基于形態(tài)域和單元化特征的產(chǎn)品構(gòu)形分析與設(shè)計研究.pdf

1、產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計是一個復雜的過程，形態(tài)作為產(chǎn)品的最基本特征、最本質(zhì)的外部形象，在其設(shè)計過程中常遇到的問題可以基本歸納為以下三種:美學問題、結(jié)構(gòu)問題和人機問題。對于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來說，其設(shè)置布局在于解決物與物之間的關(guān)系，而處理結(jié)構(gòu)的最終目的是當人使用產(chǎn)品時，能夠更好的實王見產(chǎn)品功能;由此可見，解決人與物之間的關(guān)系則顯得更為重要。產(chǎn)品形態(tài)的發(fā)展和研究在經(jīng)歷了形態(tài)追隨功能、國際化等時期后，設(shè)計界開始引進多學科理論方法，形態(tài)設(shè)計研究開始更多地考慮與人互

2、動的因素，人機工程、人性化、感性因素等紛紛成為工業(yè)設(shè)計中的新熱點。
　　工業(yè)設(shè)計過去在很大程度上依靠工業(yè)設(shè)計師的靈感和創(chuàng)意本能，所以在產(chǎn)品系統(tǒng)上缺少可以嚴謹分析的工具和標準，本文基于形態(tài)域和產(chǎn)品單元化特征，提出了包括網(wǎng)格畫法、斷面掃描及特征提取法、尋線法等產(chǎn)品設(shè)計新方法。力圖從產(chǎn)品在創(chuàng)意之初到系列化產(chǎn)品設(shè)計上都能提出一種有效的理性化手段對設(shè)計過程進行控制，這也是本研究的重點著墨之處。
　　利用形態(tài)域與單元化特征的設(shè)計方法能夠

3、較為合理的分析產(chǎn)品表面變化關(guān)系，并對組成產(chǎn)品的線條進行研究，為設(shè)計師提供細節(jié)設(shè)計依據(jù)。通過網(wǎng)格法提出了一種將平面二維視圖轉(zhuǎn)化為三維軸側(cè)視圖的設(shè)計新方式，并應(yīng)用斷面掃描分析和產(chǎn)品表面尋線分析、得到反映產(chǎn)品形態(tài)趨勢的質(zhì)心線、劃分產(chǎn)品的功能模塊、建立產(chǎn)品的活性區(qū)域。為了在設(shè)計中完善產(chǎn)品特征模塊與人體的交互關(guān)系，研究了人體運動關(guān)節(jié)尺寸，分析了人體立體域與產(chǎn)品的特征變化關(guān)系。提出人體行為立體域設(shè)計法，該方法適合應(yīng)用于產(chǎn)品外部輪廓形態(tài)、產(chǎn)品特征識別

4、以及系列化產(chǎn)品群的設(shè)計和改進?；谛螒B(tài)域和單元化特征的設(shè)計研究方法對工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計和改進都有著較為重要的意義。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中引入了形態(tài)域和單元化特征的概念，通過對產(chǎn)品設(shè)計中特征的識別、作用和遺傳模式的分析，聯(lián)系目前產(chǎn)品設(shè)計流程中存在的問題，提出產(chǎn)品設(shè)計中的兩個重要研究基礎(chǔ)——形態(tài)域和產(chǎn)品單元化特征，并論述了其概念和基本理論內(nèi)容:以特征的點、線、面、體的設(shè)計為關(guān)鍵，運用新

5、的設(shè)計方法探討產(chǎn)品的構(gòu)形分析與設(shè)計，并說明了此方法的優(yōu)勢所在。
　　(2)提出了“網(wǎng)格尋點畫法”，以此進行產(chǎn)品改進平臺的構(gòu)建。此方法從產(chǎn)品理性表達層面出發(fā)，提出了產(chǎn)品二維和三維表達的互換關(guān)系以及轉(zhuǎn)換方法——首先進行產(chǎn)品表面線條的分類，加深對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的認識;然后通過“網(wǎng)格尋點畫法”由產(chǎn)品的二維工程圖較快速、較準確、較方便地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品軸測圖的輔助手繪。同時說明了此方法的具體實施步驟和所使用的工具，并以鼠標為例進行了方法展示。
　

6、　(3)提出了尋線設(shè)計方法，引入了貝塞爾曲線的概念及特征，由此進行產(chǎn)品表面樣條線的分類，提出了“尋線”的概念——此方法是一種提供對產(chǎn)品進行細化設(shè)計時的設(shè)計手段，通過產(chǎn)品表面線條反求殼線，對功能模塊組內(nèi)的線條進行分類定義，獲得產(chǎn)品線條的特征，將線條組之間進行角度比和長度比分析，找到產(chǎn)品線條活性區(qū)域，從而優(yōu)化產(chǎn)品線條關(guān)系。
　　(4)提出了斷面掃描及特征提取法。作為一種產(chǎn)品設(shè)計的分析方法，斷面掃描法從產(chǎn)品的視覺動態(tài)分析出發(fā)，通過運用三

7、維掃描獲得已有產(chǎn)品的各個角度的斷面形態(tài)特征，借助設(shè)計分析軟件、統(tǒng)計學分析、數(shù)值分析等多種手段對產(chǎn)品分層掃描面的邊緣線特征進行分析研究，分析截面屬性，并基于截面屬性提出了質(zhì)心線的概念，結(jié)合對方向盤進行質(zhì)心線提取、分析水果刀中的質(zhì)心線等案例，說明其在產(chǎn)品人機工程學中的意義。
　　(5)提出了形態(tài)域這種新的設(shè)計方式，其中包括人的行為域和產(chǎn)品造型邊界的概念，為產(chǎn)品設(shè)計布局過程提供了先期平臺。隨后的相關(guān)信息模型，系列模型和動態(tài)過程的協(xié)作控制