關于大型電動道路清掃車造型的系統設計

鮑鈺嬌

摘要：順應社會需求，通過調研結合大型電動道路清掃車造型設計案例，解讀產品系統設計含義，將產品系統設計理論運用到大型電動道路清掃車的設計中。明確產品定位，繪制方案效果圖，進行成本預算，確定了最終方案。采用計算機輔助設計、三維建模、結構設計、繪圖和模型制作等設計工作，以驗證系統設計的科學性和合理性。得到三維建模的模型。該方法可為大型電動清掃車造型設計提供參考。

關鍵詞：產品設計;道路清掃車;造型設計;產品定位;系統設計

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）03-0015-03

引言

隨著時代的進步和科學技術的不斷發展，人們的生活水平不斷提高，對生活環境的要求也越來越高，用來清掃生活中垃圾的設備也越來越多。在生活中，修建的馬路、廠房、小區、學校越來越多，光靠人工去清掃垃圾，不僅耗時太久，而且還會浪費人力資源，因此各類電動道路清掃車應運而生。目前，市面上已有的大型電動道路清掃車在外觀造型上還存在不足，而目前國內使用大型電動道路清掃車去清掃路面已成為普遍的現象，所以通過結合產品系統設計來提升大型電動道路清掃車的造型是非常必要的。

一、產品系統設計在大型電動道路清掃車造型設計中的運用

系統（system）一詞來源于古希臘語，意思是由若干要素以一定結構形式聯結構成的具有某種功能的有機整體[1]。產品系統設計是從整體出發掌控設計過程中若干要素的聯系，通過一定的流程步驟，使所設計的產品達到預期的功能。簡而言之，產品系統設計的含義就是由各個相互影響和聯系的要素，設計整合成一個有機的整體。產品系統設計的核心思想是產品系統的整體觀念。

道路清掃車作為環衛設備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運輸為一體的新型高效清掃設備。通過前期的調研，發現市面上現有的大型電動道路清掃車多強調車輛的實用功能，忽視用戶的體驗;且外觀造型單一，缺乏設計感、創新性和藝術性;在制作工藝和生產技術上，仍需進一步加強。

產品系統設計的關鍵在于整合設計中的要素，因此將產品系統設計理論運用在設計大型電動道路清掃車造型中是至關重要的。在設計中處理好大型電動道路清掃車外觀造型和功能的關系，考慮外觀造型是否符合現在技術生產，大型電動道路清掃車與道路使用環境的關系是我們此次設計主要考慮。這也是產品系統設計運用在產品設計上的三大重點：要素與要素、要素與系統、系統與環境。

二、大型電動道路清掃車造型設計研究

首先對市場上現有的各類大型電動道路清掃車進行六大調研：市場調研、技術調研、人機調研、用戶調研、造型規律調研和相關法律法規調研，進行分析與總結，明確產品定位。然后，在六大調研的基礎上，通過草圖設計各種方案的方式，考慮到方案的可行性，確定了最終方案。采用計算機輔助設計、三維建模和模型制作等設計工作，以驗證設計的科學性和合理性。最后，進行材料和工藝分析等為選定的方案都做了進一步完善的程序。

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

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外進口道路

清掃車。顧名思義，高可靠性道路清掃車就是在國外生產的或者委托國內廠商生產的道路清掃車。它的特點是基礎零部件質量好，制造工藝精湛，使用時的可靠性更高。

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，可在缺水地區和北方的冬季使用，同時還可以節約用水，降低使用成本。

4.環保型道路清掃車：環保型道路清掃車是指只排出少量的尾氣，降低對環境的污染，使用時的噪音也比較小，不會給使用者和路人帶來不舒適感。隨著國家對環保要求越來越高，人們的環保意識普遍增強，環保型道路清掃車也會越發受到人們的喜愛，因此開發環保型路面清掃車勢在必行。

（二）大型電動道路清掃車的造型規律（見表1）

（三）現有大型電動道路清掃車造型和功能存在的問題

1.現有道路電動清掃車多以考慮基本功能為主，忽視對其外觀的設計，使其外觀缺乏設計感和創新性。

2.清掃車的設備人性化并沒有得到充分體現，不夠重視使用者操作區域的界面設計。

3.國內的道路清掃車企業生產規模小，生產設備和手段相比較國外有些落后，加工零部件質量不穩定，道路清掃車生產零部件材料的研究和設計有待加強，還需進一步提高零部件和外觀鈑金件的耐磨性。

（四）對現有大型電動清掃車造型產生的影響因素

1.使用者操作區域的界面設計和空間布局間接影響到清掃車的外觀造型。

2.目前國內生產企業生產規模小，制造工藝和技術不完善，在工藝和技術上對清掃車的造型創新困難較大。

3.不同的使用環境對清掃車的造型要求不一樣，清掃車的外觀應當更加貼合使用環境。

4.生產清掃車的成本控制。

通過對大型電動道路清掃車造型的調研分析，確立設計目標，以提升大型電動道路清掃車的造型設計為主要方向出發點，通過對其造型的創新性設計提升清掃車的檔次和品質，以及對現有產品功能的改進和豐富，使其更加具有環境適應性。設計滿足人的需求進行創造性活動，這種需求兼顧生理需求和心理需求[3]。在設計時要考慮大型電動道路清掃車的使用環境和不同工況對其影響，要符合各種環境下電動道路清掃車的功能要求，提高工作效率，同時簡化操作，以及對城市形象的影響。觀察和分析用戶在使用產品時的行為，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]。設計理念：在造型上相比與傳統造型的有了一定的改變，更加具有設計感。在材質上選取了輕質合金與塑料的結合。通過各項調查在人機及功能的基礎上，采取一定的措施減少成本。設計目標：外觀時尚大方，內室座椅貼合人體，軟墊皮革沙發舒適舒暢。操作面板適應大多數人習慣，操作面板腳踏適應市場環境。結構內設符合國家標準企業規劃。

三、大型電動道路清掃車造型方案設計流程

關于這次大型電動道路清掃車造型設計分為初級方案階段、初期方案深入階段、深入調整方案階段、計算機輔助設計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行思維發散，從許多角度去思考大型電動道路清掃車的外觀造型，重視現有大型電動道路清掃車外觀造型存在的問題，提升清掃車外觀的設計感和創新性。這個階段盡量排除具體因素的影響，充揮主觀能動性，形成了許多富有創意的初步方案，縱觀所有初期方案，根據其不同的設計風格，大致為三個設計方向。方案A外觀以直線為主，由有機線條為出發點，展現外觀的肌肉感。方案B是直線與曲線柔性融合，展現剛柔并濟的特點。方案C是具有未來感的形態設計，充滿不規則與無規律的線條，如圖1所示。

（二）初期方案調整階段

針對三個方向分成三組進行總結方案階段的細化，增加細節，開始理性的思考影響外觀造型的各個因素，主要包括兩個方面：1.各部件的尺寸，如何結合實際尺寸使造型更加合理化，2.通過對具體問題的分析，一步步解決問題。在這一階段選取一個方向進行細化，如圖2、3所示。在初期方案調整階段也要考慮產品生產工藝，所謂的產品生產工藝是指人們在生產勞動中利用生產工具，對勞動對象（各種原材料、再制品）進行加工、處理及裝配，最后成為產品的技巧和方法。因為這次主要是針對電動道路清掃車的造型設計，要考慮方便工廠批量化生產，所以要設計出易沖壓、焊接、涂裝和總裝的外觀造型，降低生產成本。

選取圖2的造型進行三期方案的繪制，圖3起到輔助參考的作用，二期方案完善了材質、結構與配色的設計，增加了結構細節。整體設計方向綜合考慮了制造工藝，外觀美觀度，在現有技術的支持下進行了大膽的創新。

（三）深入調整方案階段

最終方案設計從全面去思考問題，綜合分析了所有草圖的優缺點，盡可能結合各個方案的優點，摒棄不足，進行整合、與最終效果圖的呈現，在不同風格中選取最符合用戶喜好的一個方案，在不同重點中選取生產成本較低、滿足現有生產工藝的前提，進行深化設計。大型電動道路清掃車最后采用了以直線為主的造型設計，垃圾箱采用內嵌可拆卸的形式，在考察了現有技術的基礎上，合理安排了車廂各部分之間的聯系，確定了發動機、水箱、垃圾箱、吸盤、掃地刷、后視鏡等的具體位置，使外形結構趨于整體化。電動道路清掃車的車身采用直線的造型，在生產加工時，更易于鍛壓和切削，降低制造企業的生產和加工的成本。最終選定直線為主的造型方案，也是因為考慮到電動道路清掃車的使用者年齡區間為30-50歲，傳統的直線造型會給他們一種安全可靠的體驗感。在使用過程中，直線造型的電動清掃車相比復雜造型的電動清掃車會更加易于清洗，如圖4所示。

（四）計算機輔助設計階段。

通過Rhinoceros;5建模，運用KeyShot;6渲染器渲染出此款大型電動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尚，突破傳統清掃車機械化的觀感，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Rhinoceros;5軟件中，將所建模型的各個部件平面化，利用學校提供的激光切割機，把一整張卡紙切割成各個形狀，再用502膠水將各個形狀的卡紙拼接在一起，形成了最終的電動道路清掃車的草模型，如圖6所示。

結論

經過市場調研發現，現在市面上的清掃車造型都千篇一律，不僅缺乏設計感、美感和創新性，而且也無法體現城市面貌與時代感。在清掃車的造型設計上還沒有很大的突破，創新力度不夠，打破傳統的精神欠缺。

此次運用產品系統設計理論對大型電動道路清掃車的設計。在清掃車造型設計上，通過擬物、有機、幾何等形式開展設計，不斷繪制修改三期草圖方案，并以制造工藝可易實現、造型時尚簡約具有現代感的原則出發，最終在形態上，設計出了具有流暢線條的外觀造型。滿足社會所需要的大型電動道路清掃車，讓人們的生活環境更加干凈，同時也提高人們的生活品質。

參考文獻

[1]孔苓燕，謝慶森.淺析系統設計在產品設計中的應用[J].設計，2013，（06）：184-185.

[2]石元伍，徐靜.用戶行為分析在產品設計中的應用[J].設計，2018，（14）：100-101.

[3]汽車造型設計中的人-車-環境關系探索[J].設計，2017，（11）：60-61.

[4]楊向東.產品系統設計[M].北京：高級教育出版社，2008.02.

[5]夏倩.多功能路面清洗車的結構及特點[J].專用汽車，2002，（01）：29-31.

[6]吳瓊.工業設計技巧與禁忌[M].北京：機械工業出版社，2009.