拖拉機造型中的“適人性”設計
——以國產大型拖拉機的造型設計為例

王浩瀅（南京農業大學工學院，江蘇南京210031）

拖拉機造型中的“適人性”設計
——以國產大型拖拉機的造型設計為例

王浩瀅（南京農業大學工學院，江蘇南京210031）

本文記述了半個多世紀以來，新中國拖拉機設計者們一方面汲取東西方（蘇聯、日本和歐美）的先進創意，另一方面又不斷總結正反經驗，使之更加適合本國的具體國情的簡要歷程。通過對諸如外觀造型、涂裝色彩、儀表讀盤、視窗座椅、配套掛件等一系列構件的精心設計的分析，探討拖拉機造型中“提升生產效率，改善生活品質”的現代“適人性”設計理念。

拖拉機；適人性；造型；設計

第一批國產化的大型拖拉機的造型設計（包括發動機底盤、機械傳動裝置、車身構架與所有構件設計）基本仿制了當時的蘇聯德特牌54匹馬力柴油發動機履帶式拖拉機，并由蘇聯方面提供原機和所有設計圖紙。蘇聯的原機馬力大、對各種復雜土壤條件的適應度高，還可以掛靠多種用途的農業機械，它是蘇聯機械工業的驕傲，是上世紀三十年代到五十年代的世界級先進機型之一。由全面模仿蘇制拖拉機起步，新中國拖拉機產業與研發才得以開啟了自己偉大而艱辛的歷程。但毋庸諱言，這種上世紀中葉的拖拉機造型，用今天工業設計的“適人性設計”看，與當時美國、德國等拖拉機產業先進國家相比，存在著許多不足，特別是在操作者的舒適度、便利性等核心設計觀念方面，存在著明顯差距。這個由蘇聯原創的“天然弊端”在近六十年的國產化進程中，被早期的國內各拖拉機和農機企業自然而然地承襲下來，成為我國新型拖拉機研發、制造中必須克服的障礙。今天我們研討早期國產、蘇制拖拉機與世界先進機型的造型差異，正是因為看到了國產大型拖拉機在工業設計領域的巨大發展空間，為探索國產大型拖拉機造型設計符合國際潮流的“適人性設計”新概念、趕超農用拖拉機研發與制造的世界先進水平，做出我們的一點點努力。

第一代國產大型拖拉機與它的原型德特54式一樣，所設計的動力與機械裝置基本上是按照完全符合蘇聯特有的“國情地貌”被設計出來的，直接照搬到中國來之后，出現了一些“水土不服”的情況。這些在大型拖拉機造型設計的功能使用上出現的差異，決定了國產大型拖拉機在造型設計上必然要與蘇聯原機漸行漸遠，走上逐步拉開距離的國產化必由之路。

讓我們從大型拖拉機的一些基本配置構件的造型設計中，分析兩者之間天然存在的巨大差異及其原因：

一、拖拉機履帶式與輪式傳動部件的造型設計

蘇聯農業生產的糧食和其他經濟作物相對單一，集中在冬小麥、棉花、玉米等為主少數平原耐寒作物方面。蘇聯國土遼闊、地域廣袤，但大多數處于寒帶或亞寒帶地區，每年的霜凍期占農時過半，因此蘇聯農業生產的糧食和其他經濟作物卻相對單一，集中在冬小麥、棉花、玉米等為主少數平原耐寒作物方面。中國則從海島亞熱帶到大陸溫帶，再到高原亞寒帶等多種氣候、地質條件。我國人民的主食品種又與蘇聯截然不同，中國農業糧食與各種經濟作物的種類要遠比蘇聯復雜、多樣，這個基本的生活與生產的民族差異反映到拖拉機的具體功能性設計方面，就帶來了造型設計上的不同需求：蘇制拖拉機多采用履帶式，這點完全符合大型拖拉機在蘇聯特有的霜凍期長、凍土層居多的土壤地質條件下的農業耕作方式。但中國悠久的傳統農業方式決定履帶式拖拉機無法在中國農業中大面積推廣，尤其是作為當時新中國糧食主產區的廣大長江流域地區南方諸省。因為水稻是中國糧食主要品種，而它的農田構造大多數都需要修造各種大小不一的圍堰、溝渠，以便于排澇和灌溉，蘇制大型履帶式拖拉機基本無法在這些水網交織、條塊分割的基本農田中運用。

另外，蘇聯因霜凍期長、冰雪覆蓋層厚實等氣候原因形成的凍土層地質條件，決定了履帶式拖拉機可以暢行無阻；加之蘇聯農業主產區和廣大鄉村具有相對完備的道路網，使履帶式拖拉機在農業運輸上可以大展身手。除主干道的水泥、柏油路面外，以礫石鋪面的鄉村公路占有大多數比例。即便是邊疆州區的鄉間土路，因冰雪霜凍形成的堅硬凍土層，也具有相當的承重能力。這點是蘇制履帶式拖拉機得以盛行的主要自然條件。而近現代中國在公路網百年建設方面，資金匱乏、欠賬頗多。在新中國建國很長時期內（遲至八十年代初），各地省級公路僅有沿海省市建有少數水泥、碎石路面，絕大多數內地省級交通干線依然是以土筑路面為主。尤其是南方諸省氣候潮濕、雨水頻繁、土壤疏松、路面松軟，路況條件較差，一經大型履帶式車輛（拖拉機、工程車、坦克等）碾壓，勢必路基崩塌、路面瓦解，無法順暢通行。這也決定了蘇制履帶式拖拉機作為農業運輸的主要運載工具，很難適應中國農業的基本需要。

圖1　蘇制斯大林牌80型履帶式拖拉機

圖2美產JOHNDEERE牌大輪拖拉機

相反，在二十年代起就風靡世界的美制大小輪拖拉機就很好地解決了廣泛適應各種復雜地質土壤條件的問題。三十年代號稱“汽車王國”的美國，其大型拖拉機沿用了汽車造型設計的一貫優點，以大小型號巧妙配置的組合橡膠輪胎，刻紋以V字形大槽為主，抓地附著、咬合能力很強，基本可以全方位適應無論是堅硬的凍土層，還是疏松的沙層、含水泥層的土壤地質條件，還因自重減輕、轉向靈活、涉水性高、維修便捷，為全世界農用拖拉機提供了嶄新的設計、研發思路。尤其是戰后，美制大小輪拖拉機成為全世界拖拉機行業的標準范式。上世紀五、六十年代迅速崛起的日本小輪手扶拖拉機，則成為亞、非、拉農業國家最受歡迎的農業機械。它造型小巧、造價低廉、功能多樣，深受東亞各國農戶歡迎，也為新中國拖拉機擺脫蘇制大型拖拉機的守舊模式，提供了新樣本。

正因為如此，上世紀六十年代中期，國產拖拉機開始向輪式、小型、多功能化方向發展，自主研制出了輪式手扶單缸柴油發動機農用拖拉機，不久便風靡全國南北，成為幾十年內中國農村具有壓倒性比例的基本農業機械配置。中國農戶雖然也是人民公社等集體化體制，但農村集體經濟力量非常單薄，既比不了蘇聯集體農莊，也比不了美國農場和日本農戶，置辦農業機械的經濟實力較弱，迫切希望能有一種一機多用的多功能農機，國產手扶農用拖拉機便是在這種特殊的經濟環境和生產條件下應運而生的。“文革”時期的手扶拖拉機，集農田生產中耕耘、排灌、噴藥、收割、加工、運輸等諸功能于一體，價格低廉，操作簡單，維修方便，很好地適應了當時經濟條件下我國城鄉各地的各種具體生產與生活需要，是中國當代工業設計在二十世紀最引人矚目的成就之一。國產手扶拖拉機的出現，是拖拉機國產化進程的重大事件，也是拖拉機國產化研發、制造走向成熟的突出標志。由蘇制履帶式向國產輪式的改良型造型設計，是新中國拖拉機的國產化造型設計邁出的第一個堅實腳印，具有特別重要的意義。

二、大型拖拉機駕駛室內外的構件設計

第一代仿蘇式國產拖拉機的駕駛室內部構造，基本與蘇聯原機一樣，顯得十分粗劣，除去作業必須具備的操縱裝置、儀表盤和座椅之外，沒有什么舒適度方面的“適人性設計”。尤其是與操作人員密切相關的座椅、餐飲等生活配置，極為粗糙簡陋。如駕駛員座椅，基本構造都是三角鐵焊接的基本框架，敷設棕絲或泡沫海綿，外面包上人造革即可。由于椅面硬平，與肢體吻合面積較小，往往勞作時間一久，極易引起乘坐者從心理到肢體的嚴重不適。蘇制拖拉機的座椅與方向盤、操縱桿、儀表盤之間的間距過大，使操作者在駕駛之余要從事掛配機械的其它附加操作時，總要欠身、彎腰，勞動強度極大。

蘇制大型拖拉機原本有個凸顯的優勢，可以加載組合犁鏵或收割刀具滾筒，從事耕墾或收獲農作業務，但這種只能在一望無邊的大平原農田的“康拜因”，卻很難在作業面狹小、條塊分割嚴重的中國南方水田作業中使用。加之作物種類的不同、深耕尺度的差異、收割作物的密度、穗長、部位的復雜差異，使蘇制大型拖拉機很少能在南方主要產糧區的農田作業中深入使用。特別是在江南地區農村公社一級裝備的大型拖拉機，通常只在水利建設的掘土和高等級公路運輸中才能得到充分使用，一直處于“中看不中用”的半閑置狀態。

圖3　早期國產東方紅牌拖拉機

第一代國產拖拉機還有個看似不起眼、但對駕駛室乘用、操作人員影響極大的設計弊端：與蘇式原機一樣，柴油發動機的排氣筒往往豎在車頭右側，高度往往正好與駕駛者視線齊平。而柴油機與汽油發動機不一樣，燃燒不充分，從排氣筒中冒出的滾滾濃煙有時會憑借風向作用，向駕駛室倒灌彌漫，嚴重影響操作者的行進視野和生理健康。反觀四、五十年代的美式拖拉機，要么直接引申到駕駛室側面或后側，排氣冒煙一點也不影響駕駛室；要么干脆像汽車一樣被安排在底盤尾部，排氣冒煙也一點不會影響駕駛室。同時期歐洲的大型拖拉機（芬蘭、德國等）有部分仍像蘇式拖拉機一樣（排煙管裝置在車頭），但一般都做了有別于蘇式排煙管的造型處理：有的依附于正側棱角支架上，長度超過駕駛室頂蓋，直接引開影響駕駛員的煙霧；有的則原地拔高，再做個反向噴嘴，靠迎面風力大大弱化、消散煙霧的濃度。各種對排煙管的造型處理，都是為提高大型拖拉機駕駛、乘用人員舒適度所做的“適人性設計”，在我國的國產大型拖拉機類似造型設計中，都起到了良好的啟示作用。

針對從六、七十年代的大型國產拖拉機的造型設計看，我國大型拖拉機的造型設計已逐步考慮到適合我國國情的“適人性設計”部分。尤其是九十年代以后的國產大型拖拉機外觀造型，大部分構件基本都綜合了歐美先進的“適人性設計”理念，大大提高了勞作者的舒適度。以座椅為例：河南、山東、沈陽產新款大型拖拉機，多半在駕駛座椅上廣泛采用了更加具有彈性的聚集泡沫內襯和透氣性較佳的真皮蒙面。座椅鐵件構架也廣泛采用中空鋼管軋制，使構件自重降低、座椅曲面更加吻合人體曲線，大大增加肢體承重的分攤面積。特別是新近研制、投產的大型拖拉機駕駛室內部構件，大范圍地借鑒、采用了國外先進的工業設計理念：座椅采用曲面高腰靠背，提高了駕乘人員的軀體依托程度，還采用了環180度的旋轉裝置，使操作者不用起身即可自由接觸各種不同用途的操作控制臺面，大大增加了大型拖拉機的工作范圍和功能配置，也大大減輕了人員配置和勞動強度。

圖4　新一代國產手扶式單缸柴油拖拉機

新款的國產大型拖拉機在其他與駕駛室操作有關配件造型設計上也大為改觀：排煙管直接下降到底盤尾部、避開煙霧侵擾。操縱桿頂部也增加了鈣塑材質的多指凹槽造的套筒，增大手部接觸面與吸附力，使操作者勞作更加輕便。掛靠作業附件的控制臺、儀表盤設計也更趨合理，不但彼此之間的尺度更加符合人體移動的合理間距，而且在構件的表層質感上更加精致細膩，更符合肌膚的觸感舒適度。表盤的界面由幾十年一貫制的白色改為以黑色、深藍色為主的深色底面，上面的數值、字符設計也更加醒目、規范，大為減緩了長時間勞作容易產生的視覺疲勞。很多新款大型拖拉機的駕駛室配置上還添加了不少直接為駕乘人員生活服務的多功能裝置：從飲水杯架到食物盒，從電視監控屏幕到音響設備，從冷暖空調到衣帽掛件。這些新穎的“適人性設計”都是工業設計中“以人為本”現代設計理念的真實體現，極大表明了中國工業設計產業已在與國際設計潮流的接軌過程中，取得了長足的進步。可以這么說，目前國產大型拖拉機的內部構件在工業設計領域的“適人性設計”方面，與國外同型號產品的設計上已大為接近，觀念上已無太大差異，充分展現了改革開放以后中國當代工業設計的成就。

三、國產大型拖拉機外形的涂裝設色、LOGO造型、儀表盤界面設計

其實拖拉機外形涂層的設色原理，不單單是一個美觀問題，從更大層面上，是一個工業設計極為重要的應用型創意手段。金屬機械之所以要進行涂裝處理，其實用功能有三：其一是防銹防蝕；其二是警示標記；其三才是美觀愉悅。髹漆工藝是古代中國人的獨門絕技，十三世紀傳入歐洲后開始迅速普及于全世界。大型拖拉機的工作環境極為惡劣，金屬外殼的防銹防蝕，對于機械的長期保養尤為重要，一是防止金屬本身的過度氧化而出現生銹損耗，二是防止工作環境中各種氣體、粉塵中的有害物質對金屬構件產生能導致構件質地發生不穩定變化的化學侵蝕。拖拉機的涂裝色彩的警示功能，主要依靠其鮮艷色彩的視覺刺激反應，可以在機械操作過程中，對過往人員產生醒目而有效的警示作用，以避免現場人員不必要的人身傷害。因不同類型、不同區域、不同任務而特殊設置的各種拖拉機彩色涂裝，也可以在同一施工現場使指揮者輕易區別其具體分類，更便于有效調配、管理。

第一批國產大型拖拉機被命名為“東方紅”，其外形的大紅色涂層也幾十年不變地一直被所有國產拖拉機所沿用，外觀涂層一律是大紅油漆噴涂。因所用酚醛色漆的膜層易于老化、分解、褪色、甚至剝落，通常每年在工閑之余，都要對拖拉機外殼進行重新涂裝，稍有忽略，來年便銹跡斑斑，腐蝕嚴重。八十年代之前的國產拖拉機，主要使用較為廉價、但性能較差的酚醛色漆，其涂層制作也較為簡單：先用鋼絲刷在鐵殼構件上除銹、找平、砂毛（好提高涂層附著力），再以丙烯類調粉刮膩子（增厚涂層、提高封固密度），最后是人工涂裝。最初的國產拖拉機到汽車的油漆涂裝，不少是手工完成，六、七十年代普及了氣泵噴涂。九十年代以后，河南洛陽產各種型號的大型拖拉機機身涂裝，率先采用了先進的電噴烤漆工藝，涂料也發展為更加耐曬、耐磨、耐腐蝕的醇酸類高級車用專業防銹涂料，色彩也從單一的紅、黑、墨綠發展為上百種各色彩妝，極大提高了拖拉機外層涂料的各種維養性能。

早期的大型拖拉機在操作時期內，基本靠駕駛者的肉眼目測監控作業。拖拉機駕駛室內極為有限的幾個表盤，也僅提供燃油損耗、液壓數值等少量信息。九十年代電腦應用的熱潮波及工業制造領域之后，使拖拉機在綜合功能配置和管控程度上，大為改觀。新款國產大型拖拉機的表盤的界面由幾十年一貫制的白色表盤改為以黑色、深藍色為主的深色表盤；表盤上的數值、字符設計也更加醒目、規范，大為減緩了長時間讀數容易產生的視覺疲勞。特別是最新款的大型拖拉機和其他工程車，均裝備了最新近的液晶顯示屏，使操作者僅憑坐在駕駛室里，就能以常規的電腦界面來監控拖拉機作業的全部過程。這一系列人性化的界面設計，極大地提高了機械操作的穩定性、準確性，也極大地降低了監管難度和勞作強度。

早期的國產拖拉機生產與銷售，完全是依靠計劃經濟體制運作，因而在技術研發和造型設計方面，既談不上對機械高效率、綜合性的“實用性功能設計”，也談不上對操作者全方位人性關懷的“適人性功能設計”。半個世紀的國產大型拖拉機的外觀造型設計向國際化的工業設計觀念過渡的設計實踐，充分證明了新中國時代進步的偉大意義，也說明中國當代工業設計日漸成熟的可喜成果。如今，遍及全球各地、在國際市場上雄踞一方的中國農機產品（包括幾乎所有型號的拖拉機）已經成為中國制造業和中國工業設計的驕傲。我們也要清醒地看到：國產大型拖拉機的造型設計在許多方面與德國、美國、日本尚存在不小的差距，尤其是在“物用為人”、“以人為本”的當代工業設計理念上，還有很多缺憾（大功率發動機、專用防護配件、車體結構、多功能配載等方面），甚至是空白需要趕超。特別是兩個瓶頸問題亟待克服：其一是院校的工業設計課程教育與企業新產品的研發、設計實踐嚴重脫鉤；其二是產品技術研發和商品設計創意之間的嚴重脫鉤。我們有信心認為，在各級主管部門和企業院校的通力合作下，中國農機產業（包括大型拖拉機）一定會繼續作為中國制造業和工業設計產業永遠不倒的一面紅旗，為國家的經濟建設大局和民族復興大業，繼續探路引航，青春永葆。

（責任編輯：王璇）

J524

A

1008-9675（2016）04-0174-04

2016-04-21

王浩瀅（1975-），女，黑龍江大慶人，南京農業大學工學院副教授，碩士生導師。研究方向：工業產品設計及理論。