地板清洗机的造型设计探索

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笔者在帮助家长清洗地板时萌生了设计个性化、多功能“家庭地板清洗机”的想法。经查询相关数据库及相关文献，我发现普通的“家庭地板清洗机”已有所报导，但利用仿生学、人体工学思想模拟爬虫的形态并模仿汽车的造型，设计“家庭地板清洗机”外观造型还是空白。“家庭地板清洗机”外观造型设计可以促进小家电生产厂商对产品的个性化需求的重视，有独特外观造型的产品会赢得更多受众的青睐。在家庭装修普遍追求个性化的今天，小家电产品在保证实用性的同时能更好地融入家庭的整体氛围，是件非常有意义的事情。

1研究方法和工作内容

本研究的基本思路是根据分析“家庭地板清洗机”的实用性特点，运用人机工程学的一些原理，使设计的机器符合人的生理、心理等特点，达到在家庭生活中提高效率和舒适程度的目的。

1．1选用软件分析目前，市场上主流的3D软件众多，根据其定位大致可以分为四种：CG：大多用于影视、动画、虚拟表现（如建筑效果图）等方面。主要软件有3DMAX、MAYA等。CAD：即，计算机辅助设计。主要软件有AUTOCAD、ALIAS等。CAID：即，计算机辅助工业设计。主要软件有Rhino、Solidthinking等。CAM：即，计算机辅助制造。主要软件有PRO/E、CATIA等，这些软件的模块能和机床等切割工具相连，其模型直接用于产品及产品模具制造。根据本项目的特点、最终选用了Rhino犀牛软件完成本项目。Rhino是由美国RobertMcNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS为主三维建模软件，现已广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。

1．2Rhino软件的使用我们之所以在二维的电脑显示器屏幕上看到“真实”的三维图像，是因为显示在屏幕上的物体色彩灰度的不同使我们肉眼产生了视觉上的错觉，从而从二维的显示器屏幕上能感知到三维图像。所谓3D，就是three-dimensional的缩写，一般指计算机里显示的三维图形。电脑显示器上显示的“真实世界”就是在平面（二维）上模仿真实的三维空间，让人感觉有真实的距离感和立体感。学习一下色彩学的相关知识可了解到，三维物体边缘的凸出部分一般是呈现高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。了解了这些，我们就可以尝试理解Rhino软件主界面上的各种功能和操作。“家庭地板清洗机”的外观造型设计的两项主要工作就是建模和渲染。

1.2.1建模使用Rhino软件建模，就是在电脑屏幕上产生直线和形状，生成物体，并确定其二维或三维空间的关系的精确放置。设计“家庭地板清洗机”的外观造型的建模工作主要包括（如图2）：（1）分析图纸：根据自己大脑中的机器外观造型和绘制的草图，构思要建模物体的形态结构，分析其块面组成。（2）画线操作：对拟建模的物体进行画线，分析画线的正确性及线条的走向。拟建立的模型是由每一条线组成的，画线的正确与否影响着模型的整体质量和水平。这是一个细心、耐心和严谨的过程。（3）组合主体形态：物体的二维平面和三维主体形态是由线组成的，这是一个确立主体形态的过程。（4）局部修改：这一环节是细节的修改，最后的完善。

1.2.2渲染Rhino软件是一个以创建模型为主的软件，只有很简单的材质材料和有限灯光渲染能力。这里主要是将完成的三维图形变成高质量的图像，表现出灯光效果、阴影效果和表面的颜色、纹理效果，甚至是材质的类型。Rhino软件操作简单，可以非常快速地将数据表现为图形。通过创建曲线、创建曲面、创建实体、编辑实体、创建多面曲面、编辑多边曲面、分析、渲染等操作，可以让使用者很快入手，从简单的构思、手绘的设计图、建模、到最终设计出产品，整套完整的流程非常方便。重要的是，Rhino帮助初学者建立了最初的、良好的建模思维习惯。

2成果表现

在进行项目查新时，专业科技查新工作站出具的结论为：“通过对检索出的相关文献进行分析对比发现，虽然已有有关地板清洗机方面的研究与报道，但涉及到外观设计方面的文献极少。本次检索只检出了一篇地板清洗机的外观设计专利。因此，可以得出如下结论：具有本查新委托项目下列新点内容的家庭地板清洗机外观造型设计，在检索出的国内公开发表的文献中未见报道。”产品功能实用且外观造型新颖，可以吸引孩子参与家务劳动。将来如有机会，我们会对本设计进一步改进。可以继续完善的地方包括：（1）加装电机设备可以使产品自动运行；（2）加装遥控设备可以更方便操作；（3）加载环保清洁剂可以增加产品的效用。

作者：谢巍弘毕惠茹石妍史记东单位：保定市第三中学