關(guān)于大型電動(dòng)道路清掃車造型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鮑鈺嬌

摘要：順應(yīng)社會(huì)需求，通過(guò)調(diào)研結(jié)合大型電動(dòng)道路清掃車造型設(shè)計(jì)案例，解讀產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)含義，將產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論運(yùn)用到大型電動(dòng)道路清掃車的設(shè)計(jì)中。明確產(chǎn)品定位，繪制方案效果圖，進(jìn)行成本預(yù)算，確定了最終方案。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、三維建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪圖和模型制作等設(shè)計(jì)工作，以驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。得到三維建模的模型。該方法可為大型電動(dòng)清掃車造型設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì);道路清掃車;造型設(shè)計(jì);產(chǎn)品定位;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2020）03-0015-03

引言

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對(duì)生活環(huán)境的要求也越來(lái)越高，用來(lái)清掃生活中垃圾的設(shè)備也越來(lái)越多。在生活中，修建的馬路、廠房、小區(qū)、學(xué)校越來(lái)越多，光靠人工去清掃垃圾，不僅耗時(shí)太久，而且還會(huì)浪費(fèi)人力資源，因此各類電動(dòng)道路清掃車應(yīng)運(yùn)而生。目前，市面上已有的大型電動(dòng)道路清掃車在外觀造型上還存在不足，而目前國(guó)內(nèi)使用大型電動(dòng)道路清掃車去清掃路面已成為普遍的現(xiàn)象，所以通過(guò)結(jié)合產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)提升大型電動(dòng)道路清掃車的造型是非常必要的。

一、產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)在大型電動(dòng)道路清掃車造型設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

系統(tǒng)（system）一詞來(lái)源于古希臘語(yǔ)，意思是由若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機(jī)整體[1]。產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)是從整體出發(fā)掌控設(shè)計(jì)過(guò)程中若干要素的聯(lián)系，通過(guò)一定的流程步驟，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的功能。簡(jiǎn)而言之，產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的含義就是由各個(gè)相互影響和聯(lián)系的要素，設(shè)計(jì)整合成一個(gè)有機(jī)的整體。產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心思想是產(chǎn)品系統(tǒng)的整體觀念。

道路清掃車作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運(yùn)輸為一體的新型高效清掃設(shè)備。通過(guò)前期的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)市面上現(xiàn)有的大型電動(dòng)道路清掃車多強(qiáng)調(diào)車輛的實(shí)用功能，忽視用戶的體驗(yàn);且外觀造型單一，缺乏設(shè)計(jì)感、創(chuàng)新性和藝術(shù)性;在制作工藝和生產(chǎn)技術(shù)上，仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。

產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于整合設(shè)計(jì)中的要素，因此將產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論運(yùn)用在設(shè)計(jì)大型電動(dòng)道路清掃車造型中是至關(guān)重要的。在設(shè)計(jì)中處理好大型電動(dòng)道路清掃車外觀造型和功能的關(guān)系，考慮外觀造型是否符合現(xiàn)在技術(shù)生產(chǎn)，大型電動(dòng)道路清掃車與道路使用環(huán)境的關(guān)系是我們此次設(shè)計(jì)主要考慮。這也是產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的三大重點(diǎn)：要素與要素、要素與系統(tǒng)、系統(tǒng)與環(huán)境。

二、大型電動(dòng)道路清掃車造型設(shè)計(jì)研究

首先對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的各類大型電動(dòng)道路清掃車進(jìn)行六大調(diào)研：市場(chǎng)調(diào)研、技術(shù)調(diào)研、人機(jī)調(diào)研、用戶調(diào)研、造型規(guī)律調(diào)研和相關(guān)法律法規(guī)調(diào)研，進(jìn)行分析與總結(jié)，明確產(chǎn)品定位。然后，在六大調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過(guò)草圖設(shè)計(jì)各種方案的方式，考慮到方案的可行性，確定了最終方案。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、三維建模和模型制作等設(shè)計(jì)工作，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。最后，進(jìn)行材料和工藝分析等為選定的方案都做了進(jìn)一步完善的程序。

（一）大型電動(dòng)道路清掃車的分類大型電動(dòng)道路清掃車分為高可靠、多功能，全天候和環(huán)保型等道

路清掃車。1.高可靠型道路清掃車：高可靠型道路清掃車又稱國(guó)外進(jìn)口道路

清掃車。顧名思義，高可靠性道路清掃車就是在國(guó)外生產(chǎn)的或者委托國(guó)內(nèi)廠商生產(chǎn)的道路清掃車。它的特點(diǎn)是基礎(chǔ)零部件質(zhì)量好，制造工藝精湛，使用時(shí)的可靠性更高。

2.多功能型道路清掃車：多功能型道路清掃車不僅只滿足其基本功能掃路，還能鏟雪天路面的積雪、澆灌道路旁的綠植和清洗道路的護(hù)欄等。

3.全天候型道路清掃車：全天候型道路清掃車是具有干式吸掃和濕式吸掃全天候的道路清掃車，可在缺水地區(qū)和北方的冬季使用，同時(shí)還可以節(jié)約用水，降低使用成本。

4.環(huán)保型道路清掃車：環(huán)保型道路清掃車是指只排出少量的尾氣，降低對(duì)環(huán)境的污染，使用時(shí)的噪音也比較小，不會(huì)給使用者和路人帶來(lái)不舒適感。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高，人們的環(huán)保意識(shí)普遍增強(qiáng)，環(huán)保型道路清掃車也會(huì)越發(fā)受到人們的喜愛(ài)，因此開(kāi)發(fā)環(huán)保型路面清掃車勢(shì)在必行。

（二）大型電動(dòng)道路清掃車的造型規(guī)律（見(jiàn)表1）

（三）現(xiàn)有大型電動(dòng)道路清掃車造型和功能存在的問(wèn)題

1.現(xiàn)有道路電動(dòng)清掃車多以考慮基本功能為主，忽視對(duì)其外觀的設(shè)計(jì)，使其外觀缺乏設(shè)計(jì)感和創(chuàng)新性。

2.清掃車的設(shè)備人性化并沒(méi)有得到充分體現(xiàn)，不夠重視使用者操作區(qū)域的界面設(shè)計(jì)。

3.國(guó)內(nèi)的道路清掃車企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)設(shè)備和手段相比較國(guó)外有些落后，加工零部件質(zhì)量不穩(wěn)定，道路清掃車生產(chǎn)零部件材料的研究和設(shè)計(jì)有待加強(qiáng)，還需進(jìn)一步提高零部件和外觀鈑金件的耐磨性。

（四）對(duì)現(xiàn)有大型電動(dòng)清掃車造型產(chǎn)生的影響因素

1.使用者操作區(qū)域的界面設(shè)計(jì)和空間布局間接影響到清掃車的外觀造型。

2.目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，制造工藝和技術(shù)不完善，在工藝和技術(shù)上對(duì)清掃車的造型創(chuàng)新困難較大。

3.不同的使用環(huán)境對(duì)清掃車的造型要求不一樣，清掃車的外觀應(yīng)當(dāng)更加貼合使用環(huán)境。

4.生產(chǎn)清掃車的成本控制。

通過(guò)對(duì)大型電動(dòng)道路清掃車造型的調(diào)研分析，確立設(shè)計(jì)目標(biāo)，以提升大型電動(dòng)道路清掃車的造型設(shè)計(jì)為主要方向出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)其造型的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)提升清掃車的檔次和品質(zhì)，以及對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品功能的改進(jìn)和豐富，使其更加具有環(huán)境適應(yīng)性。設(shè)計(jì)滿足人的需求進(jìn)行創(chuàng)造性活動(dòng)，這種需求兼顧生理需求和心理需求[3]。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮大型電動(dòng)道路清掃車的使用環(huán)境和不同工況對(duì)其影響，要符合各種環(huán)境下電動(dòng)道路清掃車的功能要求，提高工作效率，同時(shí)簡(jiǎn)化操作，以及對(duì)城市形象的影響。觀察和分析用戶在使用產(chǎn)品時(shí)的行為，了解不同人群在不同使用情景下的使用行為，以此找出用戶的潛在需求[2]。設(shè)計(jì)理念：在造型上相比與傳統(tǒng)造型的有了一定的改變，更加具有設(shè)計(jì)感。在材質(zhì)上選取了輕質(zhì)合金與塑料的結(jié)合。通過(guò)各項(xiàng)調(diào)查在人機(jī)及功能的基礎(chǔ)上，采取一定的措施減少成本。設(shè)計(jì)目標(biāo)：外觀時(shí)尚大方，內(nèi)室座椅貼合人體，軟墊皮革沙發(fā)舒適舒暢。操作面板適應(yīng)大多數(shù)人習(xí)慣，操作面板腳踏適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境。結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)規(guī)劃。

三、大型電動(dòng)道路清掃車造型方案設(shè)計(jì)流程

關(guān)于這次大型電動(dòng)道路清掃車造型設(shè)計(jì)分為初級(jí)方案階段、初期方案深入階段、深入調(diào)整方案階段、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段和草模型的制作階段。

（一）初步方案階段

主要采用了小組討論的方式進(jìn)行思維發(fā)散，從許多角度去思考大型電動(dòng)道路清掃車的外觀造型，重視現(xiàn)有大型電動(dòng)道路清掃車外觀造型存在的問(wèn)題，提升清掃車外觀的設(shè)計(jì)感和創(chuàng)新性。這個(gè)階段盡量排除具體因素的影響，充揮主觀能動(dòng)性，形成了許多富有創(chuàng)意的初步方案，縱觀所有初期方案，根據(jù)其不同的設(shè)計(jì)風(fēng)格，大致為三個(gè)設(shè)計(jì)方向。方案A外觀以直線為主，由有機(jī)線條為出發(fā)點(diǎn)，展現(xiàn)外觀的肌肉感。方案B是直線與曲線柔性融合，展現(xiàn)剛?cè)岵?jì)的特點(diǎn)。方案C是具有未來(lái)感的形態(tài)設(shè)計(jì)，充滿不規(guī)則與無(wú)規(guī)律的線條，如圖1所示。

（二）初期方案調(diào)整階段

針對(duì)三個(gè)方向分成三組進(jìn)行總結(jié)方案階段的細(xì)化，增加細(xì)節(jié)，開(kāi)始理性的思考影響外觀造型的各個(gè)因素，主要包括兩個(gè)方面：1.各部件的尺寸，如何結(jié)合實(shí)際尺寸使造型更加合理化，2.通過(guò)對(duì)具體問(wèn)題的分析，一步步解決問(wèn)題。在這一階段選取一個(gè)方向進(jìn)行細(xì)化，如圖2、3所示。在初期方案調(diào)整階段也要考慮產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，所謂的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝是指人們?cè)谏a(chǎn)勞動(dòng)中利用生產(chǎn)工具，對(duì)勞動(dòng)對(duì)象（各種原材料、再制品）進(jìn)行加工、處理及裝配，最后成為產(chǎn)品的技巧和方法。因?yàn)檫@次主要是針對(duì)電動(dòng)道路清掃車的造型設(shè)計(jì)，要考慮方便工廠批量化生產(chǎn)，所以要設(shè)計(jì)出易沖壓、焊接、涂裝和總裝的外觀造型，降低生產(chǎn)成本。

選取圖2的造型進(jìn)行三期方案的繪制，圖3起到輔助參考的作用，二期方案完善了材質(zhì)、結(jié)構(gòu)與配色的設(shè)計(jì)，增加了結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。整體設(shè)計(jì)方向綜合考慮了制造工藝，外觀美觀度，在現(xiàn)有技術(shù)的支持下進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新。

（三）深入調(diào)整方案階段

最終方案設(shè)計(jì)從全面去思考問(wèn)題，綜合分析了所有草圖的優(yōu)缺點(diǎn)，盡可能結(jié)合各個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)，摒棄不足，進(jìn)行整合、與最終效果圖的呈現(xiàn)，在不同風(fēng)格中選取最符合用戶喜好的一個(gè)方案，在不同重點(diǎn)中選取生產(chǎn)成本較低、滿足現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的前提，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。大型電動(dòng)道路清掃車最后采用了以直線為主的造型設(shè)計(jì)，垃圾箱采用內(nèi)嵌可拆卸的形式，在考察了現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，合理安排了車廂各部分之間的聯(lián)系，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、垃圾箱、吸盤(pán)、掃地刷、后視鏡等的具體位置，使外形結(jié)構(gòu)趨于整體化。電動(dòng)道路清掃車的車身采用直線的造型，在生產(chǎn)加工時(shí)，更易于鍛壓和切削，降低制造企業(yè)的生產(chǎn)和加工的成本。最終選定直線為主的造型方案，也是因?yàn)榭紤]到電動(dòng)道路清掃車的使用者年齡區(qū)間為30-50歲，傳統(tǒng)的直線造型會(huì)給他們一種安全可靠的體驗(yàn)感。在使用過(guò)程中，直線造型的電動(dòng)清掃車相比復(fù)雜造型的電動(dòng)清掃車會(huì)更加易于清洗，如圖4所示。

（四）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段。

通過(guò)Rhinoceros;5建模，運(yùn)用KeyShot;6渲染器渲染出此款大型電動(dòng)道路清掃車外觀造型效果圖，配色選用紅與黑。朱紅色是中國(guó)元素的象征，代表著喜慶，又具有警示的作用，紅與黑的配色高貴又時(shí)尚，突破傳統(tǒng)清掃車機(jī)械化的觀感，也塑造了良好的城市形象，如圖5所示。

（五）草模型的制作階段。在通過(guò)Rhinoceros;5軟件中，將所建模型的各個(gè)部件平面化，利用學(xué)校提供的激光切割機(jī)，把一整張卡紙切割成各個(gè)形狀，再用502膠水將各個(gè)形狀的卡紙拼接在一起，形成了最終的電動(dòng)道路清掃車的草模型，如圖6所示。

結(jié)論

經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在市面上的清掃車造型都千篇一律，不僅缺乏設(shè)計(jì)感、美感和創(chuàng)新性，而且也無(wú)法體現(xiàn)城市面貌與時(shí)代感。在清掃車的造型設(shè)計(jì)上還沒(méi)有很大的突破，創(chuàng)新力度不夠，打破傳統(tǒng)的精神欠缺。

此次運(yùn)用產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論對(duì)大型電動(dòng)道路清掃車的設(shè)計(jì)。在清掃車造型設(shè)計(jì)上，通過(guò)擬物、有機(jī)、幾何等形式開(kāi)展設(shè)計(jì)，不斷繪制修改三期草圖方案，并以制造工藝可易實(shí)現(xiàn)、造型時(shí)尚簡(jiǎn)約具有現(xiàn)代感的原則出發(fā)，最終在形態(tài)上，設(shè)計(jì)出了具有流暢線條的外觀造型。滿足社會(huì)所需要的大型電動(dòng)道路清掃車，讓人們的生活環(huán)境更加干凈，同時(shí)也提高人們的生活品質(zhì)。

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