功能美”，加大的提升了产品的附加价值。形态定位：外形打破了常规，是流畅的曲线造型，两侧各有不同的弯曲程度。握在手里有舒适感和充实感。流线型最富有感情的元素，其跳跃与静谧、复杂与单纯、安定与轻巧。材料定位：本身是以塑料为主，塑料以其密度小
21、、质轻、可透明也可不透明、不易破碎、有较好的耐腐蚀、耐酸碱、耐油、耐冲击性能。包装效果好、塑料品种多、易于着色、色泽鲜艳。高密度聚乙烯HDPE手感好，轻巧，光洁度好，不易碎，适于潮湿环境，适用于日化产品。选用HDPE为制造材料。色彩定位：没有什么比透明的包装更能最佳的诠释“回归自然”的主题，没有什么能比透明的包装更让人亲近。透明的牙刷本身，悦目的颜色，简单的设计，醒目而清新。它的外观设计，醒目而清新。它的外观设计将“透明”这一时尚元素发挥到极致。只是看着它，就已经是一种视觉的享受。透明材质映出清澈如泉水的香波。确定要解决的问题 1刷毛弹性不够且不耐高温，2普通牙刷的尺寸问题，3牙刷柄的浪费量大
22、，4洗完后刷头不卫生设计的方向：1改变刷毛的排列以及材料使之既舒适又耐高温。2根据现代人手的尺寸微调牙刷柄的尺寸使之握着舒服。3将刷头变为可更换式节省材料。4将牙刷设计成可折叠式并在刷柄安放处设计紫外线装置。 宜人性设计 1刷毛 刷毛设计成多束，牙刷毛呈束状排列成34排，多束刷毛更有利提高清洁效率。刷毛顶端设计成球形化可避免平直切割末端造成的牙龈摩擦。同时刷毛表面设计成锯齿型对牙缝的清洁有益。另外就是刷毛的材料，刷毛的材料采用PBT纤维加聚丙烯，PBT纤维的优点是有较好的抗倒毛性，稳定的弹性，不受湿度影响。聚丙烯的优点是质轻，硬度高，不吸水，耐较高温且无毒副作用。两种材料结合充分发挥各自的优点
23、使刷毛更加的舒适卫生。 2刷头顶端设计 刷头顶端的塑料改为软橡胶材料，防止洗涮时伤到牙龈3尺寸改良设计 手的活动范围 测量手的活动范围可作为设计控制器以及手持工具时的参考依据，通过手指的活动来说明。为符合现代大多数人的手的尺寸以及运用时的舒适，根据人体手的人机学尺寸将牙刷的尺寸改进如下： 全长：188.3mm 握柄长：109.2mm 前柄长：79.1mm 刷头长：30.7mm 刷毛长：11mm 内弯角：12度3. 可更换式刷头 牙刷大都用时一个月就废弃了，而真正使用的只有牙刷头，大部分的部件其实都还很好，少量的也不要紧，但全国像这样被丢弃的牙刷我想那肯定是个天文数字，在这个注重与自然和谐相处提
24、倡科学发展观的今天可更换式牙刷就有了更大的价值与意义。以后可以在超市直接购回成盒的牙刷头，如果要携带旅游也只需带着牙刷头这样就大大减少了携带的不便，同时每人拥有自己的牙刷头各自的风格也便于牙刷的区分，当然如果能有标准化的接头那将更加的方便。 4. 刷头的卫生 牙刷的功能就是清洗口腔保护牙齿的健康，因此任何的附加功能都不应该妨碍牙刷本来的功效，即任何的装置都应该为牙刷的卫生服务。洗漱完后牙刷上附着有很多水分，而且可能残留有一些口腔中物质，直接放入漱口杯中虽然能使牙刷毛干燥，但洗漱的地方一般会很潮湿通风也不是很好这就为细菌的大量繁殖埋下了祸害的种子，等到第二天洗漱时会对牙齿牙龈造成伤害，这样周而复
25、始危害极大。 第四部分 设计图表现A.设计草图及说明（1）（2）（3）（4）（5）(6)B.方案评估及确定（1）折叠起来的牙刷，大大缩短了牙刷的长度。方便携带，本身的塑料+树脂的材料也有防滑的作用。内部中空，可以装上一罐小型牙膏，省去了携带牙膏的麻烦！(2)创新的内部结构，放在水管下面通过内部的一个结构可以自动向外喷吹水来，人可以直接用嘴接住。省去了带水杯的烦恼。流线型的结构，给手以舒适的感觉。(3)本设计有一个圆形的盖子与牙刷本体相连,可以盖在水杯之上,使水杯在不用的时候可以是密封的状态,防止灰尘落入。（4）外表普通的一只牙刷，它的手柄是可伸缩的直杆。内部有弹簧可以使刷头弹出。这样可以大大的
26、缩短牙刷在不用的时候的长度，方便携带。（5）多刷头，可以替换。关键是它的设计中有自动除菌装置，可以将卸下来的刷头放在除菌桶中除菌，防治口腔感染。（6）这是一款电动的牙刷，内部的电机可以催动刷头，使牙刷具有强劲的清洁动力，但是常用应该有损牙齿。C.设计效果图及说明神奇的自动喷水功能，让一些早班族和驴族省去了早上刷牙的繁琐和外出需要带水杯的麻烦。它的内部有一空心装置可以将由水龙头流下来的水接住再喷上去。刷牙的人则可以用口接住，直接喝水漱口。并且内部创新的在添加了一个钢笔吸墨水似的结构，可以贮存牙膏，并利用压力可以将牙膏挤出到刷头上，也省去了外出带牙膏的不便，总体讲来这是一款舒适方便的牙刷。D.产品
27、三视图（尺寸图）第五部分 设计总结通过此次调研与设计，发现尽管现在的牙刷外观种类都是各式各样，几乎每个人都可以买到自己喜爱的那种款式，但是我们发现它还是存在一些不符合人机学要求的地方，比如最新材料的运用以及洗漱完后牙刷的卫生问题，现代人们对健康问题尤其关注，牙刷用后的存放以及残留在刷头上的水分和碎屑必会对刷头的卫生造成影响，因此这种刷头可更换存储能量的消毒装置的新式牙刷更加符合人机学的要求，它既不像电动牙刷不需要人手的运动也不像普通牙刷有较大的卫生问题，这种新式牙刷更兼顾了很多优点，相信可一为人们所接受。这次对牙刷的人机学分析与设计让我们有了更多的收获，就是我们每天用到的一些日用品也存在很多的问题，我们对今后的设计方向有了新的认识，就从身边的一些细小的产品出发发现问题分析解决它，让它更加的符合人机学的要求，进而可以把这种思维模式扩展到很多的工业产品。作为未来的工业设计师，我们应该学会如何去思考解决问题。
