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摘要：

分析了目前我國煤礦機械外觀質量的不足,以采煤機整體造型為研究對象,提出了提高采煤機外觀質量應考慮的若干因素。在此基礎上，以市場現有雙滾筒采煤機為原型,從人機工程、整體形態、產品色彩等幾個方面,運用工業設計的相關方法與手段對其進行了深入設計。

關鍵詞：

采煤機；造型設計；外觀質量；人機工程

引言

隨著新型現代化機械設計技術的不斷發展，我國煤礦機械的相關研發技術也越來越先進，自動化和智能化水平越來越高，逐步與國際市場接軌，但目前，大部分煤機產品還是主要側重于其核心技術性能的改進，而對其外觀質量重視不夠，整體造型不夠美觀，外觀設計粗糙、笨重，沒有國產品牌自己的特色，甚至好多都是模仿抄襲國外的設計，從而使我國煤礦機械在國際市場上與其他國家的產品無法抗衡。早期的煤礦機械產品設計重點是對其實用功能的改進及完善，對外觀形態設計考慮甚少。隨著社會的發展，人們文化素養和審美觀念的提高，機械產品外觀與色彩的設計與整機造型的藝術處理逐漸引起人們的注意。目前采煤機械產品的外觀造型已經經過了五十年代的“流線型”風格、六十年代的方形小四角過渡、七十年代“方形小圓角”的造型風格、八十年代的直線中滲入斜線的“梯型”造型風格，逐漸演變成現在的大曲率弧線和小圓角過渡相結合的所謂“理智線型”風格，從而使造型物形態更為生動活潑，既能體現采煤機產品剛勁有力的陽剛之美，又能突顯其生動活潑的視覺感，而且制造也簡單。煤礦機械一方面由于其自身的特點，如整體體積龐大、運行環境惡劣、內部結構相對復雜等客觀因素，阻礙了其外觀造型的發展；另一方面，我國煤礦機械生產企業以及相關技術人員都把目光聚集在機械的使用功能上，在改進技術工藝、提高強度和可靠性方面研究較多，不太重視外觀造型的設計，這些主觀因素也導致了我國當今煤礦機械在外觀設計上的不足。形式與功能的完美結合，是產品設計成功的關鍵。為了讓國內煤礦機械從整體上達到質的飛越，我們應該將技術與造型結合起來，對其外形和功能結構布局進行重新設計，從而提高整機質量，增強國內煤機行業參與國際市場的競爭力。鑒于此，本文以目前國內普遍采用的雙滾筒采煤機為研究對象，從其外觀造型設計入手，對其進行改良型設計，并為其他煤機產品的設計創新提供有益的借鑒。

1采煤機的市場調研和分析

1.1雙滾筒采煤機結構

對雙滾筒采煤機進行造型設計，必須首先了解其內部結構及工作原理，在滿足功能的基礎上再考慮其外在形式，以提高采煤機的工作效率。雙滾筒采煤機主要由滾筒、減速器、牽引部、截割部、電動機、輔助裝置等部件組成。

1.2雙滾筒采煤機的外型分析

市場現有雙滾筒采煤機的外觀設計，仍存在著很多問題：（1）外觀生硬、棱角突出，基本上沒有對其板件進行打磨，直接由幾何塊拼接；（2）底材及制造工藝粗糙，表面處理不光滑；（3）色彩單一，大多是灰黑或者“工程黃”；（4）采煤機電纜和管路較多，搖臂部位的線路暴露在機械外部，在方便其檢修的同時，也存在一定安全隱患，影響整體造型的美觀；（5）操作控制臺的設計宜人性及操作便利性差。針對上述情況，本文對現有雙滾筒采煤機進行了改良設計，以求達到技術與美學的完美結合。

2雙滾筒采煤機外觀造型設計創意表達

2.1采煤機產品的造型設計原則

一般來說，采煤機械產品的造型應遵從穩定性、協調性、宜人性、時代性的原則。采煤機的外觀形態既要遵從于實用功能的滿足，又要整體協調，便于人操作，還要符合時代審美要求，并具有一定的穩定性。

2.2采煤機產品的色彩設計分析

在產品的外觀質量表現中，產品的色彩起著美化產品、營造產品統一協調的視覺效果的重要作用，相當于產品的外衣。采煤機械產品色彩選擇要能夠滿足產品使用功能、工作環境和操作者生理與心理等方面的要求，一般不宜過分單調、沉悶，也不宜過分艷麗奪目，應避免視覺污染以及對操作者的心理及生理產生不良影響從而導致操作失誤。總的要求是色彩要明快、平穩、搭配合理、過渡柔和，一般宜采用大面積低純度的鄰近色或相似色統一全局，選用小面積高純度的色彩進行點綴，特點是警示區域或按鈕要有顏色上的明顯標識，并通過中性色彩來柔和過渡或漸變，以達到和諧統一，又生動活潑的色彩效果。

2.3最初創意元素表達

（1）截割部的線性傾斜給其流向性構造，使其有運動感增加，造型更加美觀；（2）中間部位設計中間高兩端低的弧形設計給人以平衡感，根據雙滾筒采煤機的工作原理，本文整體造型上引入螃蟹的外觀，使機械整體更加生動，給人親切感；（3）色彩搭配使其底部滑動部位為深色調，增加其重量感，整體結構用色要一致，達到顏色搭配的平衡，上部用明快的顏色，色彩簡潔醒目，使其整體感更強。最終，通過一系列創意元素對審美因素進行思考，并把這些元素融入到采煤機外部造型的創意理念之中。

3雙滾筒采煤機外觀造型深入分析與設計

根據上述分析，本文針對雙滾筒采煤機進行了草案設計。草案中，采用仿生設計的手法，提取螃蟹整體造型元素，中間高兩端低的弧度設計，一方面增加了平衡感，另一方面使整機外觀變得圓潤，又給人以親切感；細節草案考慮整體的協調性，以柔性設計為主，各具體細節又加入機械的鋼勁，使產品整體看起來柔中帶鋼，充分體現產品的功能與外形的結合。在此基礎上對其整體造型及細節進行了詳細設計，如圖2所示。確定整體造型后，根據人機分析及人的操作和使用行為分析，對遙控和機身的操作面板進行了統一設計，在操作時，機身上的面板也同時動作，加強了辨識性和可操作性，降低了誤操作率；其次對行走機構、截割部、截齒、減速箱及調高油缸等更多細節進行了深入設計，特別是截割部的線性過渡，賦予整體流向性的構造，增加了機械的運動感和力量感，同時也體現了設計的現代感。結構設計完成后認真分析了色彩搭配，對其進行材質和色彩的渲染，整體使用工程黃，搭配黑色增強其整體感，面板警示色突出醒目。整體造型及色彩充分考慮了采煤機各部分結構的均衡、穩定和比例協調關系，在滿足產品功能性的同時，體現了產品使用的宜人性、環境適應性以及整體協調性。

4結語

礦用采煤機的功能和造型的創新設計，代表著工業設計與機械的完美結合，將形態設計與實際應用結合起來，提高了采煤機的外觀質量。本文針對雙滾筒采煤機的外觀造型進行了分析與設計，設計的亮點是打破傳統大型機械生硬的外觀，借用螃蟹外型，優化產品的造型曲線，以流線型弧面作為主體進行設計；滾筒后的截割部的線性傾斜，賦予產品流向性構造，增加了運動感，在提高性能的同時，美化其外觀造型；此外，搖臂、行走機構、調高油缸等部件細節的時尚及現代化設計也是本設計的亮點所在。設計結果合理，能為煤礦機械外觀質量的設計與提高提供有益的參考與借鑒。

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作者:李娟莉 單位：太原理工大學