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開槽機分層布局模型及其設計要素應用

時間:2020-01-02 10:15作者:劉培金 劉俊輝
本文導讀:這是一篇關于開槽機分層布局模型及其設計要素應用的文章,隨著科學技術的飛速發展和當前機械工業的進步,工業設備和產品正面臨著當前新型工業化的挑戰,從不斷改進設計以滿足生產需要和消費者的基本需求,進而開始關注產品使用過程中的情感體驗。

  摘    要: 開槽機是裝飾行業的重要設備,是當今電動工具設計的重要對象。本文針對目前工作環境和經驗發現的待改進問題,提出一種基于分層布局的開槽機造型設計方法。從開槽機內部結構和外部造型的設計要求出發,基于分層布局的導向方案設計將內部構件布局設計引導成三維布局。結果表明,通過對老虎機構件布局在整體設計中的應用,提出了有利于解決內部零件布局的應用方法和實現產品內部結構和外形的并行設計方法。

  關鍵詞: 布局約束; 分層布局; 分步造型;

  1、 研究背景和意義

  隨著社會經濟的發展,人們對于滿足精神層面的追求越來越強烈,開槽機的設計方法應運而生,它的出現能夠極大的滿足人們對于住宅裝飾的滿意程度,在個性化、感性化、人性化方面做到了盡可能的滿足,使得住宅這一人類生存的必需元素更加的貼近人類的需求,這也昭示著人類文明的極大進步,因此,開槽機的廣泛應用和進一步發展成為當前住宅設計的一大要點。

  1.1、 開槽機設計需求

  隨著科學技術的飛速發展和當前機械工業的進步,工業設備和產品正面臨著當前新型工業化的挑戰,從不斷改進設計以滿足生產需要和消費者的基本需求,進而開始關注產品使用過程中的情感體驗。通過收集情感詞匯和典型產品樣本,對產品設計要素進行分解,將情感需求和設計要素進行匹配,并在理論和實踐中加以應用。造型美觀、功能合理、安全可靠的電動工具產品是現代生產建設的必然需求。此外,隨著用戶個性化需求的發展,造型風格突出的產品越來越受到用戶的青睞。在設計中,要綜合分析問題,找出需要突破和解決的問題,分析設計要素與關鍵感知形象的關系。一種合理、系統的產品設計方法,可以幫助設計師打破設計的慣性和經驗,對子設計過程給予科學、清晰的指導,激發創新思維,從而有助于順利、高效地設計出高質量、高性能的產品。

  1.2 、開槽機設計問題

  許多學者對創新設計工具、過程和方法的研究進行了綜述。形成了獨特的產品設計方法體系,為產品設計奠定了理論基礎。運用先進的設計理念和技術手段,指導設計過程的改進,對設計出性能優良、質量優良的產品至關重要。從開槽機的升級改造入手,運用相關的方法和原理,為產品的造型設計提供更好的理論支持,使產品的功能和造型能夠與用戶的情感需求相統一。從國內外的研究現狀來看,這類工具裝備的設計面臨以下問題:(1)用戶需求語義表達的不確定性導致設計人員對用戶情感需求的理解和表達不夠準確。(2)設計者對復雜產品內部構件布局的研究不夠深入。通常在空間布局時應用零件布局經驗或嘗試手動布局,這種方式存在局限性。可利用遺傳算法建立數學模型并進行分層布局,從而完成產品內部構件的科學布局。(3)產品的內部布局與外形適應性問題。產品外形設計是由設計師憑經驗和靈感完成,但外觀設計受限于產品的內部結構、尺寸、形狀等因素,這加大了外觀設計的難度,使設計特征難以有效表達。
 

開槽機分層布局模型及其設計要素應用
 

  2、 開機分層布局模型

  開槽機的內部布局設計至關重要,合理布局將使設備更加緊湊高效。內部布局將用于升級功能列表,通過產品和組件的功能模塊設計,空間布局可簡化為易用的幾何規則。在開槽機的設計中,布局方案可以看作是物體布局問題的空間表示,不同物體的大小、體積及相互位置關系成為重要布局要素。三維零件可以轉換為多個二維幾何圖形,在滿足空間關系的前提下,將這些帶尺寸約束的幾何圖形用作分層布局設計的布局元素。帶電部件的分層布局和各部件之間的空間關系,采用自下而上、內外兼顧的設計理念。通過三維修復后的關鍵點對整體形狀進行測量,滿足了體積尺寸、干涉部位、相鄰關系及合理性的多方面要求,得到優化的布局方案。

  2.1 、插入模塊模型

  在設計布局分析之前,要在三視圖中建立或插入模塊模型,繪制零件幾何元素并調整重疊關系,在視圖中觀察設計布局是否合理,在插入過程中,要保證插入元素的正確性,以避免分析過程的順利進行。三個視圖之間沒有交叉轉換,重疊區域將被移除,例如液壓螺釘與導軌、電機與變速器的重疊關系等等。再如,液壓螺桿與導軌之間的位置關系可以旋轉,從而可以在不需要投影幾何尺寸的情況下找到準確的位置關系。

  2.2 、布局設計分析

  在插入模塊模型中進行布局設計的分析,分析布局設計是否合理,分析過程也是決定這個項目是否能夠繼續下去的過程,為了保障后續工作的順利進行,這一環節是極其重要的,開槽機是裝飾行業和建筑行業的主要設備,升級后的開槽機增加了槽、導軌、履帶輪、液壓桿、控制系統等相關模塊,使其成為復雜度較高的產品。零件在機器中的合理布局是至關重要的,首先,將產品零件尺寸等約束關系統一描述為幾何規則,然后按照這些規則引導零件的空間布局,在這種情況下,采用分層布局的方法將遵循相同規則的零件先后放置于空間,將簡化三維布局問題并將之轉化為二維布局問題。

  3、 設計要素的應用

  開槽機的設計需要符合用戶需求,才能解決裝飾施工中面臨的實際問題。因此,將合理的設計要素應用到開槽機造型以滿足用戶需求,對開槽機進行的改進將包括功能升級設計和外殼設計,升級后的內開槽機由機頭、機身和外殼三部分組成。

  3.1 、要素組織

  要素組織是設計要素的重要環節之一,要素的組織對于整個設計有著關鍵的作用,一旦在這一步發生問題或者偏差,可能會導致整個設計環節的紕漏,導致設計結果偏離提前的設想。因此,設計要素在插入開槽機模型時,需根據所獲用戶需求和實際施工環境的情況進行設計優化。施工要求與功能需求成為設計方案改進的驅動力,優化后的方案應解決手工開槽工作效率低,存在安全隱患和健康風險,以及工作質量差等一系列問題。

  3.2 、要素優化

  在要素組織完成之后,就到了要素優化這一環節,在開槽機設計中增加導軌、液壓桿、電機,無需橫向放置即可實現電池組件等。雙導軌擴大了刀具的工作范圍,設計高度為2.75mm的開口,液壓桿和底座配合提升和固定機器。在軟化后的墻面開槽,水通過霧化裝置覆蓋斷面,可減少灰塵污染,同時保障電機和電池等關鍵系統部件的正常運作。要素優化是為了保證設計要素的精確,保證設計結果更加的完美。

  4 、結論

  開槽機的設計主要是針對用戶,以提高他們的使用體驗,滿足他們對于精神文化的追求,因此,在設計過程中,聽取用戶意見是極其關鍵的一步,如何聽取又成了一個關鍵問題,文章提出開槽機的設計與布局方案,要建立在聽取用戶意見的前提上來,在此基礎上進行修改、改進,已達到用戶滿意的水平。外觀因素和功能因素為開槽機設計提供了新的設計方向,而深層次的用戶需求為開槽機設計提供了設計要素,將用戶需求轉化為設計要素并應用到開槽機的設計中,結合布局條件和分層布局思想,通過對視圖轉換、分層應用條件的研究,將其很好地應用于內部構件間的布局。對內部結構設計和外部設計進行設計研究分析,研究用戶需求、設計要素等并進行分析和驗證,在設計過程中需要有效應用設計要素,才能使用戶需求得以充分實現。

  參考文獻

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