礦用車輛產品的人性化設計初探

黃果果，未 崴

(湖南有色重型機器有限責任公司， 湖南 長沙 410012)

美國設計家普洛斯曾說過“人們總以為設計有三維：美學、技術和經濟，然而更重要的是四維：人性。”究竟什么是人性化呢？人性化是指設計者在設計產品時應力求從人體工程學、生態學和美學等角度去達到盡善盡美，從而真正實現科技以人為本的目的。

1 人性化的設計首先要確保產品的高可靠性

在礦用車輛設計時，在車架前部和后部考慮設置防碰撞結構的同時，應該對具有藝術造型結構的機架和工作機構以及司機室頂棚進行CAE分析，以確保在復雜工況下它們的強度和抗變形能力。要節省材料及減輕重量，這也有利于提高整車動力性能和經濟性能。CAE的基本思想是將結構離散化，用有限個容易分析的單元來表示復雜的對象，單元之間通過有限個節點相互連接，然后根據變形協調條件綜合求解。圖1是對某公司20 t地下汽車前車架的CAE分析，從圖1可以看到處于驅動橋上方的拱形車架部分的應力變化和最大應力點的位置。

圖1 某20 t地下汽車前車架CAE分析

圖2是某8 t井下運料車后車架和油氣懸結構進行CAE分析的效果圖，從效果圖上可以清晰看到機架的應力變化，最大應力位于車架聯接橫梁上的料斗的兩個支架部位。根據分析結果可進行結構的強化改造設計，確保它的高可靠性。礦用車輛是由人來操縱的，在井下復雜而且惡劣的工作條件下，確保人的安全就是產品人性化設計的首要任務。

圖2 運料車梯形框架型車架CAE分析效果

2 人性化設計要為操作者帶來工作的享受和樂趣

人性化設計要求車輛各系統的操縱更加簡捷、準確和安全可靠，要使操作者和乘員都感到更加舒適，并且享受著工作所帶來的樂趣和美的感受。

用人性化的觀念設計駕駛室時，對于駕駛員來講，首先是確保視野開闊，同時要確保駕駛員頭頂距頂棚之間的安全距離；手操縱件要放置在駕駛過程中司機伸手就能觸及到的地方；儀表及顯示屏應放置在可直視的位置并且應設置儀表燈和頂燈；腳踏板的配置更應根據駕駛員的座位和操作要求安全放置；選擇高彈性的并且可以調整的舒適性好的座椅；車門不僅要造型美觀并且應保護使用者在行駛中的安全。

圖3是某井下礦用車，該礦用車司機室寬敞且具有雙向駕駛功能。司機室內前后均設置了儀表盤和操縱裝置，只要旋轉座椅就可以改變駕駛員的操縱方向，完成車輛的前進或倒車行駛。以圓弧為基本造型結構的儀表盤給人以安全感，銀白色所襯托出的純潔和典雅情調更使人備感親切。儀表盤上的彩色液晶顯示屏的配置等，使駕駛者能夠更為準確而迅速的了解車輛的工況并完成各種操縱。

圖3 某運料車司機室

由圓弧和拋物線組成的司機室門框形態更顯得圓潤、單純和富有感染力。向前方傾斜的由圓點和粗線條組成的一排裝飾圖案更使人產生動感。四根黑色的圓弧狀司機室頂棚的支撐桿，設計力圖顯示出它的飽滿且基礎穩固，可以具有力頂千斤的可靠性。圖4是某地下鏟運機的司機室，連接司機棚的是在司機座靠背后面一塊與機架聯為一體的梯形造型結構和兩根黑色方形立柱，它們形成三足鼎立之勢，強力的支撐著頂棚。它是強勁而可靠的支撐技術與藝術造型的美妙結合。

圖4 某地下鏟運機的司機室造型

3 人性化設計所展現的美感及設計內涵

人性化設計的美感及設計內涵是通過它的造型與色彩展現出來的。

產品造型的兩個基本要素主要是由產品的形態和色彩組成。色彩所散發出來的美感首先對人們的感官產生直接影響，例如黃色使人感到陽光富貴、強烈明快。黑色使人感到深沉厚重和穩定莊嚴，不可動搖。藍色使人感到如大海一樣清澈，綠色有如樹木花草生機盎然，或是表達平凡而隨和。紅色則展現熱情，朝氣與溫暖。銀色展示出潔白無暇和高雅等等。設計者在考慮產品形態和色彩的結合時，力求在變化里求統一、在統一中求變化，把產品的內在性格用色彩淋漓盡致表現出來。

圖5是某型液壓支架搬運車色彩構成圖，它的色彩由工程黃色和黑色組成。工程黃色是基本色彩，它是陽光的象征，展示崇高與輝煌。后機體的四個寬厚的實心輪胎和前輪，前車體散熱器擋板、保護杠及側部防碰撞筋和司機室頂棚以及前大燈罩等均采用黑色渲染，突現一個整車均衡而穩定的感染力。色彩與梭角分明的車輛整體工業造型的融合使人們可以感受到支架搬運車的深沉厚重和強勁有力的產品特性。

圖5 某型液壓支架搬運車

煤礦井下防爆柴油機指揮車外觀工業造型見圖6，防爆柴油機指揮車以直線、平面、菱角組成機體外廓結構，展現它的威嚴、剛強與果斷的性格。整車表面以黑色、黃色和銀白色混配，圖案對稱而協調，它著重表達尊嚴、崇高、淵博和純潔的特征，結構與色彩的結合顯示出指揮車的大氣與剛毅。在造型美觀的前保護杠上布置了五個前大燈，銀色的燈和棱型的車箱頂棚等使人產生“啊”的驚嘆，設計者就是要求這種外觀強勁而充滿美感的指揮車將可以面對任何艱難險阻，勇往直前。

圖6 煤礦井下防爆柴油機指揮車

礦用車輛的新技術與結構同工業造型藝術的結合是相互融合和有機滲透在一起的，是在追求它的盡善盡美。設計者通過它可以讓自己的產品達到高品質的境界、擁有強勁的市場競爭力和滿足客戶的需求，更可以使擁有者為擁有這一產品而感到驕傲！

4 結 論

美存在于大自然之中，美存在于一切事物之中，美更存在于人們的心靈深處。礦機企業研發人員應該遵循締造產品高品質的理念，使礦用車輛和其它產品不僅僅擁有先進的技術與性能、擁有產品的高可靠性，而且要確保產品是一件人性化的而且是一件令人心曠神怡的藝術品！確保自己的產品是追求時代前進步伐的一件光彩奪目的偉大創作。

參考文獻：

[1]陳震邦.工業產品造型設計[M] .北京：機械工業出版社 ，2010..