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农业机械外观设计方法

2018-12-18 10:11 来源:农业机械论文 人参与在线咨询

[摘要]农业机械外观设计方法研究对农业机械产品质量提高具有重要意义。采用现代农业机械外观设计理念、多种学科交叉设计方法,设计方法实现条件的手段,明确现代科学技术是农业机械外观设计方法实现的重要前提,详尽研究外观设计、造型设计、色彩设计、计算机辅助设计及综合验证等外观设计具体方法,对某联合收获机进行实证应用研究,阐明农业机械外观设计方法研究的实际意义。

[关键词]农业机械;外观设计方法;实证研究

1农业机械外观设计理念与现状

农业机械外观设计方法是产品生产的重要前提和手段,没有恰当的严谨的设计就没有完美的农业机械产品,而设计方法实现条件使设计成为现实的产品,并成为实现设计的重要保障。农业机械外观设计涉及产品设计、材料学、计算机辅助设计等不同学科交叉融合,对设计方法研究其设计结果更具科学性和先进性,优化的农机设计对提高劳动生产效率具有重要的促进作用。外观设计不是孤立的设计活动,它和企业的营销、产品、生产、销售等环节有密切的联系。企业不但注重开发产品、提升产品功能,也努力实现实用性和美观性统一的外观设计理念。农机产品的外观设计理念不同,其产品设计方法和结果也不同。外观设计方法实现过程就是外观设计与产品功能、企业形象、产品审美、产品使用环境等关系的实现过程,同时也是其外观设计方法的创新过程[1]。目前国外农业机械外观设计广泛应用CAD技术及各种应用软件,数字化建模和仿真技术等科技含量高,鼓励多元化创造设计手段[1]。我国农业机械外观设计多年来多注重功能和结构设计,对外观设计及设计方法研究较少。农机市场中,目前应用的农业机械主要为模仿型设计,传统农业机械产品形体美观性不够。目前对农业机械外观设计方法的研究逐渐增多,并取得一些实质性成果。

2农业机械外观设计方法实现条件

一是科学技术条件。现代科技开辟新生产的发展领域并产生新生产手段和新工艺。计算机智能提高了产品质量和效率,设计方法也从最初的传统手绘方法发展为如CAD和Pro/E等多操作软件、多表现形式的设计结果,为实现农业机械外观设计表现方法提供重要条件[2-3]。二是造型美学条件。运用形态、色彩等造型元素结合恰当设计方法手段,利用不同材料和工艺,创作出具有美感效果和实用功能的农业机械实体造型。造型美学法则是农机外观设计表现方法的重要衡量条件。三是经济环境条件。一是市场环境,农业机械外观设计方法实现的根本原因,在于对该产品的社会需求。企业设计、研发、制造和营销其产品最终必须得到市场承认以满足市场不同需要。二是研究的经济条件,产品外观设计方法的实现,在于社会经济发展状况,企业必须具有雄厚资金以及高水平设计人员才能进行创新设计[11-12]。四是社会文化条件。社会文化背景深刻影响着设计者设计思维,以及对产品造型设计的理解。不同造型需求是由不同国家、地区社会、经济、文化因素决定的,设计者以本民族社会教育水平为基础,从自身文化素养中寻找原创灵感,并将企业或地域特有的语言符号通过产品具象化。

3农业机械外观设计方法

3.1设计造型方法

设计造型方法是对产品的形态和色彩或二者结合产生更具美感的设计方法。目的是通过产品的功能、造型、色彩等因素与艺术创造有机结合,应用点、线、面等造型要素合理运用实现的。如根据点的特征恰当设计散热板,筛孔,仪表盘,开关和按钮等,使其美观适用。色彩设计方法是实现产品功能的重要手段,在机械产品外观设计时色彩要与造型形态相适应、与使用环境相协调,与产品形象和企业形象要求相符合。如驾驶室宜采用低纯度、低明度中性色以改善工作环境,为避免司机视觉疲劳仪表板适合深色调为主色。各种造型设计方法应注重人机工程学相关参数,使产品做功时适合人体各项功能要求,实现人机环境最佳配合保证生产安全高效。

3.2设计创新方法

正确的设计创造方法可以开展更广阔的设计途径,是实现农业机械外观设计的更深层次的规划。基于创造性思维机械产品外观设计可操作的创新方法多样,如理解产品与用户的创新创造方法,或激发集体智慧的头脑风暴法,又或基于发散思维的列举法、检核表法,以及在其他研究成果上进行再创造的移植创造法、组合创造法、能延伸法等。农业机械外观设计包含从简单的机械结构直至机械技术领域的各种问题,针对多种情况开展设计时,可根据具体设计方案选择合适的创新设计方法开展设计。

3.3设计表现方法

设计表现图是记录设计构思、发展创意、呈现造型材质效果的重要手段。传统手绘外观设计表现图包括,各种材料工具的绘画性技法表现图、综合性技法表现图等。随着计算机辅助设计的发展,CAD计算机辅助设计方法(ComputerAidedDesign),成为设计者通过计算机运用其软件进行农业机械设计的方法[5]。利用计算机辅助设计系统采用不同模块形成了设计、建模、协同、集成和仿真等功能。包括计算机辅助绘图、有限元分析、计算机仿真和优化设计等内容。另外,通过Pro/E软件创建三维实体农业机械虚拟仿真模型,结合如ADAMS(系统动态仿真技术)、Photoshop(图像处理)、MRP(制造资源管理)等,对设计产品部件或整机造型进行虚拟动态演示、三维视图分析,并对部件性能测试修改等技术综合应用的设计方法。

4联合收获机外观设计表现方法实证应用研究

某联合收获机为自走式人工驾驶分体式结构,150马力可收获水稻、大豆、小麦等农作物。分离脱粒性能好工作效率高,是北方地区理想品牌,为了提高市场竞争能力,对其外观局部进行实证应用创新设计。如图1,设计充分研究收获机结构原理,本着满足特定功能、采用造型设计方法,以计算机辅助设计为手段进行内部部件和整机外观设计。在原造型基础上,只对割台、粮仓、侧板、驾驶室等部分作较大创意设计改变,设计将原有造型的割台侧面上板后端上弧圆角拉直过渡为长三角与下板对称;去掉粮仓弧顶且不影响其功能使其成直线型;机身外侧板后端下角收敛与粮仓后端上角造型对称;驾驶室为玻璃钢成型构架大面积玻璃门窗视野开阔,顶和底为金属框架橡胶条密封。经计算机辅助模拟色彩,玻璃钢驾驶室呈淡茶色柔和且滤光。如图2,形成收获机新简洁硬朗、造型稳重的设计风格。根据收获机使用的地理环境和自然条件特点,改变原外观绿色主色为富有动感且适合北方寒地收获季节的暖色系列,配合轮毂、标识和印字的识别性较强的黑色。增强收获机造型的视觉张力,加深企业色彩识别度。完成整体外观设计后,通过计算机虚拟验证方法,对某收获机整体实体造型、部件协同、整机实体配合等验证。利用Pro/E设计软件的虚拟仿真平台,对模拟仿真造型及色彩进行三维立体演示观察其运动过程,并对存在的设计问题按照设计要求再修改。在计算机三维建模虚拟环境下对部件形态和位置进行动态仿真精准演示,根据反馈信息按照设计标准改进。针对设计的产品做环境分析和验证,将农业机械置于实地环境,即在同一环境中使用者或受众对其造型、色彩与大自然的和谐程度的感受,此类实验结果会影响设计的肯定或将来对设计的改进。

5结语

研究了农业机械外观设计的实现条件和外观设计的造型设计表现方法,明确了现代科学技术和计算机辅助设计是外观设计方法的重要基础和手段。实证应用某联合收获机的外观设计方法及效果并对其技术验证。证实了农业机械外观设计方法实现过程,同时也是现代外观设计方法的创新过程。

【参考文献】

[1]刘瑜,李爱军,霍妍妍.计算机辅助设计(CAD)在机械领域的应用[A].中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C].2007.

[2]邵庆.基于Pro/E的农业机械虚拟仿真平台建设[J].农机化研究,2010(1).

[3]王余锐.联合收获机驾驶室驾驶舒适性的人机工程设计[D].哈尔滨:东北农业大学,2013.

[4]徐向阳.基于人机工程学的工业车辆驾驶室设计研究[D].南京:南京航空航天大学,2012.

作者:周颐 王金武 单位:东北农业大学

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