关于大型电动道路清扫车造型的系统设计

鲍钰娇

摘要：顺应社会需求，通过调研结合大型电动道路清扫车造型设计案例，解读产品系统设计含义，将产品系统设计理论运用到大型电动道路清扫车的设计中。明确产品定位，绘制方案效果图，进行成本预算，确定了最终方案。采用计算机辅助设计、三维建模、结构设计、绘图和模型制作等设计工作，以验证系统设计的科学性和合理性。得到三维建模的模型。该方法可为大型电动清扫车造型设计提供参考。

关键词：产品设计;道路清扫车;造型设计;产品定位;系统设计

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2020）03-0015-03

引言

随着时代的进步和科学技术的不断发展，人们的生活水平不断提高，对生活环境的要求也越来越高，用来清扫生活中垃圾的设备也越来越多。在生活中，修建的马路、厂房、小区、学校越来越多，光靠人工去清扫垃圾，不仅耗时太久，而且还会浪费人力资源，因此各类电动道路清扫车应运而生。目前，市面上已有的大型电动道路清扫车在外观造型上还存在不足，而目前国内使用大型电动道路清扫车去清扫路面已成为普遍的现象，所以通过结合产品系统设计来提升大型电动道路清扫车的造型是非常必要的。

一、产品系统设计在大型电动道路清扫车造型设计中的运用

系统（system）一词来源于古希腊语，意思是由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体[1]。产品系统设计是从整体出发掌控设计过程中若干要素的联系，通过一定的流程步骤，使所设计的产品达到预期的功能。简而言之，产品系统设计的含义就是由各个相互影响和联系的要素，设计整合成一个有机的整体。产品系统设计的核心思想是产品系统的整体观念。

道路清扫车作为环卫设备之一，是一种集路面清扫、垃圾回收和运输为一体的新型高效清扫设备。通过前期的调研，发现市面上现有的大型电动道路清扫车多强调车辆的实用功能，忽视用户的体验;且外观造型单一，缺乏设计感、创新性和艺术性;在制作工艺和生产技术上，仍需进一步加强。

产品系统设计的关键在于整合设计中的要素，因此将产品系统设计理论运用在设计大型电动道路清扫车造型中是至关重要的。在设计中处理好大型电动道路清扫车外观造型和功能的关系，考虑外观造型是否符合现在技术生产，大型电动道路清扫车与道路使用环境的关系是我们此次设计主要考虑。这也是产品系统设计运用在产品设计上的三大重点：要素与要素、要素与系统、系统与环境。

二、大型电动道路清扫车造型设计研究

首先对市场上现有的各类大型电动道路清扫车进行六大调研：市场调研、技术调研、人机调研、用户调研、造型规律调研和相关法律法规调研，进行分析与总结，明确产品定位。然后，在六大调研的基础上，通过草图设计各种方案的方式，考虑到方案的可行性，确定了最终方案。采用计算机辅助设计、三维建模和模型制作等设计工作，以验证设计的科学性和合理性。最后，进行材料和工艺分析等为选定的方案都做了进一步完善的程序。

（一）大型电动道路清扫车的分类大型电动道路清扫车分为高可靠、多功能，全天候和环保型等道

路清扫车。1.高可靠型道路清扫车：高可靠型道路清扫车又称国外进口道路

清扫车。顾名思义，高可靠性道路清扫车就是在国外生产的或者委托国内厂商生产的道路清扫车。它的特点是基础零部件质量好，制造工艺精湛，使用时的可靠性更高。

2.多功能型道路清扫车：多功能型道路清扫车不仅只满足其基本功能扫路，还能铲雪天路面的积雪、浇灌道路旁的绿植和清洗道路的护栏等。

3.全天候型道路清扫车：全天候型道路清扫车是具有干式吸扫和湿式吸扫全天候的道路清扫车，可在缺水地区和北方的冬季使用，同时还可以节约用水，降低使用成本。

4.环保型道路清扫车：环保型道路清扫车是指只排出少量的尾气，降低对环境的污染，使用时的噪音也比较小，不会给使用者和路人带来不舒适感。随着国家对环保要求越来越高，人们的环保意识普遍增强，环保型道路清扫车也会越发受到人们的喜爱，因此开发环保型路面清扫车势在必行。

（二）大型电动道路清扫车的造型规律（见表1）

（三）现有大型电动道路清扫车造型和功能存在的问题

1.现有道路电动清扫车多以考虑基本功能为主，忽视对其外观的设计，使其外观缺乏设计感和创新性。

2.清扫车的设备人性化并没有得到充分体现，不够重视使用者操作区域的界面设计。

3.国内的道路清扫车企业生产规模小，生产设备和手段相比较国外有些落后，加工零部件质量不稳定，道路清扫车生产零部件材料的研究和设计有待加强，还需进一步提高零部件和外观钣金件的耐磨性。

（四）对现有大型电動清扫车造型产生的影响因素

1.使用者操作区域的界面设计和空间布局间接影响到清扫车的外观造型。

2.目前国内生产企业生产规模小，制造工艺和技术不完善，在工艺和技术上对清扫车的造型创新困难较大。

3.不同的使用环境对清扫车的造型要求不一样，清扫车的外观应当更加贴合使用环境。

4.生产清扫车的成本控制。

通过对大型电动道路清扫车造型的调研分析，确立设计目标，以提升大型电动道路清扫车的造型设计为主要方向出发点，通过对其造型的创新性设计提升清扫车的档次和品质，以及对现有产品功能的改进和丰富，使其更加具有环境适应性。设计满足人的需求进行创造性活动，这种需求兼顾生理需求和心理需求[3]。在设计时要考虑大型电动道路清扫车的使用环境和不同工况对其影响，要符合各种环境下电动道路清扫车的功能要求，提高工作效率，同时简化操作，以及对城市形象的影响。观察和分析用户在使用产品时的行为，了解不同人群在不同使用情景下的使用行为，以此找出用户的潜在需求[2]。设计理念：在造型上相比与传统造型的有了一定的改变，更加具有设计感。在材质上选取了轻质合金与塑料的结合。通过各项调查在人机及功能的基础上，采取一定的措施减少成本。设计目标：外观时尚大方，内室座椅贴合人体，软垫皮革沙发舒适舒畅。操作面板适应大多数人习惯，操作面板脚踏适应市场环境。结构内设符合国家标准企业规划。

三、大型电动道路清扫车造型方案设计流程

关于这次大型电动道路清扫车造型设计分为初级方案阶段、初期方案深入阶段、深入调整方案阶段、计算机辅助设计阶段和草模型的制作阶段。

（一）初步方案阶段

主要采用了小组讨论的方式进行思维发散，从许多角度去思考大型电动道路清扫车的外观造型，重视现有大型电动道路清扫车外观造型存在的问题，提升清扫车外观的设计感和创新性。这个阶段尽量排除具体因素的影响，充挥主观能动性，形成了许多富有创意的初步方案，纵观所有初期方案，根据其不同的设计风格，大致为三个设计方向。方案A外观以直线为主，由有机线条为出发点，展现外观的肌肉感。方案B是直线与曲线柔性融合，展现刚柔并济的特点。方案C是具有未来感的形态设计，充满不规则与无规律的线条，如图1所示。

（二）初期方案调整阶段

针对三个方向分成三组进行总结方案阶段的细化，增加细节，开始理性的思考影响外观造型的各个因素，主要包括两个方面：1.各部件的尺寸，如何结合实际尺寸使造型更加合理化，2.通过对具体问题的分析，一步步解决问题。在这一阶段选取一个方向进行细化，如图2、3所示。在初期方案调整阶段也要考虑产品生产工艺，所谓的产品生产工艺是指人们在生产劳动中利用生产工具，对劳动对象（各种原材料、再制品）进行加工、处理及装配，最后成为产品的技巧和方法。因为这次主要是针对电动道路清扫车的造型设计，要考虑方便工厂批量化生产，所以要设计出易冲压、焊接、涂装和总装的外观造型，降低生产成本。

选取图2的造型进行三期方案的绘制，图3起到辅助参考的作用，二期方案完善了材质、结构与配色的设计，增加了结构细节。整体设计方向综合考虑了制造工艺，外观美观度，在现有技术的支持下进行了大胆的创新。

（三）深入调整方案阶段

最终方案设计从全面去思考问题，综合分析了所有草图的优缺点，尽可能结合各个方案的优点，摒弃不足，进行整合、与最终效果图的呈现，在不同风格中选取最符合用户喜好的一个方案，在不同重点中选取生产成本较低、满足现有生产工艺的前提，进行深化设计。大型电动道路清扫车最后采用了以直线为主的造型设计，垃圾箱采用内嵌可拆卸的形式，在考察了现有技术的基础上，合理安排了车厢各部分之间的联系，确定了发动机、水箱、垃圾箱、吸盘、扫地刷、后视镜等的具体位置，使外形结构趋于整体化。电动道路清扫车的车身采用直线的造型，在生产加工时，更易于锻压和切削，降低制造企业的生产和加工的成本。最终选定直线为主的造型方案，也是因为考虑到电动道路清扫车的使用者年龄区间为30-50岁，传统的直线造型会给他们一种安全可靠的体验感。在使用过程中，直线造型的电动清扫车相比复杂造型的电动清扫车会更加易于清洗，如图4所示。

（四）计算机辅助设计阶段。

通过Rhinoceros;5建模，运用KeyShot;6渲染器渲染出此款大型电动道路清扫车外观造型效果图，配色选用红与黑。朱红色是中国元素的象征，代表着喜庆，又具有警示的作用，红与黑的配色高贵又时尚，突破传统清扫车机械化的观感，也塑造了良好的城市形象，如图5所示。

（五）草模型的制作阶段。在通过Rhinoceros;5软件中，将所建模型的各个部件平面化，利用学校提供的激光切割机，把一整张卡纸切割成各个形状，再用502胶水将各个形状的卡纸拼接在一起，形成了最终的电动道路清扫车的草模型，如图6所示。

结论

经过市场调研发现，现在市面上的清扫车造型都千篇一律，不仅缺乏设计感、美感和创新性，而且也无法体现城市面貌与时代感。在清扫车的造型设计上还没有很大的突破，创新力度不够，打破传统的精神欠缺。

此次运用产品系统设计理論对大型电动道路清扫车的设计。在清扫车造型设计上，通过拟物、有机、几何等形式开展设计，不断绘制修改三期草图方案，并以制造工艺可易实现、造型时尚简约具有现代感的原则出发，最终在形态上，设计出了具有流畅线条的外观造型。满足社会所需要的大型电动道路清扫车，让人们的生活环境更加干净，同时也提高人们的生活品质。

参考文献

[1]孔苓燕，谢庆森.浅析系统设计在产品设计中的应用[J].设计，2013，（06）：184-185.

[2]石元伍，徐静.用户行为分析在产品设计中的应用[J].设计，2018，（14）：100-101.

[3]汽车造型设计中的人-车-环境关系探索[J].设计，2017，（11）：60-61.

[4]杨向东.产品系统设计[M].北京：高级教育出版社，2008.02.

[5]夏倩.多功能路面清洗车的结构及特点[J].专用汽车，2002，（01）：29-31.

[6]吴琼.工业设计技巧与禁忌[M].北京：机械工业出版社，2009.