基于美學法則的機械裝備造型設計研究

張寧　馬彧　衛彥博

摘要：針對機械裝備造型設計而言，其造型的美觀性直接影響產品的品牌形象。本文從設計美學的角度出發，以產品設計中的美學基本原理為入手點，首先闡述了美學法則的概念，分別從比例與尺度、統一與變化、對稱與均衡、節奏與韻律這四個方面探討美學法則在機械裝備造型設計中的應用。以JWF1317型并條機為例，通過對并條機造型設計中的形態因素、人機和色彩因素進行美學分析和應用，證明以上方法的可行性。本文研究的目的在于提升機械裝備造型設計水平，達到產品功能與形式美的完美統一。

關鍵詞：美學法則;機械裝備;造型設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）11-0155-02

1 美學法則概述

美學法則是人們在長期審美實踐中總結和概括出來關于美的基本規律。研究、探索美學法則，能夠培養人們的形式美感，指導人們創造更多美的事物。

1.1比例與尺度

在造型設計中，比例是指事物形態局部與整體、局部與局部之間的數量關系。恰當的比例不僅能給人帶來和諧的視覺美感，還能正確地反映事物內在的邏輯性。在各種比例關系中，黃金分割比例是最基本、最為知名、也是最常使用的一種比例形式。

1.2統一與變化

統一與變化在美學原理的法則中是總的形式規律。統一體現了整體和各個部分之間的關聯性和規律性。變化體現了各部分之間矛盾對立的關系，使事物內部產生差異，給人以活躍、新穎的感覺。設計中既要求統一中有變化，又要變化中有統一。統一中求變化即在統一的基礎上有適度的對比，變化中求統一即在對比的基礎上有一定程度的協調。

1.3對稱與均衡

對稱在設計中形成一種秩序感，給人以安穩、平衡，條理的美感。均衡則是刻意打破對稱的形式，有計劃地通過不對稱達到視覺的平衡。均衡給人以內在的、有秩序的動態美感，這種美比對稱更富有情趣，可謂動中有靜，靜中寓動，但穩定程度不如對稱造型。

1.4節奏與韻律

節奏是自然界、社會和人的活動中一種與韻律結伴而行的有規律的突變。韻律是一種周期性的律動。節奏通常被定義成反復出現的內部結構或外部形態，其復雜、多變的形式需要通過韻律顯示或表達，可見韻律不僅是節奏的表現形式，還會因為其在造型設計中的變化，使節奏產生趣味性。

2 基于美學法則的機械裝備造型設計意義

造型設計是機械裝備產品研發的核心環節之一，基于美學法則將工程技術和造型藝術融合，追求產品在外觀設計、材料工藝以及色彩肌理等方面達到實用、經濟和美觀的高質量水平。機械裝備不僅應該功能實用、結構合理，更要外觀優美。基于美學法則的機械裝備造型設計，不僅僅是對機械產品進行美化，而是基于功能、材料、結構和工藝以及人機工程學的造型設計，最終使產品造型美觀，具備現代化工業品質。

3 基于美學法則的機械裝備造型設計思路

3.1比例與尺度的應用

在機械裝備的外觀造型設計中，比例是指裝備的整體與部分的大小對比關系以及長、寬、高尺寸關系。由于操作空間的需要，造型的形體尺寸應適應人體的操作習慣和需求。例如，機械裝備中的操控臺、把手、按鈕等應與人體的操作功能相適應。此外，操作力度也要適合人的要求。

3.2統一與變化的應用

統一與變化在機械裝備造型設計中體現在外觀樣式、結構形式、整體風格等方面。不同的表現形式在設計中體現出不同的統一與變化的關系，見表1。通過設計元素的變化，充分展現產品的設計風格，通過產品外部形態的變化、色彩搭配的順序與其他元素之間相互協調、相互呼應的關系，充分展現產品的統一韻味。通過材質、肌理、外部形態的對比變化，可以有效提升機械產品的審美價值，但在強調美學效果的同時需要與其它設計元素如對比、呼應、韻律相結合，用以提升造型整體的協調性。例如，在設計中確定主體色調，不僅要體現出產品的審美價值，還要綜合產品的設計風格、類型、功能、使用環境等相關因素;確定輔助色，不僅要體現出品牌的個性化及辨識度，還要與主體色調相呼應，盡量滿足大眾的審美需求。

3.3對稱與均衡的應用

將對稱與均衡的美學原則應用到機械裝備造型設計中，不僅要展現出產品的審美價值，還應根據機械產品的使用環境和作業內容，將產品的對稱性及平衡性落實到設計中。協調控制局部零件與產品整體結構間的平衡關系，準確把握內部結構與外部形態間的對稱關系，確保機械產品設計的嚴謹性、產品使用的安全性、產品造型的緊湊性，由整體到局部，由視覺到觸覺，全部符合對稱與均衡的美學原則。

3.4節奏與韻律的應用

設計師在機械裝備造型設計過程中涉及產品的外形部分，往往會通過造型、線條、顏色、形態、材質等設計元素的變化，運用回旋、漸變、交替、重復、間隔、起伏等表現形式的轉換，充分展現出產品的節奏與韻律。借助外部形態，增加空間感;借助產品主體色調與輔助色調的轉換增加層次感;借助產品材質的變換、復用，增加局部造型與整體秩序的協調性，充分展現趣味性、靈動性及美觀性。節奏與韻律的應用對于機械裝備造型設計至關重要，能加強設計中的藝術性及美觀性，有規律的節奏、起伏的韻律，既能提升機械設計的藝術價值，還能左右使用者的情感變化。

4 基于美學法則的機械裝備造型設計實踐

根據以上思路，對中紡集團JWF1317型并條機進行造型設計。在設計過程中，基于美學原則，主要對設計過程中的形態因素、人機因素、色彩因素進行分析。

4.1形態因素

本次設計的提升和改變主要體現機器的整體和細節部分。并條機的整體由機架組件、換筒組件、導條組件等部分組成，細節部分包括標志、型號、通風口形式、機臺號、按鈕、門把手、鉸鏈、螺絲等五金件。其中重點針對標志、型號字、通風口的造型美學進行分析，如表2所示。

4.2人機因素

并條機的誕生從最開始的設計、加工、生產、運輸、維修的過程中都需要人的參與，因此人機設計的合理性決定機器的易用性。在并條機的人機工程學設計中，首先保證操作的安全性，其次要注意操作的舒適度。以門把手和踏板為例，在門把手的設計中，把手的安裝高度應選取人身高的50%作為設計依據，并適合不同身高的人群使用，如圖1。在踏板的設計中，由于并條機前蓋需要定期開倉維修、清理，所以腳踏的面積應適當加寬些，保證工作人員站立維修時的穩當和安全，同時設計了二層腳踏，在滿足腳踏整體造型的同時又能保證操作的便捷性和安全性。

4.3色彩因素

色彩作為信息傳遞的主要途徑之一，通過周圍環境因素影響，使得用戶產生不同的體驗層次。JWF1317型并條機的主體色主要以淺灰、深灰為主，裝飾色為綠色。主體包括門罩和外露件為淺灰色，腳踏、鑄件、齒輪等結構性基礎部件為深灰色，牽伸殼、腳踏裝飾條、門把手為綠色。這幾個色系彼此之間形成統一變化、主從與重點的關系。體現在機器大面積采用淺灰色，給人以平靜、明快的感受;腳踏和其他部件等小面積采用深灰色，給人以沉穩，莊重的感受;裝飾性部件如門把手采用點綴色綠色給人以活潑、輕松、明亮的感受。這三個色系既有整體的統一又有細節的變化，使機器顯得穩重而豐富。

5 結語

本文針對機械裝備的造型特征以及美學的基本原則進行設計分析，并運用到實踐中，既滿足當代人們的審美需求，又符合現代的造型設計趨勢。機械裝備造型設計中美學法則的運用是一種有效的造型設計方法，這為國內機械裝備的造型提供了很好的參考，為機械產品設計的快速發展提供了動力。同時，設計師對美學原則的認識和運用，了解以及恰當地處理美學與各個因素的關系，更有助于提升機械裝備的造型能力。