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[摘要]農業機械外觀設計方法研究對農業機械產品質量提高具有重要意義。采用現代農業機械外觀設計理念、多種學科交叉設計方法,設計方法實現條件的手段，明確現代科學技術是農業機械外觀設計方法實現的重要前提，詳盡研究外觀設計、造型設計、色彩設計、計算機輔助設計及綜合驗證等外觀設計具體方法，對某聯合收獲機進行實證應用研究，闡明農業機械外觀設計方法研究的實際意義。

[關鍵詞]農業機械；外觀設計方法；實證研究

1農業機械外觀設計理念與現狀

農業機械外觀設計方法是產品生產的重要前提和手段，沒有恰當的嚴謹的設計就沒有完美的農業機械產品，而設計方法實現條件使設計成為現實的產品，并成為實現設計的重要保障。農業機械外觀設計涉及產品設計、材料學、計算機輔助設計等不同學科交叉融合，對設計方法研究其設計結果更具科學性和先進性，優化的農機設計對提高勞動生產效率具有重要的促進作用。外觀設計不是孤立的設計活動，它和企業的營銷、產品、生產、銷售等環節有密切的聯系。企業不但注重開發產品、提升產品功能，也努力實現實用性和美觀性統一的外觀設計理念。農機產品的外觀設計理念不同，其產品設計方法和結果也不同。外觀設計方法實現過程就是外觀設計與產品功能、企業形象、產品審美、產品使用環境等關系的實現過程，同時也是其外觀設計方法的創新過程[1]。目前國外農業機械外觀設計廣泛應用CAD技術及各種應用軟件，數字化建模和仿真技術等科技含量高，鼓勵多元化創造設計手段[1]。我國農業機械外觀設計多年來多注重功能和結構設計，對外觀設計及設計方法研究較少。農機市場中，目前應用的農業機械主要為模仿型設計，傳統農業機械產品形體美觀性不夠。目前對農業機械外觀設計方法的研究逐漸增多，并取得一些實質性成果。

2農業機械外觀設計方法實現條件

一是科學技術條件。現代科技開辟新生產的發展領域并產生新生產手段和新工藝。計算機智能提高了產品質量和效率，設計方法也從最初的傳統手繪方法發展為如CAD和Pro/E等多操作軟件、多表現形式的設計結果，為實現農業機械外觀設計表現方法提供重要條件[2-3]。二是造型美學條件。運用形態、色彩等造型元素結合恰當設計方法手段，利用不同材料和工藝，創作出具有美感效果和實用功能的農業機械實體造型。造型美學法則是農機外觀設計表現方法的重要衡量條件。三是經濟環境條件。一是市場環境，農業機械外觀設計方法實現的根本原因，在于對該產品的社會需求。企業設計、研發、制造和營銷其產品最終必須得到市場承認以滿足市場不同需要。二是研究的經濟條件，產品外觀設計方法的實現，在于社會經濟發展狀況，企業必須具有雄厚資金以及高水平設計人員才能進行創新設計[11-12]。四是社會文化條件。社會文化背景深刻影響著設計者設計思維，以及對產品造型設計的理解。不同造型需求是由不同國家、地區社會、經濟、文化因素決定的，設計者以本民族社會教育水平為基礎，從自身文化素養中尋找原創靈感，并將企業或地域特有的語言符號通過產品具象化。

3農業機械外觀設計方法

3.1設計造型方法

設計造型方法是對產品的形態和色彩或二者結合產生更具美感的設計方法。目的是通過產品的功能、造型、色彩等因素與藝術創造有機結合，應用點、線、面等造型要素合理運用實現的。如根據點的特征恰當設計散熱板，篩孔，儀表盤，開關和按鈕等，使其美觀適用。色彩設計方法是實現產品功能的重要手段，在機械產品外觀設計時色彩要與造型形態相適應、與使用環境相協調，與產品形象和企業形象要求相符合。如駕駛室宜采用低純度、低明度中性色以改善工作環境，為避免司機視覺疲勞儀表板適合深色調為主色。各種造型設計方法應注重人機工程學相關參數，使產品做功時適合人體各項功能要求，實現人機環境最佳配合保證生產安全高效。

3.2設計創新方法

正確的設計創造方法可以開展更廣闊的設計途徑，是實現農業機械外觀設計的更深層次的規劃。基于創造性思維機械產品外觀設計可操作的創新方法多樣，如理解產品與用戶的創新創造方法，或激發集體智慧的頭腦風暴法，又或基于發散思維的列舉法、檢核表法，以及在其他研究成果上進行再創造的移植創造法、組合創造法、能延伸法等。農業機械外觀設計包含從簡單的機械結構直至機械技術領域的各種問題，針對多種情況開展設計時，可根據具體設計方案選擇合適的創新設計方法開展設計。

3.3設計表現方法

設計表現圖是記錄設計構思、發展創意、呈現造型材質效果的重要手段。傳統手繪外觀設計表現圖包括，各種材料工具的繪畫性技法表現圖、綜合性技法表現圖等。隨著計算機輔助設計的發展，CAD計算機輔助設計方法（ComputerAidedDesign），成為設計者通過計算機運用其軟件進行農業機械設計的方法[5]。利用計算機輔助設計系統采用不同模塊形成了設計、建模、協同、集成和仿真等功能。包括計算機輔助繪圖、有限元分析、計算機仿真和優化設計等內容。另外，通過Pro/E軟件創建三維實體農業機械虛擬仿真模型，結合如ADAMS（系統動態仿真技術）、Photoshop（圖像處理）、MRP（制造資源管理）等，對設計產品部件或整機造型進行虛擬動態演示、三維視圖分析，并對部件性能測試修改等技術綜合應用的設計方法。

4聯合收獲機外觀設計表現方法實證應用研究

某聯合收獲機為自走式人工駕駛分體式結構，150馬力可收獲水稻、大豆、小麥等農作物。分離脫粒性能好工作效率高，是北方地區理想品牌，為了提高市場競爭能力，對其外觀局部進行實證應用創新設計。如圖1，設計充分研究收獲機結構原理，本著滿足特定功能、采用造型設計方法，以計算機輔助設計為手段進行內部部件和整機外觀設計。在原造型基礎上，只對割臺、糧倉、側板、駕駛室等部分作較大創意設計改變，設計將原有造型的割臺側面上板后端上弧圓角拉直過渡為長三角與下板對稱；去掉糧倉弧頂且不影響其功能使其成直線型；機身外側板后端下角收斂與糧倉后端上角造型對稱；駕駛室為玻璃鋼成型構架大面積玻璃門窗視野開闊，頂和底為金屬框架橡膠條密封。經計算機輔助模擬色彩，玻璃鋼駕駛室呈淡茶色柔和且濾光。如圖2，形成收獲機新簡潔硬朗、造型穩重的設計風格。根據收獲機使用的地理環境和自然條件特點，改變原外觀綠色主色為富有動感且適合北方寒地收獲季節的暖色系列，配合輪轂、標識和印字的識別性較強的黑色。增強收獲機造型的視覺張力，加深企業色彩識別度。完成整體外觀設計后，通過計算機虛擬驗證方法，對某收獲機整體實體造型、部件協同、整機實體配合等驗證。利用Pro/E設計軟件的虛擬仿真平臺，對模擬仿真造型及色彩進行三維立體演示觀察其運動過程，并對存在的設計問題按照設計要求再修改。在計算機三維建模虛擬環境下對部件形態和位置進行動態仿真精準演示，根據反饋信息按照設計標準改進。針對設計的產品做環境分析和驗證，將農業機械置于實地環境，即在同一環境中使用者或受眾對其造型、色彩與大自然的和諧程度的感受，此類實驗結果會影響設計的肯定或將來對設計的改進。

5結語

研究了農業機械外觀設計的實現條件和外觀設計的造型設計表現方法，明確了現代科學技術和計算機輔助設計是外觀設計方法的重要基礎和手段。實證應用某聯合收獲機的外觀設計方法及效果并對其技術驗證。證實了農業機械外觀設計方法實現過程，同時也是現代外觀設計方法的創新過程。

【參考文獻】

[1]劉瑜，李愛軍，霍妍妍.計算機輔助設計(CAD)在機械領域的應用[A].中國圖學新進展2007——第一屆中國圖學大會暨第十屆華東六省一市工程圖學學術年會論文集[C].2007.

[2]邵慶.基于Pro/E的農業機械虛擬仿真平臺建設[J].農機化研究，2010（1）.

[3]王余銳.聯合收獲機駕駛室駕駛舒適性的人機工程設計[D].哈爾濱:東北農業大學,2013.

[4]徐向陽.基于人機工程學的工業車輛駕駛室設計研究[D].南京:南京航空航天大學,2012.

作者:周頤 王金武 單位:東北農業大學