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外观质量下的采煤机造型设计

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摘要:

分析了目前我国煤矿机械外观质量的不足,以采煤机整体造型为研究对象,提出了提高采煤机外观质量应考虑的若干因素。在此基础上,以市场现有双滚筒采煤机为原型,从人机工程、整体形态、产品色彩等几个方面,运用工业设计的相关方法与手段对其进行了深入设计。

关键词:

采煤机;造型设计;外观质量;人机工程

引言

随着新型现代化机械设计技术的不断发展,我国煤矿机械的相关研发技术也越来越先进,自动化和智能化水平越来越高,逐步与国际市场接轨,但目前,大部分煤机产品还是主要侧重于其核心技术性能的改进,而对其外观质量重视不够,整体造型不够美观,外观设计粗糙、笨重,没有国产品牌自己的特色,甚至好多都是模仿抄袭国外的设计,从而使我国煤矿机械在国际市场上与其他国家的产品无法抗衡。早期的煤矿机械产品设计重点是对其实用功能的改进及完善,对外观形态设计考虑甚少。随着社会的发展,人们文化素养和审美观念的提高,机械产品外观与色彩的设计与整机造型的艺术处理逐渐引起人们的注意。目前采煤机械产品的外观造型已经经过了五十年代的“流线型”风格、六十年代的方形小四角过渡、七十年代“方形小圆角”的造型风格、八十年代的直线中渗入斜线的“梯型”造型风格,逐渐演变成现在的大曲率弧线和小圆角过渡相结合的所谓“理智线型”风格,从而使造型物形态更为生动活泼,既能体现采煤机产品刚劲有力的阳刚之美,又能突显其生动活泼的视觉感,而且制造也简单。煤矿机械一方面由于其自身的特点,如整体体积庞大、运行环境恶劣、内部结构相对复杂等客观因素,阻碍了其外观造型的发展;另一方面,我国煤矿机械生产企业以及相关技术人员都把目光聚集在机械的使用功能上,在改进技术工艺、提高强度和可靠性方面研究较多,不太重视外观造型的设计,这些主观因素也导致了我国当今煤矿机械在外观设计上的不足。形式与功能的完美结合,是产品设计成功的关键。为了让国内煤矿机械从整体上达到质的飞越,我们应该将技术与造型结合起来,对其外形和功能结构布局进行重新设计,从而提高整机质量,增强国内煤机行业参与国际市场的竞争力。鉴于此,本文以目前国内普遍采用的双滚筒采煤机为研究对象,从其外观造型设计入手,对其进行改良型设计,并为其他煤机产品的设计创新提供有益的借鉴。

1采煤机的市场调研和分析

1.1双滚筒采煤机结构

对双滚筒采煤机进行造型设计,必须首先了解其内部结构及工作原理,在满足功能的基础上再考虑其外在形式,以提高采煤机的工作效率。双滚筒采煤机主要由滚筒、减速器、牵引部、截割部、电动机、辅助装置等部件组成。

1.2双滚筒采煤机的外型分析

市场现有双滚筒采煤机的外观设计,仍存在着很多问题:(1)外观生硬、棱角突出,基本上没有对其板件进行打磨,直接由几何块拼接;(2)底材及制造工艺粗糙,表面处理不光滑;(3)色彩单一,大多是灰黑或者“工程黄”;(4)采煤机电缆和管路较多,摇臂部位的线路暴露在机械外部,在方便其检修的同时,也存在一定安全隐患,影响整体造型的美观;(5)操作控制台的设计宜人性及操作便利性差。针对上述情况,本文对现有双滚筒采煤机进行了改良设计,以求达到技术与美学的完美结合。

2双滚筒采煤机外观造型设计创意表达

2.1采煤机产品的造型设计原则

一般来说,采煤机械产品的造型应遵从稳定性、协调性、宜人性、时代性的原则。采煤机的外观形态既要遵从于实用功能的满足,又要整体协调,便于人操作,还要符合时代审美要求,并具有一定的稳定性。

2.2采煤机产品的色彩设计分析

在产品的外观质量表现中,产品的色彩起着美化产品、营造产品统一协调的视觉效果的重要作用,相当于产品的外衣。采煤机械产品色彩选择要能够满足产品使用功能、工作环境和操作者生理与心理等方面的要求,一般不宜过分单调、沉闷,也不宜过分艳丽夺目,应避免视觉污染以及对操作者的心理及生理产生不良影响从而导致操作失误。总的要求是色彩要明快、平稳、搭配合理、过渡柔和,一般宜采用大面积低纯度的邻近色或相似色统一全局,选用小面积高纯度的色彩进行点缀,特点是警示区域或按钮要有颜色上的明显标识,并通过中性色彩来柔和过渡或渐变,以达到和谐统一,又生动活泼的色彩效果。

2.3最初创意元素表达

(1)截割部的线性倾斜给其流向性构造,使其有运动感增加,造型更加美观;(2)中间部位设计中间高两端低的弧形设计给人以平衡感,根据双滚筒采煤机的工作原理,本文整体造型上引入螃蟹的外观,使机械整体更加生动,给人亲切感;(3)色彩搭配使其底部滑动部位为深色调,增加其重量感,整体结构用色要一致,达到颜色搭配的平衡,上部用明快的颜色,色彩简洁醒目,使其整体感更强。最终,通过一系列创意元素对审美因素进行思考,并把这些元素融入到采煤机外部造型的创意理念之中。

3双滚筒采煤机外观造型深入分析与设计

根据上述分析,本文针对双滚筒采煤机进行了草案设计。草案中,采用仿生设计的手法,提取螃蟹整体造型元素,中间高两端低的弧度设计,一方面增加了平衡感,另一方面使整机外观变得圆润,又给人以亲切感;细节草案考虑整体的协调性,以柔性设计为主,各具体细节又加入机械的钢劲,使产品整体看起来柔中带钢,充分体现产品的功能与外形的结合。在此基础上对其整体造型及细节进行了详细设计,如图2所示。确定整体造型后,根据人机分析及人的操作和使用行为分析,对遥控和机身的操作面板进行了统一设计,在操作时,机身上的面板也同时动作,加强了辨识性和可操作性,降低了误操作率;其次对行走机构、截割部、截齿、减速箱及调高油缸等更多细节进行了深入设计,特别是截割部的线性过渡,赋予整体流向性的构造,增加了机械的运动感和力量感,同时也体现了设计的现代感。结构设计完成后认真分析了色彩搭配,对其进行材质和色彩的渲染,整体使用工程黄,搭配黑色增强其整体感,面板警示色突出醒目。整体造型及色彩充分考虑了采煤机各部分结构的均衡、稳定和比例协调关系,在满足产品功能性的同时,体现了产品使用的宜人性、环境适应性以及整体协调性。

4结语

矿用采煤机的功能和造型的创新设计,代表着工业设计与机械的完美结合,将形态设计与实际应用结合起来,提高了采煤机的外观质量。本文针对双滚筒采煤机的外观造型进行了分析与设计,设计的亮点是打破传统大型机械生硬的外观,借用螃蟹外型,优化产品的造型曲线,以流线型弧面作为主体进行设计;滚筒后的截割部的线性倾斜,赋予产品流向性构造,增加了运动感,在提高性能的同时,美化其外观造型;此外,摇臂、行走机构、调高油缸等部件细节的时尚及现代化设计也是本设计的亮点所在。设计结果合理,能为煤矿机械外观质量的设计与提高提供有益的参考与借鉴。

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作者:李娟莉 单位:太原理工大学

外观质量下的采煤机造型设计责任编辑:沈应婷    阅读:人次