校園多功能道路清雪車設計探究

劉振達 趙婷

本文針對校園清雪設備為主要研究方向，改變現有清雪車的排雪和處理雪的方式，采用仿生（獨角仙）設計，運用有設計感的曲線造型，讓駕駛者在使用清雪車時不會感受到機械的冰冷感。在功能上，可實現對“浮雪、積雪、冰雪”三種狀態雪的清理，實現一車多功能。清雪車整體采用可旋轉式設計，在處理雪時更加方便;車采用履帶式，防止側滑，可提高在校園內的安全系數，使師生安全出行。本次設計引入產品造型語義學與設計心理學，力求在生理上和心理上均可滿足除雪工作人員更高層次的需求，提升清雪工作效率，達到設計使生活更美好的目的。

1 校園清雪現狀及調研

我國北方冬季氣候嚴寒，伴有多次、大規模強降雪，冰雪路面導致交通事故發生率是平時的4-5倍，在校園內學生因雪受傷也只升不降，國家每年因此造成的經濟損失達幾千萬元。道路的清雪問題已經越來越引起各級政府部門的關注和重視，而且校園道路環境特殊，體現為道路窄、路口多、人流量大等方面。所以針對校園設計一種多功能、高效率的清雪車是有重要意義的。

相對于公路等其他路面及場地，校園內路線復雜、道路窄、面積小等，不靈便的大型清雪設備無法在校園內作業;另一方面，校園內相對于校外，人員冗雜，由于上課隨時都有不定的同學行走，現有清雪車的濺射、噴射式的清雪方式給同學們帶來了極大的安全隱患，所以在校園內更多的是人工除雪，這也給校園內工作人員造成了超負荷的工作。“浮雪”工作人員要人工大面積清掃;被車輛和同學踩實踩硬的厚雪，工作人員需要用特殊的工具手工“剁”，浪費大量的人力物力。現有的清雪機械不能更好的適用于校園，對校園清雪車的設計有很大的發揮空間。

2 設計構思及方案

清雪工作會因清雪的環境不同會有不同的清雪方式，例如：面積大的開闊場地，除雪要采用速度快、工作截面寬的設備;道路窄，凹凸不平的路面，卻只能用人工去清理。所以，在進行設計前，需要細分校園環境，明確需要解決的問題后再有針對性地解決。同時我們要引用設計心理學，從心理層面滿足清雪工作人員或清雪車駕駛員的心理需求，使他們在使用清雪車的時候不會產生厭煩、枯燥感，用設計去幫助清雪工作人員，降低超負荷的勞動量。讓設計的產品改變校園清雪的工作模式。

由于校園環境特殊，對清雪車的設計有著不同的要求，在結構、功能、舒適性、安全性上都需要進行深入的設計。目前傳統的清雪車款式較多，都可以滿足清雪的功能，但是在功能上卻是單一的，排雪的方式也是不能夠適用于校園的。從清雪車的功能上說，大面積使用應是清雪工作面大、速度快;小面積凹凸不平的路面使用清雪車應該是體積小巧、輕便靈活;在校園內使用的清雪車則追求高效率、安全、舒適、多功能;“浮雪-積雪-冰雪”這三大狀態的雪又可細分為新雪、粉雪、粒雪、壓雪、冰雪、冰膜和冰雪混合物。現有的清雪車是很難兼顧清理這么多種狀態的雪的功能。浮雪清理要有滾刷裝置;積雪清理要有輥輪裝置;冰雪清理需要特殊的破冰裝置;余雪清理要有掃刷裝置;排雪的方式不同也需要不同的結構裝置。

根據這種特殊的校園環境，結合清雪工作人員的需求和清雪車駕駛員的心理因素，設計一款多功能的清雪車。運用仿生設計方法，將整體造型仿照生物獨角仙的形態，將清雪車的功能分為3大模塊，分別體現清雪、破冰、集雪。也可以更換滾刷，調整工作模式，在秋季可以掃落葉，一車多用，更加經濟。

清雪車最基本的作用是滿足平常清雪的作用。結合設計調研，本次設計的重點放在外觀造型和使用功能上，如圖1，圖2。

1）外觀造型上：外觀造型設計采用仿生設計，采用曲線外形，避免出現鋒利的棱角，使其給人的感覺不是那么生硬、那么冰冷。同時流線型也能夠使清雪車更有設計感，具有一定的親和力，讓清雪工作人員不會覺得在使用一個大鐵塊，而是一個具有獨特造型、帶有設計感的清雪車。外表新穎大方且功能強大的清雪車避免讓駕駛員在使用時產生厭煩感，滿足他們的心理需要，在舒適性、操控性、安全性盡可能滿足。

2）使用功能上：考慮到校園清雪工作的繁重，人工清雪效率低、任務量大。模擬清雪的工作場景，將本次設計的核心放在功能的創新上。本次設計的功能創新有三大部分，體現在對“浮雪、積雪、冰雪”三種狀態雪的清理，第一部分為、清雪、掃雪和旋雪部分，采用滾刷和刨刀結合的方式，并且可伸縮;第二部分為破冰輥輪，由液壓臂支撐，輥輪的齒有方形齒和錐齒交錯放置，可對冰層進行劃和刨的作用，通過高速旋轉震動，對冰層進行破除;第三部分為集雪部分，可將清雪車前方的雪收至集雪室內，并且集雪室內部可對雪進行多面壓實，形成塊狀，再由輸出裝置排到路邊。

3）輔助功能上：清雪裝置采用智能避障系統，可應對路面的凹凸不平，以保證清雪屬具的完好，也是對路面的保護;駕駛室的玻璃采用曲面全屏樣式，在清雪作業中可以給駕駛員開闊的視角，也可以清晰的觀察清雪時清雪屬具的狀態，更有效率的進行清雪;清雪車集雪室排雪后門采用液壓推力杠桿，通過液壓缸的推力，將集雪室后門開啟;集雪室收雪容量在駕駛室內有智能顯示，即時顯示當前裝雪量，待裝滿雪后，有提示音提醒駕駛員把壓制成塊的雪排出;車身主體顏色采用美術黃，既體現了工程車輛需要的警示色，也體現了設計創新的科技感。

3 結論與展望

在設計過程中，充分了解校園工作人員對清雪工作的需求，考慮他們的心理情緒特點，結合產品的人性化、安全性、經濟性、實用性等因素，深入研究產品的形態、結構、材料等設計因素與受眾的特殊關系，以美學、社會學、心理學概念為設計宗旨。以人為本，以多角度、多方位、深入化、細節化的設計理念為手段，使校園清雪車設計既有藝術設計的共性，又有實際價值的個性。

（作者單位：東北石油大學機械院工業設計系）