拖掛式房車造型設(shè)計(jì)的仿生設(shè)計(jì)應(yīng)用
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引言
哈啰出行、OFO、青檸單車等的出現(xiàn)及蔓延都是為了給人們提供最后一公里的便利。但同時(shí)弊端也不斷顯現(xiàn)，共享單車堆積成災(zāi)，壞車破車目之所及，缺乏管理使其給城市交通以及公眾安全帶來隱患。代步車的出現(xiàn)帶來了轉(zhuǎn)機(jī)，通過改進(jìn)校園代步工具一方面可以幫助解決一部分校園交通問題，另一方面也可以減少學(xué)生花在出行上的時(shí)間和精力。同時(shí)具有高度可識(shí)別的造型形象是產(chǎn)品在激烈的市場競爭中取勝的重要因素，并且結(jié)合年輕人追逐時(shí)尚潮流，個(gè)性化的心理需求，利用仿生設(shè)計(jì)的方法來構(gòu)建代步車的造型基因是一種行之有效的創(chuàng)新方法。
1校園代步車相關(guān)概述
1．1國內(nèi)外代步車造型設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代，日本的雅馬哈公司就已經(jīng)開始研發(fā)電動(dòng)車，至今差不多四十年的歷史，它是世界上最早銷售電動(dòng)輔助自行車的企業(yè)，同時(shí)也是世界上最大的電動(dòng)車制造商。其出產(chǎn)的電動(dòng)自行車是經(jīng)過日本電動(dòng)自行車協(xié)會(huì)認(rèn)定的新型代步工具。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，和遍布中國街頭的共享單車一樣，美國的共享電動(dòng)代步電動(dòng)滑板車也是十分流行，如Bird、Spin及Limes等共享滑板車公司如雨后春筍般冒出來。我國的代步車行業(yè)以寧波邁威公司和小米為典型代表。寧波邁威公司作為全球三大電動(dòng)滑板車生產(chǎn)制造商之一，其旗下的產(chǎn)品Inokim采用成熟的鋰電池技術(shù)，使滑板車動(dòng)力能源的輕便問題得以解決。小米更是躋身成為美國最大電動(dòng)滑板車供應(yīng)商。世界上主要的代步車制造商及其產(chǎn)品特征見表1。從國內(nèi)外的各大城市中的代步車可以發(fā)現(xiàn)，國外的代步車更多的注重個(gè)性化和人性化。在外觀上，對(duì)人的視覺心理及人性關(guān)懷也更加凸顯。在設(shè)計(jì)上也體現(xiàn)了社會(huì)責(zé)任感，如雅馬哈的“感動(dòng)創(chuàng)造企業(yè)”。在國內(nèi)，以寧波邁威公司的Ionkim為代表的代步車的外觀設(shè)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，我國的代步車造型還比較保守，沒有凸顯品牌的都有特征。
1．2校園代步車的需求分析
大學(xué)生作為校園代步車的最直接受益者，應(yīng)同時(shí)兼顧其生理需求及心理需求［1］。生理需求，顧名思義即使用者的使用需求。首先是作為交通輔助工具代替步行的需求，在諾大的校園里需要找到適合的出行工具，來節(jié)省時(shí)間，提高效率，這是最基本的生理需求。其次是簡單的功能和適合人使用的需求，功能簡單，易操作，易上手，安全性能好，符合大學(xué)生生理結(jié)構(gòu)特征是必要的。最后是方便攜帶與易存儲(chǔ)的需求，代步車作為私人物品，如果依舊如共享單車那樣依靠群眾道德素質(zhì)來制約，那么最終同樣會(huì)殊途同歸。心理需求，它是一種使用者享受其產(chǎn)品使用體驗(yàn)的表現(xiàn)，為使用者帶來愉悅、良好的心理滿足。如避免擁擠輕巧好用的機(jī)動(dòng)性需求，體現(xiàn)大學(xué)生風(fēng)貌與校園文化的審美需求以及防盜安全性需求。
2仿生設(shè)計(jì)在校園代步車造型中的應(yīng)用分析
所謂仿生設(shè)計(jì)是對(duì)自然物的形態(tài)、功能、色彩、意象等信息的再認(rèn)知，通過模擬或改進(jìn)這些信息以最終將其運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，其中以形態(tài)仿生、色彩仿生、意象仿生以及功能仿生等設(shè)計(jì)手法最為設(shè)計(jì)師所青睞［2］。徐慧曾經(jīng)提出仿生性設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的未來趨勢，仿生形態(tài)的融入，其包含的豐富造型語言能夠賦予產(chǎn)品外觀造型的最佳選擇，從而滿足產(chǎn)品的功能和使用者的需求［3］。萬里就人類發(fā)展和自然規(guī)律提出仿生是人類生存的需要，仿生是古代人類精神的寄托，仿生是人類的一種文化思想［4］。而有關(guān)汽車造型仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究也在逐漸深入，如吉利熊貓，造型上融入國寶“大熊貓”的元素。現(xiàn)在也已經(jīng)延伸到校園代步車的造型設(shè)計(jì)中，其在校園代步車的造型應(yīng)用上主要體現(xiàn)在仿生對(duì)象的形態(tài)、色彩以及意像上。校園代步車仿生設(shè)計(jì)流程如圖1所示。形態(tài)仿生是在對(duì)自然物所具有的外部形態(tài)與內(nèi)在涵義的認(rèn)知基礎(chǔ)上，通過抽象、演變、概括、提煉等處理手法尋求對(duì)校園代步車形態(tài)的突破與創(chuàng)新［5］。提取對(duì)仿生對(duì)象自然形態(tài)的結(jié)構(gòu)認(rèn)知，將對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)運(yùn)用到校園代步車的造型上，實(shí)現(xiàn)良好功能和自然美感的完美融合。色彩仿生主要是通過研究仿生對(duì)象典型的色彩特征進(jìn)行的色彩感覺仿生，使用色彩本身所帶有的信息傳遞、交流的功能，進(jìn)而達(dá)到人機(jī)反饋的模擬。大學(xué)生喜歡追逐時(shí)髦新潮，色彩是視覺的直觀享受，充當(dāng)了大部分的識(shí)別作用，色彩豐富的校園代步車也是未來的發(fā)展趨勢。意象仿生是一種抽象的概念，主要指仿生對(duì)象被人類記憶抽象化的符號(hào)，給人一種似曾相識(shí)的朦朧感。意象的正確把握對(duì)校園代步車整體造型的表現(xiàn)具有積極意義。
3校園代步車的造型仿生設(shè)計(jì)實(shí)例
3．1仿生對(duì)象的選取
本次研究的主要目的是完成校園代步車的設(shè)備形態(tài)以及主要功能的仿生設(shè)計(jì)。首先基于目標(biāo)產(chǎn)品的功能需求進(jìn)行思維發(fā)散，咨詢生物專家并查找相關(guān)資料，挑選合適的仿生生物。自然界生物不計(jì)其數(shù)，為了更好的符合校園代步車的主題，主要是運(yùn)行安全以及能夠及時(shí)制動(dòng)，能夠保證運(yùn)行中的平穩(wěn)，運(yùn)行流暢。最終經(jīng)過詢問生物專家和查閱資料，最終選擇金雕作為仿生對(duì)象。金雕擅長翱翔和滑翔，其生活習(xí)性一般是空中呈直線或圓圈狀盤旋，一邊俯視地面尋找獵物，兩翅上舉“V”狀，用柔軟而靈活的兩翼和尾部的變化來調(diào)節(jié)飛行的方向、高度、速度和飛行姿勢。發(fā)現(xiàn)獵物后，常以速度為每小時(shí)300千米的姿勢從天而降，并在最后一剎那嘎然止住扇動(dòng)的翅膀，然后捕獲獵物。金雕動(dòng)作敏捷，飛行平穩(wěn)，其獨(dú)特的運(yùn)行和制動(dòng)方式及形態(tài)為校園代步車的設(shè)計(jì)提供了思路。
3．2仿生對(duì)象原型分析及造型基因特征的提取
對(duì)金雕的主要外形結(jié)構(gòu)本征進(jìn)行提取，通過對(duì)金雕形態(tài)結(jié)構(gòu)的刪減與補(bǔ)足，規(guī)則化，主要特征幾何化，平整或尖銳化處理，變形與夸張等，使得生物主要意象能夠在產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)中得到準(zhǔn)確的表達(dá)。本研究根據(jù)金雕的主要外形(頭部、軀干、翼部和利爪)進(jìn)行結(jié)構(gòu)線提取，其主要特征如圖2所示。如圖2所示，金雕全長76－102厘米，頭頂黑褐色，后頭至后頸羽毛尖長，呈柳葉狀，羽基暗赤褐色，羽端金黃色，具黑褐色羽干紋。嘴形呈倒鉤形，堅(jiān)硬且鋒利，嘴端部黑色，基部呈藍(lán)褐色或藍(lán)灰色。翼部展開總長可達(dá)2．3米，翅膀上的羽毛呈暗赤褐色，羽端較淡，體色較暗，具有較寬的黑色端斑巨大的翅膀也是它的有力武器之一，有時(shí)一翅扇將過去，就可以將獵物擊倒在地。趾呈黃色，爪呈黑色，將利爪戳進(jìn)獵物的頭骨，就能使其立即喪失性命。金雕的形態(tài)結(jié)構(gòu)線主要由軀干、喙部、翼部及利爪組成。
3．3仿生對(duì)象與校園代步車造型的融合
校園代步車的主要造型構(gòu)成元素包括車輪、把手、車轱、輔助車燈、車尾燈、腳踏板、扶手支柱等，現(xiàn)將金雕的造型因子運(yùn)用到校園代步車的造型塑造中，金雕的形態(tài)和意象特征可與校園代步車的造型和主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行融合。金雕流線型的主要身體形態(tài)能夠作為校園代步車的大體造型。尖銳鋒利的喙部可以通過變形使其成為代步車的頭部及前燈，并且因其頭部的呈側(cè)三角的形態(tài)，能夠有效減小風(fēng)阻。翼部和翅尾部的羽毛能夠與把手支柱與剎車等結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合。金雕身體表面的黑色端紋可以進(jìn)行適當(dāng)改變充當(dāng)代步車的車身裝飾。利爪可以與代步車的車輪進(jìn)行耦合。當(dāng)金雕捕食時(shí)以300/km的速度進(jìn)行俯沖，但能在一瞬間抓住獵物，以此意象來結(jié)合代步車車輪，表現(xiàn)代步車的制動(dòng)功能優(yōu)良。3．4校園代步車造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)將校園代步車各部分造型結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)，先進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，對(duì)方案進(jìn)行草圖繪制，接著完成產(chǎn)品的三維建模與原型制作。金雕利爪的敏銳性是凸顯校園代步車的安全制動(dòng)功能的關(guān)鍵。利爪上棱角分明的紋路天然的成為輪胎上的防滑結(jié)構(gòu)，保證了安全性。流線型的軀干對(duì)減少代步車行駛過程中的風(fēng)阻行之有效。雄壯的翅膀成為把手支柱，同時(shí)也賦予其太陽能電池板的功能，為整個(gè)裝備提供行駛動(dòng)力，保證校園代步車的續(xù)航能力。在設(shè)計(jì)案例中，任務(wù)設(shè)計(jì)是校園代步車的造型設(shè)計(jì)，對(duì)金雕的喙部、翅膀以及利爪進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)。綜合考慮到該代步車的使用環(huán)境是校園，且使用者多位在校學(xué)生，該校園代步車方便易攜，使用者可以將其簡易折疊，且占地空間不大，給學(xué)生足夠的安全感和滿足感，其折疊方式如圖3所示。圖3校園代步車折疊方式裝備整體采用金雕的外形特征，形似高鐵?？稍谄露炔怀^45度的平整路面上行駛運(yùn)行，靈活穿梭在校園各個(gè)角落。代步車的的把手支撐出將金雕體表的黑色端紋抽象處理成裝飾燈帶，并且結(jié)合太陽能充電板，能夠提高代步車的續(xù)航時(shí)間，提高工作效率。車輪設(shè)計(jì)較寬，保證行駛平穩(wěn)，確保使用者的人身安全，防滑能力大幅度增加。
4結(jié)語
大自然賦予人類取之不盡，用之不竭的靈感資源和設(shè)計(jì)啟示，通過一定的合理方式模仿自然的生命形態(tài)而進(jìn)行的仿生，往往可以獲得意想不到的價(jià)值效益，并為人類提供新的設(shè)計(jì)思路。本文在基于仿生對(duì)象金雕的特征基礎(chǔ)上，分析了形態(tài)、顏色以及意象仿生三個(gè)方面的特點(diǎn)，并基于所提取的金雕形態(tài)特征的造型基因，與校園代步車造型創(chuàng)新設(shè)計(jì)相結(jié)合，結(jié)合現(xiàn)代方法進(jìn)行校園代步車的實(shí)例設(shè)計(jì)。本文只起到拋磚引玉的作用，在未來的研究中，將不斷完善生物仿生基因庫，將更多的造型基因運(yùn)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供更多的設(shè)計(jì)選擇。
作者:李昆鵬 張寧 單位:西華大學(xué)