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摘要：

分析了目前我國煤礦機械外觀質(zhì)量的不足,以采煤機整體造型為研究對象,提出了提高采煤機外觀質(zhì)量應(yīng)考慮的若干因素。在此基礎(chǔ)上，以市場現(xiàn)有雙滾筒采煤機為原型,從人機工程、整體形態(tài)、產(chǎn)品色彩等幾個方面,運用工業(yè)設(shè)計的相關(guān)方法與手段對其進行了深入設(shè)計。

關(guān)鍵詞：

采煤機；造型設(shè)計；外觀質(zhì)量；人機工程

引言

隨著新型現(xiàn)代化機械設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，我國煤礦機械的相關(guān)研發(fā)技術(shù)也越來越先進，自動化和智能化水平越來越高，逐步與國際市場接軌，但目前，大部分煤機產(chǎn)品還是主要側(cè)重于其核心技術(shù)性能的改進，而對其外觀質(zhì)量重視不夠，整體造型不夠美觀，外觀設(shè)計粗糙、笨重，沒有國產(chǎn)品牌自己的特色，甚至好多都是模仿抄襲國外的設(shè)計，從而使我國煤礦機械在國際市場上與其他國家的產(chǎn)品無法抗衡。早期的煤礦機械產(chǎn)品設(shè)計重點是對其實用功能的改進及完善，對外觀形態(tài)設(shè)計考慮甚少。隨著社會的發(fā)展，人們文化素養(yǎng)和審美觀念的提高，機械產(chǎn)品外觀與色彩的設(shè)計與整機造型的藝術(shù)處理逐漸引起人們的注意。目前采煤機械產(chǎn)品的外觀造型已經(jīng)經(jīng)過了五十年代的“流線型”風(fēng)格、六十年代的方形小四角過渡、七十年代“方形小圓角”的造型風(fēng)格、八十年代的直線中滲入斜線的“梯型”造型風(fēng)格，逐漸演變成現(xiàn)在的大曲率弧線和小圓角過渡相結(jié)合的所謂“理智線型”風(fēng)格，從而使造型物形態(tài)更為生動活潑，既能體現(xiàn)采煤機產(chǎn)品剛勁有力的陽剛之美，又能突顯其生動活潑的視覺感，而且制造也簡單。煤礦機械一方面由于其自身的特點，如整體體積龐大、運行環(huán)境惡劣、內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜等客觀因素，阻礙了其外觀造型的發(fā)展；另一方面，我國煤礦機械生產(chǎn)企業(yè)以及相關(guān)技術(shù)人員都把目光聚集在機械的使用功能上，在改進技術(shù)工藝、提高強度和可靠性方面研究較多，不太重視外觀造型的設(shè)計，這些主觀因素也導(dǎo)致了我國當(dāng)今煤礦機械在外觀設(shè)計上的不足。形式與功能的完美結(jié)合，是產(chǎn)品設(shè)計成功的關(guān)鍵。為了讓國內(nèi)煤礦機械從整體上達到質(zhì)的飛越，我們應(yīng)該將技術(shù)與造型結(jié)合起來，對其外形和功能結(jié)構(gòu)布局進行重新設(shè)計，從而提高整機質(zhì)量，增強國內(nèi)煤機行業(yè)參與國際市場的競爭力。鑒于此，本文以目前國內(nèi)普遍采用的雙滾筒采煤機為研究對象，從其外觀造型設(shè)計入手，對其進行改良型設(shè)計，并為其他煤機產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新提供有益的借鑒。

1采煤機的市場調(diào)研和分析

1.1雙滾筒采煤機結(jié)構(gòu)

對雙滾筒采煤機進行造型設(shè)計，必須首先了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，在滿足功能的基礎(chǔ)上再考慮其外在形式，以提高采煤機的工作效率。雙滾筒采煤機主要由滾筒、減速器、牽引部、截割部、電動機、輔助裝置等部件組成。

1.2雙滾筒采煤機的外型分析

市場現(xiàn)有雙滾筒采煤機的外觀設(shè)計，仍存在著很多問題：（1）外觀生硬、棱角突出，基本上沒有對其板件進行打磨，直接由幾何塊拼接；（2）底材及制造工藝粗糙，表面處理不光滑；（3）色彩單一，大多是灰黑或者“工程黃”；（4）采煤機電纜和管路較多，搖臂部位的線路暴露在機械外部，在方便其檢修的同時，也存在一定安全隱患，影響整體造型的美觀；（5）操作控制臺的設(shè)計宜人性及操作便利性差。針對上述情況，本文對現(xiàn)有雙滾筒采煤機進行了改良設(shè)計，以求達到技術(shù)與美學(xué)的完美結(jié)合。

2雙滾筒采煤機外觀造型設(shè)計創(chuàng)意表達

2.1采煤機產(chǎn)品的造型設(shè)計原則

一般來說，采煤機械產(chǎn)品的造型應(yīng)遵從穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性、宜人性、時代性的原則。采煤機的外觀形態(tài)既要遵從于實用功能的滿足，又要整體協(xié)調(diào)，便于人操作，還要符合時代審美要求，并具有一定的穩(wěn)定性。

2.2采煤機產(chǎn)品的色彩設(shè)計分析

在產(chǎn)品的外觀質(zhì)量表現(xiàn)中，產(chǎn)品的色彩起著美化產(chǎn)品、營造產(chǎn)品統(tǒng)一協(xié)調(diào)的視覺效果的重要作用，相當(dāng)于產(chǎn)品的外衣。采煤機械產(chǎn)品色彩選擇要能夠滿足產(chǎn)品使用功能、工作環(huán)境和操作者生理與心理等方面的要求，一般不宜過分單調(diào)、沉悶，也不宜過分艷麗奪目，應(yīng)避免視覺污染以及對操作者的心理及生理產(chǎn)生不良影響從而導(dǎo)致操作失誤。總的要求是色彩要明快、平穩(wěn)、搭配合理、過渡柔和，一般宜采用大面積低純度的鄰近色或相似色統(tǒng)一全局，選用小面積高純度的色彩進行點綴，特點是警示區(qū)域或按鈕要有顏色上的明顯標(biāo)識，并通過中性色彩來柔和過渡或漸變，以達到和諧統(tǒng)一，又生動活潑的色彩效果。

2.3最初創(chuàng)意元素表達

（1）截割部的線性傾斜給其流向性構(gòu)造，使其有運動感增加，造型更加美觀；（2）中間部位設(shè)計中間高兩端低的弧形設(shè)計給人以平衡感，根據(jù)雙滾筒采煤機的工作原理，本文整體造型上引入螃蟹的外觀，使機械整體更加生動，給人親切感；（3）色彩搭配使其底部滑動部位為深色調(diào)，增加其重量感，整體結(jié)構(gòu)用色要一致，達到顏色搭配的平衡，上部用明快的顏色，色彩簡潔醒目，使其整體感更強。最終，通過一系列創(chuàng)意元素對審美因素進行思考，并把這些元素融入到采煤機外部造型的創(chuàng)意理念之中。

3雙滾筒采煤機外觀造型深入分析與設(shè)計

根據(jù)上述分析，本文針對雙滾筒采煤機進行了草案設(shè)計。草案中，采用仿生設(shè)計的手法，提取螃蟹整體造型元素，中間高兩端低的弧度設(shè)計，一方面增加了平衡感，另一方面使整機外觀變得圓潤，又給人以親切感；細節(jié)草案考慮整體的協(xié)調(diào)性，以柔性設(shè)計為主，各具體細節(jié)又加入機械的鋼勁，使產(chǎn)品整體看起來柔中帶鋼，充分體現(xiàn)產(chǎn)品的功能與外形的結(jié)合。在此基礎(chǔ)上對其整體造型及細節(jié)進行了詳細設(shè)計，如圖2所示。確定整體造型后，根據(jù)人機分析及人的操作和使用行為分析，對遙控和機身的操作面板進行了統(tǒng)一設(shè)計，在操作時，機身上的面板也同時動作，加強了辨識性和可操作性，降低了誤操作率；其次對行走機構(gòu)、截割部、截齒、減速箱及調(diào)高油缸等更多細節(jié)進行了深入設(shè)計，特別是截割部的線性過渡，賦予整體流向性的構(gòu)造，增加了機械的運動感和力量感，同時也體現(xiàn)了設(shè)計的現(xiàn)代感。結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后認(rèn)真分析了色彩搭配，對其進行材質(zhì)和色彩的渲染，整體使用工程黃，搭配黑色增強其整體感，面板警示色突出醒目。整體造型及色彩充分考慮了采煤機各部分結(jié)構(gòu)的均衡、穩(wěn)定和比例協(xié)調(diào)關(guān)系，在滿足產(chǎn)品功能性的同時，體現(xiàn)了產(chǎn)品使用的宜人性、環(huán)境適應(yīng)性以及整體協(xié)調(diào)性。

4結(jié)語

礦用采煤機的功能和造型的創(chuàng)新設(shè)計，代表著工業(yè)設(shè)計與機械的完美結(jié)合，將形態(tài)設(shè)計與實際應(yīng)用結(jié)合起來，提高了采煤機的外觀質(zhì)量。本文針對雙滾筒采煤機的外觀造型進行了分析與設(shè)計，設(shè)計的亮點是打破傳統(tǒng)大型機械生硬的外觀，借用螃蟹外型，優(yōu)化產(chǎn)品的造型曲線，以流線型弧面作為主體進行設(shè)計；滾筒后的截割部的線性傾斜，賦予產(chǎn)品流向性構(gòu)造，增加了運動感，在提高性能的同時，美化其外觀造型；此外，搖臂、行走機構(gòu)、調(diào)高油缸等部件細節(jié)的時尚及現(xiàn)代化設(shè)計也是本設(shè)計的亮點所在。設(shè)計結(jié)果合理，能為煤礦機械外觀質(zhì)量的設(shè)計與提高提供有益的參考與借鑒。

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作者:李娟莉 單位：太原理工大學(xué)